CN106664768A - 有机电致发光元件以及照明装置 - Google Patents

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Abstract

有机电致发光元件在阴极与阳极之间，具有至少包含由有机化合物构成的发光层的多个发光单元。有机电致发光元件的通过所述多个发光单元发光而得到的白色光具有至少在380～780nm的波长区域连续的发光光谱(S)。在发光光谱(S)中，在600～780nm的红色波长区域(R)具有1个峰值波长(p1)，在490～600nm的绿色波长区域(G)至少具有1个或者2个峰值波长(px、py)，在380～490nm的蓝色波长区域(B)具有2个峰值波长(p2、p3)。

Description

有机电致发光元件以及照明装置
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光(EL)元件以及照明装置。
本申请主张2014年7月18日申请的日本特愿2014-148305号优先权，将其内容援引于此。
背景技术
有机EL元件是在对置的阴极与阳极之间具有由有机化合物构成的发光层的自发光型元件。有机EL元件通过在向阴极与阳极之间施加电压时，由于从阴极侧注入到发光层的电子与从阳极侧注入到发光层的空穴(hole)在发光层内再结合而产生的激子(exciton)来发光。
Eastman Kodak社的Tang等为了有机EL元件的高效率化，提出了一种将载流子输送性不同的有机化合物层叠，电子以及空穴分别被从阴极以及阳极平衡良好地注入的构造。根据该构造，在将夹在阴极与阳极之间的有机层的层厚设为以下时，以10V以下的施加电压能够得到1000cd/m2的亮度。由此，对外部量子效率1％的实用化而言能够得到足够的高亮度以及高效率(参照非专利文献1。)。
根据Tang等的专利之中的记载，通过将夹在阴极与阳极之间的有机层整体的层厚设为1μm以下，能够提供一种能够通过更低的施加电压来发光的设备。优选地，若将有机层的层厚设为的范围，则能够得到对于以25V以下的施加电压得到发光有用的电场(V/cm)(参照专利文献1～6。)。
有机EL元件是以这种Tang等表示的元件构造为基础而发展的。
作为有机EL元件的元件构造，开发了一种以包含至少1层以上的发光层的发光单元为一个单位、将该发光单元在阴极与阳极之间层叠多个以使得能够串联连接的串联构造的有机EL元件(参照专利文献7、8。)。
在上述的基于Tang等的有机EL元件的构造中，无论是不是低电压都需要大电流。与此相对地，串联构造的有机EL元件作为能够实现长寿命化、高亮度化、大面积的均匀发光的技术而被关注。
开发了一种在多个发光单元之间配置电绝缘性的电荷产生层(CGL)的多光子发射(MPE)构造的有机EL元件(参照专利文献9、10。)。在该MPE构造的有机EL元件中，在向阴极与阳极之间施加电压时，电荷转移络合物中的电荷分别向阴极侧以及阳极侧移动。由此，向夹着电荷产生层并位于阴极侧的一个发光单元注入空穴，向夹着电荷产生层并位于阳极侧的另一个发光单元注入电子。因此，能够在保持相同的电流量的情况下同时得到来自多个发光单元的发光。因此，能够得到相当于发光单元的个数倍的电流效率以及外部量子效率。
上述的有机EL元件能够进行高速度下的发光的切换，具有元件构造简单并且可轻薄化等特性。有机EL元件充分利用这种优良的特性，应用于例如移动电话、车载设备等的显示装置。近年来，充分利用薄型面发光这一特性，例如作为液晶显示器的背光灯、一般照明等的照明装置也被关注。
但是，在将有机EL元件应用于照明装置的情况下，需要得到具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光。作为通过有机EL元件来得到白色光的方法，存在如下方法：将处于补色的关系的2个颜色的发光材料、例如蓝色发光层和黄色发光层所发出的光混色来得到白色的方法；将红色、蓝色、绿色这3个发光层所发出的光混色来得到白色的方法等。其中，将红色、蓝色、绿色这3个发光层所发出的光混色的方法适用于得到显色性较高的白色光(参照专利文献11、12。)。
但是，在现有的有机EL元件中，从得到横跨宽范围的色温以及较高的显色性的观点出发，并不能说通过红色、蓝色、绿色这3个发光层发光而得到的白色光的发光光谱被充分地控制。也就是说，现有的有机EL元件作为照明装置的光源并不一定具有充分的性能。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭59-194393号公报
专利文献2：日本特开昭63-264692号公报
专利文献3：日本特开平2-15595号公报
专利文献4：美国专利第4,539,507号说明书
专利文献5：美国专利第4,769,292号说明书
专利文献6：美国专利第4,885,211号说明书
专利文献7：日本特开平11-329748号公报
专利文献8：日本特开2003-45676号公报
专利文献9：日本特开2003-272860号公报
专利文献10：日本特开2006-24791号公报
专利文献11：日本特开2006-287154号公报
专利文献12：日本特开2009-224274号公报
非专利文献
非专利文献1：Appl.Phys.Lett.，51，913(1987).
