JP2024054903A - 有機発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】積層発光層を有する有機発光素子において、積層発光層のキャリアバランスとエネルギー移動を調整し、駆動耐久を改善する。【解決手段】第一発光層と第二発光層を有し、第一発光層が第一有機化合物と第一発光材料と第二発光材料とを含み、第二発光層が第二有機化合物と第三発光材料とを含み、発光材料がいずれも蛍光発光材料であり、第一発光材料、第二発光材料、第三発光材料の一重項エネルギーをそれぞれ、Ｓ１Ｄ１、Ｓ１Ｄ２、Ｓ１Ｄ３とした時、下記（ａ）乃至（ｃ）の関係を満たす有機発光素子とする。Ｓ１Ｄ２＞Ｓ１Ｄ１ （ａ）Ｓ１Ｄ３≧Ｓ１Ｄ２ （ｂ）Ｓ１Ｄ２－Ｓ１Ｄ１＞Ｓ１Ｄ３－Ｓ１Ｄ２ （ｃ）【選択図】なし

Description

本発明は、有機発光素子、及び該有機発光素子を有する各種機器、装置に関する。

有機発光素子（「有機エレクトロルミネッセンス素子」、或いは「有機ＥＬ素子」と称する場合が有る）は、一対の電極間とこれら電極間に配置される発光層を含む有機化合物層とを有する素子である。有機発光素子は、一対の電極を介して有機化合物層に通電することにより光を放出する素子である。
近年、有機発光素子を用いたフルカラーディスプレイの研究開発が精力的に進められている。有機発光素子は、発光層に含まれる化合物の種類により蛍光発光素子と燐光発光素子に大別されることが知られ、それぞれに適したエネルギーダイアグラムの設計が求められる。
一方、フルカラーディスプレイを作製する場合、発光層を画素（素子）ごとに塗り分ける方式と、発光層は白色発光で、カラーフィルタを画素ごとに塗り分ける有機発光素子を用いた方式が知られている。そして、白色発光の発光層を用いる場合は、有機発光素子が二種類以上の発光材料を用いることが知られている。
特許文献１には、蛍光発光する青色発光層が積層された有機発光素子が開示されている。特許文献２には、正孔輸送性ホストと蛍光発光材料からなる発光層と、電子輸送性ホストと蛍光発光材料からなる発光層とが積層された有機発光素子が開示されている。特許文献３には、蛍光発光する青色発光層が積層された有機発光素子が開示されている。特許文献４には、蛍光発光する橙色発光層と、蛍光発光する青色発光層とが積層された有機発光素子が開示されている。

特開２０１５－２０１２７９号公報 特表２００８－５０５４４９号公報 特開２００９－１８２３２２号公報 特開２００５－１０８７２７号公報

特許文献１乃至４に記載の有機発光素子は、積層発光層のキャリアバランスや、エネルギー移動が調整しづらいため、耐久特性に改善の余地がある有機発光素子であった。
本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、積層発光層のキャリアバランスとエネルギー移動を調整し、駆動耐久を改善した有機発光素子を提供することである。

本発明の有機発光素子は、第一電極と、第一発光層と、前記第一発光層と接する第二発光層と、第二電極とを備える有機発光素子において、
前記第一発光層は、第一有機化合物と第一発光材料と第二発光材料とを含み、
前記第二発光層は、第二有機化合物と第三発光材料とを含み、且つ、前記第一発光材料を含まず、
前記第一発光材料、前記第二発光材料、前記第三発光材料はいずれも蛍光発光材料であり、
前記第一発光材料、前記第二発光材料、前記第三発光材料の一重項エネルギーをそれぞれ、Ｓ１Ｄ１、Ｓ１Ｄ２、Ｓ１Ｄ３とした時、下記（ａ）乃至（ｃ）の関係を満たすことを特徴とする。
Ｓ１Ｄ２＞Ｓ１Ｄ１ （ａ）
Ｓ１Ｄ３≧Ｓ１Ｄ２ （ｂ）
Ｓ１Ｄ２－Ｓ１Ｄ１＞Ｓ１Ｄ３－Ｓ１Ｄ２ （ｃ）

本発明によれば、耐久特性が改善された有機発光素子を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子の断面模式図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の発光層周辺のエネルギー準位を模式的に表したエネルギーダイアグラムである。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の発光層に含まれる金属錯体の三重項エネルギー準位を模式的に表した図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る表示装置の模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る表示装置の模式図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の模式図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る撮像装置の模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る電子機器の模式図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る表示装置の模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る折り曲げ可能な表示装置の模式図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る照明装置の模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る車両用灯具を有する自動車の模式図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例を示す模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例で、撮像装置を有する形態を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例と、その露光光源の一例を示す模式図である。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、第一電極と、第一発光層と、第二発光層と、第二電極とを備える。第一電極及び第二電極は、一方が陽極で他方が陰極であり、少なくともいずれかが光透過電極であってよく、いずれか一方が反射電極であってよい。前記第一発光層と前記第二発光層は接しており、いずれか一方が陽極側であり、いずれか一方が陰極側である。
前記第一発光層は、第一有機化合物と第一発光材料と第二発光材料とを含み、前記第二発光層は、第二有機化合物と第三発光材料とを含み、且つ、前記第一発光材料を含まない。第一発光材料、第二発光材料、第三発光材料は蛍光発光材料である。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、下記（ａ）乃至（ｃ）の関係を満たすことを特徴とする。
Ｓ１Ｄ２＞Ｓ１Ｄ１ （ａ）
Ｓ１Ｄ３≧Ｓ１Ｄ２ （ｂ）
Ｓ１Ｄ２－Ｓ１Ｄ１＞Ｓ１Ｄ３－Ｓ１Ｄ２ （ｃ）
Ｓ１Ｄ１：第一発光材料の一重項エネルギー
Ｓ１Ｄ２：第二発光材料の一重項エネルギー
Ｓ１Ｄ３：第三発光材料の一重項エネルギー

上記式（ａ）乃至（ｃ）が示す意味は以下の通りである。
（ａ）第一発光層は、第一発光材料と第二発光材料とを含むが、第一発光材料は第二発光材料よりも一重項エネルギーが小さく、第一発光材料からの発光が主として観測される発光層であることを示している。

（ｂ）第二発光層に含まれる第三発光材料の一重項エネルギーは、第一発光層に含まれる第二発光材料の一重項エネルギー以上であることを示す。また、上記（ａ）と併せて、第三発光材料は、第一発光材料よりも一重項エネルギーが大きいことを示す。よって、第二発光層は、第一発光層よりも短波長の発光が観測される発光層であることを示している。

（ｃ）第三発光材料と第二発光材料との一重項エネルギーの差が、第一発光材料と第二発光材料との一重項エネルギーの差よりも小さいことを示している。後述するように、これにより、第三発光材料と第一発光材料間よりも、第三発光材料と第二発光材料間でのエネルギー移動が起こり易い関係となることを示している。

また、第三発光材料と第二発光材料は、一重項エネルギーの差が小さい、或いは差がない蛍光発光材料同士であることから、同程度のエネルギーギャップを有する。このため、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯのエネルギー準位の位置関係も近いため、キャリア移動が、第三発光材料と第一発光材料間よりも、第三発光材料と第二発光材料の方が起こり易い関係であることも示している。後述するように、これにより、第一発光層と第二発光層で生じる励起子密度を発光層間で調整をし易く、駆動耐久を改善することができる。

ここで、本明細書において、一重項エネルギーとは、最低励起一重項状態のエネルギーであり、単位はｅＶで表現され、数値が大きいほど高エネルギーである。また、波長に換算する場合は、高エネルギーほど短波長となる。

また、本明細書において、エネルギーギャップは、ＨＯＭＯ（最高被占軌道）のエネルギー準位からＬＵＭＯ（最低空軌道）のエネルギー準位までのエネルギーのギャップのことを指し、バンドギャップとも呼ばれる。尚、本明細書において、ＨＯＭＯのエネルギー準位を、ＨＯＭＯ準位或いはＨＯＭＯ、ＬＵＭＯのエネルギー準位を、ＬＵＭＯ準位或いはＬＵＭＯ、と記す場合もある。

以下、図１乃至図３を用いて、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る有機発光素子の断面模式図である。図１の有機発光素子は、絶縁層１上に、陽極２、正孔輸送層３、第一発光層４ａ、第二発光層４ｂ、電子輸送層５、陰極６がこの順に配置されている。

尚、本実施形態において、発光層とは、電極間に設けられた有機化合物層のうち光を発する層をいう。発光層に含まれる化合物のうち、質量比が最も大きい化合物をホストと呼ぶことがあり、主たる発光に寄与する化合物をドーパント又はゲストと呼ぶことがある。より具体的には、ホストとは発光層に含まれる材料のうち発光層内の含有率が５０質量％を超える材料である。より具体的には、ドーパントは、発光層に含まれる材料のうち、発光層内の含有率が５０質量％未満である材料をいう。発光層中のドーパントの濃度は、好ましくは０．１質量％以上２０質量％以下であり、さらには、濃度消光を抑制するために１０質量％以下であることが望ましい。本発明におけるドーパントとは、第一発光材料、及び、第三発光材料である。

また、発光層に含まれる化合物のうち、アシスト材料とは、発光層を構成する化合物の中で質量比がホストよりも小さく、ゲストの発光を補助する化合物である。尚、アシスト材料は、第２のホストとも呼ばれている。或いは、ゲストを第１の化合物とすると、アシスト材料を第２の化合物と呼ぶこともできる。本発明におけるアシスト材料とは、第二発光材料である。

