(57)【要約】【課題】優れた発光特性および長い発光寿命を有し、発光素子の形成が容易な材料によって構成される発光素子、この発光素子を備える発光装置、表示装置および電子機器を提供すること。【解決手段】発光素子１は、陽極３と、陰極８と、陽極３と陰極８との間に設けられ、発光する第１の発光層４２と、陰極８と第１の発光層４２との間に設けられ、発光する第２の発光層６２と、第１の発光層４２と第２の発光層６２との間に設けられ、正孔および電子を発生させるキャリア発生層５とを有し、キャリア発生層５は、陰極８側に設けられ、Ｌｉ化合物と仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属とを含む第１のキャリア発生層５１と、陽極３側に第１のキャリア発生層５１と接合して設けられ、芳香環を有する有機シアン化合物を含む第２のキャリア発生層５２とを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間で通電することにより発光する第１の発光層と、
前記陰極と前記第１の発光層との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間で通電することにより発光する第２の発光層と、
前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に設けられ、正孔および電子を発生させるキャリア発生層とを有し、
前記キャリア発生層は、陰極側に設けられ、Ｌｉ化合物と仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属とを含む第１のキャリア発生層と、陽極側に前記第１のキャリア発生層と接合して設けられ、芳香環を有する有機シアン化合物を含む第２のキャリア発生層とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記有機シアン化合物は、ヘキサアザトリフェニレン誘導体である請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記有機シアン化合物は、下記化１に示される化合物である請求項１または２に記載の発光素子。
【化１】
2010212187.tif 000013
【請求項４】
前記Ｌｉ化合物は、Ｌｉ金属錯体である請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記Ｌｉ化合物は、（８−キノラリト）リチウム錯体である請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１のキャリア発生層における前記Ｌｉ化合物の含有率をＡ［ｗｔ％］、前記仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属の含有率をＢ［ｗｔ％］としたとき、０．３≦Ａ／Ｂ≦３の関係を満足する請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１のキャリア発生層の平均厚さは、１〜５ｎｍである請求項１ないし６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項８】
前記キャリア発生層の平均厚さは、１０〜４０ｎｍである請求項１ないし７のいずれかに記載の発光素子。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、発光装置、表示装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（いわゆる有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に少なくとも１層の発光性有機層を介挿した構造を有する発光素子である。このような発光素子では、陰極と陽極との間に電界を印加することにより、発光層に陰極側から電子が注入されるとともに陽極側から正孔が注入され、発光層中で電子と正孔が再結合することにより励起子が生成し、この励起子が基底状態に戻る際に、そのエネルギー分が光として放出される。
【０００３】
このような発光素子としては、例えば、陰極と陽極との間に、２層以上の発光層を有し、これらの発光層同士の間に中間層（キャリア発生層）が設けられたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。かかる発光素子では、陽極と陰極との間に電界を印加することにより、中間層から電子および正孔が発生して隣接する発光層に供給される。そして、陽極および陰極から供給される正孔および電子に加えて、中間層から供給される正孔および電子が各発光層の発光に用いられる。このため、このような発光素子に一定電流を流した場合、発光層が一層の発光素子と比較して、高輝度で発光することができ、発光効率に優れる。また、低い電流で用いても、比較的高輝度で発光することができるため、発光素子が劣化しにくく発光寿命が長いものとなる。
【０００４】
しかしながら、このような発光素子は、中間層の構成材料として、ＭｏＯ３、ＷＯ３等の金属酸化物を用いている。このような金属酸化物は、蒸着が比較的困難であり、このような金属酸化物を用いた層の形成が比較的困難である。
また、発光素子として、さらなる発光特性（発光効率、低駆動電圧）、発光寿命の向上が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９３８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、優れた発光特性および長い発光寿命を有し、発光素子の形成が容易な材料によって構成される発光素子、この発光素子を備える発光装置、表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光素子は、陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間で通電することにより発光する第１の発光層と、
前記陰極と前記第１の発光層との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間で通電することにより発光する第２の発光層と、
前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に設けられ、正孔および電子を発生させるキャリア発生層とを有し、
前記キャリア発生層は、陰極側に設けられ、Ｌｉ化合物と仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属とを含む第１のキャリア発生層と、陽極側に前記第１のキャリア発生層と接合して設けられ、芳香環を有する有機シアン化合物を含む第２のキャリア発生層とを有することを特徴とする。
これにより、優れた発光特性および長い発光寿命を有し、発光素子の形成が容易な材料によって構成される発光素子を提供することができる。
【０００８】
本発明の発光素子では、前記有機シアン化合物は、ヘキサアザトリフェニレン誘導体であることが好ましい。
このような化合物は、芳香環を有する有機シアン化合物としての機能に優れており、隣接する層から十分に電子を引き抜くことができるとともに、好適に引き抜いた電子を陽極側に輸送することができ、好適にキャリア（正孔および電子）を発生させることができる。
【０００９】
本発明の発光素子では、前記有機シアン化合物は、下記化１に示される化合物であることが好ましい。
【化１】
2010212187.tif 000003
このような化合物は、芳香環を有する有機シアン化合物としての機能に特に優れており、キャリア（電子および正孔）を十分に発生させることができる。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記Ｌｉ化合物は、Ｌｉ金属錯体であることが好ましい。
Ｌｉ金属錯体は、第１のキャリア発生層中において、好適に還元されて優れた電子注入性を発揮するとともに、大気中において十分に安定した材料であり、好適に蒸着に用いることができる。このため、このような金属錯体を用いた場合、発光素子の製造が特に容易なものとなる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記Ｌｉ化合物は、（８−キノラリト）リチウム錯体であることが好ましい。
このようなＬｉ金属錯体は、第１のキャリア発生層中において、好適に還元されて優れた電子注入性を発揮することができる。また、このようなＬｉ金属錯体は、大気中において十分に安定した材料であり、好適に蒸着に用いることができる。このため、このような金属錯体を用いた場合、発光素子の製造が特に容易なものとなる。
