(57)【要約】【課題】印加電圧や温度変化による発光スペクトルの変化が少なく、安定して白色の光を放出することのできる発光素子、このような発光素子を備えた信頼性の高い発光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９と、陽極３と陰極９との間に設けられ第１の発光材料と電子輸送性材料とを含み第１の色に発光する第１の発光層６１と、第１の発光層６１と陰極９との間に第１の発光層６１と接合して設けられ第２の発光材料を含み第２の色に発光する第２の発光層６２と、第２の発光層６２と陰極９との間に第２の発光層６２と接合して設けられ第３の発光材料と正孔輸送性材料とを含み第３の色に発光する第３の発光層６３とを有し、第２の色は、第１の色および第３の色よりも、短い波長の光によって構成され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、第１の発光材料と前記陰極側への正孔の輸送を促進する正孔輸送性材料とを含み、第１の色に発光する第１の発光層と、
前記第１の発光層と前記陰極との間に第１の発光層と接合して設けられ、第２の発光材料を含み、第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第２の発光層と前記陰極との間に第２の発光層と接合して設けられ、第３の発光材料と前記陽極側への電子の輸送を促進する電子輸送性材料とを含み、第３の色に発光する第３の発光層とを有し、
前記第２の色は、前記第１の色および前記第３の色よりも、短い波長の光によって構成されることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第２の発光層は、平均厚さが１〜３０ｎｍである請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記正孔輸送性材料の前記第１の発光層中における含有量は、３〜３０ｗｔ％である請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記電子輸送性材料の前記第３の発光層中における含有量は、３〜３０ｗｔ％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】
前記第１の発光層は、前記第２の発光層よりも平均厚さが大きいものであり、
前記第３の発光層は、前記第２の発光層よりも平均厚さが大きいものである請求項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の発光層、前記第２の発光層および前記第３の発光層は、それぞれ、各発光材料を担持するホスト材料を含んで構成されている請求項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の発光層、前記第２の発光層および前記第３の発光層は、前記ホスト材料として、共通の材料を含むものである請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記ホスト材料は、アントラセン系材料である請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記正孔輸送性材料は、前記第１の発光層に含まれるホスト材料よりも正孔を輸送する機能が高いものである請求項６ないし８のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１０】
前記電子輸送性材料は、前記第３の発光層に含まれるホスト材料よりも電子を輸送する機能が高いものである請求項６ないし９のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１１】
前記電子輸送性材料は、ルブレン系材料である請求項１ないし１０のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１２】
前記正孔輸送性材料は、アミン系材料である請求項１ないし１１のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第１の発光材料は、クマリン系材料またはキナクリドン系材料である請求項１ないし１２のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１４】
前記第２の発光材料は、スチリルアミン系材料である請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１５】
前記第３の発光材料は、ジインデノペリレン系材料である請求項１ないし１４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１６】
請求項１ないし１５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１７】
請求項１６に記載の発光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、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色に対応する３層の発光層を積層し、白色発光させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような白色発光する発光素子は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色が画素ごとに塗り分けられたカラーフィルタ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。
しかしながら、特許文献１にかかる発光素子は、印加電圧や、発光素子の温度が変化した際に発光素子中の電流密度が変化することにより、放出される光の発光スペクトルが変化する。このような場合、発光素子から安定して一定の白色光を得ることが難しく、発光素子の信頼性が高いものとならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５６８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、印加電圧の変化や温度変化による発光スペクトルの変化が少なく、安定して白色の光を放出することのできる発光素子、このような発光素子を備えた信頼性の高い発光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】
【０００６】
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、第１の発光材料と前記陰極側への正孔の輸送を促進する正孔輸送性材料とを含み、第１の色に発光する第１の発光層と、
前記第１の発光層と前記陰極との間に第１の発光層と接合して設けられ、第２の発光材料を含み、第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第２の発光層と前記陰極との間に第２の発光層と接合して設けられ、第３の発光材料と前記陽極側への電子の輸送を促進する電子輸送性材料とを含み、第３の色に発光する第３の発光層とを有し、
前記第２の色は、前記第１の色および前記第３の色よりも、短い波長の光によって構成されることを特徴とする。