図２は、本発明の有機発光素子を構成する発光層周辺のエネルギー準位を模式的に表したエネルギーダイアグラムを示す図である。図２において、各材料のＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位は以下のように示す。
ＨＯＭＯＤ１：第一発光材料のＨＯＭＯ準位
ＬＵＭＯＤ１：第一発光材料のＬＵＭＯ準位
ＨＯＭＯＤ２：第二発光材料のＨＯＭＯ準位
ＬＵＭＯＤ２：第二発光材料のＬＵＭＯ準位
ＨＯＭＯＤ３：第三発光材料のＨＯＭＯ準位
ＬＵＭＯＤ３：第三発光材料のＬＵＭＯ準位
ＨＯＭＯＨ１：第一有機化合物のＨＯＭＯ準位
ＬＵＭＯＨ１：第一有機化合物のＬＵＭＯ準位
ＨＯＭＯＨ２：第二有機化合物のＨＯＭＯ準位
ＬＵＭＯＨ２：第二有機化合物のＬＵＭＯ準位

図３は、本発明の一実施形態に係る有機発光素子を構成する発光層に含まれる蛍光発光材料の一重項エネルギー準位の関係を模式的に表した図である。図３の縦軸はエネルギーレベルを表し、図の上方向が高いエネルギーを表す。図３において、各材料の一重項エネルギーは以下のように示す。
Ｓ１Ｄ１：第一発光材料の一重項エネルギー
Ｓ１Ｄ２：第二発光材料の一重項エネルギー
Ｓ１Ｄ３：第三発光材料の一重項エネルギー

図３に示されるように、本発明において、第一発光層４ａに含まれる第一発光材料、第二発光材料と、第二発光層４ｂに含まれる第三発光材料の間で、下記（ａ）乃至（ｃ）の関係が成り立つ。
Ｓ１Ｄ２＞Ｓ１Ｄ１ （ａ）
Ｓ１Ｄ３≧Ｓ１Ｄ２ （ｂ）
Ｓ１Ｄ２－Ｓ１Ｄ１＞Ｓ１Ｄ３－Ｓ１Ｄ２ （ｃ）

本発明においては、蛍光発光材料の一重項エネルギーは、実測値を用いても、分子軌道法計算より求めた数値を用いてもよい。尚、本明細書における蛍光発光材料の、分子軌道法計算の計算手法は、現在広く用いられている密度汎関数法（Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｔｈｅｏｒｙ，ＤＦＴ）を用いた。汎関数はＢ３ＬＹＰ、既定関数は６－３１Ｇ^*を用いた。尚、分子軌道法計算は、現在広く用いられているＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｇａｕｓｓｉａｎ０９， ＲｅｖｉｓｉｏｎＣ．０１， Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ， Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ， Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ， Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ， Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ， Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ， Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ， Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ， Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ， Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ， Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ， Ｍ．Ｃａｒｉｃａｔｏ， Ｘ．Ｌｉ， Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ， Ａ．Ｆ．Ｉｚｍａｙｌｏｖ， Ｊ．Ｂｌｏｉｎｏ， Ｇ．Ｚｈｅｎｇ， Ｊ．Ｌ．Ｓｏｎｎｅｎｂｅｒｇ， Ｍ．Ｈａｄａ， Ｍ．Ｅｈａｒａ， Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ， Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ， Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ， Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ， Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ， Ｙ．Ｈｏｎｄａ， Ｏ．Ｋｉｔａｏ， Ｈ．Ｎａｋａｉ， Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ， Ｊ．Ａ． Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ，Ｊｒ．， Ｊ．Ｅ． Ｐｅｒａｌｔａ， Ｆ．Ｏｇｌｉａｒｏ， Ｍ．Ｂｅａｒｐａｒｋ， Ｊ．Ｊ．Ｈｅｙｄ， Ｅ．Ｂｒｏｔｈｅｒｓ， Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ， Ｖ．Ｎ．Ｓｔａｒｏｖｅｒｏｖ， Ｔ．Ｋｅｉｔｈ， Ｒ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ， Ｊ．Ｎｏｒｍａｎｄ， Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ， Ａ．Ｒｅｎｄｅｌｌ， Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ， Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ， Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ， Ｍ．Ｃｏｓｓｉ， Ｎ．Ｒｅｇａ， Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ， Ｍ．Ｋｌｅｎｅ， Ｊ．Ｅ． Ｋｎｏｘ， Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ， Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ， Ｃ．Ａｄａｍｏ， Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ， Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ， Ｒ．Ｅ． Ｓｔｒａｔｍａｎｎ， Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ， Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ， Ｒ．Ｃａｍｍｉ， Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ， Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ， Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ， Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ， Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ， Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ， Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ， Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ， Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ， Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ， Ｏ．Ｆａｒｋａｓ， Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ， Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ， Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ， ａｎｄ Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ， Ｇａｕｓｓｉａｎ， Ｉｎｃ．， Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ ＣＴ， ２０１０．）により実施した。
尚、実測値の測定方法については、後述する実施例において具体的に説明する。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、発光層を２つ以上有する素子構成であり、以下の〔１〕、〔２〕の構成を有する。
〔１〕２つの発光層が積層し、それぞれの発光層には異なる発光色を示す蛍光発光材料が含まれ、一方の発光層には一重項エネルギー移動のためのアシスト材料である蛍光発光材料が含まれる。
本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、２つの発光層が積層しており、それぞれの発光層は蛍光発光材料を有する。それぞれの発光層は、異なる発光波長を示す。蛍光発光は一重項エネルギー由来の発光である。即ち、それぞれの発光層に生成される一重項エネルギーは異なり、大小関係が存在する。このため、より高い一重項エネルギーを有する発光層から、より低い一重項エネルギーを有する発光層へとエネルギー移動が生じる。

ここで、本発明者等は、より高い一重項エネルギーを有する発光層で生成された余剰の一重項エネルギーを、隣接するより低い一重項エネルギーを有する発光層に速やかにエネルギー移動させることで素子耐久が改善することを見出した。

より具体的には、それぞれの発光層に含まれる蛍光発光材料の中間値となるような一重項エネルギーを有する蛍光発光材料を、エネルギー移動先である発光層に含まれるようにする。このような構成にすることで、高エネルギーの発光層から隣接する低エネルギーの発光層へのエネルギー移動を促進することができる。言い換えれば、一重項エネルギー移動のためのアシスト材料を含むとも言える。

一般に、蛍光発光素子の劣化モデルの１つとして、一重項－一重項消滅（ＳＳＡ）が挙げられる。ＳＳＡは、発光過程に移行せずに存在する余剰な一重項励起子同士が衝突することで生じる。ＳＳＡにより生じる高次の励起状態は、高エネルギーを有するために材料劣化を招き、素子耐久を悪化させることが懸念される。

ＳＳＡにより生じる高エネルギーは、その発光層の一重項エネルギーに比例する。このため、より高い一重項エネルギーを有する発光層においては、より高いエネルギーを有する高次の励起状態を生成するＳＳＡとなってしまうため、より材料劣化の懸念が高くなってしまう。そこで、より高いエネルギーの発光層でのＳＳＡを低減し、その代わりに、より低いエネルギーの発光層でのＳＳＡを増加させた方が、材料劣化を抑制できると考えられる。

ここで、本発明においては、上記（ａ）及び（ｂ）の関係が成り立つ。即ち、隣接する２つの発光層のうち、より高い一重項エネルギーを有する第三発光材料を含む第二発光層から、より低い一重項エネルギーを有する第一発光材料を含む第一発光層へとエネルギー移動を生じ易くするために、第一発光層は、一重項エネルギー移動を促進させるための中間のエネルギー準位を有する第二発光材料を含む。

これにより、より高い一重項エネルギーを有する第三発光材料を含む第二発光層で生じうるＳＳＡを低減できるため、材料劣化を抑制することができる。結果として、耐久特性に優れる有機発光素子とすることができる。

〔２〕エネルギー移動を促進するアシスト材料の一重項エネルギーは、エネルギー移動先である発光材料よりも、エネルギー移動元である発光材料の一重項エネルギーに近い値を有する。
上述した通り、本発明は、アシスト材料による一重項エネルギー移動の促進により、駆動耐久を改善することができる積層発光層を有する有機発光素子である。

一般に、一重項励起子のエネルギー移動は、フェルスターエネルギー移動によって生じるとされる。下記式［１］に示すように、フェルスターエネルギー移動の速度定数は、エネルギー移動元（ドナー）の発光スペクトルとエネルギー移動先（アクセプター）の吸収スペクトルの重なりに比例する。また、ドナーとアクセプターの分子間距離に反比例する。

ｃ：光速
Ｋ²：双極子配向因子
Φ：発光量子数量
ｎ：媒体の屈折率
Ｎ：アボガドロ数
τ：ドナーの蛍光寿命
Ｒ：ドナーとアクセプターの分子間距離
ｆ_H（λ）：規格化されたドナーの発光スペクトル
ε_D（λ）：アクセプターのモル吸光係数

ここで、本発明者等は、上記（ｃ）の関係が成り立つことで、第一発光層と第二発光層間のフェルスターエネルギー移動を促進することができることを見出した。
即ち、本発明の積層発光層構成において、エネルギー移動を促進するアシスト材料である第二発光材料の一重項エネルギーは、エネルギー移動先である第一発光材料よりも、エネルギー移動元である第三発光材料に近い値を有することで、エネルギー移動を促進する。

本発明では、アシスト材料である第二発光材料は、第一発光層に含まれる。一方で、エネルギー移動元である第三発光材料は第二発光層に含まれる。このため、ドナー（第三発光材料）とアクセプター（第二発光材料）の分子間距離が短くなる機会は、第一発光層と第二発光層の界面に限定される。

