発光素子、発光装置、表示装置および電子機器
【課題】高発光効率化および低駆動電圧化を図りつつ、発光素子の製造における歩留まりを向上させ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、陰極９と、陽極３と、陰極９と陽極３との間に設けられ、これらの両極間の通電により発光する赤色発光層６１、青色発光層６３および緑色発光層６４を備える発光部６と、陽極３と赤色発光層６１との間にこれらの両層に接するように設けられ、正孔注入性を有する正孔注入層４とを有し、正孔注入層４は、ベンジジン誘導体を主材料として構成されている。
【解決手段】発光素子１は、陰極９と、陽極３と、陰極９と陽極３との間に設けられ、これらの両極間の通電により発光する赤色発光層６１、青色発光層６３および緑色発光層６４を備える発光部６と、陽極３と赤色発光層６１との間にこれらの両層に接するように設けられ、正孔注入性を有する正孔注入層４とを有し、正孔注入層４は、ベンジジン誘導体を主材料として構成されている。
【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。
このような発光素子としては、例えば、正孔の注入性を向上させるために、陽極と発光層との間に、正孔注入層および正孔輸送層を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年では、発光素子の様々な特性（例えば電子の注入性）を向上させるために、陽極と発光層との間以外の層構成においても、発光素子を構成する層の数が多くなる傾向にある。特に、白色発光の発光素子では、赤色、青色および緑色の３層の発光層や、これらの発光層の発光バランスを調整したり長寿命化を実現したりするための中間層等が必要となり、発光素子を構成する層の数が極めて多くなる。その結果、従来では、発光素子の駆動電圧の上昇を招いてしまうと言う問題があった。
【０００４】
発光素子の駆動電圧を低減するには、陽極と陰極との間の層の合計の層厚を薄くする必要がある。しかしながら、そうすると、従来の発光素子では、基板上に存在する異物が発光素子を構成する層同士の多くの層間に跨ってしまい、その結果、陽極と陰極との間でリークが発生し、欠陥品となる場合があった。そのため、従来では、発光素子の製造における歩留まりが低いと言う問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６５４９０９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、高発光効率化および低駆動電圧化を図りつつ、発光素子の製造における歩留まりを向上させ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】
【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、陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、これらの両極間の通電により発光する発光層を備える発光部と、
前記陽極と前記発光層との間にこれらの両層に接するように設けられ、正孔注入性を有する正孔注入層とを有し、
前記正孔注入層は、ベンジジン誘導体を主材料として構成されていることを特徴とする。
【０００８】
陽極と発光部との間に正孔注入層しか存在しないため、発光素子を構成する層の数を少なくすることができる。その結果、発光素子の低電圧駆動化を図ることができる。
また、ベンジジン誘導体は、正孔注入性および正孔輸送性に優れる。そのため、ベンジジン誘導体を主材料として構成された正孔注入層は、陽極から正孔が効率的に注入されるとともに、その注入された正孔を発光部へ効率的に輸送することができる。そのため、発光素子の高発光効率化を図ることができる。
【０００９】
また、前述したようにベンジジン誘導体が正孔注入性および正孔輸送性に優れるので、正孔注入層を厚膜化することができる。そのため、発光素子の製造過程において、陽極上に正孔注入層を形成する際に、陽極上に異物が存在していても、その異物を覆う（埋める）ように正孔注入層を形成することができる。このように正孔注入層を厚膜化することにより、かかる異物が発光素子を構成する層同士の層間に跨ることを防止または抑制することができる。その結果、発光素子を構成する層間が異物によってショートするのを防止することができる。これにより、発光素子の製造における歩留まりを向上させることができる。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記正孔注入層の平均厚さは、８０〜２００ｎｍであることが好ましい。
これにより、簡単かつ確実に、発光素子の低駆動電圧化を図るとともに、陽極上に異物が存在していても、その異物を覆うように正孔注入層を形成することができる。
本発明の発光素子では、前記陽極と前記陰極との間の距離は、１５０〜３００ｎｍであることが好ましい。
これにより、簡単かつ確実に、発光素子の低駆動電圧化を図ることができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記陽極の前記正孔注入層側の面は、プラズマ処理が施されていることが好ましい。
これにより、陽極から正孔注入層への正孔注入性を向上させることができる。
本発明の発光素子では、前記陽極は、ＩＴＯで構成されていることが好ましい。
これにより、陽極から正孔注入層へ効率的に正孔を注入することができる。
【００１２】
本発明の発光素子では、前記発光部は、複数の発光層を備えており、
前記正孔注入層は、前記陽極と前記複数の発光層のうちの最も前記陽極側の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられていることが好ましい。
発光部が複数の発光層を備える発光素子は、陽極と陰極との間に存在する層の合計の厚さが大きくなる傾向となる。そのため、このような発光素子においては、駆動電圧の上昇を招きやすいため、本発明を適用することによる効果が顕著となる。
【００１３】
本発明の発光素子では、前記発光部は、前記陽極側から前記陰極側に、互いに発光色の異なる第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層がこの順で積層されており、
前記正孔注入層は、前記陽極と前記第１の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられていることが好ましい。
これにより、所望の発光色を有する発光素子を提供することができる。例えば、第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層の発光色を赤色、青色および緑色とすることにより、白色発光する発光素子を提供することができる。
【００１４】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層は、アセン系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１の発光層から正孔注入層への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層から第１の発光層への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記アセン系材料は、ナフタセン誘導体であることが好ましい。
これにより、第１の発光層の発光効率を優れたものとしつつ、第１の発光層から正孔注入層への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層から第１の発光層への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【００１５】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層中における前記アセン系材料の含有量は、９０〜９９．９９ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、第１の発光層の発光効率を優れたものとしつつ、第１の発光層から正孔注入層への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層から第１の発光層への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記発光部は、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に中間層が設けられていることが好ましい。
これにより、第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層をバランスよく発光させることができる。
【００１６】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層は、前記陰極と前記陽極との間の通電により赤色に発光するものであり、前記第２の発光層および前記第３の発光層は、一方が前記陰極と前記陽極との間の通電により青色に発光するものであり、他方が前記陰極と前記陽極との間の通電により緑色に発光するものであることが好ましい。
これにより、第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層をバランスよく発光させ、白色発光する発光素子を提供することができる。
本発明の発光素子では、前記正孔注入層中における前記ベンジジン誘導体の含有量は、５０〜１００ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、より確実に、正孔注入層の正孔注入性および正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【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、歩留まりを向上させるとともに、低駆動電圧化および高発光効率化を図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、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有す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、優れた信頼性を有する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】本発明の第１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】本発明の第２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】本発明の実施例および比較例の発光素子の正孔注入層および正孔輸送層の合計膜厚と駆動電圧との関係を示すグラフである。
【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、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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光素子を模式的に示す断面図である。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（エレクトロルミネッセンス素子）１は、白色発光する発光素子である。
このような発光素子１は、陽極３と正孔注入層４と発光部６と電子輸送層７と電子注入層８と陰極９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９との間に、陽極３側から陰極９側へ正孔注入層４と発光部６と電子輸送層７と電子注入層８とがこの順で積層された積層体１５が介挿されている。また、発光部６は、陽極３側から陰極９側に、赤色発光層（第１の発光層）６１と中間層６２と青色発光層（第２の発光層）６３と緑色発光層（第３の発光層）６４とがこの順に積層されている。
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、陽極３および陰極９に駆動電圧が印加されることにより、赤色発光層６１、青色発光層６３、および緑色発光層６４に対し、それぞれ、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、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。これにより、発光素子１は、Ｒ（赤色）光、Ｇ（緑色）光およびＢ（青色）光の合成により、白色発光する。
【００２２】
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。
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。
【００２３】
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９との間の距離（すなわち積層体１５の平均厚さ）は、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。これにより、簡単かつ確実に、発光素子１の低駆動電圧化を図ることができる。
また、陽極３と陰極９との間の距離をＡとし、正孔注入層４の平均厚さをＢとしたときに、（Ａ−Ｂ）は、８０〜１５０ｎｍであるのが好ましく、８０〜１３０ｎｍであるのがより好ましく、８０〜１００ｎｍであるのがさらに好ましい。これにより、簡単かつ確実に、発光素子１の低駆動電圧化を図ることができる。
【００２４】
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を介して発光部６（赤色発光層６１）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。
【００２５】
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。
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。
