発光素子、発光装置、表示装置および電子機器
【課題】発光効率を優れたものとするとともに、高電流密度の電流で駆動する場合においても、長寿命化を図ることができる発光素子、かかる発光素子を備えた発光装置、表示装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】発光素子１は、陽極３と、陰極９と、陽極３と陰極９との間に設けられ、陽極３と陰極９との間に通電することにより発光する発光層６と、陽極３と発光層６との間にこれらに接して設けられ、正孔を輸送する機能を有する有機層（正孔注入層４および正孔輸送層５）とを有し、正孔注入層４および正孔輸送層５は、それぞれ、電子輸送性を有する電子輸送性材料を含んで構成されている。また、正孔注入層４と正孔輸送層５に含まれる電子輸送材料の含有量が異なっている。
【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、陽極３と陰極９との間に通電することにより発光する発光層６と、陽極３と発光層６との間にこれらに接して設けられ、正孔を輸送する機能を有する有機層（正孔注入層４および正孔輸送層５）とを有し、正孔注入層４および正孔輸送層５は、それぞれ、電子輸送性を有する電子輸送性材料を含んで構成されている。また、正孔注入層４と正孔輸送層５に含まれる電子輸送材料の含有量が異なっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、この発光素子を用いた発光装置、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、励起子の持つ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では、一般に、正孔の注入性や輸送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が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
また、このような発光素子では、正孔輸送層のＨＯＭＯ（最高被占軌道）およびＬＵＭＯ（最低空軌道）の大きさを調整することにより、正孔輸送層で陰極側（発光層側）からの電子をブロックし、発光層内に電子および正孔を閉じ込め、発光効率の向上を図ることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、従来の発光素子においては、正孔輸送層が陰極側からの電子を十分にブロックすることができず、長期間の使用に伴い、正孔輸送層に侵入し、通過した電子により正孔輸送層や正孔注入層が劣化するという問題があった。かかる問題は、駆動電圧が高くなる（電流密度が大きくなる）ほど、正孔輸送層の電子をブロックする機能がバンドベンディング効果により低下するため、顕著となる。そのため、高密度電流を要する高輝度の発光素子において、長寿命化を図ることが困難であった。
また、電子ブロック効果を高めるには、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとのエネルギーギャップが大きい材料を正孔輸送層に用いることが考えられるが、正孔輸送層として使用できる材料の種類が限られているため、そのようなことは現実には難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例の発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、前記陽極と前記発光層との間に設けられた正孔を輸送する機能を有する有機層と、を有し、前記有機層は、前記陽極に接して設けられ、正孔注入性材料を含む正孔注入層と、前記正孔注入層と前記発光層に接して設けられ、正孔輸送性材料を含むた正孔輸送層と、を有し、前記正孔注入層および前記正孔輸送層は、それぞれ、電子輸送性を有する電子輸送性材料を含んで構成され、前記電子輸送性材料の含有量が前記正孔注入層と前記正孔輸送層とで異なることを特徴とする。
【０００７】
本適用例の発光素子によれば、正孔を輸送する機能を有する有機層が陽極から発光層へ効率的に正孔を輸送することができる。そのため、発光素子の発光効率を向上させることができる。
特に、本適用例の発光素子では、有機層が電子輸送性材料を含むとともに陽極および発光層にそれぞれ接しているので、発光層から有機層内へ電子が侵入しても（注入されても）、その電子を有機層が陽極側へ速やかに輸送して通過させることができる。これにより、有機層中に電子が留まるのを防止し、その結果、有機層が電子により劣化するのを防止することができる。そのため、高電流密度での電流で駆動する場合においても、発光素子の長寿命化を図ることができる。また、電子輸送性材料の混合比が正孔注入層と正孔輸送層で異ならせることにより、発光特性、寿命特性に対して好適なバランスを取ることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例の発光素子において、前記有機層は、電子をブロックする機能を有することを特徴とする。
【０００９】
これにより、有機層が陽極から発光層へ正孔を輸送しつつ発光層からの電子をブロックすることができる。そのため、発光層に効率的に電子および正孔を閉じ込め、発光効率を向上させることができる。
このように有機層が電子をブロックする機能を有していても、高電流密度での駆動においては、有機層が電子をブロックしきれず、その結果、有機層に電子が侵入する（注入される）場合がある。このような場合においても、本適用例の発光素子では、有機層が電子輸送性材料を含んでいるので、有機層でブロックしきれずに有機層内へ侵入した電子を有機層が陽極側へ速やかに輸送して通過させることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例の発光素子において、前記電子輸送性材料の含有量が前記正孔注入層よりも前記正孔輸送層の方が低いことを特徴とする。
【００１１】
これにより、発光層から正孔輸送層への電子の輸送を効率的に行うことができるため、長寿命化を図りながら、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例の発光素子において、前記正孔輸送層の膜厚が前記正孔注入層の膜厚よりも厚いことを特徴とする。
【００１３】
正孔注入層は正孔輸送層と比べて電子輸送性材料の含有量が高いため、正孔移動度が低くなり駆動電圧の上昇が生じやすい。そのため、正孔輸送層の膜厚を正孔注入層の膜厚よりも厚くすることで、正孔注入層が正孔輸送層と同等以上の膜厚を有するときと比べての駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例の発光素子において、前記電子輸送性材料は、アセン系材料であることを特徴とする。
【００１５】
アセン系材料は、電子輸送性に優れる。そのため、アセン系材料を含む有機層は、発光層からの電子を陽極へ速やかに輸送することができる。また、アセン系材料は、電子に対する耐性に優れる。そのため、電子による有機層の劣化を防止または抑制することができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例の発光素子において、前記有機層は、アミン系材料を含むことを特徴とする。
【００１７】
アミン系材料は、正孔輸送性に優れる。そのため、アミン系材料を含む有機層は、陽極からの正孔を発光層へ速やかに輸送することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例の発光素子において、前記有機層は、アセン系材料およびアミン系材料を混合した混合材料で構成されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、有機層の正孔輸送性および電子輸送性のバランスを好適な範囲に比較的簡単に調整することができる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例の発光素子において、前記アセン系材料は、アントラセン系材料およびナフタセン系材料のうちの少なくとも一方で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
このようなアセン系材料は、優れた電子輸送性と電子耐久性を有するとともに、比較的簡単に高品位な膜質で成膜することができる。
【００２２】
［適用例９］上記適用例の発光素子において、前記正孔注入層と前記正孔輸送層に含有される正孔輸送性材料が同一であることを特徴とする。
【００２３】
これにより、陽極からの正孔注入性および正孔輸送性を良好なものとしつつ、電子による正孔注入層および正孔輸送層の劣化を防止することができる。
【００２４】
［適用例１０］上記適用例の発光素子において、前記正孔注入層における前記電子輸送性材料の含有量、前記正孔輸送層における前記電子輸送性材料の含有量は、それぞれ３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【００２５】
これにより、有機層の電子輸送性と正孔輸送性とのバランスを好適なものとすることができる。また、有機層が電子ブロック性を有する場合、有機層の電子ブロック性と電子輸送性とのバランスを好適なものとすることができる。
【００２６】
［適用例１１］上記適用例の発光素子において、前記有機層の平均厚さは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２７】
これにより、陽極からの正孔注入性および正孔輸送性を良好なものとしつつ、電子による正孔注入層および正孔輸送層の劣化を防止することができる。
【００２８】
［適用例１２］上記適用例の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
【００２９】
このような発光装置は、長寿命な発光素子を備えるので、信頼性に優れる。
【００３０】
［適用例１３］上記適用例の発光装置を備えることを特徴とする表示装置。
【００３１】
このような表示装置は、長期に亘り高品位な画像を表示し得るとともに、信頼性に優れる。
【００３２】
［適用例１４］上記適用例の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【００３３】
このような電子機器は、信頼性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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。
【図２】本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図。
【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ーの構成を示す斜視図。
【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。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図６】実施例と変形例の発光素子における正孔注入層および正孔輸送層の構成と、発光特性の評価結果を示す表。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の発光素子、表示装置、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。以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００３６】
（実施形態１）
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。
図１に示す発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）１は、陽極３と正孔注入層４と正孔輸送層５と発光層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と正孔輸送層５と発光層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１４が介挿されている。なお、本実施形態では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５、陽極３から発光層６へ正孔を輸送する機能を有する有機層を構成する。
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。
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、発光層６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、発光層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、発光する。
その際、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）が陽極３から発光層６へ効率的に正孔を輸送することができる。そのため、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
特に、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層が後に詳述するように電子輸送性材料を含むとともに陽極３および発光層６にそれぞれ接しているので、発光層６から正孔輸送層５内へ電子が侵入しても（注入されても）、その電子を正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３側へ速やかに輸送して通過させることができる。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５に電子が留まるのを防止し、その結果、正孔注入層４および正孔輸送層５が電子により劣化するのを防止することができる。そのため、高電流密度での電流で駆動する場合においても、発光素子１の長寿命化を図ることができる。また、また、電子輸送性材料の混合比が正孔注入層４と正孔輸送層５で異ならせることにより、発光特性、寿命特性に対して好適なバランスを取ることができる。
【００３７】
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、０．１ｍｍ〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１ｍｍ〜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。
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。
【００３８】
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１４の平均厚さ）は、１００ｎｍ〜３００ｎｍであるのが好ましく、１００ｎｍ〜２５０ｎｍであるのがより好ましく、１００ｎｍ〜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。
【００３９】
以下、発光素子１を構成する各部を順次説明する。
【００４０】
［陽極］
陽極３は、後述する正孔注入層４を介して発光層６に正孔を注入する電極である。この陽極３の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
陽極３の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ3Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、陽極３は、ＩＴＯで構成されているのが好ましい。ＩＴＯは、透明性を有するとともに、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料である。これにより、陽極３から正孔注入層４へ効率的に正孔を注入することができる。