上記式［１］より、フェルスターエネルギー移動では、ドナーとアクセプター間の分子間距離が短い方がエネルギー移動し易いため、ドナーとアクセプター間の距離が短いことが好ましい。
そこで、本発明者等は、ドナーとアクセプターの一重項エネルギーの差を小さくすることで、相溶性が高まり、分子間距離が短くなることを見出した。これは、蛍光発光材料同士であるために、例えば、π－π^*遷移の一重項エネルギーは分子の共役長に比例するため、分子構造の特徴が類似していることや、双極子モーメントが揃い易いために、分子同士が接近し易くなると推察される。

例えば、アクセプターを含む第一発光層の形成後、第二発光層を積層する際、ドナーは、よりエネルギー的に安定になり易いエネルギー準位の近しい分子であるアクセプターに集まり易くなる。結果として、ドナーとアクセプターの分子間距離は短くなる。
また、ドナーとアクセプターの一重項エネルギーの差が小さいことで、ドナーの発光スペクトルとアクセプターの吸収スペクトルの重なりも十分に大きくなる。

以上より、上記（ｃ）の関係が成り立つことで、ドナー（第三発光材料）とアクセプター（第二発光材料）の分子間距離は短くなり、また、ドナーの発光スペクトルとアクセプターの吸収スペクトルの重なりも十分に大きくなるため、フェルスターエネルギー移動は促進される。

尚、第三発光材料から第二発光材料にエネルギー移動後、第一発光層内で第二発光材料から第一発光材料へとエネルギー移動し、第一発光材料の発光過程に移行する。このように、一重項エネルギー移動過程を連続で経る積層発光層とすることで、発光過程に至らずに存在する余剰一重項励起子の蓄積自体を低減することも期待できる。言い換えると、積層発光層における一重項励起子の拡散が起こり易い。即ち、余剰一重項励起子同士が衝突するＳＳＡ自体を低減することができ、耐久特性を改善できる有機発光素子となることも本発明の特徴として挙げられる。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、上記の〔１〕、〔２〕の他にも以下の構成を有することが好ましい。
〔３〕第一発光材料のＬＵＭＯ準位が、第一有機化合物のＬＵＭＯ準位よりも低い。
〔４〕第三発光材料のＬＵＭＯ準位が、第二有機化合物のＬＵＭＯ準位よりも低い。
〔５〕第二発光材料の濃度は、第三発光材料の濃度以上である。
〔６〕第二発光材料の濃度は、第一発光材料の濃度以上である。
〔７〕第二発光材料と第三発光材料は、少なくとも一つ同じ部分構造を有する。
〔８〕第二発光材料と、第三発光材料が同一化合物である。
〔９〕第二発光材料と第三発光材料は、ＨＯＭＯ準位差が０．２ｅＶ以内であり、ＬＵＭＯ準位差が０．２ｅＶ以内である。
〔１０〕第二発光層が、アシスト材料を含有する。
〔１１〕第一発光材料の発光色が赤であり、第三発光材料の発光色が緑である。
〔１２〕第一発光層が陽極側であり、第二発光層が陰極側である。
〔１３〕第三発光材料の濃度は、第一発光材料体の濃度よりも高い。
〔１４〕第一有機化合物と第二有機化合物は、同一化合物である。
以下、これらについて説明する。

〔３〕第一発光材料のＬＵＭＯ準位が、第一有機化合物のＬＵＭＯ準位よりも低い。即ち、下記（ｄ）の関係を満たす。
ＬＵＭＯＤ１＜ＬＵＭＯＨ１ （ｄ）
ＬＵＭＯＤ１：第一発光材料のＬＵＭＯ準位
ＬＵＭＯＨ１：第一有機化合物のＬＵＭＯ準位

上記（ｄ）の関係は、第一発光層が電子トラップ型の発光層であることを示している。第一発光層が電子トラップ型の発光層であることで、キャリアのうち、正孔が過剰に蓄積しない構造を取ることができる。ラジカルカチオンにより、劣化を示す化合物に対して有利である。

〔４〕第三発光材料のＬＵＭＯ準位が、第二有機化合物のＬＵＭＯ準位よりも低い。即ち、下記（ｅ）の関係を満たす。
ＬＵＭＯＤ３＜ＬＵＭＯＨ２ （ｅ）
ＬＵＭＯＤ３：第三発光材料のＬＵＭＯ準位
ＬＵＭＯＨ２：第二有機化合物のＬＵＭＯ準位

上記（ｅ）の関係は、第二一発光層が電子トラップ型の発光層であることを示している。第一発光層が電子トラップ型の発光層であることで、キャリアのうち、正孔が過剰に蓄積しない構造を取ることができる。ラジカルカチオンにより、劣化を示す化合物に対して有利である。

〔５〕第二発光材料の濃度は、第三発光材料の濃度以上である。即ち、下記（ｆ）の関係を満たす。
Ｃ１Ｄ２≧Ｃ１Ｄ３ （ｆ）
Ｃ１Ｄ２：第一発光層中の第二発光材料の濃度
Ｃ１Ｄ３：第二発光層中の第三発光材料の濃度

上述した通り、第二発光層に含まれる第三発光材料（ドナー）と、第一発光層に含まれる第二発光材料（アクセプター）の分子間距離が最も短くなる機会は、第一発光層と第二発光層との界面である。ここで、第二発光層中の第三発光材料の濃度を、第一発光層中の第二発光材料の濃度以上とすることで、第一発光層と第二発光層間のエネルギー移動を促進することができる。なぜなら、エネルギーを受容した第二発光材料は、次に、第一発光材料へとエネルギー移動を行う必要があるためである。第三発光材料の方が第二発光材料よりも濃度が高い場合（Ｃ１Ｄ２＜Ｃ１Ｄ３）には、第三発光材料から多くの一重項エネルギーを受容するため、第二発光材料は、第一発光材料へとエネルギー移動する前に、多くの一重項励起子を有することになり、ＳＳＡを生じ易くなってしまう。第二発光材料において、ＳＳＡを生じてしまうと、第一発光材料へとエネルギー移動できなくなるため、好ましくない。

〔６〕第二発光材料の濃度は、第一発光材料の濃度以上である。即ち、下記（ｇ）の関係を満たす。
Ｃ１Ｄ２≧Ｃ１Ｄ１ （ｇ）
Ｃ１Ｄ２：第一発光層中の第二発光材料の濃度
Ｃ１Ｄ１：第一発光層中の第一発光材料の濃度

本発明の積層発光層を有する有機発光素子の特徴として、一重項エネルギーの移動が連続して行われることが挙げられる。具体的には、第三発光材料から第二発光材料へと、さらに、第二発光材料から第一発光材料へとエネルギー移動が行われる。このように、一重項エネルギー移動過程を連続で経る積層発光層とすることで、発光過程に至らずにいる余剰一重項励起子の蓄積自体を低減することが期待できる。

ここで、第一発光層中の第二発光材料の濃度は、第一発光材料の濃度以上であることが好ましい。第一発光材料の濃度が第二発光材料よりも高い場合（Ｃ１Ｄ２＜Ｃ１Ｄ１）には、第三発光材料からの一重項エネルギー移動が、第二発光材料ではなく、第一発光材料へと移動してしまうため、上述した連続したエネルギー移動過程による励起子の拡散を経ることが難しくなる。

〔７〕第二発光材料と第三発光材料は、少なくとも一つ同じ部分構造を有する。
上述した通り、第二発光層に含まれる第三発光材料（ドナー）と第一発光層に含まれる第二発光材料（アクセプター）の相溶性が高まることで、第一発光層と第二発光層間のエネルギー移動が促進される。

ここで、第三発光材料と第二発光材料の相溶性を高める手段として、同じ部分構造を分子中に有することが好ましい。具体的には、蛍光発光材料を形成する分子構造の中に、同じπ共役系の部分構造を有することが好ましい。これにより、同じ部分構造を有する分子同士が接近し易くなるため、結果として、第三発光材料と第二発光材料の分子間距離が短くなることが期待できる。特に、第二発光材料と第三発光材料が、フルオランテンを部分構造に有する蛍光発光材料であることが好ましい。

フルオランテンを部分構造に有する例としては、以下に示すπ共役系芳香族化合物が挙げられる。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。好ましくは、フルオランテンの部分構造の縮環数が近しいことが好ましい。ここで、部分構造の縮環数が近いことについて説明する。例えば、下記具体例中のＦＦ１とＦＦ２は縮環数が近いと言える一方で、ＦＦ１とＦＦ３９は縮環数が遠いと言える。

また、フルオランテンは、電子欠乏性の五員環を含むために、ＬＵＭＯ準位が小さく（真空準位から遠く）、酸化安定性に優れる。このため、耐久特性に優れる。また、平面性が高い骨格であるため、分子同士が重なり易い。このため、第二発光材料と第三発光材料が接近し易く、エネルギー移動が促進され、耐久特性に優れる。

〔８〕第二発光材料と、第三発光材料が同一化合物である。
上述した通り、本発明の実施形態としては、積層発光層の間のキャリア移動とエネルギー移動が良好であることが好ましい。そのため、第二発光材料と第三発光材料とが同一化合物であることが好ましい。この場合、第二発光材料と第三発光材料の相溶性が高まることで、特に第一発光層と第二発光層の間のキャリア移動とエネルギー移動を促進することができる。

〔９〕第二発光材料と第三発光材料は、ＨＯＭＯ準位差が０．２ｅＶ以内であり、ＬＵＭＯ準位差が０．２ｅＶ以内である。即ち、下記（ｈ）及び（ｉ）の関係を満たす。
｜ＬＵＭＯＤ３－ＬＵＭＯＤ２｜≦０．２ｅＶ （ｈ）
｜ＨＯＭＯＤ３－ＨＯＭＯＤ２｜≦０．２ｅＶ （ｉ）
ＬＵＭＯＤ２：第二発光材料のＬＵＭＯ準位
ＨＯＭＯＤ２：第二発光材料のＨＯＭＯ準位
ＬＵＭＯＤ３：第三発光材料のＬＵＭＯ準位
ＨＯＭＯＤ３：第三発光材料のＨＯＭＯ準位