【００２６】
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。
【００２７】
［陰極］
一方、陰極９は、後述する電子注入層８を介して電子輸送層７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、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、複数種の混合層等として）用いることができる。
【００２８】
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、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、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９に、光透過性は、特に要求されない。
【００２９】
［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。
この正孔注入層４は、陽極３と後述する赤色発光層６１との間にこれらの両層に接するように設けられている。
言い換えると、正孔注入層４は、陽極３と発光部６の複数の発光層のうちの最も陽極３側の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられている。
【００３０】
したがって、陽極３と発光部６（具体的には赤色発光層６１）との間に正孔注入層４しか存在しないため、発光素子１を構成する層の数を少なくすることができる。その結果、発光素子１の低電圧駆動化を図ることができる。
そして、この前記正孔注入層４は、ベンジジン誘導体を主材料として構成されている。
ベンジジン誘導体は、正孔注入性および正孔輸送性に優れる。そのため、ベンジジン誘導体を主材料として構成された正孔注入層４は、陽極３から正孔が効率的に注入されるとともに、その注入された正孔を発光部６（赤色発光層６１）へ効率的に輸送することができる。そのため、発光素子１の高発光効率化を図ることができる。
【００３１】
また、前述したようにベンジジン誘導体が正孔注入性および正孔輸送性に優れるので、正孔注入層４を厚膜化することができる。そのため、後述する発光素子１の製造過程において、陽極３上に正孔注入層４を形成する際に、陽極３上に異物が存在していても、その異物を覆う（埋める）ように正孔注入層４を形成することができる。このように正孔注入層４を厚膜化することにより、かかる異物が発光素子１を構成する層同士の層間に跨ることを防止または抑制することができる。その結果、発光素子１を構成する層間が異物によってショートするのを防止することができる。これにより、発光素子１の製造における歩留まりを向上させることができる。
かかるベンジジン誘導体（正孔注入層４の構成材料）としては、ベンジジン骨格を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、下記式（４−１）で表わされる化合物（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン）またはその誘導体である。
【００３２】
【化１】
【００３３】
上記式（４−１）で表わされる化合物の誘導体としては、例えば、下記式（４−２）〜（４−７）で表わされる化合物等が挙げられる。
【００３４】
【化２】
【００３５】
【化３】
【００３６】
【化４】
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
【化７】
【００４０】
これらのベンジジン誘導体は、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。このようなベンジジン誘導体は、正孔注入性および正孔輸送性に優れるとともに、気相成膜法により簡単に均質な膜（層）を形成することができる。そのため、このようなベンジジン誘導体を構成材料として用いた正孔注入層４は、特に正孔注入性および正孔輸送性に優れるものとなる。
【００４１】
また、正孔注入層４には、前述したベンジジン誘導体以外の材料が含まれていてもよい。
正孔注入層４に含まれるベンジジン誘導体以外の材料としては、正孔注入性および正孔輸送性のうちの少なくとも一方の特性が優れるものを用いることができ、例えば、下記式（４ａ−１）〜（４ａ−４）で表わされるようなＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−フェニレンジアミンまたはその誘導体等のアミン系材料が挙げられ、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。
【００４２】
【化８】
【００４３】
【化９】
【００４４】
【化１０】
【００４５】
【化１１】
【００４６】
このような正孔注入層４中におけるベンジジン誘導体の含有量は、特に限定されないが、５０〜１００ｗｔ％であるのが好ましく、７０〜１００ｗｔ％であるのがより好ましく、９０〜１００ｗｔ％であるのがさらに好ましい。これにより、より確実に、正孔注入層４中のベンジジン誘導体の正孔注入性および正孔輸送性を効果的に発揮させ、その結果、正孔注入層４の正孔注入性および正孔輸送性を優れたものとすることができる。
また、正孔注入層４の平均厚さは、８０〜２００ｎｍであるのが好ましく、８０〜１８０ｎｍであるのがより好ましく、９０〜１５０ｎｍであるのがさらに好ましい。これにより、簡単かつ確実に、発光素子１の低駆動電圧化を図るとともに、陽極３上に異物が存在していても、その異物を覆うように正孔注入層４を形成することができる。
【００４７】
これに対して、正孔注入層４の平均厚さが前記下限値未満であると、発光素子１の製造時において、陽極３上に存在する異物の大きさによっては、発光素子１を構成する層同士の層間のうち異物が跨る層間の数が多くなってしまい、その結果、発光素子１を構成する層間が異物によってショートしてしまう場合がある。一方、正孔注入層４の平均厚さが前記上限値を超えると、発光素子１の駆動電圧が上昇する傾向を示す。また、発光素子１の正孔注入層４以外の層の構成や材料によっては、陽極３と陰極９との間の距離（すなわち積層体１５の平均厚さ）が大きくなってしまい、この点でも、発光素子１の駆動電圧が上昇する傾向を示す。
【００４８】
［発光部］
上述したように、発光部６は、陽極３側から陰極９側に、赤色発光層（第１の発光層）６１と中間層６２と青色発光層（第２の発光層）６３と緑色発光層（第３の発光層）６４とがこの順で積層されている。
【００４９】
（赤色発光層）
この赤色発光層（第１の発光層）６１は、赤色（第１の色）に発光する赤色発光材料（第１の発光材料）を含んで構成されている。
このような赤色発光材料としては、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。
【００５０】
赤色蛍光材料としては、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、下記式（６１−１）で表わされる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。
【００５１】
【化１２】
【００５２】
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。
【００５３】
また、赤色発光層６１の構成材料としては、前述したような赤色発光材料に加えて、この赤色発光材料がゲスト材料（ドーパント）として添加（担持）されるホスト材料（第１のホスト材料）を用いてもよい。このホスト材料は、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機能を有する。このような第１のホスト材料は、例えば、ゲスト材料である赤色発光材料をドーパントとして第１のホスト材料にドープして用いることができる。
【００５４】
このような第１のホスト材料としては、用いる赤色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、赤色発光材料が赤色蛍光材料を含む場合、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、下記式（６１ａ−１）で表わされるようなアントラセン誘導体、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）等のアントラセン誘導体、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、オキサジアゾール誘導体、下記式（６１ａ−２）で表わされるナフタセン誘導体等のナフタセンおよびその誘導体、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、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、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。
【００５５】
【化１３】
【００５６】
【化１４】
【００５７】
また、赤色発光材料が赤色燐光材料を含む場合、第１の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。
中でも、第１のホスト材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ヘキサセン誘導体、ヘプタセン誘導体等のアセン系材料（アセン骨格を有する材料）を用いるのが好ましい。すなわち、赤色発光層６１は、アセン系材料を含んで構成されているのが好ましい。これにより、赤色発光層６１から正孔注入層４への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層４から赤色発光層６１への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【００５８】
特に、第１のホスト材料に用いるアセン系材料としては、テトラセン（ナフタセン）誘導体を用いるのが好ましい。これにより、赤色発光層６１の発光効率を優れたものとしつつ、赤色発光層６１から正孔注入層４への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層４から赤色発光層６１への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
また、赤色発光層６１中におけるアセン系材料（第１のホスト材料）の含有量は、９０〜９９．９９ｗｔ％であるのが好ましく、９５〜９９．９ｗｔ％であるのがより好ましい。これにより、赤色発光層６１の発光効率を優れたものとしつつ、赤色発光６１層から正孔注入層４への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層から第１の発光層への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【００５９】
また、赤色発光層６１に第１のホスト材料が含まれる場合、赤色発光層６１中における赤色発光材料の含有量（ドープ量）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。赤色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、後述する青色発光層６３や緑色発光層６４の発光量とのバランスをとりつつ赤色発光層６１を発光させることができる。
また、赤色発光層６１の平均厚さは、特に限定されないが、１〜２０ｎｍ程度であるのが好ましく、３〜１０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００６０】
（中間層）
この中間層６２は、前述した赤色発光層６１と後述する青色発光層６３との層間にこれらの両層に接するように設けられている。そして、中間層６２は、青色発光層６３から赤色発光層６１へ輸送される電子の量を調節する機能を有する。また、中間層６２は、赤色発光層６１から青色発光層６３へ輸送される正孔の量を調節する機能を有する。また、中間層６２は、赤色発光層６１と青色発光層６３との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する。これらの機能により、赤色発光層６１および青色発光層６３をそれぞれ効率よく発光させることができる。この結果、各発光層をバランスよく発光させることができ、発光素子１は目的とする色（本実施形態では白色）を発光することができるものとなるとともに、発光素子１の発光効率および発光寿命の向上を図ることができる。
【００６１】
このような中間層６２の構成材料としては、中間層６２が前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、正孔を輸送する機能を有する材料（正孔輸送材料）、電子を輸送する機能を有する材料（電子輸送材料）等を用いることができる。
このような中間層６２に用いられる正孔輸送材料としては、中間層６２が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した正孔輸送材料のうちのアミン骨格を有するアミン系材料を用いることができるが、ベンジジン系アミン誘導体を用いるのが好ましい。
【００６２】
特に、ベンジジン系アミン誘導体のなかでも、中間層６２に用いられるアミン系材料としては、２つ以上の芳香環基を導入したものが好ましく、テトラアリールベンジジン誘導体がより好ましい。このようなベンジジン系アミン誘導体としては、例えば、下記式（６２−１）に示される化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）や、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラナフチル−ベンジジン（ＴＮＢ）などが挙げられる。このようなアミン系材料は、一般に、正孔輸送性に優れている。したがって、赤色発光層６１から中間層６２を介して青色発光層６３へ正孔を円滑に受け渡すことができる。
【００６３】
【化１５】
【００６４】
