CN110140427A - 有机电致发光器件和照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供有机电致发光器件和照明装置。有机电致发光器件在第一电极与第二电极之间具有发光单元，所述发光单元包含至少由有机化合物构成的发光层。有机电致发光器件至少具有一个发光单元，所述发光单元包含由发出红色光的红色发光层构成的发光层，所述红色光在红色波长范围具有峰值波长，通过发光单元发光而得到的红色光在590nm～640nm的红色波长范围具有峰值波长，红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下。

Description

有机电致发光器件和照明装置
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件以及具备有机电致发光器件的照明装置。
本申请基于2016年12月27日在日本提交的特愿2016-254304号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
有机电致发光器件(以下也简称为“有机EL器件”)是在相对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器件。有机EL器件中，在向阴极与阳极之间施加电压时，利用从阴极侧注入发光层的电子与从阳极侧注入发光层的空穴(孔)在发光层内复合而产生的激子(exciton)进行发光。
作为实现了高亮度且长寿命的有机EL器件，已知一种将包含至少一层发光层的发光单元作为一个单位，在多个发光单元之间配置有电绝缘性的电荷产生层的多光子激发结构的器件(以下简称为“MPE器件”)(例如参照专利文献1)。所述MPE器件中，在向阴极与阳极之间施加电压时，电荷转移配合物中的电荷分别朝向阴极侧和阳极侧转移。由此，MPE器件向夹着电荷产生层位于阴极侧的一个发光单元注入空穴，向夹着电荷产生层位于阳极侧的其他发光单元注入电子。在这种MPE器件中，由于能在保持相同电流量的状态下同时得到从多个发光单元发出的光，所以能够得到相当于发光单元的个数的倍数的电流效率和外量子效率。
MPE器件通过组合发出不同颜色的光的发光单元，从而能实现各种色温的白色光。其中，在暖色系的白色光中，MPE器件容易实现高效率化。已知在暖色系的白色光中，成为主成分的红色光的优化会带来白色光的高效率化，将表示红色的再现性的特殊显色指数R9用作优化所述红色光的指标(例如参照专利文献2)。
可是，对于红色光和黄色光这样的白色光以外的发光颜色，特殊显色指数R9不能用作优化发光颜色以带来高效率化的指标。
专利文献1：日本专利公开公报特开2003-272860号
专利文献2：日本专利公开公报特开2016-66542号
发明内容
本发明是鉴于上述的以往问题而提出的，其目的是提供具有白色光以外的发光颜色且发光效率较高，能良好地应用于汽车照明装置等特殊的照明装置的有机电致发光器件，以及具备有机电致发光器件的照明装置。
为了实现上述目的，提供以下的各方式。
(1)一种有机电致发光器件，在第一电极与第二电极之间具有发光单元，所述发光单元包含至少由有机化合物构成的发光层，所述有机电致发光器件的特征在于，至少具有一个发光单元，所述发光单元包含由发出红色光的红色发光层构成的发光层，所述红色光在红色波长范围具有峰值波长，通过所述发光单元发光而得到的红色光在590nm～640nm的红色波长范围具有峰值波长，所述红色光的峰值波长与所述红色光的主波长之差在10nm以下。
(2)在所述(1)记载的有机电致发光器件的基础上，所述红色发光层在红色波长范围具有一个或两个峰值波长，通过所述发光单元发光而得到的所述红色光在590nm～640nm的红色波长范围具有一个或两个峰值波长。
(3)在所述(1)或(2)记载的有机电致发光器件的基础上，所述红色发光层由包含红色荧光物质的红色荧光发光层构成。
(4)在所述(3)记载的有机电致发光器件的基础上，从包含所述红色荧光发光层的发光单元得到的红色光包含延迟荧光成分。
(5)在所述(1)或(2)记载的有机电致发光器件的基础上，所述红色发光层由包含红色磷光物质的红色磷光发光层构成。
(6)在所述(1)～(5)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上，包含相同的两个所述发光单元，分别发出具有相同的峰值波长的红色光。
(7)在所述(1)～(5)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上，包含不同的两个所述发光单元，分别发出具有不同的峰值波长的红色光。
(8)在所述(7)记载的有机电致发光器件的基础上，在590nm～620nm的红色波长范围具有一个峰值波长，并在625nm～640nm的红色波长范围具有一个峰值波长。
(9)在所述(1)～(8)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上，具有在第一电极与第二电极之间，将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构，并且通过所述多个发光单元发光而得到红色光，所述有机电致发光器件包括：由所述发光单元构成的第一红色发光单元；以及由所述发光单元构成的第二红色发光单元，所述第一红色发光单元和所述第二红色发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠，具有所述第二电极、所述第二红色发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一红色发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
(10)在所述(1)～(8)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上，具有在第一电极与第二电极之间，将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构，并且通过所述多个发光单元发光而得到红色光，所述有机电致发光器件包括：由所述发光单元构成的第一红色发光单元；由所述发光单元构成的第二红色发光单元；以及由所述发光单元构成的第三红色发光单元，所述第一发光单元和所述第二红色发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠，所述第二发光单元和所述第三红色发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠，具有所述第二电极、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二红色发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一红色发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
