(57)【要約】【課題】液相プロセスを用いて発光素子を形成しても、優れた発光効率を有するものとしつつ、発光色の変化を防止または抑制し、長寿命化を図ることができる発光素子、かかる発光素子を備えた発光装置、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１０との間に設けられた発光層７と、陽極３と発光層７との間に発光層７に接して設けられ、発光層７のホスト材料と同一または近似した特性を有する第１の発光補助材料を含む第１の発光補助層６と、陰極１０と発光層７との間に発光層７に接して設けられ、発光層７のホスト材料と同一または近似した特性を有する第２の発光補助材料を含む第２の発光補助層８とを備え、発光層７および第１の発光補助層６は、それぞれ、高分子量材料を含んで構成されている。【選択図】図１
2014007301.tif 000002
【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に通電することにより発光する発光材料と、前記発光材料の発光を補助するホスト材料とを含んで構成された発光層と、
前記陽極と前記発光層との間に前記発光層に接して設けられ、前記ホスト材料と同一または近似した特性を有する第１の発光補助材料を含み、前記発光層で生じた励起子の失活を防止する機能を有する第１の発光補助層と、
前記陰極と前記発光層との間に前記発光層に接して設けられ、前記ホスト材料と同一または近似した特性を有する第２の発光補助材料を含み、前記発光層で生じた励起子の失活を防止する機能を有する第２の発光補助層とを備え、
前記発光層、前記第１の発光補助層および前記第２の発光補助層のうち少なくとも前記発光層および前記第１の発光補助層は、それぞれ、高分子量材料を含んで構成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記陽極と前記第１の発光補助層との間に設けられ、正孔輸送性を有する正孔輸送層を備え、
前記第１の発光補助層は、前記発光層で生じた励起子が前記正孔輸送層へ到達するのを防止する機能を有する請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記陰極と前記第２の発光補助層との間に設けられ、電子輸送性を有する電子輸送層を備え、
前記第２の発光補助層は、前記発光層で生じた励起子が前記電子輸送層へ到達するのを防止する機能を有する請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記高分子量材料は、架橋している請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記高分子量材料は、アミン系化合物である請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１の発光補助材料および前記第２の発光補助材料のうちの少なくとも一方の材料は、前記ホスト材料と同一の材料である請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
前記発光層の厚さは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である請求項１ないし６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１の発光補助層および前記第２の発光補助層の厚さは、それぞれ、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下である請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記発光層の厚さと前記第１の発光補助層の厚さと前記第２の発光補助層の厚さとの合計は、４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である請求項７または８に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記発光層、前記第１の発光補助層および前記第２の発光補助層は、それぞれ、高分子量材料を含んで構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１１】
請求項１ないし１０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１２】
請求項１ないし１０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表示装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１０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発光層として少なくとも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、発光層をインクジェット法のような塗布法（液相プロセス）により形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような発光素子は、塗布法がフォトリソグラフィー法を用いずにパターンニングが可能であるため、製造プロセスが簡単なものとなるとともに、原材料の使用量も少なくて済むという利点がある。かかる利点は、特に大型のパネルに多数の発光素子を形成する場合に特に顕著となる。
【０００４】
このような液相プロセスを用いて形成された発光素子では、定電流で駆動したときの初期の駆動期間における駆動時間の経過に伴う急激な輝度の低下（初期ドロップ）が、気相プロセスを用いて形成された発光素子に比し、強い傾向にある。
そして、従来の液相プロセスを用いて形成された発光素子では、かかる急激な輝度の低下が発光色の変化を伴う場合があり、長寿命化を図ることが難しいという問題があった。
【０００５】
このような発光色の変化は、発光層の厚さを厚くした場合、発光層中における発光領域の位置や幅が変化することによって、発光素子中の光路長が変化することによるものと考えられる。
ここで、発光層の厚さを薄くすることにより、発光領域の位置および幅の変化を抑制することが考えられるが、単に発光層を薄くすると、発光領域の基となる励起子が発光層に隣接する層（例えば、正孔輸送層や電子輸送層）に到達してしまい、かかる層で励起子の失活を生じ、発光効率の低下を招いてしまう。その結果、発光素子の輝度の低下をもたらす。
また、単に発光層の厚さを薄くすると、発光層での発光を効率的に取り出すことができる光路長を発光素子中に確保することが難しく、その結果、この点でも、発光素子の輝度の低下をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８０５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、液相プロセスを用いて発光素子を形成しても、優れた発光効率を有するものとしつつ、発光色の変化を防止または抑制し、長寿命化を図ることができる発光素子、かかる発光素子を備えた発光装置、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】
【０００８】
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に通電することにより発光する発光材料と、前記発光材料の発光を補助するホスト材料とを含んで構成された発光層と、
前記陽極と前記発光層との間に前記発光層に接して設けられ、前記ホスト材料と同一または近似した特性を有する第１の発光補助材料を含み、前記発光層で生じた励起子の失活を防止する機能を有する第１の発光補助層と、
前記陰極と前記発光層との間に前記発光層に接して設けられ、前記ホスト材料と同一または近似した特性を有する第２の発光補助材料を含み、前記発光層で生じた励起子の失活を防止する機能を有する第２の発光補助層とを備え、
前記発光層、前記第１の発光補助層および前記第２の発光補助層のうち少なくとも前記発光層および前記第１の発光補助層は、それぞれ、高分子量材料を含んで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
このように構成された発光素子によれば、発光層で生じた励起子の失活を第１の発光補助層および第２の発光補助層により防止することができる。そのため、発光効率を優れたものとしつつ、発光層の厚さを薄くして、発光層での発光領域の位置が変動するのを抑制することができる。その結果、発光色が変化するのを防止または抑制することができる。
ここで、第１の発光補助材料および第２の発光補助材料が発光層に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有するので、発光層で生じた励起子が第１の発光補助層および第２の発光補助層で失活するのを防止することができる。また、第１の発光補助層から発光層への正孔輸送性、および、第２の発光補助層から発光層への電子輸送性をそれぞれ優れたものとすることができる。
