JP2018107033A - 有機エレクトロルミネッセント素子、照明装置、ディスプレイ装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセント素子、照明装置、ディスプレイ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】色温度、発光効率および演色性がいずれも高く、かつ高輝度発光および長寿命駆動が可能な白色光を得ることによりディスプレイ装置と照明装置のいずれにも好適な有機EL素子、並びにそれを備えたディスプレイ装置および照明装置を提供する。【解決手段】青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する青色光を発する青色発光層からなる発光層を含む青色発光ユニット13Bを1つ有し、前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が少なくとも380nm〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有し、この発光スペクトルにおいて440nm〜490nmの青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有し、白色光の相関色温度が3300K以上、かつ、白色光の特殊演色評価数(Ri)においてR6が60以上、R12が30以上である有機EL素子10。【選択図】図1

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセント素子、並びにそれを備えたディスプレイ装置および照明装置に関する。
有機エレクトロルミネッセント素子(以下、「有機EL素子」と略称することもある。)は、対向する陰極と陽極との間に有機化合物からなる発光層を有する自己発光型素子である。有機EL素子は、陰極と陽極との間に電圧を印加したときに、陰極側から発光層に注入された電子と、陽極側から発光層に注入された正孔(ホール)とが、発光層内で再結合することによって生じた励起子(エキシトン)により発光する。
高輝度かつ長寿命を実現する有機EL素子としては、少なくとも1層の発光層を含む発光ユニットを1つの単位とし、複数の発光ユニットの間に電気絶縁性の電荷発生層が配置されたマルチフォトンエミッション構造の素子(以下、「MPE素子」と略称する。)が知られている(例えば、特許文献1参照)。このMPE素子では、陰極と陽極との間に電圧を印加したときに、電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ陰極側および陽極側に向かって移動する。これにより、電荷発生層を挟んで陰極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、電荷発生層を挟んで陽極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入する。このようなMPE素子は、同じ電流量のまま複数の発光ユニットからの発光が同時に得られるため、発光ユニットの個数倍相当の電流効率および外部量子効率を得ることが可能である。
また、MPE素子では、異なる色の光を発する種々の発光ユニットを複数組み合わせることにより、白色光を得ることが可能である。そのため、近年、白色光の発光を基本とするディスプレイ装置や照明装置への応用を目指したMPE素子の開発が進められている。例えば、青色光を発する発光ユニットと、緑色光および黄色光を発する発光ユニットとを組み合わせることにより、高色温度かつ高効率な白色光を生成する、ディスプレイ装置に好適なMPE素子が知られている(例えば、特許文献2参照)。また、赤色光を発する発光ユニットと、青色光および黄色光を発する発光ユニットを組み合わせることにより、高色温度かつ高演色な白色光を生成する、照明装置に好適なMPE素子が知られている(例えば、特許文献3参照)。
ディスプレイ装置と照明装置とでは、同じ白色光でも、求められる性能仕様が異なり、それぞれ独自の構造のMPE素子が開発されてきたという経緯がある。高色温度の白色光を特徴とするMPE素子の開発においても、例えば、特許文献2、3に示されているように、ディスプレイ装置向けでは発光効率重視、照明装置向けでは演色性重視の開発が中心となっている。
しかしながら、本来、ディスプレイ装置と照明装置のいずれにおいても、良質な白色光を得るという観点からは、一部の性能に偏った白色光ではなく、色温度、発光効率および演色性という、白色光における3つの重要指標が、全てバランスよく良好な水準にあることが理想である。
特開2003−272860号公報 特表2012−503294号公報 特開2009−224274号公報
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、色温度、発光効率および演色性がいずれも高い白色光を得ることによって、ディスプレイ装置と照明装置のいずれにも好適な有機エレクトロルミネッセント素子、並びに、そのような有機エレクトロルミネッセント素子を備えたディスプレイ装置および照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
(1)第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する青色光を発する青色発光層からなる発光層を含む青色発光ユニットを1つ有し、
前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、少なくとも380nm〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有し、かつ、この発光スペクトルにおいて、440nm〜490nmの青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有し、
前記白色光の相関色温度が3300K以上で、かつ、
前記白色光の特殊演色評価数(Ri)において、R6が60以上、R12が30以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
(2)前記白色光の特殊演色評価数(Ri)において、R12が60以上であることを特徴とする前記(1)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(3)前記青色発光層が、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層からなることを特徴とする前記(1)または前記(2)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(4)前記青色蛍光発光層を含む青色発光ユニットから得られる青色光が、遅延蛍光成分を含むことを特徴とする前記(3)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(5)前記青色発光層が、青色燐光物質を含む青色燐光発光層からなることを特徴とする前記(1)または前記(2)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(6)赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、緑色波長域に1つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とからなる発光層を含む赤色/緑色発光ユニットを少なくとも1つ有し、
前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有することを特徴とする前記(1)〜前記(5)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(7)赤色燐光物質と緑色燐光物質の混合層からなる発光層を含む赤色・緑色発光ユニットを少なくとも1つ有し、
前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有することを特徴とする前記(1)〜前記(5)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(8)500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域に1つのボトム波長を有することを特徴とする前記(1)〜前記(7)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(9)前記500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域にある1つのボトム波長の発光強度が、570nm〜590nmの波長域にあるボトム波長の発光強度よりも低いことを特徴とする前記(8)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(10)前記380nm〜780nmの波長域において、最も高い発光強度を有するピーク波長の発光強度を(A)、前記500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域にある1つのボトム波長の発光強度を(B)とした場合、前記(A)に対する前記(B)の比率((B)/(A))が0.50以下であることを特徴とする前記(8)または前記(9)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(11)前記白色光の平均演色評価数(Ra)が、70以上であることを特徴とする前記(1)〜前記(10)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(12)第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
前記青色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、を有し、
前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、
前記第2の電極、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする前記(6)〜前記(11)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(13)第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記青色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、を有し、
前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、
前記第2の電極、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする前記(6)〜前記(11)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(14)第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
前記青色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、
前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第3の発光ユニットと、を有し、
前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、前記第2の発光ユニットと前記第3の発光ユニットとが第2の電荷発生層を挟んで積層され、
前記第2の電極、前記第3の発光ユニット、前記第2の電荷発生層、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする前記(6)〜前記(11)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(15)前記電荷発生層は、電子受容性物質と電子供与性物質とから構成される電気的絶縁層からなり、この電気的絶縁層の比抵抗が1.0×10Ω・cm以上であることを特徴とする前記(1)〜前記(14)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(16)前記電気的絶縁層の比抵抗が1.0×10Ω・cm以上であることを特徴とする前記(15)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(17)前記電荷発生層は、異なる物質の混合層からなり、その一成分が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しており、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加したときに、前記電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ前記第1の電極側および前記第2の電極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記第1の電極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記第2の電極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする前記(1)〜前記(14)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(18)前記電荷発生層は、電子受容性物質と電子供与性物質との積層体からなり、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加したときに、前記電子受容性物質と前記電子供与性物質との界面において、これら電子受容性物質と電子供与性物質との間での電子移動を伴う反応により発生した電荷が、それぞれ前記第1の電極側および前記第2の電極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記第1の電極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記第2の電極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする前記(1)〜前記(14)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(19)前記電荷発生層は、下記式(1)で表わされる構造を有する化合物を含むことを特徴とする前記(1)〜前記(18)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