(11)在所述(9)或(10)记载的有机电致发光器件的基础上，所述电荷产生层由电绝缘层构成，所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成，所述电绝缘层的电阻率为1.0×102Ω·cm以上。
(12)在所述(11)记载的有机电致发光器件的基础上，所述电绝缘层的电阻率为1.0×105Ω·cm以上。
(13)在所述(9)或(10)记载的有机电致发光器件的基础上，所述电荷产生层由不同物质的混合层构成，所述电荷产生层的一种成分通过氧化还原反应形成电荷转移配合物，在向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时，所述电荷转移配合物中的电荷分别朝向所述第一电极侧和所述第二电极侧转移，由此向夹着所述电荷产生层位于所述第一电极侧的一个发光单元注入空穴，并向夹着所述电荷产生层位于所述第二电极侧的其他发光单元注入电子。
(14)在所述(9)或(10)记载的有机电致发光器件的基础上，所述电荷产生层由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成，在向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时，在所述吸电子性物质与所述供电子性物质的界面处，与所述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷分别朝向所述第一电极侧和所述第二电极侧转移，由此向夹着所述电荷产生层位于所述第一电极侧的一个发光单元注入空穴，并向夹着所述电荷产生层位于所述第二电极侧的其他发光单元注入电子。
(15)在所述(9)～(14)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上，所述电荷产生层包含具有用下述式(1)表示的结构的化合物，
(化学式1)
其中，R＝F,Cl,Br,I,CN,CF3的吸电子基团。
(16)一种照明装置，包括所述(1)～(15)中任意一项记载的有机电致发光器件。
(17)在所述(16)记载的照明装置的基础上，在所述有机电致发光器件的光提取面侧具备光学薄膜。
(18)在所述(17)记载的照明装置的基础上，基底基板和密封基板由柔性基板构成而具有柔性。
按照上述的一个方式，可以提供具有白色光以外的发光颜色且发光效率较高，能良好地应用于汽车照明装置等特殊的照明装置的有机电致发光器件，以及具备这种有机电致发光器件的照明装置。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的有机EL器件的简要结构的断面图。
图2是表示本发明第二实施方式的有机EL器件的简要结构的断面图。
图3是表示本发明第三实施方式的有机EL器件的简要结构的断面图。
图4是表示本发明的照明装置的一个实施方式的简要结构的断面图。
图5是表示在实验例1～实验例6的有机EL器件中，红色光的峰值波长(A)和红色光的主波长(B)之差与外量子效率的关系的坐标图。
图6是表示在实验例1～实验例6的有机EL器件中，红色光的主波长(B)与外量子效率的关系的坐标图。
具体实施方式
参照附图具体说明本发明的有机电致发光器件，以及具备有机电致发光器件的照明装置的实施方式。
另外，为了便于理解特征点，以下的说明中使用的附图有时将特征部分放大表示，各结构要素的尺寸比率等并不局限于和实际相同。此外，在以下的说明中例示的材料、尺寸等仅是一例，本发明并非必须限定于此，可以在不改变本发明的要旨的范围内适当地变更来实施。
(第一实施方式)
“有机电致发光器件(有机EL器件)”
图1是表示本发明第一实施方式的有机EL器件的简要结构的断面图。
如图1所示，本实施方式的有机EL器件10在第一电极11与第二电极12之间具有一个发光单元13，所述发光单元13包含至少由有机化合物构成的发光层。有机EL器件10是通过发光单元13发光而得到红色光的有机EL器件。
发光单元13包含由发出红色光的红色荧光发光层或红色磷光发光层构成的发光层15，所述红色光在红色波长范围具有一个或两个峰值波长。从包含红色荧光发光层的发光单元13得到的红色光有时也会包含延迟荧光成分。
本实施方式的有机EL器件10具有第二电极12、发光单元13和第一电极11依次层叠的结构。
本实施方式的有机EL器件10通过发光单元13发光而得到的红色光，在590nm～640nm的红色波长范围具有一个或两个峰值波长。
在本实施方式的有机EL器件10中，红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下。
如果红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下，则有机EL器件10可以高效获得发光单元13的发光颜色(红色光)。因此，有机EL器件10的发光效率较高，可以得到适用于照明光的发光颜色。此外，有机EL器件10的外量子效率(External Quantum Efficiency、EQE)得到提高。
如果红色光的峰值波长与红色光的主波长之差超过10nm，则原来的发光成分(红色光成分)中未包含的峰值波长因干涉效应而加强，发光效率降低。
主波长是将人眼感受到的颜色(单波长)数值化的波长。人眼对光的敏感度存在波长依赖性，光的发光强度最大的峰值波长与人眼实际感受到的波长不同。
在此，色度图将x、y的值(色度)显示于垂直坐标。跨越全部的可见波长范围，计算光谱的单色光的x、y并标示其坐标时，色度图呈现从紫色至红色的直线，并形成马蹄型的曲线。所述曲线称为光谱轨迹。此外，在所述曲线中，紫色的角为波长380nm，红色的角为波长780nm。
主波长如下测定。
在色度图中，从白色的色度点(x＝y＝0.33)，向标示有机EL器件10发出的光(在此为红色光)的色度的点(色度点)引出直线。将所述直线与光谱轨迹交叉的点的单色光波长作为主波长。
外量子效率是取出到外部的光子数除以注入器件内部的载体数的比例，可以用作发光效率的指标。
第一电极11通常优选使用功函数小的金属或其合金、金属氧化物等。形成第一电极11的金属例如可以使用诸如锂(Li)等碱金属、镁(Mg)和钙(Ca)等碱土金属、铕(Eu)等稀土金属的金属单体，或者诸如包含上述的金属和铝(Al)、银(Ag)、铟(In)等的合金。
