WO2018124238A1 - 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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Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent element, and a display device and an illumination device including the same.
  • organic electroluminescent element (hereinafter sometimes abbreviated as “organic EL element”) is a self-luminous element having a light emitting layer made of an organic compound between a cathode and an anode facing each other.
  • organic EL element when a voltage is applied between the cathode and the anode, electrons injected into the light emitting layer from the cathode side and holes injected into the light emitting layer from the anode side are formed into the light emitting layer. It emits light by excitons (excitons) generated by recombination within the structure.
  • MPE element An element having an emission structure (hereinafter abbreviated as “MPE element”) is known (for example, see Patent Document 1).
  • MPE element when a voltage is applied between the cathode and the anode, the charges in the charge transfer complex move toward the cathode side and the anode side, respectively.
  • the MPE element injects holes into one light emitting unit located on the cathode side with the charge generation layer interposed therebetween, and injects electrons into another light emitting unit located on the anode side with the charge generation layer interposed therebetween. Since such an MPE element can simultaneously emit light from a plurality of light emitting units with the same amount of current, it is possible to obtain current efficiency and external quantum efficiency equivalent to the number of light emitting units.
  • white light can be obtained by combining a plurality of various light emitting units that emit light of different colors. For this reason, in recent years, development of MPE elements aimed at application to display devices and lighting devices based on white light emission has been promoted.
  • an MPE element suitable for a display device that generates high-color temperature and high-efficiency white light by combining a light-emitting unit that emits blue light and a light-emitting unit that emits green light and yellow light is known. (For example, refer to Patent Document 2).
  • an MPE element suitable for an illumination device that generates white light having a high color temperature and high color rendering by combining a light emitting unit that emits red light and a light emitting unit that emits blue light and yellow light is known (for example, see Patent Document 3).
  • MPE elements with their own structures have been developed.
  • the emphasis is on light emission efficiency for display devices and emphasis on color rendering properties for lighting devices. It is central.
  • An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent element, and a display device and an illumination device including such an organic electroluminescent element.
  • An organic electroluminescent element having a structure in which a plurality of light emitting units including at least a light emitting layer made of an organic compound are stacked between a first electrode and a second electrode with a charge generation layer interposed therebetween.
  • a plurality of light emitting units including at least a light emitting layer made of an organic compound are stacked between a first electrode and a second electrode with a charge generation layer interposed therebetween.
  • White light obtained by emitting light from the plurality of light emitting units has a continuous emission spectrum over a wavelength range of at least 380 nm to 780 nm, and in this emission spectrum, 1 in the blue wavelength range of 440 nm to 490 nm.
  • the organic electroluminescent device as described in (7) above which has one peak wavelength in a blue wavelength range of 440 nm to 470 nm and one peak wavelength in a blue wavelength range of 470 nm to 490 nm .
  • a red phosphorescent light emitting layer emitting red light having one peak wavelength in the red wavelength region and a green phosphorescent light emitting layer emitting green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region are laminated.
  • the white light obtained by the light emission of the plurality of units has one peak wavelength in a red wavelength region of 590 nm to 640 nm and one or two peak wavelengths in a green wavelength region of 500 nm to 560 nm.
  • the organic electroluminescent device according to any one of (1) to (8).
  • the white light obtained by emitting light from the plurality of light emitting units has one peak wavelength in the red wavelength region of 590 nm to 640 nm and one or two peak wavelengths in the green wavelength region of 500 nm to 560 nm.
  • the organic electroluminescent device according to any one of (1) to (8), wherein (11) The emission intensity of the peak wavelength in the blue wavelength range of 440 nm to 490 nm is higher than the emission intensity of the peak wavelength in the red wavelength range of 590 nm to 640 nm and the emission intensity of the peak wavelength in the green wavelength range of 500 nm to 560 nm.
  • the organic electroluminescent device according to any one of (1) to (10), wherein the organic electroluminescent device is also high.
