JP2009064596A - 発光素子、発光装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発光の輝度が高く、発光寿命の長い発光素子、かかる発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】発光素子１は、陽極３と、陰極９と、陽極３と陰極９との間に設けられ、青色に発光する第１の青色発光層６３と、陰極９と前記第１の青色発光層６３との間に設けられ、第１の青色発光層６３とは異なる材料で構成され、青色に発光する第２の青色発光層６４と、陽極３と第１の青色発光層６３との間に設けられた赤色に発光する赤色発光層６１と、陽極３と赤色発光層６１との間、または赤色発光層６１と第１の青色発光層６３との間に設けられ、緑色に発光する緑色発光層６２とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子、発光装置および電子機器に関するものである。

発光性有機層（有機エレクトロルミネッセンス層）が、陰極と陽極との間に設けられた有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、無機ＥＬ素子に比べて印加電圧を大幅に低下させることができ、多彩な発光色の素子が作製可能である。
また、有機ＥＬ素子は、低消費電力で駆動することができるため、当該有機ＥＬ素子を用いた画像表示装置が検討されている。また、このような発光素子を用いた画像表示装置をフルカラー化する構成の一つに、白色発光する有機ＥＬ素子と、青、緑、または赤の波長領域の光のみを透過させる各カラーフィルタを組み合わせた構成がある。また、白色発光する発光素子としては、陽極側から陰極側へ、各単層の青色発光層、緑色発光層、赤色発光層を順次積層した構成のものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような発光素子は、以下のような問題を有していた。すなわち、このような発光素子は、各発光層が十分に発光することができなかった。特に、青色発光層は、十分に発光することが難しいものであり、白色発光させるためには、他の発光層も、青色発光層に合わせて発光量を調整する必要があった。このため、このような発光素子は、十分に高い輝度の白色光を発することが難しいものであった。また、発光素子の発光効率が十分に高くない場合、発光に用いられなかった電子および正孔が発光素子の各部材を劣化させ、発光素子の発光寿命（寿命）が短いものとなってしまう問題があった。

特開２００５−３８８１９号公報

本発明の目的は、発光の輝度が高く、発光寿命の長い発光素子、かかる発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光素子は、陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、青色に発光する第１の青色発光層と、
前記陰極と前記第１の青色発光層との間に設けられ、第１の青色発光層とは異なる材料で構成され、青色に発光する第２の青色発光層と、
前記陽極と前記第１の青色発光層との間に設けられた赤色に発光する赤色発光層と、
前記陽極と前記赤色発光層との間、または前記赤色発光層と前記第１の青色発光層との間に設けられ、緑色に発光する緑色発光層とを有することを特徴とする。
これにより、発光の輝度が高く、発光寿命の長い発光素子を提供することができる。

本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層は、正孔を輸送する機能を有し、
前記第２の青色発光層は、電子を輸送する機能を有するものであることが好ましい。
これにより、発光の輝度が特に高い発光素子を提供することができる。
本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層および前記第２の青色発光層は、それぞれ、発光材料と、前記発光材料を担持するホスト材料を含んで構成されていることが好ましい。
これにより、発光の輝度が特に高く、発光寿命が特に長い発光素子を提供することができる。

本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層の発光材料は、電子を捕獲する機能を有し、
前記第２の青色発光層の発光材料は、正孔を捕獲する機能を有するものであることが好ましい。
これにより、発光の輝度が特に高く、発光寿命が特に長い発光素子を提供することができる。

本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層のホスト材料は、アミンを構造に有する化合物を含むものであることが好ましい。
これにより、第２の青色発光層に正孔を効率よく輸送することができ、第２の青色発光層の発光量を十分に大きなものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記化合物は、ベンジジン系アミン誘導体であることが好ましい。
これにより、第２の青色発光層に正孔を効率よく輸送することができ、第２の青色発光層の発光量を十分に大きなものとすることができる。

本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層のホスト材料における前記アミンを構造に有する化合物の含有量は、２０〜８０ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、第２の青色発光層に正孔を効率よく輸送することができ、緑色発光層および赤色発光層の発光量を十分に大きなものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層のホスト材料は、アントラセン骨格材料を含むものであることが好ましい。
これにより、赤色発光層および緑色発光層に電子を効率よく輸送することができ、緑色発光層および赤色発光層の発光量を十分に大きなものとすることができる。

本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層のホスト材料における前記アントラセン骨格材料の含有量は、２０〜８０ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、赤色発光層および緑色発光層に電子を効率よく輸送することができ、緑色発光層および赤色発光層の発光量を十分に大きなものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記第２の青色発光層のホスト材料は、アントラセン骨格材料を含むものであることが好ましい。
これにより、他の陽極側にある発光層に電子を効率よく輸送することができ、他の陽極側にある発光層の発光量を十分に大きなものとすることができる。

本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層の発光材料は、フルオランテン誘導体を含むものであることが好ましい。
これにより、第１の青色発光層の発光量を十分に大きなものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記第２の青色発光層の発光材料は、ジスチリルジアミン誘導体を含むものであることが好ましい。
これにより、発光寿命が特に長い発光素子を提供することができる。

本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層と前記第２の青色発光層とは接合しており、前記第２の青色発光層の平均厚さは、前記第１の青色発光層の平均厚さよりも大きいものであることが好ましい。
これにより、発光の輝度が特に高い発光素子を提供することができる。
本発明の発光素子では、前記第１の青色発光層の平均厚さは、０．１〜２０ｎｍであり、前記第２の青色発光層の平均厚さは、１〜３０ｎｍであることが好ましい。
これにより、発光の輝度が特に高く、発光寿命が特に長い発光素子を提供することができる。

本発明の発光素子では、前記赤色発光層および前記緑色発光層は、それぞれ、発光材料とホスト材料とを含んで構成され、
前記赤色発光層および前記緑色発光層のうち前記陽極により近くにある方の発光層のホスト材料は、他方の発光層のホスト材料と比べ、バンドギャップが同じかまたは大きいものであることが好ましい。
これにより、発光の輝度が特に高い発光素子を提供することができる。

本発明の発光素子では、前記赤色発光層および前記緑色発光層のホスト材料は、それぞれ、ナフタセン誘導体、ペリレン誘導体およびキノリノラト系金属錯体から選択される少なくとも一種以上を含むものであることが好ましい。
これにより、発光の輝度が特に高い発光素子を提供することができる。
本発明の発光素子では、前記赤色発光層は、前記緑色発光層と前記陽極との間に設けられており、前記赤色発光層の発光材料は、テトラアリールジインデノペリレン誘導体を含むものであることが好ましい。
これにより、発光の輝度が特に高く、発光寿命が特に長い発光素子を提供することができる。

