発光素子および前記素子を用いた発光装置
【課題】幅広い波長領域にスペクトルを有する高効率な白色発光素子を提供する。また、白色の色度が経時変化しにくい白色発光素子を提供する。また、発光スペクトルの形状が電流密度に依存しにくい白色発光素子を提供する。
【解決手段】基板３００上に第１の発光素子３１０と第２の発光素子３２０が直列に積層されており、第１の発光素子３１０は、第１の陽極３１１と第１の陰極３１３の間に発光層３１２を有する構造であり、第２の発光素子３２０は、第２の陽極３２１と第２の陰極３２３の間に発光層３２２を有する構造である。ここで、発光層３１２は、青色〜青緑色の領域と黄色〜橙色の領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトル３３０を示し、発光層３２２は、青緑色〜緑色の領域と橙色〜赤色の領域の両方にピークを有する第２の発光スペクトル３４０を示す構成とする。
【解決手段】基板３００上に第１の発光素子３１０と第２の発光素子３２０が直列に積層されており、第１の発光素子３１０は、第１の陽極３１１と第１の陰極３１３の間に発光層３１２を有する構造であり、第２の発光素子３２０は、第２の陽極３２１と第２の陰極３２３の間に発光層３２２を有する構造である。ここで、発光層３１２は、青色〜青緑色の領域と黄色〜橙色の領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトル３３０を示し、発光層３２２は、青緑色〜緑色の領域と橙色〜赤色の領域の両方にピークを有する第２の発光スペクトル３４０を示す構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光性の有機化合物または無機化合物を有し、電圧を印加することにより発光する発光素子に関する。特に、白色発光を呈する発光素子、およびそれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子の一種として、発光性の有機化合物を用いた発光素子の研究開発が盛んに行われている。この発光素子の一般的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物または無機化合物を含む層（以下、「発光層」と記す）を挟んだものであり、素子に電圧を印加することにより一対の電極から電子およびホールがそれぞれ発光層に注入・輸送される。そして、それらキャリア（電子およびホール）が再結合することにより、発光性の有機化合物または無機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。
【０００４】
このような発光素子は通常、サブミクロン〜数ミクロン程度の薄膜で形成されるため、薄型軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの時間はせいぜいマイクロ秒あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。また、数ボルト〜数十ボルト程度の直流電圧で十分な発光が得られるため、消費電力も比較的少ない。これらの利点から、上述した発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。
【０００５】
また、このような発光素子においては、一対の電極および発光層を膜状に形成するため、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤ（点光源）、あるいは蛍光灯（線光源）などの光源では得難い特色であるため、上述した発光素子は照明等の光源としての利用価値も高い。
【０００６】
これらの応用分野を考えると、上述したような発光素子において、白色発光素子の開発は重要なテーマの一つと言える。十分な輝度、発光効率、素子寿命そして色度の白色発光素子が得られれば、それとカラーフィルターを組み合わせることにより良質なフルカラーディスプレイを作製できるし、また、バックライトや照明などの白色光源への応用も期待できるためである。
【０００７】
現在、白色発光素子としては、赤、緑、青（光の三原色）の各波長領域にピークを有する白色発光ではなく、補色の関係（例えば青色発光と黄橙色発光）を組み合わせた白色発光を示す発光素子（以下、「２波長型白色発光素子」と記す）が主流である（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】Ｃｈｉｓｈｉｏ Ｈｏｓｏｋａｗａ、外７名、ＳＩＤ ０１ ＤＩＧＥＳＴ、３１．３（ｐ．５２２−ｐ．５２５）（２００１）
【０００８】
非特許文献１においては、補色の関係にある２つの発光層が接するように積層することにより、白色発光を達成している。このような２波長型白色発光素子は、発光効率が高く、また比較的良好な素子寿命を得ることができる。非特許文献１においても、初期輝度４００ｃｄ／ｍ2で、輝度の半減期は１００００ｈｒという値を達成している。
【０００９】
しかしながら、２波長型白色発光素子は、ＣＩＥ色度座標上では良好な白色を得ることができるが、その発光スペクトルは連続的ではなく、補色の関係にある２つのピークしか有さない。従って、自然光に近いブロードな白色光を得ることは困難である。また、補色の一方のスペクトルが電流密度や点灯時間に依存して増減してしまうと、色度は白色から大きくずれてしまいやすい。また、補色の一方のスペクトルが増減すると、カラーフィルターと組み合わせたフルカラーディスプレイを考慮した場合、赤、緑、青のカラーフィルターの透過スペクトルと素子の発光スペクトルが合致せず、所望の色がでにくくなってしまう。
【００１０】
一方、上述のような２波長型白色発光素子ではなく、赤、緑、青の各波長領域にそれぞれピークを有する発光スペクトルを持つ白色発光素子（以下、「３波長型白色発光素子」と記す）の研究開発も進められている（例えば、非特許文献２および非特許文献３参照）。非特許文献２は赤、緑、青の３つの発光層を積層する構成であり、非特許文献３は１つの発光層の中に赤、緑、青の発光を示す発光材料を添加する構成である。
【非特許文献２】Ｊ．Ｋｉｄｏ、外２名、サイエンス、ｖｏｌ．２６７、１３３２−１３３４（１９９５）
【非特許文献３】Ｊ．Ｋｉｄｏ、外２名、アプライド フィジクス レターズ、Ｖｏｌ．６７（１６）、２２８１−２２８３（１９９５）
【００１１】
しかしながら、これらの３波長型白色発光素子は、発光効率や素子寿命の点で２波長型白色発光素子に及ばず、より大きな改善が必要である。また、非特許文献２でも示されているような素子は、流れる電流密度に依存してスペクトルが変化するなど、安定した白色光が得られない場合が多いことが知られている。
【００１２】
また、非特許文献１〜３とは異なる観点で、白色発光素子を得ようという試みもなされている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。これら特許文献１〜２は、複数の発光素子を直列に積層し、それぞれの発光素子からの発光を重ねることにより、高い電流効率（ある電流密度に対して得られる輝度）を得ようという試みである。そして、この時に異なる発光色の発光素子を直列に積層することにより、白色発光素子を得ることもできることが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２６４０８５
【特許文献２】特開２００３−２７２８６０
【００１３】
しかしながら、特許文献１〜２で開示されている手法では、例えば３波長型白色発光素子を得る場合は３つの素子を直列に積層する必要がある。つまり、幅広い波長領域にスペクトルを有する白色発光素子（異なる発光色が多数混ざった白色発光素子）を作製しようとすれば、その分、直列に積層する発光素子の数も大幅に増えてしまい、駆動電圧が何倍にもなってしまう。また、発光素子を数多く直列に積層するがために、積層した総膜厚が大きくなり、光学的な干渉を受けやすくなってしまうため、発光スペクトルを細かくチューニングすることが困難になる。
【００１４】
以上で述べたように、従来の２波長型白色発光素子は発光効率が高く素子寿命も良好であるが、幅広い波長領域にスペクトルを有さないという問題があり、また、それに付随して白色の色度が経時変化しやすい。また、従来の３波長型白色発光素子は発光効率が低く素子寿命も悪い上に、スペクトルの形状が電流密度に依存しやすいという問題点がある。さらに、特許文献１〜２で開示されている手法により幅広い波長領域にスペクトルを有する白色発光素子を得ようとすると、直列に積層する発光素子の数が大幅に増えてしまい、駆動電圧が大幅に上昇するため現実的ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで本発明では、幅広い波長領域にスペクトルを有する高効率な白色発光素子を提供することを課題とする。また、白色の色度が経時変化しにくい白色発光素子を提供することを課題とする。また、発光スペクトルの形状が電流密度に依存しにくい白色発光素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、２波長型白色発光素子のように２つのピークを有する発光スペクトルを示す発光素子と、その発光素子の発光スペクトルのピークとは異なる位置にピークを有する発光スペクトルを示すもう一つの発光素子とを、直列に積層し、その両方のスペクトルを重ね合わせた発光を得ることにより、課題を解決できることを見出した。この時、直列に積層する２つの素子は、いずれも２つのピークを有する発光スペクトルを示すことが好ましい。
【００１７】
従って本発明の構成は、第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記２つのピークとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示す発光素子である。
【００１８】
この時、前記第２の発光スペクトルは、少なくとも２つのピークを有することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の他の構成は、第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、補色の関係にある２種の発光色からなる第１の発光色を示し、他方は前記２種の発光色とは異なる第２の発光色を示し、前記第１の発光色と前記第２の発光色を合わせた発光を示す発光素子である。
【００２０】
この時、前記第２の発光色は、補色の関係にある２種の発光色からなり、その２種の発光色は前記第１の発光色で補色の関係にある２種の発光色とは異なることが好ましい。
【００２１】
なお、補色の関係としては、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域との組み合わせが好ましい。従って本発明の他の構成は、第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記第１の発光スペクトルとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示す発光素子である。
【００２２】
この時、前記第２の発光スペクトルは、前記第１の発光スペクトルとは異なる補色の関係となるように、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルであることが好ましい。
【００２３】
また、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルとしては、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域および５５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の両方にピークを有することが好ましい。従って本発明の他の構成は、第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域および５５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記第１の発光スペクトルのピークとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示す発光素子である。
【００２４】
この時、前記第２の発光スペクトルは、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有するように、４８０〜５５０ｎｍの波長領域および６００ｎｍ〜６８０ｎｍの波長領域の両方にピークを有することが好ましい。
【００２５】
なお、上述した本発明の構成においては、前記第１の発光層は、第３の発光層と、前記第３の発光層とは異なる発光色を示す第４の発光層と、を有することが好ましい。この時、前記第３の発光層と前記第４の発光層が互いに接して設けられている構成が、作製しやすく好適である。
【００２６】
また、上述した本発明の構成においては、前記第２の発光層は、第５の発光層と、前記第５の発光層とは異なる発光色を示す第６の発光層と、を有することが好ましい。この時、前記第５の発光層と前記第６の発光層が互いに接して設けられている構成が、作製しやすく好適である。
【００２７】
そして、以上で述べたような本発明の発光素子を用いて発光装置を作製することにより、幅広い波長領域にスペクトルを有する高効率な発光装置、色度が経時変化しにくい発光装置、あるいは発光スペクトルの形状が電流密度に依存しにくい発光装置を提供することができる。従って本発明では、本発明の発光素子を用いた発光装置も含むものとする。特に、本発明の発光素子は幅広い波長領域にスペクトルを有するため、発光装置としてはカラーフィルターをさらに有する発光装置や照明器具が好ましい。
【００２８】
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた発光体や画像表示デバイスなどを指す。また、発光素子にコネクター、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明を実施することで、幅広い波長領域にスペクトルを有する高効率な白色発光素子を提供することができる。また、白色の色度が経時変化しにくい白色発光素子を提供することができる。また、発光スペクトルの形状が電流密度に依存しにくい白色発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下では、本発明の実施形態について、基本的な構成、動作原理および具体的な構成例を挙げて詳細に説明する。なお、発光素子は、発光を取り出すために少なくともどちらか一方の電極が透明であれば良い。従って、基板上に透明な電極を形成し、基板側から光を取り出す従来の素子構造だけではなく、実際は、基板とは逆側から光を取りだす構造や、電極の両側から光を取り出す構造も適用可能である。
【００３１】
まず、本発明の発光素子の基本的な構成について、図１（ａ）を用いて説明する。図１（ａ）は、基板１００上に第１の発光素子１１０と第２の発光素子１２０が直列に積層された、本発明の発光素子の構成例である。第１の発光素子１１０は、第１の陽極１１１と第１の陰極１１３の間に第１の発光素子の発光層１１２を有する構造であり、また、第２の発光素子１２０は、第２の陽極１２１と第２の陰極１２３の間に第２の発光素子の発光層１２２を有する構造である。発光層１１２および１２２は、いずれも発光性の有機化合物を含む。
【００３２】
このような発光素子に対し、第１の陽極１１１側をプラスに、第２の陰極１２３側をマイナスにバイアスを印加すると、ある電流密度Ｊの電流が素子に流れる。この時、第１の陽極１１１から第１の発光素子の発光層１１２にホールが、第１の陰極１１３から第１の発光素子の発光層１１２に電子がそれぞれ注入され、再結合に至ることにより、第１の発光素子から第１の発光１３０が得られる。また、第２の陽極１２１から第２の発光素子の発光層１２２にホールが、第２の陰極１２３から第２の発光素子の発光層１２２に電子がそれぞれ注入され、再結合に至ることにより、第２の発光素子から第２の発光１４０が得られる。つまり、第１の発光素子１１０と第２の発光素子１２０の両方から発光が得られるわけである。
【００３３】
なお、回路的に見れば図１（ｂ）のようになり、第１の発光素子１１０および第２の発光素子１２０に共通の電流密度Ｊの電流が流れ、それぞれその電流密度Ｊに対応した輝度（図１（ｂ）ではそれぞれＬ１およびＬ２）で発光することになる。この時、図１（ａ）に示した例では、第１の陽極１１１、第１の陰極１１３、第２の陽極１２１を光透過性とすることにより、第１の発光１３０と第２の発光１４０の両方を取り出すことができる。
【００３４】
ここで、本発明においては、第１の発光１３０および第２の発光１４０のうちいずれか一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方はそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示すことが特徴である。例えば、第１の発光１３０が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、第２の発光１４０が橙色〜赤色の波長領域にピークを有する第２の発光スペクトルを示すような構成である（詳細は下記実施形態１にて説明する）。なお、青色〜青緑色の発光色と黄色〜橙色の発光色は、補色の関係にある発光色である。
【００３５】
発光性の有機化合物が電流によって励起されて発光に至る発光素子では、２つのピークを有する発光スペクトル（上述の例では第１の発光スペクトル）を示す発光を得るのは、従来技術の２波長型白色発光素子に代表されるように比較的容易である。しかしながら、３つ以上のピークを有する発光スペクトルを得る、あるいはブロードな発光スペクトルを得るというのは非常に困難である。その技術的課題を克服する手法が、本発明の構成である。すなわち、２波長型白色発光素子のような２つのピークを有する発光スペクトルを示す発光素子（上述の例では第１の発光素子）をベースに、それだけでは補完しきれない領域の発光スペクトルを有する発光素子を直列に積層し、発光を重ね合わせる構成である。この構成であれば、単に１つのピークしか有さない発光素子を直列に積層するよりは、積層する素子の数を減らすことができ、それに伴って駆動電圧の上昇を抑えることができるため有用である。また、図１（ｂ）で示したように、本発明の発光素子においては、ある電流密度Ｊに対して得られるＬ１の輝度とＬ２の輝度の両方を加算した輝度が得られるため、電流に対する輝度（すなわち電流効率）も高い値が得られる。
【００３６】
なお、上述の説明では、第１の発光素子１１０が、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトル示し、第２の発光素子１２０がそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示す場合を例に説明したが、それとは逆の構成であっても良い。すなわち、第１の発光素子１１０が前記第２の発光スペクトルを示し、第２の発光素子１２０が前記第１の発光スペクトルを示しても良い。また、図１（ａ）では第１の陽極１１１側に基板１００が設置されている構成としたが、逆に第２の陰極１２３側に設置されている構成であっても良い。さらに、図１（ａ）では第１の陽極１１１側から発光を取り出す構成としているが、図４（ａ）に示すように第２の陰極１２３側から発光を取り出す構成や、図４（ｂ）に示すようにその両方から発光を取り出す構成であっても良い。
【００３７】