これにより、印加電圧の変化や温度変化による発光スペクトルの変化が少なく、安定して白色の光を放出することのできる発光素子を提供することができる。
【０００７】
本発明の発光素子では、前記第２の発光層は、平均厚さが１〜３０ｎｍであることが好ましい。
第２の発光層の平均厚さが上述したような範囲にあることにより、第２の発光層での正孔と電子との再結合を十分なものとしつつ、再結合によって生じた励起子のエネルギーは、効率よく隣接する層に移動することができる。
【０００８】
本発明の発光素子では、前記正孔輸送性材料の前記第１の発光層中における含有量は、３〜３０ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、第１の発光層に注入された正孔をより効率よく第２の発光層に輸送できるとともに、正孔輸送性材料が多すぎて第１の発光層の発光量が減少することを確実に防止することができる。
【０００９】
本発明の発光素子では、前記電子輸送性材料の前記第３の発光層中における含有量は、３〜３０ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、第３の発光層に注入された電子をより効率よく第２の発光層に輸送できるとともに、電子輸送性材料が多すぎて第３の発光層の発光量が減少することを確実に防止することができる。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層は、前記第２の発光層よりも平均厚さが大きいものであり、
前記第３の発光層は、前記第２の発光層よりも平均厚さが大きいものであることが好ましい。
これにより、発光部での電流密度が変化した場合であっても、第１の発光層と第２の発光層と、第３の発光層との発光強度のバランスが変化することがより確実に防止され、発光素子は、より安定して一定の白色光を放出することができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層、前記第２の発光層および前記第３の発光層は、それぞれ、各発光材料を担持するホスト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、発光部での電流密度が変化した場合であっても、第１の発光層と第２の発光層と、第３の発光層との発光強度のバランスが変化することがより確実に防止され、発光素子は、より安定して一定の白色光を放出することができる。
【００１２】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層、前記第２の発光層および前記第３の発光層は、前記ホスト材料として、共通の材料を含むものであることが好ましい。
これにより、発光素子は、電流密度が変化した場合であっても、放出される光のスペクトルの変化が特に少ないものとなる。
本発明の発光素子では、前記ホスト材料は、アントラセン系材料であることが好ましい。
これにより、発光素子は、電流密度が変化した場合であっても、放出される光のスペクトルの変化が特に少ないものとなる。
【００１３】
本発明の発光素子では、前記正孔輸送性材料は、前記第１の発光層に含まれるホスト材料よりも正孔を輸送する機能が高いものであることが好ましい。
これにより、第１の発光層に注入された正孔は、より効率よく第２の発光層に輸送される。
本発明の発光素子では、前記電子輸送性材料は、前記第３の発光層に含まれるホスト材料よりも電子を輸送する機能が高いものであることが好ましい。
これにより、第３の発光層に注入された電子は、より効率よく第２の発光層に輸送される。
【００１４】
本発明の発光素子では、前記電子輸送性材料は、ルブレン系材料であることが好ましい。
このような化合物は、電子の輸送性に特に優れており、陰極側から注入された電子を特に効率よく第２の発光層に輸送することができる。
本発明の発光素子では、前記正孔輸送性材料は、アミン系材料であることが好ましい。
このような化合物は、正孔の輸送性に特に優れており、陽極側から注入された正孔を特に効率よく第２の発光層に輸送することができる。
【００１５】
本発明の発光素子では、前記第１の発光材料は、クマリン系材料またはキナクリドン系材料であることが好ましい。
これにより、正孔と電子との再結合をより第２の発光層に集中させることができ、発光素子は、より安定して白色の光を放出することができるものとなる。
本発明の発光素子では、前記第２の発光材料は、スチリルアミン系材料であることが好ましい。
これにより、発光素子は、より安定して白色の光を放出することができるものとなる。
【００１６】
本発明の発光素子では、前記第３の発光材料は、ジインデノペリレン系材料であることが好ましい。
このような材料は、第２の発光層で発生した励起子のエネルギーによって好適に発光することができる。また、このような材料は電子の輸送性に優れており、第３の発光層は、陰極側から注入された電子を特に効率よく第２の発光層に輸送することができる。
【００１７】
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、印加電圧の変化や温度変化による発光スペクトルの変化が少なく、安定して白色の光を放出することのできる発光素子を備えた信頼性の高い発光装置を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、印加電圧の変化や温度変化による発光スペクトルの変化が少なく、安定して白色の光を放出することのできる発光素子を備えた信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の発光素子の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の発光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。
【図６】本発明の実施例１の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。
【図７】本発明の実施例２の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。
【図８】本発明の比較例の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の発光素子、発光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。
＜発光素子＞
まず、本発明の発光素子の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の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。
【００２０】
図１に示す発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）１は、基板２上に設けられた陽極３と、陰極９と、陽極３と陰極９との間に、陽極３側から順に、正孔注入層４と、正孔輸送層５と、複数色の発光層からなる発光部６と、電子輸送層７と、電子注入層８とを積層してなる積層体１５とを有し、その全体がシール材１１を介して封止部材１０で封止され、発光素子１が封止部材１０側から取り出すトップエミッション型の発光素子である。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１０で封止されている。