また、少なくとも発光層および第１の発光補助層が高分子量材料を含んで構成されているので、第１の発光補助層、発光層、第２の発光補助層をこの順で液相プロセスにより形成することができる。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記陽極と前記第１の発光補助層との間に設けられ、正孔輸送性を有する正孔輸送層を備え、
前記第１の発光補助層は、前記発光層で生じた励起子が前記正孔輸送層へ到達するのを防止する機能を有することが好ましい。
これにより、発光層で生じた励起子が正孔輸送層で失活するのを第１の発光補助層により防止することができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記陰極と前記第２の発光補助層との間に設けられ、電子輸送性を有する電子輸送層を備え、
前記第２の発光補助層は、前記発光層で生じた励起子が前記電子輸送層へ到達するのを防止する機能を有することが好ましい。
これにより、発光層で生じた励起子が電子輸送層で失活するのを第２の発光補助層により防止することができる。
【００１２】
本発明の発光素子では、前記高分子量材料は、架橋していることが好ましい。
これにより、第１の発光補助層、発光層および第２の発光補助層を液相プロセスにより形成する際に、第１の発光補助層および発光層が溶媒または分散媒により溶解してしまうのを簡単かつ確実に防止することができる。
本発明の発光素子では、前記高分子量材料は、アミン系化合物であることが好ましい。
これにより、第１の発光補助層の正孔輸送性を高めることができる。
【００１３】
本発明の発光素子では、前記第１の発光補助材料および前記第２の発光補助材料のうちの少なくとも一方の材料は、前記ホスト材料と同一の材料であることが好ましい。
第１の発光補助材料が発光層のホスト材料と同一の材料であることにより、第１の発光補助層から発光層への正孔輸送性を高めることができる。また、第２の発光補助材料が発光層のホスト材料と同一の材料であることにより、第２の発光補助層から発光層への電子輸送性を高めることができる。
【００１４】
本発明の発光素子では、前記発光層の厚さは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、発光素子中のキャリアバランスが変化しても、発光層での発光領域の位置が変動するのを効果的に防止することができる。
本発明の発光素子では、前記第１の発光補助層および前記第２の発光補助層の厚さは、それぞれ、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、発光層で生じた励起子（正孔と電子とが再結合する領域）が第１の発光補助層および第２の発光補助層の発光層とは反対側へ到達するのを効果的に防止することができる。また、発光層の厚さを薄くしても、発光層での発光を効率的に取り出し得る最適な光路長を確保することができる。
【００１５】
本発明の発光素子では、前記発光層の厚さと前記第１の発光補助層の厚さと前記第２の発光補助層の厚さとの合計は、４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、発光層での発光を効率的に取り出し得る最適な光路長を確保することができる。
本発明の発光素子では、前記発光層、前記第１の発光補助層および前記第２の発光補助層は、それぞれ、高分子量材料を含んで構成されていることが好ましい。
これにより、第２の発光補助層に対して陰極側に隣接する層も液相プロセスにより形成することができる。
【００１６】
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、長期にわたり、発光色の変化を抑制しつつ高効率で発光することができる発光装置を提供することができる。
本発明の表示装置は、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、長期にわたり、発光色の変化を抑制しつつ高効率で発光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、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る発光素子を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す発光素子の作用を説明する図である。
【図３】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４】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５】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６】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。
【図７】本発明の実施例の発光素子における輝度と時間との関係（寿命曲線）を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例の発光素子における色度と時間との関係（色変化）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の発光素子、発光装置、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、本発明の実施形態に係る発光素子を模式的に示す断面図、図２は、図１に示す発光素子の作用を説明する図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【００１９】
図１に示す発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）１は、陽極３と正孔注入層４と正孔輸送層５と第１の発光補助層６と発光層７と第２の発光補助層８と電子輸送層９と陰極１０とがこの順に積層されてなるものである。すなわち、発光素子１では、陽極３と陰極１０との間に、陽極３側から陰極１０側へ、正孔注入層４と正孔輸送層５と第１の発光補助層６と発光層７と第２の発光補助層８と電子輸送層９とがこの順で積層された積層体が介挿されている。
【００２０】
このような発光素子１にあっては、陽極３および陰極１０に駆動電圧が印加されることにより、発光層７に対し、それぞれ、陰極１０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。そして、発光層７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。これにより、発光素子１は、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。
また、このような発光素子１では、陽極３と陰極１０との間の距離（すなわち、前述した積層体の平均厚さ）は、取り出す光の波長に応じて決められるものであり、特に限定されないが、１５０〜３００ｎｍであるのが好ましく、１５０〜２５０ｎｍであるのがより好ましく、１６０〜２００ｎｍであるのがさらに好ましい。
【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、後述する正孔注入層４を介して正孔輸送層５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、特に限定されないが、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。
【００２４】
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、フッ素添加ＳｎＯ２、Ｓｂ添加ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ａｌ添加ＺｎＯ、Ｇａ添加ＺｎＯ等の金属酸化物、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。
【００２５】
特に、陽極３は、ＩＴＯで構成されているのが好ましい。ＩＴＯは、透明性を有するとともに、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料である。これにより、陽極３から正孔注入層４へ効率的に正孔を注入することができる。
また、陽極３の正孔注入層４側の面（図１にて上面）は、プラズマ処理が施されているのが好ましい。これにより、陽極３と正孔注入層４との接合面の化学的および機械的な安定性を高めることができる。その結果、陽極３から正孔注入層４への正孔注入性を向上させることができる。なお、かかるプラズマ処理については、後述する発光素子１の製造方法の説明において詳述する。
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程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２６】
