CN109309167A - 发光元件、显示装置以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供发光元件、显示装置以及电子设备，抑制了白光发射的平衡劣化，实现了长寿命化。发光元件具有红光发射层、蓝光发射层以及绿光发射层，并且具有：第1中间层，其对红光发射层与蓝光发射层之间的空穴和电子的移动进行调整；以及第2中间层，其对蓝光发射层与绿光发射层之间的空穴和电子的移动进行调整。中间层和蓝光发射层包含辅助掺杂材料，中间层内的辅助掺杂材料的浓度比蓝光发射层内的辅助掺杂材料的浓度高。

Description

发光元件、显示装置以及电子设备
技术领域
本发明涉及发光元件、显示装置以及电子设备。
背景技术
有机EL(electro luminescent：电致发光)元件是具有如下构造的发光元件：在阳极与阴极之间设置了发光层。在发光元件中，通过驱动电路对阴极与阳极之间施加电场，从而从阴极侧向发光层注入电子，并且从阳极侧向发光层注入空穴。然后，通过使电子和空穴在发光层中重新结合(即载流子重新结合)而生成激子，在该激子回到基态时，其能量部分以光的形式放出。发光层通常是包含发光掺杂材料和主体材料而形成的。
此外，为了实现彩色显示，公知有如下结构：在1个发光元件内设置有发出红色光(以下，标记为R)的发光层、发出绿色光(以下，标记为G)的发光层以及发出蓝色光(以下，标记为B)的发光层。在该结构中，在基板上均匀地形成包含上述3个发光层的发光元件。在上述结构中，使用以下两种方式中的至少任意一种：按照RGB来改变基板侧的光路长度从而形成不同的光学共振构造的方式、以及通过形成滤色器使来自发光元件的光透过从而提取RGB发光的方式。在发光元件包含RGB的各发光层的情况下，为了获得白光发射，需要从RGB的各发光层均衡地获得发光。
例如，在专利文献1中，公开了如下的发光元件：在第1发光层与第2发光层之间设置第1中间层，在第2发光层与第3发光层之间设置第2中间层。该第1中间层和第2中间层分别抑制了在不存在中间层的情况下产生的发光层间的激子能量的转移，抑制了RGB的各发光层的发光亮度的偏差。
并且，在专利文献2中，记载了仅在第1发光层与第2发光层之间设置中间层的情况。该中间层包含主体材料和辅助掺杂材料。该主体材料和辅助掺杂材料中的一方是电子输送性高的材料，另一方是空穴输送性高的材料。由此，该中间层对第1发光层与第2发光层之间的载流子的量进行调节，抑制了RGB的各发光层的发光亮度的偏差。
专利文献1：日本特开2011-151011号公报
专利文献2：日本特开2015-201499号公报
但是，为了将电子顺利地供给到设置在离阳极侧最近的第1发光层，在第1中间层、第2发光层、第2中间层以及第3发光层中使用电子输送性高的材料。因此，在以往的发光元件中，与空穴输送性相比，电子输送性较强，载流子重新结合的位置(以下，称为“重新结合点”)有时集中在第1中间层与第2发光层之间的界面。因此，在以往的发光元件中，存在如下问题：第2发光层的亮度劣化严重，寿命缩短。
发明内容
本发明所要解决的课题之一是抑制白光发射的平衡劣化来实现长寿命化。
本发明的一个方式的发光元件的特征在于，具有：阴极；阳极；第1发光层，其设置在所述阴极与所述阳极之间，发出第1光；第2发光层，其设置在所述阴极与所述第1发光层之间，发出第2光；第3发光层，其设置在所述阴极与所述第2发光层之间，发出第3光；第1中间层，其设置在所述第1发光层与所述第2发光层之间，对所述第1发光层与所述第2发光层之间的空穴和电子的移动进行调整；以及第2中间层，其设置在所述第2发光层与所述第3发光层之间，对所述第2发光层与所述第3发光层之间的空穴和电子的移动进行调整，所述第1发光层、所述第2发光层以及所述第3发光层分别包含：主体材料，其具有载流子输送性中的空穴输送性或电子输送性；以及发光掺杂材料，所述第2发光层还包含辅助掺杂材料，该辅助掺杂材料具有与所述第2发光层所包含的主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性，所述第1中间层和所述第2中间层分别包含与所述第2发光层和所述第3发光层所包含的主体材料中的至少任意一个相同的主体材料，所述第1中间层还包含辅助掺杂材料，该辅助掺杂材料具有与所述第1中间层所包含的主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性，所述第1中间层内的辅助掺杂材料的浓度比所述第2发光层内的辅助掺杂材料的浓度高。
在本发明的一个方式中，第2发光层所包含的辅助掺杂材料具有与主体材料相反的载流子输送性。因此，在第2发光层所包含的辅助掺杂材料具有空穴输送性的情况下，空穴更容易被顺利地输送到阴极侧。而且，由于具有如下的第2中间层：该第2中间层包含与第2发光层所包含的主体材料或第3发光层所包含的主体材料相同的主体材料，所以能够顺利地进行第2发光层与第3发光层之间的载流子的输送。因此，能够将集中在第2发光层内的重新结合点适当地遍及扩展到第2发光层和第3发光层。因此，能够使重新结合点和第1中间层与第2发光层之间的界面附近充分地分离，抑制了第2发光层内的发光掺杂材料的劣化，从而抑制了第2发光层的亮度劣化，能够实现长寿命化。
并且，根据上述方式，优选所述第2中间层包含所述第2中间层所包含的主体材料、以及具有与该主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性的辅助掺杂材料中的至少该主体材料，所述第3发光层包含所述第3发光层所包含的主体材料、所述第3发光层所包含的发光掺杂材料、以及具有与该主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性的辅助掺杂材料中的至少该主体材料和该发光掺杂材料，所述第2发光层内的辅助掺杂材料的浓度比所述第2中间层内的辅助掺杂材料的浓度高，所述第2中间层内的辅助掺杂材料的浓度为所述第3发光层内的辅助掺杂材料的浓度以上。