【００２１】
このような発光素子１にあっては、発光部６に対し、陰極９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、発光部６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、白色発光する。
【００２２】
基板２は、発光素子１の支持体となるものである。発光素子１は、封止部材１０側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および陽極３は、それぞれ、透光性を要求されない。
このような基板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、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタク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。
【００２３】
また、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。
なお、発光素子１が基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）の場合、基板２には、上述したようなもののうち、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）なものが選択される。
【００２４】
陽極３は、後述する正孔注入層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、Ａｕ、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程度であるのが好ましく、３０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２５】
一方、陰極９は、後述する電子注入層８に電子を注入する電極である。この陰極９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９の構成材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのような金属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。
【００２６】
特に、陰極９の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＭｇＡｌ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極９の構成材料として用いることにより、陰極９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９の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、本実施形態のように、トップエミッション型の場合、陰極９は、仕事関数の小さい材料、またはこれらを含む合金を５〜２０ｎｍ程度とし、透過性を持たせ、さらにその上面にＩＴＯ等の透過性の高い導電材料を１００〜５００ｎｍ程度の厚さで形成する積層体で構成することもできる。
【００２７】
陽極３上には、正孔注入層４が設けられている。
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ものである。
この正孔注入層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）、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、銅フタロシアニン、フタロシアニン、芳香族ジアミン等が挙げられ、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。
【００２８】
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、５〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、この正孔注入層４は、省略することができる。
正孔注入層４上には、本実施形態では、正孔輸送層５が設けられている。正孔輸送層５は、正孔注入層４を介して注入された正孔を、発光部６まで輸送する機能を有するものである。
【００２９】
正孔輸送層５の構成材料としては、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を用いることができ、例えば、銅フタロシアニン、フタロシアニン、芳香族ジアミン、テトラアリールベンジジンおよびその誘導体、テトラアリールジアミノフルオレンまたはその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。
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、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００３０】
なお、この正孔輸送層５は、省略することができる。
正孔輸送層５上には、発光部（有機発光部）６が設けられている。この発光部６には、後述する電子輸送層７から電子が、また、前記正孔輸送層５から正孔がそれぞれ供給（注入）される。そして、発光部６内では、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）が放出（発光）される。
【００３１】
本発明では、この発光部６の構成に特徴を有している。この点については、後に詳述する。
発光部６上には、陰極９からの注入された電子を発光部６に輸送する電子輸送層７が設けられている。このような電子輸送層７を有することで、発光部６に効率よく電子を輸送することができる。
【００３２】
電子輸送層７の構成材料（電子輸送性材料）としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の８−キノリノールないし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、アントラセン骨格材料、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。
【００３３】
電子輸送層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、０．５〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましく、１〜５０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
なお、この電子輸送層７は、省略することができる。
電子輸送層７上には、陰極９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８が設けられている。