此外，第一电极11例如也可以如“日本专利公开公报特开平10-270171号”和“日本专利公开公报特开2001-102175号”所记载的那样，在第一电极11与有机层的界面采用进行了金属掺杂的有机层。此时，第一电极11采用导电性材料即可，其功函数等的性质没有特别限制。
此外，第一电极11例如也可以如“日本专利公开公报特开平11-233262号”和“日本专利公开公报特开2000-182774号”所记载的那样，与第一电极11接触的有机层由有机金属配位化合物构成，所述有机金属配位化合物含有从碱金属离子、碱土金属离子和稀土金属离子构成的群中选择的至少一种金属离子。此时，可以将有机金属配位化合物中含有的金属离子在真空中还原为金属时得到的金属，例如铝(Al)、锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)等(热还原性)金属用于第一电极11，或者将含有这些金属的合金用于第一电极11。其中，考虑到容易蒸镀、光反射率高、化学稳定性等，特别优选通常作为布线电极被广泛采用的Al。
第二电极12的材料没有特别限制，在从所述第二电极12侧取出光的情况下，例如可以使用ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)等透明导电材料。
此外，与通常的有机EL器件的情况相反，通过使第二电极12采用金属材料等且使第一电极11采用透明导电材料，从而也能从第一电极11侧取出光。例如，可以采用“日本专利公开公报特开2002-332567号”记载的方法，利用不损伤有机膜的溅射法，将上述的ITO和IZO等透明导电材料形成于第一电极11。
因此，如果使第一电极11和第二电极12双方透明，则由于发光单元13也同样透明，所以能制作透明的有机EL器件10。
另外，关于成膜的顺序，并非必须从第二电极12侧开始成膜，也可以从第一电极11侧开始成膜。
发光单元13由电子传输层14、发光层15和空穴传输层16构成。
发光单元13可以与以往公知的有机EL器件同样地采用各种结构，只要包含至少由有机化合物构成的发光层，就可以具有任何层叠结构。发光单元13例如可以在发光层15的第一电极11侧配置电子注入层、空穴阻止层等，在发光层15的第二电极12侧配置空穴注入层、电子阻止层等。
电子传输层14例如由以往公知的电子传输性材料构成。本实施方式的有机EL器件10中，在有机EL器件通常采用的电子传输性材料之中，优选具有相对较深的HOMO(HighestOccupied Molecular Orbital：最高占据分子轨道)能级的电子传输性材料。具体而言，优选至少具有大致6.0eV以上的HOMO能级的电子传输性材料。这种电子传输性材料例如可以使用4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(BPhen)和2,2’,2”-(1,3,5-苯甲腈)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑(TPBi)等。
此外，电子传输层14也可以构成为单层或两层以上。
为了提高从第一电极11注入电子的注入效率，将电子注入层插入第一电极11与电子传输层14之间。电子注入层的材料可以使用与电子传输层14具有相同性质的电子传输性材料。有时也将电子传输层14和电子注入层统称为电子传输层。
空穴传输层16例如由以往公知的空穴传输性材料构成。空穴传输性材料没有特别限定。空穴传输性材料例如优选电离势小于5.7eV，且具有空穴传输性、即供电子性的有机化合物(供电子性物质)。供电子性物质例如可以使用4，4’-双[N-(2-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)等芳基胺化合物。
为了提高从第二电极12注入空穴的注入效率，将空穴注入层插入第二电极12与空穴传输层16之间。空穴注入层的材料可以使用具有与空穴传输层相同性质的供电子性材料。有时也将空穴传输层和空穴注入层统称为空穴传输层。
发光单元13所含的发光层15由包含红色荧光物质的红色荧光发光层构成，或由包含红色磷光物质的红色磷光发光层构成。
红色荧光发光层或红色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色的发光特别是起因于客体材料的性质。
发光单元13所含的发光层15的主体材料可以使用电子传输性的材料、孔传输性的材料、或两者混合的材料等。具体而言，红色磷光发光层的主体材料可以使用4,4’-双咔唑基联苯(CBP)和2,9-二甲基-4,7-二苯基-9,10-菲罗啉(BCP)等。红色荧光发光层的主体材料例如可以使用4,4’-双(2,2-二苯基乙烯基)-1，1’-联苯(DPVBi)和三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)等。
发光单元13所含的发光层15的客体材料也称为掺杂材料。将荧光发光应用于所述客体材料的材料通常称为荧光发光材料。由所述荧光发光材料构成的发光层称为荧光发光层。另一方面，将磷光发光应用于客体材料的材料通常称为磷光发光材料。由所述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，除了通过电子和空穴的复合而产生的75％的三重态激子以外，还可以使用通过来自单重态激子的能量转移而生成的25％的三重态激子，所以理论上可以得到100％的内量子效率。即，通过电子和空穴的复合而产生的激子不在发光层内产生热失活等就转换为光。实际上，在包含铱和铂等重原子的有机金属配合物中，因器件结构的最佳化等而实现接近100％的内量子效率。
红色磷光发光层的客体材料可以使用Ir(piq)3和Ir(btpy)3等红色磷光发光材料。
红色荧光发光层的客体材料可以使用DCJTB等。
构成发光单元13的各层的成膜方法例如可以使用真空蒸镀法和旋涂法等。
如上所述，在本实施方式的有机EL器件10中，由于红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下，所以能够得到发光效率高的红色光。
由此，本实施方式的有机EL器件10可以良好地应用于汽车照明装置等特殊的照明装置。
(第二实施方式)
“有机EL器件”
图2是表示本发明第二实施方式的有机EL器件的简要结构的断面图。
如图2所示，本实施方式的有机EL器件20具有如下结构：在第一电极21与第二电极22之间，包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元23A、23B夹着电荷产生层(CGL)24层叠。有机EL器件20是通过多个发光单元23A、23B发光而得到红色光的有机EL器件。