中間層６２に用いることができる電子輸送材料としては、中間層６２が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、アセン系材料を用いることができる。アセン系材料は、電子輸送性に優れるため、青色発光層６３から中間層６２を介して赤色発光層６１へ電子を円滑に受け渡すことができる。また、アセン系材料は励起子に対する耐性に優れているため、中間層６２の励起子による劣化を防止または抑制し、その結果、発光素子１の耐久性を優れたものとすることができる。
【００６５】
このようなアセン系材料としては、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ヘキサセン誘導体、ヘプタセン誘導体等が挙げられ、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ができるが、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体を用いることがより好ましい。アントラセン誘導体としては、例えば、前記式（６１−１ａ）に示されるアントラセン誘導体、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＴＢＡＤＮ）等が挙げられる。
また、中間層６２の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜３０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
この中間層６２は、発光素子１の層構成、各層の構成材料や厚さ等によっては、省略することができる。
【００６６】
（青色発光層）
青色発光層（第２の発光層）６３は、青色（第２の色）に発光する青色発光材料（第２の発光材料）を含んで構成されている。
このような青色発光材料としては、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。
【００６７】
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、下記式（６３−１）で示される化合物、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、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。
【００６８】
【化１６】
【００６９】
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。
【００７０】
また、青色発光層６３の構成材料としては、前述したような青色発光材料に加えて、この青色発光材料がゲスト材料（ドーパント）として添加（担持）されるホスト材料（第２のホスト材料）を用いてもよい。青色発光層６３に用いることのできる第２のホスト材料としては、前述した赤色発光層６１の第１のホスト材料と同様のホスト材料を用いることができる。中でも、第２のホスト材料としては、アセン系材料を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体を用いるのがより好ましい。
【００７１】
青色発光層６３が第２のホスト材料を含む場合、青色発光層６３中における青色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１〜２０ｗｔ％であるのが好ましく、１〜１５ｗｔ％であるのがより好ましい。青色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、赤色発光層６１や後述する緑色発光層６４の発光量とのバランスをとりつつ青色発光層６３を発光させることができる。
また、青色発光層６３の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００７２】
（緑色発光層）
緑色発光層（第３の発光層）６４は、緑色（第３の色）に発光する緑色発光材料（第３の発光材料）を含んで構成されている。
このような緑色発光材料としては、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。
【００７３】
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、クマリン誘導体、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）］、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、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。
【００７４】
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］イリジウムが挙げられる。
【００７５】
また、緑色発光層６４はホスト材料（第３のホスト材料）を含んでいてもよい。第３のホスト材料としては、アセン系材料を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体を用いるのがより好ましく、また、低駆動電圧化および高発光効率化の観点から、前述した青色発光層６３のホスト材料（第２のホスト材料）と同種のホスト材料を用いるのが好ましい。また、緑色発光層６４の発光材料は、赤色発光層６１のホスト材料を発光材料として用いることができる。
【００７６】
緑色発光層６４が第３のホスト材料を含む場合、緑色発光層６４中における緑色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１〜２０ｗｔ％であるのが好ましく、０．５〜１５ｗｔ％であるのがより好ましい。緑色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、赤色発光層６１や青色発光層６３の発光量とのバランスをとりつつ緑色発光層６４を発光させることができる。
また、緑色発光層６４の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００７７】
（電子輸送層）
電子輸送層７は、陰極９から電子注入層８を介して注入された電子を緑色発光層６４に輸送する機能を有するものである。
電子輸送層７の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、下記式（７−１）に示すトリス（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。
【００７８】
【化１７】
【００７９】
電子輸送層７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。
この電子輸送層７は、発光素子１の層構成、各層の構成材料や厚さ等によっては、省略することができる。
【００８０】
（電子注入層）
電子注入層８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ものである。
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。
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。
【００８１】
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。
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。
【００８２】
電子注入層８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。
この電子注入層８は、発光素子１の層構成、各層の構成材料や厚さ等によっては、省略することができる。
【００８３】
（封止部材）
封止部材１０は、陽極３、積層体１５、および陰極９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。
封止部材１０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、封止部材１０と陽極３、積層体１５および陰極９との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
また、封止部材１０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。
【００８４】
以上のように構成された発光素子１によれば、ベンジジン誘導体を主材料として構成された正孔注入層４が陽極３と赤色発光層６１との間にこれらの両層に接するように設けられているので、陽極３と赤色発光層６１（発光部６）との間に正孔注入層４しか存在しないため、発光素子１を構成する層の数を少なくすることができる。その結果、発光素子１の低電圧駆動化を図ることができる。
【００８５】
また、ベンジジン誘導体は、正孔注入性および正孔輸送性に優れる。そのため、ベンジジン誘導体を主材料として構成された正孔注入層４は、陽極３から正孔が効率的に注入されるとともに、その注入された正孔を赤色発光層６１（発光部６）へ効率的に輸送することができる。そのため、発光素子１の高発光効率化を図ることができる。
また、前述したようにベンジジン誘導体が正孔注入性および正孔輸送性に優れるので、正孔注入層４を厚膜化することができる。そのため、発光素子１の製造過程において、陽極３上に正孔注入層４を形成する際に、陽極３上に異物が存在していても、その異物を覆う（埋める）ように正孔注入層４を形成することができる。このように正孔注入層４を厚膜化することにより、かかる異物が発光素子１を構成する層同士の層間に跨ることを防止または抑制することができる。その結果、発光素子１を構成する層間が異物によってショートするのを防止することができる。これにより、発光素子１の製造における歩留まりを向上させることができる。
特に、発光部６が複数の発光層を備える発光素子１は、陽極３と陰極９との間に存在する層の合計の厚さが大きくなる傾向となる。そのため、このような発光素子１においては、駆動電圧の上昇を招きやすいため、本発明を適用することによる効果（前述したような低駆動電圧化、高発光効率化および製造時の歩留まり向上）が顕著となる。
【００８６】
また、発光部６が陽極３側から陰極９側に赤色発光層６１、青色発光層６３および緑色発光層６４がこの順で積層されているので、赤色発光層６１、青色発光層６３および緑色発光層６４をバランスよく発光させ、白色発光の発光素子１を提供することができる。
なお、発光層の積層順は、本実施形態のものに限定されず、例えば、青色発光層６３と緑色発光層６４の積層順を入れ替えても、赤色発光層６１、青色発光層６３および緑色発光層６４をバランスよく発光させることができる。また、各発光層の発光色は、これに限定されず、発光素子１が所望の発光色で発光するように、任意に設定することができる。
【００８７】
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。
【００８８】
［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。
【００８９】
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。
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。
【００９０】
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のが好ましい。これにより、陽極３の上面を活性化すること、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。その結果、陽極３上に有機物を均一に成膜することが容易となる。
このプラズマ処理としては、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ものであれば、特に限定されず、例えば、酸素プラズマ処理、窒素プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理等が挙げられ、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。これらのプラズマ処理は、処理速度が速く、プラズマの発生が容易なため、陽極３のプラズマによる表面処理を効率的に行うことができる。
特に、かかるプラズマ処理としては、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を組み合わせて行うのが好ましい。
【００９１】
ここで、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を組み合わせて行う場合、その条件としては、例えば、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理は、それぞれ、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、ガス流量１５〜５０ｓｃｃｍ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度（処理時間０．５〜１０ｓｅｃ）とするのが好ましい。
【００９２】
［３］ 次に、正孔注入層４上に、赤色発光層６１を形成する。
赤色発光層６１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ことができる。
［４］ 次に、赤色発光層６１上に、中間層６２を形成する。
中間層６２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ことができる。
【００９３】
［５］ 次に、中間層６２上に、青色発光層６３を形成する。
青色発光層６３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ことができる。
［６］ 次に、青色発光層６３上に、緑色発光層６４を形成する。
緑色発光層６４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ことができる。