发明内容
-发明要解决的课题-
本发明鉴于这种现有的情况而提出，通过得到具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光，特别是使用照明装置的光源来提供一种合适的有机电致发光元件、以及具备这种有机电致发光元件的照明装置。
-解决课题的手段-
为了实现上述目的，本发明提供以下的手段。
本发明的第一方式的有机电致发光元件在阴极与阳极之间具有至少包含由有机化合物构成的发光层的多个发光单元，通过所述多个发光单元发光而得到的白色光具有至少在380～780nm的波长区域连续的发光光谱，并且，该发光光谱在600～780nm的红色波长区域具有1个峰值波长，在490～600nm的绿色波长区域具有至少1个或者2个峰值波长，在380～490nm的蓝色波长区域具有2个峰值波长。
在本发明的第二方式的有机电致发光元件中，在上述第一方式中，所述有机电致发光元件具有：第1发光单元，该第1发光单元包含：发出在所述红色波长区域具有1个峰值波长的红色光的红色磷光发光层；和发出在所述绿色波长区域具有1个峰值波长的绿色光的绿色磷光发光层；和第2发光单元，该第2发光单元包含：发出在所述蓝色波长区域具有2个峰值波长的蓝色光的蓝色荧光发光层；和发出在所述绿色波长区域具有1个峰值波长的绿色光的绿色荧光发光层。
在本发明的第三方式的有机电致发光元件中，在上述第二方式中，也可以所述第2发光单元的所述蓝色荧光发光层被配置于所述阳极侧，所述绿色荧光发光层被配置于所述阴极侧。
在本发明的第四方式的有机电致发光元件中，在上述第二或者第三方式中，也可以所述红色磷光发光层所发出的红色光与所述绿色磷光发光层所发出的绿色光是通过三重态激子来得到的，所述蓝色荧光发光层所发出的蓝色光是通过由于三重态激子的碰撞融合而生成的单态激子来得到的。
在本发明的第五方式的有机电致发光元件中，在上述第一至第四的任意一个方式中，也可以所述白色光的发光色是“JIS Z 9112”所规定的色度范围之中的白色(W)、温白色(WW)、白炽灯色(L)的任意一个。
在本发明的第六方式的有机电致发光元件中，在上述第一至第五的任意一个方式中，也可以所述白色光的发光色是“JIS Z 9112”所规定的色度范围之中的温白色(WW)、白炽灯色(L)的任意一个，在将红色光的峰值波长的最大发光强度设为PR、将绿色光的峰值波长的最大发光强度设为PG、将蓝色光的峰值波长的最大发光强度设为PB时，满足以下关系：PG/PR≤0.85，PB/PR≥0.15。
在本发明的第七方式的有机电致发光元件中，在上述第一至第六的任意一个方式中，也可以所述白色光的平均色彩再现评价数Ra为70以上，并且特殊色彩再现评价数之中，R9为30以上，R12为60以上，R13以及R15分别为70以上。
在本发明的第八方式的有机电致发光元件中，在上述第一至第七的任意一个方式中，也可以所述多个发光单元具有夹着电荷产生层而层叠的构造。
在本发明的第九方式的有机电致发光元件中，在上述第八方式中，也可以所述电荷产生层由电子受体性物质和电子供体性物质所构成的电绝缘层构成，该电绝缘层的电阻率为1.0×102Ω·cm以上。
在本发明的第十方式的有机电致发光元件中，在上述第九方式中，也可以所述电绝缘层的电阻率为1.0×105Ω·cm以上。
在本发明的第十一方式的有机电致发光元件中，在上述第八方式中，也可以所述电荷产生层由不同物质的混合层构成，其中一种成分是金属氧化物，该金属氧化物形成基于氧化还原反应的电荷转移络合物，在向所述阴极与所述阳极之间施加了电压时，所述电荷转移络合物中的电荷分别向所述阴极侧以及所述阳极侧移动，从而向夹着所述电荷产生层而位于所述阴极侧的一个发光单元注入空穴，向夹着所述电荷产生层而位于所述阳极侧的一个发光单元注入电子。
在本发明的第十二方式的有机电致发光元件中，在上述第八方式中，也可以所述电荷产生层由电子受体性物质与电子供体性物质的层叠体构成，在向所述阴极与所述阳极之间施加了电压时，在所述电子受体性物质与所述电子供体性物质的界面，由于伴随着这些电子受体性物质与电子供体性物质之间的电子移动的反应而产生的电荷分别向所述阴极侧以及所述阳极侧移动，从而向夹着所述电荷产生层而位于所述阴极侧的一个发光单元注入空穴，向夹着所述电荷产生层而位于所述阳极侧的一个发光单元注入电子。
本发明的第十三方式的照明装置具备上述第一至第十二方式的任意一个的有机电致发光元件。
在本发明的第十四方式的照明装置中，在上述第十三方式中，也可以在所述有机电致发光元件的光取出面侧具备光学膜。
在本发明的第十五方式的照明装置中，在上述第十四方式中，也可以被从所述光学膜侧取出的白色光具有至少在380～780nm的波长区域连续的发光光谱，并且，在该发光光谱中，在600～780nm的红色波长区域具有1个峰值波长，在490～600nm的绿色波长区域具有至少1个峰值波长，在380～490nm的蓝色波长区域具有2个峰值波长。
在本发明的第十六方式的照明装置中，在上述第十四或者十五方式中，也可以被从所述光学膜侧取出的白色光的Ra为70以上，并且，色彩再现评价数之中，R9为30以上，R12为60以上，R13以及R15分别为70以上。
