JPWO2009142030A1 - 有機エレクトロルミネセンス素子、表示装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、高効率、長寿命であり、かつ色純度が安定した有機ＥＬ素子、表示装置及び照明装置を提供する。本発明は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に配された２層以上の発光層と、陽極及び発光層の間に配された電子ブロッキング層と、陰極及び発光層の間に配された正孔ブロッキング層とを有し、上記発光層はそれぞれ、正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含む両電荷輸送性発光層であり、上記電子ブロッキング層中の電子ブロッキング材料のＬＵＭＯの絶対値Ｌ_ＥＢＭと上記電子ブロッキング層に接する両電荷輸送性発光層中の電子輸送材料のＬＵＭＯの絶対値Ｌ_ＥＴＭとは、Ｌ_ＥＢＭ＜Ｌ_ＥＴＭの関係式を満たし、上記正孔ブロッキング層中の正孔ブロッキング材料のＨＯＭＯの絶対値Ｈ_ＨＢＭと上記正孔ブロッキング層に接する両電荷輸送性発光層中の正孔輸送材料のＨＯＭＯの絶対値Ｈ_ＨＴＭとは、Ｈ_ＨＢＭ＞Ｈ_ＨＴＭの関係式を満たす有機ＥＬ素子である。

Description

本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子、表示装置及び照明装置に関する。より詳しくは、高効率、かつ長寿命の有機エレクトロルミネセンス素子、表示装置及び照明装置に関するものである。

近年、高度情報化に伴い、薄型、低消費電力及び軽量のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）への要望が高まっている。その中でも、低電圧で駆動でき、かつ高輝度な表示を実現できる有機ＥＬディスプレイが注目を集めている。特に、近年の研究開発によって、有機材料を用いた有機ＥＬ装置の発光効率は著しく向上しており、そのような有機ＥＬ装置を備えた有機ＥＬディスプレイの実用化が始まっている。

このような有機ＥＬディスプレイにおいてフルカラー化する方法としては、赤色、緑色、青色を発光する有機エレクトロルミネセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう。）を並置する方法（例えば、特許文献１参照。）、白色を発光する有機ＥＬ素子と赤色、緑色、青色の波長領域を透過させるカラーフィルターとを組み合わせる方法等がある。

また、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料を含有する発光層を備えた有機ＥＬ素子が開示されている（例えば、特許文献２及び３参照。）。
特開平１０−３９９０号公報 特開２００４−１４６２２１号公報 特開２００５−２８５７０８号公報

しかしながら、従来の白色有機ＥＬ素子では、積層した発光層をすべて効率よく発光させることが困難であり、発光効率及び寿命が表示装置としては不充分なものであった。また、エージングにより色純度がずれるといった点で改善の余地があった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、効率が高く、また、寿命が長く、更に、色純度が安定している有機エレクトロルミネセンス素子、表示装置及び照明装置を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、効率が高く、また、寿命が長く、更に、色純度が安定している有機エレクトロルミネセンス素子、表示装置及び照明装置について種々検討したところ、正孔輸送材料（正孔輸送性材料）及び電子輸送材料（電子輸送性材料）を含有する発光層を備えた有機ＥＬ素子に着目した。そして、有機ＥＬ素子が少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含む少なくとも２層の発光層の（両電荷輸送性発光層）と、陽極及び発光層の間に設けられた電子ブロッキング層と、陰極及び発光層の間に設けられた正孔ブロッキング層とを有し、また、電子ブロッキング層中の電子ブロッキング材料の最低空分子軌道の絶対値Ｌ_ＥＢＭと、電子ブロッキング層に接する両電荷輸送性発光層中の電子輸送材料の最低空分子軌道の絶対値Ｌ_ＥＴＭとが、Ｌ_ＥＢＭ＜Ｌ_ＥＴＭの関係式を満たし、更に、正孔ブロッキング層中の正孔ブロッキング材料の最高被占分子軌道の絶対値Ｈ_ＨＢＭと、正孔ブロッキング層に接する両電荷輸送性発光層中の正孔輸送材料の最高被占分子軌道の絶対値Ｈ_ＨＴＭとが、Ｈ_ＨＢＭ＞Ｈ_ＨＴＭの関係式を満たすことにより、有機ＥＬ素子の発光のために必要な正孔及び電子のバランスを全ての発光層でコントロールでき、また、正孔及び電子が発光材料を伝播することを効果的に抑制でき（好適には、伝播しないようにでき）、更に、各発光層中の発光領域を分離し、エージングによって発光層中の発光領域がシフトすることを効果的に抑制できる（好適には、シフトしないようにできる）ことを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、陽極と、陰極と、上記陽極及び上記陰極の間に狭持された少なくとも２層の発光層とを有する有機エレクトロルミネセンス素子であって、上記発光層はそれぞれ、少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含む両電荷輸送性発光層であり、上記有機エレクトロルミネセンス素子は、少なくとも電子ブロッキング材料を含み、かつ上記陽極及び上記発光層の間に設けられた電子ブロッキング層と、少なくとも正孔ブロッキング材料を含み、かつ上記陰極及び上記発光層の間に設けられた正孔ブロッキング層とを有し、上記電子ブロッキング層中の上記電子ブロッキング材料の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ；Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）の絶対値Ｌ_ＥＢＭと、上記電子ブロッキング層に接する両電荷輸送性発光層中の電子輸送材料の最低空分子軌道の絶対値Ｌ_ＥＴＭとは、Ｌ_ＥＢＭ＜Ｌ_ＥＴＭの関係式（以下、「式１」ともいう。）を満たし、上記正孔ブロッキング層中の上記正孔ブロッキング材料の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ；Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）の絶対値Ｈ_ＨＢＭと、上記正孔ブロッキング層に接する両電荷輸送性発光層中の正孔輸送材料の最高被占分子軌道の絶対値Ｈ_ＨＴＭとは、Ｈ_ＨＢＭ＞Ｈ_ＨＴＭの関係式（以下、「式２」ともいう。）を満たす有機エレクトロルミネセンス素子である。
以下に本発明を詳述する。