図２に示した実施形態の有機発光素子において、第一発光層４ａには、第一ホストとしての第一有機化合物と、アシスト材料としての第二発光材料と、ドーパントとしての第一発光材料と、が含まれている。また、発光層４ｂには、第二ホストとしての第二有機化合物と、ドーパントとしての第三発光材料とが含まれている。このため、発光層４ａ，４ｂ中の移動するキャリア（正孔及び電子）に対して、ドーパント又はアシスト材料がトラップ準位となることが考えられる。

ここで、第二発光材料と第三発光材料は、ＨＯＭＯ準位差が０．２ｅＶ以内であり、ＬＵＭＯ準位差が０．２ｅＶ以内であることで、第一発光層と第二発光層間のキャリア移動が促進される。即ち、第一発光層４ａのキャリアトラップ準位である第二発光材料と、第二発光層４ｂのキャリアトラップ準位である第二発光材料が、同程度のＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位を有することで、キャリア移動が促進される。第二発光材料と第三発光材料との間に、ＨＯＭＯ準位又はＬＵＭＯ準位に極端な差がある場合、第一発光層４ａと第二発光層４ｂとの界面でキャリアが蓄積されてしまい、再結合域が集中し、発光効率及び素子耐久に不利となってしまう。キャリア移動が促進されることで、不要な電荷溜まりが解消され、励起子集中も解消されるため、ＳＳＡ発生を低減することができ、耐久特性を向上させることができる。

〔１０〕第二発光層が、アシスト材料を含有する。
上述した通り、本発明の一実施形態に係る有機発光素子では、再結合領域をやや第二発光層に偏らせることで、効率良く第一発光層へとエネルギー移動可能とすることで、各発光層からのバランスのよい発光を引き出すことができる。

ここで、第二発光層は、アシスト材料を有することが好ましい。アシスト材料は、正孔又は電子いずれかのキャリアを第二発光層内に注入させ、再結合域をやや第二発光層中心へと調整するような材料であることが好ましい。

具体的には、トリアリールアミン骨格、カルバゾール骨格、アジン環、アントラキノン骨格、キサントン骨格、チオキサントン骨格のいずれかを部分構造に有する材料が好ましい。これらの材料は、電子供与性や電子求引性に優れるため、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの調整を行い易く、周辺層からのキャリアの注入を促進することができる。

〔１１〕第一発光材料の発光色が赤であり、第三発光材料の発光色が緑である。
前記した（ａ）乃至（ｃ）の関係を満たしつつ、第一発光層と第二発光層のそれぞれの発光層の発光効率を最大限に高める観点から、第一発光材料が赤発光材料であり、第三発光材料が緑発光材料であることが好ましい。本発明の一実施形態に係る有機発光素子では、再結合領域をやや第二発光層に偏らせることで、効率良く第一発光層へとエネルギー移動可能な積層構成であり、緑発光と赤発光のバランスの良い発光を実現し易いからである。

尚、本明細書においては、青発光材料とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの発光材料を指す。また、緑発光材料とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が５００ｎｍ乃至５７０ｎｍの発光材料を指す。赤発光材料とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が５８０ｎｍ乃至６８０ｎｍの発光材料を指す。発光スペクトルは、希薄トルエン溶液等で、他の化合物や結晶状態の影響を低減して行われることが好ましい。

また、黄色発光とは、５６５ｎｍ乃至５９０ｎｍに発光スペクトルの主な部分が含まれることを指す。例えば、緑発光と赤発光を混合させることで黄色発光を得ることもできる。また、シアン発光とは、４８５ｎｍ乃至５００ｎｍに発光スペクトルの主な部分が含まれることを指す。例えば、青発光と緑発光を混合させることでシアン発光を得ることもできる。

〔１２〕第一発光層が陽極側であり、第二発光層が陰極側である。
上述した条件〔１１〕を満たし、且つ、図２に記載の通り、陽極側には、第一有機化合物と第二発光材料と第一発光材料を含む第一発光層４ａが、陰極側には、第二有機化合物と第三発光材料を含む第二発光層４ｂが配置していることが好ましい。この場合、赤発光材料である第一発光材料が正孔をトラップし、緑発光材料である第三発光材料が電子をトラップするため、キャリアバランスが最も優れる積層構成となる。

〔１３〕第三発光材料の濃度は、第一発光材料の濃度よりも高い。
上述した条件〔１２〕に加えて、第二発光層中の第三発光材料の濃度は、第一発光層中の第一発光材料の濃度よりも高いことが好ましい。即ち、下記（ｊ）の関係を満たす。
Ｃ１Ｄ３＞Ｃ１Ｄ１ （ｊ）
Ｃ１Ｄ１：第一発光層中の第一発光材料の濃度
Ｃ１Ｄ３：第二発光層中の第三発光材料の濃度

第一発光材料が赤蛍光発光材料である場合、バンドギャップが小さいため、キャリアトラップ性が高くなり易い。本実施形態においては、正孔トラップ性が高くなる。そのため、赤蛍光発光材料である第一発光材料が第三発光材料よりも高濃度である場合（Ｃ１Ｄ３＜Ｃ１Ｄ１）、第一発光層における正孔濃度が局在してしまうため、好ましくない。よって、第一発光材料は低濃度にして、第一発光層の正孔輸送の役割をアシスト材料である第二発光材料に担うことで、キャリアバランスを調整する。一方、第二発光層については、第三発光材料が電子輸送を担っており、これまでに上述した通り、第二発光材料とのキャリアのスムーズな授受を期待できる。よって、第三発光材料の濃度は、第一発光材料の濃度よりも高いことが好ましい。

〔１４〕第一有機化合物と第二有機化合物は、同一化合物である。

上述した通り、本発明の実施形態としては、積層発光層の間のキャリア移動とエネルギー移動が良好であることが好ましい。そのため、第一ホストである第一有機化合物と、第二ホストである第二有機化合物が同一化合物であることが好ましい。この場合、特に第一発光層と第二発光層の間のキャリア移動とエネルギー移動を促進することができる。

〔第一乃至第三発光材料〕
次に、本発明の一実施形態に用いられる第一乃至第三発光材料について説明する。
本発明の一実施形態に用いられる第一乃至第三発光材料は、いずれも蛍光発光材料であり、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、アントラセン誘導体、ルブレン等）、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、スチルベン誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、イリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、銅錯体、ユーロピウム錯体、ルテニウム錯体、及びポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられる。

特に、前記したように、フルオランテン骨格は酸化安定性に優れるため、耐久特性の向上を期待できる。また、発光特性に優れるため、発光効率の観点からも好ましい。フルオランテンを部分構造に有するπ共役系芳香族化合物とは、具体的には、第二発光材料及び第三発光材料として例示したＦＦ群に記載される化合物である。
本実施形態に係る第一乃至第三発光材料の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。

上記蛍光発光材料のうち、ＢＤ群に属する例示化合物は、青発光材料である。このうち、ＢＤ１０乃至ＢＤ３３はフルオランテン骨格を有する化合物である。このため、特に本発明の実施形態に好適に用いることができる化合物である。
上記蛍光発光材料のうち、ＧＤ群に属する例示化合物は、緑発光材料である。このうち、ＧＤ８乃至ＧＤ３２はフルオランテン骨格を有する化合物である。このため、特に本発明の実施形態に好適に用いることができる化合物である。
上記蛍光発光材料のうち、ＲＤ群に属する例示化合物は、赤発光材料である。このうち、ＲＤ４乃至ＲＤ２３はフルオランテン骨格を有する化合物である。このため、特に本発明の実施形態に好適に用いることができる化合物である。

〔第一及び第二有機化合物〕
第一及び第二有機化合物は、少なくともピレン骨格、アントラセン骨格、フェナントレン骨格、トリフェニレン骨格、ペリレン骨格のいずれかを有する材料が、平面性が高く、発光層間のキャリア移動を促進することができることから、好ましい。これらの有機化合物をホストとして用い、本発明に係る素子構成とを組み合わせた場合には、良好なキャリアバランスを実現することができる。つまり、これらの有機化合物を用いることで、より素子耐久に優れた有機発光素子を提供することができる。
本実施形態に係る第一及び第二有機化合物の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。

上記ＥＭ１乃至ＥＭ３０のうち、上述した結合安定性の観点から、炭化水素化合物であるＥＭ１乃至ＥＭ１２、ＥＭ１６乃至ＥＭ２７が好ましい。これらの化合物をホストに用いることで、耐久特性に優れる有機ＥＬ素子を得ることができる。
本発明において第一及び第二の有機化合物としては、上記した具体例以外にも、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体等が用いられる。

〔第二発光層のアシスト材料〕
第二発光層にはアシスト材料を含ませても良く、係るアシスト材料としては、少なくともトリアリールアミン骨格、カルバゾール骨格、アジン環、アントラキノン骨格、キサントン骨格、チオキサントン骨格のいずれかを有する材料が好ましい。これらの材料は、電子供与性や電子求引性に優れるため、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの調整を行い易く、周辺層からのキャリアの注入を促進することができる。尚、上記「アジン環」は、ピリジン、ピリミジン、トリアジンなどの窒素を環に含む六員環芳香環を示す総称である。
本実施形態に係るアシスト材料の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。

このうち、アジン環、アントラキノン骨格、キサントン骨格、チオキサントン骨格のいずれかを有する材料が、電子求引性に優れるため、ＬＵＭＯ準位が深く（真空準位から遠く）、酸化安定性に優れるため、耐久特性の向上を期待でき、好ましい。