この電子注入層８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。
【００３４】
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８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。
【００３５】
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。
【００３６】
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８の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、０．１〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましく、０．１〜１０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
なお、この電子注入層８は、省略することができる。
【００３７】
封止部材１０は、発光素子１（陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、発光部６、電子輸送層７、電子注入層８および陰極９）を覆うように、シール材１１を介して設けられ、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。
このような封止部材１０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。
【００３８】
封止部材１０の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｂ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１０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、シール材１１としては、絶縁性に優れるものを用いるのが好ましい。
このようなシール材１１としては、例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂等で構成されるものを好適に用いることができる。
【００３９】
次に、正孔輸送層５と電子輸送層７との間に設けられた発光部６の構成について説明する。
発光部６は、３層の発光層からなるものであり、第１の色に発光する第１の発光層６１と、第２の色に発光する第２の発光層６２と、第３の色に発光する第３の発光層６３とを有している。なお、本実施形態では、第１の色は緑色であり、第２の色は青色であり、第３の色は赤色である。
【００４０】
発光部６は、陽極３側から陰極９側へ、第１の発光層６１、第２の発光層６２、第３の発光層６３が順次積層している。また、発光部６は、構成する各発光層が隣接する発光層と接合しているものである。
発光部６にある３層の発光層のうち、陽極３側にある第１の発光層６１は、陽極から注入される正孔の輸送を促進する正孔輸送性材料を含む。このため、第１の発光層６１に注入された正孔の大部分は、第２の発光層６２に到達する。
【００４１】
一方で、陰極９側にある第３の発光層６３は、陰極９から注入される電子の輸送を促進する電子輸送性材料を含む。このため、第３の発光層６３に注入された電子の大部分は、第２の発光層６２に到達する。
このように、発光部６に注入された電子および正孔の大部分が第２の発光層６２に到達することにより、第２の発光層６２において電子および正孔が再結合し、大量の励起子が発生する。
【００４２】
また、第２の発光層６２では、各発光層によって放出される光のうち波長の最も短い青色（第２の色）を放出するものである。言い換えると、第２の発光層６２で発生した励起子は第１の発光層６１および第３の発光層６３で発生しうる励起子よりもエネルギー準位が高いものである。このため、第２の発光層６２で発生した励起子は、第２の発光層６２において青色の発光に用いられるとともに、第１の発光層６１および第３の発光層６３へその励起子のエネルギーが移動し、第１の発光層６１および第３の発光層６３は、それぞれ緑色（第１の色）および赤色（第３の色）の光を放出する。
特に、後述するように、第２の発光層６２の平均厚さが比較的小さいものである場合、第２の発光層６２で発生した励起子のエネルギーは、その一部が、第１の発光層６１および第３の発光層６３に効率よく移動する。
【００４３】
以上のように、発光素子１は、発光部６内での電子と正孔との再結合が起こる領域を、発光部６の中央にあり最も波長の短い光を発する第２の発光層６２に集中させ、第２の発光層６２で発生した励起子のエネルギーを各発光層に振り分けて各発光層から各色の光を放出させるものである。このため、発光部６内で電流密度が変化した場合であっても、各発光層から放出される各色の光の強度のバランスが変化しにくいものとなり、発光部６から放出される光の波長スペクトルが変化しにくいものとなる。すなわち、発光素子１は、発光素子１にかかる印加電圧や発光素子１自体の温度が変化して、発光部６内の電流密度が変化した場合であっても、安定して一定の白色の光を放出できるものとなる。
【００４４】
以下、発光部６を構成する各発光層について詳細に説明する。
（第１の発光層）
第１の発光層６１は、発光部６の最も陽極３側に設けられ、緑色（第１の色）に発光するものである。
第１の発光層６１は、緑色に発光する第１の発光材料と、正孔輸送性材料と、第１の発光材料および正孔輸送性材料を担持するホスト材料とを含んで構成されている。
【００４５】
第１の発光層６１に用いることのできる第１の発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
緑色蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、クマリン系材料、下記化１に示す化合物等のキナクリドン系材料、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、ジアリールナフタセ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もできる。
【００４６】
【化１】
2009238737.tif 000003
【００４７】
緑色燐光材料としては、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。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］イリジウム等が挙げられる。
【００４８】
上述した中でも、第１の発光材料は、キナクリドン系材料またはクマリン系材料であることが好ましく、前記化１に示すキナクリドン系材料であることがより好ましい。このような材料は、第２の発光層６２で発生した励起子のエネルギーによって好適に発光することができるとともに、正孔の輸送性に優れている。このため、正孔と電子との再結合をより第２の発光層６２に集中させることができ、発光素子１は、より安定して白色の光を放出することができるものとなる。
【００４９】