Figure 2018107033
(20)少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列を備え、
前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列が、前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光を異なる色の光に変換することを特徴とする前記(1)〜前記(19)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(21)前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列が、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列およびペンタイル配列からなる群から選択されるいずれか1つであることを特徴とする前記(20)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(22)前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターが赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルターおよび青色カラーフィルターであり、これら3つの異なるカラーフィルターが交互に配置されたRGBの配列を有することを特徴とする前記(20)または前記(21)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(23)前記RGBの配列を含む、RGBWの配列を有することを特徴とする前記(22)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(24)前記RGBWの配列が、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列およびペンタイル配列からなる群から選択されるいずれか1つの配列であることを特徴とする前記(23)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(25)前記(20)〜前記(24)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
(26)ベース基板および封止基板がフレキシブル基板からなり、フレキシブル性を有することを特徴とする前記(25)に記載のディスプレイ装置。
(27)前記(1)〜前記(19)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子を備えることを特徴とする照明装置。
(28)前記有機エレクトロルミネッセント素子の光取り出し面側に光学フィルムを備えることを特徴とする前記(27)に記載の照明装置。
(29)前記白色光の平均演色評価数(Ra)が80以上であることを特徴とする前記(27)または前記(28)に記載の照明装置。
(30)ベース基板および封止基板がフレキシブル基板からなり、フレキシブル性を有することを特徴とする前記(29)に記載の照明装置。
本発明によれば、色温度、発光効率および演色性のいずれも高い白色光を得ることによって、ディスプレイ装置と照明装置のいずれにも好適な有機エレクトロルミネッセント素子、並びに、そのような有機エレクトロルミネッセント素子を備えたディスプレイ装置および照明装置を提供することができる。
本発明の有機EL素子の第1の実施形態の概略構成を示す断面図である。 本発明の有機EL素子の第1の実施形態により得られる白色光の発光スペクトルの一例を示すグラフである。 白色素子におけるR6およびR12の影響を検証したシミュレーション結果を示す図である。 白色素子におけるR6およびR12の影響を検証したシミュレーション結果を示す図である。 本発明の有機EL素子の第2の実施形態の概略構成を示す断面図である。 本発明の有機EL素子の第3の実施形態の概略構成を示す断面図である。 本発明の有機EL素子の第4の実施形態の概略構成を示す断面図である。 本発明の有機EL素子の第5の実施形態の概略構成を示す断面図である。 本発明の照明装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。 本発明のディスプレイ装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。 実施例1の有機EL素子の素子構造を示す断面図である。 実施例1の有機EL素子の評価結果を示す図である。 実施例2の有機EL素子の素子構造を示す断面図である。 実施例2の有機EL素子の評価結果を示す図である。 実施例3の有機EL素子の素子構造を示す断面図である。 実施例3の有機EL素子の評価結果を示す図である。 実施例4の有機EL素子の評価結果を示す図である。
本発明の有機エレクトロルミネッセント素子並びにそれを備えたディスプレイ装置および照明装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
[有機エレクトロルミネッセント素子(有機EL素子)]
(第1の実施形態)
図1は、本発明の有機EL素子の第1の実施形態の概略構成を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態の有機EL素子10は、第1の電極11と第2の電極12との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニット13A、13Bが電荷発生層(CGL)14Aを挟んで積層された構造を有し、複数の発光ユニット13A、13Bが発光することで白色光が得られる有機EL素子である。
本実施形態の有機EL素子10は、第1の発光ユニット13Aと、第2の発光ユニット13Bと、を有する。
第1の発光ユニット13Aは、赤色/緑色発光ユニットまたは赤色・緑色発光ユニットである。赤色/緑色発光ユニットは、赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とからなる発光層を含む。すなわち、赤色/緑色発光ユニットは、赤色燐光発光層と緑色燐光発光層が積層されてなる層である。赤色・緑色発光ユニットは、赤色燐光物質と緑色燐光物質の混合層からなる発光層を含む。すなわち、赤色・緑色発光ユニットは、赤色燐光物質と緑色燐光物質を含む1つの層(単層)である。
第2の発光ユニット13Bは、青色発光ユニットである。青色発光ユニットは、青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する青色光を発する青色発光層からなる発光層を含む。青色発光層は、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層または青色燐光物質を含む青色燐光発光層のいずれであってもよい。青色蛍光発光層を含む青色発光ユニットから得られる青色光は、遅延蛍光成分を含むこともある。
第1の発光ユニット13Aと第2の発光ユニット13Bとが第1の電荷発生層14Aを挟んで積層されている。
本実施形態の有機EL素子10は、第2の電極12、第2の発光ユニット13B、第1の電荷発生層14A、第1の発光ユニット13Aおよび第1の電極11がこの順に積層された構造を有する。すなわち、本実施形態の有機EL素子10は、第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bが、第1の電荷発生層14Aを挟んで積層されたMPE構造を有する。
本実施形態の有機EL素子10は、第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bが発光することで得られる白色光が、少なくとも380nm〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有する。また、本実施形態の有機EL素子10は、この発光スペクトルにおいて、440nm〜490nmの青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する。また、本実施形態の有機EL素子10は、この発光スペクトルにおいて、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有する。
第1の電極11としては、一般的に仕事関数の小さい金属またはその合金、金属酸化物等を用いることが好ましい。第1の電極11を形成する金属としては、例えば、リチウム(Li)等のアルカリ金属、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)等のアルカリ土類金属、ユウロピウム(Eu)等の希土類金属等の金属単体、若しくは、これらの金属とアルミニウム(Al)、銀(Ag)、インジウム(In)等を含む合金等を用いることができる。
また、第1の電極11は、例えば、「特開平10−270171号公報」や「特開2001−102175号公報」に記載されているように、第1の電極11と有機層との界面に金属ドーピングされた有機層を用いた構成であってもよい。この場合、第1の電極11に導電性材料を用いればよく、その仕事関数等の性質は特に制限されない。
また、第1の電極11は、例えば、「特開平11−233262号公報」や「特開2000−182774号公報」に記載されているように、第1の電極11に接する有機層をアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンからなる群から選択される少なくとも1種を含有する有機金属錯体化合物により構成してもよい。この場合、有機金属錯体化合物中に含有される金属イオンを真空中で金属に還元し得る金属、例えば、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、ケイ素(Si)等の(熱還元性)金属、若しくはこれらの金属を含有する合金を第1の電極11に用いることができる。これらの中でも、配線電極として一般に広く用いられているAlが、蒸着の容易さ、光反射率の高さ、化学的安定性等の観点から特に好ましい。
第2の電極12としては、特に材料の制限はなく、この第2の電極12側から光を取り出す場合は、例えば、ITO(インジウム・すず酸化物)、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)等の透明導電材料を用いることができる。
また、一般的な有機EL素子の場合とは逆に、第2の電極12に金属材料等、第1の電極11に透明導電材料を用いることで、第1の電極11側から光を取り出すことも可能である。例えば、「特開2002−332567号公報」に記載された手法を用いて、有機膜に損傷のないようなスパッタリング法により、上述したITOやIZO等の透明導電材料を第1の電極11に形成することができる。
したがって、第1の電極11および第2の電極12の両方を透明にすると、第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bや、第1の電荷発生層14Aも同様に透明であるから、透明な有機EL素子10を作製することが可能である。
なお、成膜の順序に関しては、必ずしも第2の電極12側から始める必要はなく、第1の電極11側から成膜を始めてもよい。
第1の発光ユニット13Aは、第1の電子輸送層15A、第1の発光層16Aおよび第1の正孔輸送層17Aから構成されている。また、第2の発光ユニット13Bは、第2の電子輸送層15B、第2の発光層16Bおよび第2の正孔輸送層17Bから構成されている。
第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bは、従来公知の有機EL素子と同様に種々の構造を採用することができ、少なくとも有機化合物からなる発光層を含むものであれば、いかなる積層構造を有していてもよい。第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bは、例えば、発光層の第1の電極11側に、電子注入層、正孔阻止層等を配置し、発光層の第2の電極12側に、正孔注入層、電子阻止層等を配置してもよい。
電子輸送層は、例えば、従来公知の電子輸送性材料からなる。本実施形態の有機EL素子10では、一般に有機EL素子に用いられる電子輸送性材料のなかでも、比較的深いHOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)準位を有するものが好ましい。具体的には、少なくとも概ね6.0eV以上のHOMO準位を有する電子輸送性材料を用いることが好ましい。このような電子輸送性材料としては、例えば、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BPhen)や2,2’,2”−(1,3,5−ベンジニトリル)−トリス(1−フェニル−1−H−ベンゾイミダゾール(TPBi)等を用いることができる。
電子注入層は、第1の電極11、または第1の電荷発生層14Aの少なくとも一方から電子の注入効率を向上させるために、第1の電極11と第1の電子輸送層15Aとの間、または第1の電荷発生層14Aと第2の電子輸送層15Bとの間に挿入するものである。電子注入層の材料としては、電子輸送層と同様の性質を有する電子輸送性材料を用いることができる。電子輸送層と電子注入層をまとめて、電子輸送層と呼ぶこともある。
正孔輸送層は、例えば、従来公知の正孔輸送性材料からなる。正孔輸送性材料としては、特に限定されない。正孔輸送性材料としては、例えば、イオン化ポテンシャルが5.7eVより小さく、正孔輸送性、すなわち電子供与性を有する有機化合物(電子供与性物質)を用いることが好ましい。電子供与性物質としては、例えば、4,4’−ビス[N−(2−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)、等のアリールアミン化合物等を用いることができる。
正孔注入層は、第2の電極12、または第1の電荷発生層14Aの少なくとも一方から正孔の注入効率を向上させるために、第2の電極12と第2の正孔輸送層17Bとの間、または第1の電荷発生層14Aと第1の正孔輸送層17Aとの間に挿入するものである。正孔注入層の材料としては、正孔輸送層と同様の性質を有する電子供与性材料を用いることができる。正孔輸送層と正孔注入層をまとめて、正孔輸送層と呼ぶこともある。