本発明の有機ＥＬ装置は、陽極と、陰極と、上記陽極及び上記陰極の間に狭持された少なくとも２層の発光層とを有する有機エレクトロルミネセンス素子であって、上記発光層（上記少なくとも２層の発光層）はそれぞれ、少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含む両電荷輸送性発光層であり、上記有機エレクトロルミネセンス素子は、少なくとも電子ブロッキング材料を含み、かつ上記陽極及び上記発光層（上記少なくとも２層の発光層）の間に設けられた電子ブロッキング層と、少なくとも正孔ブロッキング材料を含み、かつ上記陰極及び上記発光層（上記少なくとも２層の発光層）の間に設けられた正孔ブロッキング層とを有する。

これにより、各両電荷輸送性発光層中の正孔輸送材料と電子輸送材料との量を適切にコントロールでき、すべての発光層中で陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とのバランスをとることが可能となる。したがって、効率が高く、寿命の長い有機ＥＬ素子を実現することが可能となる。

また、正孔及び電子を発光材料とは別の材料で伝播させることが可能となり、正孔及び電子による発光材料の劣化、並びに、正孔及び電子と励起子との作用による発光材料の劣化を防止することができる。したがって、寿命の長い有機ＥＬ素子を実現することが可能となる。

更に、各発光層中の発光領域を互いに離すことができる。つまり、例えば、発光層を２層とし、有機ＥＬ素子の素子構成を陽極／正孔輸送層／電子ブロッキング層／第一発光層／第二発光層／正孔ブロッキング層／電子輸送層／陰極とした場合、各発光層は、正孔及び電子の輸送が可能な両電荷輸送性発光層であり、また、電子ブロッキング層及び正孔ブロッキング層が配置されるため、電子ブロッキング層及び第一発光層と、正孔ブロッキング層及び第二発光層との界面の第一発光層及び第二発光層中に正孔及び電子の電荷を蓄積することが可能となる。したがって、発光領域を電子ブロッキング層及び第一発光層の界面近傍の第一発光層中と、正孔ブロッキング層及び第二発光層の界面近傍の第二発光層中とに分離することが可能となる。このように、界面での発光を利用できるため、エージングによってキャリアバランスがずれたとしても発光領域は変化せず、色純度の安定した発光を得ることが可能となる。

また、例えば、発光層を３層とし、有機ＥＬ素子の素子構成を陽極／正孔輸送層／電子ブロッキング層／第一発光層／第三発光層／第二発光層／正孔ブロッキング層／電子輸送層／陰極とした場合、各発光層は、正孔及び電子の輸送が可能な両電荷輸送性発光層であり、また、電子ブロッキング層及び正孔ブロッキング層が配置されるため、電子ブロッキング層及び第一発光層と、正孔ブロッキング層及び第二発光層との界面の第一発光層及び第二発光層中に正孔及び電子の電荷を蓄積することが可能となる。したがって、発光領域を電子ブロッキング層及び第一発光層の界面近傍の第一発光層中と、正孔ブロッキング層及び第二発光層の界面近傍の第二発光層中と、第三発光層の中心付近とに分離することが可能となる。そのため、エージングによってキャリアバランスがずれたとしても発光領域は変化せず、色純度の安定した発光を得ることが可能となる。

なお、仮に２つ以上の発光領域が近接していると、エネルギーの高い発光（短波長の発光）は、エネルギーの低い発光（長波長の発光）にエネルギー移動を起こす。また、エージングにより発光領域の距離が近くなると、よりエネルギー移動が大きくなり、色純度がずれてしまう。

上記発光層（上記少なくとも２層の発光層）はそれぞれ、少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含む両電荷輸送性発光層である。これにより、正孔及び電子を効率よく、かつ、バランスよく各発光層に伝達することが可能となる。また、各発光層中の正孔輸送材料及び電子輸送材料の量をコントロールでき、各発光層に所望の割合で正孔及び電子を分配できる。そのため、各発光層の発光輝度をコントロールすることが可能となるため、高発光効率及び長寿命のデバイスを実現することが可能となる。更に、発光層全てに正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含めることができるので、各発光層中の正孔輸送材料及び電子輸送材料の割合をコントロールでき、正孔及び電子の量をコントロールすることが可能である。そのため、正孔輸送能力及び電子輸送能力の異なる発光材料をそれぞれの発光層中に用いた場合でも、正孔及び電子の割合をそれぞれの発光層で効率よく、かつ、バランスよくコントロールすることが可能となる。その結果、高発光効率及び長寿命のデバイスを実現することが可能となる。

また、各両電荷輸送性発光層で、白色発光を得る場合、所望の白色を得るためには、各両電荷輸送性発光層の色純度及び輝度を調整する必要がある。これには、各両電荷輸送性発光層の正孔及び電子の割合を各両電荷輸送性発光層で調整する必要がある。それに対して、本発明の有機ＥＬ素子においては、各両電荷輸送性発光層が両電荷輸送性を有することとなるため、各両電荷輸送性発光層の色純度及び輝度の調整を容易、かつ効果的に行うことができる。

例えば、発光層が両電荷輸送性赤色発光層、両電荷輸送性緑色発光層及び両電荷輸送性青色発光層から構成される場合、白色として色純度（０．３１、０．３１）を得るためには、両電荷輸送性赤色発光層、両電荷輸送性緑色発光層及び両電荷輸送性青色発光層の色純度がそれぞれ（０．６７、０．３３）、（０．２１、０．７１）及び（０．１４、０．０７）とすると、両電荷輸送性赤色発光層、両電荷輸送性緑色発光層及び両電荷輸送性青色発光層それぞれの輝度比は、３：６：１にする必要がある。

本発明の有機ＥＬ素子は、上記式１を満たす。これにより、電子ブロッキング材料と発光層中の電子輸送材料とのＬＵＭＯ準位の差からできるエネルギー障壁により、電子ブロッキング層と発光層との界面に電荷を効率よく蓄積させることが可能となる。したがって、本発明の効果をより効果的に発揮することができる。

また、本発明の有機ＥＬ素子は、上記式２を満たす。これにより、正孔ブロッキング材料と発光層中の正孔輸送材料とのＨＯＭＯ準位の差からできるエネルギー障壁により、正孔ブロッキング層と発光層との界面に電荷を効率よく蓄積させることが可能となる。したがって、本発明の効果をより効果的に発揮することができる。