また、第１の発光層６１中における第１の発光材料の含有率（ドープ量）は、１〜２０ｗｔ％であることが好ましく、２〜１５ｗｔ％であることがより好ましい。
正孔輸送性材料は、陽極３から注入された正孔の第２の発光層６２への輸送を促進する機能を有する。
また、正孔輸送性材料は、第１の発光層６１中に含まれる後述するホスト材料よりも正孔を輸送する機能が高いものである。このような正孔輸送性材料によって、第１の発光層６１に注入された正孔は、より効率よく第２の発光層６２に輸送される。
【００５０】
正孔輸送性材料としては、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を用いることができ、例えば、アミンを構造に有する化合物（アミン系材料）、スチリルアリーレン系材料等を用いることができる。このようなアミン系材料としては、例えば、芳香族アミン系材料が挙げられ、より具体的には、ベンジジン系アミン化合物およびその誘導体、テトラアリールジアミノフルオレンまたはその誘導体、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン等が挙げられる。
上述した中でも、正孔輸送性材料は、アミン系材料であることが好ましく、ベンジジン系アミン化合物であることがより好ましく、下記化２に示すベンジジン系アミン化合物であることがさらに好ましい。このような化合物は、正孔の輸送性に特に優れており、陽極３側から注入された正孔を特に効率よく第２の発光層６２に輸送することができる。
【００５１】
【化２】
2009238737.tif 000004
【００５２】
また、正孔輸送性材料の第１の発光層６１中における含有量は、３〜３０ｗｔ％であるのが好ましく、５〜２０ｗｔ％であるのがより好ましい。これにより、第１の発光層６１に注入された正孔をより効率よく第２の発光層６２に輸送できるとともに、正孔輸送性材料が多すぎて第１の発光層６１の発光量が減少することを確実に防止することができる。
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。この場合、例えば、ゲスト材料である第１の発光材料および正孔輸送性材料をドーパントとしてホスト材料にドープして用いることができる。
【００５３】
このようなホスト材料としては、特に限定されないが、第１の発光材料が蛍光材料である場合、例えば、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、下記化３に示すような化合物等の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）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。
【００５４】
【化３】
2009238737.tif 000005
【００５５】
また、第１の発光材料が燐光材料である場合、ホスト材料としては、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。
【００５６】
第１の発光層６１の平均厚さは、第２の発光層６２の平均厚さよりも大きいことが好ましい。これにより、第２の発光層６２で発生した励起子のエネルギーを発光部６内でより確実に発光に用いるエネルギーとして消費することができる。このため、発光部６での電流密度が変化した場合であっても、第１の発光層６１と第２の発光層６２の発光強度のバランスが変化することがより確実に防止され、発光素子１は、より安定して一定の白色光を放出することができる。
第１の発光層６１の平均厚さは、特に限定されないが、３〜１００ｎｍであるのが好ましく、５〜５０ｎｍであるのがより好ましく、７〜２０ｎｍであることがさらに好ましい。これにより、第２の発光層６２で発生した励起子のエネルギーを発光部６内でより確実に発光に用いるエネルギーとして消費することができる。
【００５７】
（第２の発光層）
第２の発光層６２は、第１の発光層６１上に設けられ、第２の色（青色）に発光するものである。
上述したように、本発明では、発光部６に注入された電子および正孔の大部分が、第２の発光層６２において再結合して励起子を生成する。この励起子のエネルギーの一部が第１の発光層６１および第３の発光層６３に移動することによって、第１の発光層６１および第３の発光層６３は、発光する。また、残りの励起子のエネルギーは、第２の発光層６２の発光に用いられる。
【００５８】
第２の発光層６２は、第２の発光材料と、第２の発光材料を担持するホスト材料とを含んで構成されている。
第２の発光層６２に用いることのできる第２の発光材料としては、青色に発光する発光材料であれば特に限定されず、各種青色蛍光材料、青色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００５９】
青色蛍光材料としては、青色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、ジスチリル系材料、スチリルアミン系材料、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）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もできる。
【００６０】
青色燐光材料としては、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。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。
上述した中でも、第２の発光材料は、スチリルアミン系材料であることが好ましく、下記化４で示されるジスチリルジアミンであることがより好ましい。第２の発光層６２は、スチリルアミン系材料を含むことにより、特に効率よく発光することができ、より安定して白色の光を放出することができる。
【００６１】
【化４】
2009238737.tif 000006
【００６２】
また、第１の発光材料および第３の発光材料のうち、少なくともいずれか一方が燐光材料である場合、第２の発光材料としては、青色燐光材料を用いることが好ましい。青色燐光材料は、励起して励起子となった際に、そのエネルギーを他の発光層にある燐光材料に対して効率よく移動させることができ、さらに、蛍光材料に対しても移動させることができる。
【００６３】
また、第１の発光材料および第３の発光材料がいずれも蛍光材料である場合、第２の発光材料は青色蛍光材料であることが好ましい。このように、各層の発光材料がすべて蛍光材料となることで、各発光材料間での励起子のエネルギーの移動がより効率よく行われる。
また、第２の発光層６２中における第２の発光材料の含有率（ドープ量）は、０．１〜１５ｗｔ％であることが好ましく、１〜１０ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、発光素子１に一定量の電流を流した際に、第２の発光層６２の発光量をより大きいものとすることができる。
【００６４】
