(57)【要約】【課題】白色発光のバランスの劣化を抑えて長寿命化を図る発光素子の提供。【解決手段】発光素子１は、陰極１２と、陽極３と、陰極１２と陽極３との間に設けられた、赤色発光層６と、青色発光層８と、緑色発光層９とを備え、赤色発光層６と青色発光層８との間に設けられ、赤色発光層６と青色発光層８との間での正孔および電子の移動を調整する第１の中間層７Ａと、青色発光層８と緑色発光層９との間に設けられ、青色発光層８と緑色発光層９との間での正孔および電子の移動を調整する第２の中間層７Ｂとを有する。第１の中間層７Ａおよび青色発光層８は、アシストドーパント材料を含み、第１の中間層７Ａ内のアシストドーパント材料の濃度が、青色発光層８内のアシストドーパント材料の濃度より高い。【選択図】図１
2019029159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、第１の光を発光する第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、第２の光を発光する第２の発光層と、
前記陰極と前記第２の発光層との間に設けられ、第３の光を発光する第３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、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間の正孔および電子の移動を調整する第１の中間層と、
前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に設けられ、前記第２の発光層と前記第３の発光層との間の正孔および電子の移動を調整する第２の中間層と、
を備え、
前記第１の発光層、前記第２の発光層、および前記第３の発光層の各々は、キャリア輸送性のうち正孔輸送性または電子輸送性を有するホスト材料と、発光ドーパント材料とを含み、
前記第２の発光層は、さらに、前記第２の発光層に含まれるホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料を含み、
前記第１の中間層、および前記第２の中間層の各々は、前記第２の発光層または前記第３の発光層に含まれるホスト材料の少なくともいずれか一つと同一のホスト材料を含み、
前記第１の中間層は、さらに、前記第１の中間層に含まれるホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料を含み、
前記第１の中間層内のアシストドーパント材料の濃度が、前記第２の発光層内のアシストドーパント材料の濃度より高い、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第２の中間層は、前記第２の中間層に含まれるホスト材料、および当該ホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料のうち少なくとも当該ホスト材料を含み、
前記第３の発光層は、前記第３の発光層に含まれるホスト材料、前記第３の発光層に含まれる発光ドーパント材料、および当該ホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料のうち少なくとも当該ホスト材料および当該発光ドーパント材料を含み、
前記第２の発光層内のアシストドーパント材料の濃度が、前記第２の中間層内のアシストドーパントの濃度より高く、
前記第２の中間層内のアシストドーパント材料の濃度が、前記第３の発光層内のアシストドーパントの濃度以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第２の中間層内のアシストドーパント材料の濃度、および前記第３の発光層内のアシストドーパント材料の濃度が、０％以上かつ１０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第２の中間層の膜厚が、３ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項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６】
請求項５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、表示装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（electro luminescent）素子は、陽極と陰極との間に発光層を設けた構造を有する発光素子である。発光素子では、駆動回路によって、陰極と陽極との間に電界が印加されることにより、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る。そして、発光層中で電子と正孔とが再結合すること、すなわちキャリア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。発光層は、通常、発光ドーパント材料とホスト材料とを含んで形成される。
【０００３】
さらに、カラー表示を実現するために、１つの発光素子内に、赤色（以下、Ｒと表記）を発光する発光層と、緑色（以下、Ｇと表記）を発光する発光層と、青色（以下、Ｇと表記）を発光する発光層とを設けた構成が知られている。この構成では、前述した３つの発光層を含む発光素子を基板上に一様に形成する。前述の構成では、基板側の光路長をＲＧＢごとに変えることにより異なる光共振構造を形成する方式と、カラーフィルターを形成して発光素子からの光を透過させることによりＲＧＢ発光を取り出す方式との少なくともいずれか一つが用いられる。発光素子がＲＧＢの各発光層を含む場合、白色発光を得るために、ＲＧＢの各発光層からバランス良く発光を得る必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、第１の発光層と第２の発光層との間に第１の中間層を設け、第２の発光層と第３の発光層との間に第２の中間層を設けた発光素子が開示されている。この第１の中間層、および第２の中間層の各々は、中間層がない場合に生じる発光層間の励起子エネルギーの移動を抑えて、ＲＧＢの各発光層の発光輝度の偏りを抑制する。