【００９４】
［７］ 次に、緑色発光層６４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、電子輸送層７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、緑色発光層６４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。
【００９５】
［８］ 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。
［９］ 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を覆うように封止部材１０を被せ、基板２に接合する。
【００９６】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の発光素子の第２実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図２中の上側、すなわち陰極９側を「上」、下側、すなわち陽極３側を「下」として説明を行う。
本実施形態にかかる発光素子１Ａは、発光部が一層の発光層で構成されていること以外は、前述した第１実施形態の発光素子１と同様である。
この発光素子１は、陽極３と陰極９との間に、積層体１５Ａが介挿されている。この積層体１５Ａは、陽極３側から陰極９側に、正孔注入層４、発光部６Ａ、電子輸送層７および電子注入層８がこの順で積層されたものである。
【００９７】
発光部６Ａは、発光材料を含む１つの発光層で構成されたものである。
発光部６Ａに用いることのできる発光材料としては、特に限定されず、上述した赤色発光材料、青色発光材料、緑色発光材料等を適宜１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
また、発光部６Ａには、発光材料を担持するホスト材料が含まれていてもよい。
このようなホスト材料としては、上述した第１の実施形態の赤色発光層６１に用いることのできるホスト材料が挙げられる。
【００９８】
以上のような構成によっても、本発明の第１実施形態と同様の効果が得られる。
上述したような発光素子１、１Ａ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、１Ａを備えるため、歩留まりを向上させるとともに、低駆動電圧化および高発光効率化を図ることができる。
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。
【００９９】
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、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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、前述したような発光装置を用いるため、優れた信頼性を有する。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、前述した実施形態では、発光素子が１層、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２層または４層以上であってもよい。このような場合であっても、ベンジジン誘導体を主材料として構成した正孔注入層を陽極と発光層との間にこれらの両層に接するように設けることにより、上述したような効果が得られる。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。
【実施例】
【０１１３】
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１５０ｎｍ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、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を７０〜９０℃に加温した状態で、プラズマパワー１００Ｗ、ガス流量２０ｓｃｃｍ、処理時間５ｓｅｃで行った。
【０１１４】
＜２＞ 次に、ＩＴＯ電極上に、前記式（４−３）に示されるベンジジン誘導体を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ６０ｎｍの正孔注入層を形成した。
＜３＞ 次に、正孔注入層上に、赤色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７ｎｍの赤色発光層（第１の発光層）を形成した。赤色発光層の構成材料としては、赤色発光材料（ゲスト材料）として前記式（６１−１）に示されるテトラアリールジインデノペリレン誘導体を用い、ホスト材料として前記式（６１ａ−２）に示されるナフタセン誘導体を用いた。また、赤色発光層中の発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）を１．０ｗｔ％とした。
【０１１５】
＜４＞ 次に、赤色発光層上に、中間層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの中間層を形成した。中間層の構成材料としては、前記式（６２−１）に示される化合物と、前記式（６１ａ−１）に示されるアントラセン誘導体との混合物（混合比（重量比）１：１）を用いた。
＜５＞ 次に、中間層上に、青色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２０ｎｍの青色発光層（第２の発光層）を形成した。青色発光層の構成材料としては、青色発光材料（ゲスト材料）として前記式（６３−１）で示される化合物を用い、ホスト材料として前記式（６１ａ−１）に示されるアントラセン誘導体を用いた。また、青色発光層中の青色発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、６．０ｗｔ％とした。
【０１１６】
＜６＞ 次に、青色発光層上に、緑色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２０ｎｍの緑色発光層（第３の発光層）を形成した。緑色発光層の構成材料としては、前記式（６１ａ−１）に示されるアントラセン誘導体を用いた。
＜７＞ 次に、緑色発光層上に、前記式（７−１）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成膜し、平均厚さ１５ｎｍの電子輸送層を形成した。
【０１１７】
＜８＞ 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。
＜９＞ 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。
＜１０＞ 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、白色発光する図１に示すような発光素子を製造した。
【０１１８】
（実施例２）
正孔注入層の平均厚さを８０ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（実施例３）
正孔注入層の平均厚さを１００ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１１９】
（実施例４）
正孔注入層の平均厚さを２００ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（実施例５）
正孔注入層の平均厚さを２５０ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１２０】
（比較例１）
正孔注入層の平均厚さを４０ｎｍとするとともに正孔注入層の構成材料として前記式（４ａ−４）に示されるアミン系材料を用い、また、正孔注入層の形成後かつ赤色発光層の形成前に、前記式（４−３）に示されるベンジジン誘導体を真空蒸着法により成膜して、正孔注入層と赤色発光層との間に平均厚さ２０ｎｍの正孔輸送層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１２１】
（比較例２）
正孔注入層の平均厚さを５０ｎｍとするとともに、正孔輸送層の平均厚さを３０ｎｍとした以外は、前述した比較例１と同様にして発光素子を製造した。
（比較例３）
正孔注入層の平均厚さを７０ｎｍとするとともに、正孔輸送層の平均厚さを３０ｎｍとした以外は、前述した比較例１と同様にして発光素子を製造した。
（比較例４）
正孔注入層の平均厚さを１００ｎｍとするとともに、正孔輸送層の平均厚さを５０ｎｍとした以外は、前述した比較例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１２２】
２．評価
実施例１〜５および比較例１〜４の発光素子について、それぞれ、２０個の発光素子を用意し、直流電源を用いて輝度が２０００ｃｄ／ｍ２となるように発光素子に定電流を流し、そのときの駆動電圧（Ｖ）を測定した。
また、このとき、実施例１〜５および比較例１〜４の発光素子について、それぞれ、２０個中における点灯した発光素子の数の割合を歩留まりの程度として評価した。
その結果を表１に示す。また、正孔注入層（ＨＩＬ）および正孔輸送層（ＨＴＬ）の合計の厚さ（すなわち陽極と赤色発光層との間の平均距離）と、駆動電圧との関係を図７に示す。
【０１２３】
【表１】
【０１２４】
表１から明らかなように、実施例１〜４の発光素子は、陽極と赤色発光層との間の平均距離が比較例１〜４の発光素子と対応しているが、対応する発光素子同士を比べると、実施例の発光素子は、比較例の発光素子よりも駆動電圧が低く、製造における歩留まりも高いことが分かる。また、図７からわかるように、本発明の実施例１〜５の発光素子は、顕著に低駆動電圧化が図られている。
特に、実施例２、３の発光素子は、比較例１〜４のいずれの発光素子と比較しても、駆動電圧が低く、製造における歩留まりも高いものとなった。すなわち、実施例２、３の発光素子は、駆動電圧が極めて低く、また、製造における歩留まりも高いものとなった。
【符号の説明】
【０１２５】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｇ、１Ｒ……発光素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔注入層 ６、６Ａ……発光部 ６１……赤色発光層（第１の発光層） ６２……中間層 ６３……青色発光層（第２の発光層） ６４……緑色発光層（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 １５、１５Ａ……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
【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。
このような発光素子としては、例えば、正孔の注入性を向上させるために、陽極と発光層との間に、正孔注入層および正孔輸送層を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年では、発光素子の様々な特性（例えば電子の注入性）を向上させるために、陽極と発光層との間以外の層構成においても、発光素子を構成する層の数が多くなる傾向にある。特に、白色発光の発光素子では、赤色、青色および緑色の３層の発光層や、これらの発光層の発光バランスを調整したり長寿命化を実現したりするための中間層等が必要となり、発光素子を構成する層の数が極めて多くなる。その結果、従来では、発光素子の駆動電圧の上昇を招いてしまうと言う問題があった。
【０００４】
発光素子の駆動電圧を低減するには、陽極と陰極との間の層の合計の層厚を薄くする必要がある。しかしながら、そうすると、従来の発光素子では、基板上に存在する異物が発光素子を構成する層同士の多くの層間に跨ってしまい、その結果、陽極と陰極との間でリークが発生し、欠陥品となる場合があった。そのため、従来では、発光素子の製造における歩留まりが低いと言う問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６５４９０９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、高発光効率化および低駆動電圧化を図りつつ、発光素子の製造における歩留まりを向上させ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】
【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、陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、これらの両極間の通電により発光する発光層を備える発光部と、
前記陽極と前記発光層との間にこれらの両層に接するように設けられ、正孔注入性を有する正孔注入層とを有し、
前記正孔注入層は、ベンジジン誘導体を主材料として構成されていることを特徴とする。
【０００８】
陽極と発光部との間に正孔注入層しか存在しないため、発光素子を構成する層の数を少なくすることができる。その結果、発光素子の低電圧駆動化を図ることができる。
また、ベンジジン誘導体は、正孔注入性および正孔輸送性に優れる。そのため、ベンジジン誘導体を主材料として構成された正孔注入層は、陽極から正孔が効率的に注入されるとともに、その注入された正孔を発光部へ効率的に輸送することができる。そのため、発光素子の高発光効率化を図ることができる。
【０００９】
また、前述したようにベンジジン誘導体が正孔注入性および正孔輸送性に優れるので、正孔注入層を厚膜化することができる。そのため、発光素子の製造過程において、陽極上に正孔注入層を形成する際に、陽極上に異物が存在していても、その異物を覆う（埋める）ように正孔注入層を形成することができる。このように正孔注入層を厚膜化することにより、かかる異物が発光素子を構成する層同士の層間に跨ることを防止または抑制することができる。その結果、発光素子を構成する層間が異物によってショートするのを防止することができる。これにより、発光素子の製造における歩留まりを向上させることができる。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記正孔注入層の平均厚さは、８０〜２００ｎｍであることが好ましい。