以上では、発光層１１２及び発光層１２２に発光性の有機化合物を含む場合を説明したが、発光層は発光性の無機化合物を含んでも良い。つまり１１０と１２０を無機のＬＥＤとする。そして、第１の発光１３０および第２の発光１４０のうちいずれか一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方はそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示すことを特徴とする。例えば、第１の発光１３０が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、第２の発光１４０が橙色〜赤色の波長領域にピークを有する第２の発光スペクトルを示すような構成である。なお、第１の発光スペクトルが有する２つのピークに相当する発光色は補色の関係にある。また、第２の発光スペクトルも補色の関係にある２種の波長領域のそれぞれにピークを有してもよい。その場合は、第２の発光スペクトルは、第１の発光スペクトルを構成するピークとは異なる位置にあるピークを有するのが好ましい。つまり第１の発光を構成する２種の発光色と第２の発光を構成する２種の発光色は異なることが好ましい。
【００３８】
また、図１に示したような電流によって発光に至る発光素子だけでなく、無機ＥＬのような衝突励起型の発光素子においても、本願の概念は適用できる。
【００３９】
すなわち、２つの衝突励起型の発光素子を直列に接続する。そして、２つの衝突励起型の発光素子のうち一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方はそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示すことを特徴とする。第１の発光スペクトルが有する２つのピークに対応する発光色は補色の関係にある。また、第２の発光スペクトルも補色の関係にある２種の波長領域のそれぞれにピークを有してもよい。その場合は、第２の発光スペクトルは、第１の発光スペクトルを構成するピークとは異なる位置にあるピークを有するのが好ましい。つまり、２つの衝突励起型の発光素子のうち、一方の発光素子からの発光を構成する２種の発光色と、他方の発光素子からの発光を構成する２種の発光色は異なることが好ましい。
【００４０】
また、補色の関係としては、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域を例に説明したが、他の補色の関係（例えば、青緑色〜緑色の波長領域と橙色〜赤色の波長領域）を用いても良い。また、第１の発光素子の発光色と第２の発光素子の発光色において、それぞれ異なる補色の関係を適用することにより、非常にブロードな白色光を得ることができるため好ましい（詳細は下記実施形態２にて説明する）。
【００４１】
以上で述べたような構成とすることで、可視光領域の多くをカバーでき、高効率な白色光を容易に得ることができる。次に、以下では、発光色の組み合わせを考慮した構成例を挙げ、従来技術に対する利点を加えながら説明する。
【００４２】
［実施形態１］
図２（ａ）に素子構成を示した。図２（ａ）は、基板２００上に第１の発光素子２１０と第２の発光素子２２０が直列に積層された、本発明の発光素子の構成例である。第１の発光素子２１０は、第１の陽極２１１と第１の陰極２１３の間に第１の発光素子の発光層２１２を有する構造であり、また、第２の発光素子２２０は、第２の陽極２２１と第２の陰極２２３の間に第２の発光素子の発光層２２２を有する構造である。
【００４３】
ここで、第１の発光素子の発光層２１２は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１の発光層２１２−１と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２の発光層２１２−２とで構成されている。また、第２の発光素子の発光層２２２は橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す。なお、第１の発光層２１２−１と第２の発光層２１２−２は逆の積層順であっても良い。
【００４４】
このような発光素子に対し、第１の陽極２１１側をプラスに、第２の陰極２２３側をマイナスにバイアスを印加すると、第１の発光２３０と第２の発光２４０が得られる。第１の発光２３０は、第１の発光層２１２−１および第２の発光層２１２−２の両方からの発光を合わせたものであるので、図２（ｂ）に示す通り、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１の発光素子は２波長型の白色または白に近い発光色（青みがかった白、黄みがかった白等）を示すものである。また、第２の発光２４０は、図２（ｂ）に示す通り、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００４５】
したがって、本実施形態１における本発明の発光素子は、第１の発光２３０および第２の発光２４０が重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする発光が得られる。
【００４６】
第１の発光素子は、従来でもよく用いられる補色の関係を用いた２波長型白色発光素子と同様の構成であり、高輝度かつ素子寿命の良好な白色または白に近い発光色の発光素子を達成できるが、赤色の波長領域のスペクトルが貧弱であり、カラーフィルターを用いるフルカラーディスプレイには適さない。しかしながら、本実施形態１のような構成であれば、その課題を十分に克服できることがわかる。
【００４７】
また、例えば、第１の発光層２１２−１（青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す）の発光輝度が、経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、スペクトル全体に対する第１の発光層２１２−１の寄与は１／３程度であるため、色度のずれは比較的小さくて済むという利点もある。もし従来の２波長型白色発光素子のように、第１の発光素子２１０のみで構成される発光素子であれば、第１の発光層２１２−１の輝度変化は色度に大きな影響を及ぼしてしまう。
【００４８】
また、青色〜青緑色の波長領域の発光を示す発光素子と、黄色〜橙色の波長領域の発光を示す発光素子と、橙色〜赤色の波長領域の発光を示す発光素子と、３つの発光素子を直列に積層させても本実施形態１と同様な発光スペクトルを得ることはできるが、その場合の駆動電圧は２つの素子を直列に積層した本実施形態１の発光素子に比べ、概ね１．５倍以上になってしまう。
【００４９】
なお、上述の説明では、第１の発光素子２１０が２つの発光層（２１２−１と２１２−２）を有するために２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、第２の発光素子２２０はそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示す場合を例に説明したが、第２の発光素子２２０が前記第１の発光スペクトルを示す構成であっても良い。すなわち、第２の発光素子２２０が２つの発光層を有するために２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、第１の発光素子２１０がそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示す構成であっても良い。また、図２（ａ）では第１の陽極２１１側に基板２００が設置されている構成としたが、逆に第２の陰極２２３側に設置されている構成であっても良い。さらに、図２（ａ）では第１の陽極２１１側から発光を取り出す構成としているが、第２の陰極２２３側から発光を取り出す構成や、その両方から発光を取り出す構成であっても良い。
【００５０】
［実施形態２］
図３（ａ）に素子構成を示した。図３（ａ）は、基板３００上に第１の発光素子３１０と第２の発光素子３２０が直列に積層された、本発明の発光素子の構成例である。第１の発光素子３１０は、第１の陽極３１１と第１の陰極３１３の間に第１の発光素子の発光層３１２を有する構造であり、また、第２の発光素子３２０は、第２の陽極３２１と第２の陰極３２３の間に第２の発光素子の発光層３２２を有する構造である。
【００５１】
ここで、第１の発光素子の発光層３１２は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１の発光層３１２−１と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２の発光層３１２−２とで構成されている。また、第２の発光素子の発光層２２２は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３の発光層３２２−１と、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４の発光層３２２−２とで構成されている。なお、第１の発光層３１２−１と第２の発光層３１２−２は逆の積層順であっても良い。また、第３の発光層３２２−１と第４の発光層３２２−２は逆の積層順であっても良い。
【００５２】
このような発光素子に対し、第１の陽極３１１側をプラスに、第２の陰極３２３側をマイナスにバイアスを印加すると、第１の発光３３０と第２の発光３４０が得られる。第１の発光３３０は、第１の発光層３１２−１および第２の発光層３１２−２の両方からの発光を合わせたものであるので、図３（ｂ）に示す通り、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１の発光素子は２波長型の白色または白色に近い色の発光を示すものである。また、第２の発光３４０は、第３の発光層３２２−１および第４の発光層３２２−２の両方からの発光を合わせたものであるので、図３（ｂ）に示す通り、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第２の発光素子は、第１の発光素子とは異なる２波長型の白色または白色に近い色の発光を示すものである。
【００５３】
したがって、本実施形態２における本発明の発光素子は、第１の発光３３０および第２の発光３４０が重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする発光が得られる。
【００５４】
第１の発光素子３１０および第２の発光素子３２０はいずれも、従来でもよく用いられる補色の関係を用いた２波長型白色発光素子と同様の構成であり、高輝度かつ素子寿命の良好な白色または白色に近い色の発光素子を達成できるが、第１の発光素子３１０は主として青緑色〜緑色（特にエメラルドグリーン）の波長領域および橙色〜赤色の波長領域のスペクトルが貧弱であり、カラーフィルターを用いるフルカラーディスプレイには適さない。また、エメラルドグリーンの波長領域のスペクトルが小さく、色の鮮やかさにも欠ける。しかしながら、本実施形態１のような構成であれば、積層した第２の発光素子３２０の発光スペクトルによりその欠点を補完でき、課題を十分に克服できることがわかる。
【００５５】
また、例えば、第１の発光層３１２−１（青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す）の発光輝度が、経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、スペクトル全体に対する第１の発光層３１２−１の寄与は１／４程度であるため、色度のずれは比較的小さくて済むという利点もある。もし従来の２波長型白色発光素子のように、第１の発光素子３１０のみで構成される発光素子であれば、第１の発光層３１２−１の輝度変化は色度に大きな影響を及ぼしてしまう。
【００５６】
また、青色〜青緑色の波長領域の発光を示す発光素子と、青緑色〜緑色の波長領域の発光を示す発光素子と、黄色〜橙色の波長領域の発光を示す発光素子と、橙色〜赤色の波長領域の発光を示す発光素子と、４つの発光素子を直列に積層させても本実施形態２と同様な発光スペクトルを得ることはできるが、その場合の駆動電圧は２つの素子を直列に積層した本実施形態２の発光素子に比べ、概ね２倍以上にもなってしまう。
【００５７】
なお、上述の説明では、第１の発光素子３１０が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示し、第２の発光素子３２０は青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示す場合を例に説明したが、それぞれ逆の関係であっても良い。すなわち、第２の発光素子３２０が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示し、第１の発光素子３１０が青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示す構成であっても良い。また、図３（ａ）では第１の陽極３１１側に基板３００が設置されている構成としたが、逆に第２の陰極３２３側に設置されている構成であっても良い。さらに、図３（ａ）では第１の陽極３１１側から発光を取り出す構成としているが、第２の陰極３２３側から発光を取り出す構成や、その両方から発光を取り出す構成であっても良い。
【００５８】
［実施形態３］
次に、以下では、本発明の発光素子の構成、特に図１（ａ）における第１の発光素子１１０と第２の発光素子１２０に関し、用いることのできる材料や素子構造を説明する。本発明の発光素子は、少なくとも図１（ａ）に示した構成であればよいが、第１の陽極１１１と第１の発光素子の発光層１１２との間、および第２の陽極１２１と第２の発光素子の発光層１２２との間には、ホール注入層および／またはホール輸送層を挿入していても良い。また、第１の陰極１１３と第１の発光素子の発光層１１２との間、および第２の陰極１２３と第２の発光素子の発光層１２２との間には、電子注入層および／または電子輸送層を挿入していても良い。
【００５９】
なお、ホール注入層は陽極からホールを受け取る機能を示す層であり、ホール輸送層は発光層にホールを受け渡す機能を示す層である。また、電子注入層は陰極から電子を受け取る機能を示す層であり、電子輸送層は発光層に電子を受け渡す機能を示す層である。
【００６０】
まず、それら各層に用いることのできる材料を具体的に例示する。ただし、本発明に適用できる材料は、これらに限定されるものではない。
【００６１】
ホール注入層に用いることができるホール注入材料としては、フタロシアニン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（略称：Ｈ2−Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：Ｃｕ−Ｐｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等を用いることができる。また、導電性高分子化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸（略称：ＰＳＳ）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（略称：ＰＥＤＯＴ）やポリアニリン（略称：ＰＡｎｉ）などを用いることもできる。また、酸化モリブデン（ＭｏＯx）、酸化バナジウム（ＶＯx）、酸化ニッケル（ＮｉＯx）などの無機半導体の薄膜や、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などの無機絶縁体の超薄膜も有効である。また、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリル）アミノ）フェニル−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系化合物も用いることができる。さらに、それら芳香族アミン系化合物に対してアクセプタ性を示す物質を芳香族アミン系化合物に添加してもよく、具体的にはＶＯＰｃにアクセプタである２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ4−ＴＣＮＱ）を添加したものや、α−ＮＰＤにアクセプタであるＭｏＯxを添加したものを用いてもよい。
【００６２】
ホール輸送層に用いることができるホール輸送材料としては、芳香族アミン系化合物が好適であり、上述したＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ、ＤＮＴＰＤなどを用いることができる。
【００６３】
電子輸送層に用いることができる電子輸送材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）2）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などの金属錯体が挙げられる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（略称：ＴＰＢＩ）のようなイミダゾール誘導体、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。
【００６４】
電子注入層に用いることができる電子注入材料としては、上述したＡｌｑ3、Ａｌｍｑ3、ＢｅＢｑ2、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）2、Ｚｎ（ＢＴＺ）2、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＢＩ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなどの電子輸送材料を用いることができる。その他に、ＬｉＦ、ＣｓＦなどのアルカリ金属ハロゲン化物や、ＣａＦ2のようなアルカリ土類ハロゲン化物、Ｌｉ2Ｏなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の超薄膜がよく用いられる。また、リチウムアセチルアセトネート（略称：Ｌｉ（ａｃａｃ））や８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）などのアルカリ金属錯体も有効である。また、これら電子注入材料に対してドナー性を示す物質を電子注入材料に添加してもよく、ドナーとしてはアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属などを用いることができる。具体的にはＢＣＰにドナーであるリチウムを添加したものや、Ａｌｑ3にドナーであるリチウムを添加したものを用いることができる。
【００６５】
次に、第１の発光素子１１０や第２の発光素子１２０における発光層（１１２や１２２）の構成を説明する。まず、発光性の有機化合物として用いることのできる材料を列挙するが、本発明においてはこれらに限定されず、いかなる発光性の有機化合物を用いても良い。
【００６６】
例えば青色〜青緑色の発光は、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、９，１０−ジフェニルアントラセンなどをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）などのスチリルアリーレン誘導体や、９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−ｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）などのアントラセン誘導体から得ることができる。また、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）等のポリマーを用いても良い。
【００６７】
例えば青緑色〜緑色の発光は、クマリン３０、クマリン６などのクマリン系色素や、ビス［２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジナト］ピコリナトイリジウム（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（２−フェニルピリジナト）アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）2（ａｃａｃ））などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、上述のペリレンやＴＢＰを５ｗｔ％以上の高濃度で適当なホスト材料に分散させることによっても得られる。また、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＴＺ）2、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）クロロガリウム（Ｇａ（ｍｑ）2Ｃｌ）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。