また、第２の発光層６２に含まれるホスト材料としては、前述したような第１の発光層６１と同様のホスト材料を用いることができるが、第１の発光層６１および第３の発光層６３と共通のホスト材料を用いることが好ましい。いいかえると、第１の発光層６１、第２の発光層６２および第３の発光層６３は、ホスト材料として共通の材料を用いることが好ましい。これにより、発光部６に注入された正孔および電子は、それぞれ、第１の発光層６１および第３の発光層６３から、第２の発光層６２により効率よく輸送される。また、第２の発光層６２で生成した励起子のエネルギーは、より確実に第１の発光層６１および第３の発光層６３に移動することができる。このため、発光素子１は、電流密度が変化した場合であっても、放出される光のスペクトルの変化が特に少ないものとなる。これは、各発光層のホスト材料を共通のものとすることにより、各発光層間での電子、正孔等の移動時における障壁が小さくなったためだと考えられる。
【００６５】
また、このような場合、ホスト材料としては、アントラセン系材料を用いることが好ましく、前記化３に示すようなアントラセン系材料を用いることがより好ましい。このような材料をホスト材料として用いることで、電子と正孔とが再結合した励起子が生成しやすくなるとともに、第２の発光層６２で生成した励起子のエネルギーは、第１の発光層６１および第３の発光層により効率よく移動することができる。このため、発光素子１は、電流密度が変化した場合であっても、放出される光のスペクトルの変化が特に少ないものとなる。
【００６６】
また、第２の発光層６２の平均厚さは、１〜３０ｎｍであることが好ましく、２〜２０ｎｍであることがより好ましく、３〜１０ｎｍであることがさらに好ましい。このように、第２の発光層６２は、このように所定以上の平均厚さを有することにより、第２の発光層６２内において、電子と正孔とが再結合しやすいものとなる。また、第２の発光層６２が十分に薄いことにより、第２の発光層６２で電子と正孔とが再結合して生成した励起子のエネルギーは、十分な量が、第１の発光層６１および第３の発光層６３に効率よく移動することができ、発光素子１は、より安定して一定の白色光を放出することができる。
【００６７】
これに対し、第２の発光層６２の平均厚さが前記下限値未満だと、各発光層の構成によっては、第１の発光層６１および第３の発光層６３において、電子と正孔との再結合が起きやすくなり、発光部６内の電流密度が変化した場合に、発光素子１は、安定して一定の白色を放出することが困難になる場合がある。また、第２の発光層６２の発光強度が十分なものとならない場合がある。一方、第２の発光層６２の平均厚さが前記上限値を超えると、各発光層の構成によっては、再結合によって生成した励起子のエネルギーが、十分に第１の発光層６１および第３の発光層６３に移動することが困難になる場合がある。このような場合、発光素子１は、白色の光を放出することが困難になる。
【００６８】
（第３の発光層）
第３の発光層６３は、第２の発光層６２上に設けられ、第３の色（赤色）に発光するものである。
第３の発光層６３は、赤色に発光する第３の発光材料と、電子輸送性材料と、第３の発光材料および電子輸送性材料を担持するホスト材料とを含んで構成されている。
第３の発光層６３に用いることのできる第３の発光材料としては、特に限定されず、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００６９】
第１の蛍光材料としては、赤色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、下記化５に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体等のジインデノペリレン系材料、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）等が挙げられる。
【００７０】
【化５】
2009238737.tif 000007
【００７１】
赤色燐光材料としては、赤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、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。
【００７２】
上述した中でも、第３の発光材料は、ジインデノペリレン系材料であることが好ましく、前記化５に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体であることがより好ましい。このような材料は、第２の発光層６２で発生した励起子のエネルギーによって好適に発光することができる。また、このような材料は電子の輸送性に優れている。このため、第３の発光層６３は、陰極９側から注入された電子を特に効率よく第２の発光層６２に輸送することができる。
【００７３】
電子輸送性材料は、陰極９側から注入された電子の第２の発光層６２への輸送を促進する機能を有する。
また、電子輸送性材料は、第３の発光層６３中に含まれる後述するホスト材料よりも電子を輸送する機能が高いものである。このような電子輸送性材料によって、第３の発光層６３に注入された電子は、より効率よく第２の発光層６２に輸送される。
【００７４】
電子輸送性材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の８−キノリノールないし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、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、アントラセン骨格材料、ジフェニルテトラセン等のテトラセン誘導体、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、ニトロ置換フルオレン誘導体、下記化６に示す化合物等のルブレン系材料等が挙げられる。
【００７５】
【化６】
2009238737.tif 000008
【００７６】
上述した中でも、電子輸送性材料は、ルブレン系材料であることが好ましく、前記化５に示すルブレン系材料であることがより好ましい。このような化合物は、電子の輸送性に特に優れており、陰極９側から注入された電子を特に効率よく第２の発光層６２に輸送することができる。
また、電子輸送性材料の第３の発光層６３中における含有量は、３〜３０ｗｔ％であるのが好ましく、１０〜２５ｗｔ％であるのがより好ましい。これにより、第３の発光層６３に注入された電子孔をより効率よく第２の発光層６２に輸送できるとともに、電子輸送性材料が多すぎて第３の発光層６３の発光量が減少することを確実に防止することができる。
また、第３の発光層６３に含まれるホスト材料としては、前述したような第１の発光層６１と同様のホスト材料を用いることができる。
【００７７】
第３の発光層６３の平均厚さは、第２の発光層６２の平均厚さよりも大きいことが好ましい。これにより、第２の発光層６２で発生した励起子のエネルギーを発光部６内でより確実に発光に用いるエネルギーとして消費することができる。このため、発光部６での電流密度が変化した場合であっても、第３の発光層６３と第２の発光層６２の発光強度のバランスが変化することが防止され、発光素子１は、より安定して一定の白色光を放出することができる。
第３の発光層６３の平均厚さは、特に限定されないが、６〜４０ｎｍであるのが好ましく、５〜５０ｎｍであるのがより好ましく、７〜２０ｎｍであることがさらに好ましい。これにより、第２の発光層６２で発生した励起子のエネルギーを発光部６内でより確実に発光に用いるエネルギーとして消費することができる。