在不满足该方式的情况下，例如，当第2中间层的辅助掺杂材料的浓度或第3发光层的辅助掺杂材料的浓度比第2发光层的辅助掺杂材料的浓度高时，重新结合点偏向第3发光层内，第3发光层的发光亮度过高，无法成为能够通过滤色器的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡的优选状态。因此，通过上述方式，能够更可靠地抑制白光发射平衡的劣化，实现长寿命化。
并且，根据上述方式，优选所述第2中间层内的辅助掺杂材料的浓度和所述第3发光层内的辅助掺杂材料的浓度为0％以上且10％以下。
在不满足该方式的情况下，例如，在第2中间层内的辅助掺杂材料的浓度或第3发光层内的辅助掺杂材料的浓度超过10％的情况下，无法成为能够通过滤色器的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡的优选状态，第2发光层的发光亮度下降。因此，通过上述方式，能够更可靠地抑制白光发射平衡的劣化，实现长寿命化。
并且，根据上述方式，优选所述第2中间层的膜厚为3nm以上且6nm以下。
在不满足该方式的情况下，例如，当第2中间层的膜厚比6nm厚时，抑制了第2发光层与第3发光层之间的能量转移，无法成为能够通过滤色器的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡的优选状态，第3发光层的发光效率降低。并且，当第2中间层的膜厚比3nm薄时，无法成为能够通过滤色器的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡的优选状态，第3发光层的发光亮度变高。因此，通过上述方式，能够更可靠地抑制白光发射平衡的劣化，实现长寿命化。
并且，根据上述方式，优选本发明的显示装置具有本发明的发光元件。
根据该方式，通过抑制白光发射平衡劣化而实现了长寿命化的发光元件，能够获得长寿命的显示装置。
并且，根据上述方式，优选本发明的电子设备具有本发明的显示装置。
根据该方式，通过长寿命的显示装置，能够获得长寿命的电子设备。
附图说明
图1是本实施方式的发光元件1的剖视图。
图2是示出实施例的白光发射平衡与寿命之间的关系的图。
图3是具有发光元件1的显示装置100的剖视图。
图4是本发明的头戴显示器300的立体图。
图5是本发明的个人计算机400的立体图。
标号说明
1、1B、1G、1R：发光元件；2：基板；3：阳极；4：空穴注入层；5：空穴输送层；6：红光发射层；7A：第1中间层；7B：第2中间层；8：蓝光发射层；9：绿光发射层；10：电子输送层；11：电子注入层；12：阴极；13：密封部件；15：层叠体；19B、19G、19R：滤色器；20：密封基板；21：基板；22：平坦化层；24：驱动用晶体管；27：布线；31：间隔壁；32：反射膜；33：防腐蚀膜；34：阴极罩；35：环氧层；36：遮光层；100：显示装置；241：半导体层；242：栅绝缘层；243：栅电极；244：源电极；245：漏电极；300：头戴显示器；400：个人计算机；IL1：第1中间层所包含的辅助掺杂材料的浓度；IL2：第2中间层所包含的辅助掺杂材料的浓度；EML2：蓝光发射层所包含的辅助掺杂材料的浓度；EML3：绿光发射层所包含的辅助掺杂材料的浓度。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。但是，在各附图中，各部分的尺寸和比例尺与实际的适当不同。并且，以下所述的实施方式是本发明的优选的具体例，因此在技术上赋予了优选的各种限定，但只要不是在以下的说明中特别限定本发明的内容记载，则本发明的范围并不限于这些方式。
A.实施方式
以下，对本实施方式的发光元件1进行说明。
A.1.发光元件1的概要
在图1中示意性地示出本实施方式的发光元件1的剖视图。图1所示的发光元件1是设置在基板2上的元件。在以下的说明中，将基板2的法线方向称为Z轴方向(上下方向)。此外，将Z轴方向中的从基板2内部观察时的、基板2的设置有发光元件1的面的方向称为+Z方向，将与+Z方向相反的方向称为-Z方向。此外，将与Z轴方向垂直并且互相垂直的方向称为X轴方向和Y轴方向。图1所示的剖视图示出了沿着XZ平面将发光元件1剖切后的截面。
如图1所示，发光元件1是在阳极3与阴极12之间按照空穴注入层4、空穴输送层5、红光发射层6、第1中间层7A、蓝光发射层8、第2中间层7B、绿光发射层9、电子输送层10、电子注入层11的顺序从-Z方向进行层叠而形成的。将层叠在阳极3与阴极12之间的部分称为层叠体15。并且，图1所示的密封部件13对阳极3、层叠体15以及阴极12进行密封，以使阳极3、层叠体15以及阴极12不与外部气体接触。
在发光元件1中，从阴极12侧向红光发射层6、蓝光发射层8以及绿光发射层9的各发光层供给(注入)电子，并且从阳极3侧向红光发射层6、蓝光发射层8以及绿光发射层9的各发光层供给(注入)空穴。然后，在各发光层中，空穴与电子进行重新结合，通过在该重新结合时放出的能量来生成激子(exciton)，在激子回到基态时释放能量(荧光、磷光)，因此红光发射层6、蓝光发射层8以及绿光发射层9分别发出R、G、B光。由此，发光元件1发出白光。