〔その他の化合物〕
以下に、本実施形態の有機発光素子に用いることのできるその他の化合物の例を挙げる。
〈正孔注入輸送性材料〉
正孔注入層や正孔輸送層に好適に用いられる正孔注入輸送性材料としては、陽極からの正孔の注入を容易にして、且つ注入された正孔を発光層へ輸送できるように、正孔移動度が高い材料が好ましい。また、有機発光素子中において結晶化等の膜質の劣化を抑制するために、ガラス転移点温度が高い材料が好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、アリールカルバゾール誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられる。さらに上記の正孔注入輸送性材料は、電子ブロッキング層にも好適に使用される。
以下に、正孔注入輸送性材料として用いられる化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。

〈電子輸送性材料〉
電子輸送性材料としては、陰極から注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、正孔輸送性材料の正孔移動度とのバランス等を考慮して選択される。電子輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、クリセン誘導体、アントラセン誘導体等）が挙げられる。さらに上記の電子輸送性材料は、正孔ブロッキング層にも好適に使用される。
以下に、電子輸送性材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。

〔有機発光素子の構成〕
以下、本実施形態の有機発光素子を構成する、有機化合物層以外の構成部材について説明する。
有機発光素子は、基板の上に、絶縁層、第一電極、有機化合物層、第二電極を形成して設けられる。第二電極の上には、保護層、カラーフィルタ、マイクロレンズ等を設けてよい。カラーフィルタを設ける場合は、保護層との間に平坦化層を設けてよい。平坦化層はアクリル樹脂等で構成することができる。カラーフィルタとマイクロレンズとの間において、平坦化層を設ける場合も同様である。

〈基板〉
基板は、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、第一電極との間に配線が形成可能なように、コンタクトホールを形成可能で、且つ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。

〈電極〉
第一及び第二電極は、一方が陽極、他方が陰極であり、有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層に正孔を供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。

陽極の構成材料としては仕事関数がなるべく大きいものが良い。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン、等の金属単体やこれらを含む混合物、或いはこれらを組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。またポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。
これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。

反射電極として用いる場合には、例えばクロム、アルミニウム、銀、チタン、タングステン、モリブデン、又はこれらの合金、積層したものなどを用いることができる。上記の材料にて、電極としての役割を有さない、反射膜として機能することも可能である。また、透明電極として用いる場合には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛などの酸化物透明導電層などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。電極の形成には、フォトリソグラフィ技術を用いることができる。

一方、陰極の構成材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体又はこれらを含む混合物が挙げられる。或いはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えばマグネシウム－銀、アルミニウム－リチウム、アルミニウム－マグネシウム、銀－銅、亜鉛－銀等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。中でも銀を用いることが好ましく、銀の凝集を低減するため、銀合金とすることがさらに好ましい。銀の凝集が低減できれば、合金の比率は問わない。例えば、銀：他の金属が、１：１、３：１等であってよい。

陰極は、ＩＴＯなどの酸化物導電層を使用してトップエミッション素子としてもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの反射電極を使用してボトムエミッション素子としてもよいし、特に限定されない。陰極の形成方法としては、特に限定されないが、直流及び交流スパッタリング法などを用いると、膜のカバレッジがよく、抵抗を下げやすいためより好ましい。

〈有機化合物層〉
有機化合物層は、少なくとも発光層を有し、該発光層以外に、陽極側に正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層を、陰極側に正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を必要に応じて適宜選択して有していても良い。本実施形態においては、発光層は互いに接する第一発光層と第二発光層とを有する。有機化合物層は、主に有機化合物で構成されるが、無機原子、無機化合物を含んでいてもよい。例えば、銅、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、イリジウム、白金、モリブデン、亜鉛等を有してよい。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層は、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等のドライプロセスを用いることができる。またドライプロセスに代えて、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により層を形成するウェットプロセスを用いることもできる。
ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。

〈保護層〉
一方の電極の上に、保護層を設けてもよい。例えば、第二電極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を低減し、表示不良の発生を低減することができる。また、別の実施形態としては、第二電極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機化合物層に対する水等の浸入を低減してもよい。例えば、第二電極を形成後に真空を破らずに別のチャンバーに搬送し、ＣＶＤ法で厚さ２μｍの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層としてもよい。ＣＶＤ法の成膜の後で原子堆積法（ＡＬＤ法）を用いた保護層を設けてもよい。ＡＬＤ法による膜の材料は限定されないが、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等であってよい。ＡＬＤ法で形成した膜の上に、さらにＣＶＤ法で窒化ケイ素を形成してよい。ＡＬＤ法による膜は、ＣＶＤ法で形成した膜よりも小さい膜厚であってよい。具体的には、５０％以下、さらには、１０％以下であってよい。

〈カラーフィルタ〉
保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板とを貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。カラーフィルタは、高分子で構成されてよい。

〈平坦化層〉
カラーフィルタと保護層との間に平坦化層を有してもよい。平坦化層は、下の層の凹凸を低減する目的で設けられる。目的を制限せずに、材質樹脂層と呼ばれる場合もある。平坦化層は有機化合物で構成されていてもよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることが好ましい。
平坦化層は、カラーフィルタの上下に設けられてもよく、その構成材料は同じであっても異なってもよい。具体的には、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。

〈マイクロレンズ〉
有機発光素子、又は有機発光素子を有する発光装置は、その光出射側にマイクロレンズ等の光学部材を有していてもよい。マイクロレンズは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等で構成されうる。マイクロレンズは、有機発光素子又は発光装置から取り出す光量の増加、取り出す光の方向の制御を目的としていてもよい。マイクロレンズは、半球の形状を有していてもよい。半球の形状を有する場合、当該半球に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半球との接点がマイクロレンズの頂点である。マイクロレンズの頂点は、任意の断面図においても同様に決定することができる。つまり、断面図におけるマイクロレンズの半円に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半円との接点がマイクロレンズの頂点である。

また、マイクロレンズの中点を定義することもできる。マイクロレンズの断面において、円弧の形状が終了する点から別の円弧の形状が終了する点までの線分を仮想し、当該線分の中点がマイクロレンズの中点と呼ぶことができる。頂点、中点を判別する断面は、絶縁層に垂直な断面であってよい。

〈対向基板〉
平坦化層の上には、対向基板を有してよい。対向基板は、前述の基板と対応する位置に設けられるため、対向基板と呼ばれる。対向基板の構成材料は、前述の基板と同じであってよい。対向基板は、前述の基板を第一基板とした場合、第二基板であってよい。

〈画素回路〉
有機発光素子を有する発光装置は、有機発光素子に接続されている画素回路を有していてもよい。画素回路は、複数の有機発光素子をそれぞれ独立に発光制御するアクティブマトリックス型であってもよい。アクティブマトリックス型の回路は電圧プログラミングであっても、電流プログラミングであってもよい。駆動回路は、画素毎に画素回路を有する。画素回路は、有機発光素子、該有機発光素子の発光輝度を制御するトランジスタ、発光タイミングを制御するトランジスタ、発光輝度を制御するトランジスタのゲート電圧を保持する容量、発光素子を介さずにＧＮＤに接続するためのトランジスタを有していてもよい。

発光装置は、表示領域と、表示領域の周囲に配されている周辺領域とを有する。表示領域には画素回路を有し、周辺領域には表示制御回路を有する。画素回路を構成するトランジスタの移動度は、表示制御回路を構成するトランジスタの移動度よりも小さくてもよい。画素回路を構成するトランジスタの電流電圧特性の傾きは、表示制御回路を構成するトランジスタの電流電圧特性の傾きよりも小さくてもよい。電流電圧特性の傾きは、いわゆるＶｇ－Ｉｇ特性により測定できる。画素回路を構成するトランジスタは、有機発光素子に接続されているトランジスタである。

〈画素〉
有機発光素子を有する発光装置は、複数の画素を有していてもよい。画素は互いに他と異なる色を発光する副画素を有する。副画素は、例えば、それぞれＲＧＢの発光色を有していてもよい。
画素は、画素開口とも呼ばれる領域が発光する。この領域は第一領域と同じである。画素開口は１５μｍ以下であってよく、５μｍ以上であってもよい。より具体的には、１１μｍ、９．５μｍ、７．４μｍ、６．４μｍ等であってもよい。副画素間は、１０μｍ以下であってよく、具体的には、８μｍ、７．４μｍ、６．４μｍであってもよい。
画素は、平面図において、公知の配置形態をとりうる。例えば、ストライプ配置、デルタ配置、ペンタイル配置、ベイヤー配置であってもよい。副画素の平面図における形状は、公知のいずれの形状をとってもよい。例えば、長方形、ひし形等の四角形、六角形、等である。もちろん、正確な図形ではなく、長方形に近い形をしていれば、長方形に含まれる。副画素の形状と、画素配列と、を組み合わせて用いることができる。

〔有機発光素子の用途〕
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。

表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。表示装置は、複数の画素を有し、複数の画素の少なくとも一つが、本実施形態の有機発光素子と、該有機発光素子に接続されたトランジスタと、を有していてもよい。
また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。

次に、図面を参照しながら本実施形態に係る表示装置について説明する。
図４（ａ）は、本実施形態に係る表示装置の構成要素である画素の一例である。画素は、副画素４０を有している。副画素はその発光により、４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに分けられている。発光色は、発光層から発光される波長で区別されても、副画素から出射する光がカラーフィルタ等により、選択的に透過又は色変換が行われてもよい。それぞれの副画素４０は、層間絶縁層３１の上に第一電極３２である反射電極、第一電極３２の端を覆う絶縁層３３、第一電極３２と絶縁層３３とを覆う有機化合物層３４、第二電極３５である透明電極、保護層３６、カラーフィルタ３７を有している。３８は有機発光素子である。