-发明效果-
根据本发明，能够提供一种能够得到具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光的有机电致发光元件、以及具备这种有机电致发光元件的照明装置。
附图说明
图1是表示通过应用了本发明的有机EL元件而得到的白色光的发光光谱的一例的图。
图2是表示应用了本发明的有机EL元件的元件构造的一例的剖视图。
图3是表示在使用应用了本发明的照明装置的光学膜的情况下得到的白色光的发光光谱的一例的图。
图4是表示实施例1的有机EL元件的元件构造的剖视图。
图5是表示不存在实施例1的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图6是表示存在实施例1的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图7是表示实施例2的有机EL元件的元件构造的剖视图。
图8是表示不存在实施例2的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图9是表示存在实施例2的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图10是表示实施例3的有机EL元件的元件构造的剖视图。
图11是表示不存在实施例3的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图12是表示存在实施例3的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图13是表示实施例4的有机EL元件的元件构造的剖视图。
图14是表示不存在实施例4的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图15是表示存在实施例4的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图16是表示实施例5的有机EL元件的元件构造的剖视图。
图17是表示不存在实施例5的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
图18是表示存在实施例5的有机EL元件的光学膜的情况下的评价结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明应用了本发明的有机电致发光(EL)元件以及照明装置。
另外，以下的说明中使用的附图为了容易理解特征，存在为了方便而将作为特征的部分放大表示的情况，并不局限于各构成要素的尺寸比率等与实际相同。在以下的说明中示例的材料、尺寸等是一例，本发明并不一定限定于这些，在不改变其主旨的范围内能够适当地变更并实施。
应用了本发明的实施方式的有机EL元件在阴极与阳极之间，至少具有包含由有机化合物构成的发光层的多个发光单元。通过这些多个发光单元发光而得到的白色光具有至少在380～780nm的波长区域连续的发光光谱。该发光光谱在600～780nm的红色波长区域具有1个峰值波长，在490～600nm的绿色波长区域具有至少1个或者2个峰值波长，在380～490nm的蓝色波长区域具有2个峰值波长。
图1是表示通过应用了本发明的实施方式的有机EL元件而得到的白色光的发光光谱S的一例的图。具体地，通过该有机EL元件而得到的白色光如图1所示，作为所谓的可见光，具有至少在380～780nm的波长区域连续的发光光谱S。
该发光光谱S在600～780nm的红色波长区域R具有1个峰值波长p1，在490～600nm的绿色波长区域G具有2个峰值波长pX、pY，在380～490nm的蓝色波长区域B具有2个峰值波长p3、p4。
由此，在应用了本发明的实施方式的有机EL元件中，能够得到具有横跨宽范围的色温以及较高显色性的白色光。具体地，在该有机EL元件中，能够得到“JISZ 9112”所规定的色度范围之中、对应于白色(W)、温白色(WW)、白炽灯色(L)的任意光色的白色光。在该有机EL元件中，能够得到平均色彩再现评价数(Ra)为70以上(更优选为80以上)、并且特殊色彩再现评价数之中R9为30以上、R12为60以上、R13以及R15分别为70以上的白色光。
在白色光的发光色是温白色(WW)、白炽灯色(L)的任意色彩的情况下，在将红色光的峰值波长的最大发光强度设为PR、将绿色光的峰值波长的最大发光强度设为PG、将蓝色光的峰值波长的最大发光强度设为PB时，优选满足以下的关系。
PG/PR≤0.85，
PB/PR≥0.15
通过满足这2个关系式，能够得到包含于温白色(WW)以及白炽灯色(L)的任意光色的色度范围内的全部区域的任何白色光，并且能够得到较高的显色性。