基板2对阳极3进行支承。本实施方式的发光元件1是从+Z方向提取光的结构(顶部发射型)，所以基板2可以使用透明基板和不透明基板中的任意基板。如果基板2是透明基板，则作为基板2的构成材料，例如，可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、环烯烃聚合物、聚酰胺、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚芳酯之类的树脂材料、石英玻璃或钠玻璃之类的玻璃材料等。
并且，如果基板2是不透明基板，则作为基板2的构成材料，例如，可列举由氧化铝之类的陶瓷材料构成的基板、由在不锈钢之类的金属基板的表面上形成了氧化膜(绝缘膜)的材料或树脂材料构成的基板等。
基板2是通过组合使用上述材料中的1种或两种以上而形成的。
(阳极)
阳极3是将空穴经由后述的空穴注入层4注入到空穴输送层5的电极。阳极3的构成材料优选为功函数大并且导电性优异的材料。
作为阳极3的构成材料，例如，可列举ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide：氧化铟锌)、In3O3、SnO2、含有Sb的SnO2、含有Al的ZnO等氧化物、Au、Pt、Ag、Cu或包含它们的合金等。阳极3是通过对上述材料的1种或两种以上进行组合而形成的。
(阴极)
阴极12是将电子经由后述的电子注入层11注入到电子输送层10的电极。阴极12的构成材料优选为功函数小的材料。
作为阴极12的构成材料，例如，可列举Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rb或包含它们的合金等。阴极12是通过对其中的1种或两种以上进行组合(例如，多层的层叠体等)而形成的。
特别是在使用合金作为阴极12的构成材料的情况下，阴极12的构成材料优选为包含Ag、Al、Cu等稳定的金属元素的合金，具体来说，优选为MgAg等合金。通过将该合金作为阴极12的构成材料来使用，能够实现阴极12的电子注入效率和稳定性的提高。
(空穴注入层)
空穴注入层4具有提高来自阳极3的空穴注入效率的功能。作为空穴注入层4的构成材料(空穴注入材料)，没有特别地限定，但例如可列举铜酞菁、4，4'，4”-三(N，N-苯基-3-甲基苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)或N，N'-双-(4-二苯基氨基-苯基)-N,N'-二苯基-联苯-4-4'-二胺等。空穴注入层4是通过对其中的1种或两种以上进行组合而形成的。
(空穴输送层)
空穴输送层5具有将从阳极3经由空穴注入层4注入的空穴输送到红光发射层6的功能。空穴输送层5是将各种p型的高分子材料或各种p型的低分子材料进行单独或组合使用而形成的。作为空穴输送层5的构成材料，例如，可列举N，N'-二(1-萘基)-N，N'-二苯基-1，1'-二苯基-4，4'-二胺(NPD)、N，N'-二苯基-N，N'-双(3-甲基苯基)-1，1'-二苯基-4，4'-二胺(TPD)等四芳基联苯胺衍生物、四芳基二氨基芴化合物或其衍生物(胺类化合物)等。
(红光发射层)
红光发射层6包含：发光掺杂材料(以下，称为“红光发射掺杂材料”)，其发出红色光；以及主体材料，其具有载流子输送性中的空穴输送性或电子输送性。载流子是负责电荷移动的粒子，具体来说，是空穴和电子的总称。并且，载流子输送性是指输送载流子的性质，具体来说，是作为输送空穴的性质的空穴输送性和作为输送电子的性质的电子输送性的总称。
红光发射掺杂材料没有特别地限定，可以对各种红色荧光材料、各种红色磷光材料中的1种或两种以上进行组合。关于红色荧光材料，可列举四芳基二茚并苝衍生物等苝衍生物、铕配合物、苯并吡喃衍生物、罗丹明衍生物、苯并噻吨衍生物、卟啉衍生物、尼罗红、2-(1，1-二甲基乙基)-6-(2-(2，3，6，7-四氢-1，1，7，7-四甲基-1H，5H-苯并(ij)喹嗪-9-基)乙烯基)-4H-吡喃-4H-亚基)丙二腈(DCJTB)、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)等。
并且，红色磷光材料只要发出红色的磷光，则没有特别地限定，例如，可列举铱、钌、铂、锇、铼、钯等的金属配合物，还可列举这些金属配合物的配体内的至少1个具有苯基吡啶骨架、联吡啶骨架、卟啉骨架等的材料。
主体材料将空穴与电子重新结合而生成激子，并且使上述激子的能量转移至红光发射材料(福斯特转移或德克斯特转移)，对红光发射材料进行激励。在使用上述主体材料形成红光发射层6的情况下，例如，将发光掺杂材料掺杂到主体材料中而形成红光发射层6。作为主体材料的构成材料，可列举蒽衍生物、并四苯衍生物、苝衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、二苯乙烯基胺衍生物、三(8-羟基喹啉)铝配合物(Alq3)等羟基喹啉系金属配合物、三芳胺衍生物、恶二唑衍生物、噻咯衍生物、二咔唑衍生物、低聚噻吩衍生物、苯并吡喃衍生物、三唑衍生物、苯并恶唑衍生物、苯并噻唑衍生物。
红光发射层6的平均厚度没有特别地限定。并且，红光发射掺杂材料的带隙比较小，容易捕获空穴和电子，并且容易发光。因此，通过在阳极3侧设置红光发射层6，能够使带隙较大且难以发光的蓝光发射层8和绿光发射层9处于阴极12侧而使各发光层均衡地发光。
(第1中间层)
第1中间层7A设置在红光发射层6与蓝光发射层8的层间。第1中间层7A在红光发射层6与蓝光发射层8之间对载流子的移动进行调整。第1中间层7A包含与蓝光发射层8或绿光发射层9所包含的主体材料相同的主体材料。第1中间层7A是实际上不包含具有发光性的材料的非发光层。通过对载流子的移动进行调整，第1中间层7A能够分别使红光发射层6和蓝光发射层8高效地发光。