これにより、簡単かつ確実に、発光素子の低駆動電圧化を図るとともに、陽極上に異物が存在していても、その異物を覆うように正孔注入層を形成することができる。
本発明の発光素子では、前記陽極と前記陰極との間の距離は、１５０〜３００ｎｍであることが好ましい。
これにより、簡単かつ確実に、発光素子の低駆動電圧化を図ることができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記陽極の前記正孔注入層側の面は、プラズマ処理が施されていることが好ましい。
これにより、陽極から正孔注入層への正孔注入性を向上させることができる。
本発明の発光素子では、前記陽極は、ＩＴＯで構成されていることが好ましい。
これにより、陽極から正孔注入層へ効率的に正孔を注入することができる。
【００１２】
本発明の発光素子では、前記発光部は、複数の発光層を備えており、
前記正孔注入層は、前記陽極と前記複数の発光層のうちの最も前記陽極側の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられていることが好ましい。
発光部が複数の発光層を備える発光素子は、陽極と陰極との間に存在する層の合計の厚さが大きくなる傾向となる。そのため、このような発光素子においては、駆動電圧の上昇を招きやすいため、本発明を適用することによる効果が顕著となる。
【００１３】
本発明の発光素子では、前記発光部は、前記陽極側から前記陰極側に、互いに発光色の異なる第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層がこの順で積層されており、
前記正孔注入層は、前記陽極と前記第１の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられていることが好ましい。
これにより、所望の発光色を有する発光素子を提供することができる。例えば、第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層の発光色を赤色、青色および緑色とすることにより、白色発光する発光素子を提供することができる。
【００１４】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層は、アセン系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１の発光層から正孔注入層への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層から第１の発光層への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記アセン系材料は、ナフタセン誘導体であることが好ましい。
これにより、第１の発光層の発光効率を優れたものとしつつ、第１の発光層から正孔注入層への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層から第１の発光層への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【００１５】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層中における前記アセン系材料の含有量は、９０〜９９．９９ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、第１の発光層の発光効率を優れたものとしつつ、第１の発光層から正孔注入層への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層から第１の発光層への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記発光部は、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に中間層が設けられていることが好ましい。
これにより、第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層をバランスよく発光させることができる。
【００１６】
本発明の発光素子では、前記第１の発光層は、前記陰極と前記陽極との間の通電により赤色に発光するものであり、前記第２の発光層および前記第３の発光層は、一方が前記陰極と前記陽極との間の通電により青色に発光するものであり、他方が前記陰極と前記陽極との間の通電により緑色に発光するものであることが好ましい。
これにより、第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層をバランスよく発光させ、白色発光する発光素子を提供することができる。
本発明の発光素子では、前記正孔注入層中における前記ベンジジン誘導体の含有量は、５０〜１００ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、より確実に、正孔注入層の正孔注入性および正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【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、歩留まりを向上させるとともに、低駆動電圧化および高発光効率化を図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、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有す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、優れた信頼性を有する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】本発明の第１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】本発明の第２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】本発明の実施例および比較例の発光素子の正孔注入層および正孔輸送層の合計膜厚と駆動電圧との関係を示すグラフである。
【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、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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光素子を模式的に示す断面図である。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（エレクトロルミネッセンス素子）１は、白色発光する発光素子である。
このような発光素子１は、陽極３と正孔注入層４と発光部６と電子輸送層７と電子注入層８と陰極９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９との間に、陽極３側から陰極９側へ正孔注入層４と発光部６と電子輸送層７と電子注入層８とがこの順で積層された積層体１５が介挿されている。また、発光部６は、陽極３側から陰極９側に、赤色発光層（第１の発光層）６１と中間層６２と青色発光層（第２の発光層）６３と緑色発光層（第３の発光層）６４とがこの順に積層されている。
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、陽極３および陰極９に駆動電圧が印加されることにより、赤色発光層６１、青色発光層６３、および緑色発光層６４に対し、それぞれ、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、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。これにより、発光素子１は、Ｒ（赤色）光、Ｇ（緑色）光およびＢ（青色）光の合成により、白色発光する。
【００２２】
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。
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。
【００２３】
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９との間の距離（すなわち積層体１５の平均厚さ）は、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。これにより、簡単かつ確実に、発光素子１の低駆動電圧化を図ることができる。
また、陽極３と陰極９との間の距離をＡとし、正孔注入層４の平均厚さをＢとしたときに、（Ａ−Ｂ）は、８０〜１５０ｎｍであるのが好ましく、８０〜１３０ｎｍであるのがより好ましく、８０〜１００ｎｍであるのがさらに好ましい。これにより、簡単かつ確実に、発光素子１の低駆動電圧化を図ることができる。
【００２４】
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を介して発光部６（赤色発光層６１）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。
【００２５】
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。
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。
【００２６】
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。
【００２７】
［陰極］
一方、陰極９は、後述する電子注入層８を介して電子輸送層７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、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、複数種の混合層等として）用いることができる。
【００２８】
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、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、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９に、光透過性は、特に要求されない。
【００２９】
［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。
この正孔注入層４は、陽極３と後述する赤色発光層６１との間にこれらの両層に接するように設けられている。
言い換えると、正孔注入層４は、陽極３と発光部６の複数の発光層のうちの最も陽極３側の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられている。
【００３０】
したがって、陽極３と発光部６（具体的には赤色発光層６１）との間に正孔注入層４しか存在しないため、発光素子１を構成する層の数を少なくすることができる。その結果、発光素子１の低電圧駆動化を図ることができる。
そして、この前記正孔注入層４は、ベンジジン誘導体を主材料として構成されている。
ベンジジン誘導体は、正孔注入性および正孔輸送性に優れる。そのため、ベンジジン誘導体を主材料として構成された正孔注入層４は、陽極３から正孔が効率的に注入されるとともに、その注入された正孔を発光部６（赤色発光層６１）へ効率的に輸送することができる。そのため、発光素子１の高発光効率化を図ることができる。
【００３１】
また、前述したようにベンジジン誘導体が正孔注入性および正孔輸送性に優れるので、正孔注入層４を厚膜化することができる。そのため、後述する発光素子１の製造過程において、陽極３上に正孔注入層４を形成する際に、陽極３上に異物が存在していても、その異物を覆う（埋める）ように正孔注入層４を形成することができる。このように正孔注入層４を厚膜化することにより、かかる異物が発光素子１を構成する層同士の層間に跨ることを防止または抑制することができる。その結果、発光素子１を構成する層間が異物によってショートするのを防止することができる。これにより、発光素子１の製造における歩留まりを向上させることができる。
かかるベンジジン誘導体（正孔注入層４の構成材料）としては、ベンジジン骨格を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、下記式（４−１）で表わされる化合物（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン）またはその誘導体である。
【００３２】
【化１】
【００３３】
上記式（４−１）で表わされる化合物の誘導体としては、例えば、下記式（４−２）〜（４−７）で表わされる化合物等が挙げられる。
【００３４】
【化２】
【００３５】
【化３】
【００３６】
【化４】
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
【化７】
【００４０】
これらのベンジジン誘導体は、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。このようなベンジジン誘導体は、正孔注入性および正孔輸送性に優れるとともに、気相成膜法により簡単に均質な膜（層）を形成することができる。そのため、このようなベンジジン誘導体を構成材料として用いた正孔注入層４は、特に正孔注入性および正孔輸送性に優れるものとなる。
【００４１】
また、正孔注入層４には、前述したベンジジン誘導体以外の材料が含まれていてもよい。