在本发明的实施方式中，能够将得到这种具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光的有机EL元件适当地用作为例如液晶显示器的背光灯、一般照明等照明装置的光源。也就是说，在具备应用了本发明的实施方式的有机EL元件的照明装置中，能够进行基于具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光的照明。在本发明的实施方式中，并不将该有机EL元件限定为照明装置的光源，而是能够用于各种用途。
应用了本发明的实施方式的有机EL元件作为用于得到上述的具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光(发光光谱S)的元件构造，例如图2所示，优选设为在阴极1与阳极2之间层叠第1发光单元21、第2发光单元22的构造(串联构造)。
第1发光单元21包含：发出在红色波长区域R具有1个峰值波长p1的红色光的红色磷光发光层、和发出在绿色波长区域G的长波长侧具有1个峰值波长pX的绿色光的绿色磷光发光层。
第2发光单元22包含：发出在蓝色波长区域B具有2个峰值波长p3、p4的蓝色光的蓝色荧光发光层、和发出在绿色波长区域G的短波长侧具有1个峰值波长pY的绿色光的绿色荧光发光层。
在第2发光单元22中，优选绿色荧光发光层被配置于阴极1一侧。在第2发光单元22中，优选蓝色荧光发光层被配置于阳极2一侧。
在将发出不同颜色的发光层层叠的情况下，将发出能量更高的发光色的发光层(这里，对应于蓝色荧光发光层。)配置于阳极侧，即光取出侧。由此，能够将从两个发光层发出的光高效地取出到外部。另一方面，若将绿色荧光发光层配置于阳极侧，则从蓝色荧光发光层发出的蓝色光的一部分被绿色荧光发光层吸收。因此，取出到外部的蓝色光的量减少，其结果，导致效率的降低。
在应用了本发明的实施方式的有机EL元件中，优选红色磷光发光层所发出的红色光和绿色磷光发光层所发出的绿色光是通过三重态激子而得到的。在应用了本发明的实施方式的有机EL元件中，优选蓝色荧光发光层所发出的蓝色光是通过由三重态激子的碰撞融合生成的单态激子而得到的。
关于红色光以及绿色光，通过从三重态激子得到，能够高效率化。另一方面，虽然关于蓝色光也希望能够从三重态激子得到，但从不存在实用的材料的现状出发，在效率方面不利。因此，关于蓝色光，利用来自实用的单态激子的发光。其中，通常，通过由未有助于发光的三重态激子的碰撞融合而生成的单态激子来得到蓝色光，从而在蓝色光中也能够高效率化。
优选应用了本发明的实施方式的有机EL元件具有这些第1发光单元21以及第2发光单元22夹着电荷产生层(CGL)31而层叠的构造(MPE构造)。
在阴极1，一般优选使用功函数较小的金属或者其合金、金属氧化物等。具体而言，例如，在阴极1，能够使用Li等碱金属、Mg、Ca等碱土类金属、Eu等稀土类金属等的金属单体、或者包含这些金属与Al、Ag、In等的合金等。
例如“日本特开平10-270171号公报”、“日本特开2001-102175号公报”中公开的那样，本实施方式的有机EL元件也可以是在阴极1与有机层的界面使用了被金属掺杂的有机层的构成。在该情况下，在阴极1使用导电性材料即可，其功函数等性质没有其他限制。
例如“日本特开平11-233262号公报”、“日本特开2000-182774号公报”中公开的那样，本实施方式的有机EL元件也可以将与阴极1相接的有机层由含有碱金属离子、碱土类金属离子、稀土类金属离子之中的至少1种以上的有机金属络合物化合物构成。在该情况下，能够在阴极1中使用可以将有机金属络合物化合物中含有的金属离子在真空中还原为金属的金属、例如Al、Zr、Ti、Si等(热还原性)金属、或者含有这些金属的合金用。其中，特别地，从蒸镀的容易性、光反射率的高度、化学的稳定性等观点出发，优选使用被一般广泛用作为布线电极的Al。
阳极2中，并没有特别材料的限制，在从该阳极2一侧取出光的情况下，例如，能够使用ITO(铟/锡氧化物)、IZO(铟/锌氧化物)等透明导电材料。
例如在使用“日本特开2002-332567号公报”中公开的手法，通过对有机膜没有损伤的溅射法来进行ITO的成膜的情况下，也可以将上述“日本特开平10-270171号公报”中公开的被金属掺杂的有机层用于电子注入层。由此，也能够将上述的ITO、IZO等透明导电材料用于阴极1。
因此，使阴极1以及阳极2这两者透明(由于第1发光单元(有机膜)21以及第2发光单元(有机膜)22、电荷产生层31也同样透明)，能够制作透明的有机EL元件。与一般的有机EL元件的情况相反地，通过在阳极2使用金属材料，在阴极1使用透明导电材料，也能够从阴极1一侧取出光。关于成膜顺序，不辞从阳极2一侧开始，也可以从阴极1一侧开始成膜。
第1发光单元21以及第2发光单元22能够与现有公知的有机EL元件同样地采用各种构造，只要是至少包含由有机化合物构成的发光层的构造，也可以具有任意的层叠构造。例如，在发光层的阴极1一侧配置电子输送层、电子注入层等。另一方面，能够在发光层的阳极2一侧配置空穴输送层、空穴注入层等。