本発明の有機ＥＬ素子の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の有機ＥＬ素子における好ましい形態について以下に詳しく説明する。なお、以下に示す各形態は、適宜組み合わされてもよい。

上記両電荷輸送性発光層それぞれに含有される正孔輸送材料は、同一の物質であることが好ましい。これにより、各両電荷輸送性発光層間を正孔が輸送される際のエネルギー障壁を無くすことができるので、より効率よく発光層に正孔を伝播させることが可能となる。

上記両電荷輸送性発光層それぞれに含有される正孔輸送材料の濃度は、上記陽極側ほど低いことが好ましい。これにより、更に効率良く、陰極に近い両電荷輸送性発光層まで、正孔を輸送することが可能となる。

上記両電荷輸送性発光層それぞれに含有される電子輸送材料は、同一の物質であることが好ましい。これにより、各両電荷輸送性発光層間を電子が輸送される際のエネルギー障壁を無くすことができるので、より効率よく発光層に電子を伝播させることが可能となる。

上記両電荷輸送性発光層それぞれに含有される電子輸送材料の濃度は、上記陰極側ほど低いことが好ましい。これにより、更に効率良く、陽極に近い両電荷輸送性発光層まで、電子を輸送することが可能となる。

本発明はまた、上記有機エレクトロルミネセンス素子を備える表示装置、及び、上記有機エレクトロルミネセンス素子を備える照明装置でもある。これにより、効率が高く、また、寿命が長く、更に、色純度が安定している表示装置及び照明装置を実現することができる。

本発明の有機エレクトロルミネセンス素子、表示装置及び照明装置によれば、高効率化、長寿命化、及び、色純度の安定化が可能になる。より詳細には、有機ＥＬ素子の発光のために必要な正孔及び電子のバランスを全ての発光層でコントロールでき、また、正孔及び電子が発光材料を伝播することを効果的に抑制でき、更に、各発光層中の発光領域を分離し、エージングによって発光層中の発光領域がシフトすることを効果的に抑制できる。

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（実施形態１）
本実施形態の有機ＥＬ素子（有機ＥＬ装置）は、陽極と陰極との間に、少なくとも２層の発光層を有しており、各発光層が、両電荷輸送性発光層であり、各両電荷性発光層が、少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含み、かつ、陽極及び発光層の間に電子ブロッキング層が設けられるとともに、陰極及び発光層の間に正孔ブロッキング層が設けられる。

本実施形態の有機ＥＬ素子の構成を以下に例示するが、本発明の有機ＥＬ素子の構成はこれらに限定されない。例えば、各構成に含まれる層はいずれも１層である必要はなく、積層構造を有していてもよい。また、各構成は他の層を更に有していてもよい。ただし、発光層は、少なくとも２層以上、好適には３層積層される。
（１）陽極／正孔注入層／電子ブロッキング層／発光層／正孔ブロッキング層／陰極
（２）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／陰極
（３）陽極／電子ブロッキング層／発光層／正孔ブロッキング層／電子注入層／陰極
（４）陽極／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
（５）陽極／正孔注入層／電子ブロッキング層／発光層／正孔ブロッキング層／電子注入層／陰極
（６）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／電子注入層／陰極
（７）陽極／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
（８）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

上記各層の形成方法は、有機ＥＬ素子において、従来から使用されている形成方法を用いることが出来るが、特にこれらに限定されるわけではない。

有機層（発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層、正孔ブロッキング層、電子ブロッキング層等を含む）の形成方法としては、有機層のパターン化を行う必要がない場合は、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法、ドクターブレード法、ディップコート法、印刷法等のウエットプロセスを用いることができる。また、マルチカラー、フルカラー表示パネルに用いる有機ＥＬ素子を作製する場合等、有機層のパターン化を行う必要がある場合は、例えば、マスク蒸着法（例えば、特開平８−２２７２７６号公報参照）又は転写法（例えば、特開平１０−２０８８８１号公報参照）等のドライプロセス、インクジェット法（例えば、特開平１０−１２３７７号公報参照）、印刷法、吐出コート法、スプレーコート法のウエットプロセスを用いることができる。ウエットプロセスを用いて有機層を形成する場合には、有機層における吸湿や有機材料の変質を考えると、有機層を不活性ガス、真空中で形成することが好ましい。また、有機層を形成した後に、残留溶媒を除去するために加熱乾燥を行うことが好ましい。加熱乾燥は、有機材料の変質を防止する観点で、不活性ガス中で行うことが好ましい。更に、より効果的に残留溶剤を除去するためには、加熱乾燥を減圧下で行うことが好ましい。

電極の形成方法としては、蒸着法、ＥＢ法（電子ビーム共蒸着法）、ＭＢＥ法（分子線エピタキシー法）、スパッタ法等のドライプロセス、又はスピンコート法、印刷法、インクジェット法等のウエットプロセスを用いることができる。

以下、図を参照しながら、本発明に係る本実施形態の有機ＥＬ素子を説明する。
図１は、実施形態１の有機ＥＬ素子の構成を示す断面模式図である。
本実施形態の有機ＥＬ素子は、基板１の上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、電子ブロッキング層５、発光層６（両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２、両電荷輸送性青色発光層６３）、正孔ブロッキング層７、電子輸送層８、電子注入層９及び陰極１０が順次形成された構成を有している。

図１に示す有機ＥＬ素子は、例えば以下のような方法で作製される。
本実施形態における基板１は、絶縁性の表面を有していればよく、例えば、ガラス、石英等の無機材料から形成される基板、ポリエチレンテレフタレート等のプラスティック基板、アルミナ等のセラミックス基板、アルミニウムや鉄等の金属基板にＳｉＯ_２や有機絶縁材料等の絶縁物をコートした基板、金属基板の表面に陽極酸化等の方法により絶縁化処理を施した基板等を広く用いることができる。

基板１上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子が形成されていてもよい。低温プロセスでポリシリコンＴＦＴを形成する場合には、５００℃以下の温度で融解したり、歪みが生じたりしない基板を用いることが好ましい。また、高温プロセスでポリシリコンＴＦＴを形成する場合には、１０００℃以下の温度で融解したり、歪みが生じたりしない基板を用いることが好ましい。