また、陽極３の正孔注入層４側の面（図１にて上面）は、プラズマ処理が施されているのが好ましい。これにより、陽極３と正孔注入層４との接合面の化学的および機械的な安定性を高めることができる。その結果、陽極３から正孔注入層４への正孔注入性を向上させることができる。なお、かかるプラズマ処理については、後述する発光素子１の製造方法の説明において詳述する。
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４１】
［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。
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、５０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００ｎｍ〜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。
【００４２】
［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。また、後に詳述するように、正孔注入層４は、電子を輸送する機能をも有する。
この正孔注入層４は、正孔注入性を有する材料（すなわち正孔注入性材料）と、電子輸送性を有する材料（すなわち電子輸送性材料）とを含んでいる。なお、正孔注入層４に含まれる電子輸送性材料については、正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料の説明とともに、後に詳述する。
この正孔注入層４に含まれる正孔注入材料としては、特に限定されないが、例えば、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）、下記式（１）で表わされる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。
【００４３】
【化１】
【００４４】
中でも、正孔注入層４に含まれる正孔注入性材料としては、正孔注入性および正孔輸送性に優れるという観点から、アミン系材料を用いるのが好ましく、ジアミノベンゼン誘導体、ベンジジン誘導体（ベンジジン骨格を有する材料）、分子内に「ジアミノベンゼン」ユニットと「ベンジジン」ユニットとの両方を有するトリアミン系化合物、テトラアミン系化合物を用いるのがより好ましい。
このような正孔注入層４の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜９０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜７０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４５】
［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発光層６まで輸送する機能を有する（すなわち正孔輸送性を有する）ものである。また、後に詳述するように、正孔輸送層５は、電子を輸送する機能をも有する。
この正孔輸送層５は、正孔輸送性を有する材料（すなわち正孔輸送性材料）と、電子輸送性を有する材料（すなわち電子輸送性材料）とを含んで構成されている。なお、正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料については、正孔注入層４に含まれる電子輸送層性材料の説明とともに、後に詳述する。
この正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料には、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができ、例えば、下記式（２）で表わされるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）等のテトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物またはその誘導体（アミン系化合物）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４６】
【化２】
【００４７】
中でも、正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料としては、正孔注入性および正孔輸送性に優れるという観点から、アミン系材料であるのが好ましく、ベンジジン誘導体（ベンジジン骨格を有する材料）であるのがより好ましい。
【００４８】
また、正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料としては、発光層６からの電子をブロックし得るバンドギャップ（ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位とのエネルギー差）を有するものを用いるのが好ましい。すなわち、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５は、電子をブロックする機能を有するのが好ましい。
これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３から発光層６へ正孔を輸送しつつ発光層６からの電子をブロックすることができる。そのため、発光層６に効率的に電子および正孔を閉じ込め、発光効率を向上させることができる。
このように正孔輸送層５が電子をブロックする機能を有していても、高電流密度での駆動においては、正孔輸送層５が電子をブロックしきれず、その結果、正孔輸送層５に電子が侵入する（注入される）場合がある。このような場合においても、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５がそれぞれ電子輸送性材料を含んでいるので、正孔輸送層５でブロックしきれずに正孔輸送層５内へ侵入した電子を正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３側へ速やかに輸送して通過させることができる。
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、１０ｎｍ〜９０ｎｍ程度であるのが好ましく、３０ｎｍ〜７０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４９】
（正孔注入層および正孔輸送層の電子輸送性）
ここで、正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料について詳述する。
本実施形態の発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５が、陽極３と発光層６との間にこれらに接して設けられ、正孔を輸送する機能を有する有機層である。
そして、正孔注入層４および正孔輸送層５が、それぞれ、電子輸送性材料を含んでいる。すなわち、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５で構成された有機層は、電子輸送性を有する電子輸送性材料を含んで構成されている。
これにより、陽極３からの正孔注入性および正孔輸送性を良好なものとしつつ、電子による正孔注入層４および正孔輸送層５の劣化を防止することができる。
【００５０】
より具体的に説明すると、このような発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５が陽極３から発光層６へ効率的に正孔を輸送することができる。そのため、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
特に、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５が電子輸送性材料を含むとともに陽極３および発光層６にそれぞれ接しているので、発光層６から正孔輸送層５内へ電子が侵入しても（注入されても）、その電子を正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３側へ速やかに輸送して通過させることができる。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５に電子が留まるのを防止し、その結果、正孔注入層４および正孔輸送層５が電子により劣化するのを防止することができる。そのため、高電流密度での電流で駆動する場合においても、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
前述したように正孔注入層４中や正孔輸送層５中を電子が通過する際、電子輸送性材料は電子に対する耐性が高いので、正孔注入層４中および正孔輸送層５中の電子輸送性材料が電子により劣化することはほとんどない。また、正孔注入層４中および正孔輸送層５中の電子は正孔輸送性材料や正孔注入性材料よりも主に電子輸送性材料を伝って輸送されるので、正孔注入層４中の正孔輸送性材料やおよび正孔輸送層５中の正孔注入性材料が電子により劣化するのを防止することができる。
【００５１】
正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料としては、それぞれ、電子輸送性を有する材料であればよく、特に限定されず、公知の電子輸送性材料を用いることができるが、例えば、アセン系材料、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、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。
【００５２】
中でも、正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料は、それぞれ、アセン系材料であるのが好ましい。
アセン系材料は、電子輸送性に優れ、更に正孔輸送性も有している。そのため、アセン系材料を含む正孔注入層４や正孔輸送層５は、発光層６からの電子を陽極３へ速やかに輸送することができる。また、アセン系材料は、電子および正孔に対する耐性に優れる。そのため、電子および正孔による正孔注入層４や正孔輸送層５の劣化を防止または抑制することができる。
このようなアセン系材料は、アセン骨格を有し、かつ、前述したような効果を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体（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、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体（特に、モノ−アントラセンまたはビス−アントラセンを主骨格として有するもの）を用いるのがより好ましい。
アントラセン誘導体は、優れた電子輸送性を有しながらも、気相成膜法により簡単に成膜することができる。したがって、アセン系材料としてアントラセン誘導体を用いることにより、正孔注入層４や正孔輸送層５の電子輸送性を優れたものとしつつ、均質な正孔注入層４や正孔輸送層５の形成を容易なものとすることができる。
【００５３】
また、正孔注入層４および正孔輸送層５は、それぞれ、アミン系材料を含むのが好ましい。アミン系材料は、正孔輸送性に優れる。そのため、アミン系材料を含む正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５は、陽極３からの正孔を発光層６へ速やかに輸送することができる。
【００５４】
この場合、正孔注入層４および正孔輸送層５は、それぞれ、アセン系材料およびアミン系材料を混合した混合材料で構成されているのが好ましい。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５の正孔輸送性および電子輸送性のバランスを好適な範囲に比較的簡単に調整することができる。
また、正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料としては、炭素元素および水素元素のみから構成されている炭化水素化合物（誘電体）を用いるのが好ましい。このような化合物は、誘電率および誘電正接がそれぞれ比較的低く、誘電特性に優れる。また、このような化合物は、水酸基、カルボキシル基等の極性基を有しないため、一般に、反応性に乏しく、化学的に比較的安定であり、また、正孔注入性材料や正孔輸送性材料との相互作用も少ない。このようなことから、発光素子１の特性を長期に亘り優れたものとすることができる。
【００５５】
また、正孔注入層４に含まれる電子輸送性材料と正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料とは、同じであっても異なっていてもよい。
【００５６】
また、正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、できる限り高いのが好ましく、具体的には、１２０℃以上であるのが好ましく、１５０℃以上であるのがより好ましい。これにより、高電流密度での電流で駆動した場合において、発光素子１が高温になっても、発光素子１の熱による性能低下を防止することができる。
【００５７】
また、正孔注入層４中および正孔輸送層５中における電子輸送性材料の含有量は、それぞれ、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であるのが好ましく、４０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５の電子輸送性と正孔輸送性とのバランスを好適なものとすることができる。また、かかる有機層が電子ブロック性を有する場合、かかる有機層の電子ブロック性と電子輸送性とのバランスを好適なものとすることができる。
これに対し、かかる含有量が前記下限値未満であると、正孔注入層４中および正孔輸送層５中の電子輸送性材料が励起されやすくなり、電子輸送性材料自体が発光してしまい、発光素子１全体の発光スペクトルに悪影響を及ぼす場合がある。一方、かかる含有量が前記上限値を超えると、発光素子１を構成する層の全体の厚さが厚くなりすぎて、発光素子１の駆動電圧が上昇する傾向を示す。
なお、正孔注入層４中における電子輸送性材料の含有量と、正孔輸送層５中における電子輸送性材料の含有量とは、異なっていることが好ましい。
【００５８】
また、正孔輸送層５中における電子輸送性材料の含有量は、正孔注入層４中の電子輸送性材料の含有量よりも少ないことが好ましい。これにより、正孔輸送層５と発光層６との界面での電子の輸送・注入性を高めながらも、正孔輸送性の低下による発光素子１の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００５９】
正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５の平均厚さ（正孔注入層４および正孔輸送層５の合計厚さ）は、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるのが好ましく、３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であるのがより好ましく、３０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、駆動電圧を抑えつつ、電子による正孔注入層４および正孔輸送層５の劣化を防止することができる。また、発光素子１内に光の取出しを良好に行える光学的なギャップを容易に形成することができる。