第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層は、第1の発光ユニット13Aが赤色/緑色発光ユニットの場合、赤色燐光発光層と緑色燐光発光層とからなる。赤色燐光発光層と緑色燐光発光層は、それぞれ、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含む。また、第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層は、第1の発光ユニット13Aが赤色・緑色発光ユニットの場合、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層からなる。赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層は、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含み、赤色燐光物質および緑色燐光物質は、このうちゲスト材料に相当する。いずれの場合も、赤色の発光および緑色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。また、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層による発光層を形成する場合は、双方の発光材料からの発光を効率良く得ることが重要となる。そのためには、赤色燐光物質の割合を緑色燐光物質の割合よりも低くすることが有効である。これは、緑色燐光物質のエネルギー準位に比べて、赤色燐光物質のエネルギー準位がより低いことから、赤色燐光物質へのエネルギー移動が起こり易いことに由来する。そのため、赤色燐光物質の割合を、緑色燐光物質の割合よりも少なくすることで、赤色燐光物質と緑色燐光物質の双方を効率良く発光させることが可能となる。
第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層のホスト材料としては、電子輸送性の材料、ホール輸送性の材料、または両者を混合したもの等を用いることができる。燐光発光層のホスト材料としては、具体的には、例えば、4,4’−ビスカルバゾリルビフェニル(CBP)や、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−9,10−フェナントロリン(BCP)等を用いることができる。
第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層のゲスト材料は、ドーパント材料とも呼ばれる。このゲスト材料に蛍光発光を利用するものは、通常、蛍光発光材料と言われている。この蛍光発光材料で構成される発光層のことを蛍光発光層と言う。一方、ゲスト材料に燐光発光を利用するものは、通常、燐光発光材料と言われている。この燐光発光材料で構成される発光層のことを燐光発光層と言う。
このうち、燐光発光層では、電子と正孔の再結合により生じた75%の三重項励起子に加え、一重項励起子からのエネルギー移動により生成した25%分の三重項励起子も利用できるため、理論上は、100%の内部量子効率が得られる。すなわち、電子と正孔の再結合により生じた励起子が、発光層内で熱失活等を生じることなく光に変換される。実際に、イリジウムや白金等の重原子を含む有機金属錯体では、素子構造の最適化等によって100%に近い内部量子効率を達成している。
燐光発光層のゲスト材料としては、特に制限されない。例えば、赤色燐光発光層では、Ir(piq)やIr(btpy)等の赤色燐光発光材料を用いることができる。一方、緑色燐光発光層では、Ir(ppy)等の緑色燐光発光材料を用いることができる。
第2の発光ユニット13Bに含まれる青色発光層は、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層、または青色燐光物質を含む青色燐光発光層からなる。青色発光層は、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含む。青色蛍光物質または青色燐光物質は、このうちゲスト材料に相当する。いずれの場合も、青色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。
第2の発光ユニット13Bに含まれる青色発光層のホスト材料としては、電子輸送性の材料、ホール輸送性の材料、または両方を混合したもの等を用いることができる。青色蛍光発光層では、例えば、スチリル誘導体、アントラセン化合物、ピレン化合物等を用いることができる。一方、青色燐光発光層では、例えば、4,4’−ビスカルバゾリルビフェニル(CBP)や、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−9,10−フェナントロリン(BCP)等を用いることができる。
第2の発光ユニット13Bに含まれる青色発光層のゲスト材料としては、青色蛍光発光層では、例えば、スチリルアミン化合物、フルオランテン化合物、アミノピレン化合物、ホウ素錯体等を用いることもできる。さらに、4,4’−ビス[4−(ジフェニルアミノ)スチリル]ビフェニル(BDAVBi)や2,7−ビス{2−[フェニル(m−トリル)アミノ]−9,9−ジメチル−フルオレン−7−イル}−9,9−ジメチルフルオレン(MDP3FL)等を用いることもできる。一方、青色燐光発光層では、例えば、Ir(Fppy)等の青色燐光発光材料を用いることもできる。
第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bを構成する各層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法やスピンコート法等を用いることができる。
第1の電荷発生層14Aは、電子受容性物質と電子供与性物質とから構成される電気的絶縁層からなる。この電気的絶縁層の比抵抗は1.0×10Ω・cm以上であることが好ましく、1.0×10Ω・cm以上であることがより好ましい。
また、第1の電荷発生層14Aは、異なる物質の混合層からなり、その一成分が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しているものであってもよい。この場合、第1の電極11と第2の電極12との間に電圧を印加したときに、電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ第1の電極11側および第2の電極12側に向かって移動する。これにより、第1の電荷発生層14Aを挟んで第1の電極11側に位置する第1の発光ユニット13Aに正孔を注入し、第1の電荷発生層14Aを挟んで第2の電極12側に位置する第2の発光ユニット13Bに電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bからの発光が同時に得られるため、第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bの発光効率を合算した電流効率および外部量子効率を得ることが可能である。
また、第1の電荷発生層14Aは、電子受容性物質と電子供与性物質との積層体からなるものであってもよい。この場合、第1の電極11と第2の電極12との間に電圧を印加したときに、電子受容性物質と電子供与性物質との界面において、これら電子受容性物質と電子供与性物質との間での電子移動を伴う反応により発生した電荷が、それぞれ第1の電極11側および第2の電極12側に向かって移動する。これにより、第1の電荷発生層14Aを挟んで第1の電極11側に位置する第1の発光ユニット13Aに正孔を注入し、第1の電荷発生層14Aを挟んで第2の電極12側に位置する第2の発光ユニット13Bに電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bからの発光が同時に得られるため、第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bの発光効率を合算した電流効率および外部量子効率を得ることが可能である。
第1の電荷発生層14Aを構成する材料としては、例えば、特開2003−272860号公報に記載さていれる材料を用いることができる。それらの中でも、段落[0019]〜[0021]に記載されている材料を好適に用いることができる。また、第1の電荷発生層14Aを構成する材料としては、「国際公開第2010/113493号」の段落[0023]〜[0026]に記載されている材料を用いることができる。それらの中でも、特に、段落[0059]に記載されている強電子受容性物質(HATCN6)を好適に用いることができる。下記式(1)で表される構造において、Rにて記載された置換基がCN(シアノ基)の場合、上述したHATCN6に相当する。
Figure 2018107033
図2は、本実施形態の有機EL素子10により得られる白色光の発光スペクトルの一例を示すグラフである。
具体的に、有機EL素子10により得られる白色光は、図2に示すように、いわゆる可視光として、少なくとも380nm〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルSを有している。
発光スペクトルSは、590nm〜640nmの赤色波長域Rに1つのピーク波長pと、500nm〜560nmの緑色波長域Gに1つのピーク波長pと、440nm〜490nmの青色波長域Bに1つのピーク波長pもしくは2つのピーク波長p,pとを有している。
青色発光層が発する青色光は、色温度の高い白色光を得るためには重要な因子である。具体的には、図2に示すように、440nm〜490nmの青色波長域Bに1つのピーク波長pもしくは2つのピーク波長p,pのいずれかを有していることが望ましい。
これにより、本実施形態の有機EL素子10は、色温度の高い白色光を得ることができる。さらに、従来の有機EL素子にて高効率発光を得るためには、電球色等の低い色温度領域での発光が適しており、それより高い色温度となる温白色以上での高効率発光を得ることが困難であった。具体的には、「JIS Z 9112」に規定される色度範囲のうち、電球色(L)の上限色温度は3250Kであるが、本実施形態の有機EL素子10では、相関色温度が3300K以上の高効率白色発光を得ることができる。
また、500nm〜560nmの緑色波長域Gにおけるピーク波長の位置は、発光効率の高い白色光を得るためには重要な因子である。具体的には、図2に示すように、500nm〜560nmの緑色波長域Gにおいて、540nm付近にピーク波長pを有していることが望ましい。
これにより、本実施形態の有機EL素子10は、発光効率の高い白色光を得ることができる。本実施形態の有機EL素子10では、外部量子効率が20%以上の白色光を得ることができる。
なお、ピーク波長pの位置が540nmより短波長側になると、比視感度の低下とともに、白色光の発光効率は減少する。一方、ピーク波長pの位置が540nmより長波長側になると、550nm〜600nmの緑色成分が増加することで、短波長側における純緑成分の発光割合が減少し、その結果演色性が低下する。
また、550nm〜600nmの波長域におけるボトム波長の存在は、演色性の高い白色光を得るためには重要な因子である。具体的には、図2に示すように、550nm〜600nmの波長域において、1つのボトム波長bを有していることが望ましい。
これにより、本実施形態の有機EL素子10は、演色性の高い白色光を得ることができる。本実施形態の有機EL素子10では、平均演色評価数(Ra)が70以上、特殊演色評価数(Ri)のR6が60以上、R12が30以上の白色光を得ることができる。
ここで、表1、図3および図4に、白色素子におけるR6およびR12の影響を検証したシミュレーション結果を示す。
このシミュレーションは、青、緑、赤の3波長方式の白色素子において、緑色および赤色の発光強度を1.0に固定し、その際に青色のスペクトルの発光強度を任意の割合とした際に得られた白色光のスペクトル強度に対して、赤色のピーク波長強度にて除することで、数値の規格化を行った。また、青色スペクトルの発光強度を任意の割合にて変化させた場合の、各種特性値について計算を行ったものである。緑色および赤色の発光強度を1.0に固定した理由としては、R6およびR12に対して、青色発光による影響を定量的に評価するためである。
Figure 2018107033
表1の「青色(450nm)の発光強度」は青色スペクトルのピーク波長である450nmの発光強度を表している。
図3に、青色スペクトルの強度を変化させた際のシミュレーションにより算出された白色スペクトルを示す。
シミュレーションに使用した青色スペクトル、緑色スペクトルおよび赤色スペクトルは、後述する実施例1の発光スペクトルと同等の波長および波形を有するものである。
表1および図4より、青色の発光強度が増加するほどRa、R6、R12の値が向上していることが分かる。
R6が60未満であるスペクトルNo.1およびスペクトルNo.2は、偏差duvの値が0.02以上であることから、相関色温度の定義が成立しない発光色である。
スペクトルNo.3については、R6は60以上であるが、R12の値が30を下回っていることから、偏差duvの値が高く、黒体輻射からの乖離が非常に大きいことから、色味が良好な白色発光を得ることができていない。
それに対し、R6が60以上およびR12が30以上となる条件を満たすスペクトルNo.4〜No.9では、偏差duvの値が低く演色性の高い白色発光を得ることが可能となっている。偏差duvは、−0.015〜+0.015の範囲にあることが好ましく、−0.01〜+0.01の範囲にあることがより好ましい。
特に、R12の値が60以上となるスペクトルNo.8〜No.9においては、スペクトルNo.4〜No.7に比べてさらに演色性に優れた高色温度白色発光を得ることができている。
また、本実施形態の有機EL素子10では、図2に示すように、500nm〜520nmの青色波長域Bないし緑色波長域Gにおいて、互いに隣接する2つのピーク波長p,pの間に、1つのボトム波長bを有していることが望ましい。
これにより、ピーク波長p,pの発光強度の比を好適に制御することで、白色光の発光効率と演色性を同時に最適化することができる。
また、本実施形態の有機EL素子10では、図2に示すように、500nm〜520nmの青色波長域Bないし緑色波長域Gにある1つのボトム波長bの発光強度が、570nm〜590nmの波長域(緑色波長域Gないし赤色波長域R)にあるボトム波長b、bの発光強度よりも低いことが望ましい。
これにより、ボトム波長bを形成するピーク波長pないしpの発光強度比およびボトム波長bを形成するピーク波長pないしpの発光強度比をそれぞれ好適に制御することで、白色光の色温度を最適化することができる。
また、本実施形態の有機EL素子10では、図2に示すように、最も高い発光強度を有するピーク波長(図2ではピーク波長p)、の発光強度を(A)、500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域にある1つのボトム波長bの発光強度を(B)とした場合、(A)に対する(B)の比率((B)/(A))が0.50以下であることが望ましい。
これにより、ピーク波長白色光の色温度と演色性を同時に最適化することができる。