正孔注入層４に含まれるベンジジン誘導体以外の材料としては、正孔注入性および正孔輸送性のうちの少なくとも一方の特性が優れるものを用いることができ、例えば、下記式（４ａ−１）〜（４ａ−４）で表わされるようなＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−フェニレンジアミンまたはその誘導体等のアミン系材料が挙げられ、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。
【００４２】
【化８】
【００４３】
【化９】
【００４４】
【化１０】
【００４５】
【化１１】
【００４６】
このような正孔注入層４中におけるベンジジン誘導体の含有量は、特に限定されないが、５０〜１００ｗｔ％であるのが好ましく、７０〜１００ｗｔ％であるのがより好ましく、９０〜１００ｗｔ％であるのがさらに好ましい。これにより、より確実に、正孔注入層４中のベンジジン誘導体の正孔注入性および正孔輸送性を効果的に発揮させ、その結果、正孔注入層４の正孔注入性および正孔輸送性を優れたものとすることができる。
また、正孔注入層４の平均厚さは、８０〜２００ｎｍであるのが好ましく、８０〜１８０ｎｍであるのがより好ましく、９０〜１５０ｎｍであるのがさらに好ましい。これにより、簡単かつ確実に、発光素子１の低駆動電圧化を図るとともに、陽極３上に異物が存在していても、その異物を覆うように正孔注入層４を形成することができる。
【００４７】
これに対して、正孔注入層４の平均厚さが前記下限値未満であると、発光素子１の製造時において、陽極３上に存在する異物の大きさによっては、発光素子１を構成する層同士の層間のうち異物が跨る層間の数が多くなってしまい、その結果、発光素子１を構成する層間が異物によってショートしてしまう場合がある。一方、正孔注入層４の平均厚さが前記上限値を超えると、発光素子１の駆動電圧が上昇する傾向を示す。また、発光素子１の正孔注入層４以外の層の構成や材料によっては、陽極３と陰極９との間の距離（すなわち積層体１５の平均厚さ）が大きくなってしまい、この点でも、発光素子１の駆動電圧が上昇する傾向を示す。
【００４８】
［発光部］
上述したように、発光部６は、陽極３側から陰極９側に、赤色発光層（第１の発光層）６１と中間層６２と青色発光層（第２の発光層）６３と緑色発光層（第３の発光層）６４とがこの順で積層されている。
【００４９】
（赤色発光層）
この赤色発光層（第１の発光層）６１は、赤色（第１の色）に発光する赤色発光材料（第１の発光材料）を含んで構成されている。
このような赤色発光材料としては、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。
【００５０】
赤色蛍光材料としては、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、下記式（６１−１）で表わされる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。
【００５１】
【化１２】
【００５２】
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。
【００５３】
また、赤色発光層６１の構成材料としては、前述したような赤色発光材料に加えて、この赤色発光材料がゲスト材料（ドーパント）として添加（担持）されるホスト材料（第１のホスト材料）を用いてもよい。このホスト材料は、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機能を有する。このような第１のホスト材料は、例えば、ゲスト材料である赤色発光材料をドーパントとして第１のホスト材料にドープして用いることができる。
【００５４】
このような第１のホスト材料としては、用いる赤色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、赤色発光材料が赤色蛍光材料を含む場合、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、下記式（６１ａ−１）で表わされるようなアントラセン誘導体、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）等のアントラセン誘導体、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、オキサジアゾール誘導体、下記式（６１ａ−２）で表わされるナフタセン誘導体等のナフタセンおよびその誘導体、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、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、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。
【００５５】
【化１３】
【００５６】
【化１４】
【００５７】
また、赤色発光材料が赤色燐光材料を含む場合、第１の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。
中でも、第１のホスト材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ヘキサセン誘導体、ヘプタセン誘導体等のアセン系材料（アセン骨格を有する材料）を用いるのが好ましい。すなわち、赤色発光層６１は、アセン系材料を含んで構成されているのが好ましい。これにより、赤色発光層６１から正孔注入層４への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層４から赤色発光層６１への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【００５８】
特に、第１のホスト材料に用いるアセン系材料としては、テトラセン（ナフタセン）誘導体を用いるのが好ましい。これにより、赤色発光層６１の発光効率を優れたものとしつつ、赤色発光層６１から正孔注入層４への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層４から赤色発光層６１への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
また、赤色発光層６１中におけるアセン系材料（第１のホスト材料）の含有量は、９０〜９９．９９ｗｔ％であるのが好ましく、９５〜９９．９ｗｔ％であるのがより好ましい。これにより、赤色発光層６１の発光効率を優れたものとしつつ、赤色発光６１層から正孔注入層４への電子の移動を適度に制限しつつ、正孔注入層から第１の発光層への正孔輸送性を優れたものとすることができる。
【００５９】
また、赤色発光層６１に第１のホスト材料が含まれる場合、赤色発光層６１中における赤色発光材料の含有量（ドープ量）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。赤色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、後述する青色発光層６３や緑色発光層６４の発光量とのバランスをとりつつ赤色発光層６１を発光させることができる。
また、赤色発光層６１の平均厚さは、特に限定されないが、１〜２０ｎｍ程度であるのが好ましく、３〜１０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００６０】
（中間層）
この中間層６２は、前述した赤色発光層６１と後述する青色発光層６３との層間にこれらの両層に接するように設けられている。そして、中間層６２は、青色発光層６３から赤色発光層６１へ輸送される電子の量を調節する機能を有する。また、中間層６２は、赤色発光層６１から青色発光層６３へ輸送される正孔の量を調節する機能を有する。また、中間層６２は、赤色発光層６１と青色発光層６３との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する。これらの機能により、赤色発光層６１および青色発光層６３をそれぞれ効率よく発光させることができる。この結果、各発光層をバランスよく発光させることができ、発光素子１は目的とする色（本実施形態では白色）を発光することができるものとなるとともに、発光素子１の発光効率および発光寿命の向上を図ることができる。
【００６１】
このような中間層６２の構成材料としては、中間層６２が前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、正孔を輸送する機能を有する材料（正孔輸送材料）、電子を輸送する機能を有する材料（電子輸送材料）等を用いることができる。
このような中間層６２に用いられる正孔輸送材料としては、中間層６２が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した正孔輸送材料のうちのアミン骨格を有するアミン系材料を用いることができるが、ベンジジン系アミン誘導体を用いるのが好ましい。
【００６２】
特に、ベンジジン系アミン誘導体のなかでも、中間層６２に用いられるアミン系材料としては、２つ以上の芳香環基を導入したものが好ましく、テトラアリールベンジジン誘導体がより好ましい。このようなベンジジン系アミン誘導体としては、例えば、下記式（６２−１）に示される化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）や、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラナフチル−ベンジジン（ＴＮＢ）などが挙げられる。このようなアミン系材料は、一般に、正孔輸送性に優れている。したがって、赤色発光層６１から中間層６２を介して青色発光層６３へ正孔を円滑に受け渡すことができる。
【００６３】
【化１５】
【００６４】
中間層６２に用いることができる電子輸送材料としては、中間層６２が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、アセン系材料を用いることができる。アセン系材料は、電子輸送性に優れるため、青色発光層６３から中間層６２を介して赤色発光層６１へ電子を円滑に受け渡すことができる。また、アセン系材料は励起子に対する耐性に優れているため、中間層６２の励起子による劣化を防止または抑制し、その結果、発光素子１の耐久性を優れたものとすることができる。
【００６５】
このようなアセン系材料としては、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ヘキサセン誘導体、ヘプタセン誘導体等が挙げられ、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ができるが、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体を用いることがより好ましい。アントラセン誘導体としては、例えば、前記式（６１−１ａ）に示されるアントラセン誘導体、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＴＢＡＤＮ）等が挙げられる。
また、中間層６２の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜３０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
この中間層６２は、発光素子１の層構成、各層の構成材料や厚さ等によっては、省略することができる。
【００６６】
（青色発光層）
青色発光層（第２の発光層）６３は、青色（第２の色）に発光する青色発光材料（第２の発光材料）を含んで構成されている。
このような青色発光材料としては、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。
【００６７】
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、下記式（６３−１）で示される化合物、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、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。
【００６８】
【化１６】
【００６９】
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。
【００７０】
また、青色発光層６３の構成材料としては、前述したような青色発光材料に加えて、この青色発光材料がゲスト材料（ドーパント）として添加（担持）されるホスト材料（第２のホスト材料）を用いてもよい。青色発光層６３に用いることのできる第２のホスト材料としては、前述した赤色発光層６１の第１のホスト材料と同様のホスト材料を用いることができる。中でも、第２のホスト材料としては、アセン系材料を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体を用いるのがより好ましい。
【００７１】
青色発光層６３が第２のホスト材料を含む場合、青色発光層６３中における青色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１〜２０ｗｔ％であるのが好ましく、１〜１５ｗｔ％であるのがより好ましい。青色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、赤色発光層６１や後述する緑色発光層６４の発光量とのバランスをとりつつ青色発光層６３を発光させることができる。
また、青色発光層６３の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００７２】
（緑色発光層）
緑色発光層（第３の発光層）６４は、緑色（第３の色）に発光する緑色発光材料（第３の発光材料）を含んで構成されている。
このような緑色発光材料としては、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。
【００７３】
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、クマリン誘導体、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）］、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、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。