陽極２及び陰極１０は、従来の電極材料を用いて形成できる。有機層に正孔を注入する陽極２としては、仕事関数が高い金属（Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ等）から形成される金属電極や、透明導電材料（ＩＴＯ、ＩＤＩＸＯ、ＳｎＯ_２等）を用いて形成された透明電極を用いることができる。有機層に電子を注入する陰極１０としては、仕事関数の低い金属と安定な金属とを積層した電極（Ｃａ／Ａｌ、Ｃｅ／Ａｌ、Ｃｓ／Ａｌ、Ｂａ／Ａｌ等）、仕事関数の低い金属を含有する電極（Ｃａ：Ａｌ合金、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等）、絶縁層（薄膜）と金属電極とを組み合わせた電極（ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＢａＦ２／Ｂａ／Ａｌ等）等を用いることができる。陽極２及び陰極１０の作製方法としては、蒸着法、ＥＢ法、ＭＢＥ法、スパッタ法等のドライプロセス、又はスピンコート法、印刷法、インクジェット法等のウエットプロセスを用いることができる。ここで発光層６からの発光は、基板１側から陽極２を通して外部に取り出してもよく（ボトムエミッション）、また、基板１とは反対側から陰極１０を通して外部に取り出してもよい（トップエミッション）。陽極２の膜厚は、用いる材料にもよるが、通常、１０〜１０００ｎｍ（好適には５０〜２００ｎｍ）の範囲である。陰極１０の膜厚は、用いる材料にもよるが、通常、１〜５０ｎｍ（好適には５〜３０ｎｍ）の範囲である。

正孔注入層３は、電子ブロッキング層５又は正孔輸送層４への優れた正孔注入性を有する正孔注入材料を含有し、陽極２から電子ブロッキング層５又は正孔輸送層４への正孔の注入効率を向上する機能を有する。正孔注入層３は、少なくとも１種類の正孔注入材料を用いて直接蒸着法等のドライプロセスによって形成できる。ここで、正孔注入層３は、２種以上の正孔注入材料を含有していてもよい。そのような正孔注入層３は、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。また、正孔注入層３は、少なくとも１種の正孔注入材料を溶媒に溶かした正孔注入層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成してもよい。正孔注入層形成用塗液は、２種以上の正孔注入材料を含有していてもよい。また、正孔注入層形成用塗液は、結着用の樹脂を含有していてもよく、その他に、レベリング剤、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。結着用樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。また、溶剤としては、上記正孔注入材料を溶解、又は分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。更に、正孔注入層３は、レーザー転写法により形成してもよい。ここで、正孔注入層３は、１層であってもよいし、多層構造を有していてもよい。つまり、正孔注入層３は、互いに異なる正孔注入材料を含有する複数の正孔注入層を積層したものであってもよい。正孔注入層３の膜厚は、用いる材料にもよるが、通常、１〜１０００ｎｍ（好適には１０〜３００ｎｍ）の範囲である。

正孔注入材料としては、有機ＥＬ素子用、有機光導電体用の公知の正孔注入材料を用いることができ、例えば、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３‐メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン‐１‐イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）、ポリ［トリフェニルアミン誘導体］（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等の高分子材料、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）前駆体（Ｐｒｅ−ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）前駆体（Ｐｒｅ−ＰＮＶ）等の高分子材料前駆体等）等を用いることができる。

正孔輸送層４は、正孔輸送性に優れた正孔輸送材料を含有し、陽極２又は正孔注入層３から電子ブロッキング層５へ正孔を輸送する機能を有する。正孔輸送層４は、少なくとも１種類の正孔輸送材料をは直接蒸着法等のドライプロセスによって形成できる。ここで、正孔輸送層４は、２種以上の正孔輸送材料を含有していてもよい。そのような正孔輸送層４は、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。また、正孔輸送層４は、少なくとも１種の正孔輸送材料を溶媒に溶かした正孔輸送層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成してもよい。正孔輸送層形成用塗液は、２種以上の正孔輸送材料を含有していてもよい。また、正孔輸送層形成用塗液は、結着用の樹脂を含有していてもよく、その他に、レベリング剤、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。結着用樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。また、溶剤としては、上記正孔輸送材料を溶解、又は分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。更に、正孔輸送層４は、レーザー転写法により形成してもよい。ここで、正孔輸送層４は、１層であってもよいし、多層構造を有していてもよい。つまり、正孔輸送層４は、互いに異なる正孔輸送材料を含有する複数の正孔輸送層を積層したものであってもよい。正孔輸送層４の膜厚は、用いる材料にもよるが、通常、１〜１０００ｎｍ（好適には１０〜３００ｎｍ）の範囲である。

正孔輸送層４中の正孔輸送材料としては、上記正孔注入材料と同様の材料を用いることが可能であるが、正孔輸送層４中の正孔輸送材料としては、材料のＨＯＭＯレベルの絶対値が、正孔注入材料のＨＯＭＯレベルの絶対値より大きなものの方が、正孔をより効率よく、発光層６に注入及び輸送でき、素子の電圧を低減、又は、発光効率を高めることができるためよい。ＨＯＭＯレベルの測定方法としては、紫外光電子分光法（ＵＰＳ）や光電子収量光法（ＰＹＳ）があり、市販のイオン化ポテンシャル測定装置を用いることが可能で、理研計器株式会社製：ＡＣ−２、ＡＣ−３、住友重機械メカトロニクス株式会社製：ＰＹＳ−２０１等がある。

電子ブロッキング層５は、陽極２、正孔注入層３又は正孔輸送層４から発光層６へ正孔を輸送する一方、陰極１０側から注入された電子を発光層６に閉じ込める機能を有する。電子ブロッキング層５は、少なくとも１種類の電子ブロッキング材料を用いて直接蒸着法等のドライプロセスによって形成できる。ここで、電子ブロッキング層５は、２種以上の電子ブロッキング材料を含有していてもよい。また、電子ブロッキング層５は、少なくとも１種の電子ブロッキング材料を溶媒に溶かした電子ブロッキング層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成してもよい。電子ブロッキング層形成用塗液は、２種以上の電子ブロッキング材料を含有していてもよい。また、電子ブロッキング層形成用塗液は、結着用の樹脂を含有していてもよく、その他に、レベリング剤、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。結着用樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。また、溶剤としては、上記電子ブロッキング材料を溶解、又は分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。更に、電子ブロッキング層５は、レーザー転写法により形成してもよい。ここで、電子ブロッキング層５は、１層であってもよいし、多層構造を有していてもよい。