これに対し、かかる平均厚さが前記下限値未満であると、正孔注入層４や正孔輸送層５の厚さや構成材料等によっては、正孔注入層４の正孔注入性や正孔輸送層の正孔輸送性が低下する傾向を示す。一方、かかる平均厚さが前記上限値を超えると、上記光学的なギャップの形成が難しくなり、また、発光素子１の駆動電圧が上昇する傾向を示す。
【００６０】
また、正孔輸送層５の平均厚さは、正孔注入層４中の平均厚さよりも厚いことが好ましい。これにより、正孔注入層４と正孔輸送層５の正孔輸送性の低下を抑制でき、発光素子１の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００６１】
（発光層）
この発光層６は、前述した陽極３と陰極９との間に通電することにより、発光するものである。
このような発光層６は、発光材料を含んで構成されている。
このような発光材料としては、特に限定されず、各種蛍光材料、各種燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
赤色の蛍光を発する蛍光材料としては、特に限定されず、例えば、下記式（３）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。
【００６２】
【化３】
【００６３】
赤色の燐光を発する燐光材料としては、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。
【００６４】
青色の蛍光を発する蛍光材料としては、特に限定されず、例えば、下記式（４）で表わされる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、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。
【００６５】
【化４】
【００６６】
青色の燐光を発する燐光材料としては、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。
【００６７】
緑色の蛍光を発する蛍光材料としては、特に限定されず、例えば、クマリン誘導体、下記式（５）で表わされる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）］、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。
【００６８】
【化５】
【００６９】
緑色の燐光を発する燐光材料としては、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。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。
【００７０】
黄色の蛍光を発する蛍光材料としては、例えば、ルブレン系材料等のナフタセン骨格を有する化合物であって、ナフタセンにアリール基（好ましくはフェニル基）が任意の位置で任意の数（好ましくは２〜６）置換された化合物、モノインデノペリレン誘導体等を用いることができる。
【００７１】
このような発光材料（蛍光材料や燐光材料）は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。２種以上の発光材料を組み合わせて用いる場合、発光層６は、含まれる発光材料が互い異なる複数の層（発光層）を積層した積層体の形態としてもよいし、複数種の発光材料を混合した混合材料で構成された層の形態としてもよい。なお、発光層６が複数の発光層で構成されている場合、発光層同士の間に発光に寄与しない層（中間層）が介在していてもよい。
【００７２】
また、発光層６の構成材料としては、前述したような発光材料に加えて、この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。このようなホスト材料は、例えば、ゲスト材料である発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープして用いることができる。
【００７３】
このようなホスト材料としては、用いる発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、発光材料が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、ナフタセン誘導体、下記式（６）で表わされる化合物、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（７）で表わされる化合物等のルブレ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。
【００７４】
【化６】
【００７５】
【化７】
【００７６】
また、発光材料が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もできる。
【００７７】
発光層６がホスト材料を含む場合、発光層６中における発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であるのがより好ましい。発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができる。
【００７８】
また、発光層６の平均厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ〜６０ｎｍ程度であるのが好ましく、３ｎｍ〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００７９】
（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発光層６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（８）で表わされるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）等の８−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、下記式（９）で表わされる化合物等の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、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。
【００８０】
【化８】
【００８１】
【化９】
【００８２】
また、電子輸送層７は、前述したような電子輸送性材料のうち２種以上を組み合わせて用いる場合、２種以上の電子輸送性材料を混合した混合材料で構成されていてもよいし、異なる電子輸送性材料で構成された複数の層を積層して構成されていてもよい。
電子輸送層７を異なる電子輸送性材料で構成された複数の層を積層して構成する場合、陽極側の層（第１の電子輸送層）の構成材料としては、発光層６に電子を注入することができるものであればよいが、例えば、アントラセン誘導体、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等を用いるのが好ましく、また、陰極側の層（第２の電子輸送層）の構成材料としては、電子注入層８が電子を受け取るとともに第１の電子輸送層へ電子を注入することができるものであればよいが、例えば、上記式（９）で表わされる化合物等のアザインドリジン誘導体、ピリジン誘導体、フェナントリン誘導体等を用いるのが好ましい。
【００８３】
また、前記第１の電子輸送層の平均厚さは、前記第２の電子輸送層の平均厚さよりも薄いのが好ましく、前記第２の電子輸送層の平均厚さに対して０．１倍以上０．４倍以下であるのがより好ましい。これにより、電子輸送層７の電子輸送性および電子注入性を優れたものとすることができる。
電子輸送層７の平均厚さは、特に限定されないが、０．５ｎｍ〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００８４】
（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。
【００８５】
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８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。
【００８６】
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。
【００８７】
電子注入層８の平均厚さは、特に限定されないが、０．１ｎｍ〜５００ｎｍ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、０．２ｎｍ〜１０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００８８】
（封止部材）
封止部材１０は、陽極３、積層体１４、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。
【００８９】
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１４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。
【００９０】
以上のように構成された発光素子１によれば、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５が陽極３から発光層６へ効率的に正孔を輸送することができる。そのため、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
【００９１】
特に、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５が電子輸送性材料を含むとともに陽極３および発光層６にそれぞれ接しているので、発光層６から正孔輸送層５内へ電子が侵入しても（注入されても）、その電子を正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３側へ速やかに輸送して通過させることができる。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５に電子が留まるのを防止し、その結果、正孔注入層４および正孔輸送層５が電子により劣化するのを防止することができる。また、正孔輸送層５中における電子輸送性材料の含有量を正孔注入層４中の電子輸送性材料の含有量よりも少なくすることで、正孔輸送性の低下による発光素子１の駆動電圧の上昇を抑制しながら、正孔輸送層５の電子による劣化を効果的に抑制することができる。そのため、高電流密度での電流で駆動する場合においても、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
【００９２】
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。
【００９３】
［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、スパッタリング法、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。
【００９４】
［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。
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。
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面を親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極３の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００Ｗ〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０ｍＬ／ｍｉｎ〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、基板２の温度７０℃〜９０℃程度とするのが好ましい。
【００９５】
［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。
【００９６】
［４］
次に、正孔輸送層５上に、発光層６を形成する。
発光層６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。
【００９７】
［５］
次に、発光層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。
【００９８】
［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。
【００９９】
［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。
【０１００】
［８］
次に、上記の工程を経て得られた陽極３、および積層体１４を覆うように封止部材１０を被せ、基板２に接合して発光素子１が得られる。
【０１０１】
以上説明したような発光素子１は、それぞれ、例えば、電子写真方式を採用するプリンター、複写機、ファクシミリ装置等の露光用ヘッドの光源、センサー用の光源、照明、ピコプロジェクター（ハンディプロジェクター）用の光源、スキャナー用の光源、反射型液晶表示装置のフロントライト用の光源等の発光装置として使用することができる。このような発光装置は、長寿命な発光素子を備えるので、信頼性に優れる。
【０１０２】
また、上述した発光素子１をマトリックス状に配置することにより、例えば、ディスプレイ装置（本発明の表示装置）を構成することができる。このような表示装置は、長期に亘り高品位な画像を表示し得るとともに、信頼性に優れる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
【０１０３】
また、本発明の発光素子、または表示装置を備える電子機器は、信頼性に優れる。
次に、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図２は、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図２に示すディスプレイ装置１００は、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、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。
【０１０４】
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ー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。
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。
【０１０５】
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）１４、陰極１３、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１３は、共通電極とされている。
図２における発光素子１Rは、白色発光するものである。例えば、発光素子１Rの発光層は、赤色に発光する発光層と青色に発光する発光層と緑色に発光する発光層とが積層された積層体、あるいは、青色に発光する発光層と黄色に発光する発光層とが積層された積層体で構成されている。
【０１０６】
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。