【００７４】
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］イリジウムが挙げられる。
【００７５】
また、緑色発光層６４はホスト材料（第３のホスト材料）を含んでいてもよい。第３のホスト材料としては、アセン系材料を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体を用いるのがより好ましく、また、低駆動電圧化および高発光効率化の観点から、前述した青色発光層６３のホスト材料（第２のホスト材料）と同種のホスト材料を用いるのが好ましい。また、緑色発光層６４の発光材料は、赤色発光層６１のホスト材料を発光材料として用いることができる。
【００７６】
緑色発光層６４が第３のホスト材料を含む場合、緑色発光層６４中における緑色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１〜２０ｗｔ％であるのが好ましく、０．５〜１５ｗｔ％であるのがより好ましい。緑色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、赤色発光層６１や青色発光層６３の発光量とのバランスをとりつつ緑色発光層６４を発光させることができる。
また、緑色発光層６４の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００７７】
（電子輸送層）
電子輸送層７は、陰極９から電子注入層８を介して注入された電子を緑色発光層６４に輸送する機能を有するものである。
電子輸送層７の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、下記式（７−１）に示すトリス（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。
【００７８】
【化１７】
【００７９】
電子輸送層７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。
この電子輸送層７は、発光素子１の層構成、各層の構成材料や厚さ等によっては、省略することができる。
【００８０】
（電子注入層）
電子注入層８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ものである。
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。
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。
【００８１】
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。
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。
【００８２】
電子注入層８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。
この電子注入層８は、発光素子１の層構成、各層の構成材料や厚さ等によっては、省略することができる。
【００８３】
（封止部材）
封止部材１０は、陽極３、積層体１５、および陰極９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。
封止部材１０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、封止部材１０と陽極３、積層体１５および陰極９との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
また、封止部材１０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。
【００８４】
以上のように構成された発光素子１によれば、ベンジジン誘導体を主材料として構成された正孔注入層４が陽極３と赤色発光層６１との間にこれらの両層に接するように設けられているので、陽極３と赤色発光層６１（発光部６）との間に正孔注入層４しか存在しないため、発光素子１を構成する層の数を少なくすることができる。その結果、発光素子１の低電圧駆動化を図ることができる。
【００８５】
また、ベンジジン誘導体は、正孔注入性および正孔輸送性に優れる。そのため、ベンジジン誘導体を主材料として構成された正孔注入層４は、陽極３から正孔が効率的に注入されるとともに、その注入された正孔を赤色発光層６１（発光部６）へ効率的に輸送することができる。そのため、発光素子１の高発光効率化を図ることができる。
また、前述したようにベンジジン誘導体が正孔注入性および正孔輸送性に優れるので、正孔注入層４を厚膜化することができる。そのため、発光素子１の製造過程において、陽極３上に正孔注入層４を形成する際に、陽極３上に異物が存在していても、その異物を覆う（埋める）ように正孔注入層４を形成することができる。このように正孔注入層４を厚膜化することにより、かかる異物が発光素子１を構成する層同士の層間に跨ることを防止または抑制することができる。その結果、発光素子１を構成する層間が異物によってショートするのを防止することができる。これにより、発光素子１の製造における歩留まりを向上させることができる。
特に、発光部６が複数の発光層を備える発光素子１は、陽極３と陰極９との間に存在する層の合計の厚さが大きくなる傾向となる。そのため、このような発光素子１においては、駆動電圧の上昇を招きやすいため、本発明を適用することによる効果（前述したような低駆動電圧化、高発光効率化および製造時の歩留まり向上）が顕著となる。
【００８６】
また、発光部６が陽極３側から陰極９側に赤色発光層６１、青色発光層６３および緑色発光層６４がこの順で積層されているので、赤色発光層６１、青色発光層６３および緑色発光層６４をバランスよく発光させ、白色発光の発光素子１を提供することができる。
なお、発光層の積層順は、本実施形態のものに限定されず、例えば、青色発光層６３と緑色発光層６４の積層順を入れ替えても、赤色発光層６１、青色発光層６３および緑色発光層６４をバランスよく発光させることができる。また、各発光層の発光色は、これに限定されず、発光素子１が所望の発光色で発光するように、任意に設定することができる。
【００８７】
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。
【００８８】
［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。
【００８９】
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。
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。
【００９０】
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のが好ましい。これにより、陽極３の上面を活性化すること、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。その結果、陽極３上に有機物を均一に成膜することが容易となる。
このプラズマ処理としては、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ものであれば、特に限定されず、例えば、酸素プラズマ処理、窒素プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理等が挙げられ、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。これらのプラズマ処理は、処理速度が速く、プラズマの発生が容易なため、陽極３のプラズマによる表面処理を効率的に行うことができる。
特に、かかるプラズマ処理としては、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を組み合わせて行うのが好ましい。
【００９１】
ここで、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を組み合わせて行う場合、その条件としては、例えば、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理は、それぞれ、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、ガス流量１５〜５０ｓｃｃｍ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度（処理時間０．５〜１０ｓｅｃ）とするのが好ましい。
【００９２】
［３］ 次に、正孔注入層４上に、赤色発光層６１を形成する。
赤色発光層６１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ことができる。
［４］ 次に、赤色発光層６１上に、中間層６２を形成する。
中間層６２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ことができる。
【００９３】
［５］ 次に、中間層６２上に、青色発光層６３を形成する。
青色発光層６３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ことができる。
［６］ 次に、青色発光層６３上に、緑色発光層６４を形成する。
緑色発光層６４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ことができる。
【００９４】
［７］ 次に、緑色発光層６４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、電子輸送層７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、緑色発光層６４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。
【００９５】
［８］ 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。
［９］ 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を覆うように封止部材１０を被せ、基板２に接合する。
【００９６】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の発光素子の第２実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図２中の上側、すなわち陰極９側を「上」、下側、すなわち陽極３側を「下」として説明を行う。
本実施形態にかかる発光素子１Ａは、発光部が一層の発光層で構成されていること以外は、前述した第１実施形態の発光素子１と同様である。
この発光素子１は、陽極３と陰極９との間に、積層体１５Ａが介挿されている。この積層体１５Ａは、陽極３側から陰極９側に、正孔注入層４、発光部６Ａ、電子輸送層７および電子注入層８がこの順で積層されたものである。
【００９７】
発光部６Ａは、発光材料を含む１つの発光層で構成されたものである。
発光部６Ａに用いることのできる発光材料としては、特に限定されず、上述した赤色発光材料、青色発光材料、緑色発光材料等を適宜１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
また、発光部６Ａには、発光材料を担持するホスト材料が含まれていてもよい。
このようなホスト材料としては、上述した第１の実施形態の赤色発光層６１に用いることのできるホスト材料が挙げられる。
【００９８】
以上のような構成によっても、本発明の第１実施形態と同様の効果が得られる。
上述したような発光素子１、１Ａ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、１Ａを備えるため、歩留まりを向上させるとともに、低駆動電圧化および高発光効率化を図ることができる。
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。
【００９９】
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、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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、前述したような発光装置を用いるため、優れた信頼性を有する。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、前述した実施形態では、発光素子が１層、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２層または４層以上であってもよい。このような場合であっても、ベンジジン誘導体を主材料として構成した正孔注入層を陽極と発光層との間にこれらの両層に接するように設けることにより、上述したような効果が得られる。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。
【実施例】
【０１１３】
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１５０ｎｍ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、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を７０〜９０℃に加温した状態で、プラズマパワー１００Ｗ、ガス流量２０ｓｃｃｍ、処理時間５ｓｅｃで行った。
【０１１４】
＜２＞ 次に、ＩＴＯ電極上に、前記式（４−３）に示されるベンジジン誘導体を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ６０ｎｍの正孔注入層を形成した。