本発明の発光装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、発光の輝度が高く、発光寿命の長い発光素子を備えた信頼性の高い発光装置を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、発光の輝度が高く、発光寿命の長い発光素子を備えた信頼性の高い電子機器を提供することができる。

以下、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
＜発光素子＞
まず、本発明の発光素子の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の発光素子の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。

図１に示す発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）１は、基板２上に設けられた陽極３と、陰極９と、陽極３と陰極９との間に、陽極３側から順に、正孔注入層４と、正孔輸送層５と、複数色の発光層からなる発光部６と、電子輸送層７と、電子注入層８とを積層してなる積層体１５とを有し、その全体がシール材１１を介して封止部材１０で封止され、発光素子１が封止部材１０側から取り出すトップエミッション型の発光素子である。

基板２は、発光素子１（以下、単に「発光素子１」と言う。）の支持体となるものである。発光素子１は、封止部材１０側から光を取り出す構成（トップエミッション型）であるため、基板２および陽極３は、それぞれ、透光性を要求されない。
このような基板２の構成材料としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
なお、発光素子１が基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）の場合、基板２には、上述したようなもののうち、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）なものが選択される。

陽極３は、後述する正孔注入層４に正孔を注入する電極である。この陽極３の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
陽極３の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ_３Ｏ_３、Ａｕ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、３０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。

一方、陰極９は、後述する電子注入層８に電子を注入する電極である。この陰極９の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極９の構成材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのような金属またはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体等）用いることができる。

特に、陰極９の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＭｇＡｌ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極９の構成材料として用いることにより、陰極９の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極９の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。

なお、本実施形態のように、トップエミッション型の場合、陰極９は、仕事関数の小さい材料、またはこれらを含む合金を５〜２０ｎｍ程度とし、透過性を持たせ、さらにその上面にＩＴＯ等の透過性の高い導電材料を１００〜５００ｎｍ程度の厚さで形成する積層体で構成することもできる。
陽極３上には、本実施形態では、正孔注入層４が設けられている。この正孔注入層４は、陽極３と陰極９との間で電圧が印加された際に、陽極３より正孔を受け取る機能を有するものである。また、正孔注入層４は、陽極３から受け取った正孔を正孔輸送層５に注入する機能を有している。

正孔注入層４の構成材料としては、銅フタロシアニン、フタロシアニン、芳香族ジアミン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような正孔注入層４の平均厚さは、特に限定されないが、５〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。

正孔注入層４上には、本実施形態では、正孔輸送層５が設けられている。正孔輸送層５は、正孔注入層４から注入された正孔を、発光部６まで輸送する機能を有するものである。
正孔輸送層５の構成材料としては、例えば、テトラアリールベンジジンおよびその誘導体、テトラアリールジアミノフルオレンまたはその誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

このような正孔輸送層５の平均厚さは、特に限定されないが、５〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、この正孔注入層４および正孔輸送層５は、陽極３と発光部６とに含まれる構成材料の組み合わせが、陽極３から発光部６への正孔の注入が円滑に行われるものである場合、省略することもできる。

正孔輸送層５上には、発光部（有機発光部）６が設けられている。この発光部６には、後述する電子輸送層７から電子が、また、前記正孔輸送層５から正孔がそれぞれ供給（注入）される。そして、発光部６内では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）が放出（発光）される。

本発明では、この発光部６の構成に特徴を有しているこの点については、後に詳述する。
発光部６上には、陰極９からの注入された電子を発光部６に輸送する電子輸送層７が設けられている。このような電子輸送層７を有することで、発光部６に効率よく電子を輸送することができる。

電子輸送層７の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）等の８−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アントラセン骨格材料、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

電子輸送層７の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、０．５〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましく、１〜５０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、電子輸送層７の耐久性や機械的強度が低下することや、成膜時間が不要に長くなるのを防止しつつ、電子輸送層７の低抵抗化を図り、発光素子１（表示装置１００）の高速応答を実現することができる。

電子輸送層７上には、陰極９からの電子注入効率を向上させる機能を有する電子注入層８が設けられている。
この電子注入層８の構成材料（電子注入材料）としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。かかる構成材料で電子注入層８を構成することにより、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることや、耐久性の向上を図ることができる。

このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物（アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等）は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層８を構成することにより、発光素子１は、高い輝度が得られるものとなる。

アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ_２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ_２Ｓ、Ｎａ_２Ｓｅ、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、ＣａＦ_２、ＢａＦ_２、ＳｒＦ_２、ＭｇＦ_２、ＢｅＦ_２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。

電子注入層８の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、０．１〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましく、０．１〜１０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、電子注入層８の機械的強度が低下することや、成膜時間が不要に長くなるのを防止しつつ、電子注入層８の低抵抗化を図り、発光素子１（表示装置１００）の高速応答を実現することができる。

封止部材１０は、発光素子１（陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、発光部６、電子輸送層７、電子注入層８および陰極９）を覆うように、シール材１１を介して設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。
このような封止部材１０を設けることにより、発光素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。

封止部材１０の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｂまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。
なお、封止部材１０の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、シール材１１としては、絶縁性に優れるものを用いるのが好ましい。
このようなシール材１１としては、例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂等で構成されるものを好適に用いることができる。

次に、正孔輸送層５と電子輸送層７との間に設けられた発光部６の構成について説明する。
発光部６は、４層の発光層からなるものであり、赤色に発光する赤色発光層６１と、緑色に発光する緑色発光層６２と、青色に発光する第１の青色発光層６３と、青色に発光する第２の青色発光層６４とを有している。また、発光部６は、陽極３側から陰極９側へ、赤色発光層６１、緑色発光層６２、第１の青色発光層６３、第２の青色発光層６４が順次積層している。また、発光部６は、このような４層の発光層を有することにより、白色光を発するものである。

このように、本発明の発光素子１は、発光部６に４層の発光層を有しており、青色の発光層を２層有することに特徴を有する。一般に、有機ＥＬ素子の発光は、発光層の界面によって起こると考えられる。このため、発光層の数を従来よりも多くすることで、発光層の界面の面積を大きくすることができ、発光素子１は、発光効率に優れたもとなる。すなわち、発光素子１は、同じ電圧を印加した際に、より輝度の高い光を発することができる。