カラーフィルター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。
【０１０７】
カラーフィルター１９Rは、発光素子１Rからの白色光Ｗを赤色に変換するものである。また、カラーフィルター１９Gは、発光素子１Gからの白色光Ｗを緑色に変換するものである。また、カラーフィルター１９Bは、発光素子１Bからの白色光Ｗを青色に変換するものである。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で、フルカラー画像を表示することができる。
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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ーの構成を示す斜視図である。
図３において、パーソナルコンピューター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ー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。
【０１１０】
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。
図４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。
【０１１１】
図５は、本発明のディスプレイ装置を適用した電子機器としてのディジタルスチー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、ディジタルスチールカメラ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。
ディジタルスチールカメラ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ーとして機能する。
ディジタルスチールカメラ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。
【０１１２】
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）し得るメモリーが設置されている。
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、シャッターボタン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のメモリーに転送・格納される。
また、このディジタルスチールカメラ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にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター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のメモリーに格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
【０１１３】
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ー（モバイル型パーソナルコンピューター）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチールカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、ラップトップ型パーソナルコンピューター、カーナビゲーション装置、ページャー、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、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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ー、その他各種モニター類、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。
【０１１４】
以上、本発明の発光素子、発光装置、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【実施例】
【０１１５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【０１１６】
（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。
【０１１７】
＜２＞
次に、ＩＴＯ電極上に、前記式（１）で表わされるベンジジン誘導体（正孔注入性材料）と、下記式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）とを真空蒸着法により共蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの正孔注入層を形成した。
ここで、正孔注入層は、前記式（１）で表わされるベンジジン誘導体（正孔輸送性材料）と、前記式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）との混合材料で構成されていた。その混合比（重量比）は、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝４０：６０であった。
【０１１８】
【化１０】
【０１１９】
＜３＞
次に、正孔注入層上に、前記式（２）で表わされるベンジジン誘導体（正孔輸送性材料）と、前記式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）とを真空蒸着法により共蒸着させ、平均厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
ここで、正孔輸送層は、前記式（２）で表わされるベンジジン誘導体（正孔輸送性材料）と、前記式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）との混合材料で構成されていた。その混合比（重量比）は、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝６０：４０であった。
【０１２０】
＜４＞
次に、正孔輸送層上に、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４０ｎｍの赤色発光層（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（３）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を用い、ホスト材料として前記式（７）で表わ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。
【０１２１】
＜５＞
次に、赤色発光層上に、前記式（８）で表わされるトリス（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５ｎｍの第１の電子輸送層を形成した。
【０１２２】
＜６＞
次に、第１の電子輸送層上に、前記式（９）で表わされるアザインドリジン誘導体を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ２５ｎｍの第２の電子輸送層を形成した。
これにより、第１の電子輸送層および第２の電子輸送層が積層されてなる電子輸送層を得た。
【０１２３】
＜７＞
次に、電子輸送層の第２の電子輸送層上に、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。
【０１２４】
＜８＞
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。
【０１２５】
＜９＞
次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー（封止部材）を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
【０１２６】
（実施例２）
正孔注入層におけるベンジジン誘導体およびアントラセン誘導体の混合比（重量比）を、それぞれ、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝３０：７０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。
【０１２７】
（実施例３）
正孔注入層におけるベンジジン誘導体およびアントラセン誘導体の混合比（重量比）を、それぞれ、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝５０：５０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。
【０１２８】
（実施例４）
正孔輸送層におけるベンジジン誘導体およびアントラセン誘導体の混合比（重量比）を、それぞれ、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝７０：３０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。
【０１２９】
（実施例５）
正孔注入層の平均厚みを５０ｎｍとし、正孔輸送層の平均厚さを２０ｎｍ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。
【０１３０】
（実施例６）
正孔注入層を前記化学式（２）で表わされるベンジジン誘導体（正孔輸送性材料）と、前記化学式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）とを（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝４０：６０で真空蒸着法により共蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの正孔注入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。
【０１３１】
（比較例）
正孔注入層および正孔輸送層へのアントラセン誘導体（電子輸送性材料）の配合を省略した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１３２】
２．評価
２−１．発光寿命の評価
各実施例および各比較例について、輝度計を用いて輝度を測定しながら、初期の輝度が６００００ｃｄ／ｍ2となるような電流密度で直流電源を用いて発光素子に定電流を流しつづけ、その間、輝度計を用いて輝度を測定し、その輝度が初期の輝度の９０％となる時間（ＬＴ９０）を測定した。そして、比較例におけるＬＴ９０の時間を１．００として規格化し、各比較例および各実施例のＬＴ９０の時間を相対的に評価した。
【０１３３】
２−２．発光効率の評価
各実施例および各比較例について、輝度計を用いて輝度を測定しながら、輝度が６００００ｃｄ／ｍ2となるように、直流電源を用いて発光素子に電流を流し、そのときの電流を測定した。また、このときの発光素子に印加された駆動電圧も同様にして測定した。
【０１３４】
２−３．発光バランスの評価
各実施例および各比較例について、輝度計を用いて輝度を測定しながら、輝度が６００００ｃｄ／ｍ2となるように、直流電源を用いて発光素子に電流を流し、そのときの色度を色度計を用いて測定した。
【０１３５】
図６は実施例と比較例の発光素子における正孔注入層および正孔輸送層の構成と、発光特性の評価結果を示す表である。上記の評価結果を図６の表１に示す。
【０１３６】
表１から明らかなように、各実施例の発光素子は、比較例の発光素子に比し、極めて長い寿命を有することが分かる。さらに、各実施例の発光素子は、比較例の発光素子と同等の駆動電圧、電流密度で発光させることができ、優れた発光効率を有する。また、実施例１〜５の各発光素子は、比較例と同等の色度で発光させることができ、所望の発光色が得られた。加えて実施例６のように、正孔注入層と正孔輸送層を同一の材料で構成した場合にも実施例１〜５と同様の効果が見られた。
【符号の説明】
【０１３７】
１、１R、１B、１G…発光素子 ２…基板 ３…陽極 ４…正孔注入層 ５…正孔注入層 ６…発光層 ７……電子輸送層 ８…電子注入層 ９…陰極 １０…封止部材 １４…積層体 １９B、１９G、１９R…カラーフィルター ４５…機能層 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ー 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ー 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…ディジタルスチールカメラ １３０２…ケース（ボディー） １３０４…受光ユニット １３０６…シャッターボタン 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…テレビモニター １４４０…パーソナルコンピューター。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、この発光素子を用いた発光装置、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、励起子の持つ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では、一般に、正孔の注入性や輸送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が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
また、このような発光素子では、正孔輸送層のＨＯＭＯ（最高被占軌道）およびＬＵＭＯ（最低空軌道）の大きさを調整することにより、正孔輸送層で陰極側（発光層側）からの電子をブロックし、発光層内に電子および正孔を閉じ込め、発光効率の向上を図ることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、従来の発光素子においては、正孔輸送層が陰極側からの電子を十分にブロックすることができず、長期間の使用に伴い、正孔輸送層に侵入し、通過した電子により正孔輸送層や正孔注入層が劣化するという問題があった。かかる問題は、駆動電圧が高くなる（電流密度が大きくなる）ほど、正孔輸送層の電子をブロックする機能がバンドベンディング効果により低下するため、顕著となる。そのため、高密度電流を要する高輝度の発光素子において、長寿命化を図ることが困難であった。
また、電子ブロック効果を高めるには、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとのエネルギーギャップが大きい材料を正孔輸送層に用いることが考えられるが、正孔輸送層として使用できる材料の種類が限られているため、そのようなことは現実には難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例の発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、前記陽極と前記発光層との間に設けられた正孔を輸送する機能を有する有機層と、を有し、前記有機層は、前記陽極に接して設けられ、正孔注入性材料を含む正孔注入層と、前記正孔注入層と前記発光層に接して設けられ、正孔輸送性材料を含むた正孔輸送層と、を有し、前記正孔注入層および前記正孔輸送層は、それぞれ、電子輸送性を有する電子輸送性材料を含んで構成され、前記電子輸送性材料の含有量が前記正孔注入層と前記正孔輸送層とで異なることを特徴とする。