本实施方式的有机EL器件20具有第一发光单元23A和第二发光单元23B。
第一发光单元23A和第二发光单元23B是红色发光单元。
第一发光单元23A和第二发光单元23B包含由发出红色光的红色荧光发光层或红色磷光发光层构成的发光层26A、26B，所述红色光在红色波长范围具有一个或两个峰值波长。从包含红色荧光发光层的第一发光单元23A和第二发光单元23B得到的红色光有时也会包含延迟荧光成分。
第一发光单元23A和第二发光单元23B夹着电荷产生层24层叠。
本实施方式的有机EL器件20具有第二电极22、第二发光单元23B、电荷产生层24、第一发光单元23A和第一电极21依次层叠的结构。即，本实施方式的有机EL器件20具有第一发光单元23A和第二发光单元23B夹着电荷产生层24层叠的MPE结构。
本实施方式的有机EL器件20通过第一发光单元23A和第二发光单元23B发光而得到的红色光，在590nm～640nm的红色波长范围具有一个或两个峰值波长。
第一发光单元23A和第二发光单元23B可以由相同的结构构成，分别发出具有相同的峰值波长的红色光。
此外，第一发光单元23A和第二发光单元23B也可以由不同的结构构成，分别发出具有不同的峰值波长的红色光。这种情况下，第一发光单元23A和第二发光单元23B分别在590nm～620nm的红色波长范围具有一个峰值波长，并在625nm～640nm的红色波长范围具有一个峰值波长。
在本实施方式的有机EL器件20中，红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下。
如果红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下，则有机EL器件20可以高效获得第一发光单元23A的发光颜色(红色光)和第二发光单元23B的发光颜色(红色光)。因此，在有机EL器件20中，发光效率较高，可以得到适用于照明光的发光颜色。
如果红色光的峰值波长与红色光的主波长之差超过10nm，则原来的发光成分(红色光成分)中未包含的峰值波长因干涉效应而加强，发光效率降低。
第一电极21可以使用与上述第一实施方式中的第一电极11同样的电极。
此外，第二电极22可以使用与上述第一实施方式中的第二电极12同样的电极。
第一发光单元23A由第一电子传输层25A、第一发光层26A和第一空穴传输层27A构成。此外，第二发光单元23B由第二电子传输层25B、第二发光层26B和第二空穴传输层27B构成。
第一发光单元23A和第二发光单元23B可以与以往公知的有机EL器件同样地采用各种结构，只要包含至少由有机化合物构成的红色发光层，就可以具有任何层叠结构。第一发光单元23A和第二发光单元23B例如也可以在红色发光层的第一电极21侧配置电子注入层、空穴阻止层等，在发光层的第二电极22侧配置空穴注入层、电子阻止层等。
第一电子传输层25A和第二电子传输层25B形成为与上述第一实施方式中的电子传输层14同样的结构。
此外，第一空穴传输层27A和第二空穴传输层27B形成为与上述第一实施方式中的空穴传输层16同样的结构。
第一发光单元23A所含的第一发光层26A和第二发光单元23B所含的第二发光层26B形成为与上述第一实施方式中的发光层15同样的结构。
电荷产生层24由电绝缘层构成，所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成。优选所述电绝缘层的电阻率在1.0×102Ω·cm以上，更优选在1.0×105Ω·cm以上。
此外，电荷产生层24也可以由不同物质的混合层构成，其一种成分通过氧化还原反应形成电荷转移配合物。这种情况下，在向第一电极21与第二电极22之间施加电压时，电荷转移配合物中的电荷分别朝向第一电极21侧和第二电极22侧转移。由此，在有机EL器件20中，针对夹着电荷产生层24位于第一电极21侧的第一发光单元23A注入空穴，并且针对夹着电荷产生层24位于第二电极22侧的第二发光单元23B注入电子。由此，能够在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元23A和第二发光单元23B发出的光。因此，能够得到将第一发光单元23A和第二发光单元23B的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
此外，电荷产生层24也可以由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成。这种情况下，在向第一电极21与第二电极22之间施加电压时，在吸电子性物质与供电子性物质的界面处，与上述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷，分别朝向第一电极21侧和第二电极22侧转移。由此，在有机EL器件20中，针对夹着电荷产生层24位于第一电极21侧的第一发光单元23A注入空穴，并且针对夹着电荷产生层24位于第二电极12侧的第二发光单元23B注入电子。由此，能够在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元23A和第二发光单元23B发出的光。因此，能够得到将第一发光单元23A和第二发光单元23B的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
构成电荷产生层24的材料例如可以使用日本专利公开公报特开2003-272860号记载的材料。其中，优选使用段落[0019]～[0021]记载的材料。此外，构成电荷产生层24的材料可以使用“国际公开第2010/113493号”的段落[0023]～[0026]记载的材料。其中，特别是优选段落[0059]记载的强吸电子性物质(HATCN6)。在下述式(1)所示的结构中，记载为R的取代基为CN(氰基)的情况下，相当于上述的HATCN6。
(化学式2)
其中，R＝F,Cl,Br,I,CN,CF3的吸电子基团。
如上所述，在本实施方式的有机EL器件20中，红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下。因此，可以得到发光效率高的红色光。此外，本实施方式的有机EL器件20具有第一发光单元23A和第二发光单元23B夹着电荷产生层24层叠的MPE结构。因此，可以得到能高亮度发光和长寿命驱动的橙色光。
由此，本实施方式的有机EL器件20能良好地应用于汽车照明装置等特殊的照明装置。