  • the emission intensity of one bottom wavelength in the blue wavelength range or the green wavelength range of 500 nm to 520 nm is lower than the emission intensity of the bottom wavelength in the wavelength range of 570 nm to 590 nm.
  • the ratio of (B) to (A) ((B) / (A)) is 0.50 or less, as described in (12) or (13) above Organic electroluminescent device.
  • the organic electroluminescent device as described in any one of (1) to (14) above, wherein an average color rendering index (Ra) of the white light is 70 or more.
  • the plurality of light emitting units each having a structure in which a plurality of light emitting units including at least a light emitting layer made of an organic compound are stacked with a charge generation layer sandwiched between the first electrode and the second electrode.
  • Is an organic electroluminescent device that can obtain white light by emitting light
  • a first light emitting unit comprising the red / green light emitting unit or the red / green light emitting unit;
  • a second light emitting unit comprising a blue light emitting unit;
  • a third light emitting unit comprising a blue light emitting unit,
  • the first light emitting unit and the second light emitting unit are stacked with a first charge generation layer interposed therebetween, and the second light emitting unit and the third light emitting unit sandwich a second charge generation layer.
  • the organic electroluminescent device Laminated with The second electrode, the third light emitting unit, the second charge generating layer, the second light emitting unit, the first charge generating layer, the first light emitting unit, and the first electrode.
  • the organic electroluminescent device according to any one of (9) to (15), wherein the organic electroluminescent device has a structure in which the layers are sequentially laminated.
  • the plurality of light emitting units having a structure in which a plurality of light emitting units including at least a light emitting layer made of an organic compound are stacked with a charge generation layer interposed between the first electrode and the second electrode.
  • Is an organic electroluminescent device that can obtain white light by emitting light A first light emitting unit comprising the blue light emitting unit; A second light emitting unit comprising the red / green light emitting unit or the red / green light emitting unit; A third light emitting unit comprising the blue light emitting unit, The first light emitting unit and the second light emitting unit are stacked with a first charge generation layer interposed therebetween, and the second light emitting unit and the third light emitting unit sandwich a second charge generation layer.
  • the organic electroluminescent device Laminated with The second electrode, the third light emitting unit, the second charge generating layer, the second light emitting unit, the first charge generating layer, the first light emitting unit, and the first electrode.
  • the organic electroluminescent device according to any one of (9) to (15), wherein the organic electroluminescent device has a structure in which the layers are sequentially laminated.
  • the plurality of light emitting units each having a structure in which a plurality of light emitting units including at least a light emitting layer made of an organic compound are stacked with a charge generation layer interposed therebetween between the first electrode and the second electrode.
  • Is an organic electroluminescent device that can obtain white light by emitting light
  • a first light emitting unit comprising the red / green light emitting unit or the red / green light emitting unit;
  • a second light emitting unit comprising the blue light emitting unit;
  • a third light emitting unit comprising the red / green light emitting unit or the red / green light emitting unit;
  • a fourth light emitting unit comprising the blue light emitting unit,
  • the first light emitting unit and the second light emitting unit are stacked with a first charge generation layer interposed therebetween, and the second light emitting unit and the third light emitting unit sandwich a second charge generation layer.
  • the third light emitting unit and the fourth light emitting unit are stacked with a third charge generation layer interposed therebetween,
  • the second electrode, the fourth light emitting unit, the third charge generating layer, the third light emitting unit, the second charge generating layer, the second light emitting unit, the first charge generating layer The organic electroluminescent element according to any one of (9) to (15), wherein the first light emitting unit and the first electrode have a structure in which they are stacked in this order.
  • a first light emitting unit comprising the red / green light emitting unit or the red / green light emitting unit
  • a second light emitting unit comprising the blue light emitting unit
  • a third light emitting unit comprising the red / green light emitting unit or the red / green light emitting unit
  • a fourth light emitting unit comprising the red / green light emitting unit or the red / green light emitting unit
  • a fifth light emitting unit comprising the blue light emitting unit
  • a sixth light emitting unit comprising the red / green light emitting unit or the red / green light emitting unit
  • the first light emitting unit and the second light emitting unit are stacked with a first charge generation layer interposed therebetween
  • the third light-emitting unit and the fourth light-emitting unit are stacked with a third charge generation layer interposed therebetween, and the fourth light-emitting unit and the fifth light-emitting unit have a fourth charge.