此外，第1中间层7A包含辅助掺杂材料，该辅助掺杂材料具有载流子输送性，该载流子输送性与第1中间层7A所包含的主体材料所具有的载流子输送性不同。具体来说，在第1中间层7A所包含的主体材料具有空穴输送性的情况下，第1中间层7A所包含的辅助掺杂材料具有电子输送性。并且，在第1中间层7A所包含的主体材料具有电子输送性的情况下，第1中间层7A所包含的辅助掺杂材料具有空穴输送性。
第1中间层7A所包含的主体材料与蓝光发射层8或绿光发射层9所包含的主体材料相同，所以优选为并苯类材料。并且，作为第1中间层7A所包含的辅助掺杂材料的构成材料，例如，可列举四芳基联苯胺衍生物、四芳基二氨基芴化合物或其衍生物(胺类化合物)、恶二唑衍生物、苝衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、喹喔啉衍生物、二苯基醌衍生物等。第1中间层7A所包含的辅助掺杂材料优选为胺衍生物。
胺类材料(即、具有胺骨架的材料)的空穴输送性优异，并且，上述并苯类材料(即、具有并苯骨架的材料)的电子输送性优异。由此，第1中间层7A具有电子输送性和空穴输送性的双方。即，第1中间层7A具有双极性。由于第1中间层7A具有双极性，所以能够将空穴从红光发射层6经由第1中间层7A顺利地传递到蓝光发射层8，并且能够将电子从蓝光发射层8经由第1中间层7A顺利地传递到红光发射层6。其结果是，第1中间层7A能够将电子和空穴分别高效地注入红光发射层6和蓝光发射层8而它们进行发光。
(蓝光发射层)
蓝光发射层8包含：发光掺杂材料(以下，称为“蓝光发射掺杂材料”)，其发出蓝色光；以及主体材料，其具有空穴输送性或电子输送性。蓝光发射层8还包含辅助掺杂材料，该辅助掺杂材料具有载流子输送性，该载流子输送性与蓝光发射层8所包含的主体材料所具有的载流子输送性不同。
蓝光发射掺杂材料没有特别地限定，可以对各种蓝色荧光材料、各种蓝色磷光材料中的1种或两种以上进行组合。
关于蓝色荧光材料，可列举二苯乙烯二胺类化合物等二苯乙烯基胺衍生物、荧蒽衍生物、芘衍衍生物、苝和苝衍生物、蒽衍生物、苯并恶唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、衍生物、菲衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、四苯基丁二烯、4，4'-双(9-乙基-3-咔唑亚乙烯基)-1，1'-联苯(BCzVBi)、聚[(9.9-二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(2，5-二甲氧基苯-1，4-二基)]、聚[(9，9-二己氧基芴-2，7-二基)-交替-共聚-(2-甲氧基-5-{2-乙氧基己氧基}亚苯基-1，4-二基)]、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(乙炔基苯)]等。
蓝色磷光材料只要发出蓝色的磷光，则没有特别地限定，例如，可列举铱、钌、铂、锇、铼、钯等的金属配合物。
关于蓝光发射层8所包含的主体材料的构成材料，可以使用与在红光发射层6中说明的主体材料同样的材料。并且，这样的蓝光发射层8的主体材料优选使用并苯衍生物(并苯类材料)。由此，能够使蓝光发射层8以更高亮度且更高效地进行蓝光发射。
关于蓝光发射层8所包含的辅助掺杂材料的构成材料，可以采用能够使用在上述第1中间层7A所包含的辅助掺杂材料中的任意的构成材料。
(第2中间层)
第2中间层7B设置在蓝光发射层8与绿光发射层9的层间。第2中间层7B在蓝光发射层8与绿光发射层9之间对载流子的移动进行调整。第2中间层7B包含与蓝光发射层8或绿光发射层9所包含的主体材料相同的主体材料。第2中间层7B是实际上不包含具有发光性的材料的非发光层。通过对载流子的移动进行调整，能够阻止蓝光发射层8与绿光发射层9之间的激子的能量转移，因此能够抑制从蓝光发射层8向绿光发射层9的能量转移，使蓝光发射层8和绿光发射层9分别高效地发光。即，由于能够使蓝光发射层8和绿光发射层9均衡地发光，所以能够使发光元件1进行白光发射。
此外，第2中间层7B包含主体材料、以及具有与上述主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性的辅助掺杂材料中的至少上述主体材料。换言之，第2中间层7B包含0wt％(重量％)以上的辅助掺杂材料。在以下的记载中，“％”表示wt％。
第2中间层7B所包含的主体材料是与蓝光发射层8或绿光发射层9所包含的主体材料相同的主体材料，并且构成为实际上不包含具有发光性的材料，只要能够发挥出上述载流子调整功能，则没有特别地限定。例如，作为与蓝光发射层8或绿光发射层9所包含的主体材料相同的材料，第2中间层7B适当地使用包含并苯类材料的材料。
如果使用该材料，则能够将第2中间层7B的最高已占轨道(HOMO)的能级设定为比蓝光发射层8和绿光发射层9的双方的最高已占轨道(HOMO)的能级低，并且，能够将第2中间层7B的最低空轨道(LUMO)的能级设定为比蓝光发射层8和绿光发射层9的双方的最低空轨道(LUMO)的能级高。其结果是，更可靠地阻止了蓝光发射层8与绿光发射层9之间的激子的能量转移。其结果是，由于能够使蓝光发射层8和绿光发射层9的双方以较高的发光效率发光，所以能够使它们均衡地发光，并且能够实现蓝光发射层8和绿光发射层9的长寿命化。
并且，优选第2中间层7B所包含的主体材料与蓝光发射层8的主体材料相同。由此，能够在主体材料相同的蓝光发射层8与第2中间层7B之间顺利地进行载流子的传递，可靠地抑制或防止发光元件1的驱动电压的上升，并且能够可靠地抑制或防止激子的扩散。