通常，在有机EL器件中，在提高朝向正面方向的发光强度的情况下，从第一发光层至第一电极的距离d1、从第二发光层至第一电极的距离d3为(2N+1)λ/4n(N为正整数，λ为有机EL器件发出的光的峰值波长，n为构成有机EL器件的各层的平均折射率)。而且，从第一发光层至第二电极的包含膜厚的距离d2、从第二发光层至第二电极的包含膜厚的距离d4为2Nλ/4n(N为正整数，λ为有机EL器件发出的光的峰值波长，n为构成有机EL器件的各层的平均折射率)。由此，已知可以利用第一发光层发出的光与第二发光层发出的光的干涉效应来提高发光效率。在此，第一电极相当于阴极，第二电极相当于阳极。
在红色光的峰值波长与红色光的主波长之差超过10nm的有机EL器件中，例如第一发光层与第二电极的距离以及第二发光层与第二电极的距离相对于后述的基准膜厚大幅背离。即，在采用上述的干涉效应的设计中，通过减小第一发光层与第二电极的距离以及第二发光层与第二电极的距离相对于所述基准膜厚的背离，从而能够得到发光效率高的有机EL器件。
可是，在通常的有机EL器件中，光学膜厚也会因各层的电荷传输性能的差异所产生的发光区域的位移而改变。因此，单纯地仅使各层的膜厚与基准膜厚一致并不能使器件结构最佳化。在此，为了将相对于上述基准膜厚的背离和因发光区域的位移而引起的光学膜厚的偏差所产生的影响定量化，通过制作红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下的有机EL器件，可以提高所述器件的发光效率。其结果，能明确有机EL器件的设计方针。
因此，本实施方式的有机EL器件20能良好地应用于汽车照明装置等特殊的照明装置。
(第三实施方式)
“有机EL器件”
图3是表示本发明第三实施方式的有机EL器件的简要结构的断面图。
如图3所示，本实施方式的有机EL器件30具有下述结构：在第一电极31与第二电极32之间，包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元33A、33B、33C夹着电荷产生层(CGL)34A、34B层叠。有机EL器件30是通过多个发光单元33A、33B、33C发光而得到红色光的有机EL器件。
本实施方式的有机EL器件30具有第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C。
第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C是红色发光单元。
红色发光单元包含由发出红色光的红色荧光发光层或红色磷光发光层构成的发光层36A、36B、36C，所述红色光在红色波长范围具有一个或两个峰值波长。从包含红色荧光发光层的第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C得到的红色光有时也会包含延迟荧光成分。
第一发光单元33A和第二发光单元33B夹着第一电荷产生层34A层叠。此外，第二发光单元33B和第三发光单元33C夹着第二电荷产生层34B层叠。
本实施方式的有机EL器件30具有第二电极32、第三发光单元33C、第二电荷产生层34B、第二发光单元33B、第一电荷产生层34A、第一发光单元33A和第一电极31依次层叠的结构。即，本实施方式的有机EL器件30具有第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C夹着第一电荷产生层34A和第二电荷产生层34B层叠的MPE结构。
在本实施方式的有机EL器件30中，通过第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C发光而得到的红色光，在590nm～640nm的红色波长范围具有一个或两个峰值波长。
第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C可以由相同的结构构成，分别发出具有相同的峰值波长的红色光。
此外，也可以是三个发光单元中的两个发光单元由相同的结构构成，而另一个发光单元由不同的结构构成，从相同结构的发光单元发出具有相同的峰值波长的红色光，从不同结构的发光单元发出具有不同的峰值波长的红色光。这种情况下，从相同结构的发光单元发出的红色光在590nm～620nm的红色波长范围具有一个峰值波长，从不同结构的发光单元发出的红色光在625nm～640nm的红色波长范围具有一个峰值波长。此外，也存在从相同结构的发光单元发出的红色光在625nm～640nm的红色波长范围具有一个峰值波长，从不同结构的发光单元发出的红色光在590nm～620nm的红色波长范围具有一个峰值波长的情况。
在本实施方式的有机EL器件30中，红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下。
如果红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下，则有机EL器件30可以高效获得第一发光单元33A的发光颜色(红色光)、第二发光单元33B的发光颜色(红色光)和第三发光单元33C的发光颜色(红色光)。因此，有机EL器件30的发光效率较高，可以得到适用于照明光的发光颜色。此外，有机EL器件30的外量子效率(EQE)得到提高。
如果红色光的峰值波长与红色光的主波长之差超过10nm，则原来的发光成分(红色光成分)中未包含的峰值波长因干涉效应而加强，发光效率降低。
第一电极31可以使用与上述第一实施方式中的第一电极11同样的电极。
此外，第二电极32可以使用与上述第一实施方式中的第二电极12同样的电极。
第一发光单元33A由第一电子传输层35A、第一发光层36A和第一空穴传输层37A构成。此外，第二发光单元33B由第二电子传输层35B、第二发光层36B和第二空穴传输层37B构成。此外，第三发光单元33C由第三电子传输层35C、第三发光层36C和第三空穴传输层37C构成。
第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C可以与以往公知的有机EL器件同样地采用各种结构。第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C只要包含至少由有机化合物构成的发光层，就可以具有任何层叠结构。第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C例如可以在发光层的第一电极31侧配置电子注入层、空穴阻止层等，并在发光层的第二电极32侧配置空穴注入层、电子阻止层等。
第一电子传输层35A、第二电子传输层35B和第三电子传输层35C形成为与上述第一实施方式中的电子传输层14同样的结构。