【００１２】
本発明の発光素子では、前記第１のキャリア発生層における前記Ｌｉ化合物の含有率をＡ［ｗｔ％］、前記仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属の含有率をＢ［ｗｔ％］としたとき、０．３≦Ａ／Ｂ≦３の関係を満足することが好ましい。
これにより、Ｌｉ化合物は好適に還元されて、優れた電子注入性を発揮することができ、第１のキャリア発生層は、第１の発光層に好適に電子を供給することができる。
【００１３】
本発明の発光素子では、前記第１のキャリア発生層の平均厚さは、１〜５ｎｍであることが好ましい。
これにより、第１のキャリア発生層は、第１の発光層および第２の発光層から放出される光を十分に透過することができるとともに、第１の発光層に効率よく電子を供給することができる。
【００１４】
本発明の発光素子では、前記キャリア発生層の平均厚さは、１０〜４０ｎｍであることが好ましい。
これにより、発光素子の駆動電圧が高くなるのを防止しつつ、キャリア発生層の機能を十分に発揮させることができる。
本発明の発光装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、比較的低電圧で駆動し、高い発光効率および長い発光寿命を有しており、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の表示装置は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、少ない消費電力で高品位な画像を長期にわたり表示することができる表示装置を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、少ない消費電力で高品位な画像を長期にわたり表示することができる電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適な実施形態にかかる発光素子の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の発光素子、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の好適な実施形態にかかる発光素子の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【００１８】
このような発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）１は、陽極３と第１の発光部４とキャリア発生層５と第２の発光部６と、電子注入層７と、陰極８とがこの順に積層されてなるものである。
言い換えすれば、発光素子１は、第１の発光部４とキャリア発生層５と第２の発光部６と電子注入層７がこの順に積層で積層された積層体１５が２つの電極間（陽極３と陰極８との間）に介挿されて構成されている。
【００１９】
また、第１の発光部４は、陽極３側から陰極８側に、正孔輸送層４１と、第１の発光層４２と、電子輸送層４３とが積層された積層体であり、第２の発光部６は、陽極３側から陰極８側に、正孔輸送層６１と、第２の発光層６２と、電子輸送層６３とが積層された積層体である。
そして、発光素子１は、その全体が基板２上に設けられるとともに、封止部材９で封止されている。
【００２０】
このような発光素子１にあっては、駆動電圧が印加されることにより、キャリア発生層５においてキャリア（電子および正孔）が発生する。そして、第１の発光層４２に対し、陽極３側から正孔が供給（注入）されるとともに、キャリア発生層５から電子が供給される。また、第２の発光層６２に対し、陰極８側から電子が供給（注入）されるとともに、キャリア発生層５から正孔が供給（注入）される。そして、各発光層では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。
【００２１】
基板２は、陽極３を支持するものである。本実施形態の発光素子１は、基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２および陽極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）とされている。
基板２の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００２２】
なお、発光素子１が基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）の場合、基板２には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。
不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
【００２３】
以下、発光素子１を構成する各部を順次説明する。
［陽極］
陽極３は、後述する第１の発光部４に正孔を注入する電極である。この陽極３の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
陽極３の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍであるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍであるのがより好ましい。
【００２４】
［第１の発光部］
第１の発光部４は、上述したように、正孔輸送層４１と第１の発光層４２と電子輸送層４３とを有している。
（正孔輸送層）
正孔輸送層４１は、陽極３から注入された正孔を第１の発光層４２まで輸送する機能を有するものである。
【００２５】
この正孔輸送層４１の構成材料には、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができ、例えば、下記化２に示されるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）等のテトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物またはその誘導体（アミン系化合物）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２６】
【化２】
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【００２７】
上述した中でも、正孔輸送材料は、ベンジジン構造を有するものであることが好ましく、テトラアリールベンジジンまたはその誘導体であることがより好ましい。これにより、陽極から正孔輸送層４１に効率よく正孔が注入されるとともに、正孔を第１の発光層４２に効率よく輸送することができる。
このような正孔輸送層４１の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍであるのが好ましく、１０〜１００ｎｍであるのがより好ましい。
【００２８】
（第１の発光層）
この第１の発光層４２は、発光材料を含んで構成されている。
発光材料は、陰極８側から電子が供給（注入）されるとともに、陽極３側から正孔が供給（注入）されることにより、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）するものである。
このような発光材料としては、特に限定されず、各種蛍光材料、各種燐光材料を１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２９】
赤色の蛍光材料としては、例えば、下記化３に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体等のペリレン誘導体、ユーロピウム錯体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ポルフィリン誘導体、ナイルレッド、２−（１，１−ジメチルエチル）−６−（２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ（ｉｊ）キノリジン−９−イル）エテニル）−４Ｈ−ピラン−４Ｈ−イリデン）プロパンジニトリル（ＤＣＪＴＢ）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）等を挙げられる。
【００３０】
【化３】
2010212187.tif 000005
【００３１】