［陰極］
一方、陰極１０は、後述する電子輸送層９に電子を注入する電極である。この陰極１０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１０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、Ａｕ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、複数種の混合層等として）用いることができる。
【００２７】
特に、陰極１０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１０の構成材料として用いることにより、陰極１０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１０の平均厚さは、特に限定されないが、１００〜１００００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜５００ｎｍ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１０に、光透過性は、特に要求されない。
【００２８】
［正孔注入層］
正孔注入層４は、陽極３からの正孔注入効率を向上させる機能を有する（すなわち正孔注入性を有する）ものである。
このように陽極３と後述する正孔輸送層５との間に正孔注入層４を設けることにより、陽極３からの正孔性を向上させ、その結果、発光素子１の発光効率を高めることができる。
この正孔注入層４は、正孔注入性を有する材料（すなわち正孔注入性材料）を含んでいる。
【００２９】
この正孔注入層４に含まれる正孔注入材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、銅フタロシアニン、ＴＡＰＣ(1,1-ビス[4-(ジ-p-トリル)アミノフェニル]シクロヘキサン))、ＴＰＤ（N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス-(3-メチルフェニル)-１,１’ビフェニル-4,4’-ジアミン）、α−ＮＰＤ（N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス-(1-ナフチル)-１,１’ビフェニル-4,4’-ジアミン）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ, Ｎ−（２−ナフチル）フェニルアミノ）トリフェニルアミン）、ＴＣＴＡ（Tris-(4-carbazoyl-9-yl-phenyl)-amine）、スピローＴＡＤ、（ＤＴＰ）ＤＰＰＤ、ＨＴＭ１（Tri-p-tolylamine）、ＨＴＭ２（1,1-bis[(di-4-tolylamino) phenyl]cyclohexane）、ＴＰＴ１（1,3,5-tris(4-pyridyl)-2,4,6-triazin）、ＴＰＴＥ（Triphenylamine-tetramer）等を用いることができる。
【００３０】
中でも、かかる正孔注入材料としては、溶媒に溶解させて溶液とし液相プロセスを用いて成膜することができることから、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等を用いることが好ましい。これらの材料は、例えば、エチレングリコールやジエチレングリコール等のグリコール系溶媒に溶解させることができる。
【００３１】
特に、かかる正孔注入材料としては、導電性高分子量材料（または導電性オリゴマー材料）に電子受容性ドーパントを添加したイオン伝導性正孔注入材料、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）のようなポリチオフォン系正孔注入材料や、ポリアニリン−ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）のようなポリアニリン系正孔注入材料を用いることが好ましい。
このような正孔注入層４の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ以上９０ｎｍ以下程度であるのが好ましく、１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。
なお、正孔注入層４は、陽極３および正孔輸送層５の構成材料によっては、省略してもよい。
【００３２】
（正孔輸送層）
正孔輸送層５は、陽極３から正孔注入層４を介して注入された正孔を第１の発光補助層６まで輸送する機能を有する（すなわち正孔輸送性を有する）ものである。
このように陽極３と第１の発光補助層６との間に正孔輸送層５が設けられていることにより、陽極３からの正孔を第１の発光補助層６へ効率的に輸送することができる。その結果、発光素子１の発光効率を高めることができる。
【００３３】
この正孔輸送層５は、正孔輸送性を有する材料（すなわち正孔輸送性材料）を含んで構成されている。
この正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料としては、溶媒に溶解させて溶液とし液相プロセスを用いて成膜することができることから、例えば、下記式（１）で表されるＴＦＢ（poly(2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-alt-(1,4-phenylene-((4-sec-butylphenyl)imino-1,4-phenylene)))）等のトリフェニルアミン系ポリマー（アミン系化合物）、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）を含むポリシラン系等の高分子有機材料を用いることができる。
【００３４】
【化１】
2014007301.tif 000003
【００３５】
このような正孔輸送層５の平均厚さは、特に限定されないが、５〜９０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜７０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００３６】
（第１の発光補助層）
第１の発光補助層６は、陽極３と発光層７との間、より具体的には正孔輸送層５と発光層７との間に、発光層７に接して設けられている。
この第１の発光補助層６は、発光層７で生じた励起子の失活を防止する機能を有する。  本実施形態では、第１の発光補助層６は、発光層７で生じた励起子が正孔輸送層５へ到達するのを防止する機能を有する。これにより、発光層７で生じた励起子が正孔輸送層５で失活するのを第１の発光補助層６により防止することができる。
【００３７】
このような第１の発光補助層６は、後述する発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有する第１の発光補助材料と、高分子量材料を含んで構成されている。
ここで、第１の発光補助材料が発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有するので、発光層７で生じた励起子が第１の発光補助層６で失活するのを防止することができる。また、第１の発光補助層６から発光層７への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【００３８】
また、第１の発光補助層６が高分子量材料を含んで構成されているので、第１の発光補助層６および発光層７をこの順で液相プロセスにより形成することができる。
第１の発光補助層６に含まれる第１の発光補助材料としては、後述する発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有するものであれば、特に限定されず、後述する発光層７に含まれるホスト材料と同様のものを用いることができ、具体的には、ＣＢＰ（4,4’-bis(9-dicarbazolyl)-2,2’-biphenyl）、ＢＡｌｑ（Bis-(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolate)aluminium）、ｍＣＰ（N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene：ＣＢＰ誘導体）、ＣＤＢＰ（4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl）、ＤＣＢ（N,N’-Dicarbazolyl-1,4-dimethene-benzene）、Ｐ０６（2,7-bis(diphenylphosphine oxide)-9,9-dimethylfluorene）、ＳｉｍＣＰ（3,5-bis(9-carbazolyl)tetraphenylsilane）、ＵＧＨ３（W-bis(triphenylsilyl)benzene）等を用いることができる。