電子ブロッキング層５中の電子ブロッキング材料としては、材料のＬＵＭＯレベルの絶対値が、電子ブロッキング層５と接する発光層６（両電荷輸送性赤色発光層６１）中の正孔注入材料のＬＵＭＯレベルの絶対値より小さい必要がある。これにより、電子をより効率よく、発光層６に閉じ込めることができる。また、電子ブロッキング層５中の電子ブロッキング材料は、電子の閉じ込め効果を最も優先する目的で材料の選定が行われ、一方、電子ブロッキング層５中の電子ブロッキング材料の正孔の移動度は重要視されない。したがって、電子ブロッキング層５は、一般に、１０ｎｍ以下の膜厚にする必要がある。一方、電子ブロッキング層５の膜厚が１０ｎｍを越えると、駆動電圧が大幅に増加することがある。電子ブロッキング層５中の電子ブロッキング材料としては、より具体的には、４，４‘−ビス−［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ]−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）等の化合物を用いることが可能である。ＬＵＭＯレベルの測定方法としては、紫外可視分光法により吸収スペクトルを測定し、その吸収スペクトルの吸収端のエネルギーをバンドギャップとし、上記の方法により求めたＨＯＭＯレベルの値から上記バンドギャップの値を引くことでＬＵＭＯレベルの値を測定することが可能である。ここで用いる吸収スペクトルの測定としては、市販の装置を使用することが可能であり、例えば、島津製作所社製：ＵＶ−１８００、日本分光株式会社製：Ｖ−６３０等がある。

発光層６は、注入された正孔及び電子が再結合し、含有される発光材料固有の波長で発光する。発光層６は、少なくとも２層の両電荷輸送性発光層（ここでは、両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３）から構成されている多層構造を有している。また、各両電荷輸送性青色発光層は、少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含む。このように発光層６は、注入された正孔及び電子により発光するのみならず、電子輸送性及び正孔輸送性をも示す。

発光層６は、少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を用いて、直接蒸着法等のドライプロセスによって形成できる。また、発光層６は、２種以上の正孔輸送材料、２種以上の電子輸送材料及び２種以上の発光材料を含有していてもよい。つまり、各両電荷輸送性発光層中の正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料の種類の数は特に限定されず、２種以上であってもよい。また、発光層６は、少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を溶媒に溶かした発光層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成してもよい。ここで、発光層形成用塗液は、２種以上の正孔輸送材料、２種以上の電子輸送材料及び２種以上の発光材料を含有していてもよい。つまり、発光層形成用塗液中の正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料の種類の数は特に限定されず、２種以上であってもよい。また、発光層形成用塗液は、結着用の樹脂を含有していてもよく、その他に、レベリング剤、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。結着用樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。また、溶剤としては、正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を溶解、又は分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。更に、発光層６は、レーザー転写法により形成してもよい。発光層６の膜厚は、用いる材料にもよるが、通常、１〜１０００ｎｍ（好適には１０〜３００ｎｍ）の範囲である。より詳細には、両電荷輸送性赤色発光層６１の膜厚は、通常、１〜１０００ｎｍ（好適には１０〜３００ｎｍ）の範囲であり、両電荷輸送性緑色発光層６２の膜厚は、通常、１〜１０００ｎｍ（好適には１０〜３００ｎｍ）の範囲であり、両電荷輸送性青色発光層６３の膜厚は、通常、１〜１０００ｎｍ（好適には１０〜３００ｎｍ）の範囲である。

発光層６中の正孔輸送材料は、上記正孔輸送材料、すなわち正孔輸送層４中の正孔輸送材料と同様の材料を用いることが可能である。また、発光層６中の電子輸送材料は、後述する電子輸送材料、すなわち電子輸送層８中の電子輸送材料と同様の材料を用いることが可能である。

また、各両電荷輸送性発光層中の正孔輸送材料は、同一の材料（物質）であることが好ましく、各両電荷輸送性発光層中の電子輸送材料は、同一の材料（物質）であることが好ましい。

更に、各両電荷輸送性発光層中の正孔輸送材料の濃度は、陽極２側ほど低いことが好ましい。すなわち、発光層６が両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３から構成される場合、（両電荷輸送性赤色発光層６１中の正孔輸送材料の濃度）＜（両電荷輸送性緑色発光層６２中の正孔輸送材料の濃度）＜（両電荷輸送性青色発光層６３中の正孔輸送材料の濃度）の関係を満たすことが好ましい。

一方、各両電荷輸送性発光層中の電子輸送材料の濃度は、陰極１０側ほど低いことが好ましい。すなわち、発光層６が両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３から構成される場合、（両電荷輸送性赤色発光層６１中の電子輸送材料の濃度）＞（両電荷輸送性緑色発光層６２中の電子輸送材料の濃度）＞（両電荷輸送性青色発光層６３中の電子輸送材料の濃度）の関係を満たすことが好ましい。なお、濃度は、各材料の重さを天秤で測定することによって決定される。

他方、発光層６中の発光材料としては、有機ＥＬ素子用の公知の発光材料を用いることができるが、本発明は特にこれらに限定される物ではない。例えば、低分子発光材料（例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリデェン化合物、５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料、アゾメチン亜鉛錯体、（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等の蛍光性有機金属化合物等）、高分子発光材料（例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ［２，５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１，４−フェニル−アルト−１，４−フェニルレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ３＋）、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＰＳ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、（ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン））（ＰＤＡＦ）、ポリスピロ等）、高分子発光材料の前駆体（例えば、ＰＰＶ前駆体、ＰＮＶ前駆体。ＰＰＰ前駆体等）等が挙げられる。

ここで、両電荷輸送性赤色発光層６１に含有される発光材料は、固体又は溶液状態で６００〜７００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有し、両電荷輸送性緑色発光層６２に含有される発光材料は、固体又は溶液状態で５００〜６００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有し、両電荷輸送性青色発光層６３に含有される発光材料は、固体又は溶液状態で４００〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する。