青色の蛍光材料としては、例えば、ジスチリルジアミン誘導体、ジスチリル誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレンおよびペリレン誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、ポリ［（９．９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジヘキシルオキシフルオレン−２，７−ジイル）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−｛２−エトキシヘキシルオキシ｝フェニレン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（エチルニルベンゼン）］、ＢＤ１０２（製品名、出光興産社製）等が挙げられる。
【００３２】
緑色の蛍光材料としては、例えば、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、９，１０−ビス［（９−エチル−３−カルバゾール）−ビニレニル］−アントラセン、ポリ（９，９−ジヘキシル−２，７−ビニレンフルオレニレン）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（１，４−ジフェニレン−ビニレン−２−メトキシ−５−｛２−エチルヘキシルオキシ｝ベンゼン）］、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−（２−エトキシルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン）］等が挙げられる。
黄色の蛍光材料としては、例えば、ルブレン系材料等のナフタセン骨格を有する化合物であって、ナフタセンにアリール基（好ましくはフェニル基）が任意の位置で任意の数（好ましくは２〜６）置換された化合物、モノインデノペリレン誘導体等を用いることができる。
【００３３】
赤色の燐光材料としては、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられ、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つがフェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものも挙げられる。より具体的には、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトネート）（ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−１２Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金（ＩＩ）、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム、ビス（２−フェニルピリジン）イリジウム（アセチルアセトネート）が挙げられる。
【００３４】
青色の燐光材料としては、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。より具体的には、ビス［４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、トリス［２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム、ビス［２−（３，５−トリフルオロメチル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）が挙げられる。
【００３５】
緑色の燐光材料としては、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。中でも、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つが、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものが好ましい。より具体的には、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）、ファク−トリス［５−フルオロ−２−（５−トリフルオロメチル−２−ピリジン）フェニル−Ｃ，Ｎ］イリジウムが挙げられる。
【００３６】
また、第１の発光層４２は、発光材料に加え、この発光材料をゲスト材料とするホスト材料とを含んで構成されていてもよい。このような第１の発光層４２は、例えば、ゲスト材料である発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープすることにより形成することができる。
発光材料をゲスト材料とするホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを発光材料に移動（フェルスター移動またはデクスター移動）させて、発光材料を励起する機能を有する。
【００３７】
このようなホスト材料としては、特に限定されないが、発光材料が蛍光材料である場合、例えば、下記化４に示されるルブレンおよびその誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ビスｐ−ビフェニルナフタセン等のナフタセン系材料、アントラセン系材料、ビス−オルトビフェニリルペリレン等のペリレン誘導体、テトラフェニルピレンなどのピレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スチルベン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等のキノリノラト系金属錯体、トリフェニルアミンの４量体等のトリアリールアミン誘導体、アリールアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、カルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾピラン誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、コロネン誘導体、アミン化合物、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、ＩＤＥ１２０（製品名、出光興産社製）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることもできる。好ましくは、発光材料が青色または緑色の場合にはＩＤＥ１２０（出光興産社製）、アントラセン系材料、ジアントラセン系材料が好ましく、発光材料が赤色の場合には、ルブレンまたはルブレン誘導体、ナフタセン系材料、ペリレン誘導体が好ましい。
【００３８】
【化４】
2010212187.tif 000006
【００３９】
また、ホスト材料としては、発光材料が燐光材料を含む場合、例えば、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニルカルバゾール、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ）、ビス−（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニルフェノラト）アルミニウム等のキノリノラト系金属錯体、Ｎ−ジカルバゾリル−３，５−ベンゼン、ポリ（９−ビニルカルバゾール）、４，４’，４’’−トリス（９−カルバゾリル）トリフェニルアミン、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−２，２’−ジメチルビフェニル等のカルバリゾル基含有化合物、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００４０】
前述したような発光材料（ゲスト材料）およびホスト材料を用いる場合、第１の発光層４２中における発光材料の含有量（ドープ量）は、０．１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．５〜５ｗｔ％であるのがより好ましい。発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができる。
また、第１の発光層４２の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍであるのが好ましく、５〜７０ｎｍであるのがより好ましく、１０〜５０ｎｍであるのがさらに好ましい。
なお、本実施形態では、第１の発光層が１層の発光層を備えるものを例に説明しているが、第１の発光層は、複数の発光層が設けられた積層体であってもよい。この場合、複数の発光層の発光色が互いに同じであっても異なっていてもよい。また、第１の発光層が複数の発光層を有する場合、発光層同士の間に中間層が設けられていてもよい。