【００６８】
例えば黄色〜橙色の発光は、ルブレン、４−（ジシアノメチレン）−２−［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−６−メチル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（９−ジュロリジル）エチニル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、ビス［２−（２−チエニル）ピリジナト］アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｔｈｐ）2（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト）アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｐｑ）2（ａｃａｃ））などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。ビス（８−キノキリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ2）やビス［２−シンナモイル−８−キノリノラト］亜鉛（略称：Ｚｎｓｑ2）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。
【００６９】
例えば橙色〜赤色の発光は、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［２−（ジュロリジン−９−イル）エチニル］−４Ｈ−ピランＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（９−ジュロリジル）エチニル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、ビス［２−（２−チエニル）ピリジナト］アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｔｈｐ）2（ａｃａｃ））、などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。ビス（８−キノキリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ2）やビス［２−シンナモイル−８−キノリノラト］亜鉛（略称：Ｚｎｓｑ2）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（３−アルキルチオフェン）等のポリマーを用いても良い。
【００７０】
なお、上記の構成において、適当なホスト材料としては、発光性の有機化合物よりも発光色が短波長のものであるか、またはエネルギーギャップの大きいものであればよい。具体的には、上述した例に代表されるホール輸送材料や電子輸送材料から適宜選択することができる。また、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）などを使用しても良い。
【００７１】
一方、本発明の発光素子における陽極（第１の陽極１１１および第２の陽極１２１）材料としては、仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。また、第１の陽極１１１から光を取り出す場合は、第１の陽極１１１はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物等の透明導電性材料を用いればよい。また、第１の陽極１１１側を遮光性とするのであれば、第１の陽極１１１はＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ等の単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を用いることができる。あるいは、Ｔｉ、Ａｌ等の反射性電極の上に上述した透明導電性材料を積層する方法でもよい。また、第２の陽極１２１は光透過性が必要であり、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電性材料の他、上述したホール輸送性の化合物（特に芳香族アミン系化合物）に対してアクセプタ性を示す物質をホール輸送性の化合物に添加した構成を用いても良い。具体的にはＶＯＰｃにアクセプタである２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ4−ＴＣＮＱ）を添加したものや、α−ＮＰＤにアクセプタであるＭｏＯxを添加したものを第２の陽極１２１として用いてもよい。
【００７２】
また、陰極（第１の陰極１１３および第２の陰極１２３）材料としては、仕事関数の小さい導電性材料を用いることが好ましく、具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉなど）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いて形成することもできる。また、ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ2、Ｌｉ2Ｏ等の電子注入層を用いる場合は、アルミニウム等の通常の導電性薄膜を用いることができる。また、第２の陰極１２３側を光の取り出し方向とする場合は、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属を含む超薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）との積層構造を用いればよい。あるいは、上述した電子輸送材料に対してドナー性を示す物質（アルカリ金属またはアルカリ土類金属など）を添加した構成を用い、その上に透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）を積層してもよい。また、第１の陰極１１３は光透過性が必要であり、上述した電子輸送材料に対してドナー性を示す物質（アルカリ金属またはアルカリ土類金属など）を電子輸送材料に添加した構成を用いても良い。具体的にはＢＣＰにドナーであるリチウムを添加したものや、Ａｌｑ3にドナーであるリチウムを添加したものを用いることができる。
【００７３】
なお、以上で述べた本発明の発光素子を作製するに当たっては、発光素子中の各層の積層法を限定されるものではない。積層が可能ならば、真空蒸着法やスピンコート法、インクジェット法、ディップコート法など、どの様な手法を選んでも良いものとする。
【００７４】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００７５】
本実施例では、本発明の発光素子の素子構造および作製方法について、図５を用いて具体的に説明する。
【００７６】
まず、１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が成膜されたガラス基板５００を用意する。成膜されたＩＴＯは、本実施例において第１の陽極５１１として作用する。
【００７７】
次に、第１の陽極５１１が形成されたガラス基板５００を、第１の陽極５１１が形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、真空蒸着法により、第１の陽極５１１上に膜厚が２０ｎｍとなるようにＣｕＰｃを成膜し、ホール注入層５１２を形成する。真空蒸着は、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源にＣｕＰｃを入れ、抵抗加熱法により蒸発させることによって行う。なお、本実施例においては、ホール注入層５１２はホール輸送層としても機能する。
【００７８】
次いで、ホール注入層５１２上に、第１の発光素子の発光層５１３を形成する。本実施例においては、第１の発光素子の発光層５１３は、第１の発光層５１３−１および第２の発光層５１３−２から構成されており、第１の発光層５１３−１と第２の発光層５１３−２とは互いに接している。
【００７９】
第１の発光層５１３−１はα−ＮＰＤとペリレンとを含む構成であり、α−ＮＰＤとペリレンとをそれぞれ蒸発源として用いた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にペリレンが３質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は３０ｎｍとする。この第１の発光層５１３−１においては、ペリレンが青色〜青緑色の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００８０】
また、第２の発光層５１３−２はＤＮＡとＤＣＭ２とを含む構成であり、ＤＮＡとＤＣＭ２とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＤＮＡ中にＤＣＭ２が０．１質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は３０ｎｍとする。この第２の発光層５１３−２においては、ＤＣＭ２が黄色〜橙色の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００８１】
次に、第１の発光素子の発光層５１３上に、膜厚が１０ｎｍとなるようにＢＣＰを成膜し、電子輸送層５１４を形成する。次いで、電子輸送層５１４上に、膜厚が２０ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子注入層５１５を形成する。これらの成膜に関しても、ホール注入層５１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００８２】
さらに、電子注入層５１５上に、第１の陰極５１６を形成する。第１の陰極５１６は、電子輸送性の化合物であるＢＣＰと、それに対してドナー性を示す物質であるリチウムとを含む構成であり、ＢＣＰとリチウムとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＢＣＰ中にリチウムが０．５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。
【００８３】
このようにして第１の発光素子５１０を形成した後、第２の発光素子５２０を直列に積層する。まず第２の陽極５２１は、ＭｏＯxを１０ｎｍの膜厚で成膜することにより形成する。成膜は、ホール注入層５１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００８４】
次に、第２の陽極５２１上に、膜厚が５０ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、ホール注入層５２２を形成する。なお、本実施例においては、ホール注入層５２２はホール輸送層としても機能する。成膜は、ホール注入層５１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００８５】
次いで、ホール注入層５２２上に、第２の発光素子の発光層５２３を形成する。第２の発光素子の発光層５２３はＣＢＰとＩｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ）とを含む構成であり、ＣＢＰとＩｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ）とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＣＢＰ中にＩｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ）が８質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は３０ｎｍとする。この第２の発光素子の発光層５２３においては、Ｉｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ）が、第１の発光素子の発光色とは異なる発光色を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００８６】
次に、第２の発光素子の発光層５２３上に、膜厚が１０ｎｍとなるようにＢＣＰを成膜し、電子輸送層５２４を形成する。次いで、電子輸送層５２４上に、膜厚が２０ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子注入層５２５を形成する。これらの成膜に関しても、ホール注入層５１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００８７】
さらに、電子注入層５２５上に、第２の陰極５２６を形成する。第２の陰極５２６は、電子輸送性の化合物であるＢＣＰと、それに対してドナー性を示す物質であるリチウムとを含む構成であり、ＢＣＰとリチウムとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＢＣＰ中にリチウムが０．５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。さらにＡｌを１５０ｎｍの膜厚で蒸着することにより、第２の陰極５２６とする。
【００８８】
以上のようにして形成された第１の発光素子５１０は、青色〜青緑色の発光を示す第１の発光層と黄色〜橙色の発光を示す第２の発光層を有しているため、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域の２箇所に発光スペクトルのピークを示す。また、第２の発光素子５２０は赤色の発光を示すため、第１の発光素子とは異なる位置にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００８９】
したがって、第１の発光素子５１０および第２の発光素子５２０を直列に積層した本実施例の発光素子は、第１の陽極５１１と第２の陰極５２６との間に電圧を印加することにより、青色〜青緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、そして赤色の波長領域を広範囲にカバーするブロードな白色発光が得られる。また、３つの発光色のうちいずれかの輝度が経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、スペクトルがブロードである影響で色度のずれは比較的小さい。
【実施例２】
【００９０】
本実施例では、本発明の発光素子の素子構造および作製方法について、図６を用いて具体的に説明する。
【００９１】
まず、１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が成膜されたガラス基板６００を用意する。成膜されたＩＴＯは、本実施例において第１の陽極６１１として作用する。
【００９２】
次に、第１の陽極６１１が形成されたガラス基板６００を、第１の陽極６１１が形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、真空蒸着法により、第１の陽極６１１上に膜厚が２０ｎｍとなるようにＤＮＴＰＤを成膜し、ホール注入層６１２を形成する。真空蒸着は、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源にＤＮＴＰＤを入れ、抵抗加熱法により蒸発させることによって行う。
【００９３】
次いで、ホール注入層６１２上に、膜厚が２０ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、ホール輸送層６１３を形成する。成膜は、ホール注入層６１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００９４】
次に、ホール輸送層６１３上に、第１の発光素子の発光層６１４を形成する。本実施例においては、第１の発光素子の発光層６１４は、第１の発光層６１４−１および第２の発光層６１４−２から構成されており、第１の発光層６１４−１と第２の発光層６１４−２とは互いに接している。
【００９５】
第１の発光層６１４−１はα−ＮＰＤとＴＢＰとを含む構成であり、α−ＮＰＤとＴＢＰとをそれぞれ蒸発源として用いた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にＴＢＰが１質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。この第１の発光層６１４−１においては、ＴＢＰが青色〜青緑色の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００９６】
また、第２の発光層６１４−２はα−ＮＰＤとＤＣＭ２とを含む構成であり、α−ＮＰＤとＤＣＭ２とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にＤＣＭ２が１質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。この第２の発光層６１４−２においては、ＤＣＭ２が黄色〜橙色の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００９７】
次に、第１の発光素子の発光層６１４上に、膜厚が２０ｎｍとなるようにＢＡｌｑを成膜し、電子輸送層６１５を形成する。次いで、電子輸送層６１５上に、膜厚が３０ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子注入層６１６を形成する。これらの成膜に関しても、ホール注入層６１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００９８】
さらに、電子注入層６１６上に、第１の陰極６１７を形成する。第１の陰極６１７は、電子輸送性の化合物であるＢＣＰと、それに対してドナー性を示す物質であるリチウムとを含む構成であり、ＢＣＰとリチウムとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＢＣＰ中にリチウムが０．５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。
【００９９】
このようにして第１の発光素子６１０を形成した後、第２の発光素子６２０を直列に積層する。まず第２の陽極６２１は、ホール輸送性の化合物であるα−ＮＰＤと、それに対してアクセプタ性を示す物質であるＭｏＯxとを含む構成であり、α−ＮＰＤとＭｏＯxとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にＭｏＯxが２５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は５０ｎｍとする。
【０１００】
次に、第２の陽極６２１上に膜厚が２５ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、ホール注入層６２２を形成する。成膜は、ホール注入層６１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。なお、本実施例においては、ホール注入層６２２はホール輸送層としても機能する。
【０１０１】
次いで、ホール注入層６２２上に、第２の発光素子の発光層６２３を形成する。本実施例においては、第２の発光素子の発光層６２３は、第３の発光層６２３−１および第４の発光層６２３−２から構成されており、第３の発光層６２３−１と第４の発光層６２３−２とは互いに接している。
【０１０２】