また、特許文献２には、第１の発光層と第２の発光層との間のみに中間層を設けることが記載されている。この中間層には、ホスト材料と、アシストドーパント材料が含まれている。このホスト材料およびアシストドーパント材料の一方は、電子輸送性が高い材料であり、他方は、正孔輸送性が高い材料である。これにより、この中間層は、第１の発光層と第２の発光層との間のキャリアの量を調節し、ＲＧＢの各発光層の発光輝度の偏りを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５１０１１号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０１４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、陽極側の最も近くに設けられる第１の発光層に、電子を円滑に供給するため、第１の中間層、第２の発光層、第２の中間層、および第３の発光層には、電子輸送性の高い材料を用いている。このため、従来の発光素子では、正孔輸送性に比べ、電子輸送性が大きくなり、キャリアが再結合する位置（以下、「再結合サイト」と称する）が第１の中間層と第２の発光層との界面に集中する場合がある。従って、従来の発光素子では、第２の発光層の輝度劣化が大きくなり、寿命が短くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、白色発光のバランスの劣化を抑えて長寿命化を図ることを解決課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る発光素子は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられ、第１の光を発光する第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、第２の光を発光する第２の発光層と、前記陰極と前記第２の発光層との間に設けられ、第３の光を発光する第３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、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間の正孔および電子の移動を調整する第１の中間層と、前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に設けられ、前記第２の発光層と前記第３の発光層との間の正孔および電子の移動を調整する第２の中間層と、を備え、前記第１の発光層、前記第２の発光層、および前記第３の発光層の各々は、キャリア輸送性のうち正孔輸送性または電子輸送性を有するホスト材料と、発光ドーパント材料とを含み、前記第２の発光層は、さらに、前記第２の発光層に含まれるホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料を含み、前記第１の中間層、および前記第２の中間層の各々は、前記第２の発光層または前記第３の発光層に含まれるホスト材料の少なくともいずれか一つと同一のホスト材料を含み、前記第１の中間層は、さらに、前記第１の中間層に含まれるホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料を含み、前記第１の中間層内のアシストドーパント材料の濃度が、前記第２の発光層内のアシストドーパント材料の濃度より高い、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様では、第２の発光層に含まれるアシストドーパント材料は、ホスト材料とは反対のキャリア輸送性を有する。従って、第２の発光層に含まれるアシストドーパント材料が正孔輸送性を有する場合、正孔が陰極側により円滑に輸送され易くなる。しかも第２の発光層に含まれるホスト材料または第３の発光層に含まれるホスト材料と同一のホスト材料を含む第２の中間層を備えるので、第２の発光層と第３の発光層との間のキャリアの輸送を円滑にできる。このため、第２の発光層内に集中していた再結合サイトを、第２の発光層および第３の発光層にわたって好適に広げることができる。従って、再結合サイトを、第１の中間層と第２の発光層との界面付近から十分に離間することができ、第２の発光層内の発光ドーパント材料の劣化が抑えられて、第２の発光層の輝度劣化を抑制し、長寿命化を図ることが可能になる。
【００１０】
また、上述した態様によれば、前記第２の中間層は、前記第２の中間層に含まれるホスト材料、および当該ホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料のうち少なくとも当該ホスト材料を含み、前記第３の発光層は、前記第３の発光層に含まれるホスト材料、前記第３の発光層に含まれる発光ドーパント材料、および当該ホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料のうち少なくとも当該ホスト材料および当該発光ドーパント材料を含み、前記第２の発光層内のアシストドーパント材料の濃度が、前記第２の中間層内のアシストドーパントの濃度より高く、前記第２の中間層内のアシストドーパント材料の濃度が、前記第３の発光層内のアシストドーパントの濃度以上である、ことが好ましい。
【００１１】
この態様を満たさない場合、例えば、第２の発光層のアシストドーパントの濃度より第２の中間層のアシストドーパントの材料の濃度または第３の発光層のアシストドーパントの濃度の方が高くなると、再結合サイトが第３の発光層内に偏ってしまい、第３の発光層の発光輝度が高くなりすぎて、カラーフィルターの調整および駆動回路の調整によって白色発光バランスを適切にすることが可能な好ましい状態ではなくなることになる。従って、上述した態様により、より確実に、白色発光バランスの劣化を抑えて長寿命化を図ることが可能になる。
【００１２】
また、上述した態様によれば、前記第２の中間層内のアシストドーパント材料の濃度、および前記第３の発光層内のアシストドーパント材料の濃度が、０％以上かつ１０％以下である、ことが好ましい。
【００１３】
この態様を満たさない場合、例えば、第２の中間層内のアシストドーパント材料の濃度、または第３の発光層内のアシストドーパント材料の濃度が１０％を超える場合、カラーフィルターの調整および駆動回路の調整によって白色発光バランスを適切にすることが可能な好ましい状態とならずに、第２の発光層の発光輝度が低下することになる。従って、上述した態様により、より確実に、白色発光バランスの劣化を抑えて長寿命化を図ることが可能になる。
【００１４】
また、上述した態様によれば、前記第２の中間層の膜厚が、３ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下である、ことが好ましい。
【００１５】
この態様を満たさない場合、例えば、第２の中間層の膜厚が６ｎｍより厚いと、第２の発光層と第３の発光層との間のエネルギー移動が抑制されてしまい、カラーフィルターの調整および駆動回路の調整によって白色発光バランスを適切にすることが可能な好ましい状態とならず、第３の発光層の発光効率が低下してしまう。また、第２の中間層の膜厚が３ｎｍより薄いと、カラーフィルターの調整および駆動回路の調整によって白色発光バランスを適切にすることが可能な好ましい状態とならず、第３の発光層の発光輝度が高くなってしまう。従って、上述した態様により、より確実に、白色発光バランスの劣化を抑えて長寿命化を図ることが可能になる。
【００１６】
また、上述した態様によれば、本発明の表示装置が、本発明の発光素子を備える、ことが好ましい。
【００１７】
この態様によれば、白色発光バランスの劣化を抑えて長寿命化を図った発光素子により、長寿命な表示装置を得ることが可能になる。
【００１８】