また、本発明では、青色の発色層を２層有するものである。従来、青色の発光層による発光は、発光効率が低いものであった。このため、従来の発光素子は、白色の光を得るために、青色の発光強度にあわせて、他の発光層の発光強度を調整する必要があり、発光素子全体としての発光効率が優れたものとはならなかった。しかしながら、本発明では、このように青色の発光層を２層有することにより、青色の発光強度を高いものとし、他の色の発光強度も高いものとすることができる。結果として、発光素子１全体としての発光効率を優れたものとすることができる。

また、本発明において、第１の青色発光層６３および第２の青色発光層６４は、赤色発光層６１および緑色発光層６２よりも陰極１０側に設けられている。一般に青色の発光層は、キャリア（正孔および電子）の注入性が良好でなく、特に電子が注入されづらい。しかしながら、第１の青色発光層６３および第２の青色発光層６４をより陰極１０側に配置することで、第１の青色発光層６３および第２の青色発光層６４へキャリアが注入されやすくなる。これに伴って、第１の青色発光層６３および第２の青色発光層６４は、効率よく発光することができる。

また、本発明の発光素子１は、以上のような理由により、発光効率に優れ、発光部６内で大部分の電子、正孔が、再結合して発光することで、消費される。このため、発光部６内で正孔、電子が発光部６を通過することを防止することができる。この結果、このように、発光部６を通り抜けた電子が正孔注入層４等の構成材料を還元して劣化させることを防止することができる。一方で、発光部６を通り抜けた正孔が陰極９側で電子と結合して発熱し陰極９と電子注入層８とがまたは電子注入層８と電子輸送層７とが剥離することを防止することができる。以上により、発光素子１は、劣化が少ないものとなり、長期にわたって効率よく発光できるものとなる。すなわち、発光素子１は、発光寿命が長いものとなる。

以下、発光部６を構成する各発光層について詳細に説明する。
（赤色発光層）
発光部６の最も陽極３側には、赤色に発光する赤色発光層６１が設けられている。
赤色発光層６１は、赤色に発光する赤色発光材料を含むものである。
赤色発光層６１に用いることのできる赤色発光材料としては、特に限定されず、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。

赤色蛍光材料としては、赤色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、下記化１に示す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。

赤色燐光材料としては、赤色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられ、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つがフェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものも挙げられる。より具体的には、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ^３’］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，Ｃ^３’］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。

上述した中でも、赤色発光材料は、テトラアリールジインデノペリレン誘導体を含むことが好ましい。テトラアリールジインデノペリレン誘導体は、特に発光効率の高い発光材料である。また、テトラアリールジインデノペリレン誘導体は、電子を捕獲する機能が特に優れたものである。このため、陰極９側から注入された電子は、発光部６の最も陽極３側にある赤色発光層６１において確実に捕獲されることができ、発光部６を通過することを確実に防止することができる。このため、電子が正孔注入層４や正孔輸送層５の構成材料を還元して劣化させることを確実に防止することができる。
ジベンゾジインデノペリレンおよびその誘導体としては、具体的には、例えば下記化１のようなテトラアリールジインデノペリレン誘導体が挙げられる。

また、赤色発光層６１の構成材料としては、前述したような赤色発光材料をゲスト材料とし、これに加えて、ゲスト材料を担持するホスト材料を用いることができる。この場合、例えば、ゲスト材料である赤色発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープして用いることができる。ホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを赤色発光材料に移動（フェルスター移動またはデクスター移動）させて、赤色発光材料を励起する機能を有する。

このようなホスト材料としては、特に限定されないが、赤色発光材料が赤色蛍光材料を含む場合、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、下記化２に示すビスｐ−ビフェニルナフタセン等のナフタセン誘導体、下記化３に示すビス−オルトビフェニリルペリレン等のペリレン誘導体、テトラフェニルピレンなどのピレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、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（Ａｌｑ_３）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、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。

また、赤色発光材料が赤色燐光材料を含む場合、ホスト材料としては、例えば、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニルカルバゾール、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ）、ビス−（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニルフェノラト）アルミニウム等のキノリノラト系金属錯体、Ｎ−ジカルバゾリル−３，５−ベンゼン、ポリ（９−ビニルカルバゾール）、４，４’，４’’−トリス（９−カルバゾリル）トリフェニルアミン、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−２，２’−ジメチルビフェニル等のカルバリゾル基含有化合物、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。

上述した中でも、赤色発光層６１は、ホスト材料として、キノリノラト系金属錯体、ペリレン誘導体、ナフタセン誘導体から選択される少なくとも１種以上を含むことが好ましく、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、前記化２に示すナフタセン誘導体、前記化３に示すビス−オルトビフェニリルペリレンから選択される少なくとも１種以上を含むことがより好ましい。このような材料は、正孔の輸送性に優れており、正孔を緑色発光層６２に効率よく輸送することができる。また、赤色発光材料を効率よく励起させることができ赤色発光層６１の発光効率を特に優れたものとすることができる。

また、赤色発光層６１が発光材料に加えてホスト材料を含む場合、赤色発光層６１中における赤色発光材料の含有率（ドープ量）は、０．０１〜２０ｗｔ％であることが好ましく、０．１〜１０ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、赤色発光層６１は、発光素子１に一定量の電流を流した際に、発光量を十分に大きいものとしつつ、緑色発光層６２へ特に効率よく正孔を輸送することができる。
このような赤色発光層６１の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｎｍであるのが好ましく、１〜１５ｎｍであるのがより好ましい。

（緑色発光層）
赤色発光層６１上には、緑色に発光する緑色発光層６２が設けられている。
緑色発光層６２は、緑色に発光する緑色発光材料を含むものである。
緑色発光層６２に用いることのできる緑色発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。

緑色蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、クマリン誘導体、下記化４に示す化合物等のキナクリドン誘導体、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、ジアリールナフタセン誘導体等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。

緑色燐光材料としては、緑色の燐光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。中でも、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つが、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものが好ましい。より具体的には、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）、ファク−トリス［５−フルオロ−２−（５−トリフルオロメチル−２−ピリジン）フェニル−Ｃ，Ｎ］イリジウムが挙げられる。