以上のように、本実施形態の有機EL素子10は、色温度、発光効率および演色性のいずれも高い白色光を得ることができる。また、本実施形態の有機EL素子10は、第1の発光ユニット13Aおよび第2の発光ユニット13Bが、第1の電荷発生層14Aを挟んで積層されたMPE構造を有するため、高輝度発光および長寿命駆動が可能な白色光を得ることができる。
これにより、本実施形態の有機EL素子10は、ディスプレイ装置と照明装置のいずれにも好適に用いることができる。
(第2の実施形態)
図5は、本発明の有機EL素子の第2の実施形態の概略構成を示す断面図である。
図5に示すように、本実施形態の有機EL素子20は、第1の電極21と第2の電極22との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニット23A、23Bが電荷発生層(CGL)24Aを挟んで積層された構造を有し、複数の発光ユニット23A、23Bが発光することで白色光が得られる有機EL素子である。
本実施形態の有機EL素子20は、第1の発光ユニット23Aと、第2の発光ユニット23Bと、を有する。
第1の発光ユニット23Aは、青色発光ユニットである。青色発光ユニットは、青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する青色光を発する青色発光層からなる発光層を含む。青色発光層は、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層または青色燐光物質を含む青色燐光発光層のいずれであってもよい。青色蛍光発光層を含む青色発光ユニットから得られる青色光は、遅延蛍光成分を含むこともある。
第2の発光ユニット23Bは、赤色/緑色発光ユニットまたは赤色・緑色発光ユニットである。赤色/緑色発光ユニットは、赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とからなる発光層を含む。すなわち、赤色/緑色発光ユニットは、赤色燐光発光層と緑色燐光発光層が積層されてなる層である。赤色・緑色発光ユニットは、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層からなる発光層を含む。すなわち、赤色・緑色発光ユニットは、赤色燐光物質と緑色燐光物質を含む1つの層(単層)である。
第1の発光ユニット23Aと第2の発光ユニット23Bとが第1の電荷発生層24Aを挟んで積層されている。
本実施形態の有機EL素子20は、第2の電極22、第2の発光ユニット23B、第1の電荷発生層24A、第1の発光ユニット23Aおよび第1の電極21がこの順に積層された構造を有する。すなわち、本実施形態の有機EL素子20は、第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bが、第1の電荷発生層24Aを挟んで積層されたMPE構造を有する。
本実施形態の有機EL素子20は、第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bが発光することで得られる白色光が、少なくとも380nm〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有する。また、本実施形態の有機EL素子20は、この発光スペクトルにおいて、440nm〜490nmの青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する。また、本実施形態の有機EL素子20は、この発光スペクトルにおいて、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有する。
第1の電極21としては、上述の第1の実施形態における第1の電極11と同様のものを用いることができる。
また、第2の電極22としては、上述の第1の実施形態における第2の電極12と同様のものを用いることができる。
第1の発光ユニット23Aは、第1の電子輸送層25A、第1の発光層26Aおよび第1の正孔輸送層27Aから構成されている。また、第2の発光ユニット23Bは、第2の電子輸送層25B、第2の発光層26Bおよび第2の正孔輸送層27Bから構成されている。
第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bは、従来公知の有機EL素子と同様に種々の構造を採用することができ、少なくとも有機化合物からなる発光層を含むものであれば、いかなる積層構造を有していてもよい。第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bは、例えば、発光層の第1の電極21側に、電子注入層、正孔阻止層等を配置し、発光層の第2の電極22側に、正孔注入層、電子阻止層等を配置してもよい。
電子輸送層は、上述の第1の実施形態における電子輸送層と同様の構成をなしている。
また、正孔輸送層は、上述の第1の実施形態における正孔輸送層と同様の構成をなしている。
第1の発光ユニット23Aに含まれる青色発光層は、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層、または青色燐光物質を含む青色燐光発光層からなる。青色発光層は、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含む。青色蛍光物質または青色燐光物質は、このうちゲスト材料に相当する。いずれの場合も、青色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。
第1の発光ユニット23Aに含まれる青色発光層のホスト材料としては、上述の第1の実施形態における青色発光層のホスト材料と同様のものを用いることができる。
また、第1の発光ユニット23Aに含まれる青色発光層のゲスト材料としては、上述の第1の実施形態における青色発光層のゲスト材料と同様のものを用いることができる。
第2の発光ユニット23Bに含まれる発光層は、第2の発光ユニット23Bが赤色/緑色発光ユニットの場合、赤色燐光発光層と緑色燐光発光層とからなる。赤色燐光発光層と緑色燐光発光層は、それぞれ、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含む。また、第2の発光ユニット23Bに含まれる発光層は、第2の発光ユニット23Bが赤色・緑色発光ユニットの場合、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層からなる。赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層は、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含み、赤色燐光物質および緑色燐光物質は、このうちゲスト材料に相当する。いずれの場合も、赤色の発光および緑色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。また、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層による発光層を形成する場合は、双方の発光材料からの発光を効率良く得ることが重要となる。そのためには、赤色燐光物質の割合を緑色燐光物質の割合よりも低くすることが有効である。これは、緑色燐光物質のエネルギー準位に比べて、赤色燐光物質のエネルギー準位がより低いことから、赤色燐光物質へのエネルギー移動が起こり易いことに由来する。そのため、赤色燐光物質の割合を、緑色燐光物質の割合よりも少なくすることで、赤色燐光物質と緑色燐光物質の双方を効率良く発光させることが可能となる。
第2の発光ユニット23Bに含まれる発光層のホスト材料としては、上述の第1の実施形態における第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層のホスト材料と同様のものを用いることができる。
また、第2の発光ユニット23Bに含まれる発光層のゲスト材料としては、上述の第1の実施形態における第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層のゲスト材料と同様のものを用いることができる。
第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bを構成する各層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法やスピンコート法等を用いることができる。
第1の電荷発生層24Aは、電子受容性物質と電子供与性物質とから構成される電気的絶縁層からなる。この電気的絶縁層の比抵抗は1.0×10Ω・cm以上であることが好ましく、1.0×10Ω・cm以上であることがより好ましい。
また、第1の電荷発生層24Aは、異なる物質の混合層からなり、その一成分が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しているものであってもよい。この場合、第1の電極21と第2の電極22との間に電圧を印加したときに、電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ第1の電極21側および第2の電極22側に向かって移動する。これにより、第1の電荷発生層24Aを挟んで第1の電極21側に位置する第1の発光ユニット23Aに正孔を注入し、第1の電荷発生層24Aを挟んで第2の電極22側に位置する第2の発光ユニット23Bに電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bからの発光が同時に得られるため、第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bの発光効率を合算した電流効率および外部量子効率を得ることが可能である。
また、第1の電荷発生層24Aは、電子受容性物質と電子供与性物質との積層体からなるものであってもよい。この場合、第1の電極21と第2の電極22との間に電圧を印加したときに、電子受容性物質と電子供与性物質との界面において、これら電子受容性物質と電子供与性物質との間での電子移動を伴う反応により発生した電荷が、それぞれ第1の電極21側および第2の電極22側に向かって移動する。これにより、第1の電荷発生層24Aを挟んで第1の電極21側に位置する第1の発光ユニット23Aに正孔を注入し、第1の電荷発生層24Aを挟んで第2の電極22側に位置する第2の発光ユニット23Bに電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bからの発光が同時に得られるため、第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bの発光効率を合算した電流効率および外部量子効率を得ることが可能である。
第1の電荷発生層24Aを構成する材料としては、上述の第1の実施形態における第1の電荷発生層14Aを構成する材料と同様のものを用いることができる。
以上のような構造を有する有機EL素子20では、第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bが発光することで、白色光を得ることができる。
また、本実施形態の有機EL素子20では、上述の第1の実施形態における有機EL素子10と同様に、色温度、発光効率および演色性のいずれも高い白色光を得ることができる。また、本実施形態の有機EL素子20は、第1の発光ユニット23Aおよび第2の発光ユニット23Bが、第1の電荷発生層24Aを挟んで積層されたMPE構造を有するため、高輝度発光および長寿命駆動が可能な白色光を得ることができる。
これにより、本実施形態の有機EL素子20は、ディスプレイ装置と照明装置のいずれにも好適に用いることができる。
(第3の実施形態)
図6は、本発明の有機EL素子の第3の実施形態の概略構成を示す断面図である。
図6に示すように、本実施形態の有機EL素子30は、第1の電極31と第2の電極32との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニット33A、33B、33Cが電荷発生層(CGL)34A、34Bを挟んで積層された構造を有し、複数の発光ユニット33A、33B、33Cが発光することで白色光が得られる有機EL素子である。
本実施形態の有機EL素子30は、第1の発光ユニット33Aと、第2の発光ユニット33Bと、第3の発光ユニット33Cと、を有する。
第1の発光ユニット33Aは、赤色/緑色発光ユニットまたは赤色・緑色発光ユニットである。赤色/緑色発光ユニットは、赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とからなる発光層を含む。すなわち、赤色/緑色発光ユニットは、赤色燐光発光層と緑色燐光発光層が積層されてなる層である。赤色・緑色発光ユニットは、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層からなる発光層を含む。すなわち、赤色・緑色発光ユニットは、赤色燐光物質と緑色燐光物質を含む1つの層(単層)である。
第2の発光ユニット33Bは、青色発光ユニットである。青色発光ユニットは、青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する青色光を発する青色発光層からなる発光層を含む。青色発光層は、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層または青色燐光物質を含む青色燐光発光層のいずれであってもよい。青色蛍光発光層を含む青色発光ユニットから得られる青色光は、遅延蛍光成分を含むこともある。
第3の発光ユニット33Cは、赤色/緑色発光ユニットまたは赤色・緑色発光ユニットである。赤色/緑色発光ユニットは、赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とからなる発光層を含む。すなわち、赤色/緑色発光ユニットは、赤色燐光発光層と緑色燐光発光層が積層されてなる層である。赤色・緑色発光ユニットは、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層からなる発光層を含む。すなわち、赤色・緑色発光ユニットは、赤色燐光物質と緑色燐光物質を含む1つの層(単層)である。
第1の発光ユニット33Aと第2の発光ユニット33Bとが第1の電荷発生層34Aを挟んで積層されている。
第2の発光ユニット33Bと第2の発光ユニット33Cとが第2の電荷発生層34Bを挟んで積層されている。
本実施形態の有機EL素子30は、第2の電極32、第3の発光ユニット33C、第2の電荷発生層34B、第2の発光ユニット33B、第1の電荷発生層34A、第1の発光ユニット33Aおよび第1の電極31がこの順に積層された構造を有する。すなわち、本実施形態の有機EL素子30は、第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cが、第1の電荷発生層34Aおよび第2の電荷発生層34Bを挟んで積層されたMPE構造を有する。