【００４１】
（電子輸送層）
電子輸送層４３は、キャリア発生層５から注入された電子を第１の発光層４２に輸送する機能を有するものである。また、電子輸送層４３は、第１の発光層４２を通過した正孔をブロックすることにより、正孔がキャリア発生層５に届いて後述するキャリア発生層５にあるＬｉ化合物の還元が阻害されたり、キャリア発生層５が劣化するのを防止する機能を有している。
【００４２】
電子輸送層４３の構成材料（電子輸送性材料）としては、例えば、下記化５に示されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の８−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４３】
【化５】
2010212187.tif 000007
【００４４】
電子輸送層４３の平均厚さは、特に限定されないが、０．５〜１００ｎｍであるのが好ましく、１０〜５０ｎｍであるのがより好ましい。これにより、キャリア発生層５から注入された電子を好適に第１の発光層４２に輸送することができるとともに、第１の発光層４２を通過した正孔を好適にブロックすることができる。
【００４５】
［キャリア発生層］
キャリア発生層５は、キャリア（正孔および電子）を発生させる機能を有するものである。
このようなキャリア発生層５は、陰極側に設けられ、Ｌｉ化合物と仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属とを含む第１のキャリア発生層５１と、陽極側に前記第１のキャリア発生層と接合して設けられ、芳香環を有する有機シアン化合物を含む第２のキャリア発生層５２とを有する。
【００４６】
（第１のキャリア発生層）
第１のキャリア発生層５１は、第２のキャリア発生層５２で発生した電子を効率よく隣接する層（本実施形態では第１の発光部４の電子輸送層４３）に注入する機能を有している。
また、第１のキャリア発生層５１は、Ｌｉ化合物と仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属とを含む。
【００４７】
第１のキャリア発生層５１においては、上記の仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属（以下単に、「還元性金属」ともいう。）が還元性を有し、Ｌｉ化合物のＬｉイオンに電子を供給することによって、Ｌｉイオンが単体のＬｉ金属のように機能することができる。Ｌｉ金属は仕事関数が低く、この結果、第１のキャリア発生層５１は、電子注入性に優れたものとなる。
また、Ｌｉ化合物は、単体のＬｉ金属と比較して大気中において安定した化合物であり、好適に発光素子１の製造に用いることができる。このため、製造される発光素子１の品質が安定しやすくなるとともに、発光素子１の歩留まりが高いものとなる。
【００４８】
一方、第１のキャリア発生層５１の構成材料として、単体のＬｉ金属を用いることも考えられるが、単体のＬｉ金属は、大気中で酸化しやすく材料の取り扱いが難しい。このため、単体のＬｉ金属を用いた場合、発光素子の製造が容易ではなく、また、製造される発光素子は、品質が安定しないものとなり、歩留まりが高いものとならない。
第１のキャリア発生層５１に用いることのできるＬｉ化合物としては、例えば、下記化６に示される（８−キノラリト）リチウム錯体（Ｌｉｑ）等のキノリン錯体、ジビバロイルメタナトリチウム錯体等のジビバロイルメタナト錯体、アセチルアセトネートリチウム錯体等のアセチルアセトネート錯体等のＬｉ金属錯体；Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ等のリチウムカルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）；ＬｉＦ、ＬｉＣｌ等のハロゲン化リチウム；Ｌｉ２ＣＯ３等のリチウム塩等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４９】
【化６】
2010212187.tif 000008
【００５０】
上述した中でも、Ｌｉ化合物として、Ｌｉ金属錯体を用いることが好ましく、キノリン錯体を用いることがより好ましく、上記化６に示される（８−キノラリト）リチウム錯体（Ｌｉｑ）を用いることがさらに好ましい。このようなＬｉ金属錯体は、第１のキャリア発生層５１中において、好適に還元性金属に還元されるとともに、大気中において十分に安定した材料であり、好適に蒸着に用いることができる。このため、このような金属錯体を用いた場合、発光素子１の製造が特に容易なものとなる。
【００５１】
また、第１のキャリア発生層５１に用いることのできる還元性金属としては、仕事関数が４．０ｅＶ以上であれば、特に限定されないが、Ｂｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｗ、Ｐｂ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
上述した中でも、還元性金属としては、Ａｌを用いることが好ましい。Ａｌは、Ｌｉ化合物の還元性に優れるとともに、製造時における取り扱いが比較的容易であり、容易に蒸着等の気相成膜法を用いることができる。
なお、仕事関数が４．０ｅＶ未満の金属を第１のキャリア発生層に用いた場合、Ｌｉ化合物が十分に還元されず、第１のキャリア発生層は、十分な電子注入性を有さないものとなる。この結果、第１の発光層は、好適に発光することができず、このような発光素子は発光効率が劣るものとなる。
【００５３】
また、第１のキャリア発生層５１におけるＬｉ化合物の含有率をＡ［ｗｔ％］、還元性金属の含有率をＢ［ｗｔ％］としたとき、０．３≦Ａ／Ｂ≦３の関係を満足することが好ましく、０．５≦Ａ／Ｂ≦１の関係を満足することがより好ましい。これにより、Ｌｉ化合物は好適に還元されて、優れた電子注入性を発揮することができ、第１のキャリア発生層５１は、第１の発光部４に好適に電子を注入することができる。
また、第１のキャリア発生層５１の平均厚さは、１〜５ｎｍであることが好ましく、１〜３ｎｍであることがより好ましい。これにより、第１のキャリア発生層５１は、第１の発光層４２および第２の発光層６２から放出される光を十分に透過することができるとともに、第１の発光部４に効率よく電子を注入することができる。
【００５４】
（第２のキャリア発生層）
第２のキャリア発生層５２は、隣接する層（本実施形態では、第２の発光部６の正孔輸送層６１）から電子を引き抜くことにより、隣接する層に正孔を注入し、引き抜いた電子を第１のキャリア発生層５１に輸送する機能を有している。
また、本発明において、第２のキャリア発生層５２は、芳香環を有する有機シアン化合物（以下、「芳香環含有有機シアン化合物」ともいう。）を含む。
【００５５】
芳香環含有有機シアン化合物は、優れた電子吸引性を有している。このため、芳香環含有有機シアン化合物は、隣接する層（正孔輸送層６１）と接触することにより、正孔輸送層６１を構成する正孔輸送材料から電子を引き抜くことができる。この結果、第２のキャリア発生層５２と正孔輸送層６１とが接触すると、印加されていなくても、第２のキャリア発生層５２と正孔輸送層６１との界面付近において、第２のキャリア発生層５２側には電子が発生し、正孔輸送層６１側には正孔が発生する。このような状態で、陽極３と陰極８との間に駆動電圧を印加すると、第２のキャリア発生層５２と正孔輸送層６１との界面付近で発生した正孔は、その駆動電圧により輸送されて、第２の発光層６２の発光に寄与する。また、第２のキャリア発生層５２と正孔輸送層６１との界面付近で発生した電子は、その駆動電圧により輸送されて、第１の発光層４２の発光に寄与する。また、上述したような第２のキャリア発生層５２による正孔および電子の発生は、駆動電圧が印加されている最中には継続的に行われ、これらの正孔および電子は、第２の発光層６２および第１の発光層４２の発光に寄与する。
【００５６】
また、芳香環含有有機シアン化合物は、比較的安定な化合物であるとともに、蒸着等の気相成膜法で容易に第２のキャリア発生層５２を形成できる化合物である。このため、好適に発光素子１の製造に用いることができ、製造される発光素子１の品質が安定しやすくなるとともに、発光素子１の歩留まりが高いものとなる。
このような芳香環含有有機シアン化合物としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シアノ基が導入されたヘキサアザトリフェニレン誘導体であるのが好ましく、下記化７で示すようなヘキサアザトリフェニレン誘導体を用いるのがより好ましい。