また、上述した態様によれば、本発明の電子機器が、本発明の表示装置を備える、ことが好ましい。
【００１９】
この態様によれば、長寿命な表示装置により、長寿命な電子機器を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の発光素子１の断面図。
【図２】実施例における白色発光バランスと寿命との関係を示す図。
【図３】発光素子１を備える表示装置１００の断面図。
【図４】本発明に係るヘッドマウントディスプレイ３００の斜視図。
【図５】本発明に係るパーソナルコンピューター４００の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２２】
Ａ．実施形態
以下、本実施形態に係る発光素子１を説明する。
【００２３】
Ａ．１．発光素子１の概要
図１に、本実施形態の発光素子１の断面図を模式的に示す。図１に示す発光素子１は、基板２上に設けられた素子である。以下の説明では、基板２の法線方向を、Ｚ軸方向（上下方向）と称する。さらに、Ｚ軸方向のうち、基板２内部から見て、基板２の発光素子１が設けられた面の方向を、＋Ｚ方向と称し、＋Ｚ方向とは反対の方向を、−Ｚ方向と称する。さらに、Ｚ軸方向に垂直であり、さらに互いに垂直な方向を、Ｘ軸方向、およびＹ軸方向と称する。図１に示す断面図は、ＸＺ平面に沿って発光素子１を破断した断面を示す。
【００２４】
発光素子１は、図１に示すように、陽極３と陰極１２との間に、正孔注入層４と、正孔輸送層５と、赤色発光層６と、第１の中間層７Ａと、青色発光層８と、第２の中間層７Ｂと、緑色発光層９と、電子輸送層１０と、電子注入層１１とが、記載した順に−Ｚ方向から積層されて形成される。陽極３と陰極１２との間に積層されたものを、積層体１５とする。そして、図１に示す封止部材１３は、陽極３、積層体１５、および陰極１２が外気に触れないように、陽極３、積層体１５、および陰極１２を封止する。
【００２５】
発光素子１において、赤色発光層６、青色発光層８、および緑色発光層９の各発光層に対し、陰極１２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、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（蛍光や燐光）を放出するため、赤色発光層６、青色発光層８、および緑色発光層９がそれぞれＲ、Ｇ、およびＢに発光する。これにより、発光素子１は、白色発光する。
【００２６】
基板２は、陽極３を支持する。本実施形態の発光素子１は、＋Ｚ方向から光を取り出す構成（トップエミッション型）であるため、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。基板２が透明基板であれば、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、または、石英ガラスもしくはソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられる。
また、基板２が不透明基板であれば、基板２の構成材料としては、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）を形成した材料、または、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
基板２は、前述した材料のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いて形成される。
【００２７】
（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。陽極３の構成材料は、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料であることが好ましい。
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、または、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕもしくはこれらを含む合金等が挙げられる。陽極３は、前述した材料の１種または２種以上を組み合わせて形成される。
【００２８】
（陰極）
陰極１２は、後述する電子注入層１１を介して電子輸送層１０に電子を注入する電極である。陰極１２の構成材料は、仕事関数の小さい材料であることが好ましい。
陰極１２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る。陰極１２は、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）形成される。
【００２９】
特に、陰極１２の構成材料として合金を用いる場合には、陰極１２の構成材料は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ等の合金であることが好ましい。かかる合金を陰極１２の構成材料として用いることにより、陰極１２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。
【００３０】
（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。正孔注入層４の構成材料（正孔注入材料）としては、特に限定されないが、例えば、銅フタロシアニンや、４，４'，４''−トリス（Ｎ，Ｎ−フェニル−３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、または、Ｎ，Ｎ'−ビス−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）−Ｎ, Ｎ'−ジフェニル−ビフェニル−４−４'−ジアミン等が挙げられる。正孔注入層４は、これらの１種または２種以上を組み合わせて形成される。
【００３１】
（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赤色発光層６まで輸送する機能を有する。正孔輸送層５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形成される。正孔輸送層５の構成材料としては、例えば、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、または、テトラアリールジアミノフルオレン化合物もしくはその誘導体（アミン系化合物）等が挙げられる。
【００３２】
（赤色発光層）
赤色発光層６は、赤色に発光する発光ドーパント材料（以下、「赤色発光ドーパント材料」と称する）と、キャリア輸送性のうち正孔輸送性または電子輸送性を有するホスト材料とを含む。キャリアとは、電荷の移動を担う粒子であり、具体的には、正孔および電子の総称である。そして、キャリア輸送性とは、キャリアを輸送する性質であり、具体的には、正孔を輸送する性質である正孔輸送性、および電子を輸送する性質である電子輸送性の総称である。