また、緑色発光層６２の構成材料としては、前述したような緑色発光材料をゲスト材料とし、これに加えて、緑色発光材料を担持するホスト材料を用いることができる。
このようなホスト材料としては、用いる緑色発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、上述した赤色発光層６１に用いることのできるホスト材料を用いることができる。

この中でも、緑色発光層６２は、ホスト材料として、キノリノラト系金属錯体、ペリレン誘導体、ナフタセン誘導体から選択される少なくとも１種以上を含むことが好ましく、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、前記化２に示すナフタセン誘導体、前記化３に示すペリレン誘導体から選択される少なくとも１種以上を含むことがより好ましい。このような材料は、正孔の輸送性に優れており、正孔を第１の青色発光層６３に効率よく輸送することができる。また、緑色発光材料を効率よく励起することができ、緑色発光層６２の発光量を十分なものとすることができる。

また、緑色発光層６２に用いられるホスト材料は、赤色発光層６１に用いられるホスト材料と比べ、バンドギャップが同じかまたは小さいものであることが好ましい。すなわち、赤色発光層６１および緑色発光層６２のうち、より陽極３側にある発光層のホスト材料は、他方の発光層のホスト材料と比べ、バンドギャップが同じかまたは大きいものであることが好ましい。これにより、最も陽極３側にある発光層（本実施形態では、赤色発光層６１）に輸送される電子の量を調整することができ、陽極３側にある正孔注入層４等に電子が侵入し、これらの部材が還元されて劣化することをより確実に防ぐことができる。このため、発光素子１全体としての発光寿命をより長いものとすることができる。

なお、本明細書において、バンドギャップとは、化合物の最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）と最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）との間のエネルギーギャップのことを指す。
また、緑色発光層６２が発光材料に加えてホスト材料を含む場合、緑色発光層６２中における緑色発光材料の含有率（ドープ量）は、１〜２０ｗｔ％であることが好ましく、２〜１５ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、発光素子１に一定量の電流を流した際に、緑色発光層６２は、発光量を十分に大きいものとしつつ、特に効率よく正孔および電子を輸送することができる。
このような緑色発光層６２の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍであるのが好ましく、２〜５０ｎｍであるのがより好ましい。

（第１の青色発光層）
緑色発光層６２上には、青色に発光する第１の青色発光層６３が設けられている。
第１の青色発光層６３は、青色に発光する青色発光材料を含むものである。
また、第１の青色発光層６３は、正孔を輸送する機能を有する。本発明の発光素子１は、発光層を４層有するため、陰極９側にある後述する第２の青色発光層６４は、正孔が不足しやすいが、このように、第１の青色発光層６３が正孔を輸送する機能を有することにより、第２の青色発光層６４に十分な正孔が供給され、第２の青色発光層６４が発光しやすいものとなる。この結果、発光素子１は、各発色層での発光量のバランスをとることがより容易になり、より白色に近い光を高い輝度で発することができる。このような機能は、例えば、第１の青色発光層６３に、正孔を輸送する機能に優れたホスト材料を含ませることにより、付与することができる。

また、第１の青色発光層６３の正孔を輸送する機能は、第２の青色発光層６４の正孔を輸送する機能よりも高いことが好ましい。
第１の青色発光層６３に用いることのできる青色発光材料としては、特に限定されず、各種青色蛍光材料、青色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。

青色蛍光材料としては、青色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、ジスチリル誘導体、ジスチリルジアミン誘導体、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）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。

青色燐光材料としては、青色の燐光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。より具体的には、ビス［４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ^２’］−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，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’］−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，Ｃ^２’）イリジウム（アセチルアセトネート）が挙げられる。
この中でも、青色発光材料は、電子を捕獲する機能を有することが好ましい。このように、青色発光材料が電子を捕獲し、発光することにより、第１の青色発光層６４は、正孔を輸送しつつ、効率よく発光することができる。

このような青色発光材料としてはフルオランテン誘導体が挙げられる。フルオランテン誘導体は、電子を捕獲する機能に優れるものであり、第１の青色発光層６３は、フルオランテン誘導体を含むことにより、特に効率よく発光することができる。このようなフルオランテン誘導体でも、ジフェニルベンゾフルオランテン誘導体であることが好ましく、下記化５に示すジフェニルベンゾフルオランテン誘導体であることがより好ましく、上述したような効果を顕著に得ることができる。

また、このような青色発光材料としてアントラセン骨格材料を用いてもよい。アントラセン骨格材料は、青色に発光することのできる材料であると共に、電子を輸送する機能に優れる材料であり、第１の青色発光層６３は、アントラセン骨格材料を含むことにより、電子を緑色発光層６２へ特に効率よく輸送することができる。このようなアントラセン骨格材料でも、下記化６に示すアントラセン骨格材料であることがより好ましく、上述したような効果を顕著に得ることができる。

また、第１の青色発光層６３の構成材料としては、前述したような青色発光材料をゲスト材料とし、これに加えて、青色発光材料を担持するホスト材料を用いることができる。
このようなホスト材料としては、特に限定されないが、青色発光材料が青色蛍光材料を含む場合、例えば、アミン化合物、ジスチリルアリーレン誘導体、スチルベン誘導体、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、アントラセン骨格材料、ピレン誘導体、コロネン誘導体、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）等を挙げることができる。

また、青色発光材料が青色燐光材料を含む場合、例えば、上述した赤色発光層６１の赤色燐光材料に対応するホスト材料を用いることができる。
また、第１の青色発光層６３に用いるホスト材料は、正孔を輸送する機能を好ましく、第２の青色発光層６４に用いるホスト材料よりも正孔を輸送する機能が優れていることがより好ましい。これにより、第２の青色発光層６４に正孔を効率よく輸送することができ、第２の青色発光層６４の発光量を大きなものとすることができる。このような正孔の輸送性に優れたホスト材料としては、アミンを構造に有する化合物（アミン化合物）を用いることができる。ホスト材料は、具体的には、ベンジジン系アミン化合物を含むことが好ましく、下記化７に示すベンジジン系アミン化合物を含むことがより好ましく、上述したような効果をより顕著に得ることができる。

また、第１の青色発光層６３に用いるホスト材料は、電子を輸送する機能を有する化合物と正孔（ホール）を輸送する機能を有する化合物を混合させてもよい。これにより、陽極３側にある発光層（赤色発光層６１、緑色発光層６２）にバランスよく電子とホールを供給することができ、これらの発光層の発光量を大きなものとすることができ、各発光層の発光量のバランスを特に容易にとることができる。