【００５７】
【化７】
2010212187.tif 000009
【００５８】
上記化７中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立して、シアノ基（−ＣＮ）、スルホン基（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド基（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド基（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート基（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ基（−ＮＯ２）、またはトリフルオロメタン（−ＣＦ３）基であり、Ｒ１〜Ｒ６のうち少なくとも一つの置換基はシアノ基を有する。また、Ｒ’は、アミン基、アミド基、エーテル基、もしくはエステル基で置換されているかまたは非置換である炭素数１〜６０のアルキル基、アリール基、または複素環基である。
このような化合物は、芳香環含有有機シアン化合物としての機能に優れており、隣接する層（正孔輸送層６１）から十分に電子を引き抜くことができるとともに、好適に引き抜いた電子を陽極３側に輸送することができる。
【００５９】
特に、芳香環含有有機シアン化合物としては、前述したような化７に示す化合物において、Ｒ１〜Ｒ６はすべてシアノ基であるのが好ましい。すなわち、芳香環含有有機シアン化合物としては、下記化８に示すようなヘキサシアノヘキサアザトリフェニレンを用いるのが好ましい。このように電子吸引性の高いシアノ基を複数有することにより、下記化８に示す化合物は、隣接する層の構成材料（特に正孔輸送材料等）からより効率よく電子を引き抜くことができ、キャリア（電子および正孔）を十分に発生させることができる。
【００６０】
【化８】
2010212187.tif 000010
【００６１】
また、芳香環含有有機シアン化合物は、第２のキャリア発生層５２において、非晶質の状態で存在していることが好ましい。これにより、上述したような芳香環含有有機シアン化合物の効果をより顕著に得ることができる。なお、蒸着等の気相成膜法により第２のキャリア発生層５２を形成することで、芳香環含有有機シアン化合物は、非晶質の状態となる。
【００６２】
また、第２のキャリア発生層５２の平均厚さは、５〜４０ｎｍであることが好ましく、１０〜３０ｎｍであることがより好ましい。これにより、発光素子１の駆動電圧が高くなるのを防止しつつ、第２のキャリア発生層５２の機能を十分に発揮させることができる。
また、キャリア発生層５の平均厚さは、５〜４０ｎｍであることが好ましく、１０〜３０ｎｍであることがより好ましい。これにより、発光素子１の駆動電圧が高くなるのを防止しつつ、キャリア発生層５の機能を十分に発揮させることができる。
【００６３】
［第２の発光部］
第２の発光部６は、上述したように、正孔輸送層６１と第２の発光層６２と電子輸送層６３とを有している。
（正孔輸送層）
正孔輸送層６１は、第２のキャリア発生層５２から注入された正孔を第２の発光層６２まで輸送する機能を有する。また、正孔輸送層６１は、第２の発光層６２を通過した電子をブロックすることにより、電子がキャリア発生層５に届いてキャリア発生層５が劣化するのを防止する機能を有している。
この正孔輸送層６１の構成材料には、正孔輸送層４１と同様の構成材料を用いることができる。
【００６４】
特に、上述した中でも、正孔輸送層６１を構成する正孔輸送材料としては、アミン系化合物が好ましく、前記化２に示されるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）であることがより好ましい。このような化合物は、第２のキャリア発生層５２と接触することにより、電子が素早く引き抜かれ、正孔が発生して注入される。
このような正孔輸送層６１の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍであるのが好ましく、１０〜１００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第２の発光層６２に正孔を好適に輸送することができるとともに、第２の発光層６２を通過した電子を好適にブロックすることができる。
【００６５】
（第２の発光層）
この第２の発光層６２は、発光材料を含んで構成されている。
このような発光材料としては、特に限定されず、上述した第１の発光層４２と同様の発光材料を用いることができる。なお、第２の発光層６２に用いる発光材料は、第１の発光層４２の発光材料と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。発光素子１から放出される光の色を目的のものとするために、第１の発光層４２の発光材料と第２の発光層６２の発光材料とを適宜選択し、組み合わせて用いることができる。
【００６６】
また、第２の発光層６２は、発光材料に加え、この発光材料をゲスト材料とするホスト材料とを含んで構成されていてもよい。
前述したような発光材料（ゲスト材料）およびホスト材料を用いる場合、第２の発光層６２中における発光材料の含有量（ドープ量）は、０．１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．５〜５ｗｔ％であるのがより好ましい。発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができる。
【００６７】
また、第２の発光層６２の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍであるのが好ましく、５〜７０ｎｍであるのがより好ましく、１０〜５０ｎｍであるのがさらに好ましい。
なお、本実施形態では、第２の発光層が１層の発光層を備えるものを例に説明しているが、第１の発光層は、複数の発光層が設けられた積層体であってもよい。この場合、複数の発光層の発光色が互いに同じであっても異なっていてもよい。また、第２の発光層が複数の発光層を有する場合、発光層同士の間に中間層が設けられていてもよい。
【００６８】
（電子輸送層）
電子輸送層６３は、陰極８から電子注入層７を介して注入された電子を第２の発光層６２に輸送する機能を有するものである。
電子輸送層６３の構成材料（電子輸送性材料）としては、上述した電子輸送層４３と同様の材料を用いることができる。
電子輸送層６３の平均厚さは、特に限定されないが、０．５〜１００ｎｍであるのが好ましく、１〜５０ｎｍであるのがより好ましい。
【００６９】
［電子注入層］
電子注入層７は、陰極らの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。
この電子注入層７の構成材料（電子注入材料）としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物（アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等）は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層７を構成することにより、発光素子１は、高い輝度が得られるものとなる。
【００７０】
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅ等が挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＢｅＦ２等が挙げられる。
【００７１】
また、無機半導体材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
電子注入層７の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、０．２〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましく、０．２〜５０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００７２】
（陰極）
陰極８は、前述した電子注入層７を介して第２の発光部６に電子を注入する電極である。この陰極８の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極８の構成材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体等）用いることができる。
【００７３】