【００７８】
また、発光部６の平均厚さは、５〜８０ｎｍであることが好ましく、１５〜７０ｎｍであることがより好ましい。これにより、発光素子１に印加する電圧が比較的低い場合であっても、発光素子１の発光効率を十分に高いものとすることができ、発光素子１の発光寿命を十分に長いものとすることができる。
なお、このような発光素子１は、封止部材１０側から光を取り出すトップエミッション型のものであるが、本発明の発光素子は、基板２側から光を取り出すボトムエミッション型の発光素子にも適用することができる。
【００７９】
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。
［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、スパッタリング等の乾式メッキ法、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上に正孔注入層４を形成する。
正孔注入層４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、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）することによっても形成することができる。
【００８１】
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、正孔注入層４を比較的容易に形成することができる。
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、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。
【００８２】
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素およびまたはアルゴン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、酸素およびまたはアルゴン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程度とするのが好ましい。
【００８３】
［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、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、正孔輸送性材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、正孔注入層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。
【００８４】
［４］  次に、正孔輸送層５上に、発光部６を形成する。
発光部６は、構成する各発光層（第１の発光層６１、第２の発光層６２、第３の発光層６３）を陽極側から順に形成していくことで得られる。
各発光層は、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。
【００８５】
［５］  次に、発光部６上に電子輸送層７を形成する。
電子輸送層７は、例えば、真空蒸着により形成することができる。
［６］  次に、電子輸送層７上に、電子注入層８を形成する。
電子注入層８の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層８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。
【００８６】
［７］  次に、電子注入層８上に、陰極９を形成する。
陰極９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、シール材１１を介在させた状態で封止部材１０を被せ、シール材１１を硬化することにより基板２に接合する。
【００８７】
このような発光素子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し、配置した発光素子１上をカラーフィルタで覆うことにより、ディスプレイ装置（本発明の発光装置）を構成することができる。
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。
【００８８】
次に、本発明の発光装置（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、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１９Ｒ、１９Ｇ、１０Ｂ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２４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。
【００８９】
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。
【００９０】
平坦化層上には、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１５、陰極９、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９は、共通電極とされている。
【００９１】
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、これらの発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上には、これらを覆うように、エポキシ樹脂で構成されたエポキシ層３５が形成されている。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
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、各種の電子機器に組み込むことができる。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
以上、本発明の発光素子、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、前述した実施形態では、発光素子が３層の発光層を有するものについて説明したが、発光層が４層以上であってもよい。また、発光層の発光色としては、前述した実施形態の赤色、青色、緑色に限定されない。
また、例えば、前述した実施形態では、緑色の光を放出する発光層を第１の発光層、赤色の光を放出する発光層を第３の発光層として説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、赤色の光を放出する発光層を第１の発光層、緑色の光を放出する発光層を第３の発光層としてもよい。
【実施例】
【０１０２】
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
以下の各実施例および比較例において、発光素子を５個ずつ製造した。
（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。
【０１０３】