本実施形態の有機EL素子30は、第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cが発光することで得られる白色光が、少なくとも380nm〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有する。また、本実施形態の有機EL素子30は、この発光スペクトルにおいて、440nm〜490nmの青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する。また、本実施形態の有機EL素子30は、この発光スペクトルにおいて、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有する。
第1の電極31としては、上述の第1の実施形態における第1の電極11と同様のものを用いることができる。
また、第2の電極32としては、上述の第1の実施形態における第2の電極12と同様のものを用いることができる。
第1の発光ユニット33Aは、第1の電子輸送層35A、第1の発光層36Aおよび第1の正孔輸送層37Aから構成されている。また、第2の発光ユニット33Bは、第2の電子輸送層35B、第2の発光層36Bおよび第2の正孔輸送層37Bから構成されている。また、第3の発光ユニット33Cは、第3の電子輸送層35C、第3の発光層36Cおよび第3の正孔輸送層37Cから構成されている。
第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cは、従来公知の有機EL素子と同様に種々の構造を採用することができ、少なくとも有機化合物からなる発光層を含むものであれば、いかなる積層構造を有していてもよい。第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cは、例えば、発光層の第1の電極31側に、電子注入層、正孔阻止層等を配置し、発光層の第2の電極32側に、正孔注入層、電子阻止層等を配置してもよい。
電子輸送層は、上述の第1の実施形態における電子輸送層と同様の構成をなしている。
また、正孔輸送層は、上述の第1の実施形態における正孔輸送層と同様の構成をなしている。
第1の発光ユニット33Aに含まれる発光層は、第1の発光ユニット33Aが赤色/緑色発光ユニットの場合、赤色燐光発光層と緑色燐光発光層とからなる。赤色燐光発光層と緑色燐光発光層は、それぞれ、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含む。また、第1の発光ユニット33Aに含まれる発光層は、第1の発光ユニット33Aが赤色・緑色発光ユニットの場合、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層からなる。赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層は、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含み、赤色燐光物質および緑色燐光物質は、このうちゲスト材料に相当する。いずれの場合も、赤色の発光および緑色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。
第1の発光ユニット33Aに含まれる発光層のホスト材料としては、上述の第1の実施形態における第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層のホスト材料と同様のものを用いることができる。
また、第1の発光ユニット33Aに含まれる発光層のゲスト材料としては、上述の第1の実施形態における第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層のゲスト材料と同様のものを用いることができる。
第2の発光ユニット33Bに含まれる青色発光層は、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層、または青色燐光物質を含む青色燐光発光層からなる。青色発光層は、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含む。青色蛍光物質または青色燐光物質は、このうちゲスト材料に相当する。いずれの場合も、青色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。
第2の発光ユニット33Bに含まれる青色発光層のホスト材料としては、上述の第1の実施形態における青色発光層のホスト材料と同様のものを用いることができる。
また、第2の発光ユニット33Bに含まれる青色発光層のゲスト材料としては、上述の第1の実施形態における青色発光層のゲスト材料と同様のものを用いることができる。
第3の発光ユニット33Cに含まれる発光層は、第3の発光ユニット33Cが赤色/緑色発光ユニットの場合、赤色燐光発光層と緑色燐光発光層とからなる。赤色燐光発光層と緑色燐光発光層は、それぞれ、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含む。また、第3の発光ユニット33Cに含まれる発光層は、第3の発光ユニット33Cが赤色・緑色発光ユニットの場合、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層からなる。赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層は、有機化合物として、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料とを含み、赤色燐光物質および緑色燐光物質は、このうちゲスト材料に相当する。いずれの場合も、赤色の発光および緑色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。また、赤色燐光物質と緑色燐光物質との混合層による発光層を形成する場合は、双方の発光材料からの発光を効率良く得ることが重要となる。そのためには、赤色燐光物質の割合を緑色燐光物質の割合よりも低くすることが有効である。これは、緑色燐光物質のエネルギー準位に比べて、赤色燐光物質のエネルギー準位がより低いことから、赤色燐光物質へのエネルギー移動が起こり易いことに由来する。そのため、赤色燐光物質の割合を、緑色燐光物質の割合よりも少なくすることで、赤色燐光物質と緑色燐光物質の双方を効率良く発光させることが可能となる。
第3の発光ユニット33Cに含まれる発光層のホスト材料としては、上述の第1の実施形態における第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層のホスト材料と同様のものを用いることができる。
また、第3の発光ユニット33Cに含まれる発光層のゲスト材料としては、上述の第1の実施形態における第1の発光ユニット13Aに含まれる発光層のゲスト材料と同様のものを用いることができる。
第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cを構成する各層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法やスピンコート法等を用いることができる。
第1の電荷発生層34Aおよび第2の電荷発生層34Bは、電子受容性物質と電子供与性物質とから構成される電気的絶縁層からなる。この電気的絶縁層の比抵抗は1.0×10Ω・cm以上であることが好ましく、1.0×10Ω・cm以上であることがより好ましい。
また、第1の電荷発生層34Aおよび第2の電荷発生層34Bは、異なる物質の混合層からなり、その一成分が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しているものであってもよい。この場合、第1の電極31と第2の電極32との間に電圧を印加したときに、電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ第1の電極31側および第2の電極32側に向かって移動する。これにより、第2の電荷発生層34Bを挟んで第1の電極31側に位置する第2の発光ユニット33Bと、第1の電荷発生層34Aを挟んで第1の電極31側に位置する第1の発光ユニット33Aとに正孔を注入し、第2の電荷発生層34Bを挟んで第2の電極32側に位置する第3の発光ユニット33Cと、第1の電荷発生層34Aを挟んで第2の電極32側に位置する第2の発光ユニット33Bとに電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cからの発光が同時に得られるため、第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cの発光効率を合算した電流効率および外部量子効率を得ることが可能である。
また、第1の電荷発生層34Aおよび第2の電荷発生層34Bは、電子受容性物質と電子供与性物質との積層体からなるものであってもよい。この場合、第1の電極31と第2の電極32との間に電圧を印加したときに、電子受容性物質と電子供与性物質との界面において、これら電子受容性物質と電子供与性物質との間での電子移動を伴う反応により発生した電荷が、それぞれ第1の電極31側および第2の電極32側に向かって移動する。これにより、第2の電荷発生層34Bを挟んで第1の電極31側に位置する第2の発光ユニット33Bと、第1の電荷発生層34Aを挟んで第1の電極31側に位置する第1の発光ユニット33Aとに正孔を注入し、第2の電荷発生層34Bを挟んで第2の電極32側に位置する第3の発光ユニット33Cと、第1の電荷発生層34Aを挟んで第2の電極32側に位置する第2の発光ユニット33Bとに電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cからの発光が同時に得られるため、第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cの発光効率を合算した電流効率および外部量子効率を得ることが可能である。
第1の電荷発生層34Aおよび第2の電荷発生層34Bを構成する材料としては、上述の第1の実施形態における第1の電荷発生層14Aを構成する材料と同様のものを用いることができる。
以上のような構造を有する有機EL素子30では、第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cが発光することで、白色光を得ることができる。
また、本実施形態の有機EL素子30では、上述の第1の実施形態における有機EL素子10と同様に、色温度、発光効率および演色性のいずれも高い白色光を得ることができる。また、本実施形態の有機EL素子30は、第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33Bおよび第3の発光ユニット33Cが、第1の電荷発生層34Aおよび第2の電荷発生層34Bを挟んで積層されたMPE構造を有するため、高輝度発光および長寿命駆動が可能な白色光を得ることができる。
これにより、本実施形態の有機EL素子30は、ディスプレイ装置と照明装置のいずれにも好適に用いることができる。
(第4の実施形態)
図7は、本発明の有機EL素子の第4の実施形態の概略構成を示す断面図である。
図7に示すように、本実施形態の有機EL素子40は、透明基板48上に、上述の第1の実施形態における有機EL素子10が並列状に複数設けられた構造を有している。ここで、有機EL素子10は、透明基板48上に所定の間隔を置いて設けられた第2の電極12ごとに区分される。
個々の有機EL素子10が、有機EL素子40の発光部を構成しており、透明基板48を介して、各発光部に対応する位置に、赤色、緑色および青色の3つの異なるカラーフィルター49A、49B、49Cが交互に配置されている。
個々の有機EL素子10から得られる白色光は、赤色、緑色および青色の3つの異なるカラーフィルター49A、49B、49C(赤色カラーフィルター49A、緑色カラーフィルター49B、青色カラーフィルター49C)を通じて、それぞれ赤色光、緑色光および青色光に変換され、外部に放出される。
これにより、本実施形態の有機EL素子40では、色温度、発光効率および演色性の高い白色光が起点となり、色純度の高い赤色光、緑色光および青色光を抽出することができる。
赤色カラーフィルター49A、緑色カラーフィルター49B、青色カラーフィルター49Cが交互に配置された配列は、RGBの配列を形成している。RGBの配列は、RGBが線状に配列したストライプ配列、RGBが斜め方向に配列したモザイク配列、RGBが三角形に配列したデルタ配列並びにRGおよびGBが交互に配列したペンタイル配列からなる群から選択されるいずれか1つであってもよい。
これにより、ディスプレイ装置において、高精細かつ自然な色合いの画像表示を実現することが可能となる。
以上により、本実施形態の有機EL素子40は、ディスプレイ装置に好適に用いることができる。
なお、本実施形態の有機EL素子40は、以上のような構成に必ずしも限定されるものではなく、適宜変更を加えることが可能である。本実施形態の有機EL素子40では、有機EL素子10の代わりに、上述の第2の実施形態における有機EL素子20や、第3の実施形態における有機EL素子30を用いることもできる。
また、本実施形態の有機EL素子40では、赤色、緑色および青色の3つの異なるカラーフィルターが、透明基板48と第2の電極12の間に設置される構造であってもよい。
(第5の実施形態)
図8は、本発明の有機EL素子の第5の実施形態の概略構成を示す断面図である。
図8に示すように、本実施形態の有機EL素子50は、透明基板58上に、上述の第1の実施形態における有機EL素子10が並列状に複数設けられた構造を有している。ここで、有機EL素子10は、透明基板58上に所定の間隔を置いて設けられた第2の電極12ごとに区分される。
個々の有機EL素子10が、有機EL素子50の発光部を構成しており、透明基板58を介して、各発光部に対応する位置に、赤色、緑色および青色の3つの異なるカラーフィルター59A、59B、59C、並びにカラーフィルターの不在部が交互に配置されている。
個々の有機EL素子10から得られる白色光は、赤色、緑色および青色の3つの異なるカラーフィルター59A、59B、59C(赤色カラーフィルター59A、緑色カラーフィルター59B、青色カラーフィルター59C)を通じて、それぞれ赤色光、緑色光および青色光に変換され、外部に放出される。
これにより、本実施形態の有機EL素子50では、色温度、発光効率および演色性の高い白色光が起点となり、色純度の高い赤色光、緑色光および青色光を抽出することができる。