【００３９】
なお、本明細書において、「発光層に含まれるホスト材料と同一または近似した特性」とは、発光層に含まれるホスト材料とキャリアおよび励起子の輸送性が同一または近似していることをいい、より具体的には、発光層に含まれるホスト材料とＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位が同一または近似していることをいう。また、「エネルギー準位が近似している」とは、エネルギー準位差が０．２ｅＶ以下であることをいう。
【００４０】
また、かかる第１の発光補助材料は、後述する発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有するものであれば、発光層７に含まれるホスト材料と異なる材料であってもよいが、発光層７に含まれるホスト材料と同一の材料であることが好ましい。これにより、第１の発光補助層６から発光層７への正孔輸送性を高めることができる。
また、第１の発光補助層６中における第１の発光補助材料の含有量は、特に限定されないが、１０〜９０ｗｔ％であることが好ましい。
【００４１】
また、第１の発光補助層６に含まれる高分子量材料としては、第１の発光補助層６に溶媒または分散媒に対する不溶性を付与することができるものであれば、特に限定されず、各種高分子量材料を用いることができ、例えば、前述した正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料と同様のものを用いることができ、具体的には、前記式（１）で表されるＴＦＢ（poly(2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-alt-(1,4-phenylene-((4-sec-butylphenyl)imino-1,4-phenylene)))）等のトリフェニルアミン系ポリマー（アミン系化合物）、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）を含むポリシラン系等の高分子有機材料を用いることができる。
【００４２】
また、かかる高分子量材料は、架橋していることが好ましい。これにより、第１の発光補助層６および発光層７を液相プロセスにより形成する際に、第１の発光補助層６が溶媒または分散媒により溶解してしまうのを簡単かつ確実に防止することができる。
また、かかる高分子量材料は、前述した正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料と同一の材料であることが好ましい。これにより、正孔輸送層５から第１の発光補助層６への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【００４３】
また、かかる高分子量材料は、前述したトリフェニルアミン系ポリマーのようなアミン系化合物であることが好ましい。これにより、第１の発光補助層６の正孔輸送性を高めることができる。
また、第１の発光補助層６中における高分子量材料の含有量は、特に限定されないが、１０〜９０ｗｔ％であることが好ましい。
【００４４】
また、第１の発光補助層６の厚さは、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることがより好ましく、１５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
これにより、発光層７で生じた励起子（正孔と電子とが再結合する領域）が第１の発光補助層６の発光層７とは反対側（すなわち正孔輸送層５）へ到達するのを効果的に防止することができる。また、発光層７の厚さを薄くしても、発光層７での発光を効率的に取り出し得る最適な光路長を確保することができる。
【００４５】
これに対し、第１の発光補助層６の厚さが薄すぎると、発光層７の厚さや発光層７で生じた励起子の拡がり幅の大きさや、第１の発光補助層６の構成材料等によっては、発光層７で生じた励起子が第１の発光補助層６の発光層７とは反対側へ到達しやすくなる傾向を示す。一方、第１の発光補助層６の厚さが厚すぎると、発光層７での発光を効率的に取り出し得る最適な光路長を確保することが難しくなる。
【００４６】
（発光層）
この発光層７は、前述した陽極３と陰極１０との間に通電することにより、発光するものである。
このような発光層７は、かかる通電により発光する発光材料と、この発光材料の発光を補助するホスト材料と、高分子量材料とを含んで構成されている。
【００４７】
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種以上組み合わせて用いることができる。
蛍光材料としては、特に限定されず、例えば、Ａｌｑ３(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等が挙げられる。
【００４８】
また、燐光材料としては、特に限定されず、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（Fac-tris(2-phenypyridine)iridium）、Ｐｐｙ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（Bis(2-phenyl-pyridinato-N,C2)iridium(acetylacetone）、Ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（Bis(2-phenylbenxothiozolato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)）、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（Bis(2-2'-benzothienyl)-pyridinato-N,C3）Iridium(acetylacetonate）、ＦＩｒｐｉｃ（Iridium-bis(4,6difluorophenyl-pyridinato-N,C.2.)-picolinate）、Ｉｒ（ｐｍｂ）３（Iridium-tris(1-phenyl-3-methylbenzimidazolin-2-ylidene-C,C(2)'）、ＦＩｒＮ４（（(Iridium (III)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)(5-(pyridin-2-yl)-tetrazolate）、Ｆｉｒｔａｚ（（Iridium(III)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)(5-(pyridine-2-yl)-1,2,4-triazo-late）、ＰｔＯＥＰ（2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphine,platinum(II）等が挙げられる。
このような発光材料（蛍光材料や燐光材料）は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。２種以上の発光材料を組み合わせて用いる場合、発光層７は、含まれる発光材料が互い異なる複数の層（発光層）を積層した積層体の形態としてもよいし、複数種の発光材料を混合した混合材料で構成された層の形態としてもよい。
【００４９】
発光層７中における発光材料の含有量は、０．０１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１〜５ｗｔ％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。
このような発光材料の発光を補助するホスト材料は、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。
【００５０】
このようなホスト材料としては、用いる発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、例えば、ＣＢＰ（4,4’-bis(9-dicarbazolyl)-2,2’-biphenyl）、ＢＡｌｑ（Bis-(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolate)aluminium）、ｍＣＰ（N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene：ＣＢＰ誘導体）、ＣＤＢＰ（4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl）、ＤＣＢ（N,N’-Dicarbazolyl-1,4-dimethene-benzene）、Ｐ０６（2,7-bis(diphenylphosphine oxide)-9,9-dimethylfluorene）、ＳｉｍＣＰ（3,5-bis(9-carbazolyl)tetraphenylsilane）、ＵＧＨ３（W-bis(triphenylsilyl)benzene）等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