此外，第一空穴传输层37A、第二空穴传输层37B和第三空穴传输层37C形成为与上述第一实施方式中的空穴传输层16同样的结构。
第一红色发光单元33A所含的第一发光层36A、第二红色发光单元33B所含的第二发光层36B以及第三红色发光单元33C所含的第三红色发光层36C形成为与上述第一实施方式中的发光层15同样的结构。
第一电荷产生层34A和第二电荷产生层34B形成为与上述第二实施方式中的电荷产生层24同样的结构。
如上所述，在本实施方式的有机EL器件30中，由于红色光的峰值波长与红色光的主波长之差在10nm以下，所以能够得到发光效率高的红色光。此外，本实施方式的有机EL器件30具有第一发光单元33A、第二发光单元33B和第三发光单元33C夹着第一电荷产生层34A和第二电荷产生层34B层叠的MPE结构。因此，可以得到能高亮度发光和长寿命驱动的橙色光。
由此，本实施方式的有机EL器件30能良好地应用于汽车照明装置等特殊的照明装置。
(第四实施方式)
“照明装置”
说明本发明的照明装置的实施方式。
图4是表示本发明的照明装置的结构的断面图。此外，在此表示了适用本发明的照明装置的一例，但是本发明的照明装置并非必须限定于这种结构，可以适当施加变更。
本实施方式的照明装置100例如具备上述任意的有机EL器件10、20、30作为光源。
如图4所示，本实施方式的照明装置100为了使有机EL器件10、20、30均匀发光，在玻璃基板110上的周围的边或顶点的位置，形成有多个阳极端子电极111和阴极端子电极(省略图示)。另外，为了降低布线电阻，在阳极端子电极111的整个表面和阴极端子电极的整个表面覆盖焊料(底层焊料)。而且，利用阳极端子电极111和阴极端子电极，从玻璃基板110上的周围的边或顶点的位置向有机EL器件10、20、30均匀地供给电流。例如，为了向形成为四边形的有机EL器件10、20、30均匀地供给电流，在各边上具备阳极端子电极111，在各顶点上具备阴极端子电极。此外，例如在跨越包含顶点的两条边的L形的周围具备阳极端子电极111，在各条边的中央部具备阴极端子电极。
此外，为了防止氧和水等导致有机EL器件10、20、30的性能劣化，在玻璃基板110上以覆盖有机EL器件10、20、30的方式配置有密封基板113。密封基板113隔着周围的密封件114设置在玻璃基板110上。在密封基板113与有机EL器件10、20、30之间，保有一定的间隙115。所述间隙115中填充有吸湿剂。例如也可以取代吸湿剂，而是填充诸如氮气的非活性气体和硅油等。此外，还可以填充分散有吸湿剂的凝胶状的树脂。
另外，虽然在本实施方式中采用玻璃基板110作为形成器件的基底基板，但是除此以外，还能将塑料、金属和陶瓷等材料用作基板。此外，在本实施方式中，可以使用玻璃基板和塑料基板等作为密封基板113。在基底基板和密封基板使用塑料基板的情况下，本实施方式的照明装置100具有柔性。
此外，密封件114可以使用透氧率和透水率低的紫外线固化型树脂、热固性树脂、激光玻璃料(frit)等。
本实施方式的照明装置也可以构成为，在上述的本实施方式的有机EL器件10、20、30的光提取面侧具备用于提高发光效率的光学薄膜。
本实施方式的照明装置所采用的光学薄膜用于在维持显色性的同时，改善发光效率。
通常认为有机EL器件在折射率比空气高(折射率为1.6～2.1左右)的发光层的内部发光，所述发光层发出的光之中，只有15％～20％左右的光被取出。这是因为，以临界角以上的角度入射界面的光引起全反射，不能取出到器件外部。具体而言，光在透明电极或发光层与透明基板之间引起全反射，光在透明电极或发光层中进行波导，其结果，光向器件侧面方向逃逸。
作为提高所述光的取出效率的手法，例如有：在透明基板的表面形成凹凸，来防止在透明基板与空气界面处发生全反射的方法(例如参照“美国专利第4，774，435号说明书”)；通过使基板带有聚光性而提高效率的方法(例如参照“日本专利公开公报特开昭63-314795号”)；在器件的侧面等形成反射面的方法(例如参照日本专利公开公报“特开平1-220394号”)；在基板与发光体之间导入具有中间的折射率的平坦层，来形成反射防止膜的方法(例如参照“日本专利公开公报特开昭62-172691号”)；在基板与发光体之间导入折射率比基板低的平坦层的方法(例如参照“日本专利公开公报特开2001-202827号”)；以及在基板、透明电极层和发光层的任意的层之间(包含基板与外界之间)形成衍射光栅的方法(例如参照“日本专利公开公报特开平11-283751号”)等。
另外，在照明装置100中，为了提高上述的显色性，可以形成为在上述光学薄膜的表面进一步设置微透镜阵列等的结构，或与聚光片组合。由此，通过向特定方向、例如相对于器件发光面向正面方向聚光，从而能提高特定方向上的亮度。而且，为了控制从有机EL器件射出光的光出射角，也可以将光扩散薄膜和聚光片一并使用。这种光扩散薄膜例如可以使用KIMOTO公司制造的光扩散薄膜(LIGHT-UP)等。
另外，本发明并非必须限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明的发明构思的范围内施加各种变更。
具体而言，在本发明中，上述的得到红色光的有机EL器件10、20、30例如能够良好地用作汽车照明装置等特殊的照明装置100的光源。
(实施例)
以下，利用实验例进一步明确本发明的效果。
另外，本发明不限于以下的实验例，可以在不脱离本发明的要旨的范围内施加各种变更。
(实验例1)
“有机EL器件的制作”
在实验例1中制作了具有表1所示的器件结构的有机EL器件。
具体而言，首先准备了厚度为0.7mm的钠钙玻璃基板，所述钠钙玻璃基板形成有厚度为100nm、宽度为2mm、方块电阻约为20Ω/□的ITO膜。
而且，将所述基板用中性清洁剂、离子交换水、丙酮、异丙醇各进行5分钟的超声波清洗后，进行旋转干燥，进而实施了UV/O3处理。
接下来，在真空蒸镀装置内的蒸镀用坩埚(钽制或铝制)中分别填充了表1所示的各层的构成材料。而且，将上述基板设置于真空蒸镀装置，在真空度1×10-4Pa以下的减压气氛下，对蒸镀用坩埚通电而进行加热，将各层以蒸镀速度0.1nm/秒蒸镀为预定的膜厚。
此外，将阴极以蒸镀速度1nm/秒蒸镀为预定的膜厚。
“有机EL器件的评价”
通过把如上所述制作的实验例1的有机EL器件与测量器驱动器(商品名：KEITHLEY2425，KEITHLEY公司制造)连接，并进行3mA/cm2的恒定电流通电，使有机EL器件在积分球内亮灯。而且，通过多通道分光仪(商品名：USB2000，Ocean Optics公司制造)，测定了有机EL器件的发光光谱和光通量。进而，以所述测定结果为基础，算出了实验例1～6的有机EL器件的外量子效率(％)。其结果显示在表1中。