層間絶縁層３１は、その下層又は内部にトランジスタ、容量素子が配されていてよい。トランジスタと第一電極３２は不図示のコンタクトホール等を介して電気的に接続されていてよい。
絶縁層３３は、バンク、画素分離膜とも呼ばれる。第一電極３２の端を覆っており、第一電極２を囲って配されている。絶縁層３３の配されていない部分が、有機化合物層３４と接し、発光領域となる。
第二電極３５は、透明電極であっても、反射電極であっても、半透過電極であってもよい。
保護層３６は、有機化合物層３４に水分が浸透することを低減する。保護層３６は、一層のように図示されているが、複数層であってもよい。層ごとに無機化合物層、有機化合物層があってもよい。

カラーフィルタ３７は、その色により３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂに分けられる。カラーフィルタ３７は、不図示の平坦化層上に形成されてよい。また、カラーフィルタ３７上に不図示の樹脂保護層を有してよい。また、カラーフィルタ３７は、保護層３６上に形成されていてもよい。又はガラス基板等の対向基板上に設けられた後に、貼り合わせられていてもよい。

図４（ｂ）は、有機発光素子と該有機発光素子に接続されるトランジスタとを有する表示装置の例を示す断面模式図である。有機発光素子２６とトランジスタの一例としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１８を有する。ガラス、シリコン等の基板１１とその上部に絶縁層１２が設けられている。絶縁層１２の上には、ＴＦＴ１８が配されており、ＴＦＴ１８のゲート電極１３、ゲート絶縁膜１４、半導体層１５が配置されている。ＴＦＴ１８は、他にもドレイン電極１６とソース電極１７とで構成されている。ＴＦＴ１８の上部には絶縁膜１９が設けられている。絶縁膜１９に設けられたコンタクトホール２０を介して有機発光素子２６を構成する陽極２１とソース電極１７とが接続されている。

尚、有機発光素子２６に含まれる電極（陽極２１、陰極２３）とＴＦＴ１８に含まれる電極（ソース電極１７、ドレイン電極１６）との電気接続の方式は、図４（ｂ）に示される態様に限られるものではない。つまり陽極２１又は陰極２３のうちいずれか一方とＴＦＴ１８のソース電極１７又はドレイン電極１６のいずれか一方とが電気接続されていればよい。

図４（ｂ）の表示装置では有機化合物層２２を１つの層の如く図示をしているが、有機化合物層２２は、複数層であってもよい。陰極２３の上には有機発光素子２６の劣化を低減するための第一の保護層２４や第二の保護層２５が設けられている。
また図４（ｂ）の表示装置に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。

図４（ｂ）の表示装置に含まれるトランジスタは、Ｓｉ基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。

本実施形態に係る有機発光素子２６はスイッチング素子の一例であるＴＦＴにより発光輝度が制御され、有機発光素子２６を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。尚、本実施形態に係るスイッチング素子は、ＴＦＴに限らず、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタ、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。基板内にトランジスタを設けるか、ＴＦＴを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば０．５インチ程度の大きさであれば、Ｓｉ基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。

図５は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。表示装置１０００は、上部カバー１００１と下部カバー１００９との間に、タッチパネル１００３、表示パネル１００５、フレーム１００６、回路基板１００７、バッテリー１００８を有している。タッチパネル１００３及び表示パネルには、フレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００２、１００４が接続されている。回路基板１００７には、トランジスタがプリントされている。バッテリー１００８は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。

本実施形態に係る表示装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有していてもよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されていてもよい。
本実施形態に係る表示装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有していてもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。
本実施形態に係る表示装置は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置の表示部に用いられてもよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有していてもよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってもよい。

図６（ａ）は、本実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。撮像装置１１００は、ビューファインダ１１０１、背面ディスプレイ１１０２、操作部１１０３、筐体１１０４を有してよい。ビューファインダ１１０１は、本実施形態に係る表示装置を有する。その場合、表示装置は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してもよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってもよい。

撮像に好適なタイミングはわずかな時間なので、少しでも早く情報を表示した方がよい。従って、本実施形態の有機発光素子を用いた表示装置を用いる。有機発光素子は応答速度が速いからである。有機発光素子を用いた表示装置は、表示速度が求められる、これらの装置、液晶表示装置よりも好適に用いることができる。

撮像装置１１００は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体１１０４内に収容されている撮像素子に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。撮像装置は光電変換装置とも呼ばれる。光電変換装置は逐次撮像するのではなく、前画像からの差分を検出する方法、常に記録されている画像から切り出す方法等を撮像の方法として含むことができる。

図６（ｂ）は、本実施形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。電子機器１２００は、表示部１２０１と、操作部１２０２と、筐体１２０３と、を有する。筐体１２０３には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有していてもよい。操作部１２０２は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部１２０２は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。電子機器１２００は、レンズと、撮像素子とを備えることでカメラ機能をさらに有していてもよい。カメラ機能により撮像された画像が表示部１２０１に映される。電子機器１２００としては、スマートフォン、ノートパソコン等が挙げられる。

図７は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。図７（ａ）は、テレビモニタやＰＣモニタ等の表示装置である。表示装置１３００は、額縁１３０１を有し表示部１３０２を有する。表示部１３０２には、本実施形態に係る有機発光素子が用いられている。額縁１３０１と、表示部１３０２を支える土台１３０３を有している。土台１３０３は、図７（ａ）の形態に限られない。額縁１３０１の下辺が土台を兼ねてもよい。また、額縁１３０１及び表示部１３０２は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、５０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であってよい。

図７（ｂ）は本実施形態に係る表示装置の他の例を表す模式図である。図７（ｂ）の表示装置１３１０は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置１３１０は、第一表示部１３１１、第二表示部１３１２、筐体１３１３、屈曲点１３１４を有する。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、本実施形態に係る有機発光素子を有している。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、つなぎ目のない１枚の表示装置であってもよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、屈曲点で分けることができる。第一表示部１３１１、第二表示部１３１２は、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第一及び第二表示部とで一つの画像を表示してもよい。

図８（ａ）は、本実施形態に係る照明装置の一例を表す模式図である。照明装置１４００は、筐体１４０１と、光源１４０２と、回路基板１４０３と、光源１４０２が発する光を透過する光学フィルタ１４０４と光拡散部１４０５と、を有してよい。光源１４０２は、本実施形態に係る有機発光素子を有している。光学フィルタ１４０４は光源の演色性を向上させるフィルタであってよい。光拡散部１４０５は、ライトアップ等、光源の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルタ１４０４、光拡散部１４０５は、照明の光出射側に設けられていてもよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。

照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。それらを調光する調光回路を有していてもよい。照明装置は本実施形態の有機発光素子を有し、さらに該有機発光素子に接続される電源回路を有していてもよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、白とは色温度が４２００Ｋで昼白色とは色温度が５０００Ｋである。照明装置はカラーフィルタを有していてもよい。
また、本実施形態に係る照明装置は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコーン等が挙げられる。

図８（ｂ）は、本実施形態に係る移動体の一例である自動車の模式図である。当該自動車は灯具の一例であるテールランプを有する。自動車１５００は、テールランプ１５０１を有し、ブレーキ操作等を行った際に、テールランプを点灯する形態であってもよい。
テールランプ１５０１は、本実施形態に係る有機発光素子を有している。テールランプ１５０１は、有機発光素子を保護する保護部材を有していてもよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてもよい。

自動車１５００は、車体１５０３、それに取り付けられている窓１５０２を有していてもよい。窓１５０２は、自動車の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。当該透明なディスプレイは、本実施形態に係る有機発光素子を有していてもよい。この場合、有機発光素子が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成される。

本実施形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってもよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有していてもよい。灯具は、機体の位置を知らせるための発光をしてもよい。灯具は本実施形態に係る有機発光素子を有する。

図９を参照して、上述の各実施形態の表示装置の適用例について説明する。表示装置は、例えばスマートグラス、ＨＭＤ、スマートコンタクトのようなウェアラブルデバイスとして装着可能なシステムに適用できる。このような適用例に使用される撮像表示装置は、可視光を光電変換可能な撮像装置と、可視光を発光可能な表示装置とを有する。

図９（ａ）は、本発明の一実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例を示す模式図である。図９（ａ）を用いて、１つの適用例に係る眼鏡１６００（スマートグラス）を説明する。眼鏡１６００のレンズ１６０１の表面側に、ＣＭＯＳセンサやＳＰＡＤのような撮像装置１６０２が設けられている。また、レンズ１６０１の裏面側には、上述した各実施形態の表示装置が設けられている。
眼鏡１６００は、制御装置１６０３をさらに備える。制御装置１６０３は、撮像装置１６０２と表示装置に電力を供給する電源として機能する。また、制御装置１６０３は、撮像装置１６０２と表示装置の動作を制御する。レンズ１６０１には、撮像装置１６０２に光を集光するための光学系が形成されている。

図９（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るウェアラブルデバイスの他の例を示す模式図である。図９（ｂ）を用いて、１つの適用例に係る眼鏡１６１０（スマートグラス）を説明する。眼鏡１６１０は、制御装置１６１２を有しており、制御装置１６１２に、図９（ａ）の撮像装置１６０２に相当する撮像装置と、表示装置が搭載される。レンズ１６１１には、制御装置１６１２内の撮像装置と、表示装置からの発光を投影するための光学系が形成されており、レンズ１６１１には画像が投影される。制御装置１６１２は、撮像装置及び表示装置に電力を供給する電源として機能すると共に、撮像装置及び表示装置の動作を制御する。