正孔ブロッキング層７は、陰極１０、電子注入層９又は電子輸送層８から発光層６へ電子を輸送する一方、陽極２側から注入された正孔を発光層６に閉じ込める機能を有する。正孔ブロッキング層７は、少なくとも１種類の正孔ブロッキング材料を用いて直接蒸着法等のドライプロセスによって形成できる。ここで、正孔ブロッキング層７は、２種以上の正孔ブロッキング材料を含有していてもよい。また、正孔ブロッキング層７は、少なくとも１種の正孔ブロッキング材料を溶媒に溶かした正孔ブロッキング層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成してもよい。正孔ブロッキング層形成用塗液は、２種以上の正孔ブロッキング材料を含有していてもよい。また、正孔ブロッキング層形成用塗液は、結着用の樹脂を含有していてもよく、その他に、レベリング剤、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。結着用樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。また、溶剤としては、上記正孔ブロッキング材料を溶解、又は分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。更に、正孔ブロッキング層７は、レーザー転写法により形成しても良い。ここで、正孔ブロッキング層７は、１層であっても良いし、多層構造を有していてもよい。

正孔ブロッキング層７中の正孔ブロッキング材料としては、材料のＨＯＭＯレベルの絶対値が、正孔ブロッキング層７と接する発光層６中（両電荷輸送性青色発光層６３）の電子輸送材料のＨＯＭＯレベルの絶対値より大きい必要がある。これにより、正孔をより効率よく、発光層に閉じ込めることができる。また、正孔ブロッキング層７中の正孔ブロッキング材料は、正孔の閉じ込め効果を最も優先する目的で材料の選定が行われ、一方、正孔ブロッキング層７中の正孔ブロッキング材料の電子の移動度は重要視されない。したがって、正孔ブロッキング層７は、一般に、１０ｎｍ以下の膜厚にする必要がある。一方、正孔ブロッキング層７の膜厚が１０ｎｍを越えると、駆動電圧が大幅に増加することがある。正孔ブロッキング層７中の正孔ブロッキング材料としては、より具体的には、２，９−ジメチルー４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）等の化合物を用いることが可能である。

電子輸送層８は、電子輸送性に優れた電子輸送材料を含有し、陰極１０又は電子注入層９から正孔ブロッキング層７へ電子を輸送する機能を有する。電子輸送層８は、下記電子輸送材料のみから構成されていてもよく、任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよい。また、電子輸送層８は、下記電子輸送材料が高分子材料（結着用樹脂）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。また、電子輸送層８中の電子輸送材料は、２種類以上の下記電子輸送材料を混合してもよい。ここで、電子輸送層８は、１層であってもよいし、多層構造を有していてもよい。つまり、電子輸送層８は、互いに異なる電子輸送材料を含有する複数の電子輸送層を積層したものであってもよい。電子輸送層８の膜厚は、用いる材料にもよるが、通常、１〜１０００ｎｍ（好適には１０〜３００ｎｍ）の範囲である。

電子輸送材料としては、有機ＬＥＤ用の公知の電子輸送材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、この発明はこれらにより限定されるものではない。

電子輸送材料としては、例えば、ｎ型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体等、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム等の金属錯体の低分子材料、ポリ（オキサジアゾール）（Ｐｏｌｙ−ＯＸＺ）、ポリスチレン誘導体（ＰＳＳ）等の高分子材料が挙げられる。

電子注入層９は、正孔ブロッキング層７又は正孔輸送層８への優れた電子注入性を有する電子注入材料を含有し、陰極１０から正孔ブロッキング層７又は正孔輸送層８への電子の注入効率を向上する機能を有する。電子注入層９は、少なくとも１種類の電子注入材料を用いて直接蒸着法等のドライプロセスによって形成できる。ここで、電子注入層９は、２種以上の電子注入材料を含有していてもよい。そのような電子注入層９は、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。また、電子注入層９は、少なくとも１種の電子注入材料を溶媒に溶かした電子注入層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成してもよい。電子注入層形成用塗液は、２種以上の電子注入材料を含有していてもよい。また、電子注入層形成用塗液は、結着用の樹脂を含有していてもよく、その他に、レベリング剤、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。結着用樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。また、溶剤としては、上記電子注入材料を溶解、又は分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。更に、電子注入層９は、レーザー転写法により形成してもよい。ここで、電子注入層９は、１層であっても良いし、多層構造を有していてもよい。つまり、電子注入層９は、互いに異なる電子注入材料を含有する複数の電子注入層を積層したものであってもよい。電子注入層９の膜厚は、用いる材料にもよるが、通常、１〜１０００ｎｍ（好適には１０〜３００ｎｍ）の範囲である。

電子注入材料としては、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）等のフッ化物、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）等の酸化物等が挙げられるが、電子の注入及び輸送をより効率よく行う観点からは、電子注入層９として用いる材料としては、電子輸送層９に使用する電子注入輸送材料よりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料を用いることが好ましく、電子輸送層８として用いる材料としては、電子注入層９に使用する電子注入輸送材料よりも電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。

本実施形態では、封止基板を用いて有機ＥＬ素子を封止しているが、封止基板の代わりに封止膜を用いてもよい。封止膜又は封止基板の材料としては、従来から封止に用いられる材料を用いることができる。また、封止方法としては、公知の封止方法を用いることができる。例えば、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスをガラス、金属等で封止する方法、更に、不活性ガス中に酸化バリウム等の吸湿剤等を混入する方法を用いることができる。また、陰極１０上に樹脂を直接スピンコートしたり、貼り合わせたりして、封止膜を形成してもよい。このように、有機層及び電極を封止することにより、外部から酸素及び水分が有機ＥＬ素子内に混入するのを防止できるので、有機ＥＬ素子の寿命を向上できる。

以上説明した構成の有機ＥＬ素子によれば、陽極２側から順に、両電荷輸送性赤色発光層（両電荷輸送性を有する赤色発光層）６１、両電荷輸送性緑色発光層（両電荷輸送性を有する緑色発光層）６２、及び両電荷輸送性青色発光層（両電荷輸送性を有する青色発光層）６３を積層したことにより、赤、緑及び青それぞれの発光成分を持つ発光を取り出すことが可能になる。そして、特に、この有機ＥＬ素子にカラーフィルターを組み合わせることにより、色再現性に優れたフルカラー表示が可能な表示装置を構成することが可能になる。