また、カラーフィルター不在部(図8に示す透明基板58における、赤色カラーフィルター59A、緑色カラーフィルター59Bおよび青色カラーフィルター59Cが設けられていない部分)では、有機EL素子10から得られる白色光が、外部にそのまま放出される。
赤色カラーフィルター59A、緑色カラーフィルター59B、青色カラーフィルター59Cが交互に配置された配列、並びにカラーフィルターの不在部は、RGBWの配列を形成している。RGBWの配列は、RGBWが線状に配列したストライプ配列、RGBWが斜め方向に配列したモザイク配列、RGBWが三角形に配列したデルタ配列並びにRGおよびBWが交互に配列したペンタイル配列からなる群から選択されるいずれか1つであってもよい。
ディスプレイにて白色表示を行う場合、[0101]にて記載したRGB方式では、白色のバックライト光が各色のカラーフィルターを透過する際に、カラーフィルターによる吸収によって輝度低下が生じる。そのためバックライトの光量を増加させる必要があり、ひいてはディスプレイの消費電力の増加に繋がる。
一方でRGBWの方式では、Wの発光部にはカラーフィルターが存在しないため、白色表示の際は白色バックライトからの発光そのものを有効に活用することが出来るため、輝度低下が生じる事無く、低消費電力での動作を実現することが出来る。これにより、ディスプレイ装置において、高精細かつ自然な色合いの画像表示と低消費電力化の両立を実現することが可能となる。
以上により、本実施形態の有機EL素子50は、ディスプレイ装置に好適に用いることができる。
なお、本実施形態の有機EL素子50は、以上のような構成に必ずしも限定されるものではなく、適宜変更を加えることが可能である。本実施形態の有機EL素子50では、有機EL素子10の代わりに、上述の第2の実施形態における有機EL素子20や、第3の実施形態における有機EL素子30を用いることもできる。
また、本実施形態の有機EL素子50では、赤色、緑色および青色の3つの異なるカラーフィルターが、透明基板58と第2の電極52の間に設置される構造であってもよい。
[照明装置]
本発明の照明装置の実施形態について説明する。
図9は、本発明の照明装置の構成を示す断面図である。また、ここでは、本発明が適用される照明装置の一例を示したが、本発明の照明装置は、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、適宜変更を加えることが可能である。
本実施形態の照明装置100は、光源として、例えば、上記何れかの有機EL素子10,20,30,40,50を備えている。
図9に示すように、本実施形態の照明装置100は、有機EL素子10,20,30,40,50を均一に発光させるため、ガラス基板110上の周囲の辺または頂点の位置に、陽極端子電極111および陰極端子電極(図示略)が複数形成されている。なお、配線抵抗を低減するために、陽極端子電極111の表面と、陰極端子電極の表面の全面に亘り半田(下地半田)が被覆されている。そして、陽極端子電極111および陰極端子電極により、ガラス基板110上の周囲の辺または頂点の位置より有機EL素子10,20,30,40,50へ均一に電流を供給している。例えば、四角形状に形成された有機EL素子10,20,30,40,50へ均一に電流を供給するため、各辺上に陽極端子電極111、各頂点上に陰極端子電極を備えている。また、例えば、頂点を含み2つの辺にまたがるL字の周囲上に陽極端子電極111、それぞれの辺の中央部に陰極端子電極を備えている。
また、ガラス基板110上には、酸素や水等による有機EL素子10,20,30,40,50の性能劣化を防止するため、有機EL素子10,20,30,40,50を覆うように封止基板113が配置されている。封止基板113は、周囲のシール材114を介して、ガラス基板110上に設置されている。封止基板113と有機EL素子10,20,30,40,50と間には、若干の隙間115が確保されている。この隙間115には、吸湿剤が充填されている。吸湿剤の替りに、例えば、窒素等の不活性ガスやシリコーンオイル等を充填してもよい。また、吸湿剤が分散されたゲル状の樹脂を充填してもよい。
なお、本実施形態では、素子を形成するベース基板としてガラス基板110を用いたが、これ以外にも、プラスチックや金属やセラミック等の材料を基板として用いることも可能である。また、本実施形態では、封止基板113としてガラス基板やプラスチック基板等を用いることができる。ベース基板と封止基板にプラスチック基板を使用した場合は、本実施形態の照明装置100はフレキシブル性を有する。
また、シール材114には、酸素透過率や水分透過率の低い紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂、レーザーガラスフリット等を使用することができる。
本実施形態の照明装置は、上述の本実施形態の有機EL素子10,20,30,40,50の光取り出し面側に、発光効率を向上させるための光学フィルムを備えた構成とすることもできる。
本実施形態の照明装置で用いられる光学フィルムは、演色性を維持しながら、発光効率の改善を図るためのものである。
有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率1.6〜2.1程度)発光層の内部で発光し、この発光層が発する光のうち15%〜20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度で界面に入射する光は全反射を起こし、素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板の表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(例えば、「米国特許第4,774,435号明細書」を参照。)。基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(例えば、「特開昭63−314795号公報」を参照。)。素子の側面等に反射面を形成する方法(例えば、「特開平1−220394号公報」を参照。)。基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(例えば、「特開昭62−172691号公報」を参照。)。基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(例えば、「特開2001−202827号公報」を参照。)。基板、透明電極層や発光層の何れかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(例えば、「特開平11−283751号公報」を参照。)等がある。
なお、照明装置100では、上述した演色性の向上を図るために、上記光学フィルムの表面にさらにマイクロレンズアレイ等を設けた構造としたり、集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めたりすることが可能である。さらに、有機EL素子からの光放射角を制御するために、光拡散フィルムを集光シートと併用して用いてもよい。このような光拡散フィルムとしては、例えば、きもと社製の光拡散フィルム(ライトアップ)等を用いることができる。
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
具体的に、本発明では、上述した白色光が得られる有機EL素子10,20,30,40,50を、例えば、一般照明等の照明装置100の光源として好適に用いることが可能である。一方、本発明では、有機EL素子10,20,30,40,50を照明装置100の光源に用いる場合に限定されることなく、例えば、液晶ディスプレイのバックライト等の様々な用途に用いることが可能である。
[ディスプレイ装置]
本発明のディスプレイ装置の実施形態について説明する。
図10は、本発明のディスプレイ装置の構成を示す断面図である。図10において、図1に示した本発明の有機EL素子の第1の実施形態および図8に示した本発明の有機EL素子の第5の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。また、ここでは、本発明が適用される照明装置の一例を示したが、本発明のディスプレイ装置は、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、適宜変更を加えることが可能である。
本実施形態のディスプレイ装置200は、光源として、例えば、上述のように、発光層16が、第1発光部16A、第2発光部16Bおよび第3発光部16Cを有する有機EL素子10を備えている。
本実施形態のディスプレイ装置200は、トップエミッション型であり、かつアクティブマトリクス型である。
本実施形態のディスプレイ装置200は、図10に示すように、TFT基板300と、有機EL素子400と、カラーフィルター500と、封止基板600とを備えている。本実施形態のディスプレイ装置200では、TFT基板300、有機EL素子400、カラーフィルター500および封止基板600がこの順に積層された積層構造をなしている。
TFT基板300は、ベース基板310と、ベース基板310の一面310aに設けられたTFT素子320と、TFT素子320を覆うようにベース基板310の一面310a上に設けられた平坦化膜層(保護層)330とを有する。
ベース基板310としては、例えば、ガラス基板、プラスチックからなるフレキシブル基板等が挙げられる。
TFT素子320は、ソース電極321と、ドレイン電極322と、ゲート電極323と、ゲート電極323上に形成されたゲート絶縁層324と、ゲート絶縁層324の上に設けられ、ソース電極321およびドレイン電極322に接するチャネル領域とを有する。
有機EL素子400は、有機EL素子10と同様の構成をなしている。
有機EL素子400の発光層16は、赤色光を放出する第1発光部16Aと、緑色光を放出する第2発光部16Bと、青色光を放出する第3発光部16Cとを有する。
第1発光部16Aと第2発光部16Bとの間、第2発光部16Bと第3発光部16Cとの間、および、第3発光部16Cと第1発光部16Aとの間には、第1隔壁(バンク)410と、その上に積層される第2隔壁(リブ)420とが設けられている。
第1隔壁410は、TFT素子320の絶縁層330上に設けられ、絶縁層330から離隔するに従って次第に幅が狭くなるテーパー状をなしている。
第2隔壁420は、第1隔壁410上に設けられ、第1隔壁410から離隔するに従って次第に幅が広くなる逆テーパー状をなしている。
第1隔壁410と第2隔壁420は、絶縁体からなる。第1隔壁410と第2隔壁420を構成する材料としては、例えば、フッ素含有樹脂が挙げられる。フッ素含有樹脂に含まれるフッ素化合物としては、例えば、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン、およびこれらの共重合体等が挙げられる。フッ素含有樹脂に含まれる樹脂としては、例えば、フェノール−ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、およびこれらを組み合わせたものが挙げられる。
第1発光部16A、第2発光部16Bおよび第3発光部16Cはそれぞれ、正孔輸送層15を介して、TFT素子320の絶縁層330上に形成された第2電極13上に設けられている。
第2電極13は、TFT素子320のドレイン電極322と接続されている。
カラーフィルター500は、有機EL素子400の第1電極12上に設けられる。
カラーフィルター500は、第1発光部16Aに対応する第1カラーフィルター510と、第2発光部16Bに対応する第2カラーフィルター520と、第3発光部16Cに対応する第3カラーフィルター530とを有する。
第1カラーフィルター510は、赤色カラーフィルターであり、第1発光部16Aに対向して配置されている。
第2カラーフィルター520は、緑色カラーフィルターであり、第2発光部16Bに対向して配置されている。
第3カラーフィルター530は、青色カラーフィルターであり、第3発光部16Cに対向して配置されている。
封止基板600としては、例えば、ガラス基板、プラスチックからなるフレキシブル基板等が挙げられる。ベース基板310と封止基板600にプラスチックを使用した場合には、本実施形態のディスプレイ装置200はフレキシブル性(可撓性)を有する。
なお、図10に示すように、本実施形態では、有機EL素子400の発光層16が、赤色光を放出する第1発光部16Aと、緑色光を放出する第2発光部16Bと、青色光を放出する第3発光部16Cとを有する場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。発光層16は、赤色光を放出する第1発光部16Aと、緑色光を放出する第2発光部16Bと、青色光を放出する第3発光部16Cと、白色光を放出する第4発光部16Dとを有していてもよい。なお、第4発光部16Dに対応する位置には、いずれのカラーフィルターも配置されない。
本実施形態のディスプレイ装置200は、色温度、発光効率および演色性の高い白色光を得ることができる。本実施形態のディスプレイ装置100は、第5の実施形態における有機EL素子50を具備しているため、白色光の相関色温度が3300以上で、かつ、平均演色評価数(Ra)が70以上、特殊演色評価数(Ri)のR6が60以上、R12が30以上の白色光を得ることができる。
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。本実施形態のディスプレイ装置100では、有機EL素子50の代わりに、上述の第6の実施形態における有機EL素子60を用いることもできる。
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。
なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
(実施例1)
「有機EL素子の作製」
実施例1では、図11に示す素子構造を有する有機EL素子を作製した。
具体的には、先ず、厚み100nm、幅2mm、シート抵抗約20Ω/□のITO膜が成膜された、厚さ0.7mmのソーダライムガラス基板を用意した。
そして、この基板を、中性洗剤、イオン交換水、アセトン、イソプロピルアルコールで各5分間の超音波洗浄した後、スピン乾燥し、さらにUV/O処理を施した。
次に、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼ(タンタル製またはアルミナ製)の各々に、図11に示す各層の構成材料を充填した。そして、上記基板を真空蒸着装置にセットし、真空度1×10−4Pa以下の減圧雰囲気下で、蒸着用るつぼに通電して加熱し、各層を蒸着速度0.1nm/秒で所定の膜厚に蒸着した。また、発光層等2つ以上の材料からなる層は、所定の混合比で形成されるように、蒸着用るつぼに通電を行い共蒸着した。
また、第1の電極を蒸着速度1nm/秒で所定の膜厚に蒸着した。
「有機EL素子の評価」