制御装置１６１２は、装着者の視線を検知する視線検知部を有していてもよい。視線の検知は赤外線を用いてもよい。赤外発光部は、表示画像を注視しているユーザーの眼球に対して、赤外光を発する。発せられた赤外光の眼球からの反射光を、受光素子を有する撮像部が検出することで眼球の撮像画像が得られる。平面視における赤外発光部から表示部への光を低減する低減手段を有することで、画像品位の低下を低減する。赤外光の撮像により得られた眼球の撮像画像から表示画像に対するユーザーの視線を検出する。眼球の撮像画像を用いた視線検出には任意の公知の手法が適用できる。一例として、角膜での照射光の反射によるプルキニエ像に基づく視線検出方法を用いることができる。より具体的には、瞳孔角膜反射法に基づく視線検出処理が行われる。瞳孔角膜反射法を用いて、眼球の撮像画像に含まれる瞳孔の像とプルキニエ像とに基づいて、眼球の向き（回転角度）を表す視線ベクトルが算出されることにより、ユーザーの視線が検出される。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、受光素子を有する撮像装置を有し、撮像装置からのユーザーの視線情報に基づいて表示装置の表示画像を制御してもよい。具体的には、表示装置は、視線情報に基づいて、ユーザーが注視する第一の視界領域と、第一の視界領域以外の第二の視界領域とを決定する。第一の視界領域、第二の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。表示装置の表示領域において、第一の視界領域の表示解像度を第二の視界領域の表示解像度よりも高く制御してもよい。つまり、第二の視界領域の解像度を第一の視界領域よりも低くしてもよい。

また、表示領域は、第一の表示領域、第一の表示領域とは異なる第二の表示領域とを有し、視線情報に基づいて、第一の表示領域及び第二の表示領域から優先度が高い領域が決定される。第一の視界領域、第二の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。優先度の高い領域の解像度を、優先度が高い領域以外の領域の解像度よりも高く制御してもよい。つまり優先度が相対的に低い領域の解像度を低くしてもよい。

尚、第一の視界領域や優先度が高い領域の決定には、ＡＩを用いてもよい。ＡＩは、眼球の画像と当該画像の眼球が実際に視ていた方向とを教師データとして、眼球の画像から視線の角度、視線の先の目的物までの距離を推定するよう構成されたモデルであってもよい。ＡＩプログラムは、表示装置が有しても、撮像装置が有しても、外部装置が有してもよい。外部装置が有する場合は、通信を介して、表示装置に伝えられる。
視認検知に基づいて表示制御する場合、外部を撮像する撮像装置を更に有するスマートグラスに好ましく適用できる。スマートグラスは、撮像した外部情報をリアルタイムで表示することができる。

図１０（ａ）は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例を示す模式図である。画像形成装置は電子写真方式の画像形成装置であり、感光体１７０７、露光光源１７０８、帯電部１７０６、現像部１７０１、転写器１７０２、搬送ローラー１７０３、定着器１７０５を有する。露光光源１７０８から光１７０９が照射され、感光体１７０７の表面に静電潜像が形成される。この露光光源１７０８が本実施形態に係る有機発光素子を有する。現像部１７０１はトナー等を有する。帯電部１７０６は感光体１７０７を帯電させる。転写器１７０２は現像された画像を記録媒体１７０４に転写する。搬送ローラー１７０３は記録媒体１７０４を搬送する。記録媒体１７０４は例えば紙である。定着器１７０５は記録媒体１７０４に形成された画像を定着させる。

図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、露光光源１７０８を示す図であり、発光部１７１０が長尺状の基板に複数配置されている様子を示す模式図である。矢印１７１１は、感光体の軸に平行な方向であり、有機発光素子を有する発光部１７１０が配列されている列方向を表す。この列方向は、感光体１７０７が回転する軸の方向と同じである。この方向は感光体１７０７の長軸方向と呼ぶこともできる。図１０（ｂ）は発光部１７１０を感光体１７０７の長軸方向に沿って配置した形態である。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）とは異なる形態であり、第一の列と第二の列のそれぞれにおいて発光部１７１０が列方向に交互に配置されている形態である。第一の列と第二の列は行方向に異なる位置に配置されている。第一の列は、複数の発光部１７１０が間隔をあけて配置されている。第二の列は、第一の列の発光部１７１０同士の間隔に対応する位置に発光部１７１０を有する。即ち、行方向にも、複数の発光部１７１０が間隔をあけて配置されている。図１０（ｃ）の配置は、例えば格子状に配置されている状態、千鳥格子に配置されている状態、或いは市松模様と言い換えることもできる。

以上説明した通り、本実施形態に係る有機発光素子を用いた装置を用いることにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。

〔含まれる構成〕
本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
第一電極と、第一発光層と、前記第一発光層と接する第二発光層と、第二電極とを備える有機発光素子において、
前記第一発光層は、第一有機化合物と第一発光材料と第二発光材料とを含み、
前記第二発光層は、第二有機化合物と第三発光材料とを含み、且つ、前記第一発光材料を含まず、
前記第一発光材料、前記第二発光材料、前記第三発光材料はいずれも蛍光発光材料であり、
前記第一発光材料、前記第二発光材料、前記第三発光材料の一重項エネルギーをそれぞれ、Ｓ１Ｄ１、Ｓ１Ｄ２、Ｓ１Ｄ３とした時、下記（ａ）乃至（ｃ）の関係を満たすことを特徴とする有機発光素子。
Ｓ１Ｄ２＞Ｓ１Ｄ１ （ａ）
Ｓ１Ｄ３≧Ｓ１Ｄ２ （ｂ）
Ｓ１Ｄ２－Ｓ１Ｄ１＞Ｓ１Ｄ３－Ｓ１Ｄ２ （ｃ）

（構成２）
前記第一発光材料の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＤ１、前記第一有機化合物の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＨ１とした時、下記（ｄ）の関係を満たすことを特徴とする構成１に記載の有機発光素子。
ＬＵＭＯＤ１＜ＬＵＭＯＨ１ （ｄ）
（構成３）
前記第三発光材料の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＤ３、前記第二有機化合物の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＨ２とした時、下記（ｅ）の関係を満たすことを特徴とする構成１又は２に記載の有機発光素子。
ＬＵＭＯＤ３＜ＬＵＭＯＨ２ （ｅ）
（構成４）
前記第一発光層中の前記第二発光材料の含有量をＣ１Ｄ２、前記第二発光層中の前記第三発光材料の含有量をＣ１Ｄ３とした時、下記（ｆ）の関係を満たすことを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載の有機発光素子。
Ｃ１Ｄ２≧Ｃ１Ｄ３ （ｆ）
（構成５）
前記第一発光層中の前記第一発光材料と前記第二発光材料のそれぞれの含有量を、Ｃ１Ｄ１、Ｃ１Ｄ２とした時、下記関係を満たすことを特徴とする構成1乃至４のいずれかに記載の有機発光素子。
Ｃ１Ｄ２≧Ｃ１Ｄ１ （ｇ）

（構成６）
前記第二発光材料と前記第三発光材料は、少なくとも一つ同じ部分構造を有することを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の有機発光素子。
（構成７）
前記第二発光材料と前記第三発光材料は、フルオランテン骨格を有することを特徴とする構成６に記載の有機発光素子。
（構成８）
前記第二発光材料と前記第三発光材料は、同一の化合物であることを特徴とする構成６又は７に記載の有機発光素子。

（構成９）
前記第二発光材料の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＤ２、最高被占軌道のエネルギー準位をＨＯＭＯＤ２、前記第三発光材料の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＤ３、最高被占軌道のエネルギー準位をＨＯＭＯＤ３、とした時、下記（ｈ）及び（ｉ）の関係を満たすことを特徴とする構成１乃至８のいずれかに記載の有機発光素子。
｜ＬＵＭＯＤ３－ＬＵＭＯＤ２｜≦０．２ｅＶ （ｈ）
｜ＨＯＭＯＤ３－ＨＯＭＯＤ２｜≦０．２ｅＶ （ｉ）
（構成１０）
前記第二発光層が、アシスト材料を有することを特徴とする構成１乃至９のいずれかに記載の有機発光素子。

（構成１１）
前記第一発光材料の発光色が赤であり、前記第三発光材料の発光色が緑であることを特徴とする構成１乃至１０のいずれかに記載の有機発光素子。
（構成１２）
前記第一電極が陽極、前記第二電極が陰極であり、前記第一発光層が前記第一電極側、前記第二発光層が前記第二電極側であることを特徴とする構成１１に記載の有機発光素子。
（構成１３）
前記第一発光層中の前記第一発光材料の含有量をＣ１Ｄ１、前記第二発光層中の前記第三発光材料の含有量をＣ１Ｄ３とした時、下記関係を満たすことを特徴とする構成１２に記載の有機発光素子。
Ｃ１Ｄ３＞Ｃ１Ｄ１ （ｊ）
（構成１４）
前記第一有機化合物と前記第二有機化合物は、同一の化合物であることを特徴とする構成１乃至１３のいずれかに記載の有機発光素子。

（構成１５）
複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくとも一つが、構成１乃至１４のいずれかに記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されたトランジスタと、を有することを特徴とする表示装置。
（構成１６）
複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
前記表示部は構成１乃至１４のいずれかに記載の有機発光素子を有することを特徴とする撮像装置。
（構成１７）
構成１乃至１４のいずれかに記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
（構成１８）
構成１乃至１４のいずれかに記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有することを特徴とする照明装置。
（構成１９）
構成１乃至１４のいずれかに記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。