複数の有機ＥＬ素子とカラーフィルターとを組み合わせてフルカラーの表示装置を構成する場合には、複数の有機ＥＬ素子それぞれの光取り出し面側に、青、緑又は赤の波長領域の光のみを透過するカラーフィルターを設けた構成とする。これにより、各有機ＥＬ素子の光取り出し面側からの有機ＥＬの発光は、各色カラーフィルターを通過することにより、青、緑又は赤それぞれの波長領域の光がバランス良く取り出され、再現性の良好なフルカラー表示が可能になる。

他方、本実施形態の有機ＥＬ素子を用いて、面光源等の照明装置を構成することも可能である。

なお、以上説明した実施形態においては、基板１上に陽極２を設け、この陽極２上に有機層及び陰極１０を積層した構成の有機ＥＬ素子について説明した。しかしながら、本発明は、基板１上に陰極を設け、この陰極上に有機層及び陽極をこの順に積層した構成の有機ＥＬ素子にも適用可能である。また、このような構成の場合でも、陰極及び陽極の材料や膜厚を適宜選択することで、トップエミッション型及びボトムエミッション型の両方の構成が可能である。

（実施例１）
まず、ガラス基板（基板１）上に電極（陽極）２を形成する。具体的には、３０×３０ｍｍ角のガラス基板の表面に予めＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）電極が形成された電極付基板を用意し、洗浄した。電極付基板の洗浄としては、例えば、アセトン及びＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用いて、超音波洗浄を１０分間行い、次に、ＵＶ−オゾン洗浄を３０分間行えばよい。

次に、電極２の表面に正孔注入層３（厚さ：３０ｎｍ）として銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を真空蒸着法により形成した。

次いで、正孔注入層３の上に４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル―アミノ］ビフェニル）（α−ＮＰＤ）を用いて正孔輸送層４（厚さ：２０ｎｍ）を形成した。

次いで、正孔輸送層４の上に４，４‘−ビス−［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）を用いて電子ブロッキング層５（厚さ：１０ｎｍ）を形成した。ここで、この材料のＬＵＭＯの値は、２．３ｅＶであった。

次いで、電子ブロッキング層５の上に両電荷輸送性赤色発光層６１（厚さ：例えば２０ｎｍ）を形成した。この両電荷輸送性赤色発光層６１は、α−ＮＰＤ（正孔輸送材料）と、３−フェニル−４（１−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）（電子輸送材料）と、ビス（２−（２‘−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ、Ｃ３’）イリジウム（アセチルアセトネート）（ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））（赤色発光ドーパント）とを、それぞれの蒸着速度を０．６Å／ｓｅｃ（Å＝０．１ｎｍ）、１．４Å／ｓｅｃ及び０．１５Å／ｓｅｃとし、共蒸着することで作製した。

次いで、両電荷輸送性赤色発光層６１の上に両電荷輸送性緑色発光層６２（厚さ：例えば２０ｎｍ）を形成した。この両電荷輸送性緑色発光層６２は、α−ＮＰＤ（正孔輸送材料）と、ＴＡＺ（電子輸送材料）と、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（III）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）（緑色発光ドーパント）とを、それぞれの蒸着速度を１．０Å／ｓｅｃ、１．０Å／ｓｅｃ及び０．１Å／ｓｅとし、共蒸着することで作製した。

次いで、両電荷輸送性緑色発光層６２の上に両電荷輸送性青色発光層６３（厚さ：例えば１０ｎｍ）を形成した。この両電荷輸送性青色発光層６３は、α−ＮＰＤ（正孔輸送材料）と、ＴＡＺ（電子輸送材料）と、２−（４’−ｔ−ブチルフェニル）−５−（４’’−ビフェニルイル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔ−Ｂｕ ＰＢＤ）（青色発光ドーパント）とを、それぞれの蒸着速度を１．５Å／ｓｅｃ、０．５Å／ｓｅｃ及び０．２Å／ｓｅとし、共蒸着することで作製した。これにより、発光層６が得られる。ここで、電子輸送材料（ＴＡＺ）のＬＵＭＯの値は、２．６ｅＶであり、正孔輸送材料（α−ＮＰＤ）のＨＯＭＯの値は、５．５ｅＶであった。

次いで、発光層６の上に２，９−ジメチルー４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）を用いて正孔ブロッキング層７（厚さ：１０ｎｍ）を形成する。ここで、この材料のＨＯＭＯの値は、６．７ｅＶであった。

次いで、正孔ブロッキング層７の上にトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いて電子輸送層８（厚さ：３０ｎｍ）を形成した。

次いで、電子輸送層８の上にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を用いて電子注入層９（厚さ：１ｎｍ）を形成した。

この後、例えば以下の方法で電極（陰極）１０を形成する。まず、上記基板を金属蒸着用チャンバーに固定する。次に、電子注入層９の表面に真空蒸着法によりアルミニウムを堆積（厚さ：例えば３００ｎｍ）する。これにより、陰極１０が形成される。

最後に、ガラス基板（基板１）と封止用ガラス（図示せず）とをＵＶ硬化樹脂を用いて張り合わせて、本実施例の有機ＥＬ素子を完成した。

ここで、電子ブロッキング層５中の電子ブロッキング材料と発光層６（両電荷輸送性赤色発光層６１）中の電子輸送材料とは、Ｌ_ＥＢＭ（２．３ｅＶ）＜Ｌ_ＥＴＭ（２．６ｅＶ）、すなわち、上記式１を満たしている。

また、正孔ブロッキング層７中の正孔ブロッキング材料と発光層６（両電荷輸送性青色発光層６３）中の正孔輸送材料とは、Ｈ_ＨＢＭ（６．７ｅＶ）＞Ｈ_ＨＴＭ（５．５ｅＶ）を満たす、すなわち、上記式２を満たしている。

更に、両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３それぞれに含有される正孔輸送材料は、α−ＮＰＤで同一であり、両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３それぞれに含有される電子輸送材料も、ＴＡＺで同一である。

そして、両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３それぞれに含有される正孔輸送材料（α−ＮＰＤ）の濃度は、陽極２側ほど低く、両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３それぞれに含有される電子輸送材料（ＴＡＺ）の濃度は、陰極１０側ほど低い。