赤色発光ドーパント材料は、特に限定されず、各種赤色蛍光材料、各種赤色燐光材料を１種または２種以上組み合わせることが可能である。赤色蛍光材料は、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）、または、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）等が挙げられる。
また、赤色燐光材料は、赤色の燐光を発すれば特に限定されず、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材料が挙げられる。
【００３３】
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、前述した励起子のエネルギーを赤色発光材料に移動（フェルスター移動またはデクスター移動）させて、赤色発光材料を励起する。前述したホスト材料を用いて赤色発光層６を形成する場合、例えば、発光ドーパント材料をホスト材料にドープして赤色発光層６を形成する。ホスト材料の構成材料としては、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ペリレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、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、ジ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、または、ベンゾチアゾール誘導体が挙げられる。
【００３４】
赤色発光層６の平均厚さは、特に限定されない。また、赤色発光ドーパント材料は、バンドギャップが比較的小さく、正孔や電子を捕獲しやすく、発光しやすい。従って、陽極３側に赤色発光層６を設けることにより、バンドギャップが大きく発光し難い青色発光層８や緑色発光層９を陰極１２側として、各発光層をバランスよく発光させることができる。
【００３５】
（第１の中間層）
第１の中間層７Ａは、赤色発光層６と青色発光層８との層間に設けられている。第１の中間層７Ａは、赤色発光層６と青色発光層８との間でキャリアの移動を調整する。第１の中間層７Ａは、青色発光層８または緑色発光層９に含まれるホスト材料と同一のホスト材料を含む。第１の中間層７Ａは、発光性を有する材料を実質的に含まない、非発光層である。キャリアの移動を調整することにより、第１の中間層７Ａは、赤色発光層６および青色発光層８をそれぞれ効率よく発光させることができる。
【００３６】
さらに、第１の中間層７Ａは、第１の中間層７Ａに含まれるホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料を含む。具体的には、第１の中間層７Ａに含まれるホスト材料が、正孔輸送性を有する場合には、第１の中間層７Ａに含まれるアシストドーパント材料は、電子輸送性を有する。また、第１の中間層７Ａに含まれるホスト材料が、電子輸送性を有する場合には、第１の中間層７Ａに含まれるアシストドーパント材料は、正孔輸送性を有する。
【００３７】
第１の中間層７Ａに含まれるホスト材料は、青色発光層８または緑色発光層９に含まれるホスト材料と同一であるから、アセン系材料であることが好ましい。また、第１の中間層７Ａに含まれるアシストドーパント材料の構成材料としては、例えば、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）、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、または、ジフェニルキノン誘導体等が挙げられる。第１の中間層７Ａに含まれるアシストドーパント材料は、アミン誘導体であることが好ましい。
【００３８】
アミン系材料（すなわちアミン骨格を有する材料）は正孔輸送性に優れ、また、前述したアセン系材料（すなわちアセン骨格を有する材料）は電子輸送性に優れる。これにより、第１の中間層７Ａは、電子輸送性および正孔輸送性の双方を有する。すなわち、第１の中間層７Ａは、バイポーラ性を有する。第１の中間層７Ａがバイポーラ性を有することにより、赤色発光層６から第１の中間層７Ａを介して青色発光層８へ正孔を円滑に受け渡すとともに、青色発光層８から第１の中間層７Ａを介して赤色発光層６へ電子を円滑に受け渡すことができる。その結果、第１の中間層７Ａは、赤色発光層６および青色発光層８にそれぞれ電子および正孔を効率的に注入して発光させることができる。
【００３９】
（青色発光層）
青色発光層８は、青色に発光する発光ドーパント材料（以下、「青色発光ドーパント材料」と称する）と、正孔輸送性または電子輸送性を有するホスト材料とを含む。青色発光層８は、さらに、青色発光層８に含まれるホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料を含む。
青色発光ドーパント材料は、特に限定されず、各種青色蛍光材料、各種青色燐光材料を１種または２種以上組み合わせることが可能である。
青色蛍光材料は、ジスチリルジアミン系化合物等のジスチリルアミン誘導体、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）］等が挙げられる。
青色燐光材料は、青色の燐光を発するものであれば、特に限定されず、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。
【００４０】
青色発光層８に含まれるホスト材料の構成材料については、赤色発光層６に説明したホスト材料と同様のものを用いることができる。また、このような青色発光層８のホスト材料は、アセン誘導体（アセン系材料）を用いるのが好ましい。これにより、青色発光層８をより高輝度かつ高効率で青色発光させることができる。
青色発光層８に含まれるアシストドーパント材料の構成材料については、上述した第１の中間層７Ａに含まれるアシストドーパント材料に用いることができる構成材料のいずれかを採用することができる。
【００４１】
（第２の中間層）
第２の中間層７Ｂは、青色発光層８と緑色発光層９との層間に設けられている。第２の中間層７Ｂは、青色発光層８と緑色発光層９との間でキャリアの移動を調整する。第２の中間層７Ｂは、青色発光層８または緑色発光層９に含まれるホスト材料と同一のホスト材料を含む。第２の中間層７Ｂは、発光性を有する材料を実質的に含まない、非発光層である。キャリアの移動を調整することにより、青色発光層８と緑色発光層９との間での励起子のエネルギー移動を阻止することができることから、青色発光層８から緑色発光層９へのエネルギー移動を抑制して、青色発光層８および緑色発光層９をそれぞれ効率よく発光させることができる。すなわち、青色発光層８および緑色発光層９をバランスよく発光させることができるので、発光素子１を白色発光させることができる。
【００４２】