特に、陰極８の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極８の構成材料として用いることにより、陰極８の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極８の平均厚さは、特に限定されないが、５０〜４００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜２００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、本実施形態の発光素子１は、ボトムエミッション型であるため、陰極８に、光透過性は、特に要求されない。
【００７４】
（封止部材）
封止部材９は、陽極３、積層体１５、および陰極８を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材９を設けることにより、発光素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
封止部材９の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材９の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材９と陽極３、積層体１５、および陰極８との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
【００７５】
また、封止部材９は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
以上のように構成された発光素子１によれば、陽極３と陰極８との間で電圧を印加することにより、キャリア発生層５で正孔および電子が発生する。発生した電子は、第１の発光層４２に輸送され、陽極３から注入された正孔と再結合することにより、発光に寄与する。また、発生した正孔は、第２の発光層６２に輸送され、陰極８から注入された電子と再結合することにより、発光に寄与する。
【００７６】
また、キャリア発生層５は、Ｌｉ化合物と仕事関数が４．０ｅＶ以上の金属とを含む第１のキャリア発生層５１と、芳香環を有する有機シアン化合物を含む第２のキャリア発生層５２とを有することにより、従来のキャリア発生層を設けた発光素子と比較して、電子および正孔をより効率よく発生させ、これらのキャリア（電子および正孔）を第１の発光層４２および第２の発光層６２により効率よく輸送（注入）することが可能である。このため、発光素子１は、電子および正孔が効率よく発光に用いられ、従来の発光素子と比較して、発光効率に優れ、発光寿命が長いものとなる。
【００７７】
そして、キャリア発生層５においてこのように電子および正孔がより効率よく発生することにより、比較的低い駆動電圧でも十分な量の電子および正孔が発生し、これらの電子および正孔が効率よく発光に用いられる。
以上より、本願発明では、キャリア発生層５の構成として上記のような構成とすることにより、従来のキャリア発生層を設けた発光素子と比較して、発光特性および発光寿命が顕著に優れたものとなることを見出したものである。
【００７８】
また、キャリア発生層５を構成する材料は、すべて大気中において取り扱いやすい材料であり、好適にキャリア発生層５が形成される。この結果、発光素子１は、効率よく製造されるとともに、製造された発光素子１の歩留まりが高いものとなり、また、発光素子１の品質が安定して優れたものとなる。
以上のように構成された発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００７９】
［１］  まず、基板２を用意し、この基板２上に陽極３を形成する。
陽極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
【００８０】
［２］  次に、陽極３上に第１の発光部４を形成する。
第１の発光部４は、正孔輸送層４１、第１の発光層４２および電子輸送層４３を順次陽極３上に形成することにより設けることができる。
上述したような各層は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、各層の構成材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる液体材料を、陽極３（またはその上の層）上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
【００８１】
液状材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることもできる。かかる塗布法を用いることにより、第１の発光部４を構成する各層を比較的容易に形成することができる。
液状材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、各種無機溶媒や、各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
【００８２】
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面に親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極３の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、基板２の温度７０〜９０℃程度とするのが好ましい。
【００８３】
［３］  次に、第１の発光部４上にキャリア発生層５を形成する。
キャリア発生層５は、第１の発光部４上に第１のキャリア発生層５１、第２のキャリア発生層５２を順次積層することにより形成することができる。
第１のキャリア発生層５１は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【００８４】
また、第１のキャリア発生層５１の材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる第１のキャリア輸送層形成用材料を、第１の発光部４上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
上述したように、第１のキャリア発生層５１中に含まれるリチウム化合物および還元性金属は、取り扱いが比較的容易であるため、第１のキャリア発生層５１を精度よく、効率的に形成することができる。特に、リチウム化合物がリチウム金属錯体である場合、気相成膜法によって工程に第１のキャリア発生層５１を形成することができる。
【００８５】
第２のキャリア発生層５２は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、第２のキャリア発生層５２の材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる第２のキャリア輸送層形成用材料を、第１のキャリア発生層５１上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
上述したように、芳香環含有有機シアン化合物は、蒸着等の気相成膜法で容易に第２のキャリア発生層５２を形成できる化合物であり、気相成膜法によって形成された第２のキャリア発生層５２は、精度よくむらのないものとなる。また、気相成膜法によって形成されることにより、芳香環含有有機シアン化合物は、非晶質の状態となる。
【００８６】
［４］  次にキャリア発生層５上に第２の発光部６を形成する。
第２の発光部６は、第１の発光部４と同様にして形成することができる。
［５］  次に、第２の発光部６上に、電子注入層７を形成する。
電子注入層７の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層７は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
【００８７】
［６］  次に、電子注入層７上に、陰極８を形成する。
陰極８は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子１が得られる。
最後に、得られた発光素子１を覆うように封止部材９を被せ、基板２に接合する。
【００８８】
上述したような発光素子１は、例えば、発光装置（本発明の発光装置）に用いることができる。
このような発光装置は、前述したような発光素子１を備えるため、比較的低電圧で駆動し、高い発光効率および長い発光寿命を有しており、信頼性の高いものとなっている。
また、このような発光装置は、例えば照明等に用いる光源等として使用することができる。