このようなホスト材料は、高分子量材料とともに発光材料を保持する。
【００５１】
発光層７および第１の発光補助層６が高分子量材料を含んで構成されていることにより、第１の発光補助層６、発光層７、第２の発光補助層８をこの順で液相プロセスにより形成することができる。
発光層７に含まれる高分子量材料としては、発光層７に溶媒または分散媒に対する不溶性を付与することができるものであれば、特に限定されず、各種高分子量材料を用いることができ、例えば、前述した正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料と同様のものを用いることができ、具体的には、前記式（１）で表されるＴＦＢ（poly(2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-alt-(1,4-phenylene-((4-sec-butylphenyl)imino-1,4-phenylene)))）等のトリフェニルアミン系ポリマー（アミン系化合物）、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）を含むポリシラン系等の高分子有機材料を用いることができる。
【００５２】
また、かかる高分子量材料は、架橋していることが好ましい。これにより、発光層７および第２の発光補助層８を液相プロセスにより形成する際に、発光層７が溶媒または分散媒により溶解してしまうのを簡単かつ確実に防止することができる。その際、第１の発光補助層６に含まれる高分子量材料も架橋されていると、第１の発光補助層６、発光層７および第２の発光補助層８を液相プロセスにより形成する際に、第１の発光補助層６および発光層７が溶媒または分散媒により溶解してしまうのを簡単かつ確実に防止することができる。
【００５３】
また、かかる高分子量材料は、前述した第１の発光補助層６に含まれる高分子量材料と異なる材料であってもよいが、第１の発光補助層６に含まれる高分子量材料と同一の材料であることが好ましい。これにより、第１の発光補助層６と発光層７との密着性を高めることができる。また、第１の発光補助層６と発光層７との間に不本意なエネルギー障壁が形成されるのを防止または抑制することができる。
【００５４】
このような発光層７において、発光層７中における高分子量材料の含有量をＡ［ｗｔ％］とし、発光層７中におけるホスト材料の含有量をＢ［ｗｔ％］としたとき、Ａ／Ｂは、０．１〜２であることが好ましく、０．５〜１であることがより好ましい。これにより、溶媒または分散媒に対する発光層７の不溶性を優れたものとするとともに、ホスト材料が発光材料の発光を効果的に補助することができる。
【００５５】
また、発光層７の厚さは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、発光素子１中のキャリアバランスが変化しても、発光層７での発光領域の位置が変動するのを効果的に防止することができる。
これに対し、発光層７の厚さが薄すぎると、発光層７の発光量が低下したり、発光層７が劣化しやすくなったりする傾向を示す。一方、発光層７の厚さが厚すぎると、発光層７での発光領域の位置が変動しやすくなる傾向を示す。
【００５６】
（第２の発光補助層）
第２の発光補助層８は、陰極１０と発光層７との間、より具体的には、発光層７と電子輸送層９との間に、発光層７に接して設けられている。
この第２の発光補助層８は、発光層７で生じた励起子の失活を防止する機能を有する。
本実施形態では、第２の発光補助層８は、発光層７で生じた励起子が電子輸送層９へ到達するのを防止する機能を有する。これにより、発光層７で生じた励起子が電子輸送層９で失活するのを第２の発光補助層８により防止することができる。
このような第２の発光補助層８は、前述した発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有する第２の発光補助材料を含んで構成されている。
【００５７】
ここで、第２の発光補助材料が発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有するので、発光層７で生じた励起子が第２の発光補助層８で失活するのを防止することができる。また、第２の発光補助層８から発光層７への電子輸送性を優れたものとすることができる。
第２の発光補助層８に含まれる第２の発光補助材料としては、前述した発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有するものであれば、特に限定されず、前述した発光層７に含まれるホスト材料と同様のものを用いることができ、具体的には、ＣＢＰ（4,4’-bis(9-dicarbazolyl)-2,2’-biphenyl）、ＢＡｌｑ（Bis-(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolate)aluminium）、ｍＣＰ（N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene：ＣＢＰ誘導体）、ＣＤＢＰ（4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl）、ＤＣＢ（N,N’-Dicarbazolyl-1,4-dimethene-benzene）、Ｐ０６（2,7-bis(diphenylphosphine oxide)-9,9-dimethylfluorene）、ＳｉｍＣＰ（3,5-bis(9-carbazolyl)tetraphenylsilane）、ＵＧＨ３（W-bis(triphenylsilyl)benzene）等を用いることができる。
【００５８】
また、かかる第２の発光補助材料は、前述した発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有するものであれば、発光層７に含まれるホスト材料と異なる材料であってもよいが、発光層７に含まれるホスト材料と同一の材料であることが好ましい。これにより第２の発光補助層８から発光層７への電子輸送性を高めることができる。
また、第２の発光補助層８中における第２の発光補助材料の含有量は、特に限定されないが、１０〜９０ｗｔ％であることが好ましい。
【００５９】
また、第２の発光補助層８は、高分子量材料を含んで構成されていることが好ましい。すなわち、発光層７、第１の発光補助層６および第２の発光補助層８がそれぞれ高分子量材料を含んで構成されていることが好ましい。
これにより、第２の発光補助層８に対して陰極側に隣接する層（本実施形態では電子輸送層９）も液相プロセスにより形成することができる。
【００６０】
また、第２の発光補助層８に含まれる高分子量材料としては、第２の発光補助層８に溶媒または分散媒に対する不溶性を付与することができるものであれば、特に限定されず、各種高分子量材料を用いることができ、例えば、前述した正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料と同様のものを用いることができ、具体的には、前記式（１）で表されるＴＦＢ（poly(2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-alt-(1,4-phenylene-((4-sec-butylphenyl)imino-1,4-phenylene)))）等のトリフェニルアミン系ポリマー（アミン系化合物）、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）を含むポリシラン系等の高分子有機材料を用いることができる。
【００６１】
また、第２の発光補助層８に対して陰極側に隣接する層（本実施形態では電子輸送層９）も液相プロセスで形成する場合、かかる高分子量材料は、架橋していることが好ましい。これにより、第２の発光補助層８に対して陰極側に隣接する層を液相プロセスにより形成する際に、第２の発光補助層８が溶媒または分散媒により溶解してしまうのを簡単かつ確実に防止することができる。
【００６２】
また、かかる高分子量材料は、前述した発光層７に含まれる高分子量材料と異なる材料であってもよいが、発光層７に含まれる高分子量材料と同一の材料であることが好ましい。これにより、第２の発光補助層８と発光層７との密着性を高めることができる。また、第２の発光補助層８と発光層７との間に不本意なエネルギー障壁が形成されるのを防止または抑制することができる。
【００６３】
また、かかる高分子量材料は、前述した第１の発光補助層６に含まれる高分子量材料と同一の材料であっても異なる材料であってもよい。
また、第２の発光補助層８中における高分子量材料の含有量は、特に限定されないが、１０〜９０ｗｔ％であることが好ましい。