而且，根据所述测定结果，算出了红色光的峰值波长(A)与红色光的主波长(B)之差(nm)。其结果显示在表2中。
此外，图5表示了红色光的峰值波长(A)和红色光的主波长(B)之差(nm)与外量子效率(％)的关系。而且，图6表示了主波长(B)与外量子效率(％)的关系。
此外，表3表示了从第一发光层至阴极的膜厚(1)、从第二发光层至阴极的膜厚(2)、从第一发光层至阳极的膜厚(3)、从第二发光层至阳极的膜厚(4)、膜厚(1)～(4)的基准膜厚、干涉条件。表4表示了从第一发光层至阴极的膜厚(1)与基准膜厚之差、从第二发光层至阴极的膜厚(2)与基准膜厚之差、从第一发光层至阳极的膜厚(3)与基准膜厚之差、从第二发光层至阳极的膜厚(4)与基准膜厚之差。各层的膜厚以真空蒸镀装置内设置的晶体振子的振动数的变化量为基础而算出。另外，在表3中，第一发光层和第二发光层的膜厚为30nm，此外，由于可以认为发光位置为各个发光层内的中心部，所以在膜厚(1)～(4)上分别加上发光层的一半的膜厚亦即15nm的厚度。
(实验例2)
采用与实验例1同样的制作方法制作了具有表1所示的器件结构的实验例2的有机EL器件。
而且，采用与实验例1同样的方法评价了实验例2的有机EL器件。其评价结果显示在表2～表4、图5和图6中。
(实验例3)
采用与实验例1同样的制作方法制作了具有表1所示的器件结构的实验例3的有机EL器件。
而且，采用与实验例1同样的方法评价了实验例3的有机EL器件。其评价结果显示在表2～表4、图5和图6中。
(实验例4)
采用与实验例1同样的制作方法制作了具有表1所示的器件结构的实验例4的有机EL器件。
而且，采用与实验例1同样的方法评价了实验例4的有机EL器件。其评价结果显示在表2～表4、图5和图6中。
(实验例5)
采用与实验例1同样的制作方法制作了具有表1所示的器件结构的实验例5的有机EL器件。
而且，采用与实验例1同样的方法评价了实验例5的有机EL器件。其评价结果显示在表2～表4、图5和图6中。
(实验例6)
采用与实验例1同样的制作方法制作了具有表1所示的器件结构的实验例6的有机EL器件。
而且，采用与实验例1同样的方法评价了实验例6的有机EL器件。其评价结果显示在表2～表4、图5和图6中。
(表1)
实验例1 实验例2 实验例3 实验例4 实验例5 实验例6
第一电极 100nm 100nm 100nm 100nm 100nm 100nm
第一电子传输层 75nm 75nm 75nm 75nm 85nm 75nm
第一红色发光层 30nm 30nm 30nm 30nm 30nm 30nm
第一空穴传输层 60nm 65nm 65nm 65nm 85nm 85nm
电荷产生层 11nm 6nm 6nm 6nm 6nm 6nm
第二电子传输层 74nm 74nm 74nm 54nm 54nm 64nm
第二红色发光层 30nm 30nm 30nm 30nm 30nm 30nm
第二空穴传输层 130nm 130nm 130nm 130nm 130nm 130nm
第二电极 100nm 100nm 150nm 150nm 150nm 150nm
(表2)
(表3)
(表4)
如表2和图5所示，在实验例3～实验例6的有机EL器件中，红色光的峰值波长(A)与红色光的主波长(B)之差在10nm以下，外量子效率在38.9％以上。另一方面，在实验例1和实验例2的有机EL器件中，红色光的峰值波长(A)与红色光的主波长(B)之差为12nm，外量子效率在35.3％以下。因此明显可知，具备这种有机EL器件的照明装置能得到发光效率较高且高亮度发光的红色光。
此外，如图6所示，未发现红色光的主波长与外量子效率存在相关性。因此可知，仅测定红色光的主波长的情况下，不能预测外量子效率而提高有机EL器件的发光效率。
通常，在有机EL器件中，在提高朝向正面方向的发光强度的情况下，从第一发光层至第一电极的距离d1、从第二发光层至第一电极的距离d3为(2N+1)λ/4n(N为正整数，λ为有机EL器件发出的光的峰值波长，n为构成有机EL器件的各层的平均折射率)。而且，从第一发光层至第二电极的包含膜厚的距离d2、从第二发光层至第二电极的包含膜厚的距离d4为2Nλ/4n(N为正整数，λ为有机EL器件发出的光的峰值波长，n为构成有机EL器件的各层的平均折射率)。由此，已知可以利用第一发光层发出的光与第二发光层发出的光的干涉效应来提高发光效率。
例如，在实验例6的有机EL器件中，设峰值波长λ为617nm、各层的平均折射率n为1.8时，例如对于从第二发光层至阴极的膜厚(2)，在干涉条件(2N-1)λ/4n中，在N＝2的情况下，算出基准膜厚为257nm。
如表3所示，在外量子效率降低的实验例1和实验例2的有机EL器件中，可知从第一发光层至阳极的膜厚(3)和从第二发光层至阳极的膜厚(4)相对于基准膜厚大幅背离。即，在采用干涉效应的设计中，通过减小上述的膜厚(1)～(4)相对于其基准膜厚的背离，从而能够得到发光效率高的有机EL器件。
可是，在通常的有机EL器件中，光学膜厚也会因各层的电荷传输性能的差异所产生的发光区域的位移而改变。因此，单纯地仅使各层的膜厚与基准膜厚一致并不能使器件结构最佳化。在此，为了将相对于上述基准膜厚的背离和因发光区域的位移而引起的光学膜厚的偏差所产生的影响定量化，制作了红色光的峰值波长与红色光的主波长之差处在预定范围内的有机EL器件。由此，可以提高上述器件的发光效率。其结果，能明确有机EL器件的设计方针。
工业实用性
按照上述的一个方式，可以提供具有白色光以外的发光颜色且发光效率较高，能良好地应用于汽车照明装置等特殊的照明装置的有机电致发光器件，以及具备有机电致发光器件的照明装置。
附图标记说明
10、20、30有机EL器件，11、21、31第一电极，12、22、32第二电极，13发光单元，14电子传输层，15发光层，16空穴传输层，23A、33A第一发光单元，23B、33B第二发光单元，24电荷产生层，25A、35A第一电子传输层，25B、35B第二电子传输层，26A、36A第一发光层，26B、36B第二发光层，27A、37A第一空穴传输层，27B、37B第二空穴传输层，33C第三发光单元，34A第一电荷产生层，34B第二电荷产生层，35C第三电子传输层，36C第三发光层，37C第三空穴传输层，100照明装置，111阳极端子电极，113密封基板，114密封件，115间隙。

Claims (18)

1.一种有机电致发光器件，在第一电极与第二电极之间具有发光单元，所述发光单元包含至少由有机化合物构成的发光层，所述有机电致发光器件的特征在于，
至少具有一个发光单元，所述发光单元包含由发出红色光的红色发光层构成的发光层，所述红色光在红色波长范围具有峰值波长，