电子输送层使用现有公知的电子输送性物质来形成即可，一般除了在用于有机EL元件的电子输送性物质之中具有良好的电子输送性，为了实现载流子平衡的匹配，最好具有空穴阻挡的功能。具体而言，优选使用HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital，最高已占轨道)的值具有6.0eV以上的能级的电子输送性物质。为了提高从阴极1或电荷产生层31的电子的注入效率，电子注入层插入到阴极1与电子输送层之间、或者电荷产生层31与位于阳极2一侧的电子输送层之间。因此，电子注入层一般使用具有与电子输送层相同的性质的电子输送性物质。也存在将电子输送层和电子注入层汇总称为电子输送层的情况。
空穴输送层使用现有公知的空穴输送性物质来形成即可，没有特别地限制，例如优选使用HOMO小于5.7eV、具有空穴输送性即电子供体性的有机化合物(电子供体性物质)。为了提高从阳极2或电荷产生层31的空穴的注入效率，空穴注入层插入到阳极2与空穴输送层之间、或者电荷产生层31与位于阴极1一侧的空穴输送层之间。因此，空穴注入层一般使用具有与空穴输送层相同的性质的电子供体性物质。也存在将空穴输送层和空穴注入层汇总称为空穴输送层的情况。
构成第1发光单元21以及第2发光单元22的各层的成膜方法例如能够使用真空蒸镀法、旋涂法等。用于上述的电子输送层、电子注入层、空穴输送层、空穴注入层等的材料也能够使用现有公知的材料。
构成第1发光单元21以及第2发光单元22的红色、绿色、蓝色的各发光层作为有机化合物，通常包含作为主成分的主体材料、和作为少量成分的客体材料。换句话说，红色、绿色、蓝色的发光特别是由客体材料的性质引起的。
客体材料也被称为掺杂剂材料。该客体材料中利用荧光发光的材料通常被称为荧光发光材料。将由该荧光发光材料构成的发光层的称为荧光发光层。另一方面，客体材料中利用磷光发光的材料通常被称为磷光发光材料。将由该磷光发光材料构成的发光层称为磷光发光层。
其中，在磷光发光层中，除了通过电子与空穴的再结合而产生的75％的三重态激子，也能够利用通过来自单态激子的能量移动而生成的25％部分的三重态激子。因此，在磷光发光层中，理论上，能够得到100％的内部量子效率。也就是说，通过电子与空穴的再结合而产生的激子在发光层内不发生热失活等的情况下被转换为光。实际上，在包含铱、铂等重原子的有机金属络合物中，通过元件构造的最佳化等来实现接近于100％的内部量子效率。
作为磷光发光层的客体材料，并不特别限制，例如，作为红色磷光发光层，能够使用Ir(piq)3、Ir(btpy)3等红色磷光发光材料。作为具体的红色磷光发光材料，例如，能够使用Sigma-Aldrich社制的688118-250MG、680877-250MG等。
另一方面，作为绿色磷光发光层，能够使用Ir(ppy)3等绿色磷光发光材料。作为具体的绿色磷光发光材料，例如，能够使用Sigma-Aldrich社制的694924-250MG等。
作为红色磷光发光层以及绿色磷光发光层的主体材料，能够使用电子输送性的材料、空穴输送性的材料、或者将两者混合而成的材料等。具体而言，作为红色磷光发光层以及绿色磷光发光层的主体材料，例如，能够使用4，4’-二咔唑基联苯(CBP)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-9，10-菲咯啉(BCP)等。
另一方面，作为绿色荧光发光层的主体材料，能够使用Alq等。作为绿色荧光发光层的客体材料，能够使用香豆素6等。
另一方面，蓝色荧光发光层的主体材料以及客体材料例如能够使用“国际公开第2012/053216号”的段落[0052]～[0061]所述的蓝色荧光发光材料。作为客体材料，例如能够使用苯乙烯胺化合物、荧蒽化合物、氨基芘化合物、硼络合物物等。
在本实施方式中，从元件寿命的提高以及高显色性的实现等观点出发，优选蓝色发光层的客体材料使用蓝色荧光发光材料。另一方面，在取代蓝色荧光发光层、使用蓝色磷光发光层的情况下，能够使用Ir(Fppy)3等蓝色磷光发光材料。作为具体的磷光发光材料，例如，能够举例有Sigma-Aldrich社制的682594-250MG等。
但是，在本实施方式中，上述蓝色荧光发光层所发出的蓝色光具有2个峰值波长p3、p4。在某个波长区域具有多个峰值波长的发光材料普遍存在。但是，通常，在考虑到应用于显示器等显示装置的情况下，为了提高其颜色纯度，使用设计元件构造以使得强调1个峰值波长的手法。具体而言，是利用光的干涉来设定膜厚以使得在某个波长内发光强度极大的方法。另一方面，在本实施方式中，主要意图应用于照明装置。在该情况下，为了得到具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光，优选进行干涉设计以使得蓝色波长区域内的峰值波长不为单一。
电荷产生层31由电子受体性物质和电子供体性物质所构成的电绝缘层构成。该电绝缘层的电阻率优选为1.0×102Ω·cm以上，更优选为1.0×105Ω·cm以上。