さらに、第２の中間層７Ｂは、ホスト材料、および前述のホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料のうち少なくとも前述のホスト材料を含む。換言すれば、第２の中間層７Ｂは、アシストドーパント材料を０ｗｔ％（重量％）以上含む。以下の記載において、「％」は、ｗｔ％であるとする。
【００４３】
第２の中間層７Ｂに含まれるホスト材料は、青色発光層８または緑色発光層９に含まれるホスト材料と同一のホスト材料であり、かつ、発光性を有する材料を実質的に含まずに構成され、前述したようなキャリア調整機能を発揮することができるものであれば、特に限定されない。例えば、第２の中間層７Ｂは、青色発光層８または緑色発光層９に含まれるホスト材料と同一の材料として、アセン系材料を含む材料が好適に用いられる。
【００４４】
かかる材料を用いれば、第２の中間層７Ｂの最高被占軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー順位を、青色発光層８および緑色発光層９の双方の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー順位よりも低く設定することができ、さらに、第２の中間層７Ｂの最低空軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー順位を、青色発光層８および緑色発光層９の双方の最低空軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー順位よりも高く設定することができる。その結果、青色発光層８と緑色発光層９との間での励起子のエネルギー移動がより確実に阻止されることとなる。その結果、青色発光層８および緑色発光層９の双方を高い発光効率で発光させることができるためこれらをバランスよく発光させることができるとともに、青色発光層８、および緑色発光層９の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
また、第２の中間層７Ｂに含まれるホスト材料は、青色発光層８のホスト材料と同一であるのが好ましい。これにより、ホスト材料が同一である青色発光層８と第２の中間層７Ｂとの間でのキャリアの受け渡しが円滑に行われるようになり、発光素子１の駆動電圧の上昇を的確に抑制または防止することができるとともに、励起子の拡散を的確に抑制または防止することができる。
【００４６】
第２の中間層７Ｂに含まれるアシストドーパント材料については、上述した第１の中間層７Ａに含まれるアシストドーパント材料に用いることができる構成材料のいずれかを採用することができる。第２の中間層７Ｂに含まれるアシストドーパント材料は、アミン誘導体であることが好ましい。
【００４７】
（緑色発光層）
緑色発光層９は、緑色に発光する発光ドーパント材料（以下、「緑色発光ドーパント材料」と称する）と、正孔輸送性または電子輸送性を有するホスト材料とを含む。
さらに、緑色発光層９は、ホスト材料、緑色発光ドーパント材料、および前述のホスト材料が有するキャリア輸送性とは異なるキャリア輸送性を有するアシストドーパント材料のうち少なくとも前述のホスト材料および前述の緑色発光ドーパント材を含む。換言すれば、緑色発光層９は、アシストドーパント材料を０％以上含む。
【００４８】
緑色発光ドーパント材料としては、特に限定されず、例えば、各種緑色蛍光材料および各種緑色燐光材料が挙げられ、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。緑色蛍光材料は、キナクリドン誘導体等のキナクリドンおよびその誘導体、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）］、または、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。
緑色燐光材料は、緑色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、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。
【００４９】
緑色発光層９に含まれるホスト材料は、赤色発光層６に説明したホスト材料と同様のものを用いることができる。また、緑色発光層９のホスト材料は、アセン誘導体（アセン系材料）を用いるのが好ましい。これにより、緑色発光層９をより高輝度かつ高効率で青色発光させることができる。
さらに、緑色発光層９のホスト材料は、青色発光層８のホスト材料と同一であるのが好ましい。これにより、青色発光層８、および緑色発光層９において、Ｂの光とＧの光とをバランスよく発光させることができるようになる。
【００５０】
緑色発光層９に含まれるアシストドーパント材料の構成材料については、上述した第１の中間層７Ａに含まれるアシストドーパント材料に用いることができる構成材料のいずれかを採用することができる。
【００５１】
（電子輸送層）
電子輸送層１０は、陰極１２から電子注入層１１を介して注入された電子を緑色発光層９に輸送する機能を有する。
電子輸送層１０の構成材料（電子輸送材料）としては、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）等のフェナントロリン誘導体、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、アザインドリジン誘導体、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、または、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられる。
【００５２】
（電子注入層）
電子注入層１１は、陰極１２からの電子注入効率を向上させる機能を有する。
電子注入層１１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。
【００５３】
前述した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る。電子注入層１１は、前述した材料のうちの１種または２種以上を組み合わせて形成される。これらを主材料として電子注入層１１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いので、アルカリ金属化合物を用いて電子注入層１１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。
【００５４】
（封止部材）
封止部材１３は、陽極３、積層体１５、および陰極１２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１３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。
【００５５】