以上のようにして作製した有機ＥＬ素子に６Ｖの電圧を印加したとき、１０００ｃｄ／ｍ^２の白色発光が得られた。また、寿命を測定したところ、輝度半減時間が１０００ｈであった。また、その間での色純度の変化はｘ，ｙともに０．０３以下であった。更に、発光効率は、１０ｌｍ／Ｗであった。

（実施例２）
実施例２の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と同様の構成を有している。ただし、実施例２では、両電荷輸送性赤色発光層６１を、α−ＮＰＤと、ＴＡＺと、ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）とを、それぞれの蒸着速度を０．６Å／ｓｅｃ、１．４Å／ｓｅｃ及び０．１５Å／ｓｅとし、共蒸着することで作製した。また、両電荷輸送性青色発光層６３を、α−ＮＰＤと、ＴＡＺと、ｔ−Ｂｕ ＰＢＤとを、それぞれの蒸着速度を０．５Å／ｓｅｃ、１．５Å／ｓｅｃ及び０．２Å／ｓｅとし、共蒸着することで作製した。

このように、本実施例では、両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３それぞれに含有される正孔輸送材料（α−ＮＰＤ）の濃度は、陽極２側ほど低くなっておらず、両電荷輸送性赤色発光層６１、両電荷輸送性緑色発光層６２及び両電荷輸送性青色発光層６３それぞれに含有される電子輸送材料（ＴＡＺ）の濃度は、陰極１０側ほど低くなっていない。

以上のようにして作製した有機ＥＬ素子に６Ｖの電圧を印加したとき、９０００ｃｄ／ｍ^２の白色発光が得られた。また、寿命を測定したところ、輝度半減時間は６００ｈであった。更に、その間での色純度の変化はｘ，ｙともに０．１であった。そして、発光効率は、１５ｌｍ／Ｗであった。

（比較例１）
比較例１の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と同様の構成を有している。ただし、比較例１では、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を用いて電子ブロッキング層５（厚さ：１０ｎｍ）を形成した。ここで、この材料のＬＵＭＯの値は、２．９ｅＶであった。

ここで、電子ブロッキング層５中の電子ブロッキング材料と発光層６（両電荷輸送性赤色発光層６１）中の電子輸送材料とは、Ｌ_ＥＢＭ（２．９ｅＶ）＞Ｌ_ＥＴＭ（２．６ｅＶ）、すなわち上記式１を満たしていない。

以上のようにして作製した有機ＥＬ素子に６Ｖの電圧を印加したとき、５０００ｃｄ／ｍ^２の白色発光が得られた。また、寿命を測定したところ、輝度半減時間が３００ｈと実施例１、２より短かった。また、その間での色純度の変化もｘ，ｙともに０．０８と実施例１より大きかった。更に、発光効率は、７ｌｍ／Ｗであった。

（比較例２）
比較例２の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と同様の構成を有している。ただし、比較例２では、ニッケルフタロシアニンを用いて正孔ブロッキング層７（厚さ：１０ｎｍ）を形成した。ここで、この材料のＨＯＭＯの値は、４．８ｅＶであった。

ここで、正孔ブロッキング層７中の正孔ブロッキング材料と発光層６（両電荷輸送性青色発光層６３）中の正孔輸送材料とは、Ｈ_ＨＢＭ（４．８ｅＶ）＜Ｈ_ＨＴＭ（５．５ｅＶ）、すなわち上記式２を満たしていない。

以上のようにして作製した有機ＥＬ素子に６Ｖの電圧を印加したとき、１０００ｃｄ／ｍ^２の白色発光が得られた。また、寿命を測定したところ、輝度半減時間が３００ｈと実施例１、２より短かった。また、その間での色純度の変化もｘ，ｙともに０．２と実施例１、２より非常に大きかった。更に、発光効率は、６ｌｍ／Ｗであった。

本願は、２００８年５月１９日に出願された日本国特許出願２００８−１３０９５２号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

実施形態１の有機ＥＬ素子の構成を示す断面模式図である。

符号の説明

１：基板
２：陽極
３：正孔注入層
４：正孔輸送層
５：電子ブロッキング層
６：発光層
６１：両電荷輸送性赤色発光層
６２：両電荷輸送性緑色発光層
６３：両電荷輸送性青色発光層
７：正孔ブロッキング層
８：電子輸送層
９：電子注入層
１０：陰極

Claims (7)

1. 陽極と、陰極と、該陽極及び該陰極の間に狭持された少なくとも２層の発光層とを有する有機エレクトロルミネセンス素子であって、
   該発光層はそれぞれ、少なくとも正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料を含む両電荷輸送性発光層であり、
   該有機エレクトロルミネセンス素子は、少なくとも電子ブロッキング材料を含み、かつ該陽極及び該発光層の間に設けられた電子ブロッキング層と、少なくとも正孔ブロッキング材料を含み、かつ該陰極及び該発光層の間に設けられた正孔ブロッキング層とを有し、
   該電子ブロッキング層中の該電子ブロッキング材料の最低空分子軌道の絶対値Ｌ_ＥＢＭと、該電子ブロッキング層に接する両電荷輸送性発光層中の電子輸送材料の最低空分子軌道の絶対値Ｌ_ＥＴＭとは、Ｌ_ＥＢＭ＜Ｌ_ＥＴＭの関係式を満たし、
   該正孔ブロッキング層中の該正孔ブロッキング材料の最高被占分子軌道の絶対値Ｈ_ＨＢＭと、該正孔ブロッキング層に接する両電荷輸送性発光層中の正孔輸送材料の最高被占分子軌道の絶対値Ｈ_ＨＴＭとは、Ｈ_ＨＢＭ＞Ｈ_ＨＴＭの関係式を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。
2. 前記両電荷輸送性発光層それぞれに含有される正孔輸送材料は、同一の物質であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
3. 前記両電荷輸送性発光層それぞれに含有される正孔輸送材料の濃度は、前記陽極側ほど低いことを特徴とする請求項２記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
4. 前記両電荷輸送性発光層それぞれに含有される電子輸送材料は、同一の物質であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
5. 前記両電荷輸送性発光層それぞれに含有される電子輸送材料の濃度は、前記陰極側ほど低いことを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
   

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