また、第２の発光補助層８の厚さは、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることがより好ましく、１５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００６４】
これにより、発光層７で生じた励起子（正孔と電子とが再結合する領域）が第２の発光補助層８の発光層７とは反対側（すなわち電子輸送層９）へ到達するのを効果的に防止することができる。また、発光層７の厚さを薄くしても、発光層７での発光を効率的に取り出し得る最適な光路長を確保することができる。
これに対し、第２の発光補助層８の厚さが薄すぎると、発光層７の厚さや発光層７で生じた励起子の拡がり幅の大きさや、第２の発光補助層８の構成材料等によっては、発光層７で生じた励起子が第２の発光補助層８の発光層７とは反対側へ到達しやすくなる傾向を示す。一方、第２の発光補助層８の厚さが厚すぎると、発光層７での発光を効率的に取り出し得る最適な光路長を確保することが難しくなる。
【００６５】
（電子輸送層）
電子輸送層９は、陰極１０から注入された電子を第２の発光補助層８に輸送する機能を有するものである。
この電子輸送層９の構成材料（電子輸送性材料）としては、特に限定されないが、例えば、ＢＡＬｑ、ＯＸＤ−１（1,3,5-トリ(5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール)、ＢＣＰ(Bathocuproine）、ＰＢＤ(2-(4-ビフェニル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-オキサジアゾール、ＴＡＺ（3-(4-ビフェニル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-トリアゾール、ＤＰＶＢｉ（4,4’-ビス(1,1-ジフェニルエテニル)ビフェニル）、ＢＮＤ（2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-オキサジアゾール）、ＤＴＶＢｉ（4,4’-ビス(1,1-ビス(4-メチルフェニル)エテニル)ビフェニル）、ＢＢＤ（2,5-ビス(4-ビフェニリル)-1,3,4-オキサジアゾール）、Ａｌｑ３（(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム）、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、フェナンソロリン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ヒドロキシキノリン誘導体等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６６】
電子輸送層９の平均厚さは、特に限定されないが、０．５〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、この電子輸送層９と陰極１０との間には、電子注入性を有する電子注入層が設けられていてもよい。
この電子注入層の構成材料（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。
【００６７】
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。
また、電子注入層の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００６８】
以上のように構成された発光素子１によれば、陽極３および陰極１０に駆動電圧が印加されることにより、発光層７に対し、それぞれ、陰極１０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。そして、発光層７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。これにより、発光素子１は、発光する。
その際、発光層７で生じる励起子は、図２（ａ）に示すように、発光層７を中心とした領域Ａで拡がって存在する。
【００６９】
本発明に係る発光素子１では、発光層７の厚さを薄くすることにより、キャリアバランスが変化しても、かかる領域Ａの位置や幅が変化するのを防止または抑制することができる。すなわち、キャリアバランスの変化により領域Ａが領域Ａ’に変化したとしても、その領域Ａ’の位置および幅は、領域Ａの位置および幅とほとんど変わらない。
また、発光層７の厚さを薄くすると、かかる領域Ａまたは領域Ａ’は、発光層７からはみ出すこととなるが、第１の発光補助層６、発光層７および第２の発光補助層８からなる積層体内に収めることができる。すなわち、発光層７で生じた励起子が正孔輸送層５または電子輸送層９へ到達するのを防止または抑制することができる。
【００７０】
ここで、発光層７の厚さと第１の発光補助層６の厚さと第２の発光補助層８の厚さとの合計（前記積層体の厚さ）が４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、発光層７での発光を効率的に取り出し得る最適な光路長を確保することができる。
これに対し、仮に第１の発光補助層６および第２の発光補助層８を省略すると、図２（ｂ）に示すように、正孔輸送層５と電子輸送層９との間に設けられた発光層７Ｘの厚さを厚くした場合、キャリアバランスの変化により、励起子が存在する領域Ａの位置や幅が大きく変化してしまう。すなわち、キャリアバランスの変化により領域Ａが領域Ａ’に変化したとき、その領域Ａ’の位置および幅は、領域Ａの位置および幅と大きく異なることとなる。そのため、色変化を生じてしまう。
【００７１】
また、仮に第１の発光補助層６および第２の発光補助層８を省略すると、図２（ｃ）に示すように、正孔輸送層５と電子輸送層９との間に設けられた発光層７Ｙの厚さを薄くした場合、発光層７Ｙからはみ出した領域Ａまたは領域Ａ’が正孔輸送層５または電子輸送層９へ到達してしまう。そのため、発光層７Ｙで生じた励起子が失活してしまう。また、発光層７Ｙでの発光を効率的に取り出し得る最適な光路長を確保することが難しい。
【００７２】
このように、本発明に係る発光素子１では、発光層７で生じた励起子の失活を第１の発光補助層６および第２の発光補助層８により防止することができる。そのため、発光効率を優れたものとしつつ、発光層７の厚さを薄くして、発光層７での発光領域（前述した領域Ａ）の位置が変動するのを抑制することができる。その結果、発光色が変化するのを防止または抑制することができる。
【００７３】
ここで、第１の発光補助材料および第２の発光補助材料が発光層７に含まれるホスト材料と同一または近似した特性を有するので、発光層７で生じた励起子が第１の発光補助層６および第２の発光補助層８で失活するのを防止することができる。また、第１の発光補助層６から発光層７への正孔輸送性、および、第２の発光補助層８から発光層７への電子輸送性をそれぞれ優れたものとすることができる。
また、少なくとも発光層７および第１の発光補助層６が高分子量材料を含んで構成されているので、第１の発光補助層６、発光層７、第２の発光補助層８をこの順で液相プロセスにより形成することができる。
以上のような発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００７４】
［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、導体箔の接合等を用いて形成することができる。
また、陽極３の上面には、必要に応じて、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の上面を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。
【００７５】
［２］  次に、陽極３上に正孔注入層４を形成する。
正孔注入層４は、例えば、正孔注入材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔注入層形成用材料（溶液または分散液）を、陽極３上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）すること（すなわち液相プロセス）によって形成することができる。
正孔注入層形成用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、インクジェット法等の各種塗布法を用いることもできるが、微細な領域に簡単かつ高精度に成膜することができることから、インクジェット法を用いることが好ましい。
【００７６】
正孔注入層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、特に限定されないが、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の各種無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、テトラリン等の脂環式炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００７７】