電子を輸送する機能を有する化合物としては、例えば、アントラセン骨格材料を用いることができ、具体的には、前記化６に示すアントラセン骨格材料を用いることが好ましい。これにより、上述したような効果をより顕著に得ることができる。また、このアントラセン骨格材料は、発光材料としても機能することができ、このようなアントラセン骨格材料をホスト材料として含む発光層は、特に発光しやすいものとなる。特に、正孔を輸送する機能を有する化合物として、前記化７に示すベンジジン系アミン化合物を用いた場合、上述したような効果は特に顕著なものとなる。

また、このような場合、第１の青色発光層６３のホスト材料における前記アントラセン骨格材料の含有量は、２０〜８０ｗｔ％であることが好ましく、３０〜７０ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、発光素子１に一定量の電流を流した際に、第1の青色発光層６３は、特に効率よく電子を輸送することができ、赤色発光層６１および緑色発光層６２の発光量を特に大きいものとすることができる。
また、このような場合、第１の青色発光層のホスト材料中のアミンを構造に有する化合物の含有量は、２０〜８０ｗｔ％であることが好ましく、３０〜７０ｗｔ％であることがより好ましい。

また、第１の青色発光層６３が発光材料に加えてホスト材料を含む場合、第１の青色発光層６３中における青色発光材料の含有率（ドープ量）は、０．１〜１５ｗｔ％であることが好ましく、１〜１０ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、発光素子１に一定量の電流を流した際に、第１の青色発光層６３の発光量をより大きいものとすることができる。
また、第１の青色発光層６３の平均厚さは、１〜５０ｎｍであることが好ましく、１〜３０ｎｍであることがより好ましい。これにより、正孔および電子をそれぞれ第２の青色発光層６４および緑色発光層６２へ特に効率よく輸送しつつ、発光素子１の駆動電圧を比較的低いものとすることができる。

（第２の青色発光層）
第１の青色発光層６３上には、第２の青色発光層とは異なる材料で構成された青色に発光する第２の青色発光層６４が設けられている。
第２の青色発光層６４は、青色に発光する青色発光材料を含むものである。
また、第２の青色発光層６４は、電子を輸送する機能を有する。本発明の発光素子１は、発光層を４層有するため、陽極３側にある赤色発光層６１および緑色発光層６２では、電子が不足しやすいが、このように、第２の青色発光層６４が正孔を輸送する機能を有することにより、これらの発光層が発光しやすいものとなる。この結果、各発光層間での発光量のバランスをとることが特に容易なものとなる。このような機能は、例えば、第２の青色発光層６４に、正孔を輸送する機能に優れたホスト材料を含ませることにより、付与されることができる。
また、第２の青色発光層６４は、第１の青色発光層６３よりも電子を輸送する機能に優れることが好ましい。

また、本実施形態において、第１の青色発光層６３と第２の青色発光層６４とは接合している。これにより、第１の青色発光層６３と第２の青色発光層６４とは、特に発光効率が優れたものとなる。これは、以下のように考えられる。通常、青色の発光には比較的大きなエネルギーが必要とされる。このため、青色の発光層は、通常、赤色発光層および青色発光層の構成材料よりも、バンドギャップが大きな化合物（ホスト材料、発光材料等）で構成されているが、このような化合物から生じた励起子のエネルギーは、他の層に移動しやすいものであった。しかしながら、本実施形態では、第１の青色発光層６３と第２の青色発光層６４とを接合させることにより、各青色の発光層で生じた励起子のエネルギーをより容易にこれらの青色の発光層で消費することができ、青色の発光のエネルギーとして効率よく利用することができる。

第２の青色発光層６４の青色発光材料としては、特に限定されず、例えば上述したような各種青色蛍光材料、青色燐光材料の１種または２種以上組み合わせが挙げられる。
この中でも、青色発光材料は、正孔を捕獲する機能を有することが好ましい。このように、陽極３側から注入された正孔を、発光部６の最も陰極９側にある第２の青色発光層６４において確実に捕獲することができ、その結果、正孔が発光部６を通過することを確実に防止することができる。このため、正孔が電子注入層８や電子輸送層７の構成材料を酸化して劣化させることを確実に防止することができる。また、発光部６以外の部分で正孔および電子が消費されることにより、電子注入層８や電子輸送層７等の構成材料が加熱され、これらの層が剥離することを防止することができ、結果として発光素子１の発光寿命を特に長いものとすることができる。

このような青色発光材料としては、例えば、ジスチリルジアミン誘導体が挙げられる。ジスチリルジアミン誘導体は、正孔を捕獲する機能に優れるものであり、第２の青色発光層６４は、ジスチリルジアミン誘導体を含むことにより、特に効率よく発光することができ、また、正孔が発光部６を通過することをより確実に防止することができる。このようなジスチリルジアミン誘導体でも、下記化８に示すジスチリルジアミン誘導体であることが好ましく、上述したような効果を顕著に得ることができる。

また、第２の青色発光層６４の構成材料としては、前述したような青色発光材料をゲスト材料とし、これに加えて、青色発光材料を担持するホスト材料を用いることができる。
このようなホスト材料としては、特に限定されず、前述の第１の青色発光層６３に用いることのできる化合物を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。
また、第２の青色発光層６４に用いるホスト材料は、電子を輸送する機能に優れることが好ましい。これにより、第１の青色発光層６３に電子を効率よく輸送することができ、第１の青色発光層６３をより容易に発光させることができる。また、前述した赤色発光層６１および緑色発光層６２へもより多くの電子を輸送することができるため、この結果、発光素子１全体としての発光効率が優れたものとなる。
このような電子の輸送性に優れたホスト材料としては、例えば、アントラセン骨格材料を用いることができ、具体的には、前記化８に示すアントラセン骨格材料を用いることが好ましい。これにより、上述したような効果をより顕著に得ることができる。

また、第２の青色発光層６４が発光材料に加えてホスト材料を含む場合、第２の青色発光層６４中における青色発光材料の含有率（ドープ量）は、０．１〜１５ｗｔ％であることが好ましく、１〜１０ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、発光素子１に一定量の電流を流した際に、第２の青色発光層６４の発光料をより大きいものとすることができる。また、発光材料として正孔を捕獲する機能を有する発光材料を用いた場合、第２の青色発光層６４で確実に正孔を捕獲しつつ、電子を第１の青色発光層６３へ特に効率よく輸送することができる。