以上のようにして作製した実施例1の有機EL素子に、電源(KEITHLEY2425)を接続し、3mA/cmの定電流を通電することで、実施例1の有機EL素子を発光させた。このとき、有機EL素子から正面方向に向けて発せられた光の発光スペクトルを、マルチチャネルアナライザー(商品名:PMA−11、浜松ホトニクス社製)により測定した。
そして、この測定結果に基づき、発光色をCIE表色系の色度座標で評価した。また、この色度座標に基づいて、発光色を「JIS Z 9112」に規定される光源色に区分した。また、「JIS Z 8725」の規定に基づき、黒体軌跡からの偏差duvを導出した。さらに、発光色の平均演色評価数(Ra)を、「JIS Z 8726」に規定される方法によって導出した。これらをまとめた評価結果を図12に示す。
(実施例2)
実施例1と同様の作製方法を用いて、図13に示す素子構造を有する実施例2の有機EL素子を作製した。
そして、実施例2の有機EL素子を、実施例1と同様の方法で評価した。その評価結果を図14に示す。
(実施例3)
実施例1と同様の作製方法を用いて、図15に示す素子構造を有する実施例2の有機EL素子を作製した。
そして、実施例2の有機EL素子を、実施例1と同様の方法で評価した。その評価結果を図16に示す。
図12,14,16に示すように、実施例1、2、3の有機EL素子では、いずれも色温度、発光効率および演色性の高い白色光が得られた。したがって、このような本発明の有機EL素子を備えるディスプレイ装置および照明装置では、色温度、発光効率および演色性の高いディスプレイ装置および照明装置が可能であることが明らかとなった。
(実施例4)
上記実施例1の有機EL素子の光取り出し面(第2の電極)側に、光学フィルムを貼付した照明装置を作製した。
そして、実施例4の照明装置を、実施例1と同様の方法で評価した。その評価結果を図17に示す。
図17に示すように、実施例4の照明装置では、有機EL素子の光取り出し面(第2の電極)側に光学フィルムを貼付することによって、光学フィルムを貼付しなかった場合(図中の破線で示す。)と比較して、その形状が変化していることがわかる。特に、緑色波長域ないし赤色波長域に現れる2つのピーク波長の発光強度が相対的に強くなっていることが分かった。
これにより、実施例4の照明装置では、実施例1の有機EL素子の高い色温度、優れた演色性を維持しながら、発光効率を大幅に向上させることができた。実施例1の有機EL素子に対して、3300K以上の高い色温度、かつ、Raが80以上、R6が60以上、R12が30以上の優れた演色性を維持しながら、発光効率は1.4倍程度向上した。
10,20,30,40,50・・・有機EL素子、11,21,31,41,51・・・第1の電極、12,22,32,42,52・・・第2の電極、13A,23A,33A,43A,53A・・・第1の発光ユニット、13B,23B,33B,43B,53B・・・第2の発光ユニット、33C・・・第3の発光ユニット、14A,24A,34A・・・第1の電荷発生層、34B・・・第2の電荷発生層、15A,25A,35A・・・第1の電子輸送層、16A,26A,36A・・・第1の発光層、17A,27A,37A・・・第1の正孔輸送層、15B,25B,35B・・・第2の電子輸送層、16B,26B,36B・・・第2の発光層、17B,27B,37B・・・第2の正孔輸送層、35C・・・第3の電子輸送層、36C・・・第3の発光層、37C・・・第3の正孔輸送層、100・・・照明装置、111・・・陽極端子電極、113・・・封止基板、114・・・シール材、115・・・隙間、200・・・ディスプレイ装置、300・・・TFT基板、310・・・ベース基板、320・・・TFT素子、321・・・ソース電極、322・・・ドレイン電極、323・・・ゲート電極、324・・・ゲート絶縁層、330・・・絶縁層、400・・・有機EL素子、410・・・第1隔壁、420・・・第2隔壁、500・・・カラーフィルター、510・・・第1カラーフィルター、520・・・第2カラーフィルター、530・・・第3カラーフィルター、600・・・封止基板。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
(1)第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する青色光を発する青色発光層からなる発光層を含む青色発光ユニットを1つ有し、
前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、少なくとも380nm〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有し、かつ、この発光スペクトルにおいて、440nm〜490nmの青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有し、
前記白色光の相関色温度が3300K以上で、かつ、
前記白色光の特殊演色評価数(Ri)において、R6が60以上、R12が30以上であり、
500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域に1つのボトム波長を有し、
前記380nm〜780nmの波長域において、最も高い発光強度を有するピーク波長の発光強度を(A)、前記500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域にある1つのボトム波長の発光強度を(B)とした場合、前記(A)に対する前記(B)の比率((B)/(A))が0.50以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
(2)前記白色光の特殊演色評価数(Ri)において、R12が60以上であることを特徴とする前記(1)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(3)前記青色発光層が、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層からなることを特徴とする前記(1)または前記(2)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(4)前記青色蛍光発光層を含む青色発光ユニットから得られる青色光が、遅延蛍光成分を含むことを特徴とする前記(3)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(5)前記青色発光層が、青色燐光物質を含む青色燐光発光層からなることを特徴とする前記(1)または前記(2)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(6)赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、緑色波長域に1つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とからなる発光層を含む赤色/緑色発光ユニットを少なくとも1つ有し、
前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有することを特徴とする前記(1)〜前記(5)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(7)赤色燐光物質と緑色燐光物質の混合層からなる発光層を含む赤色・緑色発光ユニットを少なくとも1つ有し、
前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有することを特徴とする前記(1)〜前記(5)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子
(8)前記500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域にある1つのボトム波長の発光強度が、570nm〜590nmの波長域にあるボトム波長の発光強度よりも低いことを特徴とする前記(〜前記(7)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子
(9)前記白色光の平均演色評価数(Ra)が、70以上であることを特徴とする前記(1)〜前記()のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
10)第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
前記青色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、を有し、
前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、
前記第2の電極、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする前記(6)〜前記()のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
11)第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記青色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、を有し、
前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、
前記第2の電極、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする前記(6)〜前記()のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
12)第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
前記青色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、
前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第3の発光ユニットと、を有し、
前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、前記第2の発光ユニットと前記第3の発光ユニットとが第2の電荷発生層を挟んで積層され、
前記第2の電極、前記第3の発光ユニット、前記第2の電荷発生層、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする前記(6)〜前記()のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
13)前記電荷発生層は、電子受容性物質と電子供与性物質とから構成される電気的絶縁層からなり、この電気的絶縁層の比抵抗が1.0×10Ω・cm以上であることを特徴とする前記(1)〜前記(12)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
14)前記電気的絶縁層の比抵抗が1.0×10Ω・cm以上であることを特徴とする前記(13)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
15)前記電荷発生層は、異なる物質の混合層からなり、その一成分が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しており、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加したときに、前記電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ前記第1の電極側および前記第2の電極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記第1の電極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記第2の電極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする前記(1)〜前記(12)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
16)前記電荷発生層は、電子受容性物質と電子供与性物質との積層体からなり、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加したときに、前記電子受容性物質と前記電子供与性物質との界面において、これら電子受容性物質と電子供与性物質との間での電子移動を伴う反応により発生した電荷が、それぞれ前記第1の電極側および前記第2の電極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記第1の電極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記第2の電極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする前記(1)〜前記(12)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
17)前記電荷発生層は、下記式(1)で表わされる構造を有する化合物を含むことを特徴とする前記(1)〜前記(16)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
Figure 2018107033
18)少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列を備え、
前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列が、前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光を異なる色の光に変換することを特徴とする前記(1)〜前記(17)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
19)前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列が、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列およびペンタイル配列からなる群から選択されるいずれか1つであることを特徴とする前記(18)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