电荷产生层31由不同物质的混合层构成。也可以电荷产生层31的其一的成分是金属氧化物。也可以该金属氧化物形成基于氧化还原反应的电荷转移络合物。在该情况下，在向阴极1与阳极2之间施加电压时，电荷转移络合物中的电荷分别向阴极1一侧以及阳极2一侧移动。其结果，向夹着电荷产生层31并位于阴极1一侧的一个发光单元(第1发光单元21或者第2发光单元22)注入空穴，向夹着电荷产生层31并位于阳极2一侧的一个发光单元(第2发光单元22或者第1发光单元21)注入电子。由此，在保持相同的电流量的情况下能够同时得到来自第1发光单元21以及第2发光单元22的发光。因此，能够得到相当于这些第1发光单元21以及第2发光单元22的个数倍的电流效率以及外部量子效率。
电荷产生层31也可以是由电子受体性物质与电子供体性物质的层叠体构成的。在该情况下，在向阴极1与阳极2之间施加电压时，在电子受体性物质与电子供体性物质的界面，由于伴随着这些电子受体性物质与电子供体性物质之间的电子移动的反应而产生的电荷分别向阴极1一侧以及阳极2一侧移动。其结果，向夹着电荷产生层31并位于阴极1一侧的一个发光单元(第1发光单元21或者第2发光单元22)注入空穴，向夹着电荷产生层31并位于阳极2一侧的另一个发光单元(第2发光单元22或者第1发光单元21)注入电子。由此，在保持相同的电流量的情况下能够同时得到来自第1发光单元21以及第2发光单元22的发光。因此，能够得到相当于这些第1发光单元21以及第2发光单元22的个数倍的电流效率以及外部量子效率。
关于构成这种电荷产生层31的具体的材料，例如能够使用上述专利文献9所述的材料，其中，能够适当地使用段落[0019]～[0021]所述的材料。能够使用“国际公开第2010/113493号”的段落[0023]～[0026]所述的材料，其中特别是段落[0059]所述的强电子受体性物质(HATCN6)是近年来被经常用于电荷产生层31的材料。
在应用了本发明的实施方式的照明装置中，能够设为在上述有机EL元件的光取出面侧具备用于提高效率以及亮度并且维持显色性的光学膜的构成。
通常，显色性较多通过平均色彩再现评价数(Ra)而被评价，该平均色彩再现评价数(Ra)是通过8种色彩再现评价数(R1～R8)的平均值来表示的。除此以外，存在评价红色的颜色再现性的R9、评价蓝色的颜色再现性的R12、评价洋人的肤色的再现性的R13、评价日本人的肤色的再现性的R15等7种色彩再现评价数。
图3是表示在使用了光学膜的情况下得到的白色光的发光光谱S’的一例的图。具体地，使用了光学膜的情况下得到的白色光如图3所示，具有至少在380～780nm的波长区域连续的发光光谱S’。
该发光光谱S’在600～780nm的红色波长区域具有1个峰值波长p1、在490～600nm的绿色波长区域至少具有1个峰值波长pX’、在380～490nm的蓝色波长区域具有2个峰值波长p3、p4。
由此，在应用了本发明的实施方式的照明装置中，能够得到具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光。具体地，在该照明装置中，能够得到Ra为70以上(更优选为80以上)、并且特殊色彩再现评价数之中R9为30以上、R12为60以上、R13以及R15分别为70以上的白色光。
有机EL元件在折射率比空气高的(折射率为1.6～2.1左右)发光层的内部发光，一般来讲该发光层发出的光之中仅能取出15～20％左右的光。这是由于以临界角以上的角度入射到界面的光产生全反射，不能取出到元件外部，或者光在透明电极乃至发光层与透明基板之间产生全反射，光在透明电极乃至发光层中进行导波，结果，光出射至元件侧面方向。
作为提高该光的取出的效率的手法，例如存在如下方法：在透明基板的表面形成凹凸，防止透明基板与空气界面的全反射的方法(例如，参照“美国专利第4,774,435号说明书”。)；通过使基板具有聚光性来提高效率的方法(例如，参照“日本特开昭63-314795号公报”。)；在元件的侧面等形成反射面的方法(例如，参照“日本特开平1-220394号公报”。)；在基板与发光体之间导入具有中间的折射率的平坦层来形成防反射膜的方法(例如，参照“日本特开昭62-172691号公报”。)；在基板与发光体之间导入具有比基板低折射率的平坦层的方法(例如，参照“日本特开2001-202827号公报”。)；和在基板、透明电极层、发光层的任意层间(包含，基板与外界之间)形成衍射光栅的方法(例如，参照“日本特开平11-283751号公报”。)。
另外，在照明装置中，为了实现上述的显色性的提高，设为在上述光学膜的表面进一步设置微透镜矩阵等的构造，或者设为与聚光片组合而成的构造。由此，在照明装置中，通过在特定方向、例如相对于元件发光面正面方向聚光，能够提高特定方向上的亮度。为了控制来自有机EL元件的光放射角，也可以将光扩散膜与聚光片组合使用。作为这种光扩散膜，例如，能够使用KIMOTO社制的光扩散膜(照明)等。
另外，本发明并不一定限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。