また、第２の青色発光層６４の平均厚さは、第１の青色発光層６３の平均厚さよりも大きいものであることが好ましい。第２の青色発光層６４の平均厚さを大きくすると、十分に正孔を捕獲できる。また、第１の青色発光層６３の平均厚さを小さくすると、第１の青色発光層６３を介して、電子を特に効率よく緑色発光層６２へ輸送することができる。このため、このような関係を有することにより、発光部１を正孔が通過することを確実に防止しつつ、赤色発光層６１および緑色発光層６２に十分な量の電子を供給できる。

また、第２の青色発光層６４の平均厚さは、１〜３０ｎｍであることが好ましく、５〜２５ｎｍであることがより好ましい。これにより、発光素子１の駆動電圧を低くすることができる。また、電子を特に効率よく通過させつつ、正孔が第２の青色発光層６４を通過することを確実に防止することができる。
また、青色の発光層の合計の平均厚さ（本実施形態では、第１の青色発光層６３と第２の青色発光層６４との合計の平均厚さ）は、３〜４０ｎｍであることが好ましく、５〜３０ｎｍであることがより好ましい。これにより、発光素子１に一定量の電流を流した際に、第２の青色発光層６４の発光量を十分に大きいものとしつつ、緑色発光層６２および赤色発光層６１に十分な量の電子を供給できる。

また、発色部６の平均厚さは、５〜８０ｎｍであることが好ましく、１５〜７０ｎｍであることがより好ましい。これにより、発光素子１に印加する電圧が比較的低い場合であっても、発光素子１の発光効率を十分に高いものとすることができ、発光素子１の発光寿命を十分に長いものとすることができる。
なお、このような発光素子１は、封止部材１０側から光を取り出すトップエミッション型のものであるが、本発明の発光素子は、基板２側から光を取り出すボトムエミッション型の発光素子にも適用することができる。

以上のような発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
［１］ まず、基板２を用意し、この基板２上に陽極３を形成する。
陽極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。

［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、真空蒸着により形成することができる。
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素およびまたはアルゴンプラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極３の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素およびまたはアルゴンプラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度とするのが好ましい。

［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、真空蒸着により形成することができる。
［４］ 次に、正孔輸送層５上に、発光部６を形成する。
発光部６は、構成する各発光層（赤色発光層６１、緑色発光層６２、第１の青色発光層６３、第２の青色発光層６４）を陽極側から順に形成していくことで得られる。
各発光層は、例えば、真空蒸着により形成することができる。

［５］ 次に、発光部６上に電子輸送層７を形成する。
電子輸送層７は、例えば、真空蒸着により形成することができる。
［６］ 次に、電子輸送層７上に、電子注入層８を形成する。
電子注入層８の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層８は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。

［７］ 次に、電子注入層８上に、陰極９を形成する。
陰極９は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子１が得られる。
最後に、得られた発光素子１を覆うように、シール材１１を介在させた状態で封止部材１０を被せ、シール材１１を硬化することにより基板２に接合する。

このような発光素子１は、例えば光源等として使用することができる。また、複数の発光素子１をマトリックス状に配置し、配置した発光素子１上をカラーフィルタで覆うことにより、ディスプレイ装置（本発明の発光装置）を構成することができる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。

次に、本発明の発光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、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図２に示すディスプレイ装置１００は、基体（基板）２０と、この基体（基板）２０上に設けられた複数の発光素子１と、複数の発光素子１上に設けられたカラーフィルタ４０とで構成されている。

基体２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
回路部２２は、基板２１上に形成された、例えば酸化シリコン層からなる保護層２３と、保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
駆動用ＴＦＴ２４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。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、発光素子１が設けられている。また、隣接する発光素子１同士は、第１隔壁部３１および第２隔壁部３２により区画されている。

本実施形態では、各発光素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１の陰極９は、共通電極とされている。
そして、各発光素子１を覆うように封止部材（図示せず）が基体２０に接合され、各発光素子１が封止されている。

また、発光素子１上には、封止部材およびシール材（図示せず）を介して、カラーフィルタ４０が設けられている。カラーフィルタ４０は、基板４１と、複数の隔壁４２と、複数の着色部４３とを有している。
基板４１は、光透過性を有する材料で構成されており、着色部４３および隔壁４２を担持する。

また、隔壁４２は、基板４１上に設けられ、基板４１上を区画している。また、隔壁４２は、各発光素子１の発した白色光を目的とする着色部４３のみに通過させる機能を有している。また、隔壁４２は、通常黒色の材料で構成されており、発光素子１が発光していないときに、黒色を表現する。
また、着色部４３は、隔壁４２によって区画された空間に設けられており、発光素子１と対応する空間に配置されている。また、着色部４３は、発光素子１からの白色光を、それぞれ目的とする色の光に変換しつつ図中矢印の方向に放出する。各着色部４３は、例えば、白色光を赤色に変換する着色部４３Ｒ、緑色に変換する着色部４３Ｇ、青色に変換する着色部４３Ｂとすることができる。
ディスプレイ装置１００は、単色表示であってもよく、カラー表示であってもよい。
このようなディスプレイ装置１００（本発明の発光装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。

図３は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。

図４は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。

図５は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ(Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ)などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。

ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。

また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。

なお、本発明の電子機器は、図３のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。

以上、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、本発明の発光素子には、各層同士の間の少なくとも１つに、任意の目的の層を１層以上設けることもできる。例えば、本発明の発光素子は、上述した青色発光層に加え、１層または複数層の青色発光層をさらに有していてもよい。また、例えば、発光素子は、シアン、マゼンダ、イエロー等の上述した色以外の発光層を有するものであってもよい。
また、例えば、前述した実施形態では、赤色発光層は、緑色発光層よりも陰極側に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、発光素子において、赤色発光層は、緑色発光層よりも陽極側に設けられたものであってもよい。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．発光素子の製造
以下の各実施例および比較例において、発光素子を５個ずつ製造した。
（実施例１）
＜１＞ まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
そして、基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
＜２＞ 次に、ＩＴＯ電極上に、下記化９に示す化合物を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ４０ｎｍの正孔注入層を形成した。