（実施例１）
〈一重項エネルギーの評価〉
下記に示す方法で、ドーパントのＳ１エネルギーの評価を行った。結果を表１に示す。日立製Ｆ－４５００を用い、内蔵された蛍光モード測定にて、室温下、励起波長３５０ｎｍにおける希釈トルエン溶液のフォトルミネッセンス（ＰＬ）測定により行った。得られた発光スペクトルの極大発光波長から算出した。

〈ＨＯＭＯ・ＬＵＭＯの評価〉
下記に示す方法で、ホスト及びドーパントのＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位の評価を行った。結果を表１に示す。
Ａ）ＨＯＭＯ準位の評価方法
５×１０^-4Ｐａ以下の真空下で、アルミ基板上に膜厚３０ｎｍの蒸着膜を形成し、この薄膜について、ＡＣ－３（理研計器社製）を用いて測定した。
Ｂ）ＬＵＭＯ準位の評価方法
５×１０^-4Ｐａ以下の真空下で、石英基板上に膜厚３０ｎｍの蒸着膜を形成し、この薄膜について、分光光度計（Ｖ－５６０ 日本分光社製）を用い、被測定材料の光学バンドギャップ（吸収端）を求めた。その光学バンドギャップ値に前述のＨＯＭＯ準位の値を加えた和をＬＵＭＯ準位とした。結果を表１に示す。

（実施例２）
基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、陰極が順次形成されたボトムエミッション型構造の有機発光素子を作製した。
先ずガラス基板上にＩＴＯを成膜し、所望のパターニング加工を施すことによりＩＴＯ電極（陽極）を形成した。この時、ＩＴＯ電極の膜厚を１００ｎｍとした。このようにＩＴＯ電極が形成された基板をＩＴＯ基板として、以下の工程で使用した。次に、１．３３×１０^-4Ｐａの真空チャンバー内における抵抗加熱による真空蒸着を行って、上記ＩＴＯ基板上に、表２に示す有機化合物層及び電極層を連続成膜した。尚、この時、対向する電極（金属電極層、陰極）の電極面積が３ｍｍ²となるようにした。その後、基板をグローブボックスに移し、窒素雰囲気中で乾燥剤を入れたガラスキャップにより封止し、有機発光素子を得た。

得られた有機発光素子について、有機発光素子の特性を測定・評価した。有機発光素子の発光色は黄色発光であり、最大外部量子効率（Ｅ．Ｑ．Ｅ．）は７％であった。
さらに、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ²での連続駆動試験を行い、輝度劣化率が５％に達した時の時間を測定し、比較例１の輝度劣化率が５％に達した時の時間を１．０とした時の比を素子耐久比とした。本実施例の素子耐久比は３．０であった。
本実施例において、測定装置は、具体的には電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。

（実施例３乃至１０、比較例１乃至３）
有機化合物層の構成を表３に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例２と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた有機発光素子について実施例２と同様に特性を測定・評価した。測定の結果を表３に示す。
尚、第二発光層にアシスト材料が含まれる場合は、質量比は第二有機化合物：アシスト材料：第三発光材料＝４９：４９：２になるように調整した。

表３より、比較例１乃至３のＥ．Ｑ．Ｅ．は、それぞれ６％、６％、５％であった。また、比較例１乃至３の輝度劣化比は、それぞれ１．０、１．１、１．６であった。これらは、積層発光層のキャリアバランスが悪いために、発光特性、及び耐久特性に優れないと考えられる。
一方、本発明に係る有機発光素子は、優れた発光効率と、優れた素子寿命を示した。これは、本発明に係る積層発光層が、キヤリアとエネルギー移動し易い関係性にあるためである。
さらに、本発明の積層発光層との組み合わせに適した発光材料（第一乃至第三発光材料）を選択することで、特に素子寿命に優れた有機発光素子を得ることができた。
以上より、本発明に係る有機化合物を用いることにより、発光効率と素子寿命に優れた有機発光素子を提供することができる。

（実施例１１）
実施例２において、第一発光層の膜厚を１０ｎｍに変更した以外は、実施例２と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた有機発光素子について実施例２と同様に有機発光素子の特性を測定・評価したところ、最大外部量子効率（Ｅ．Ｑ．Ｅ．）は７％であり、輝度劣化比は３．０であった。

（実施例１２）
実施例２において、第一発光層の膜厚を１０ｎｍに変更し、第二発光層の膜厚を１０ｎｍに変更した以外は、実施例２と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた有機発光素子について実施例２と同様に有機発光素子の特性を測定・評価したところ、最大外部量子効率（Ｅ．Ｑ．Ｅ．）は６％であり、輝度劣化比は２．９であった。

（実施例１３）
実施例２において、第一発光層の構成材料と質量比をＥＭ１：ＧＤ９：ＲＤ６＝９６．５：３．０：０．５に変更し、第二発光層の構成材料と質量比をＥＭ５：ＧＤ９＝９８：２に変更した以外は、実施例２と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた有機発光素子について実施例２と同様に有機発光素子の特性を測定・評価したところ、最大外部量子効率（Ｅ．Ｑ．Ｅ．）は７％であり、輝度劣化比は３．４であった。

（実施例１４）
実施例２において、第一発光層の質量比をＥＭ２８：ＧＤ９：ＲＤ６＝９５．５：３．０：１．５に変更し、第二発光層の質量比をＥＭ１４：ＧＤ９＝９５：５に変更した以外は、実施例２と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた有機発光素子について実施例２と同様に有機発光素子の特性を測定・評価した。最大外部量子効率（Ｅ．Ｑ．Ｅ．）は６％であり、輝度劣化比は２．７であった。

２１、３２：第一電極、２６、３８：有機発光素子、２３、３５：第二電極、１８：トランジスタ、１２００：電子機器、１２０１，１３０２，１３１１，１３１２：表示部、１２０３：筐体、１３００，１３１０：表示装置、１４００：照明装置、１４０２：光源、１４０４：光学フィルタ、１４０５：光拡散部

Claims (19)

1. 第一電極と、第一発光層と、前記第一発光層と接する第二発光層と、第二電極とを備える有機発光素子において、
   前記第一発光層は、第一有機化合物と第一発光材料と第二発光材料とを含み、
   前記第二発光層は、第二有機化合物と第三発光材料とを含み、且つ、前記第一発光材料を含まず、
   前記第一発光材料、前記第二発光材料、前記第三発光材料はいずれも蛍光発光材料であり、
   前記第一発光材料、前記第二発光材料、前記第三発光材料の一重項エネルギーをそれぞれ、Ｓ１Ｄ１、Ｓ１Ｄ２、Ｓ１Ｄ３とした時、下記（ａ）乃至（ｃ）の関係を満たすことを特徴とする有機発光素子。
   Ｓ１Ｄ２＞Ｓ１Ｄ１ （ａ）
   Ｓ１Ｄ３≧Ｓ１Ｄ２ （ｂ）
   Ｓ１Ｄ２－Ｓ１Ｄ１＞Ｓ１Ｄ３－Ｓ１Ｄ２ （ｃ）
2. 前記第一発光材料の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＤ１、前記第一有機化合物の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＨ１とした時、下記（ｄ）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
   ＬＵＭＯＤ１＜ＬＵＭＯＨ１ （ｄ）
3. 前記第三発光材料の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＤ３、前記第二有機化合物の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＨ２とした時、下記（ｅ）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
   ＬＵＭＯＤ３＜ＬＵＭＯＨ２ （ｅ）
4. 前記第一発光層中の前記第二発光材料の含有量をＣ１Ｄ２、前記第二発光層中の前記第三発光材料の含有量をＣ１Ｄ３とした時、下記（ｆ）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
   Ｃ１Ｄ２≧Ｃ１Ｄ３ （ｆ）
5. 前記第一発光層中の前記第一発光材料と前記第二発光材料のそれぞれの含有量を、Ｃ１Ｄ１、Ｃ１Ｄ２とした時、下記関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
   Ｃ１Ｄ２≧Ｃ１Ｄ１ （ｇ）
6. 前記第二発光材料と前記第三発光材料は、少なくとも一つ同じ部分構造を有することを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
7. 前記第二発光材料と前記第三発光材料は、フルオランテン骨格を有することを特徴とする請求項６に記載の有機発光素子。
8. 前記第二発光材料と前記第三発光材料は、同一の化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機発光素子。
9. 前記第二発光材料の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＤ２、最高被占軌道のエネルギー準位をＨＯＭＯＤ２、前記第三発光材料の最低空軌道のエネルギー準位をＬＵＭＯＤ３、最高被占軌道のエネルギー準位をＨＯＭＯＤ３、とした時、下記（ｈ）及び（ｉ）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
   ｜ＬＵＭＯＤ３－ＬＵＭＯＤ２｜≦０．２ｅＶ （ｈ）
   ｜ＨＯＭＯＤ３－ＨＯＭＯＤ２｜≦０．２ｅＶ （ｉ）
10. 前記第二発光層が、アシスト材料を有することを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
11. 前記第一発光材料の発光色が赤であり、前記第三発光材料の発光色が緑であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
12. 前記第一電極が陽極、前記第二電極が陰極であり、前記第一発光層が前記第一電極側、前記第二発光層が前記第二電極側であることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光素子。
13. 前記第一発光層中の前記第一発光材料の含有量をＣ１Ｄ１、前記第二発光層中の前記第三発光材料の含有量をＣ１Ｄ３とした時、下記関係を満たすことを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子。
    Ｃ１Ｄ３＞Ｃ１Ｄ１ （ｊ）
14. 前記第一有機化合物と前記第二有機化合物は、同一の化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
15. 複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくとも一つが、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されたトランジスタと、を有することを特徴とする表示装置。
16. 複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
    前記表示部は請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする撮像装置。
17. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
18. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有することを特徴とする照明装置。
19. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。

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