【０００７】
本適用例の発光素子によれば、正孔を輸送する機能を有する有機層が陽極から発光層へ効率的に正孔を輸送することができる。そのため、発光素子の発光効率を向上させることができる。
特に、本適用例の発光素子では、有機層が電子輸送性材料を含むとともに陽極および発光層にそれぞれ接しているので、発光層から有機層内へ電子が侵入しても（注入されても）、その電子を有機層が陽極側へ速やかに輸送して通過させることができる。これにより、有機層中に電子が留まるのを防止し、その結果、有機層が電子により劣化するのを防止することができる。そのため、高電流密度での電流で駆動する場合においても、発光素子の長寿命化を図ることができる。また、電子輸送性材料の混合比が正孔注入層と正孔輸送層で異ならせることにより、発光特性、寿命特性に対して好適なバランスを取ることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例の発光素子において、前記有機層は、電子をブロックする機能を有することを特徴とする。
【０００９】
これにより、有機層が陽極から発光層へ正孔を輸送しつつ発光層からの電子をブロックすることができる。そのため、発光層に効率的に電子および正孔を閉じ込め、発光効率を向上させることができる。
このように有機層が電子をブロックする機能を有していても、高電流密度での駆動においては、有機層が電子をブロックしきれず、その結果、有機層に電子が侵入する（注入される）場合がある。このような場合においても、本適用例の発光素子では、有機層が電子輸送性材料を含んでいるので、有機層でブロックしきれずに有機層内へ侵入した電子を有機層が陽極側へ速やかに輸送して通過させることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例の発光素子において、前記電子輸送性材料の含有量が前記正孔注入層よりも前記正孔輸送層の方が低いことを特徴とする。
【００１１】
これにより、発光層から正孔輸送層への電子の輸送を効率的に行うことができるため、長寿命化を図りながら、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例の発光素子において、前記正孔輸送層の膜厚が前記正孔注入層の膜厚よりも厚いことを特徴とする。
【００１３】
正孔注入層は正孔輸送層と比べて電子輸送性材料の含有量が高いため、正孔移動度が低くなり駆動電圧の上昇が生じやすい。そのため、正孔輸送層の膜厚を正孔注入層の膜厚よりも厚くすることで、正孔注入層が正孔輸送層と同等以上の膜厚を有するときと比べての駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例の発光素子において、前記電子輸送性材料は、アセン系材料であることを特徴とする。
【００１５】
アセン系材料は、電子輸送性に優れる。そのため、アセン系材料を含む有機層は、発光層からの電子を陽極へ速やかに輸送することができる。また、アセン系材料は、電子に対する耐性に優れる。そのため、電子による有機層の劣化を防止または抑制することができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例の発光素子において、前記有機層は、アミン系材料を含むことを特徴とする。
【００１７】
アミン系材料は、正孔輸送性に優れる。そのため、アミン系材料を含む有機層は、陽極からの正孔を発光層へ速やかに輸送することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例の発光素子において、前記有機層は、アセン系材料およびアミン系材料を混合した混合材料で構成されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、有機層の正孔輸送性および電子輸送性のバランスを好適な範囲に比較的簡単に調整することができる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例の発光素子において、前記アセン系材料は、アントラセン系材料およびナフタセン系材料のうちの少なくとも一方で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
このようなアセン系材料は、優れた電子輸送性と電子耐久性を有するとともに、比較的簡単に高品位な膜質で成膜することができる。
【００２２】
［適用例９］上記適用例の発光素子において、前記正孔注入層と前記正孔輸送層に含有される正孔輸送性材料が同一であることを特徴とする。
【００２３】
これにより、陽極からの正孔注入性および正孔輸送性を良好なものとしつつ、電子による正孔注入層および正孔輸送層の劣化を防止することができる。
【００２４】
［適用例１０］上記適用例の発光素子において、前記正孔注入層における前記電子輸送性材料の含有量、前記正孔輸送層における前記電子輸送性材料の含有量は、それぞれ３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【００２５】
これにより、有機層の電子輸送性と正孔輸送性とのバランスを好適なものとすることができる。また、有機層が電子ブロック性を有する場合、有機層の電子ブロック性と電子輸送性とのバランスを好適なものとすることができる。
【００２６】
［適用例１１］上記適用例の発光素子において、前記有機層の平均厚さは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２７】
これにより、陽極からの正孔注入性および正孔輸送性を良好なものとしつつ、電子による正孔注入層および正孔輸送層の劣化を防止することができる。
【００２８】
［適用例１２］上記適用例の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
【００２９】
このような発光装置は、長寿命な発光素子を備えるので、信頼性に優れる。
【００３０】
［適用例１３］上記適用例の発光装置を備えることを特徴とする表示装置。
【００３１】
このような表示装置は、長期に亘り高品位な画像を表示し得るとともに、信頼性に優れる。
【００３２】
［適用例１４］上記適用例の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【００３３】
このような電子機器は、信頼性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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。
【図２】本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図。
【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ーの構成を示す斜視図。
【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。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図６】実施例と変形例の発光素子における正孔注入層および正孔輸送層の構成と、発光特性の評価結果を示す表。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の発光素子、表示装置、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。以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００３６】
（実施形態１）
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。
図１に示す発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）１は、陽極３と正孔注入層４と正孔輸送層５と発光層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と正孔輸送層５と発光層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１４が介挿されている。なお、本実施形態では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５、陽極３から発光層６へ正孔を輸送する機能を有する有機層を構成する。
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。
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、発光層６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、発光層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、発光する。
その際、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）が陽極３から発光層６へ効率的に正孔を輸送することができる。そのため、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
特に、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層が後に詳述するように電子輸送性材料を含むとともに陽極３および発光層６にそれぞれ接しているので、発光層６から正孔輸送層５内へ電子が侵入しても（注入されても）、その電子を正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３側へ速やかに輸送して通過させることができる。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５に電子が留まるのを防止し、その結果、正孔注入層４および正孔輸送層５が電子により劣化するのを防止することができる。そのため、高電流密度での電流で駆動する場合においても、発光素子１の長寿命化を図ることができる。また、また、電子輸送性材料の混合比が正孔注入層４と正孔輸送層５で異ならせることにより、発光特性、寿命特性に対して好適なバランスを取ることができる。
【００３７】
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、０．１ｍｍ〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１ｍｍ〜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。
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。
【００３８】
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１４の平均厚さ）は、１００ｎｍ〜３００ｎｍであるのが好ましく、１００ｎｍ〜２５０ｎｍであるのがより好ましく、１００ｎｍ〜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。
【００３９】
以下、発光素子１を構成する各部を順次説明する。
【００４０】
［陽極］
陽極３は、後述する正孔注入層４を介して発光層６に正孔を注入する電極である。この陽極３の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
陽極３の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ3Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、陽極３は、ＩＴＯで構成されているのが好ましい。ＩＴＯは、透明性を有するとともに、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料である。これにより、陽極３から正孔注入層４へ効率的に正孔を注入することができる。
また、陽極３の正孔注入層４側の面（図１にて上面）は、プラズマ処理が施されているのが好ましい。これにより、陽極３と正孔注入層４との接合面の化学的および機械的な安定性を高めることができる。その結果、陽極３から正孔注入層４への正孔注入性を向上させることができる。なお、かかるプラズマ処理については、後述する発光素子１の製造方法の説明において詳述する。
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４１】
［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。
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、５０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００ｎｍ〜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。
【００４２】
［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。また、後に詳述するように、正孔注入層４は、電子を輸送する機能をも有する。
この正孔注入層４は、正孔注入性を有する材料（すなわち正孔注入性材料）と、電子輸送性を有する材料（すなわち電子輸送性材料）とを含んでいる。なお、正孔注入層４に含まれる電子輸送性材料については、正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料の説明とともに、後に詳述する。
この正孔注入層４に含まれる正孔注入材料としては、特に限定されないが、例えば、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）、下記式（１）で表わされる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。
【００４３】
【化１】
【００４４】
中でも、正孔注入層４に含まれる正孔注入性材料としては、正孔注入性および正孔輸送性に優れるという観点から、アミン系材料を用いるのが好ましく、ジアミノベンゼン誘導体、ベンジジン誘導体（ベンジジン骨格を有する材料）、分子内に「ジアミノベンゼン」ユニットと「ベンジジン」ユニットとの両方を有するトリアミン系化合物、テトラアミン系化合物を用いるのがより好ましい。
このような正孔注入層４の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜９０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜７０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４５】
［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発光層６まで輸送する機能を有する（すなわち正孔輸送性を有する）ものである。また、後に詳述するように、正孔輸送層５は、電子を輸送する機能をも有する。
この正孔輸送層５は、正孔輸送性を有する材料（すなわち正孔輸送性材料）と、電子輸送性を有する材料（すなわち電子輸送性材料）とを含んで構成されている。なお、正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料については、正孔注入層４に含まれる電子輸送層性材料の説明とともに、後に詳述する。