20)前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターが赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルターおよび青色カラーフィルターであり、これら3つの異なるカラーフィルターが交互に配置されたRGBの配列を有することを特徴とする前記(18)または前記(19)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
21)前記RGBの配列を含む、RGBWの配列を有することを特徴とする前記(20)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
22)前記RGBWの配列が、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列およびペンタイル配列からなる群から選択されるいずれか1つの配列であることを特徴とする前記(21)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
23)前記(18)〜前記(22)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
24)ベース基板および封止基板がフレキシブル基板からなり、フレキシブル性を有することを特徴とする前記(23)に記載のディスプレイ装置。
25)前記(1)〜前記(17)のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子を備えることを特徴とする照明装置。
26)前記有機エレクトロルミネッセント素子の光取り出し面側に光学フィルムを備えることを特徴とする前記(25)に記載の照明装置。
27)前記白色光の平均演色評価数(Ra)が80以上であることを特徴とする前記(25)または前記(26)に記載の照明装置。
28)ベース基板および封止基板がフレキシブル基板からなり、フレキシブル性を有することを特徴とする前記(27)に記載の照明装置。

Claims (30)

  1. 第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
    青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有する青色光を発する青色発光層からなる発光層を含む青色発光ユニットを1つ有し、
    前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、少なくとも380nm〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有し、かつ、この発光スペクトルにおいて、440nm〜490nmの青色波長域に1つまたは2つのピーク波長を有し、
    前記白色光の相関色温度が3300K以上で、かつ、
    前記白色光の特殊演色評価数(Ri)において、R6が60以上、R12が30以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
  2. 前記白色光の特殊演色評価数(Ri)において、R12が60以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  3. 前記青色発光層が、青色蛍光物質を含む青色蛍光発光層からなることを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  4. 前記青色蛍光発光層を含む青色発光ユニットから得られる青色光が、遅延蛍光成分を含むことを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  5. 前記青色発光層が、青色燐光物質を含む青色燐光発光層からなることを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  6. 赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、緑色波長域に1つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とが積層されてなる発光層を含む赤色/緑色発光ユニットを少なくとも1つ有し、
    前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  7. 赤色燐光物質と緑色燐光物質の混合層からなる発光層を含む赤色・緑色発光ユニットを少なくとも1つ有し、
    前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、590nm〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500nm〜560nmの緑色波長域に1つまたは2つのピーク波長とを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  8. 500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域に1つのボトム波長を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  9. 前記500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域にある1つのボトム波長の発光強度が、570nm〜590nmの波長域にあるボトム波長の発光強度よりも低いことを特徴とする請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  10. 前記380nm〜780nmの波長域において、最も高い発光強度を有するピーク波長の発光強度を(A)、前記500nm〜520nmの青色波長域ないし緑色波長域にある1つのボトム波長の発光強度を(B)とした場合、前記(A)に対する前記(B)の比率((B)/(A))が0.50以下であることを特徴とする請求項8または9に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  11. 前記白色光の平均演色評価数(Ra)が、70以上であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  12. 第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
    前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
    前記青色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、を有し、
    前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、
    前記第2の電極、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする請求項6〜11のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  13. 第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
    前記青色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
    前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、を有し、
    前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、
    前記第2の電極、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする請求項6〜11のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  14. 第1の電極と第2の電極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、前記複数の発光ユニットが発光することで白色光が得られる有機エレクトロルミネッセント素子であって、
    前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第1の発光ユニットと、
    前記青色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、
    前記赤色/緑色発光ユニットまたは前記赤色・緑色発光ユニットからなる第3の発光ユニットと、を有し、
    前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが第1の電荷発生層を挟んで積層され、前記第2の発光ユニットと前記第3の発光ユニットとが第2の電荷発生層を挟んで積層され、
    前記第2の電極、前記第3の発光ユニット、前記第2の電荷発生層、前記第2の発光ユニット、前記第1の電荷発生層、前記第1の発光ユニットおよび前記第1の電極がこの順に積層された構造を有することを特徴とする請求項6〜11のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  15. 前記電荷発生層は、電子受容性物質と電子供与性物質とから構成される電気的絶縁層からなり、この電気的絶縁層の比抵抗が1.0×10Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  16. 前記電気的絶縁層の比抵抗が1.0×10Ω・cm以上であることを特徴とする請求項15に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  17. 前記電荷発生層は、異なる物質の混合層からなり、その一成分が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しており、
    前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加したときに、前記電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ前記第1の電極側および前記第2の電極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記第1の電極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記第2の電極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  18. 前記電荷発生層は、電子受容性物質と電子供与性物質との積層体からなり、
    前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加したときに、前記電子受容性物質と前記電子供与性物質との界面において、これら電子受容性物質と電子供与性物質との間での電子移動を伴う反応により発生した電荷が、それぞれ前記第1の電極側および前記第2の電極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記第1の電極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記第2の電極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  19. 前記電荷発生層は、下記式(1)で表わされる構造を有する化合物を含むことを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
    Figure 2018107033
  20. 少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列を備え、
    前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列が、前記複数の発光ユニットが発光することで得られる白色光を異なる色の光に変換することを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  21. 前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターの配列が、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列およびペンタイル配列からなる群から選択されるいずれか1つであることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  22. 前記少なくとも3つの異なるカラーフィルターが赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルターおよび青色カラーフィルターであり、これら3つの異なるカラーフィルターが交互に配置されたRGBの配列を有することを特徴とする請求項20または21に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  23. 前記RGBの配列を含む、RGBWの配列を有し、Wの配列部にはカラーフィルターが配置されていないことを特徴とする請求項22に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  24. 前記RGBWの配列が、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列およびペンタイル配列からなる群から選択されるいずれか1つの配列であることを特徴とする請求項23に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  25. 請求項20〜24のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
  26. ベース基板および封止基板がフレキシブル基板からなり、フレキシブル性を有することを特徴とする請求項25に記載のディスプレイ装置。
  27. 請求項1〜19のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子を備えることを特徴とする照明装置。
  28. 前記有機エレクトロルミネッセント素子の光取り出し面側に光学フィルムを備えることを特徴とする請求項27に記載の照明装置。
  29. 前記白色光の平均演色評価数(Ra)が80以上であることを特徴とする請求項27または28に記載の照明装置。
  30. ベース基板および封止基板がフレキシブル基板からなり、フレキシブル性を有することを特徴とする請求項29に記載の照明装置。
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