塗布した正孔注入層形成用材料には、必要に応じて、後処理を施す。具体的には、塗布した正孔注入層形成用材料を乾燥する。この乾燥の手法としては、減圧雰囲気に放置する方法、熱処理(例えば４０℃以上、８０℃以下程度)による方法、窒素ガスのような不活性ガスのフローによる方法等が挙げられる。さらに、必要に応じて、乾燥した正孔注入層形成用材料を１００℃以上、３００℃以下程度で加熱（ベーク）する。この加熱により、乾燥後に正孔注入層形成用材料内に残留した溶媒または分散媒を、取り除くことができる。また、加熱により架橋し溶媒に対して不溶化するような正孔注入材料を用いている場合は、この加熱によって正孔注入層４を不溶化させることもできる。また、この加熱後、正孔注入層４の未不溶化部分を除去するために、正孔注入層４を溶媒によってリンス（洗浄）することもある。なお、上記架橋は、プラズマ処理やＵＶ処理によって行うこともできる。
【００７８】
［３］  次に、正孔注入層４上に正孔輸送層５を形成する。
正孔輸送層５は、前述した正孔注入層４の形成方法と同様の方法（液相プロセス）を用いて形成することができる。
［４］  次に、正孔輸送層５上に第１の発光補助層６を形成する。
第１の発光補助層６は、前述した正孔注入層４の形成方法と同様の方法（液相プロセス）を用いて形成することができる。
【００７９】
［５］  次に、第１の発光補助層６上に発光層７を形成する。
発光層７は、前述した正孔注入層４の形成方法と同様の方法（液相プロセス）を用いて形成することができる。
［６］  次に、発光層７上に第２の発光補助層８を形成する。
第２の発光補助層８は、前述した正孔注入層４の形成方法と同様の方法（液相プロセス）を用いて形成することができる。
【００８０】
［７］  次に、第２の発光補助層８上に電子輸送層９を形成する。
電子輸送層９は、例えば、真空蒸着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のが好ましい。
なお、電子輸送層９は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、第２の発光補助層８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。
［８］  次に、電子輸送層９上に陰極１０を形成する。
陰極１０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。
【００８１】
以上説明したような発光素子１は、それぞれ、例えば、電子写真方式を採用するプリンター、複写機、ファクシミリ装置等の露光用ヘッドの光源、センサー用の光源、照明、ピコプロジェクター（ハンディプロジェクター）用の光源、スキャナー用の光源、反射型液晶表示装置のフロントライト用の光源等の発光装置として使用することができる。このような発光装置は、長期にわたり、発光色の変化を抑制しつつ高効率で発光することができ、信頼性に優れる。
【００８２】
また、複数の発光素子をマトリックス状に配置することにより、例えば、ディスプレイ装置（本発明の表示装置）を構成することができる。このような表示装置は、長期にわたり、発光色の変化を抑制しつつ高効率で発光することができ、長期に亘り高品位な画像を表示し得るとともに、信頼性に優れる。
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。
また、本発明の発光素子、発光装置または表示装置を備える電子機器は、信頼性に優れる。
【００８３】
（表示装置）
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３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３に示すディスプレイ装置１００は、基板２１と、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および複数の駆動用トランジスタ２４とを有している。
【００８４】
なお、本実施形態において、ディスプレイ装置１００は、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂからの光Ｒ、Ｇ、Ｂを基板２１側から透過させるボトムエミッション構造のディスプレイパネルである。
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。
【００８５】
各駆動用トランジスタ２４は、シリコン等の半導体材料からなる半導体層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。
また、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（有機ＥＬ素子）１Ｒ、１Ｇ、１Ｂが設けられている。
【００８６】
発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは、前述した発光素子１と同様に構成されているが、発光層の構成材料が互いに異なる。
ここで、発光素子１Ｒは、陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、第１の発光補助層６、発光層７Ｒ、第２の発光補助層８、電子輸送層９および陰極１０がこの順で積層されて構成されている。また、発光素子１Ｇは、陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、第１の発光補助層６、発光層７Ｇ、第２の発光補助層８、電子輸送層９および陰極１０がこの順で積層されて構成されている。また、発光素子１Ｂは、陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、第１の発光補助層６、発光層７Ｂ、第２の発光補助層８、電子輸送層９および陰極１０がこの順で積層されて構成されている。
【００８７】
そして、発光素子１Ｒは、発光層７Ｒが赤色発光材料を含んで構成され、赤色の光Ｒを出射するように構成されている。また、発光素子１Ｇは、発光層７Ｇが緑色発光材料を含んで構成され、緑色の光Ｇを出射するように構成されている。また、発光素子１Ｂは、発光層７Ｂが青色発光材料を含んで構成され、青色の光Ｂを出射するように構成されている。
【００８８】
なお、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは、正孔注入層４、正孔輸送層５、第１の発光補助層６および第２の発光補助層８の構成材料が互いに同じであっても異なっていてもよい。
かかる構成の発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの隣接するもの同士の間には、隔壁３１が設けられている。
本実施形態では、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂにおいて、陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、第１の発光補助層６、発光層７Ｒおよび第２の発光補助層８が隔壁３１で区画されることにより個別に設けられている。また、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂにおいて、電子輸送層９および陰極１０が一体的に設けられ共通とされている。
【００８９】
ここで、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの陽極３は、それぞれ、画素電極（個別電極）を構成し、陰極１０は、共通電極を構成する。そして、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの各陽極３は、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。
さらに、これらの発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上には、本実施形態では、これらを覆うように、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。
【００９０】
そして、エポキシ層３５上に、これを覆うように封止基板２０が設けられている。これにより、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの気密性が確保され、酸素や水分の浸入を防止できることから、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの信頼性の向上を図ることができる。
以上説明したようなディスプレイ装置１００は、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを組み合わせて発光させることでフルカラー表示も可能となる。
【００９１】