この正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料には、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができ、例えば、下記式（２）で表わされるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）等のテトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物またはその誘導体（アミン系化合物）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４６】
【化２】
【００４７】
中でも、正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料としては、正孔注入性および正孔輸送性に優れるという観点から、アミン系材料であるのが好ましく、ベンジジン誘導体（ベンジジン骨格を有する材料）であるのがより好ましい。
【００４８】
また、正孔輸送層５に含まれる正孔輸送性材料としては、発光層６からの電子をブロックし得るバンドギャップ（ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位とのエネルギー差）を有するものを用いるのが好ましい。すなわち、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５は、電子をブロックする機能を有するのが好ましい。
これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３から発光層６へ正孔を輸送しつつ発光層６からの電子をブロックすることができる。そのため、発光層６に効率的に電子および正孔を閉じ込め、発光効率を向上させることができる。
このように正孔輸送層５が電子をブロックする機能を有していても、高電流密度での駆動においては、正孔輸送層５が電子をブロックしきれず、その結果、正孔輸送層５に電子が侵入する（注入される）場合がある。このような場合においても、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５がそれぞれ電子輸送性材料を含んでいるので、正孔輸送層５でブロックしきれずに正孔輸送層５内へ侵入した電子を正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３側へ速やかに輸送して通過させることができる。
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、１０ｎｍ〜９０ｎｍ程度であるのが好ましく、３０ｎｍ〜７０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４９】
（正孔注入層および正孔輸送層の電子輸送性）
ここで、正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料について詳述する。
本実施形態の発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５が、陽極３と発光層６との間にこれらに接して設けられ、正孔を輸送する機能を有する有機層である。
そして、正孔注入層４および正孔輸送層５が、それぞれ、電子輸送性材料を含んでいる。すなわち、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５で構成された有機層は、電子輸送性を有する電子輸送性材料を含んで構成されている。
これにより、陽極３からの正孔注入性および正孔輸送性を良好なものとしつつ、電子による正孔注入層４および正孔輸送層５の劣化を防止することができる。
【００５０】
より具体的に説明すると、このような発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５が陽極３から発光層６へ効率的に正孔を輸送することができる。そのため、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
特に、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５が電子輸送性材料を含むとともに陽極３および発光層６にそれぞれ接しているので、発光層６から正孔輸送層５内へ電子が侵入しても（注入されても）、その電子を正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３側へ速やかに輸送して通過させることができる。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５に電子が留まるのを防止し、その結果、正孔注入層４および正孔輸送層５が電子により劣化するのを防止することができる。そのため、高電流密度での電流で駆動する場合においても、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
前述したように正孔注入層４中や正孔輸送層５中を電子が通過する際、電子輸送性材料は電子に対する耐性が高いので、正孔注入層４中および正孔輸送層５中の電子輸送性材料が電子により劣化することはほとんどない。また、正孔注入層４中および正孔輸送層５中の電子は正孔輸送性材料や正孔注入性材料よりも主に電子輸送性材料を伝って輸送されるので、正孔注入層４中の正孔輸送性材料やおよび正孔輸送層５中の正孔注入性材料が電子により劣化するのを防止することができる。
【００５１】
正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料としては、それぞれ、電子輸送性を有する材料であればよく、特に限定されず、公知の電子輸送性材料を用いることができるが、例えば、アセン系材料、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、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。
【００５２】
中でも、正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料は、それぞれ、アセン系材料であるのが好ましい。
アセン系材料は、電子輸送性に優れ、更に正孔輸送性も有している。そのため、アセン系材料を含む正孔注入層４や正孔輸送層５は、発光層６からの電子を陽極３へ速やかに輸送することができる。また、アセン系材料は、電子および正孔に対する耐性に優れる。そのため、電子および正孔による正孔注入層４や正孔輸送層５の劣化を防止または抑制することができる。
このようなアセン系材料は、アセン骨格を有し、かつ、前述したような効果を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体（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、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体（特に、モノ−アントラセンまたはビス−アントラセンを主骨格として有するもの）を用いるのがより好ましい。
アントラセン誘導体は、優れた電子輸送性を有しながらも、気相成膜法により簡単に成膜することができる。したがって、アセン系材料としてアントラセン誘導体を用いることにより、正孔注入層４や正孔輸送層５の電子輸送性を優れたものとしつつ、均質な正孔注入層４や正孔輸送層５の形成を容易なものとすることができる。
【００５３】
また、正孔注入層４および正孔輸送層５は、それぞれ、アミン系材料を含むのが好ましい。アミン系材料は、正孔輸送性に優れる。そのため、アミン系材料を含む正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５は、陽極３からの正孔を発光層６へ速やかに輸送することができる。
【００５４】
この場合、正孔注入層４および正孔輸送層５は、それぞれ、アセン系材料およびアミン系材料を混合した混合材料で構成されているのが好ましい。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５の正孔輸送性および電子輸送性のバランスを好適な範囲に比較的簡単に調整することができる。
また、正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料としては、炭素元素および水素元素のみから構成されている炭化水素化合物（誘電体）を用いるのが好ましい。このような化合物は、誘電率および誘電正接がそれぞれ比較的低く、誘電特性に優れる。また、このような化合物は、水酸基、カルボキシル基等の極性基を有しないため、一般に、反応性に乏しく、化学的に比較的安定であり、また、正孔注入性材料や正孔輸送性材料との相互作用も少ない。このようなことから、発光素子１の特性を長期に亘り優れたものとすることができる。
【００５５】
また、正孔注入層４に含まれる電子輸送性材料と正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料とは、同じであっても異なっていてもよい。
【００５６】
また、正孔注入層４および正孔輸送層５に含まれる電子輸送性材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、できる限り高いのが好ましく、具体的には、１２０℃以上であるのが好ましく、１５０℃以上であるのがより好ましい。これにより、高電流密度での電流で駆動した場合において、発光素子１が高温になっても、発光素子１の熱による性能低下を防止することができる。
【００５７】
また、正孔注入層４中および正孔輸送層５中における電子輸送性材料の含有量は、それぞれ、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であるのが好ましく、４０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５の電子輸送性と正孔輸送性とのバランスを好適なものとすることができる。また、かかる有機層が電子ブロック性を有する場合、かかる有機層の電子ブロック性と電子輸送性とのバランスを好適なものとすることができる。
これに対し、かかる含有量が前記下限値未満であると、正孔注入層４中および正孔輸送層５中の電子輸送性材料が励起されやすくなり、電子輸送性材料自体が発光してしまい、発光素子１全体の発光スペクトルに悪影響を及ぼす場合がある。一方、かかる含有量が前記上限値を超えると、発光素子１を構成する層の全体の厚さが厚くなりすぎて、発光素子１の駆動電圧が上昇する傾向を示す。
なお、正孔注入層４中における電子輸送性材料の含有量と、正孔輸送層５中における電子輸送性材料の含有量とは、異なっていることが好ましい。
【００５８】
また、正孔輸送層５中における電子輸送性材料の含有量は、正孔注入層４中の電子輸送性材料の含有量よりも少ないことが好ましい。これにより、正孔輸送層５と発光層６との界面での電子の輸送・注入性を高めながらも、正孔輸送性の低下による発光素子１の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００５９】
正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５の平均厚さ（正孔注入層４および正孔輸送層５の合計厚さ）は、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるのが好ましく、３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であるのがより好ましく、３０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、駆動電圧を抑えつつ、電子による正孔注入層４および正孔輸送層５の劣化を防止することができる。また、発光素子１内に光の取出しを良好に行える光学的なギャップを容易に形成することができる。
これに対し、かかる平均厚さが前記下限値未満であると、正孔注入層４や正孔輸送層５の厚さや構成材料等によっては、正孔注入層４の正孔注入性や正孔輸送層の正孔輸送性が低下する傾向を示す。一方、かかる平均厚さが前記上限値を超えると、上記光学的なギャップの形成が難しくなり、また、発光素子１の駆動電圧が上昇する傾向を示す。
【００６０】
また、正孔輸送層５の平均厚さは、正孔注入層４中の平均厚さよりも厚いことが好ましい。これにより、正孔注入層４と正孔輸送層５の正孔輸送性の低下を抑制でき、発光素子１の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００６１】
（発光層）
この発光層６は、前述した陽極３と陰極９との間に通電することにより、発光するものである。
このような発光層６は、発光材料を含んで構成されている。
このような発光材料としては、特に限定されず、各種蛍光材料、各種燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
赤色の蛍光を発する蛍光材料としては、特に限定されず、例えば、下記式（３）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。
【００６２】
【化３】
【００６３】
赤色の燐光を発する燐光材料としては、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。
【００６４】
青色の蛍光を発する蛍光材料としては、特に限定されず、例えば、下記式（４）で表わされる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、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。
【００６５】
【化４】
【００６６】
青色の燐光を発する燐光材料としては、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。
【００６７】
緑色の蛍光を発する蛍光材料としては、特に限定されず、例えば、クマリン誘導体、下記式（５）で表わされる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）］、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。
【００６８】
【化５】
【００６９】
緑色の燐光を発する燐光材料としては、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。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。
【００７０】
黄色の蛍光を発する蛍光材料としては、例えば、ルブレン系材料等のナフタセン骨格を有する化合物であって、ナフタセンにアリール基（好ましくはフェニル基）が任意の位置で任意の数（好ましくは２〜６）置換された化合物、モノインデノペリレン誘導体等を用いることができる。
【００７１】
このような発光材料（蛍光材料や燐光材料）は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。２種以上の発光材料を組み合わせて用いる場合、発光層６は、含まれる発光材料が互い異なる複数の層（発光層）を積層した積層体の形態としてもよいし、複数種の発光材料を混合した混合材料で構成された層の形態としてもよい。なお、発光層６が複数の発光層で構成されている場合、発光層同士の間に発光に寄与しない層（中間層）が介在していてもよい。
【００７２】
また、発光層６の構成材料としては、前述したような発光材料に加えて、この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。このようなホスト材料は、例えば、ゲスト材料である発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープして用いることができる。