关于第2中间层7B所包含的辅助掺杂材料，可以采用能够使用在上述第1中间层7A所包含的辅助掺杂材料中的任意的构成材料。第2中间层7B所包含的辅助掺杂材料优选为胺衍生物。
(绿光发射层)
绿光发射层9包含：发光掺杂材料(以下，称为“绿光发射掺杂材料”)，其发出绿色光；以及主体材料，其具有空穴输送性或电子输送性。
此外，绿光发射层9包含主体材料、绿光发射掺杂材料以及具有与上述主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性的辅助掺杂材料中的至少上述主体材料和上述绿光发射掺杂材料。换言之，绿光发射层9包含0％以上的辅助掺杂材料。
作为绿光发射掺杂材料，没有特别地限定，例如，可列举各种绿色荧光材料和各种绿色磷光材料，能够对其中的1种或两种以上进行组合使用。关于绿色荧光材料，可列举喹吖啶酮衍生物等的喹吖啶酮及其衍生物、9，10-双[(9-乙基-3-咔唑基)-亚乙烯基]-蒽、聚(9，9-二己基-2，7-亚乙烯基亚芴基)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(1，4-二亚苯基-亚乙烯基-2-甲氧基-5-{2-乙基己氧基}苯)]、聚[(9，9-二辛基-2，7-二乙烯基亚芴基)-交替-共聚-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亚苯基)]等。
绿色磷光材只要料发出绿色的磷光，则没有特别地限定，例如可列举铱、钌、铂、锇、铼、钯等的金属配合物。其中，优选这些金属配合物的配体内的至少1个具有苯基吡啶骨架、联吡啶骨架、卟啉骨架等。
绿光发射层9所包含的主体材料可以使用与在红光发射层6中说明的主体材料同样的材料。并且，绿光发射层9的主体材料优选使用并苯衍生物(并苯类材料)。由此，能够使绿光发射层9以更高亮度且更高效地进行绿光发射。
此外，优选绿光发射层9的主体材料与蓝光发射层8的主体材料相同。由此，在蓝光发射层8和绿光发射层9中，能够均衡地发出B光和G光。
关于绿光发射层9所包含的辅助掺杂材料的构成材料，可以采用能够使用在上述第1中间层7A所包含的辅助掺杂材料中的任意的构成材料。
(电子输送层)
电子输送层10具有将从阴极12经由电子注入层11注入的电子输送到绿光发射层9的功能。
作为电子输送层10的构成材料(电子输送材料)，可列举2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)等菲咯啉衍生物、三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)等的以8-羟基喹啉或其衍生物为配体的有机金属配合物等喹啉衍生物、氮杂吲哚嗪衍生物、恶二唑衍生物、苝衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、喹喔啉衍生物、二苯基醌衍生物、硝基取代的芴衍生物等。
(电子注入层)
电子注入层11具有提高来自阴极12的电子注入效率的功能。
作为电子注入层11的构成材料(电子注入材料)，例如，可列举各种无机绝缘材料、各种无机半导体材料。
作为上述无机绝缘材料，例如，可列举碱金属硫族化合物(氧化物、硫化物、硒化物、碲化物)、碱土类金属硫族化合物、碱金属卤化物和碱土类金属卤化物等。电子注入层11是对上述材料中的1种或两种以上进行组合而形成的。通过以它们为主体材料来构成电子注入层11，能够进一步提高电子注入性。特别是由于碱金属化合物(碱金属硫族化合物、碱金属卤化物等)的功函数非常小，所以使用碱金属化合物来构成电子注入层11，由此，发光元件1获得较高的亮度。
(密封部件)
密封部件13被设置成将阳极3、层叠体15以及阴极12覆盖，具有对它们进行气密地密封并阻挡氧气和水分的功能。通过设置密封部件13，获得了如下等效果：提高了发光元件1的可靠性，防止出现变质/劣化(提高耐久性)。
作为密封部件13的构成材料，例如，可列举Al、Au、Cr、Nb、Ta、Ti或包含它们的合金、二氧化硅、各种树脂材料等。另外，在使用具有导电性的材料来作为密封部件13的构成材料的情况下，为了防止短路，优选根据需要在阳极3与密封部件13之间、在层叠体15与密封部件13之间、以及在阴极12与密封部件13之间设置绝缘膜。
A.2.本实施方式的效果
这里，第1中间层7A所包含的辅助掺杂材料的浓度(以下，称为“IL1”)比蓝光发射层8所包含的辅助掺杂材料的浓度(以下，称为“EML2”)高。换言之，上述两个浓度之间的关系满足下述(1)式。
IL1>EML2 (1)
通过满足(1)式，蓝光发射层8包含辅助掺杂材料，蓝光发射层8所包含的辅助掺杂材料具有空穴输送性，因此空穴更容易被顺利地输送到阴极12侧，能够将集中在蓝光发射层8内的重新结合点适当地遍及扩展到蓝光发射层8和绿光发射层9。因此，能够使重新结合点和第1中间层7A与蓝光发射层8之间的界面附近充分地分离，抑制了蓝光发射层8内的发光掺杂材料的劣化，从而抑制了蓝光发射层8的亮度劣化，能够实现长寿命。这里，绿光发射层9的亮度较高，但只要通过进行滤色器19(参照图3)的调整和驱动电路的调整中的至少任意一个，使来自红光发射层6、蓝光发射层8以及绿光发射层9的光的亮度平衡处于一定的范围内，则能够适当地设置最终得到的白光平衡，因此能够抑制白光发射的平衡劣化，实现长寿命化。
此外，IL1、EML2、第2中间层7B所包含的辅助掺杂材料的浓度(以下，称为“IL2”)与绿光发射层9所包含的辅助掺杂材料的浓度(以下，称为“EML3”)满足下述(2)式。
IL1>EML2>IL2≥EML3≥0 (2)