通过所述发光单元发光而得到的红色光在590nm～640nm的红色波长范围具有峰值波长，
所述红色光的峰值波长与所述红色光的主波长之差在10nm以下。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，
所述红色发光层在红色波长范围具有一个或两个峰值波长，
通过所述发光单元发光而得到的所述红色光在590nm～640nm的红色波长范围具有一个或两个峰值波长。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述红色发光层由包含红色荧光物质的红色荧光发光层构成。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，从包含所述红色荧光发光层的发光单元得到的红色光包含延迟荧光成分。
5.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述红色发光层由包含红色磷光物质的红色磷光发光层构成。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，包含相同的两个所述发光单元，分别发出具有相同的峰值波长的红色光。
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，包含不同的两个所述发光单元，分别发出具有不同的峰值波长的红色光。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光器件，其特征在于，在590nm～620nm的红色波长范围具有一个峰值波长，并在625nm～640nm的红色波长范围具有一个峰值波长。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，
具有在第一电极与第二电极之间，将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构，并且通过所述多个发光单元发光而得到红色光，
所述有机电致发光器件包括：
由所述发光单元构成的第一红色发光单元；以及
由所述发光单元构成的第二红色发光单元，
所述第一红色发光单元和所述第二红色发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠，
具有所述第二电极、所述第二红色发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一红色发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
10.根据权利要求1～8中任意一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，
具有在第一电极与第二电极之间，将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构，并且通过所述多个发光单元发光而得到红色光，
所述有机电致发光器件包括：
由所述发光单元构成的第一红色发光单元；
由所述发光单元构成的第二红色发光单元；以及
由所述发光单元构成的第三红色发光单元，
所述第一发光单元和所述第二红色发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠，所述第二发光单元和所述第三红色发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠，
具有所述第二电极、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二红色发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一红色发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
11.根据权利要求9或10所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电荷产生层由电绝缘层构成，所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成，所述电绝缘层的电阻率为1.0×102Ω·cm以上。
12.根据权利要求11所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电绝缘层的电阻率为1.0×105Ω·cm以上。
13.根据权利要求9或10所述的有机电致发光器件，其特征在于，
所述电荷产生层由不同物质的混合层构成，所述电荷产生层的一种成分通过氧化还原反应形成电荷转移配合物，
在向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时，所述电荷转移配合物中的电荷分别朝向所述第一电极侧和所述第二电极侧转移，由此向夹着所述电荷产生层位于所述第一电极侧的一个发光单元注入空穴，并向夹着所述电荷产生层位于所述第二电极侧的其他发光单元注入电子。
14.根据权利要求9或10所述的有机电致发光器件，其特征在于，
所述电荷产生层由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成，
在向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时，在所述吸电子性物质与所述供电子性物质的界面处，与所述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷分别朝向所述第一电极侧和所述第二电极侧转移，由此向夹着所述电荷产生层位于所述第一电极侧的一个发光单元注入空穴，并向夹着所述电荷产生层位于所述第二电极侧的其他发光单元注入电子。
15.根据权利要求9～14中任意一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电荷产生层包含具有用下述式(1)表示的结构的化合物，
(化学式1)
其中，R＝F,Cl,Br,I,CN,CF3的吸电子基团。
16.一种照明装置，其特征在于，包括权利要求1～15中任意一项所述的有机电致发光器件。
17.根据权利要求16所述的照明装置，其特征在于，在所述有机电致发光器件的光提取面侧具备光学薄膜。
18.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于，基底基板和密封基板由柔性基板构成而具有柔性。
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