＜３＞ 次に、正孔注入層上に、赤色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７ｎｍの赤色発光層（第１の発光層）を形成した。赤色発光層の構成材料としては、赤色発光材料（ゲスト材料）として前記式（６１−１）に示されるテトラアリールジインデノペリレン誘導体を用い、ホスト材料として前記式（６１ａ−２）に示されるナフタセン誘導体を用いた。また、赤色発光層中の発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）を１．０ｗｔ％とした。
【０１１５】
＜４＞ 次に、赤色発光層上に、中間層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの中間層を形成した。中間層の構成材料としては、前記式（６２−１）に示される化合物と、前記式（６１ａ−１）に示されるアントラセン誘導体との混合物（混合比（重量比）１：１）を用いた。
＜５＞ 次に、中間層上に、青色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２０ｎｍの青色発光層（第２の発光層）を形成した。青色発光層の構成材料としては、青色発光材料（ゲスト材料）として前記式（６３−１）で示される化合物を用い、ホスト材料として前記式（６１ａ−１）に示されるアントラセン誘導体を用いた。また、青色発光層中の青色発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、６．０ｗｔ％とした。
【０１１６】
＜６＞ 次に、青色発光層上に、緑色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２０ｎｍの緑色発光層（第３の発光層）を形成した。緑色発光層の構成材料としては、前記式（６１ａ−１）に示されるアントラセン誘導体を用いた。
＜７＞ 次に、緑色発光層上に、前記式（７−１）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成膜し、平均厚さ１５ｎｍの電子輸送層を形成した。
【０１１７】
＜８＞ 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。
＜９＞ 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。
＜１０＞ 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、白色発光する図１に示すような発光素子を製造した。
【０１１８】
（実施例２）
正孔注入層の平均厚さを８０ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（実施例３）
正孔注入層の平均厚さを１００ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１１９】
（実施例４）
正孔注入層の平均厚さを２００ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（実施例５）
正孔注入層の平均厚さを２５０ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１２０】
（比較例１）
正孔注入層の平均厚さを４０ｎｍとするとともに正孔注入層の構成材料として前記式（４ａ−４）に示されるアミン系材料を用い、また、正孔注入層の形成後かつ赤色発光層の形成前に、前記式（４−３）に示されるベンジジン誘導体を真空蒸着法により成膜して、正孔注入層と赤色発光層との間に平均厚さ２０ｎｍの正孔輸送層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１２１】
（比較例２）
正孔注入層の平均厚さを５０ｎｍとするとともに、正孔輸送層の平均厚さを３０ｎｍとした以外は、前述した比較例１と同様にして発光素子を製造した。
（比較例３）
正孔注入層の平均厚さを７０ｎｍとするとともに、正孔輸送層の平均厚さを３０ｎｍとした以外は、前述した比較例１と同様にして発光素子を製造した。
（比較例４）
正孔注入層の平均厚さを１００ｎｍとするとともに、正孔輸送層の平均厚さを５０ｎｍとした以外は、前述した比較例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１２２】
２．評価
実施例１〜５および比較例１〜４の発光素子について、それぞれ、２０個の発光素子を用意し、直流電源を用いて輝度が２０００ｃｄ／ｍ２となるように発光素子に定電流を流し、そのときの駆動電圧（Ｖ）を測定した。
また、このとき、実施例１〜５および比較例１〜４の発光素子について、それぞれ、２０個中における点灯した発光素子の数の割合を歩留まりの程度として評価した。
その結果を表１に示す。また、正孔注入層（ＨＩＬ）および正孔輸送層（ＨＴＬ）の合計の厚さ（すなわち陽極と赤色発光層との間の平均距離）と、駆動電圧との関係を図７に示す。
【０１２３】
【表１】
【０１２４】
表１から明らかなように、実施例１〜４の発光素子は、陽極と赤色発光層との間の平均距離が比較例１〜４の発光素子と対応しているが、対応する発光素子同士を比べると、実施例の発光素子は、比較例の発光素子よりも駆動電圧が低く、製造における歩留まりも高いことが分かる。また、図７からわかるように、本発明の実施例１〜５の発光素子は、顕著に低駆動電圧化が図られている。
特に、実施例２、３の発光素子は、比較例１〜４のいずれの発光素子と比較しても、駆動電圧が低く、製造における歩留まりも高いものとなった。すなわち、実施例２、３の発光素子は、駆動電圧が極めて低く、また、製造における歩留まりも高いものとなった。
【符号の説明】
【０１２５】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｇ、１Ｒ……発光素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔注入層 ６、６Ａ……発光部 ６１……赤色発光層（第１の発光層） ６２……中間層 ６３……青色発光層（第２の発光層） ６４……緑色発光層（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 １５、１５Ａ……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
【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、これらの両極間の通電により発光する発光層を備える発光部と、
前記陽極と前記発光層との間にこれらの両層に接するように設けられ、正孔注入性を有する正孔注入層とを有し、
前記正孔注入層は、ベンジジン誘導体を主材料として構成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記正孔注入層の平均厚さは、８０〜２００ｎｍである請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記陽極と前記陰極との間の距離は、１５０〜３００ｎｍである請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記陽極の前記正孔注入層側の面は、プラズマ処理が施されている請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記陽極は、ＩＴＯで構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項６】
前記発光部は、複数の発光層を備えており、
前記正孔注入層は、前記陽極と前記複数の発光層のうちの最も前記陽極側の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
前記発光部は、前記陽極側から前記陰極側に、互いに発光色の異なる第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層がこの順で積層されており、
前記正孔注入層は、前記陽極と前記第１の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられている請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１の発光層は、アセン系材料を含んで構成されている請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記アセン系材料は、ナフタセン誘導体である請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１の発光層中における前記アセン系材料の含有量は、９０〜９９．９９ｗｔ％である請求項８または９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記発光部は、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に中間層が設けられている請求項７ないし１０のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第１の発光層は、前記陰極と前記陽極との間の通電により赤色に発光するものであり、前記第２の発光層および前記第３の発光層は、一方が前記陰極と前記陽極との間の通電により青色に発光するものであり、他方が前記陰極と前記陽極との間の通電により緑色に発光するものである請求項７ないし１１のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１３】
前記正孔注入層中における前記ベンジジン誘導体の含有量は、５０〜１００ｗｔ％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】
請求項１ないし１３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１５】
請求項１４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１６】
請求項１５に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【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、これらの両極間の通電により発光する発光層を備える発光部と、
前記陽極と前記発光層との間にこれらの両層に接するように設けられ、正孔注入性を有する正孔注入層とを有し、
前記正孔注入層は、ベンジジン誘導体を主材料として構成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記正孔注入層の平均厚さは、８０〜２００ｎｍである請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記陽極と前記陰極との間の距離は、１５０〜３００ｎｍである請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記陽極の前記正孔注入層側の面は、プラズマ処理が施されている請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記陽極は、ＩＴＯで構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項６】
前記発光部は、複数の発光層を備えており、
前記正孔注入層は、前記陽極と前記複数の発光層のうちの最も前記陽極側の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
前記発光部は、前記陽極側から前記陰極側に、互いに発光色の異なる第１の発光層、第２の発光層および第３の発光層がこの順で積層されており、
前記正孔注入層は、前記陽極と前記第１の発光層との間にこれらの両層に接するように設けられている請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１の発光層は、アセン系材料を含んで構成されている請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記アセン系材料は、ナフタセン誘導体である請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１の発光層中における前記アセン系材料の含有量は、９０〜９９．９９ｗｔ％である請求項８または９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記発光部は、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に中間層が設けられている請求項７ないし１０のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第１の発光層は、前記陰極と前記陽極との間の通電により赤色に発光するものであり、前記第２の発光層および前記第３の発光層は、一方が前記陰極と前記陽極との間の通電により青色に発光するものであり、他方が前記陰極と前記陽極との間の通電により緑色に発光するものである請求項７ないし１１のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１３】
前記正孔注入層中における前記ベンジジン誘導体の含有量は、５０〜１００ｗｔ％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】
請求項１ないし１３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１５】
請求項１４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１６】
請求項１５に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１０８８９９（Ｐ２０１１−１０８８９９Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６３４０７（Ｐ２００９−２６３４０７）
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]