第３の発光層６２３−１はα−ＮＰＤとＢｉｓＤＣＭとを含む構成であり、α−ＮＰＤとＢｉｓＤＣＭとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にＢｉｓＤＣＭが２質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１５ｎｍとする。この第３の発光層６２３−１においては、ＢｉｓＤＣＭが橙色〜赤色（特に赤色）の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【０１０３】
また、第４の発光層６２３−２は、２０ｎｍの膜厚でＧａ（ｍｑ）2Ｃｌを成膜することにより形成する。成膜は、ホール注入層６２２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。この第４の発光層６２３−２においては、Ｇａ（ｍｑ）2Ｃｌが青緑色〜緑色（特にエメラルドグリーン）の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【０１０４】
次に、第２の発光素子の発光層６２３上に、膜厚が５５ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子注入層６２４を形成する。成膜は、ホール注入層６１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。なお、本実施例においては、電子注入層６２４は電子輸送層としても機能する。
【０１０５】
さらに、電子注入層６２４上に、第２の陰極６２５を形成する。第２の陰極６２５は、電子輸送性の化合物であるＢＣＰと、それに対してドナー性を示す物質であるリチウムとを含む構成であり、ＢＣＰとリチウムとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＢＣＰ中にリチウムが０．５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。さらにＡｌを１５０ｎｍの膜厚で蒸着することにより、第２の陰極６２５とする。
【０１０６】
以上のようにして形成された第１の発光素子６１０は、青色〜青緑色の発光を示す第１の発光層と黄色〜橙色の発光を示す第２の発光層を有しているため、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域の２箇所に発光スペクトルのピークを示す。また、第２の発光素子６２０は、青緑色〜緑色の発光を示す第３の発光層と橙色〜赤色の発光を示す第４の発光層を有しているため、青緑色〜緑色の波長領域と橙色〜赤色の波長領域の２箇所に発光スペクトルのピークを示す。
【０１０７】
したがって、第１の発光素子６１０および第２の発光素子６２０を直列に積層した本実施例の発光素子は、第１の陽極６１１と第２の陰極６２５との間に電圧を印加することにより、青色〜青緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、および青緑色〜緑色、橙色〜赤色の波長領域、すなわちほぼ可視光領域全般をカバーするブロードな白色発光が得られる。特に、第１の発光素子のみを使った白色では十分な輝度が得られないエメラルドグリーンと赤色の波長領域で、十分な輝度を達成できることが大きな利点である。また、４つの発光色のうちいずれかの輝度が経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、スペクトルがブロードである影響で色度のずれは比較的小さい。
【実施例３】
【０１０８】
本実施例では、本発明の発光素子を有する発光装置について図７を用いて説明する。なお、図７（Ａ）は発光装置を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された７０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、７０２は画素部、７０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、７０４は封止基板、７０５はシール材であり、シール材７０５で囲まれた内側である７０７は、空間になっている。
【０１０９】
なお、７０８はソース側駆動回路７０１及びゲート側駆動回路７０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）７０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１０】
次に、断面構造について図７（Ｂ）を用いて説明する。素子基板７１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路７０１と、画素部７０２が示されている。
【０１１１】
なお、ソース側駆動回路７０１はｎチャネル型ＴＦＴ７２３とｐチャネル型ＴＦＴ７２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成する回路は、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１１２】
また、画素部７０２はスイッチング用ＴＦＴ７１１と、電流制御用ＴＦＴ７１２とそのドレインに電気的に接続された陽極７１３とを含む複数の画素により形成される。なお、陽極７１３の端部を覆って絶縁物７１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１１３】
また、膜被覆性を良好なものとするため、絶縁物７１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物７１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物７１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物７１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化珪素、酸窒化珪素等、の両者を使用することができる。
【０１１４】
陽極７１３上には、本発明の発光素子７１５および陰極７１６がそれぞれ形成されている。ここで、陽極７１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜、ＩＴＳＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。また、陽極７１３をＩＴＯ膜とし、陽極７１３と接続する電流制御用ＴＦＴ７１２の配線を、窒化チタン、アルミニウムを主成分とする膜との積層構造、または窒化チタン膜、アルミニウムを主成分とする膜、窒化チタン膜との積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、ＩＴＯ膜との良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極７１３を陽極として機能させることができる。また、陽極７１３は、本発明の発光素子７１５における第１の陽極と同一の物質で形成されていても良い。もしくは、陽極７１３は発光素子７１５の第１の陽極と一体化されていても良い。
【０１１５】
また、本発明の発光素子７１５は、図１で示したような第１の発光素子１１０と第２の発光素子１２０を積層した構成であり、具体的には実施形態、実施例１および実施例２の如き構成である。
【０１１６】
さらに、陰極７１６に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ2、またはＣａＮ）を用いればよいが、これらに限定されることはなく、適切な電子注入材料を選択することにより、多様な導電膜を適用することができる。なお、本発明の発光素子７１５から出た光を陰極７１６を透過させる場合には、陰極７１６として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、ＩＴＳＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いる手法が考えられる。また、陰極７１６は、本発明の発光素子７１５における第２の陰極と同一の物質で形成されていても良い。もしくは、陰極７１６は発光素子７１５の第２の陰極と一体化されていても良い。
【０１１７】
さらにシール材７０５で封止基板７０４を素子基板７１０と貼り合わせることにより、素子基板７１０、封止基板７０４、およびシール材７０５で囲まれた空間７０７に発光素子７１５が備えられた構造になっている。なお、空間７０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材７０５で充填される構成も含むものとする。
【０１１８】
なお、シール材７０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板７０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１１９】
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【０１２０】
なお、本実施例に示す発光装置は、実施の形態、実施例１及び実施例２に示した発光素子の構成を自由に組み合わせて実施することが可能である。さらに本実施例に示す発光装置は、必要に応じてカラーフィルター等の色度変換膜を用いてもよい。
【実施例４】
【０１２１】
本実施例では、本発明の発光素子を有する発光装置を用いて完成させた様々な電気器具について、図８を用いて説明する。
【０１２２】
本発明の発光素子を有する形成される発光装置を用いて作製された電気器具として、テレビジョン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）、照明器具などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図８に示す。
【０１２３】
図８（Ａ）は表示装置であり、筐体８００１、支持台８００２、表示部８００３、スピーカー部８００４、ビデオ入力端子８００５等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部８００３に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。
【０１２４】
図８（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体８１０１、筐体８１０２、表示部８１０３、キーボード８１０４、外部接続ポート８１０５、ポインティングマウス８１０６等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部８１０３に用いることにより作製される。
【０１２５】
図８（Ｃ）はビデオカメラであり、本体８２０１、表示部８２０２、筐体８２０３、外部接続ポート８２０４、リモコン受信部８２０５、受像部８２０６、バッテリー８２０７、音声入力部８２０８、操作キー８２０９、接眼部８２１０等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部８２０２に用いることにより作製される。
【０１２６】
図８（Ｄ）は卓上照明器具であり、照明部８３０１、傘８３０２、可変アーム８３０３、支柱８３０４、台８３０５、電源８３０６を含む。本発明の発光素子を用いて形成される発光装置を照明部８３０１に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。
【０１２７】
ここで、図８（Ｅ）は携帯電話であり、本体８４０１、筐体８４０２、表示部８４０３、音声入力部８４０４、音声出力部８４０５、操作キー８４０６、外部接続ポート８４０７、アンテナ８４０８等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部８４０３に用いることにより作製される。
【０１２８】
以上のようにして、本発明の発光素子を用いた電気器具や照明器具を得ることができる。本発明の発光素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の発光素子の基本的概念を示す図。
【図２】本発明の発光素子の構成例を示す図。
【図３】本発明の発光素子の構成例を示す図。
【図４】本発明の発光素子の構成例を示す図。
【図５】実施例１における本発明の発光素子の構造を示す図。
【図６】実施例２における本発明の発光素子の構造を示す図。
【図７】本発明の発光素子を用いた発光装置の構造を示す図。
【図８】本発明の発光装置を用いた電気器具の例を示す図。
【符号の説明】
【０１３０】
１００ 基板
１１０ 第１の発光素子
１１１ 第１の陽極
１１２ 発光層
１１３ 第１の陰極
１２０ 第２の発光素子
１２１ 第２の陽極
１２２ 発光層
１２３ 第２の陰極
１３０ 第１の発光
１４０ 第２の発光
２００ 基板
２１０ 第１の発光素子
２１１ 第１の陽極
２１２ 発光層
２１３ 第１の陰極
２２０ 第２の発光素子
２２１ 第２の陽極
２２２ 発光層
２２３ 第２の陰極
２３０ 第１の発光
２４０ 第２の発光
３００ 基板
３１０ 第１の発光素子
３１１ 第１の陽極
３１２ 発光層
３１３ 第１の陰極
３２０ 第２の発光素子
３２１ 第２の陽極
３２２ 発光層
３２３ 第２の陰極
３３０ 第１の発光
３４０ 第２の発光
５００ ガラス基板
５１０ 第１の発光素子
５１１ 第１の陽極
５１２ ホール注入層
５１３ 発光層
５１４ 電子輸送層
５１５ 電子注入層
５１６ 第１の陰極
５２０ 第２の発光素子
５２１ 第２の陽極
５２２ ホール注入層
５２３ 発光層
５２４ 電子輸送層
５２５ 電子注入層
５２６ 第２の陰極
６００ ガラス基板
６１０ 第１の発光素子
６１１ 第１の陽極
６１２ ホール注入層
６１３ ホール輸送層
６１４ 発光層
６１５ 電子輸送層
６１６ 電子注入層
６１７ 第１の陰極
６２０ 第２の発光素子
６２１ 第２の陽極
６２２ ホール注入層
６２３ 発光層
６２４ 電子注入層
６２５ 第２の陰極
７０１ ソース側駆動回路
７０２ 画素部
７０３ ゲート側駆動回路
７０４ 封止基板
７０５ シール材
７０７ 空間
７０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
７１０ 素子基板
７１１ スイッチング用ＴＦＴ
７１２ 電流制御用ＴＦＴ
７１３ 陽極
７１４ 絶縁物
７１５ 発光素子
７１６ 陰極
７２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
７２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
８００３ 表示部
８００４ スピーカー部
８１０１ 本体
８１０２ 筐体
８１０３ 表示部
８１０５ 外部接続ポート
８２０２ 表示部
８２０３ 筐体
８２０４ 外部接続ポート
８２０５ リモコン受信部
８２０６ 受像部
８２０７ バッテリー
８２０８ 音声入力部
８４０１ 本体
８４０２ 筐体
８４０３ 表示部
８４０４ 音声入力部
８４０５ 音声出力部
８４０６ 操作キー
８４０７ 外部接続ポート
８４０８ アンテナ
２１２−１ 第１の発光層
２１２−２ 第２の発光層
３１２−１ 第１の発光層
３１２−２ 第２の発光層
３２２−１ 第３の発光層
３２２−２ 第４の発光層
５１３−１ 第１の発光層
５１３−２ 第２の発光層
６１４−１ 第１の発光層
６１４−２ 第２の発光層
６２３−１ 第３の発光層
６２３−２ 第４の発光層
８００１ 筐体
８００２ 支持台
８００５ ビデオ入力端子
８１０４ キーボード
８２０１ 本体
８２０９ 操作キー
８３０１ 照明部
８３０２ 傘
８３０３ 可変アーム
８３０４ 支柱
８３０５ 台
８３０６ 電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光性の有機化合物または無機化合物を有し、電圧を印加することにより発光する発光素子に関する。特に、白色発光を呈する発光素子、およびそれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子の一種として、発光性の有機化合物を用いた発光素子の研究開発が盛んに行われている。この発光素子の一般的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物または無機化合物を含む層（以下、「発光層」と記す）を挟んだものであり、素子に電圧を印加することにより一対の電極から電子およびホールがそれぞれ発光層に注入・輸送される。そして、それらキャリア（電子およびホール）が再結合することにより、発光性の有機化合物または無機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。
【０００４】
このような発光素子は通常、サブミクロン〜数ミクロン程度の薄膜で形成されるため、薄型軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの時間はせいぜいマイクロ秒あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。また、数ボルト〜数十ボルト程度の直流電圧で十分な発光が得られるため、消費電力も比較的少ない。これらの利点から、上述した発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。
【０００５】
また、このような発光素子においては、一対の電極および発光層を膜状に形成するため、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤ（点光源）、あるいは蛍光灯（線光源）などの光源では得難い特色であるため、上述した発光素子は照明等の光源としての利用価値も高い。
【０００６】
これらの応用分野を考えると、上述したような発光素子において、白色発光素子の開発は重要なテーマの一つと言える。十分な輝度、発光効率、素子寿命そして色度の白色発光素子が得られれば、それとカラーフィルターを組み合わせることにより良質なフルカラーディスプレイを作製できるし、また、バックライトや照明などの白色光源への応用も期待できるためである。
【０００７】
現在、白色発光素子としては、赤、緑、青（光の三原色）の各波長領域にピークを有する白色発光ではなく、補色の関係（例えば青色発光と黄橙色発光）を組み合わせた白色発光を示す発光素子（以下、「２波長型白色発光素子」と記す）が主流である（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】Ｃｈｉｓｈｉｏ Ｈｏｓｏｋａｗａ、外７名、ＳＩＤ ０１ ＤＩＧＥＳＴ、３１．３（ｐ．５２２−ｐ．５２５）（２００１）
【０００８】
非特許文献１においては、補色の関係にある２つの発光層が接するように積層することにより、白色発光を達成している。このような２波長型白色発光素子は、発光効率が高く、また比較的良好な素子寿命を得ることができる。非特許文献１においても、初期輝度４００ｃｄ／ｍ2で、輝度の半減期は１００００ｈｒという値を達成している。
【０００９】
しかしながら、２波長型白色発光素子は、ＣＩＥ色度座標上では良好な白色を得ることができるが、その発光スペクトルは連続的ではなく、補色の関係にある２つのピークしか有さない。従って、自然光に近いブロードな白色光を得ることは困難である。また、補色の一方のスペクトルが電流密度や点灯時間に依存して増減してしまうと、色度は白色から大きくずれてしまいやすい。また、補色の一方のスペクトルが増減すると、カラーフィルターと組み合わせたフルカラーディスプレイを考慮した場合、赤、緑、青のカラーフィルターの透過スペクトルと素子の発光スペクトルが合致せず、所望の色がでにくくなってしまう。
【００１０】