具体地，应用了本发明的有机EL元件作为用于得到上述的图1所示的具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光(发光光谱S)的元件构造，适合采用上述图2所示的元件构造，但并不一定限制于这种元件构造。也就是说，作为应用了本发明的有机EL元件的元件构造，是能够得到上述的图1所示的具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光(发光光谱S)的元件即可，能够结合此来采用各种元件构造、材料等。
实施例
以下，通过实施例来使本发明的效果更加明了。另外，本发明并不限定于以下的实施例，在不改变其主旨的范围内能够适当地变更并实施。
(实施例1)
在实施例1中，制作了具有图4所示的元件构造的有机EL元件。具体而言，首先，将厚度为150nm、宽度为2mm、薄膜电阻约为10Ω/□的ITO膜成膜，准备厚度为0.7mm的钠钙玻璃基板。将该基板以中性洗涤剂、离子交换水、丙酮、异丙醇进行各5分钟的超声波清洗之后，进行旋转干燥，进一步实施UV/O3处理。
接下来，向真空蒸镀装置内的蒸镀用坩埚(钽制或者氧化铝制)分别填充图4所示的各层的构成材料。将上述基板设置于真空蒸镀装置，在真空度1×10-4Pa以下的减压环境下，对蒸镀用坩埚通电加热，将各层以蒸镀速度0.1nm/秒的蒸镀速度以规定的膜厚进行蒸镀。对蒸镀用坩埚进行通电并共同蒸镀，以使得发光层等由2个以上的材料构成的层以规定的混合比形成。阴极以1nm/秒的蒸镀速度以规定的膜厚进行蒸镀。
在如上那样制作出的有机EL元件连接电源(KEITHLEY2425)，通电4mA/cm2的恒定电流，从而使该有机EL元件发光。此时，通过多信道分析仪(滨松Photonics制PMA-11)来测定从有机EL元件向正面方向发出的光的发光光谱。
基于该测定结果，通过CIE表色系的色度坐标来评价发光色。基于该色度坐标，将发光色区分为“JIS Z 9112”所规定的光源色。基于“JIS Z 8725”的规定，导出从黑体轨迹的偏差duv。通过“JIS Z 8726”所规定的方法来导出发光色的平均色彩再现评价数(Ra)。图5中表示将这些汇总的评价结果。
通过多信道分析仪(滨松Photonics制PMA-11)来测定在使用光学膜的情况下得到的白色光的发光光谱。基于该测定结果，通过CIE表色系的色度坐标来评价发光色。基于该色度坐标，将发光色区分为“JIS Z 9112”所规定的光源色。基于“JISZ 8725”的规定，导出从黑体轨迹的偏差duv。通过“JIS Z 8726”所规定的方法来导出发光色的平均色彩再现评价数(Ra)。图6中表示将这些汇总的评价结果。
(实施例2)
在实施例2中，使用与上述实施例1相同的制作方法，制作出具有图7所示的元件构造的有机EL元件。针对该实施例2的有机EL元件，使用与上述实施例1相同的方法来进行了评价。图8以及图9表示其评价结果。另外，图8表示不存在光学膜的情况下的评价结果，图9表示存在光学膜的情况下的评价结果。
(实施例3)
在实施例3中，使用与上述实施例1相同的制作方法，制作出具有图10所示的元件构造的有机EL元件。针对该实施例3的有机EL元件，使用与上述实施例1相同的方法来进行了评价。图11以及图12表示其评价结果。另外，图11表示不存在光学膜的情况下的评价结果，图12表示存在光学膜的情况下的评价结果。
(实施例4)
在实施例4中，使用与上述实施例1相同的制作方法，制作出具有图13所示的元件构造的有机EL元件。针对该实施例4的有机EL元件，使用与上述实施例1相同的方法来进行了评价。图14以及图15表示其评价结果。另外，图14表示不存在光学膜的情况下的评价结果，图15表示存在光学膜的情况下的评价结果。
(实施例5)
在实施例5中，使用与上述实施例1相同的制作方法，制作出具有图16所示的元件构造的有机EL元件。针对该实施例5的有机EL元件，使用与上述实施例1相同的方法来进行了评价。图17以及图18表示其评价结果。另外，图17表示不存在光学膜的情况下的评价结果，图18表示存在光学膜的情况下的评价结果。
如上述各图的评价结果所示，在实施例1～5的有机EL元件中，均能够得到具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光。因此，在具备这种本发明的有机EL元件的照明装置中，能够进行基于具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光的照明变得清楚明了。
产业上的可利用性
根据上述有机电致发光元件，能够得到具有横跨宽范围的色温以及较高的显色性的白色光。
-符号说明-
1 阴极
2 阳极
21 第1发光单元
22 第2发光单元
31 电荷产生层(CGL)
S、S’ 发光光谱
R 红色波长区域
G 绿色波长区域
B 蓝色波长区域
p1、pX、pY、pX’、p3、p4 峰值波长

Claims (16)

1.一种有机电致发光元件，在阴极与阳极之间具有至少包含由有机化合物构成的发光层的多个发光单元，