在不满足(2)式的情况下，例如，当IL2或EML3比EML2高时，重新结合点偏向绿光发射层9内，绿光发射层9的发光亮度过高，白光发射平衡变大而劣化。因此，通过满足(2)式，与仅满足(1)式时相比，能够在可靠地抑制白光发射平衡的劣化的同时实现长寿命化。
此外，优选IL2和EML3满足下述(3)式。
10％≥IL2≥EML3≥0％ (3)
通过满足(3)式，与仅满足(2)式时相比，能够在可靠地抑制白光发射平衡的劣化的同时实现长寿命化。作为满足(2)式但不满足(3)式的情况，例如，在IL2和EML3超过10％的情况下，无法成为能够通过滤色器19的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡的优选状态，蓝光发射层8的发光亮度下降。
此外，优选第2中间层7B的膜厚满足下述(4)式。
3nm≤第2中间层7B的膜厚≤6nm(4)
通过满足(4)式，与仅满足(2)式和(3)式时相比，能够在可靠地抑制白光发射平衡的劣化的同时实现长寿命化。作为满足(2)式和(3)式但不满足(4)式的情况，例如，当第2中间层7B的膜厚比6nm厚时，抑制了蓝光发射层8与绿光发射层9之间的能量转移，无法成为能够通过滤色器19的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡的优选状态，绿光发射层9的发光效率降低。并且，当第2中间层7B的膜厚比3nm薄时，无法成为能够通过滤色器19的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡的优选状态，绿光发射层9的发光亮度变高。
另外，在本实施方式中，红色光是“第1光”的例子，红光发射层6是“第1发光层”的例子。并且，蓝色光是“第2光”的例子，蓝光发射层8是“第2发光层”的例子。并且，绿色光是“第3光”的例子，绿光发射层9是“第3发光层”的例子。
A.3.实施例
以下示出了实施例，但本发明不限于以下的例子。
图2示出了实施例的白光发射平衡与寿命之间的关系。在图2的表200中，示出了实施例A1、实施例A2、实施例A3、实施例B1、实施例B2、实施例B3以及实施例B4分别是否满足(2)式、是否满足(3)式、各自的IL1、EML2、IL2、EML3的各值是否分别满足(4)式、第2中间层7B的膜厚、各自的白光发射平衡、寿命、相对寿命。实施例A1、实施例A2以及实施例A3是(2)式、(3)式以及(4)式全部满足的例子。另一方面，实施例B1、实施例B2、实施例B3以及实施例B4是不满足(2)式、(3)式以及(4)式中的任意一个的例子。这里，实施例A1、实施例A2、实施例A3、实施例B1、实施例B2、实施例B3以及实施例B4各自的白光发射平衡是在各自的发光元件1中流过10mA/cm2的电流时的白光发射平衡，是指红光发射层6的发光亮度：蓝光发射层8的发光亮度：绿光发射层9的发光亮度。并且，寿命是指到各自的发光元件1中流过100mA/cm2的电流、并且亮度为初始亮度的80％的(LT80)为止的时间。相对寿命是指将实施例B1的寿命设为1.00时的寿命。并且，表200所示的“○”是指满足(2)式、(3)式和(4)式中的与记载为“○”的项目对应的式子。同样，表200所示的“×”是指不满足(2)式、(3)式和(4)式中的与记载为“×”的项目对应的式子。
并且，在实施例A1、实施例A2、实施例A3、实施例B1、实施例B2、实施例B3以及实施例B4的各个实施例中，空穴输送层5的膜厚为40nm。并且，红光发射层6的膜厚为5nm，在红光发射层6中包含有1.5％的电子输送性的红光发射掺杂材料。并且，第1中间层7A的膜厚为20nm。蓝光发射层8的膜厚为15nm，在蓝光发射层8中包含有8％的电子输送性的蓝光发射掺杂材料。并且，绿光发射层9的膜厚为15nm。并且，电子输送层10的膜厚为25nm。阴极12由10：1的MgAg形成，阴极12的膜厚为10nm。
在实施例A1、实施例A2、实施例A3、实施例B1、实施例B2、实施例B3以及实施例B4的各个实施例中，与实施例B1的10：10：10相比，优选白光发射平衡为2/3倍以上到1.5倍。以下，将该优选状态称为“白光发射平衡的优选状态”。这是因为如果是2/3倍以上到1.5倍，则通过进行滤色器19的调整和驱动电路的调整中的至少任意一个，能够适当地实现透过滤色器19后的白光的发射平衡。并且，寿命与实施例B1的“437h”相比为1.2倍以上，即，相对寿命为1.20以上，可认为是有效的。
A.3.1.实施例B1
实施例B1为如下的例子：IL1、EML2、IL2、EML3分别为50％、0％、0％、0％，第2中间层7B的膜厚为作为(4)式的下限值的3nm，因EML2＝IL2＝EML3＝0％这点而不满足(2)式，但满足(3)式和(4)式。与实施例A1相比，实施例B1的白光发射平衡较好，但蓝光发射层8的劣化较严重。
A.3.2.实施例A1
实施例A1是如下的例子：IL1、EML2、IL2、EML3分别为50％、30％、0％、0％，第2中间层7B的膜厚为3nm，满足(2)式、(3)式和(4)式。实施例A1中的发光元件1的白光发射平衡为10：8：12，是白光发射平衡的优选状态。并且，实施例A1中的发光元件1的寿命为671小时，相对寿命为1.54，实现了长寿命化。实施例A1是实施例A1、实施例A2、实施例A3、实施例B1、实施例B2、实施例B3以及实施例B4中的最优选的实施例。
A.3.3.实施例A2