【００７３】
このようなホスト材料としては、用いる発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、発光材料が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、ナフタセン誘導体、下記式（６）で表わされる化合物、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（７）で表わされる化合物等のルブレ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。
【００７４】
【化６】
【００７５】
【化７】
【００７６】
また、発光材料が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もできる。
【００７７】
発光層６がホスト材料を含む場合、発光層６中における発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であるのがより好ましい。発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができる。
【００７８】
また、発光層６の平均厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ〜６０ｎｍ程度であるのが好ましく、３ｎｍ〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００７９】
（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発光層６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（８）で表わされるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）等の８−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、下記式（９）で表わされる化合物等の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、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。
【００８０】
【化８】
【００８１】
【化９】
【００８２】
また、電子輸送層７は、前述したような電子輸送性材料のうち２種以上を組み合わせて用いる場合、２種以上の電子輸送性材料を混合した混合材料で構成されていてもよいし、異なる電子輸送性材料で構成された複数の層を積層して構成されていてもよい。
電子輸送層７を異なる電子輸送性材料で構成された複数の層を積層して構成する場合、陽極側の層（第１の電子輸送層）の構成材料としては、発光層６に電子を注入することができるものであればよいが、例えば、アントラセン誘導体、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等を用いるのが好ましく、また、陰極側の層（第２の電子輸送層）の構成材料としては、電子注入層８が電子を受け取るとともに第１の電子輸送層へ電子を注入することができるものであればよいが、例えば、上記式（９）で表わされる化合物等のアザインドリジン誘導体、ピリジン誘導体、フェナントリン誘導体等を用いるのが好ましい。
【００８３】
また、前記第１の電子輸送層の平均厚さは、前記第２の電子輸送層の平均厚さよりも薄いのが好ましく、前記第２の電子輸送層の平均厚さに対して０．１倍以上０．４倍以下であるのがより好ましい。これにより、電子輸送層７の電子輸送性および電子注入性を優れたものとすることができる。
電子輸送層７の平均厚さは、特に限定されないが、０．５ｎｍ〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００８４】
（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。
【００８５】
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８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。
【００８６】
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。
【００８７】
電子注入層８の平均厚さは、特に限定されないが、０．１ｎｍ〜５００ｎｍ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、０．２ｎｍ〜１０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００８８】
（封止部材）
封止部材１０は、陽極３、積層体１４、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。
【００８９】
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１４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。
【００９０】
以上のように構成された発光素子１によれば、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層（有機層）４５が陽極３から発光層６へ効率的に正孔を輸送することができる。そのため、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
【００９１】
特に、発光素子１では、正孔注入層４および正孔輸送層５からなる機能層４５が電子輸送性材料を含むとともに陽極３および発光層６にそれぞれ接しているので、発光層６から正孔輸送層５内へ電子が侵入しても（注入されても）、その電子を正孔注入層４および正孔輸送層５が陽極３側へ速やかに輸送して通過させることができる。これにより、正孔注入層４および正孔輸送層５に電子が留まるのを防止し、その結果、正孔注入層４および正孔輸送層５が電子により劣化するのを防止することができる。また、正孔輸送層５中における電子輸送性材料の含有量を正孔注入層４中の電子輸送性材料の含有量よりも少なくすることで、正孔輸送性の低下による発光素子１の駆動電圧の上昇を抑制しながら、正孔輸送層５の電子による劣化を効果的に抑制することができる。そのため、高電流密度での電流で駆動する場合においても、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
【００９２】
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。
【００９３】
［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、スパッタリング法、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。
【００９４】
［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。
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。
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面を親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極３の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００Ｗ〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０ｍＬ／ｍｉｎ〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、基板２の温度７０℃〜９０℃程度とするのが好ましい。
【００９５】
［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。
【００９６】
［４］
次に、正孔輸送層５上に、発光層６を形成する。
発光層６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。
【００９７】
［５］
次に、発光層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。
【００９８】
［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。
【００９９】
［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。
【０１００】
［８］
次に、上記の工程を経て得られた陽極３、および積層体１４を覆うように封止部材１０を被せ、基板２に接合して発光素子１が得られる。
【０１０１】
以上説明したような発光素子１は、それぞれ、例えば、電子写真方式を採用するプリンター、複写機、ファクシミリ装置等の露光用ヘッドの光源、センサー用の光源、照明、ピコプロジェクター（ハンディプロジェクター）用の光源、スキャナー用の光源、反射型液晶表示装置のフロントライト用の光源等の発光装置として使用することができる。このような発光装置は、長寿命な発光素子を備えるので、信頼性に優れる。
【０１０２】
また、上述した発光素子１をマトリックス状に配置することにより、例えば、ディスプレイ装置（本発明の表示装置）を構成することができる。このような表示装置は、長期に亘り高品位な画像を表示し得るとともに、信頼性に優れる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
【０１０３】
また、本発明の発光素子、または表示装置を備える電子機器は、信頼性に優れる。
次に、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図２は、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図２に示すディスプレイ装置１００は、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、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。
【０１０４】
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ー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。
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。
【０１０５】
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）１４、陰極１３、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１３は、共通電極とされている。
図２における発光素子１Rは、白色発光するものである。例えば、発光素子１Rの発光層は、赤色に発光する発光層と青色に発光する発光層と緑色に発光する発光層とが積層された積層体、あるいは、青色に発光する発光層と黄色に発光する発光層とが積層された積層体で構成されている。
【０１０６】
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。
カラーフィルター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。
【０１０７】
カラーフィルター１９Rは、発光素子１Rからの白色光Ｗを赤色に変換するものである。また、カラーフィルター１９Gは、発光素子１Gからの白色光Ｗを緑色に変換するものである。また、カラーフィルター１９Bは、発光素子１Bからの白色光Ｗを青色に変換するものである。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で、フルカラー画像を表示することができる。
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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ーの構成を示す斜視図である。
図３において、パーソナルコンピューター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ー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。
【０１１０】
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。
図４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。
【０１１１】
図５は、本発明のディスプレイ装置を適用した電子機器としてのディジタルスチー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、ディジタルスチールカメラ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。
ディジタルスチールカメラ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ーとして機能する。
ディジタルスチールカメラ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。
【０１１２】
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）し得るメモリーが設置されている。
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、シャッターボタン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のメモリーに転送・格納される。
また、このディジタルスチールカメラ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にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター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のメモリーに格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
【０１１３】
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ー（モバイル型パーソナルコンピューター）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチールカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、ラップトップ型パーソナルコンピューター、カーナビゲーション装置、ページャー、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、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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ー、その他各種モニター類、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。