封止部材１３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１３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、陽極３と封止部材１３との間、積層体１５と封止部材１３との間、および陰極１２と封止部材１３との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
【００５６】
Ａ．２．本実施形態の効果
ここで、第１の中間層７Ａに含まれるアシストドーパント材料の濃度（以下、「ＩＬ１」と称する）は、青色発光層８に含まれるアシストドーパント材料の濃度（以下、「ＥＭＬ２」と称する）より高い。換言すれば、前述した２つの濃度の関係は、下記（１）式を充足する。
【００５７】
ＩＬ１＞ＥＭＬ２  （１）
【００５８】
（１）式を充足することにより、青色発光層８がアシストドーパント材料を含むことになり、青色発光層８に含まれるアシストドーパント材料は正孔輸送性を有するので、正孔が陰極１２側により円滑に輸送され易くなり、青色発光層８内に集中していた再結合サイトを、青色発光層８および緑色発光層９にわたって好適に広げることができる。従って、再結合サイトを、第１の中間層７Ａと青色発光層８との界面付近から十分に離間することができ、青色発光層８内の発光ドーパント材料の劣化が抑えられて、青色発光層８の輝度劣化を抑制し、長寿命を実現することが可能になる。ここで、緑色発光層９の輝度が高くなるが、カラーフィルター１９（図３参照）の調整と、駆動回路の調整との少なくともいずれか一つを行うことにより、赤色発光層６、青色発光層８、および緑色発光層９からの光の輝度のバランスが一定の範囲内であれば、最終的に得られる白光のバランスを適切にすることができるため、白色発光のバランスの劣化を抑えて長寿命化を図ることが可能になる。
【００５９】
さらに、ＩＬ１、ＥＭＬ２、第２の中間層７Ｂに含まれるアシストドーパント材料の濃度（以下、「ＩＬ２」と称する）、およびＥＭＬ３は、緑色発光層９に含まれるアシストドーパント材料の濃度（以下、「ＥＭＬ３」と称する）は、下記（２）式を充足することが好ましい。
【００６０】
ＩＬ１＞ＥＭＬ２＞ＩＬ２≧ＥＭＬ３≧０  （２）
【００６１】
（２）式を満たさない場合、例えば、ＥＭＬ２よりＩＬ２またはＥＭＬ３の方が高くなると、再結合サイトが緑色発光層９内に偏ってしまい、緑色発光層９の発光輝度が高くなりすぎて、白色発光バランスが大きく劣化してしまう。従って、（２）式を満たすことにより、（１）式を充足するだけの際よりも確実に、白色発光バランスの劣化を抑えつつ、長寿命化を図ることが可能になる。
【００６２】
さらに、ＩＬ２、およびＥＭＬ３は、下記（３）式を充足することが好ましい。
【００６３】
１０％≧ＩＬ２≧ＥＭＬ３≧０％  （３）
【００６４】
（３）式を充足することにより、（２）式を充足するだけの際よりも確実に、白色発光バランスの劣化を抑えつつ、長寿命化を図ることができる。（２）式を充足し、（３）式を充足しない場合として、例えば、ＩＬ２およびＥＭＬ３が１０％を超える場合、カラーフィルター１９の調整および駆動回路の調整によって白色発光バランスを適切にすることが可能な好ましい状態とならずに、青色発光層８の発光輝度が低下してしまう。
【００６５】
さらに、第２の中間層７Ｂの膜厚は、下記（４）式を充足することが好ましい。
【００６６】
３ｎｍ≦第２の中間層７Ｂの膜厚≦６ｎｍ  （４）
【００６７】
（４）式を充足することにより、（２）式および（３）式を充足するだけの際よりも確実に、白色発光バランスの劣化を抑えつつ、長寿命化を図ることができる。（２）式および（３）式を充足し、（４）式を充足しない場合として、例えば、第２の中間層７Ｂの膜厚が６ｎｍより厚いと、青色発光層８と緑色発光層９との間のエネルギー移動が抑制されてしまい、カラーフィルター１９の調整および駆動回路の調整によって白色発光バランスを適切にすることが可能な好ましい状態とならずに、緑色発光層９の発光効率が低下してしまう。また、第２の中間層７Ｂの膜厚が３ｎｍより薄いと、カラーフィルター１９の調整および駆動回路の調整によって白色発光バランスを適切にすることが可能な好ましい状態とならずに、緑色発光層９の発光輝度が高くなってしまう。
【００６８】
なお、本実施形態において、赤色の光が、「第１の光」の例であり、赤色発光層６が、「第１の発光層」の例である。また、青色の光が、「第２の光」の例であり、青色発光層８が、「第２の発光層」の例である。また、緑色の光が、「第３の光」の例であり、緑色発光層９が、「第３の発光層」の例である。
【００６９】
Ａ．３．実施例
以下、実施例を示すが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
【００７０】
図２に、実施例における白色発光バランスと寿命との関係を示す。図２の表２００に、実施例Ａ１、実施例Ａ２、実施例Ａ３、実施例Ｂ１、実施例Ｂ２、実施例Ｂ３、および実施例Ｂ４の各々が、（２）式を充足するか否かと、（３）式を充足するか否かと、各々のＩＬ１、ＥＭＬ２、ＩＬ２、ＥＭＬ３の各値と、各々が（４）式を充足するか否かと、第２の中間層７Ｂの膜厚と、各々の白色発光バランスと、寿命と、相対寿命とを示す。実施例Ａ１、実施例Ａ２、および実施例Ａ３は、（２）式、（３）式、および（４）式全てを充足する例である。一方、実施例Ｂ１、実施例Ｂ２、実施例Ｂ３、および実施例Ｂ４は、（２）式、（３）式、および（４）式のうちいずれかを充足しない例である。ここで、実施例Ａ１、実施例Ａ２、実施例Ａ３、実施例Ｂ１、実施例Ｂ２、実施例Ｂ３、および実施例Ｂ４の各々における白色発光バランスは、各々の発光素子１に１０ｍＡ／ｃｍ２の電流を流した際の白色発光バランスであり、赤色発光層６の発光輝度：青色発光層８の発光輝度：緑色発光層９の発光輝度を示す。また、寿命は、各々の発光素子１に１００ｍＡ／ｃｍ２の電流を流し、輝度が初期の輝度の８０％となる（ＬＴ８０）までの時間を示す。相対寿命は、実施例Ｂ１の寿命を１．００とした際の寿命を示す。また、表２００に示す「○」は、（２）式、（３）式、および（４）式のうち「○」が記載された項目に対応する式が充足することを示す。同様に、表２００に示す「×」は、（２）式、（３）式、および（４）式のうち「×」が記載された項目に対応する式が充足しないことを示す。
【００７１】
また、実施例Ａ１、実施例Ａ２、実施例Ａ３、実施例Ｂ１、実施例Ｂ２、実施例Ｂ３、および実施例Ｂ４の各々について、正孔輸送層５の膜厚は、４０ｎｍとする。また、赤色発光層６の膜厚は、５ｎｍとし、赤色発光層６には、電子輸送性の赤色発光ドーパント材料が１．５％が含まれるとする。また、第１の中間層７Ａの膜厚は、２０ｎｍであるとする。青色発光層８の膜厚は、１５ｎｍであるとし、青色発光層８には、電子輸送性の青色発光ドーパント材料が８％含まれるとする。また、緑色発光層９の膜厚は、１５ｎｍであるとする。また、電子輸送層１０の膜厚は、２５ｎｍであるとする。陰極１２は、１０：１のＭｇＡｇによって形成されており、陰極１２の膜厚は、１０ｎｍであるとする。
【００７２】