实施例A2是如下的例子：IL1、EML2、IL2、EML3分别为50％、30％、0％、0％，第2中间层7B的膜厚为作为(4)式的上限值的6nm，满足(2)式、(3)式和(4)式。实施例A2中的发光元件1的白光发射平衡为10：15：7，是白光发射平衡的优选状态。并且，实施例A2中的发光元件1的寿命为564小时，相对寿命为1.29，实现了长寿命化。与实施例A1相比，由于实施例A2增加了第2中间层7B的膜厚，所以其结果是，减少了从蓝光发射层8向绿光发射层9的能量转移，蓝光发射层8的发光亮度较高，绿光发射层9的发光亮度较低。
A.3.4.实施例A3
实施例A3是如下的例子：IL1、EML2、IL2、EML3分别为50％、30％、10％、10％，第2中间层7B的膜厚为作为(4)式的下限值的3nm，满足(2)式、(3)式和(4)式。在实施例A3中，与实施例A1和实施例A2不同的是IL2、EML3大于0％。实施例A3中的发光元件1的白光发射平衡为10：7：15，是白光发射平衡的优选状态。并且，实施例A3中的发光元件1的寿命为539小时，相对寿命为1.23，实现了长寿命化。与实施例A1相比，由于实施例A3在第2中间层7B和绿光发射层9中包含辅助掺杂材料，所以其结果是，重新结合点偏向绿光发射层9，电子输送层10的电子输送材料的劣化产生得较多，寿命缩短。
A.3.5.实施例B2
实施例B2是如下的例子：IL1、EML2、IL2、EML3分别为50％、30％、0％、0％，第2中间层7B的膜厚为超过(4)式的上限值的7nm，满足(2)式和(3)式，不满足(4)式。实施例B2中的发光元件1的寿命为544小时，相对寿命为1.24，实现了长寿命化，但实施例B2中的发光元件1的白光发射平衡为10：17：5，不是白光发射平衡的优选状态。实施例B2是使实施例A2中的第2中间层7B的膜厚更厚的例子。如实施例B2所示的那样，当第2中间层7B的膜厚超过(4)式的上限值时，抑制了蓝光发射层8与绿光发射层9之间的能量转移，绿光发射层9的发光亮度较低，无法仅通过滤色器19的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡。
A.3.6.实施例B3
实施例B3是如下的例子：IL1、EML2、IL2、EML3分别为50％、30％、0％、0％，第2中间层7B的膜厚为低于(4)式的下限值的2nm，满足(2)式和(3)式，不满足(4)式。实施例B3中的发光元件1的白光发射平衡为10：6：15，不是白光发射平衡的优选状态，并且实施例B3中的发光元件1的寿命为509小时，相对寿命为1.16，未实现长寿命化。如实施例B3所示的那样，当第2中间层7B的膜厚低于(4)式的下限值时，蓝光发射层8与绿光发射层9之间的能量转移过度增多，蓝光发射层8的发光亮度降低，无法仅通过滤色器19的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡。
A.3.7.实施例B4
实施例B4是如下的例子：IL1、EML2、IL2、EML3分别为50％、30％、20％、20％，第2中间层7B的膜厚为3nm，满足(2)式，不满足(3)式，满足(4)式。实施例B4中的发光元件1的白光发射平衡为10：6：16，不是白光发射平衡的优选状态，并且，实施例B4中的发光元件1的寿命为449小时，相对寿命为1.03，未实现长寿命化。如实施例B4所示的那样，在不满足(3)式的情况下，蓝光发射层8的发光效率降低，无法仅通过滤色器19的调整和驱动电路的调整来实现适当的白光发射平衡。
以上所说明的发光元件1例如可以作为光源等来进行使用。并且，通过将多个发光元件1配置成矩阵状，能够构成后述的显示装置100。
另外，作为显示装置100的驱动方式，没有特别地限定，可以是有源矩阵方式、无源矩阵方式中的任意方式。
B.变形例
以上的各方式可以以各种方式变形。以下例示了具体的变形方式。从以下的例示中任意选择的两种以上的方式可以在不相互矛盾的范围内适当合并。另外，关于在以下所例示的变形例中作用和功能与实施方式相同的要素，使用在以上的说明中所参照的标号，适当地省略各要素的详细说明。
在上述实施方式中，发光元件1具有红光发射层6、蓝光发射层8以及绿光发射层9这3个发光层，但也可以具有4层以上的发光层。并且，作为发光层的发光色，并不限定于上述实施方式的R、G、B。即使在发光层为4层以上的情况下，也能够通过适当设定各发光层的发光光谱来进行白光发射。
并且，中间层7设置在发光层彼此之间的至少1个层间即可，也可以具有两层以上的中间层。
C.応用例
上述实施方式的发光元件1可以应用在显示面板等显示装置100中。以下，对具有发光元件1的显示装置100进行说明。
图3示出了具有发光元件1的显示装置100的剖视图。图3所示的剖视图示出了沿着XZ平面将显示装置100剖切后的截面。图3所示的显示装置100具有：基板21；多个发光元件1R、1G、1B和滤色器19R、19G、19B，它们与子像素100R、100G、100B对应地设置；以及多个驱动用晶体管24，它们分别用于对各发光元件1R、1G、1B进行驱动。
这里，显示装置100是顶部发射构造的显示面板。
在基板21上设置有多个驱动用晶体管24，并且以覆盖这些驱动用晶体管24的方式形成有由绝缘材料形成的平坦化层22。
各驱动用晶体管24具有由硅形成的半导体层241、形成在半导体层241上的栅绝缘层242、形成在栅绝缘层242上的栅电极243、源电极244以及漏电极245。
在平坦化层上与各驱动用晶体管24对应地设置有发光元件1R、1G、1B。
在发光元件1R中，将反射膜32、防腐蚀膜33、阳极3、层叠体(有机EL发光部)15、阴极12、阴极罩34按照上述顺序层叠在平坦化层22上。各发光元件1R、1G、1B的阳极3形成像素电极，通过导电部(布线)27与各驱动用晶体管24的漏电极245电连接。并且，各发光元件1R、1G、1B的阴极12是公共电极。