一方、上述のような２波長型白色発光素子ではなく、赤、緑、青の各波長領域にそれぞれピークを有する発光スペクトルを持つ白色発光素子（以下、「３波長型白色発光素子」と記す）の研究開発も進められている（例えば、非特許文献２および非特許文献３参照）。非特許文献２は赤、緑、青の３つの発光層を積層する構成であり、非特許文献３は１つの発光層の中に赤、緑、青の発光を示す発光材料を添加する構成である。
【非特許文献２】Ｊ．Ｋｉｄｏ、外２名、サイエンス、ｖｏｌ．２６７、１３３２−１３３４（１９９５）
【非特許文献３】Ｊ．Ｋｉｄｏ、外２名、アプライド フィジクス レターズ、Ｖｏｌ．６７（１６）、２２８１−２２８３（１９９５）
【００１１】
しかしながら、これらの３波長型白色発光素子は、発光効率や素子寿命の点で２波長型白色発光素子に及ばず、より大きな改善が必要である。また、非特許文献２でも示されているような素子は、流れる電流密度に依存してスペクトルが変化するなど、安定した白色光が得られない場合が多いことが知られている。
【００１２】
また、非特許文献１〜３とは異なる観点で、白色発光素子を得ようという試みもなされている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。これら特許文献１〜２は、複数の発光素子を直列に積層し、それぞれの発光素子からの発光を重ねることにより、高い電流効率（ある電流密度に対して得られる輝度）を得ようという試みである。そして、この時に異なる発光色の発光素子を直列に積層することにより、白色発光素子を得ることもできることが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２６４０８５
【特許文献２】特開２００３−２７２８６０
【００１３】
しかしながら、特許文献１〜２で開示されている手法では、例えば３波長型白色発光素子を得る場合は３つの素子を直列に積層する必要がある。つまり、幅広い波長領域にスペクトルを有する白色発光素子（異なる発光色が多数混ざった白色発光素子）を作製しようとすれば、その分、直列に積層する発光素子の数も大幅に増えてしまい、駆動電圧が何倍にもなってしまう。また、発光素子を数多く直列に積層するがために、積層した総膜厚が大きくなり、光学的な干渉を受けやすくなってしまうため、発光スペクトルを細かくチューニングすることが困難になる。
【００１４】
以上で述べたように、従来の２波長型白色発光素子は発光効率が高く素子寿命も良好であるが、幅広い波長領域にスペクトルを有さないという問題があり、また、それに付随して白色の色度が経時変化しやすい。また、従来の３波長型白色発光素子は発光効率が低く素子寿命も悪い上に、スペクトルの形状が電流密度に依存しやすいという問題点がある。さらに、特許文献１〜２で開示されている手法により幅広い波長領域にスペクトルを有する白色発光素子を得ようとすると、直列に積層する発光素子の数が大幅に増えてしまい、駆動電圧が大幅に上昇するため現実的ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで本発明では、幅広い波長領域にスペクトルを有する高効率な白色発光素子を提供することを課題とする。また、白色の色度が経時変化しにくい白色発光素子を提供することを課題とする。また、発光スペクトルの形状が電流密度に依存しにくい白色発光素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、２波長型白色発光素子のように２つのピークを有する発光スペクトルを示す発光素子と、その発光素子の発光スペクトルのピークとは異なる位置にピークを有する発光スペクトルを示すもう一つの発光素子とを、直列に積層し、その両方のスペクトルを重ね合わせた発光を得ることにより、課題を解決できることを見出した。この時、直列に積層する２つの素子は、いずれも２つのピークを有する発光スペクトルを示すことが好ましい。
【００１７】
従って本発明の構成は、第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記２つのピークとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示す発光素子である。
【００１８】
この時、前記第２の発光スペクトルは、少なくとも２つのピークを有することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の他の構成は、第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、補色の関係にある２種の発光色からなる第１の発光色を示し、他方は前記２種の発光色とは異なる第２の発光色を示し、前記第１の発光色と前記第２の発光色を合わせた発光を示す発光素子である。
【００２０】
この時、前記第２の発光色は、補色の関係にある２種の発光色からなり、その２種の発光色は前記第１の発光色で補色の関係にある２種の発光色とは異なることが好ましい。
【００２１】
なお、補色の関係としては、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域との組み合わせが好ましい。従って本発明の他の構成は、第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記第１の発光スペクトルとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示す発光素子である。
【００２２】
この時、前記第２の発光スペクトルは、前記第１の発光スペクトルとは異なる補色の関係となるように、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルであることが好ましい。
【００２３】
また、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルとしては、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域および５５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の両方にピークを有することが好ましい。従って本発明の他の構成は、第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域および５５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記第１の発光スペクトルのピークとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示す発光素子である。
【００２４】
この時、前記第２の発光スペクトルは、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有するように、４８０〜５５０ｎｍの波長領域および６００ｎｍ〜６８０ｎｍの波長領域の両方にピークを有することが好ましい。
【００２５】
なお、上述した本発明の構成においては、前記第１の発光層は、第３の発光層と、前記第３の発光層とは異なる発光色を示す第４の発光層と、を有することが好ましい。この時、前記第３の発光層と前記第４の発光層が互いに接して設けられている構成が、作製しやすく好適である。
【００２６】
また、上述した本発明の構成においては、前記第２の発光層は、第５の発光層と、前記第５の発光層とは異なる発光色を示す第６の発光層と、を有することが好ましい。この時、前記第５の発光層と前記第６の発光層が互いに接して設けられている構成が、作製しやすく好適である。
【００２７】
そして、以上で述べたような本発明の発光素子を用いて発光装置を作製することにより、幅広い波長領域にスペクトルを有する高効率な発光装置、色度が経時変化しにくい発光装置、あるいは発光スペクトルの形状が電流密度に依存しにくい発光装置を提供することができる。従って本発明では、本発明の発光素子を用いた発光装置も含むものとする。特に、本発明の発光素子は幅広い波長領域にスペクトルを有するため、発光装置としてはカラーフィルターをさらに有する発光装置や照明器具が好ましい。
【００２８】
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた発光体や画像表示デバイスなどを指す。また、発光素子にコネクター、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明を実施することで、幅広い波長領域にスペクトルを有する高効率な白色発光素子を提供することができる。また、白色の色度が経時変化しにくい白色発光素子を提供することができる。また、発光スペクトルの形状が電流密度に依存しにくい白色発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下では、本発明の実施形態について、基本的な構成、動作原理および具体的な構成例を挙げて詳細に説明する。なお、発光素子は、発光を取り出すために少なくともどちらか一方の電極が透明であれば良い。従って、基板上に透明な電極を形成し、基板側から光を取り出す従来の素子構造だけではなく、実際は、基板とは逆側から光を取りだす構造や、電極の両側から光を取り出す構造も適用可能である。
【００３１】
まず、本発明の発光素子の基本的な構成について、図１（ａ）を用いて説明する。図１（ａ）は、基板１００上に第１の発光素子１１０と第２の発光素子１２０が直列に積層された、本発明の発光素子の構成例である。第１の発光素子１１０は、第１の陽極１１１と第１の陰極１１３の間に第１の発光素子の発光層１１２を有する構造であり、また、第２の発光素子１２０は、第２の陽極１２１と第２の陰極１２３の間に第２の発光素子の発光層１２２を有する構造である。発光層１１２および１２２は、いずれも発光性の有機化合物を含む。
【００３２】
このような発光素子に対し、第１の陽極１１１側をプラスに、第２の陰極１２３側をマイナスにバイアスを印加すると、ある電流密度Ｊの電流が素子に流れる。この時、第１の陽極１１１から第１の発光素子の発光層１１２にホールが、第１の陰極１１３から第１の発光素子の発光層１１２に電子がそれぞれ注入され、再結合に至ることにより、第１の発光素子から第１の発光１３０が得られる。また、第２の陽極１２１から第２の発光素子の発光層１２２にホールが、第２の陰極１２３から第２の発光素子の発光層１２２に電子がそれぞれ注入され、再結合に至ることにより、第２の発光素子から第２の発光１４０が得られる。つまり、第１の発光素子１１０と第２の発光素子１２０の両方から発光が得られるわけである。
【００３３】
なお、回路的に見れば図１（ｂ）のようになり、第１の発光素子１１０および第２の発光素子１２０に共通の電流密度Ｊの電流が流れ、それぞれその電流密度Ｊに対応した輝度（図１（ｂ）ではそれぞれＬ１およびＬ２）で発光することになる。この時、図１（ａ）に示した例では、第１の陽極１１１、第１の陰極１１３、第２の陽極１２１を光透過性とすることにより、第１の発光１３０と第２の発光１４０の両方を取り出すことができる。
【００３４】
ここで、本発明においては、第１の発光１３０および第２の発光１４０のうちいずれか一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方はそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示すことが特徴である。例えば、第１の発光１３０が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、第２の発光１４０が橙色〜赤色の波長領域にピークを有する第２の発光スペクトルを示すような構成である（詳細は下記実施形態１にて説明する）。なお、青色〜青緑色の発光色と黄色〜橙色の発光色は、補色の関係にある発光色である。
【００３５】
発光性の有機化合物が電流によって励起されて発光に至る発光素子では、２つのピークを有する発光スペクトル（上述の例では第１の発光スペクトル）を示す発光を得るのは、従来技術の２波長型白色発光素子に代表されるように比較的容易である。しかしながら、３つ以上のピークを有する発光スペクトルを得る、あるいはブロードな発光スペクトルを得るというのは非常に困難である。その技術的課題を克服する手法が、本発明の構成である。すなわち、２波長型白色発光素子のような２つのピークを有する発光スペクトルを示す発光素子（上述の例では第１の発光素子）をベースに、それだけでは補完しきれない領域の発光スペクトルを有する発光素子を直列に積層し、発光を重ね合わせる構成である。この構成であれば、単に１つのピークしか有さない発光素子を直列に積層するよりは、積層する素子の数を減らすことができ、それに伴って駆動電圧の上昇を抑えることができるため有用である。また、図１（ｂ）で示したように、本発明の発光素子においては、ある電流密度Ｊに対して得られるＬ１の輝度とＬ２の輝度の両方を加算した輝度が得られるため、電流に対する輝度（すなわち電流効率）も高い値が得られる。
【００３６】
なお、上述の説明では、第１の発光素子１１０が、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトル示し、第２の発光素子１２０がそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示す場合を例に説明したが、それとは逆の構成であっても良い。すなわち、第１の発光素子１１０が前記第２の発光スペクトルを示し、第２の発光素子１２０が前記第１の発光スペクトルを示しても良い。また、図１（ａ）では第１の陽極１１１側に基板１００が設置されている構成としたが、逆に第２の陰極１２３側に設置されている構成であっても良い。さらに、図１（ａ）では第１の陽極１１１側から発光を取り出す構成としているが、図４（ａ）に示すように第２の陰極１２３側から発光を取り出す構成や、図４（ｂ）に示すようにその両方から発光を取り出す構成であっても良い。
【００３７】
以上では、発光層１１２及び発光層１２２に発光性の有機化合物を含む場合を説明したが、発光層は発光性の無機化合物を含んでも良い。つまり１１０と１２０を無機のＬＥＤとする。そして、第１の発光１３０および第２の発光１４０のうちいずれか一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方はそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示すことを特徴とする。例えば、第１の発光１３０が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、第２の発光１４０が橙色〜赤色の波長領域にピークを有する第２の発光スペクトルを示すような構成である。なお、第１の発光スペクトルが有する２つのピークに相当する発光色は補色の関係にある。また、第２の発光スペクトルも補色の関係にある２種の波長領域のそれぞれにピークを有してもよい。その場合は、第２の発光スペクトルは、第１の発光スペクトルを構成するピークとは異なる位置にあるピークを有するのが好ましい。つまり第１の発光を構成する２種の発光色と第２の発光を構成する２種の発光色は異なることが好ましい。
【００３８】
また、図１に示したような電流によって発光に至る発光素子だけでなく、無機ＥＬのような衝突励起型の発光素子においても、本願の概念は適用できる。
【００３９】
すなわち、２つの衝突励起型の発光素子を直列に接続する。そして、２つの衝突励起型の発光素子のうち一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方はそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示すことを特徴とする。第１の発光スペクトルが有する２つのピークに対応する発光色は補色の関係にある。また、第２の発光スペクトルも補色の関係にある２種の波長領域のそれぞれにピークを有してもよい。その場合は、第２の発光スペクトルは、第１の発光スペクトルを構成するピークとは異なる位置にあるピークを有するのが好ましい。つまり、２つの衝突励起型の発光素子のうち、一方の発光素子からの発光を構成する２種の発光色と、他方の発光素子からの発光を構成する２種の発光色は異なることが好ましい。
【００４０】
また、補色の関係としては、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域を例に説明したが、他の補色の関係（例えば、青緑色〜緑色の波長領域と橙色〜赤色の波長領域）を用いても良い。また、第１の発光素子の発光色と第２の発光素子の発光色において、それぞれ異なる補色の関係を適用することにより、非常にブロードな白色光を得ることができるため好ましい（詳細は下記実施形態２にて説明する）。
【００４１】
以上で述べたような構成とすることで、可視光領域の多くをカバーでき、高効率な白色光を容易に得ることができる。次に、以下では、発光色の組み合わせを考慮した構成例を挙げ、従来技術に対する利点を加えながら説明する。
【００４２】
［実施形態１］
図２（ａ）に素子構成を示した。図２（ａ）は、基板２００上に第１の発光素子２１０と第２の発光素子２２０が直列に積層された、本発明の発光素子の構成例である。第１の発光素子２１０は、第１の陽極２１１と第１の陰極２１３の間に第１の発光素子の発光層２１２を有する構造であり、また、第２の発光素子２２０は、第２の陽極２２１と第２の陰極２２３の間に第２の発光素子の発光層２２２を有する構造である。
【００４３】
ここで、第１の発光素子の発光層２１２は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１の発光層２１２−１と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２の発光層２１２−２とで構成されている。また、第２の発光素子の発光層２２２は橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す。なお、第１の発光層２１２−１と第２の発光層２１２−２は逆の積層順であっても良い。
【００４４】
このような発光素子に対し、第１の陽極２１１側をプラスに、第２の陰極２２３側をマイナスにバイアスを印加すると、第１の発光２３０と第２の発光２４０が得られる。第１の発光２３０は、第１の発光層２１２−１および第２の発光層２１２−２の両方からの発光を合わせたものであるので、図２（ｂ）に示す通り、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１の発光素子は２波長型の白色または白に近い発光色（青みがかった白、黄みがかった白等）を示すものである。また、第２の発光２４０は、図２（ｂ）に示す通り、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００４５】
したがって、本実施形態１における本発明の発光素子は、第１の発光２３０および第２の発光２４０が重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする発光が得られる。
【００４６】
第１の発光素子は、従来でもよく用いられる補色の関係を用いた２波長型白色発光素子と同様の構成であり、高輝度かつ素子寿命の良好な白色または白に近い発光色の発光素子を達成できるが、赤色の波長領域のスペクトルが貧弱であり、カラーフィルターを用いるフルカラーディスプレイには適さない。しかしながら、本実施形態１のような構成であれば、その課題を十分に克服できることがわかる。
【００４７】
また、例えば、第１の発光層２１２−１（青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す）の発光輝度が、経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、スペクトル全体に対する第１の発光層２１２−１の寄与は１／３程度であるため、色度のずれは比較的小さくて済むという利点もある。もし従来の２波長型白色発光素子のように、第１の発光素子２１０のみで構成される発光素子であれば、第１の発光層２１２−１の輝度変化は色度に大きな影響を及ぼしてしまう。
【００４８】