＜２＞  次に、ＩＴＯ電極上に、下記化７に示す化合物を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ：４０ｎｍの正孔注入層を形成した。
【０１０４】
【化７】
2009238737.tif 000009
【０１０５】
＜３＞  次に、正孔注入層上に、前記化２に示すベンジジン系アミン化合物を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ：２０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
＜４−１＞  次に、正孔輸送層上に第１の発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ：１５ｎｍの第１の発光層を形成した。第１の発光層の構成材料としては、第１の発光材料（ドーパント）として前記化１に示すキナクリドン系材料を、正孔輸送性材料として前記化２に示すベンジジン系アミン化合物を、ホスト材料として前記化３に示すアントラセン系材料を用いた。また、第１の発光層中の第１の発光材料および正孔輸送性材料の含有量（ドープ濃度）を、それぞれ、１．０ｗｔ％、１５．０ｗｔ％とした。
【０１０６】
＜４−２＞  次に、第１の発光層上に、第２の発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ５ｎｍの第２の発光層を形成した。第２の発光層の構成材料としては、発光材料（ドーパント）として前記化４に示すジスチリルジアミンを、ホスト材料として前記化３に示すアントラセン系材料を用いた。また、第２の発光層中の発光材料の含有量（ドープ濃度）を、６．０ｗｔ％とした。
【０１０７】
＜４−３＞  次に、第２の発光層上に、第３の発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ：１０ｎｍの第３の発光層を形成した。第３の発光層の構成材料としては、発光材料（ドーパント）として前記化５に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体を、電子輸送性材料として前記化６に示すルブレン系材料を、ホスト材料として前記化３に示すアントラセン系材料を用いた。また、第３の発光層中の第３の発光材料および電子輸送性材料の含有量（ドープ濃度）を、それぞれ、２．０ｗｔ％、２０．０ｗｔ％とした。
【０１０８】
＜５＞  次に、第３の発光層上に、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成膜し、平均厚さ：２０ｎｍの電子輸送層を形成した。
＜６＞  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：１ｎｍの電子注入層を形成した。
＜７＞  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：１５０ｎｍの陰極を形成した。
＜８＞  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。
【０１０９】
（実施例２）
第１の発光層、第２の発光層、第３の発光層の平均厚さを、それぞれ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、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。
（比較例）
第１の発光層、第２の発光層、第３の発光層の平均厚さを、それぞれ、１５ｎｍ、１０ｎｍ、１０ｎｍとし、第１の発光層および第２の発光層にそれぞれ、正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いなかった以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１１０】
表１に、各発光素子の発光部の構成材料もあわせて示す。表中、「ＲＤ」は前記化５に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体、「ＧＤ」は前記化１に示すキナクリドン系材料、「ＢＤ」は前記化４に示すジスチリルジアミン、「Ｈ」は前記化３に示すアントラセン系材料、「ＨＴ」は前記化２に示すベンジジン系アミン化合物、「ＥＴ」は前記化６に示すルブレン系材料をそれぞれ示す。
【０１１１】
【表１】
2009238737.tif 000010
【０１１２】
２．評価
各実施例および比較例の発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より１００ｍＡ／ｃｍ２の電流を流し、各実施例および比較例の発光素子から放出された光の色度（ｘ，ｙ）、輝度、発光素子にかかる電圧、およびスペクトル（発光スペクトル）を測定した。なお、発した光が白色に近いと、光の色度（ｘ，ｙ）は、（０．３３，０．３３）に近いものとなる。
次に、陽極と陰極との間に流れる直流電流を１０ｍＡ／ｃｍ２、１ｍＡ／ｃｍ２と変化させ、このときの色度（ｘ，ｙ）の変化量を測定し、以下の３段階の基準に従い、評価した。
【０１１３】
○：電流の量を変化させた場合に、ｘ，ｙのいずれも変化が０．０２未満。
△：電流の量を変化させた場合に、ｘ，ｙのうち、一方の変化が０．０２以上、他方の変化が０．０２未満。
×：電流の量を変化させた場合に、ｘ，ｙのいずれも変化が０．０２以上。
これらの結果を表２に示す。また、各実施例および比較例で得られた発光スペクトルを図６〜図８に示す。
【０１１４】
【表２】
2009238737.tif 000011
【０１１５】
表２に示すように、実施例の発光素子は、白色に近い光を放出しており、発光素子に流れる電流量を変化させた場合であっても、色度の変化が少なかった。また、比較的低電圧で、十分に高い輝度の光を放出していた。図６、図７に示すように、各実施例の発光スペクトルは、赤、緑、青の各波長の分光輝度が高く、また、バランスよく各波長の光が放出されていることが伺える。特に、第２の発光層が比較的薄い実施例１の発光素子は、上記のような各効果が顕著なものであった。
これに対し、各比較例で製造した発光素子では、満足な結果が得られなかった。すなわち、比較例の発光素子は、発光素子に流れる電流量を変化させた場合に、色度、発光スペクトル（図８）の変化が著しいものであった。また、放出された光の色度は、十分に白色に近いものではなかった。
【符号の説明】
【０１１６】
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……発光部  ６１……第１の発光層  ６２……第２の発光層  ６３……第３の発光層  ７……電子輸送層  ８……電子注入層  ９……陰極  １０……封止部材  １１……シール材  １５……積層体  １９Ｂ、１９Ｇ、１９Ｒ……カラーフィルタ  １００……ディスプレイ装置  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
【図１】
2009238737.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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