＜３＞ 次に、正孔注入層上に、前記化７に示すベンジジン系アミン化合物を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
＜４−１＞ 次に、正孔輸送層上に赤色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ７ｎｍの赤色発光層を形成した。赤色発光層の構成材料としては、発光材料（ドーパント）として前記化１に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体を、ホスト材料として前記化２に示すビスｐ−ビフェニルナフタセンを用いた。また、赤色発光層中の発光材料の含有量（ドープ濃度）は、１．０ｗｔ％とした。

＜４−２＞ 次に、赤色発光層上に、緑色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１０ｎｍの緑色発光層を形成した。緑色発光層の構成材料としては、発光材料（ドーパント）として前記化４に示すようなキナクリドン誘導体を、ホスト材料として前記化２に示すビスｐ−ビフェニルナフタセンを用いた。また、緑色発光層中の発光材料の含有量（ドープ濃度）は、８．０ｗｔ％とした。

＜４−３＞ 次に、緑色発光層上に、第１の青色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ８ｎｍの第１の青色発光層を形成した。第１の青色発光層の構成材料としては、発光材料（ドーパント）として前記化８に示すジスチリルジアミン誘導体を、ホスト材料として前記化７に示すベンジジン系アミン誘導体を用いた。また、第１の青色発光層中の発光材料の含有量（ドープ濃度）は、５．０ｗｔ％とした。

＜４−４＞ 次に、第１の青色発光層上に、第２の青色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１５ｎｍの第２の青色発光層を形成した。第２の青色発光層の構成材料としては、発光材料（ドーパント）として前記化８に示すジスチリルジアミン誘導体を、ホスト材料として前記化６に示すアントラセン骨格材料を用いた。また、第１の青色発光層中の発光材料の含有量（ドープ濃度）は、５．０ｗｔ％とした。

＜５＞ 次に、第２の青色発光層上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ１５ｎｍの電子輸送層を形成した。
＜６＞ 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ０．５ｎｍの電子注入層を形成した。
＜７＞ 次に、電子注入層上に、Ａｌを真空蒸着法により成膜した。これにより、Ａｌで構成される平均厚さ１００ｎｍの陰極を形成した。
＜８＞ 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー（封止部材）を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。

（実施例２）
前記工程＜４−３＞において、発光材料として前記化６に示すアントラセン骨格材料を用いた以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。なお、前記アントラセン骨格材料は、発光材料として機能すると同時に、電子を輸送する機能に優れるものである。また、ホスト材料であるベンジジン系アミン誘導体と、発光材料としてのアントラセン骨格材料との重量比は、１：２とした。

（実施例３）
前記工程＜４−３＞において、発光材料として前記化６に示すアントラセン骨格材料に加え前記化８に示すジスチリルジアミン誘導体を用いた以外は、前記実施例２と同様にして発光素子を製造した。また、第１の青色発光層中の前記化８に示すジスチリルジアミン誘導体の含有量（ドープ濃度）は、５．０ｗｔ％とした。

（実施例４）
前記工程＜４−３＞において、発光材料として前記化５に示すジフェニルベンゾフルオランテン誘導体を用いた以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（実施例５）
前記工程＜４−３＞において、発光材料として前記化６に示すアントラセン骨格材料に加え前記化５に示すジフェニルベンゾフルオランテン誘導体を用いた以外は、前記実施例３と同様にして発光素子を製造した。また、第１の青色発光層中の前記化８に示すジフェニルベンゾフルオランテン誘導体の含有量（ドープ濃度）は、５．０ｗｔ％とした。

（実施例６）
前記工程＜４−１＞において、ホスト材料として前記化３に示すビス−オルトビフェニリルペリレンを用い、前記工程＜４−２＞において、ホスト材料として前記化３に示すビス−オルトビフェニリルペリレンを用いた以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。

（実施例７）
前記工程＜４−１＞において、ホスト材料として前記化３に示すビス−オルトビフェニリルペリレンを用いた以外は、前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。製造された発光素子において、緑色発光層に用いられるホスト材料は、赤色発光層に用いられるホスト材料と比べ、バンドギャップが小さいものであった。

（比較例１）
前記工程＜４−３＞を行わず、前発色層のホスト材料として前記化６に示すアントラセン骨格材料を用いた以外は前記実施例１と同様にして発光素子を製造した。すなわち、発光素子は、第１の青色発光層が省略され、緑色発光層上に第２の青色発光層が設けられた構成となっている。また、各発光層の平均厚さを、それぞれ１０ｎｍとした。

２．評価
２−１．輝度の評価
各実施例および比較例１の発光素子に対して、製造直後に、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より１００ｍＡ／ｃｍ^２の電流を流し、このときの輝度を測定した。なお、各実施例および比較例１において、輝度をそれぞれ５個の発光素子について測定した。

そして、比較例１で測定された光の輝度を基準値として、それぞれ、実施例１〜７で測定された光の輝度を以下の４段階の基準に従って評価した。
◎：比較例１の輝度に対し、１．８倍以上である。
○：比較例１の輝度に対し、１．５倍以上、１．８倍未満である。
△：比較例１の輝度に対し、１．１倍以上、１．５倍未満である。
×：比較例１の輝度に対し、１．１倍未満である。

２−２．発光寿命の評価
各実施例および比較例１の発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より１００ｍＡ／ｃｍ^２の電流を流し、このときの輝度を測定した。引き続き、発光素子に対し、同様の条件で電流を流しつづけ、輝度が初期の輝度の半分となる時間（半減期）を測定した。なお、各実施例および比較例１において、半減期の値をそれぞれ５個の発光素子について測定した。

そして、比較例１で測定された半減期を基準値として、実施例１〜実施例７で測定された半減期を、それぞれ、以下の４段階の基準に従って評価した。
◎：比較例１の半減期に対し、１０．０倍以上である。
○：比較例１の半減期に対し、４．０倍以上、８．０倍未満である。
△：比較例１の半減期に対し、１．０倍以上、４．０倍未満である。
×：比較例１の半減期に対し、１．０倍未満である。

２−３．色度の評価
各実施例および比較例１の発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より１００ｍＡ／ｃｍ^２の電流を流し、このとき放出された光の色度（ｘ，ｙ）を求めた。また、このとき同時に、各実施例および比較例１の発光素子から放出された光のスペクトル（発光スペクトル）を測定した。なお、発した光が白色に近いと、光の色度（ｘ，ｙ）は、（０．３３，０．３３）に近いものとなる。