また、青色〜青緑色の波長領域の発光を示す発光素子と、黄色〜橙色の波長領域の発光を示す発光素子と、橙色〜赤色の波長領域の発光を示す発光素子と、３つの発光素子を直列に積層させても本実施形態１と同様な発光スペクトルを得ることはできるが、その場合の駆動電圧は２つの素子を直列に積層した本実施形態１の発光素子に比べ、概ね１．５倍以上になってしまう。
【００４９】
なお、上述の説明では、第１の発光素子２１０が２つの発光層（２１２−１と２１２−２）を有するために２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、第２の発光素子２２０はそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示す場合を例に説明したが、第２の発光素子２２０が前記第１の発光スペクトルを示す構成であっても良い。すなわち、第２の発光素子２２０が２つの発光層を有するために２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、第１の発光素子２１０がそれと異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示す構成であっても良い。また、図２（ａ）では第１の陽極２１１側に基板２００が設置されている構成としたが、逆に第２の陰極２２３側に設置されている構成であっても良い。さらに、図２（ａ）では第１の陽極２１１側から発光を取り出す構成としているが、第２の陰極２２３側から発光を取り出す構成や、その両方から発光を取り出す構成であっても良い。
【００５０】
［実施形態２］
図３（ａ）に素子構成を示した。図３（ａ）は、基板３００上に第１の発光素子３１０と第２の発光素子３２０が直列に積層された、本発明の発光素子の構成例である。第１の発光素子３１０は、第１の陽極３１１と第１の陰極３１３の間に第１の発光素子の発光層３１２を有する構造であり、また、第２の発光素子３２０は、第２の陽極３２１と第２の陰極３２３の間に第２の発光素子の発光層３２２を有する構造である。
【００５１】
ここで、第１の発光素子の発光層３１２は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１の発光層３１２−１と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２の発光層３１２−２とで構成されている。また、第２の発光素子の発光層２２２は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３の発光層３２２−１と、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４の発光層３２２−２とで構成されている。なお、第１の発光層３１２−１と第２の発光層３１２−２は逆の積層順であっても良い。また、第３の発光層３２２−１と第４の発光層３２２−２は逆の積層順であっても良い。
【００５２】
このような発光素子に対し、第１の陽極３１１側をプラスに、第２の陰極３２３側をマイナスにバイアスを印加すると、第１の発光３３０と第２の発光３４０が得られる。第１の発光３３０は、第１の発光層３１２−１および第２の発光層３１２−２の両方からの発光を合わせたものであるので、図３（ｂ）に示す通り、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１の発光素子は２波長型の白色または白色に近い色の発光を示すものである。また、第２の発光３４０は、第３の発光層３２２−１および第４の発光層３２２−２の両方からの発光を合わせたものであるので、図３（ｂ）に示す通り、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第２の発光素子は、第１の発光素子とは異なる２波長型の白色または白色に近い色の発光を示すものである。
【００５３】
したがって、本実施形態２における本発明の発光素子は、第１の発光３３０および第２の発光３４０が重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする発光が得られる。
【００５４】
第１の発光素子３１０および第２の発光素子３２０はいずれも、従来でもよく用いられる補色の関係を用いた２波長型白色発光素子と同様の構成であり、高輝度かつ素子寿命の良好な白色または白色に近い色の発光素子を達成できるが、第１の発光素子３１０は主として青緑色〜緑色（特にエメラルドグリーン）の波長領域および橙色〜赤色の波長領域のスペクトルが貧弱であり、カラーフィルターを用いるフルカラーディスプレイには適さない。また、エメラルドグリーンの波長領域のスペクトルが小さく、色の鮮やかさにも欠ける。しかしながら、本実施形態１のような構成であれば、積層した第２の発光素子３２０の発光スペクトルによりその欠点を補完でき、課題を十分に克服できることがわかる。
【００５５】
また、例えば、第１の発光層３１２−１（青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す）の発光輝度が、経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、スペクトル全体に対する第１の発光層３１２−１の寄与は１／４程度であるため、色度のずれは比較的小さくて済むという利点もある。もし従来の２波長型白色発光素子のように、第１の発光素子３１０のみで構成される発光素子であれば、第１の発光層３１２−１の輝度変化は色度に大きな影響を及ぼしてしまう。
【００５６】
また、青色〜青緑色の波長領域の発光を示す発光素子と、青緑色〜緑色の波長領域の発光を示す発光素子と、黄色〜橙色の波長領域の発光を示す発光素子と、橙色〜赤色の波長領域の発光を示す発光素子と、４つの発光素子を直列に積層させても本実施形態２と同様な発光スペクトルを得ることはできるが、その場合の駆動電圧は２つの素子を直列に積層した本実施形態２の発光素子に比べ、概ね２倍以上にもなってしまう。
【００５７】
なお、上述の説明では、第１の発光素子３１０が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示し、第２の発光素子３２０は青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示す場合を例に説明したが、それぞれ逆の関係であっても良い。すなわち、第２の発光素子３２０が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示し、第１の発光素子３１０が青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示す構成であっても良い。また、図３（ａ）では第１の陽極３１１側に基板３００が設置されている構成としたが、逆に第２の陰極３２３側に設置されている構成であっても良い。さらに、図３（ａ）では第１の陽極３１１側から発光を取り出す構成としているが、第２の陰極３２３側から発光を取り出す構成や、その両方から発光を取り出す構成であっても良い。
【００５８】
［実施形態３］
次に、以下では、本発明の発光素子の構成、特に図１（ａ）における第１の発光素子１１０と第２の発光素子１２０に関し、用いることのできる材料や素子構造を説明する。本発明の発光素子は、少なくとも図１（ａ）に示した構成であればよいが、第１の陽極１１１と第１の発光素子の発光層１１２との間、および第２の陽極１２１と第２の発光素子の発光層１２２との間には、ホール注入層および／またはホール輸送層を挿入していても良い。また、第１の陰極１１３と第１の発光素子の発光層１１２との間、および第２の陰極１２３と第２の発光素子の発光層１２２との間には、電子注入層および／または電子輸送層を挿入していても良い。
【００５９】
なお、ホール注入層は陽極からホールを受け取る機能を示す層であり、ホール輸送層は発光層にホールを受け渡す機能を示す層である。また、電子注入層は陰極から電子を受け取る機能を示す層であり、電子輸送層は発光層に電子を受け渡す機能を示す層である。
【００６０】
まず、それら各層に用いることのできる材料を具体的に例示する。ただし、本発明に適用できる材料は、これらに限定されるものではない。
【００６１】
ホール注入層に用いることができるホール注入材料としては、フタロシアニン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（略称：Ｈ2−Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：Ｃｕ−Ｐｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等を用いることができる。また、導電性高分子化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸（略称：ＰＳＳ）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（略称：ＰＥＤＯＴ）やポリアニリン（略称：ＰＡｎｉ）などを用いることもできる。また、酸化モリブデン（ＭｏＯx）、酸化バナジウム（ＶＯx）、酸化ニッケル（ＮｉＯx）などの無機半導体の薄膜や、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などの無機絶縁体の超薄膜も有効である。また、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリル）アミノ）フェニル−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系化合物も用いることができる。さらに、それら芳香族アミン系化合物に対してアクセプタ性を示す物質を芳香族アミン系化合物に添加してもよく、具体的にはＶＯＰｃにアクセプタである２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ4−ＴＣＮＱ）を添加したものや、α−ＮＰＤにアクセプタであるＭｏＯxを添加したものを用いてもよい。
【００６２】
ホール輸送層に用いることができるホール輸送材料としては、芳香族アミン系化合物が好適であり、上述したＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ、ＤＮＴＰＤなどを用いることができる。
【００６３】
電子輸送層に用いることができる電子輸送材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）2）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などの金属錯体が挙げられる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（略称：ＴＰＢＩ）のようなイミダゾール誘導体、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。
【００６４】
電子注入層に用いることができる電子注入材料としては、上述したＡｌｑ3、Ａｌｍｑ3、ＢｅＢｑ2、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）2、Ｚｎ（ＢＴＺ）2、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＢＩ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなどの電子輸送材料を用いることができる。その他に、ＬｉＦ、ＣｓＦなどのアルカリ金属ハロゲン化物や、ＣａＦ2のようなアルカリ土類ハロゲン化物、Ｌｉ2Ｏなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の超薄膜がよく用いられる。また、リチウムアセチルアセトネート（略称：Ｌｉ（ａｃａｃ））や８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）などのアルカリ金属錯体も有効である。また、これら電子注入材料に対してドナー性を示す物質を電子注入材料に添加してもよく、ドナーとしてはアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属などを用いることができる。具体的にはＢＣＰにドナーであるリチウムを添加したものや、Ａｌｑ3にドナーであるリチウムを添加したものを用いることができる。
【００６５】
次に、第１の発光素子１１０や第２の発光素子１２０における発光層（１１２や１２２）の構成を説明する。まず、発光性の有機化合物として用いることのできる材料を列挙するが、本発明においてはこれらに限定されず、いかなる発光性の有機化合物を用いても良い。
【００６６】
例えば青色〜青緑色の発光は、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、９，１０−ジフェニルアントラセンなどをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）などのスチリルアリーレン誘導体や、９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−ｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）などのアントラセン誘導体から得ることができる。また、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）等のポリマーを用いても良い。
【００６７】
例えば青緑色〜緑色の発光は、クマリン３０、クマリン６などのクマリン系色素や、ビス［２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジナト］ピコリナトイリジウム（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（２−フェニルピリジナト）アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）2（ａｃａｃ））などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、上述のペリレンやＴＢＰを５ｗｔ％以上の高濃度で適当なホスト材料に分散させることによっても得られる。また、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＴＺ）2、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）クロロガリウム（Ｇａ（ｍｑ）2Ｃｌ）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。
【００６８】
例えば黄色〜橙色の発光は、ルブレン、４−（ジシアノメチレン）−２−［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−６−メチル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（９−ジュロリジル）エチニル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、ビス［２−（２−チエニル）ピリジナト］アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｔｈｐ）2（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト）アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｐｑ）2（ａｃａｃ））などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。ビス（８−キノキリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ2）やビス［２−シンナモイル−８−キノリノラト］亜鉛（略称：Ｚｎｓｑ2）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。
【００６９】
例えば橙色〜赤色の発光は、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［２−（ジュロリジン−９−イル）エチニル］−４Ｈ−ピランＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（９−ジュロリジル）エチニル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、ビス［２−（２−チエニル）ピリジナト］アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｔｈｐ）2（ａｃａｃ））、などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。ビス（８−キノキリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ2）やビス［２−シンナモイル−８−キノリノラト］亜鉛（略称：Ｚｎｓｑ2）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（３−アルキルチオフェン）等のポリマーを用いても良い。
【００７０】
なお、上記の構成において、適当なホスト材料としては、発光性の有機化合物よりも発光色が短波長のものであるか、またはエネルギーギャップの大きいものであればよい。具体的には、上述した例に代表されるホール輸送材料や電子輸送材料から適宜選択することができる。また、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）などを使用しても良い。
【００７１】
一方、本発明の発光素子における陽極（第１の陽極１１１および第２の陽極１２１）材料としては、仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。また、第１の陽極１１１から光を取り出す場合は、第１の陽極１１１はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物等の透明導電性材料を用いればよい。また、第１の陽極１１１側を遮光性とするのであれば、第１の陽極１１１はＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ等の単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を用いることができる。あるいは、Ｔｉ、Ａｌ等の反射性電極の上に上述した透明導電性材料を積層する方法でもよい。また、第２の陽極１２１は光透過性が必要であり、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電性材料の他、上述したホール輸送性の化合物（特に芳香族アミン系化合物）に対してアクセプタ性を示す物質をホール輸送性の化合物に添加した構成を用いても良い。具体的にはＶＯＰｃにアクセプタである２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ4−ＴＣＮＱ）を添加したものや、α−ＮＰＤにアクセプタであるＭｏＯxを添加したものを第２の陽極１２１として用いてもよい。
【００７２】