実施例Ａ１、実施例Ａ２、実施例Ａ３、実施例Ｂ１、実施例Ｂ２、実施例Ｂ３、および実施例Ｂ４の各々について、白色発光バランスは、実施例Ｂ１の１０：１０：１０に比べ、２／３倍以上１．５倍までが好ましい。以下、この好ましい状態を、「白色発光バランスの好ましい状態」と称する。２／３倍以上１．５倍まであれば、カラーフィルター１９の調整と、駆動回路の調整との少なくともいずれか一つを行うことにより、カラーフィルター１９透過後の白色発光バランスを適切にできるためである。また、寿命は、実施例Ｂ１の「４３７ｈ」に比べ、１．２倍以上、すなわち、相対寿命が１．２０以上で効果ありとする。
【００７３】
Ａ．３．１．実施例Ｂ１
ＩＬ１、ＥＭＬ２、ＩＬ２、ＥＭＬ３を、それぞれ、５０％、０％、０％、０％とし、第２の中間層７Ｂの膜厚を、（４）式の下限値となる３ｎｍとして、ＥＭＬ２＝ＩＬ２＝ＥＭＬ３＝０％となる点によって（２）式を充足せず、（３）式、および（４）式を充足する例を、実施例Ｂ１とした。実施例Ｂ１は、実施例Ａ１と比較して、白色発光バランスがよいが、青色発光層８の劣化が大きい。
【００７４】
Ａ．３．２．実施例Ａ１
ＩＬ１、ＥＭＬ２、ＩＬ２、ＥＭＬ３を、それぞれ、５０％、３０％、０％、０％とし、第２の中間層７Ｂの膜厚を、３ｎｍとして、（２）式、（３）式、および（４）式を充足する例を、実施例Ａ１とした。実施例Ａ１における発光素子１の白色発光バランスは、１０：８：１２であり、白色発光バランスの好ましい状態である。また、実施例Ａ１における発光素子１の寿命は、６７１時間であり、相対寿命は１．５４であり、長寿命化を実現する。実施例Ａ１は、実施例Ａ１、実施例Ａ２、実施例Ａ３、実施例Ｂ１、実施例Ｂ２、実施例Ｂ３、および実施例Ｂ４のうち最もよい実施例となる。
【００７５】
Ａ．３．３．実施例Ａ２
ＩＬ１、ＥＭＬ２、ＩＬ２、ＥＭＬ３を、それぞれ、５０％、３０％、０％、０％とし、第２の中間層７Ｂの膜厚を、（４）式の上限値となる６ｎｍとして、（２）式、（３）式、および（４）式を充足する例を、実施例Ａ２とした。実施例Ａ２における発光素子１の白色発光バランスは、１０：１５：７であり、白色発光バランスの好ましい状態である。また、実施例Ａ２における発光素子１の寿命は、５６４時間であり、相対寿命は１．２９であり、長寿命化を実現する。実施例Ａ２は、実施例Ａ１と比較して、第２の中間層７Ｂの膜厚を増加させたため、青色発光層８から緑色発光層９へのエネルギー移動が減り、青色発光層８の発光輝度が高くなり、緑色発光層９の発光輝度が低くなる結果となる。
【００７６】
Ａ．３．４．実施例Ａ３
ＩＬ１、ＥＭＬ２、ＩＬ２、ＥＭＬ３を、それぞれ、５０％、３０％、１０％、１０％とし、第２の中間層７Ｂの膜厚を、（４）式の下限値となる３ｎｍとして、（２）式、（３）式、および（４）式を充足する例を、実施例Ａ３とした。実施例Ａ３では、実施例Ａ１、および実施例Ａ２とは異なり、ＩＬ２、ＥＭＬ３が０％より大きい。実施例Ａ３における発光素子１の白色発光バランスは、１０：７：１５であり、白色発光バランスの好ましい状態である。また、実施例Ａ３における発光素子１の寿命は、５３９時間であり、相対寿命は１．２３であり、長寿命化を実現する。実施例Ａ３は、実施例Ａ１と比較して、第２の中間層７Ｂおよび緑色発光層９にアシストドーパント材料が含まれるようになったため、再結合サイトが緑色発光層９に偏り、電子輸送層１０の電子輸送材料の劣化が多く発生してしまい、寿命が短くなる結果となる。
【００７７】
Ａ．３．５．実施例Ｂ２
ＩＬ１、ＥＭＬ２、ＩＬ２、ＥＭＬ３を、それぞれ、５０％、３０％、０％、０％とし、第２の中間層７Ｂの膜厚を、（４）式の上限値を上回る７ｎｍとして、（２）式、および（３）式を充足し、（４）式を充足しない例を、実施例Ｂ２とした。実施例Ｂ２における発光素子１の寿命は、５４４時間であり、相対寿命は１．２４であり、長寿命化を実現するが、実施例Ｂ２における発光素子１の白色発光バランスは、１０：１７：５であり、白色発光バランスの好ましい状態ではない。実施例Ｂ２は、実施例Ａ２における第２の中間層７Ｂの膜厚をさらに厚くした例である。実施例Ｂ２が示すように、第２の中間層７Ｂの膜厚が（４）式の上限値を上回ると、青色発光層８と緑色発光層９との間のエネルギー移動が抑制されてしまい、緑色発光層９の発光輝度が低くなってしまい、カラーフィルター１９の調整および駆動回路の調整だけでは白色発光バランスを適切にすることができない。
【００７８】
Ａ．３．６．実施例Ｂ３
ＩＬ１、ＥＭＬ２、ＩＬ２、ＥＭＬ３を、それぞれ、５０％、３０％、０％、０％とし、第２の中間層７Ｂの膜厚を、（４）式の下限値を下回る２ｎｍとして、（２）式、および（３）式を充足し、（４）式を充足しない例を、実施例Ｂ３とした。実施例Ｂ３における発光素子１の白色発光バランスは、１０：６：１５であり、白色発光バランスの好ましい状態ではなく、かつ、実施例Ｂ３における発光素子１の寿命は、５０９時間であり、相対寿命は１．１６であり、長寿命化を実現しない。実施例Ｂ３が示すように、第２の中間層７Ｂの膜厚が（４）式の下限値を下回ると、青色発光層８と緑色発光層９との間のエネルギー移動が必要以上に多くなり、青色発光層８の発光輝度が低くなってしまい、カラーフィルター１９の調整および駆動回路の調整だけでは白色発光バランスを適切にすることができない。
【００７９】
Ａ．３．７．実施例Ｂ４
ＩＬ１、ＥＭＬ２、ＩＬ２、ＥＭＬ３を、それぞれ、５０％、３０％、２０％、２０％とし、第２の中間層７Ｂの膜厚を３ｎｍとして、（２）式を充足し、（３）式を充足せず、（４）式を充足する例を、実施例Ｂ４とした。実施例Ｂ４における発光素子１の白色発光バランスは、１０：６：１６であり、白色発光バランスの好ましい状態ではなく、かつ、実施例Ｂ４における発光素子１の寿命は、４４９時間であり、相対寿命は１．０３であり、長寿命化を実現しない。実施例Ｂ４が示すように、（３）式を充足しない場合、青色発光層８の発光効率が低下してしまい、カラーフィルター１９の調整および駆動回路の調整だけでは白色発光バランスを適切にすることができない。
【００８０】
以上説明したような発光素子１は、例えば光源等として使用することができる。また、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、後述する表示装置１００を構成することができる。
なお、表示装置１００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。
【００８１】
Ｂ．変形例
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００８２】
上述した実施形態においては、発光素子１は、赤色発光層６と、青色発光層８と、緑色発光層９という、３つの発光層を有したが、発光層が４層以上有してもよい。また、発光層の発光色としては、前述した実施形態のＲ、Ｇ、Ｂに限定されない。発光層が４層以上である場合でも、各発光層の発光スペクトルを適宜設定することにより、白色発光させることができる。
また、中間層７は、発光層同士の少なくとも１つの層間に設けられていればよく、２層以上の中間層を有していてもよい。
【００８３】
Ｃ．応用例