また、発光装置中の複数の発光素子１をマトリックス状に配置することにより、ディスプレイ装置に用いる発光装置を構成することができる。
【００８９】
次に、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図２は、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図２に示すディスプレイ装置１００は、サブ画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに対応して設けられた複数の発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを備える発光装置１０１と、カラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂとを有している。ここで、ディスプレイ装置１００は、トップエミッション構造のディスプレイパネルである。なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
【００９０】
発光装置１０１は、基板２１と発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと、駆動用トランジスタ２４とを有している。
基板２１上には、複数の駆動用トランジスタ２４が設けられ、これらの駆動用トランジスタ２４を覆うように、絶縁材料で構成された平坦化層２２が形成されている。
各駆動用トランジスタ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
【００９１】
平坦化層２２上には、各駆動用トランジスタ２４に対応して発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂが設けられている。
発光素子１Ｒは、平坦化層２２上に、反射膜３２、腐食防止膜３３、陽極３、積層体（有機ＥＬ発光部）１５、陰極８、陰極カバー３４がこの順に積層されている。本実施形態では、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用トランジスタ２４のドレイン電極２４５に導電部（配線）２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの陰極８は、共通電極とされている。
【００９２】
なお、発光素子１Ｇ、１Ｂの構成は、発光素子１Ｒの構成と同様である。また、図２では、図１と同様の構成に関しては、同一符号を付してある。また、反射膜３２の構成（特性）は、光の波長に応じて、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ間で異なっていてもよい。
隣接する発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ同士の間には、隔壁３１が設けられている。
また、このように構成された発光装置１０１上には、これを覆うように、エポキシ樹脂で構成されたエポキシ層３５が形成されている。
【００９３】
カラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂは、前述したエポキシ層３５上に、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに対応して設けられている。
カラーフィルタ１９Ｒは、発光素子１Ｒからの白色光Ｗを赤色（Ｒ）に変換するものである。また、カラーフィルタ１９Ｇは、発光素子１Ｇからの白色光Ｗを緑色（Ｇ）に変換するものである。また、カラーフィルタ１９Ｂは、発光素子１Ｂからの白色光Ｗを青色（Ｂ）に変換するものである。このようなカラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと組み合わせて用いることで、フルカラー画像を表示することができる。
【００９４】
また、隣接するカラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ同士の間には、遮光層３６が形成されている。これにより、意図しないサブ画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが発光するのを防止することができる。
そして、カラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂおよび遮光層３６上には、これらを覆うように封止基板２０が設けられている。
【００９５】
以上説明したようなディスプレイ装置１００は、単色表示であってもよく、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
このようなディスプレイ装置１００（本発明の表示装置）は、前述したような発光装置を用いるため、比較的低電圧で駆動し、耐久性に優れ（発光寿命が長く）、発光効率に優れたものである。そのため、少ない消費電力で高品位な画像を長期にわたり表示することができる。
また、このようなディスプレイ装置１００（本発明の表示装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。このような電子機器は、前述したような表示装置を用いているため、耐久性に優れたものとしつつ、発光効率を高め、駆動電圧を低減することができる。そのため、高品位な画像を長期にわたり表示することができる。
【００９６】
図３は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
【００９７】
図４は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
【００９８】
図５は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００９９】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
【０１００】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【０１０１】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【０１０２】
なお、本発明の電子機器は、図３のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【０１０３】
以上、本発明の発光素子、発光装置、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、前述した発光素子は、２層の発光層と１層のキャリア発生層とを有するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、発光素子は、３層以上の発光層とその各発光層の間に存在する２層以上のキャリア発生層とを有していてもよい。
また、前述した発光素子では、発光部は、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、発光層のみで構成されていてもよく、１層以上の発光層を有する任意の構成とすることができる。
【実施例】
【０１０４】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．発光素子の製造
（実施例１）
＜１＞  まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
そして、基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
【０１０５】
＜２＞  次に、ＩＴＯ電極上に、前記化２に示されるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
＜３＞  次に、正孔輸送層上に、発光材料としての前記化３に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体と、ホスト材料としての前記化４に示されるルブレンとを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ３０ｎｍの第１の発光層を形成した。ここで、第１の発光層中の発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、１．０ｗｔ％とした。
【０１０６】
＜４＞  次に、第１の発光層上に、前記化５に示されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ５０ｎｍの電子輸送層を形成した。