【０１１４】
以上、本発明の発光素子、発光装置、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【実施例】
【０１１５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【０１１６】
（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。
【０１１７】
＜２＞
次に、ＩＴＯ電極上に、前記式（１）で表わされるベンジジン誘導体（正孔注入性材料）と、下記式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）とを真空蒸着法により共蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの正孔注入層を形成した。
ここで、正孔注入層は、前記式（１）で表わされるベンジジン誘導体（正孔輸送性材料）と、前記式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）との混合材料で構成されていた。その混合比（重量比）は、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝４０：６０であった。
【０１１８】
【化１０】
【０１１９】
＜３＞
次に、正孔注入層上に、前記式（２）で表わされるベンジジン誘導体（正孔輸送性材料）と、前記式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）とを真空蒸着法により共蒸着させ、平均厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
ここで、正孔輸送層は、前記式（２）で表わされるベンジジン誘導体（正孔輸送性材料）と、前記式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）との混合材料で構成されていた。その混合比（重量比）は、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝６０：４０であった。
【０１２０】
＜４＞
次に、正孔輸送層上に、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４０ｎｍの赤色発光層（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（３）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を用い、ホスト材料として前記式（７）で表わ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。
【０１２１】
＜５＞
次に、赤色発光層上に、前記式（８）で表わされるトリス（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５ｎｍの第１の電子輸送層を形成した。
【０１２２】
＜６＞
次に、第１の電子輸送層上に、前記式（９）で表わされるアザインドリジン誘導体を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ２５ｎｍの第２の電子輸送層を形成した。
これにより、第１の電子輸送層および第２の電子輸送層が積層されてなる電子輸送層を得た。
【０１２３】
＜７＞
次に、電子輸送層の第２の電子輸送層上に、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。
【０１２４】
＜８＞
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。
【０１２５】
＜９＞
次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー（封止部材）を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
【０１２６】
（実施例２）
正孔注入層におけるベンジジン誘導体およびアントラセン誘導体の混合比（重量比）を、それぞれ、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝３０：７０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。
【０１２７】
（実施例３）
正孔注入層におけるベンジジン誘導体およびアントラセン誘導体の混合比（重量比）を、それぞれ、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝５０：５０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。
【０１２８】
（実施例４）
正孔輸送層におけるベンジジン誘導体およびアントラセン誘導体の混合比（重量比）を、それぞれ、（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝７０：３０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。
【０１２９】
（実施例５）
正孔注入層の平均厚みを５０ｎｍとし、正孔輸送層の平均厚さを２０ｎｍ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。
【０１３０】
（実施例６）
正孔注入層を前記化学式（２）で表わされるベンジジン誘導体（正孔輸送性材料）と、前記化学式（１０）で表わされるアントラセン誘導体（電子輸送性材料）とを（ベンジジン誘導体）：（アントラセン誘導体）＝４０：６０で真空蒸着法により共蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの正孔注入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。
【０１３１】
（比較例）
正孔注入層および正孔輸送層へのアントラセン誘導体（電子輸送性材料）の配合を省略した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
【０１３２】
２．評価
２−１．発光寿命の評価
各実施例および各比較例について、輝度計を用いて輝度を測定しながら、初期の輝度が６００００ｃｄ／ｍ2となるような電流密度で直流電源を用いて発光素子に定電流を流しつづけ、その間、輝度計を用いて輝度を測定し、その輝度が初期の輝度の９０％となる時間（ＬＴ９０）を測定した。そして、比較例におけるＬＴ９０の時間を１．００として規格化し、各比較例および各実施例のＬＴ９０の時間を相対的に評価した。
【０１３３】
２−２．発光効率の評価
各実施例および各比較例について、輝度計を用いて輝度を測定しながら、輝度が６００００ｃｄ／ｍ2となるように、直流電源を用いて発光素子に電流を流し、そのときの電流を測定した。また、このときの発光素子に印加された駆動電圧も同様にして測定した。
【０１３４】
２−３．発光バランスの評価
各実施例および各比較例について、輝度計を用いて輝度を測定しながら、輝度が６００００ｃｄ／ｍ2となるように、直流電源を用いて発光素子に電流を流し、そのときの色度を色度計を用いて測定した。
【０１３５】
図６は実施例と比較例の発光素子における正孔注入層および正孔輸送層の構成と、発光特性の評価結果を示す表である。上記の評価結果を図６の表１に示す。
【０１３６】
表１から明らかなように、各実施例の発光素子は、比較例の発光素子に比し、極めて長い寿命を有することが分かる。さらに、各実施例の発光素子は、比較例の発光素子と同等の駆動電圧、電流密度で発光させることができ、優れた発光効率を有する。また、実施例１〜５の各発光素子は、比較例と同等の色度で発光させることができ、所望の発光色が得られた。加えて実施例６のように、正孔注入層と正孔輸送層を同一の材料で構成した場合にも実施例１〜５と同様の効果が見られた。
【符号の説明】
【０１３７】
１、１R、１B、１G…発光素子 ２…基板 ３…陽極 ４…正孔注入層 ５…正孔注入層 ６…発光層 ７……電子輸送層 ８…電子注入層 ９…陰極 １０…封止部材 １４…積層体 １９B、１９G、１９R…カラーフィルター ４５…機能層 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ー 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ー 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…ディジタルスチールカメラ １３０２…ケース（ボディー） １３０４…受光ユニット １３０６…シャッターボタン 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…テレビモニター １４４０…パーソナルコンピューター。
【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た発光層と、
前記陽極と前記発光層との間に設けられた正孔を輸送する機能を有する有機層と、を有し、
前記有機層は、前記陽極に接して設けられ、正孔注入性材料を含む正孔注入層と、前記正孔注入層と前記発光層に接して設けられ、正孔輸送性材料を含む正孔輸送層と、を有し、
前記正孔注入層および前記正孔輸送層は、それぞれ、電子輸送性を有する電子輸送性材料を含んで構成され、
前記電子輸送性材料の含有量が前記正孔注入層と前記正孔輸送層とで異なることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記有機層は、電子をブロックする機能を有す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】
前記電子輸送性材料の含有量が前記正孔注入層よりも前記正孔輸送層の方が低いことを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記正孔輸送層の平均厚さが前記正孔注入層の平均厚さよりも厚いことを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記電子輸送性材料は、アセン系材料であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記有機層は、アミン系材料を含むことを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記有機層は、アセン系材料およびアミン系材料を混合した混合材料で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記アセン系材料は、アントラセン系材料およびナフタセン系材料のうちの少なくとも一方で構成されていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記正孔注入層と前記正孔輸送層に含有される正孔輸送性材料が同一であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記正孔注入層における前記電子輸送性材料の含有量、前記正孔輸送層における前記電子輸送性材料の含有量は、それぞれ３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記有機層の平均厚さは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか一項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１３】
請求項１２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１４】
請求項１３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】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、
前記陽極と前記発光層との間に設けられた正孔を輸送する機能を有する有機層と、を有し、
前記有機層は、前記陽極に接して設けられ、正孔注入性材料を含む正孔注入層と、前記正孔注入層と前記発光層に接して設けられ、正孔輸送性材料を含む正孔輸送層と、を有し、
前記正孔注入層および前記正孔輸送層は、それぞれ、電子輸送性を有する電子輸送性材料を含んで構成され、
前記電子輸送性材料の含有量が前記正孔注入層と前記正孔輸送層とで異なることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記有機層は、電子をブロックする機能を有す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】
前記電子輸送性材料の含有量が前記正孔注入層よりも前記正孔輸送層の方が低いことを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記正孔輸送層の平均厚さが前記正孔注入層の平均厚さよりも厚いことを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記電子輸送性材料は、アセン系材料であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記有機層は、アミン系材料を含むことを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記有機層は、アセン系材料およびアミン系材料を混合した混合材料で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記アセン系材料は、アントラセン系材料およびナフタセン系材料のうちの少なくとも一方で構成されていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記正孔注入層と前記正孔輸送層に含有される正孔輸送性材料が同一であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記正孔注入層における前記電子輸送性材料の含有量、前記正孔輸送層における前記電子輸送性材料の含有量は、それぞれ３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記有機層の平均厚さは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか一項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１３】
請求項１２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１４】
請求項１３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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８６２５８（Ｐ２０１２−１８６２５８Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７２７３（Ｐ２０１１−４７２７３）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【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２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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