上述した実施形態に係る発光素子１は、ディスプレイパネル等の表示装置１００に適用することができる。以下、発光素子１を備える表示装置１００について説明する。
【００８４】
図３に、発光素子１を備える表示装置１００の断面図を示す。図３に示す断面図は、ＸＺ平面に沿って表示装置１００を破断した断面を示す。図３に示す表示装置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およびカラーフィルター１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂと、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂをそれぞれ駆動するための複数の駆動用トランジスター２４とを有している。ここで、表示装置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。
【００８５】
基板２１上には、複数の駆動用トランジスター２４が設けられ、これらの駆動用トランジスター２４を覆うように、絶縁材料で形成された平坦化層２２が形成されている。
各駆動用トランジスター２４は、シリコンによって形成された半導体層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。
平坦化層上には、各駆動用トランジスター２４に対応して発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂが設けられている。
【００８６】
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１２、陰極カバー３４が、この順に積層されている。各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの陽極３は、画素電極を形成し、各駆動用トランジスター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１２は、共通電極とされている。
【００８７】
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３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、光共振構造が形成されるように、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、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上には、これらを覆うように、エポキシ樹脂で形成されたエポキシ層３５が形成されている。
【００８８】
カラーフィルター１９Ｒ、１９Ｇ、および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。
カラーフィルター１９Ｒは、発光素子１Ｒからの白色光Ｗを赤色に変換する。また、カラーフィルター１９Ｇは、発光素子１Ｇからの白色光Ｗを緑色に変換する。また、カラーフィルター１９Ｂは、発光素子１Ｂからの白色光Ｗを青色に変換する。このようなカラーフィルター１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと組み合わせて用いることにより、フルカラー画像を表示することができる。また、カラーフィルター１９の膜厚を調整することによって、白色発光バランスを適切にすることができる。
【００８９】
また、隣接するカラーフィルター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、カラーフィルター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。
以上説明したような表示装置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。表示装置１００が本発明の発光素子１を備えることにより、長寿命な表示装置を得ることが可能になる。
このような表示装置１００は、各種の電子機器に組み込むことができる。
【００９０】
図４に、本発明の表示装置１００を採用した電子機器としてのヘッドマウントディスプレイ３００の外観を示す斜視図を示す。図４に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ３００は、テンプル３１０、ブリッジ３２０、投射光学系３０１Ｌ、および投射光学系３０１Ｒを備える。そして、図４において、投射光学系３０１Ｌの奥には左眼用の表示装置１００（図示省略）が設けられ、投射光学系３０１Ｒの奥には右眼用の表示装置１００（図示省略）が設けられる。
図５に、表示装置１００を採用した可搬型のパーソナルコンピューター４００の斜視図を示す。パーソナルコンピューター４００は、各種の画像を表示する表示装置１００と、電源スイッチ４０１およびキーボード４０２が設けられた本体部４０３と、を備える。
なお、本発明に係る表示装置１００が適用される電子機器としては、図４および図５に例示した機器のほか、携帯電話機、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、車載用の表示器（インパネ）、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末等が挙げられる。さらに、本発明に係る表示装置１００は、プリンター、スキャナー、複写機、およびビデオプレーヤー等の電子機器に設けられる表示部として適用することができる。
表示装置１００内の発光素子１が長寿命であるため、表示装置１００を組み込んだ電子機器は、長寿命を得ることが可能になる。
【符号の説明】
【００９１】
１、１Ｂ、１Ｇ、１Ｒ…発光素子、２…基板、３…陽極、４…正孔注入層、５…正孔輸送層、６…赤色発光層、７Ａ…第１の中間層、７Ｂ…第２の中間層、８…青色発光層、９…緑色発光層、１０…電子輸送層、１１…電子注入層、１２…陰極、１３…封止部材、１５…積層体、１９Ｂ、１９Ｇ、１９Ｒ…カラーフィルター、２０…封止基板、２１…基板、２２…平坦化層、２４…駆動用トランジスター、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、１００…表示装置、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、３００…ヘッドマウントディスプレイ、４００…パーソナルコンピューター、ＩＬ１…第１の中間層に含まれるアシストドーパント材料の濃度、ＩＬ２…第２の中間層に含まれるアシストドーパント材料の濃度、ＥＭＬ２…青色発光層に含まれるアシストドーパント材料の濃度、ＥＭＬ３…緑色発光層に含まれるアシストドーパント材料の濃度。
【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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