これらの評価結果をそれぞれ、以下の表１に示す。なお、表１には、各発光素子の発光部の構成材料もあわせて示した。表中、「ＲＤ」は前記化１に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体、「ＧＤ」は前記化４に示すキナクリドン誘導体、「ＢＤ１」は前記化８に示すジスチリルジアミン誘導体、「ＢＤ２」は前記化５に示すジフェニルベンゾフルオランテン誘導体、「Ｈ１」は前記化２に示すビスｐ−ビフェニルナフタセン、「Ｈ２」は前記化７に示すベンジジン系アミン誘導体、「Ｈ３」は前記化６に示すアントラセン骨格材料、「Ｈ４」は前記化３に示すビス−オルトビフェニリルペリレンを示す。
また、各実施例および比較例１で得られた発光スペクトルを図６〜図１３に示す。

表１に示すように、各実施例の発光素子は、いずれも、比較例１の発光素子に対して、放出した光の輝度が高いものであり、発光効率が高いものであった。また、各実施例の発光素子は、いずれも、比較例１の発光素子に対して、発光寿命が長いものであった。
さらに、各実施例の発光素子から放出された光は、色度が（０．３３、０．３３）に近く、極めて白色に近いものであった。図６〜図１２に示すように、各実施例の発光スペクトルは、図１３に示す比較例の発光スペクトルと比較して、赤、緑、青の各波長の分光輝度が高く、また、バランスよく各波長の光が放出されていることが伺える。
これに対して、比較例１で製造した発光素子は、満足な結果が得られなかった。

本発明の発光素子の縦断面を模式的に示す図である。 本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。 本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 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。 本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 本発明の実施例１の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。 本発明の実施例２の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。 本発明の実施例３の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。 本発明の実施例４の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。 本発明の実施例５の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。 本発明の実施例６の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。 本発明の実施例７の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。 比較例１の発光素子が放出した光の発光スペクトルである。

符号の説明

１……発光素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔注入層 ５……正孔輸送層 ６……発光部 ６１……赤色発光層 ６２……緑色発光層 ６３……第１の青色発光層 ６４……第２の青色発光層 ７……電子輸送層 ８……電子注入層 ９……陰極 １０……封止部材 １１……シール材 １５……積層体 １００……ディスプレイ装置 ２０……基体 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ 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 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……第１隔壁部 ３２……第２隔壁部 ４０……カラーフィルタ ４１……基板 ４２……隔壁 ４３、４３Ｒ、４３Ｇ，４３Ｂ……着色部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００‥‥ディジタルスチルカメラ １３０２‥‥ケース（ボディー） １３０４‥‥受光ユニット １３０６‥‥シャッタボタン １３０８‥‥回路基板 １３１２‥‥ビデオ信号出力端子 １３１４‥‥データ通信用の入出力端子 １４３０‥‥テレビモニタ １４４０‥‥パーソナルコンピュータ

Claims (19)

1. 陽極と、
   陰極と、
   前記陽極と前記陰極との間に設けられ、青色に発光する第１の青色発光層と、
   前記陰極と前記第１の青色発光層との間に設けられ、第１の青色発光層とは異なる材料で構成され、青色に発光する第２の青色発光層と、
   前記陽極と前記第１の青色発光層との間に設けられた赤色に発光する赤色発光層と、
   前記陽極と前記赤色発光層との間、または前記赤色発光層と前記第１の青色発光層との間に設けられ、緑色に発光する緑色発光層とを有することを特徴とする発光素子。
2. 前記第１の青色発光層は、正孔を輸送する機能を有し、
   前記第２の青色発光層は、電子を輸送する機能を有するものである請求項１に記載の発光素子。
3. 前記第１の青色発光層および前記第２の青色発光層は、それぞれ、発光材料と、前記発光材料を担持するホスト材料を含んで構成されている請求項２に記載の発光素子。
4. 前記第１の青色発光層の発光材料は、電子を捕獲する機能を有し、
   前記第２の青色発光層の発光材料は、正孔を捕獲する機能を有するものである請求項３に記載の発光素子。
5. 前記第１の青色発光層のホスト材料は、アミンを構造に有する化合物を含むものである請求項３または４に記載の発光素子。
6. 前記化合物は、ベンジジン系アミン誘導体である請求項５に記載の発光素子。
7. 前記第１の青色発光層のホスト材料における前記アミンを構造に有する化合物の含有量は、２０〜８０ｗｔ％である請求項５または６に記載の発光素子。
8. 前記第１の青色発光層のホスト材料は、アントラセン骨格材料を含むものである請求項５ないし７のいずれかに記載の発光素子。
9. 前記第１の青色発光層のホスト材料における前記アントラセン骨格材料の含有量は、２０〜８０ｗｔ％である請求項８に記載の発光素子。
10. 前記第２の青色発光層のホスト材料は、アントラセン骨格材料を含むものである請求項３ないし９のいずれかに記載の発光素子。
11. 前記第１の青色発光層の発光材料は、フルオランテン誘導体を含むものである請求項３ないし１０のいずれかに記載の発光素子。
12. 前記第２の青色発光層の発光材料は、ジスチリルジアミン誘導体を含むものである請求項３ないし１１のいずれかに記載の発光素子。
13. 前記第１の青色発光層と前記第２の青色発光層とは接合しており、前記第２の青色発光層の平均厚さは、前記第１の青色発光層の平均厚さよりも大きいものである請求項１ないし１２のいずれかに記載の発光素子。
14. 前記第１の青色発光層の平均厚さは、０．１〜２０ｎｍであり、前記第２の青色発光層の平均厚さは、１〜３０ｎｍである請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子。
15. 前記赤色発光層および前記緑色発光層は、それぞれ、発光材料とホスト材料とを含んで構成され、
    前記赤色発光層および前記緑色発光層のうち前記陽極により近くにある方の発光層のホスト材料は、他方の発光層のホスト材料と比べ、バンドギャップが同じかまたは大きいものである請求項１ないし１４のいずれかに記載の発光素子。
16. 前記赤色発光層および前記緑色発光層のホスト材料は、それぞれ、ナフタセン誘導体、ペリレン誘導体およびキノリノラト系金属錯体から選択される少なくとも一種以上を含むものである請求項１５に記載の発光素子。
17. 前記赤色発光層は、前記緑色発光層と前記陽極との間に設けられており、前記赤色発光層の発光材料は、テトラアリールジインデノペリレン誘導体を含むものである請求項１ないし１６のいずれかに記載の発光素子。
18. 請求項１ないし１７のいずれかに記載の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
19. 請求項１８に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。

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