通过所述多个发光单元发光而得到的白色光具有至少在380～780nm的波长区域连续的发光光谱，并且，该发光光谱在600～780nm的红色波长区域具有1个峰值波长，在490～600nm的绿色波长区域具有至少1个或者2个峰值波长，在380～490nm的蓝色波长区域具有2个峰值波长。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，
所述有机电致发光元件具有：
第1发光单元，该第1发光单元包含：发出在所述红色波长区域具有1个峰值波长的红色光的红色磷光发光层；和发出在所述绿色波长区域具有1个峰值波长的绿色光的绿色磷光发光层；和
第2发光单元，该第2发光单元包含：发出在所述蓝色波长区域具有2个峰值波长的蓝色光的蓝色荧光发光层；和发出在所述绿色波长区域具有1个峰值波长的绿色光的绿色荧光发光层。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光元件，其中，
所述第2发光单元的所述蓝色荧光发光层被配置于所述阳极侧，所述绿色荧光发光层被配置于所述阴极侧。
4.根据权利要求2或者3所述的有机电致发光元件，其中，
所述红色磷光发光层所发出的红色光与所述绿色磷光发光层所发出的绿色光是通过三重态激子来得到的，
所述蓝色荧光发光层所发出的蓝色光是通过由于三重态激子的碰撞融合而生成的单态激子来得到的。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述白色光的发光色是“JIS Z 9112”所规定的色度范围之中的白色(W)、温白色(WW)、白炽灯色(L)的任意一个。
6.根据权利要求1～5的任意一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述白色光的发光色是“JIS Z 9112”所规定的色度范围之中的温白色(WW)、白炽灯色(L)的任意一个，
在将红色光的峰值波长的最大发光强度设为PR、将绿色光的峰值波长的最大发光强度设为PG、将蓝色光的峰值波长的最大发光强度设为PB时，满足以下关系：
PG/PR≤0.85，
PB/PR≥0.15。
7.根据权利要求1～6的任意一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述白色光的平均色彩再现评价数Ra为70以上，并且特殊色彩再现评价数之中，R9为30以上，R12为60以上，R13以及R15分别为70以上。
8.根据权利要求1～7的任意一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述多个发光单元具有夹着电荷产生层而层叠的构造。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光元件，其中，
所述电荷产生层由电子受体性物质和电子供体性物质所构成的电绝缘层构成，该电绝缘层的电阻率为1.0×102Ω·cm以上。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光元件，其中，
所述电绝缘层的电阻率为1.0×105Ω·cm以上。
11.根据权利要求8所述的有机电致发光元件，其中，
所述电荷产生层由不同物质的混合层构成，其中一种成分是金属氧化物，该金属氧化物形成基于氧化还原反应的电荷转移络合物，
在向所述阴极与所述阳极之间施加了电压时，所述电荷转移络合物中的电荷分别向所述阴极侧以及所述阳极侧移动，从而向夹着所述电荷产生层而位于所述阴极侧的一个发光单元注入空穴，向夹着所述电荷产生层而位于所述阳极侧的一个发光单元注入电子。
12.根据权利要求8所述的有机电致发光元件，其中，
所述电荷产生层由电子受体性物质与电子供体性物质的层叠体构成，
在向所述阴极与所述阳极之间施加了电压时，在所述电子受体性物质与所述电子供体性物质的界面，由于伴随着这些电子受体性物质与电子供体性物质之间的电子移动的反应而产生的电荷分别向所述阴极侧以及所述阳极侧移动，从而向夹着所述电荷产生层而位于所述阴极侧的一个发光单元注入空穴，向夹着所述电荷产生层而位于所述阳极侧的一个发光单元注入电子。
13.一种照明装置，具备：
权利要求1～12的任意一项所述的有机电致发光元件。
14.根据权利要求13所述的照明装置，其中，
在所述有机电致发光元件的光取出面侧具备光学膜。
15.根据权利要求14所述的照明装置，其中，
被从所述光学膜侧取出的白色光具有至少在380～780nm的波长区域连续的发光光谱，并且，在该发光光谱中，在600～780nm的红色波长区域具有1个峰值波长，在490～600nm的绿色波长区域具有至少1个峰值波长，在380～490nm的蓝色波长区域具有2个峰值波长。
16.根据权利要求14或者15所述的照明装置，其中，
被从所述光学膜侧取出的白色光的Ra为70以上，并且，色彩再现评价数之中，R9为30以上，R12为60以上，R13以及R15分别为70以上。
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