＜５＞  次に、電子輸送層上に、前記化６に示される（８−キノラリト）リチウム錯体と、Ａｌとを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ２ｎｍの第１のキャリア発生層を形成した。なお、第１のキャリア発生層中の（８−キノラリト）リチウム錯体（Ｌｉｑ）と、Ａｌとの含有量は、重量比で１：１となるようにした。
【０１０７】
＜６＞  次に、第１のキャリア発生層上に、前記化８に示すようなヘキサシアノヘキサアザトリフェニレンを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１０ｎｍの第２のキャリア発生層を形成した。
＜７＞  次に、第２のキャリア発生層上に、前記化２に示されるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）をを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ９０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１０８】
＜８＞  次に、正孔輸送層上に、発光材料としてのＢＤ１０２（商品名、出光興産社製）と、ホスト材料としてのＩＤＥ１２０（出光興産社製）とを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ３０ｎｍの第２の発光層を形成した。ここで、第２の発光層中の発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、５ｗｔ％とした。
＜９＞  次に、第２の発光層上に、前記化５に示されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１０ｎｍの電子輸送層を形成した。
【０１０９】
＜１０＞  次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ１．０ｎｍの電子注入層を形成した。
＜１１＞  次に、電子注入層上に、Ａｌを真空蒸着法により成膜した。これにより、Ａｌで構成される平均厚さ１００ｎｍの陰極を形成した。
＜１２＞  次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー（封止部材）を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、図１に示すような発光素子を製造した。
【０１１０】
（実施例２）
第２のキャリア発生層の平均厚さを３０ｎｍとした以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１１１】
（比較例１）
以下のように、第１のキャリア発生層および第２のキャリア発生層の構成を変更した以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。
第１のキャリア発生層の構成材料として、前記化５に示されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）とリチウム（Ｌｉ、単体金属）とを用い、第１のキャリア発生層の平均厚さを１０ｎｍとした。
また、第２のキャリア発生層の構成材料として、ＭｏＯ３を用い、第２のキャリア発生層の平均厚さを５ｎｍとした。
【０１１２】
（比較例２）
第２のキャリア発生層の構成材料として、ＭｏＯ３を用い、第２のキャリア発生層の平均厚さを５ｎｍとした以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（比較例３）
第２のキャリア発生層の構成材料として、ＷＯ３を用い、第２のキャリア発生層の平均厚さを５ｎｍとした以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１１３】
（比較例４）
第２のキャリア発生層の構成材料として、下記化９に示される２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を用い、第２のキャリア発生層の平均厚さを５ｎｍとした以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１１４】
【化９】
2010212187.tif 000011
【０１１５】
（比較例５）
第２のキャリア発生層の構成材料として、前記化９に示される２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を用い、第２のキャリア発生層の平均厚さを１０ｎｍとした以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１１６】
２．評価
２−１．発光状態の評価
各実施例および各比較例について、直流電源を用いて発光素子に２０ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流し、目視によって発光状態を観察し、以下の３段階の基準に従い、評価した。
Ａ：発光むらが観察されず、均一に発光していた。
Ｂ：発光むらがわずかに観察された。
Ｃ：発光むらが顕著に観察された。
【０１１７】
２−２．発光効率の評価
各実施例および各比較例について、直流電源を用いて発光素子に２０ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流し、輝度計を用いて輝度を測定した。そして、測定された輝度から、発光効率（ｃｄ／Ａ、電流あたりの輝度）を求めた。また、このときの発光素子に印加された駆動電圧も測定した。
【０１１８】
２−３．発光寿命の評価
各実施例および各比較例について、直流電源を用いて発光素子に２００ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流しつづけ、その間、輝度計を用いて輝度を測定し、その輝度が初期の輝度の８０％となる時間（ＬＴ８０）を測定した。そして、比較例２におけるＬＴ８０の時間を１．００として、各比較例および各実施例のＬＴ８０の時間を相対的に評価した。
以上の各評価の結果を、各実施例および各比較例のキャリア発生層の構成とともに、表１に示す。なお、表中、芳香環含有有機シアン化合物としての前記化８に示すようなヘキサシアノヘキサアザトリフェニレンを「ＣＮ−Ｐｈ」で示した。
【０１１９】
【表１】
2010212187.tif 000012
【０１２０】
表１から明らかなように、各実施例の発光素子は、各比較例の発光素子に比し、一定の電流下において、高い発光効率（電流効率）を有し、比較的低い駆動電圧で駆動するものであった。また、各実施例の発光素子は、発光状態が良好であり、発光寿命の長いものであった。
これに対し、各比較例の発光素子では、満足のいく結果が得られなかった。
【符号の説明】
【０１２１】
１、１Ｇ、１Ｒ、１Ｂ……発光素子  ２……基板  ３……陽極  ４……第１の発光部  ４１……正孔輸送層  ４２……第１の発光層  ４３……電子輸送層  ５……キャリア発生層  ５１……第１のキャリア発生層  ５２……第２のキャリア発生層  ６……第２の発光部  ６１……正孔輸送層  ６２……第２の発光層  ６３……電子輸送層  ７……電子注入層  ８……陰極  ９……封止部材  １５……積層体  １９Ｂ、１９Ｇ、１９Ｒ……カラーフィルタ  １００……ディスプレイ装置  １０１……発光装置  １００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ……サブ画素  ２０……封止基板  ２１……基板  ２２……平坦化層  ２４……駆動用トランジスタ  ２４１……半導体層  ２４２……ゲート絶縁層  ２４３……ゲート電極  ２４４……ソース電極  ２４５……ドレイン電極  ２７……配線  ３１……隔壁  ３２……反射膜  ３３……腐食防止膜  ３４……陰極カバー  ３５……エポキシ層  ３６……遮光層  １１００……パーソナルコンピュータ  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １３００……ディジタルスチルカメラ  １３０２……ケース（ボディー）  １３０４……受光ユニット  １３０６……シャッタボタン  １３０８……回路基板  １３１２……ビデオ信号出力端子  １３１４……データ通信用の入出力端子  １４３０……テレビモニタ  １４４０……パーソナルコンピュータ  Ｗ……白色光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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