また、陰極（第１の陰極１１３および第２の陰極１２３）材料としては、仕事関数の小さい導電性材料を用いることが好ましく、具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉなど）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いて形成することもできる。また、ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ2、Ｌｉ2Ｏ等の電子注入層を用いる場合は、アルミニウム等の通常の導電性薄膜を用いることができる。また、第２の陰極１２３側を光の取り出し方向とする場合は、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属を含む超薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）との積層構造を用いればよい。あるいは、上述した電子輸送材料に対してドナー性を示す物質（アルカリ金属またはアルカリ土類金属など）を添加した構成を用い、その上に透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）を積層してもよい。また、第１の陰極１１３は光透過性が必要であり、上述した電子輸送材料に対してドナー性を示す物質（アルカリ金属またはアルカリ土類金属など）を電子輸送材料に添加した構成を用いても良い。具体的にはＢＣＰにドナーであるリチウムを添加したものや、Ａｌｑ3にドナーであるリチウムを添加したものを用いることができる。
【００７３】
なお、以上で述べた本発明の発光素子を作製するに当たっては、発光素子中の各層の積層法を限定されるものではない。積層が可能ならば、真空蒸着法やスピンコート法、インクジェット法、ディップコート法など、どの様な手法を選んでも良いものとする。
【００７４】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００７５】
本実施例では、本発明の発光素子の素子構造および作製方法について、図５を用いて具体的に説明する。
【００７６】
まず、１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が成膜されたガラス基板５００を用意する。成膜されたＩＴＯは、本実施例において第１の陽極５１１として作用する。
【００７７】
次に、第１の陽極５１１が形成されたガラス基板５００を、第１の陽極５１１が形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、真空蒸着法により、第１の陽極５１１上に膜厚が２０ｎｍとなるようにＣｕＰｃを成膜し、ホール注入層５１２を形成する。真空蒸着は、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源にＣｕＰｃを入れ、抵抗加熱法により蒸発させることによって行う。なお、本実施例においては、ホール注入層５１２はホール輸送層としても機能する。
【００７８】
次いで、ホール注入層５１２上に、第１の発光素子の発光層５１３を形成する。本実施例においては、第１の発光素子の発光層５１３は、第１の発光層５１３−１および第２の発光層５１３−２から構成されており、第１の発光層５１３−１と第２の発光層５１３−２とは互いに接している。
【００７９】
第１の発光層５１３−１はα−ＮＰＤとペリレンとを含む構成であり、α−ＮＰＤとペリレンとをそれぞれ蒸発源として用いた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にペリレンが３質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は３０ｎｍとする。この第１の発光層５１３−１においては、ペリレンが青色〜青緑色の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００８０】
また、第２の発光層５１３−２はＤＮＡとＤＣＭ２とを含む構成であり、ＤＮＡとＤＣＭ２とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＤＮＡ中にＤＣＭ２が０．１質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は３０ｎｍとする。この第２の発光層５１３−２においては、ＤＣＭ２が黄色〜橙色の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００８１】
次に、第１の発光素子の発光層５１３上に、膜厚が１０ｎｍとなるようにＢＣＰを成膜し、電子輸送層５１４を形成する。次いで、電子輸送層５１４上に、膜厚が２０ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子注入層５１５を形成する。これらの成膜に関しても、ホール注入層５１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００８２】
さらに、電子注入層５１５上に、第１の陰極５１６を形成する。第１の陰極５１６は、電子輸送性の化合物であるＢＣＰと、それに対してドナー性を示す物質であるリチウムとを含む構成であり、ＢＣＰとリチウムとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＢＣＰ中にリチウムが０．５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。
【００８３】
このようにして第１の発光素子５１０を形成した後、第２の発光素子５２０を直列に積層する。まず第２の陽極５２１は、ＭｏＯxを１０ｎｍの膜厚で成膜することにより形成する。成膜は、ホール注入層５１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００８４】
次に、第２の陽極５２１上に、膜厚が５０ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、ホール注入層５２２を形成する。なお、本実施例においては、ホール注入層５２２はホール輸送層としても機能する。成膜は、ホール注入層５１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００８５】
次いで、ホール注入層５２２上に、第２の発光素子の発光層５２３を形成する。第２の発光素子の発光層５２３はＣＢＰとＩｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ）とを含む構成であり、ＣＢＰとＩｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ）とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＣＢＰ中にＩｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ）が８質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は３０ｎｍとする。この第２の発光素子の発光層５２３においては、Ｉｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ）が、第１の発光素子の発光色とは異なる発光色を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００８６】
次に、第２の発光素子の発光層５２３上に、膜厚が１０ｎｍとなるようにＢＣＰを成膜し、電子輸送層５２４を形成する。次いで、電子輸送層５２４上に、膜厚が２０ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子注入層５２５を形成する。これらの成膜に関しても、ホール注入層５１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００８７】
さらに、電子注入層５２５上に、第２の陰極５２６を形成する。第２の陰極５２６は、電子輸送性の化合物であるＢＣＰと、それに対してドナー性を示す物質であるリチウムとを含む構成であり、ＢＣＰとリチウムとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＢＣＰ中にリチウムが０．５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。さらにＡｌを１５０ｎｍの膜厚で蒸着することにより、第２の陰極５２６とする。
【００８８】
以上のようにして形成された第１の発光素子５１０は、青色〜青緑色の発光を示す第１の発光層と黄色〜橙色の発光を示す第２の発光層を有しているため、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域の２箇所に発光スペクトルのピークを示す。また、第２の発光素子５２０は赤色の発光を示すため、第１の発光素子とは異なる位置にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００８９】
したがって、第１の発光素子５１０および第２の発光素子５２０を直列に積層した本実施例の発光素子は、第１の陽極５１１と第２の陰極５２６との間に電圧を印加することにより、青色〜青緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、そして赤色の波長領域を広範囲にカバーするブロードな白色発光が得られる。また、３つの発光色のうちいずれかの輝度が経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、スペクトルがブロードである影響で色度のずれは比較的小さい。
【実施例２】
【００９０】
本実施例では、本発明の発光素子の素子構造および作製方法について、図６を用いて具体的に説明する。
【００９１】
まず、１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が成膜されたガラス基板６００を用意する。成膜されたＩＴＯは、本実施例において第１の陽極６１１として作用する。
【００９２】
次に、第１の陽極６１１が形成されたガラス基板６００を、第１の陽極６１１が形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、真空蒸着法により、第１の陽極６１１上に膜厚が２０ｎｍとなるようにＤＮＴＰＤを成膜し、ホール注入層６１２を形成する。真空蒸着は、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源にＤＮＴＰＤを入れ、抵抗加熱法により蒸発させることによって行う。
【００９３】
次いで、ホール注入層６１２上に、膜厚が２０ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、ホール輸送層６１３を形成する。成膜は、ホール注入層６１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００９４】
次に、ホール輸送層６１３上に、第１の発光素子の発光層６１４を形成する。本実施例においては、第１の発光素子の発光層６１４は、第１の発光層６１４−１および第２の発光層６１４−２から構成されており、第１の発光層６１４−１と第２の発光層６１４−２とは互いに接している。
【００９５】
第１の発光層６１４−１はα−ＮＰＤとＴＢＰとを含む構成であり、α−ＮＰＤとＴＢＰとをそれぞれ蒸発源として用いた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にＴＢＰが１質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。この第１の発光層６１４−１においては、ＴＢＰが青色〜青緑色の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００９６】
また、第２の発光層６１４−２はα−ＮＰＤとＤＣＭ２とを含む構成であり、α−ＮＰＤとＤＣＭ２とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にＤＣＭ２が１質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。この第２の発光層６１４−２においては、ＤＣＭ２が黄色〜橙色の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【００９７】
次に、第１の発光素子の発光層６１４上に、膜厚が２０ｎｍとなるようにＢＡｌｑを成膜し、電子輸送層６１５を形成する。次いで、電子輸送層６１５上に、膜厚が３０ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子注入層６１６を形成する。これらの成膜に関しても、ホール注入層６１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。
【００９８】
さらに、電子注入層６１６上に、第１の陰極６１７を形成する。第１の陰極６１７は、電子輸送性の化合物であるＢＣＰと、それに対してドナー性を示す物質であるリチウムとを含む構成であり、ＢＣＰとリチウムとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＢＣＰ中にリチウムが０．５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。
【００９９】
このようにして第１の発光素子６１０を形成した後、第２の発光素子６２０を直列に積層する。まず第２の陽極６２１は、ホール輸送性の化合物であるα−ＮＰＤと、それに対してアクセプタ性を示す物質であるＭｏＯxとを含む構成であり、α−ＮＰＤとＭｏＯxとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にＭｏＯxが２５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は５０ｎｍとする。
【０１００】
次に、第２の陽極６２１上に膜厚が２５ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、ホール注入層６２２を形成する。成膜は、ホール注入層６１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。なお、本実施例においては、ホール注入層６２２はホール輸送層としても機能する。
【０１０１】
次いで、ホール注入層６２２上に、第２の発光素子の発光層６２３を形成する。本実施例においては、第２の発光素子の発光層６２３は、第３の発光層６２３−１および第４の発光層６２３−２から構成されており、第３の発光層６２３−１と第４の発光層６２３−２とは互いに接している。
【０１０２】
第３の発光層６２３−１はα−ＮＰＤとＢｉｓＤＣＭとを含む構成であり、α−ＮＰＤとＢｉｓＤＣＭとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、α−ＮＰＤ中にＢｉｓＤＣＭが２質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１５ｎｍとする。この第３の発光層６２３−１においては、ＢｉｓＤＣＭが橙色〜赤色（特に赤色）の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【０１０３】
また、第４の発光層６２３−２は、２０ｎｍの膜厚でＧａ（ｍｑ）2Ｃｌを成膜することにより形成する。成膜は、ホール注入層６２２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。この第４の発光層６２３−２においては、Ｇａ（ｍｑ）2Ｃｌが青緑色〜緑色（特にエメラルドグリーン）の発光を示す発光性の有機化合物として機能する。
【０１０４】
次に、第２の発光素子の発光層６２３上に、膜厚が５５ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子注入層６２４を形成する。成膜は、ホール注入層６１２の形成と同様に、真空蒸着法によって行う。なお、本実施例においては、電子注入層６２４は電子輸送層としても機能する。
【０１０５】
さらに、電子注入層６２４上に、第２の陰極６２５を形成する。第２の陰極６２５は、電子輸送性の化合物であるＢＣＰと、それに対してドナー性を示す物質であるリチウムとを含む構成であり、ＢＣＰとリチウムとをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法にて形成する。この時、ＢＣＰ中にリチウムが０．５質量％の割合で含まれるように調節する。膜厚は１０ｎｍとする。さらにＡｌを１５０ｎｍの膜厚で蒸着することにより、第２の陰極６２５とする。
【０１０６】
以上のようにして形成された第１の発光素子６１０は、青色〜青緑色の発光を示す第１の発光層と黄色〜橙色の発光を示す第２の発光層を有しているため、青色〜青緑色の波長領域と黄色〜橙色の波長領域の２箇所に発光スペクトルのピークを示す。また、第２の発光素子６２０は、青緑色〜緑色の発光を示す第３の発光層と橙色〜赤色の発光を示す第４の発光層を有しているため、青緑色〜緑色の波長領域と橙色〜赤色の波長領域の２箇所に発光スペクトルのピークを示す。
【０１０７】
したがって、第１の発光素子６１０および第２の発光素子６２０を直列に積層した本実施例の発光素子は、第１の陽極６１１と第２の陰極６２５との間に電圧を印加することにより、青色〜青緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、および青緑色〜緑色、橙色〜赤色の波長領域、すなわちほぼ可視光領域全般をカバーするブロードな白色発光が得られる。特に、第１の発光素子のみを使った白色では十分な輝度が得られないエメラルドグリーンと赤色の波長領域で、十分な輝度を達成できることが大きな利点である。また、４つの発光色のうちいずれかの輝度が経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、スペクトルがブロードである影響で色度のずれは比較的小さい。
【実施例３】
【０１０８】
本実施例では、本発明の発光素子を有する発光装置について図７を用いて説明する。なお、図７（Ａ）は発光装置を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された７０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、７０２は画素部、７０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、７０４は封止基板、７０５はシール材であり、シール材７０５で囲まれた内側である７０７は、空間になっている。
【０１０９】
なお、７０８はソース側駆動回路７０１及びゲート側駆動回路７０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）７０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１０】
次に、断面構造について図７（Ｂ）を用いて説明する。素子基板７１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路７０１と、画素部７０２が示されている。
【０１１１】
なお、ソース側駆動回路７０１はｎチャネル型ＴＦＴ７２３とｐチャネル型ＴＦＴ７２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成する回路は、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１１２】
また、画素部７０２はスイッチング用ＴＦＴ７１１と、電流制御用ＴＦＴ７１２とそのドレインに電気的に接続された陽極７１３とを含む複数の画素により形成される。なお、陽極７１３の端部を覆って絶縁物７１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１１３】
また、膜被覆性を良好なものとするため、絶縁物７１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物７１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物７１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物７１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化珪素、酸窒化珪素等、の両者を使用することができる。