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。
図４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。
【００９２】
図５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。
【００９３】
図６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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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、デー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。
【００９７】
なお、本発明の電子機器は、図４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５の携帯電話機、図６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。
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。
【実施例】
【００９８】
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＞  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、陽極が形成された基板をアセトン、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。
【００９９】
＜２＞  次に、ＩＴＯ電極上に、インクジェット法により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをエチレングリコールに１．０ｗｔ％溶解した溶液を塗布し、その塗布された溶液を乾燥、加熱することにより、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで構成された平均厚さ５０ｎｍの正孔注入層を形成した。
＜３＞  次に、正孔注入層上に、インクジェット法により、前記式（１）で表わされるアミン系化合物の前駆体をテトラリンに１．２ｗｔ％溶解した溶液を塗布し、その塗布された溶液を乾燥、加熱することにより、平均厚さ１０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１００】
＜４＞  次に、正孔輸送層上に、インクジェット法により、下記第１の発光補助層形成用材料をテトラリンとジクロロメタン（１０：１）の混合溶媒に１．２ｗｔ％溶解した溶液を塗布し、その塗布された溶液を乾燥、加熱することにより、平均厚さ５ｎｍの第１の発光補助層を形成した。
ここで、第１の発光補助層形成用材料として、ＣＢＰ（第１の発光補助材料）５０ｗｔ％と、前記式（１）で表わされるアミン系化合物（高分子量材料）の前駆体５０ｗｔ％とからなるものを用いた。
【０１０１】
＜５＞  次に、第１の発光補助層上に、インクジェット法により、下記発光層形成用材料をテトラリンとジクロロメタン（１０：１）の混合溶媒に１．２ｗｔ％溶解した溶液を塗布し、その塗布された溶液を乾燥、加熱することにより、平均厚さ５０ｎｍの発光層（緑色発光層）を形成した。
ここで、発光層形成用材料として、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（発光材料）５ｗｔ％と、ＣＢＰ（ホスト材料）７５ｗｔ％と、前記式（１）で表わされるアミン系化合物（高分子量材料）の前駆体２０ｗｔ％とからなるものを用いた。
【０１０２】
＜６＞  次に、発光層上に、インクジェット法により、下記第２の発光補助層形成用材料をテトラリンとジクロロメタン（１０：１）の混合溶媒に１．２ｗｔ％溶解した溶液を塗布し、その塗布された溶液を乾燥、加熱することにより、平均厚さ５ｎｍの第２の発光補助層を形成した。
ここで、第２の発光補助層形成用材料として、ＣＢＰ（第２の発光補助材料）５０ｗｔ％と、前記式（１）で表わされるアミン系化合物（高分子量材料）の前駆体５０ｗｔ％とからなるものを用いた。
【０１０３】
＜７＞  次に、第２の発光補助層上に、真空蒸着法により、ＢＣＰを成膜し、平均厚さ２０ｎｍの電子輸送層を形成した。
＜８＞  次に、電子輸送層上に、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２００ｎｍの陰極を形成した。
＜９＞  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、発光素子を製造した。
【０１０４】
（実施例２〜９）
第１の発光補助層、発光層および第２の発光補助層の厚さを下記表１に示すように変更した以外は、前述した実施例１と同様に発光素子を製造した。
【０１０５】
【表１】
2014007301.tif 000004
【０１０６】
（比較例）
第１の発光補助層および第２の発光補助層を省略した以外は、前述した実施例１と同様に発光素子を製造した。
【０１０７】
２．評価
＜発光効率の評価＞
各実施例および比較例の発光素子について、直流電源を用いて発光素子に１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流した。そして、そのとき、輝度計を用いて輝度を測定し、発光効率（輝度／電流密度）を評価した。なお、発光効率の評価は、比較例を基準として規格化して評価した。
【０１０８】
＜発光寿命の評価＞
各実施例および比較例の発光素子について、直流電源を用いて発光素子に１００ｍＡ／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５０％となる時間（ＬＴ５０）を測定した。なお、発光寿命の評価は、比較例を基準として規格化して評価した。
【０１０９】
＜初期ドロップ＞
各実施例および比較例の発光素子について、直流電源を用いて発光素子に１００ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流しつづけ、駆動開始直後の輝度と駆動開始後１０時間後の輝度との差を測定し、初期の輝度の低下量（初期ドロップ）を大、中、小の３段階で評価した。
＜色変化＞
各実施例および比較例の発光素子について、直流電源を用いて発光素子に１００ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流しつづけ、色度計を用いて色度を測定し、色変化を大、中、小の３段階で評価した。
これらの評価結果を表２に示す。
【０１１０】
【表２】
2014007301.tif 000005
【０１１１】
また、実施例８および比較例の発光素子の寿命曲線を示すグラフを図７に示す。また、実施例８および比較例の発光素子の色変化を示すグラフを図８に示す。
表２から明らかなように、各実施例の発光素子は、比較例の発光素子と同等またはそれ以上の発光効率および寿命を有するものとしつつ、比較例の発光素子に比し、初期ドロップおよび色変化を抑えることができた。
【符号の説明】
【０１１２】
１‥‥発光素子  １Ｒ‥‥発光素子  １Ｇ‥‥発光素子  １Ｂ‥‥発光素子  ２‥‥基板  ３‥‥陽極  ４‥‥正孔注入層  ５‥‥正孔輸送層  ６‥‥第１の発光補助層  ７‥‥発光層  ７Ｂ‥‥発光層  ７Ｇ‥‥発光層  ７Ｒ‥‥発光層  ７Ｘ‥‥発光層  ７Ｙ‥‥発光層  ８‥‥第２の発光補助層  ９‥‥電子輸送層  １０‥‥陰極  ２０‥‥封止基板  ２１‥‥基板  ２２‥‥平坦化層  ２４‥‥駆動用トランジスタ  ２７‥‥導電部  ３１‥‥隔壁  ３５‥‥エポキシ層  １００‥‥ディスプレイ装置  １００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ‥‥サブ画素  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  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  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‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【図１】
2014007301.tif 000006
【図２】
2014007301.tif 000007
【図３】
2014007301.tif 000008
【図４】
2014007301.tif 000009
【図５】
2014007301.tif 000010
【図６】
2014007301.tif 000011
【図７】
2014007301.tif 000012
【図８】
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