另外，发光元件1G、1B的结构与发光元件1R的结构相同。并且，在图3中，对与图1同样的结构赋予相同的标号。并且，根据光的波长，反射膜32的结构(特性)在发光元件1R、1G、1B之间可以不同，以形成光学共振构造。
在相邻的发光元件1R、1G、1B彼此之间设置有间隔壁31。并且，在发光元件1R、1G、1B上以将它们覆盖的方式形成有由环氧树脂形成的环氧层35。
滤色器19R、19G和19B与发光元件1R、1G、1B对应地设置在上述环氧层35上。
滤色器19R将来自发光元件1R的白色光W转换成红色。并且，滤色器19G将来自发光元件1G的白色光W转换成绿色。并且，滤色器19B将来自发光元件1B的白色光W转换成蓝色。通过将这样的滤色器19R、19G、19B与发光元件1R、1G、1B组合使用，能够显示出全彩色图像。并且，通过调整滤色器19的膜厚，能够实现适当的白光发射平衡。
并且，在相邻的滤色器19R、19G、19B彼此之间形成有遮光层36。由此，能够防止子像素100R、100G、100B意外发光。
并且，在滤色器19R、19G、19B以及遮光层36上，以将它们覆盖的方式设置有密封基板20。
以上所说明的显示装置100可以是单色显示，也可以通过选择在各发光元件1R、1G、1B中使用的发光材料来进行彩色显示。由于显示装置100具有本发明的发光元件1，所以能够获得长寿命的显示装置。
这样的显示装置100可以被组装到各种电子设备中。
图4示出作为采用了本发明的显示装置100的电子设备的头戴显示器300的外观的立体图。如图4所示的那样，头戴显示器300具有镜腿310、横梁320、投射光学系统301L以及投射光学系统301R。并且，在图4中，在投射光学系统301L的里面设置有左眼用的显示装置100(省略图示)，在投射光学系统301R的里面设置有右眼用的显示装置100(省略图示)。
图5示出了采用显示装置100的便携型个人计算机400的立体图。个人计算机400具有：显示装置100，其显示各种图像；以及主体部403，其设置有电源开关401和键盘402。
另外，作为应用本发明的显示装置100的电子设备，除了图4和图5所例示的设备之外，还可列举移动电话、智能手机、移动信息终端(PDA：Personal Digital Assistants：个人数字助理)、数码相机、电视、摄像机、汽车导航装置、车载用显示器(仪表盘)、电子笔记本、电子纸、计算器、文字处理器、工作站、视频电话、POS终端等。此外，本发明的显示装置100可以作为设置在打印机、扫描仪、复印机以及视频播放器等电子设备中的显示部来使用。由于显示装置100内的发光元件1的寿命较长，所以组装有显示装置100的电子设备能够获得较长的寿命。

Claims (6)

1.一种发光元件，其特征在于，该发光元件具有：
阴极；
阳极；
第1发光层，其设置在所述阴极与所述阳极之间，发出第1光；
第2发光层，其设置在所述阴极与所述第1发光层之间，发出第2光；
第3发光层，其设置在所述阴极与所述第2发光层之间，发出第3光；
第1中间层，其设置在所述第1发光层与所述第2发光层之间，对所述第1发光层与所述第2发光层之间的空穴和电子的移动进行调整；以及
第2中间层，其设置在所述第2发光层与所述第3发光层之间，对所述第2发光层与所述第3发光层之间的空穴和电子的移动进行调整，
所述第1发光层、所述第2发光层以及所述第3发光层分别包含：主体材料，其具有载流子输送性中的空穴输送性或电子输送性；以及发光掺杂材料，
所述第2发光层还包含辅助掺杂材料，该辅助掺杂材料具有与所述第2发光层所包含的主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性，
所述第1中间层和所述第2中间层分别包含与所述第2发光层和所述第3发光层所包含的主体材料中的至少任意一个相同的主体材料，
所述第1中间层还包含辅助掺杂材料，该辅助掺杂材料具有与所述第1中间层所包含的主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性，
所述第1中间层内的辅助掺杂材料的浓度比所述第2发光层内的辅助掺杂材料的浓度高。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
所述第2中间层包含所述第2中间层所包含的主体材料、以及具有与该主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性的辅助掺杂材料中的至少该主体材料，
所述第3发光层包含所述第3发光层所包含的主体材料、所述第3发光层所包含的发光掺杂材料以及具有与该主体材料所具有的载流子输送性不同的载流子输送性的辅助掺杂材料中的至少该主体材料和该发光掺杂材料，
所述第2发光层内的辅助掺杂材料的浓度比所述第2中间层内的辅助掺杂材料的浓度高，
所述第2中间层内的辅助掺杂材料的浓度为所述第3发光层内的辅助掺杂材料的浓度以上。
3.根据权利要求2所述的发光元件，其特征在于，
所述第2中间层内的辅助掺杂材料的浓度和所述第3发光层内的辅助掺杂材料的浓度为0％以上且10％以下。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的发光元件，其特征在于，
所述第2中间层的膜厚为3nm以上且6nm以下。
5.一种显示装置，其特征在于，该显示装置具有权利要求1～4中的任意一项所述的发光元件。
6.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有权利要求5所述的显示装置。
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