【０１１４】
陽極７１３上には、本発明の発光素子７１５および陰極７１６がそれぞれ形成されている。ここで、陽極７１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜、ＩＴＳＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。また、陽極７１３をＩＴＯ膜とし、陽極７１３と接続する電流制御用ＴＦＴ７１２の配線を、窒化チタン、アルミニウムを主成分とする膜との積層構造、または窒化チタン膜、アルミニウムを主成分とする膜、窒化チタン膜との積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、ＩＴＯ膜との良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極７１３を陽極として機能させることができる。また、陽極７１３は、本発明の発光素子７１５における第１の陽極と同一の物質で形成されていても良い。もしくは、陽極７１３は発光素子７１５の第１の陽極と一体化されていても良い。
【０１１５】
また、本発明の発光素子７１５は、図１で示したような第１の発光素子１１０と第２の発光素子１２０を積層した構成であり、具体的には実施形態、実施例１および実施例２の如き構成である。
【０１１６】
さらに、陰極７１６に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ2、またはＣａＮ）を用いればよいが、これらに限定されることはなく、適切な電子注入材料を選択することにより、多様な導電膜を適用することができる。なお、本発明の発光素子７１５から出た光を陰極７１６を透過させる場合には、陰極７１６として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、ＩＴＳＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いる手法が考えられる。また、陰極７１６は、本発明の発光素子７１５における第２の陰極と同一の物質で形成されていても良い。もしくは、陰極７１６は発光素子７１５の第２の陰極と一体化されていても良い。
【０１１７】
さらにシール材７０５で封止基板７０４を素子基板７１０と貼り合わせることにより、素子基板７１０、封止基板７０４、およびシール材７０５で囲まれた空間７０７に発光素子７１５が備えられた構造になっている。なお、空間７０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材７０５で充填される構成も含むものとする。
【０１１８】
なお、シール材７０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板７０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１１９】
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【０１２０】
なお、本実施例に示す発光装置は、実施の形態、実施例１及び実施例２に示した発光素子の構成を自由に組み合わせて実施することが可能である。さらに本実施例に示す発光装置は、必要に応じてカラーフィルター等の色度変換膜を用いてもよい。
【実施例４】
【０１２１】
本実施例では、本発明の発光素子を有する発光装置を用いて完成させた様々な電気器具について、図８を用いて説明する。
【０１２２】
本発明の発光素子を有する形成される発光装置を用いて作製された電気器具として、テレビジョン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）、照明器具などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図８に示す。
【０１２３】
図８（Ａ）は表示装置であり、筐体８００１、支持台８００２、表示部８００３、スピーカー部８００４、ビデオ入力端子８００５等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部８００３に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。
【０１２４】
図８（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体８１０１、筐体８１０２、表示部８１０３、キーボード８１０４、外部接続ポート８１０５、ポインティングマウス８１０６等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部８１０３に用いることにより作製される。
【０１２５】
図８（Ｃ）はビデオカメラであり、本体８２０１、表示部８２０２、筐体８２０３、外部接続ポート８２０４、リモコン受信部８２０５、受像部８２０６、バッテリー８２０７、音声入力部８２０８、操作キー８２０９、接眼部８２１０等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部８２０２に用いることにより作製される。
【０１２６】
図８（Ｄ）は卓上照明器具であり、照明部８３０１、傘８３０２、可変アーム８３０３、支柱８３０４、台８３０５、電源８３０６を含む。本発明の発光素子を用いて形成される発光装置を照明部８３０１に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。
【０１２７】
ここで、図８（Ｅ）は携帯電話であり、本体８４０１、筐体８４０２、表示部８４０３、音声入力部８４０４、音声出力部８４０５、操作キー８４０６、外部接続ポート８４０７、アンテナ８４０８等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部８４０３に用いることにより作製される。
【０１２８】
以上のようにして、本発明の発光素子を用いた電気器具や照明器具を得ることができる。本発明の発光素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の発光素子の基本的概念を示す図。
【図２】本発明の発光素子の構成例を示す図。
【図３】本発明の発光素子の構成例を示す図。
【図４】本発明の発光素子の構成例を示す図。
【図５】実施例１における本発明の発光素子の構造を示す図。
【図６】実施例２における本発明の発光素子の構造を示す図。
【図７】本発明の発光素子を用いた発光装置の構造を示す図。
【図８】本発明の発光装置を用いた電気器具の例を示す図。
【符号の説明】
【０１３０】
１００ 基板
１１０ 第１の発光素子
１１１ 第１の陽極
１１２ 発光層
１１３ 第１の陰極
１２０ 第２の発光素子
１２１ 第２の陽極
１２２ 発光層
１２３ 第２の陰極
１３０ 第１の発光
１４０ 第２の発光
２００ 基板
２１０ 第１の発光素子
２１１ 第１の陽極
２１２ 発光層
２１３ 第１の陰極
２２０ 第２の発光素子
２２１ 第２の陽極
２２２ 発光層
２２３ 第２の陰極
２３０ 第１の発光
２４０ 第２の発光
３００ 基板
３１０ 第１の発光素子
３１１ 第１の陽極
３１２ 発光層
３１３ 第１の陰極
３２０ 第２の発光素子
３２１ 第２の陽極
３２２ 発光層
３２３ 第２の陰極
３３０ 第１の発光
３４０ 第２の発光
５００ ガラス基板
５１０ 第１の発光素子
５１１ 第１の陽極
５１２ ホール注入層
５１３ 発光層
５１４ 電子輸送層
５１５ 電子注入層
５１６ 第１の陰極
５２０ 第２の発光素子
５２１ 第２の陽極
５２２ ホール注入層
５２３ 発光層
５２４ 電子輸送層
５２５ 電子注入層
５２６ 第２の陰極
６００ ガラス基板
６１０ 第１の発光素子
６１１ 第１の陽極
６１２ ホール注入層
６１３ ホール輸送層
６１４ 発光層
６１５ 電子輸送層
６１６ 電子注入層
６１７ 第１の陰極
６２０ 第２の発光素子
６２１ 第２の陽極
６２２ ホール注入層
６２３ 発光層
６２４ 電子注入層
６２５ 第２の陰極
７０１ ソース側駆動回路
７０２ 画素部
７０３ ゲート側駆動回路
７０４ 封止基板
７０５ シール材
７０７ 空間
７０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
７１０ 素子基板
７１１ スイッチング用ＴＦＴ
７１２ 電流制御用ＴＦＴ
７１３ 陽極
７１４ 絶縁物
７１５ 発光素子
７１６ 陰極
７２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
７２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
８００３ 表示部
８００４ スピーカー部
８１０１ 本体
８１０２ 筐体
８１０３ 表示部
８１０５ 外部接続ポート
８２０２ 表示部
８２０３ 筐体
８２０４ 外部接続ポート
８２０５ リモコン受信部
８２０６ 受像部
８２０７ バッテリー
８２０８ 音声入力部
８４０１ 本体
８４０２ 筐体
８４０３ 表示部
８４０４ 音声入力部
８４０５ 音声出力部
８４０６ 操作キー
８４０７ 外部接続ポート
８４０８ アンテナ
２１２−１ 第１の発光層
２１２−２ 第２の発光層
３１２−１ 第１の発光層
３１２−２ 第２の発光層
３２２−１ 第３の発光層
３２２−２ 第４の発光層
５１３−１ 第１の発光層
５１３−２ 第２の発光層
６１４−１ 第１の発光層
６１４−２ 第２の発光層
６２３−１ 第３の発光層
６２３−２ 第４の発光層
８００１ 筐体
８００２ 支持台
８００５ ビデオ入力端子
８１０４ キーボード
８２０１ 本体
８２０９ 操作キー
８３０１ 照明部
８３０２ 傘
８３０３ 可変アーム
８３０４ 支柱
８３０５ 台
８３０６ 電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２陽極と第２陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、
前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、
前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記２つのピークとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示すことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第２の発光スペクトルが少なくとも２つのピーク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】
第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、
前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、
前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、補色の関係にある２種の発光色からなる第１の発光色を示し、他方は前記２種の発光色とは異なる第２の発光色を示し、前記第１の発光色と前記第２の発光色を合わせた発光色を示すことを特徴とする発光素子。
【請求項４】
前記第２の発光色は補色の関係にある２種の発光色からなり、前記第２の発光色の２種の発光色は前記第１の発光色における２種の発光色とは異なることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、
前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、
前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記第１の発光スペクトルとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示すことを特徴とする発光素子。
【請求項６】
前記第２の発光スペクトルが、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルであることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、
前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、
前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域および５５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記第１の発光スペクトルのピークとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示すことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
前記第２の発光スペクトルが、４８０〜５５０ｎｍの波長領域および６００ｎｍ〜６８０ｎｍの波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルであることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光素子において、前記第１の発光層は、第３の発光層と、前記第３の発光層とは異なる発光色を示す第４の発光層と、を有することを特徴とする発光素子。
【請求項１０】
前記第３の発光層と前記第４の発光層が、互いに接して設けられていることを特徴とする請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光素子において、前記第２の発光層は、第５の発光層と、前記第５の発光層とは異なる発光色を示す第６の発光層と、を有することを特徴とする発光素子。
【請求項１２】
前記第５の発光層と前記第６の発光層が、互いに接して設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の発光素子を用いたことを特徴とする発光装置。
【請求項１４】
カラーフィルターをさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１】
第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２陽極と第２陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、
前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、
前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、少なくとも２つのピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記２つのピークとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示すことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第２の発光スペクトルが少なくとも２つのピーク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】
第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、
前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、
前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、補色の関係にある２種の発光色からなる第１の発光色を示し、他方は前記２種の発光色とは異なる第２の発光色を示し、前記第１の発光色と前記第２の発光色を合わせた発光色を示すことを特徴とする発光素子。
【請求項４】
前記第２の発光色は補色の関係にある２種の発光色からなり、前記第２の発光色の２種の発光色は前記第１の発光色における２種の発光色とは異なることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、
前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、
前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記第１の発光スペクトルとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示すことを特徴とする発光素子。
【請求項６】
前記第２の発光スペクトルが、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルであることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
第１の陽極と第１の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第１の発光層を有する第１の発光素子と、第２の陽極と第２の陰極との間に発光性の有機化合物を含む第２の発光層を有する第２の発光素子とが直列に積層された発光素子であって、
前記第１の陰極と前記第２の陽極は接しており、
前記第１の発光素子または前記第２の発光素子のいずれか一方は、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域および５５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の両方にピークを有する第１の発光スペクトルを示し、他方は前記第１の発光スペクトルのピークとは異なる位置にピークを有する第２の発光スペクトルを示し、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルを合わせた発光スペクトルを示すことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
前記第２の発光スペクトルが、４８０〜５５０ｎｍの波長領域および６００ｎｍ〜６８０ｎｍの波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルであることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光素子において、前記第１の発光層は、第３の発光層と、前記第３の発光層とは異なる発光色を示す第４の発光層と、を有することを特徴とする発光素子。
【請求項１０】
前記第３の発光層と前記第４の発光層が、互いに接して設けられていることを特徴とする請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光素子において、前記第２の発光層は、第５の発光層と、前記第５の発光層とは異なる発光色を示す第６の発光層と、を有することを特徴とする発光素子。
【請求項１２】
前記第５の発光層と前記第６の発光層が、互いに接して設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の発光素子を用いたことを特徴とする発光装置。
【請求項１４】
カラーフィルターをさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１２７９３（Ｐ２００６−１２７９３Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４６４８７（Ｐ２００５−１４６４８７）
【出願日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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