  • the fifth light emitting unit and the sixth light emitting unit are stacked with a fifth charge generating layer interposed therebetween, and the fifth light emitting unit and the sixth light emitting unit are stacked,
  • the third light emitting unit, the second charge generating layer, the second light emitting unit, the first charge generating layer, the first light emitting unit, and the first electrode are stacked in this order.
  • the organic electroluminescent device according to any one of (9) to (15), wherein: (20) The charge generation layer is composed of an electrical insulating layer composed of an electron accepting substance and an electron donating substance, and the specific resistance of the electrical insulating layer is 1.0 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the organic electroluminescent device according to any one of (1) to (19), wherein the organic electroluminescent device is provided.
  • the charge generation layer is composed of a mixed layer of different substances, one component of which forms a charge transfer complex by oxidation-reduction reaction, When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the charges in the charge transfer complex move toward the first electrode side and the second electrode side, respectively. Thus, holes are injected into one light emitting unit located on the first electrode side with the charge generation layer interposed therebetween, and another light emitting unit located on the second electrode side with the charge generation layer interposed therebetween.
  • the organic electroluminescent device according to any one of (1) to (19), wherein electrons are injected into the organic electroluminescent device.
  • the charge generation layer comprises a laminate of an electron accepting substance and an electron donating substance, When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, at the interface between the electron accepting substance and the electron donating substance, the electron accepting substance and the electron donating substance The charges generated by the reaction involving the movement of electrons between them move toward the first electrode side and the second electrode side, respectively, so that the charge generation layer is sandwiched between the charge generation layer and the first electrode side. Holes are injected into one light emitting unit located, and electrons are injected into another light emitting unit located on the second electrode side with the charge generation layer interposed therebetween.
  • the organic electroluminescent element according to any one of the above.
  • the organic electroluminescent element according to any one of (1) to (23), wherein the charge generation layer contains a compound having a structure represented by the following formula (1).
  • (25) comprising an array of at least three different color filters; The arrangement of at least three different color filters converts white light obtained by light emission of the plurality of light emitting units into light of different colors, according to any one of (1) to (24), The organic electroluminescent element as described.
  • (26) The arrangement of (25), wherein the arrangement of the at least three different color filters is any one selected from the group consisting of a stripe arrangement, a mosaic arrangement, a delta arrangement, and a pentile arrangement Organic electroluminescent device.
  • the at least three different color filters are a red color filter, a green color filter, and a blue color filter, and have the RGB arrangement in which the three different color filters are alternately arranged (25) ) Or the organic electroluminescent device according to (26).
  • a display device comprising the organic electroluminescent element according to any one of (25) to (29).
  • An illumination device comprising the organic electroluminescent element according to any one of (1) to (24).
  • an organic electroluminescent element suitable for both a display device and a lighting device by obtaining white light with high color temperature, luminous efficiency, and color rendering properties, and such A display device and a lighting device including an organic electroluminescent element can be provided.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an element structure of an organic EL element of Example 1.
  • 6 is a cross-sectional view showing an element structure of an organic EL element of Example 2.
  • FIG. It is a figure which shows the evaluation result of the organic EL element of Example 2.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment of an organic EL element of the present invention.
  • the organic EL element 10 of the present embodiment includes a plurality of light emitting units 13 ⁇ / b> A, 13 ⁇ / b> B including at least a light emitting layer made of an organic compound between a first electrode 11 and a second electrode 12.
  • 13C has a structure in which charge generation layers (CGL) 14A and 14B are sandwiched therebetween.
  • the organic EL element 10 is an organic EL element from which white light can be obtained by light emission from the plurality of light emitting units 13A, 13B, and 13C.
  • the organic EL element 10 of the present embodiment includes a first light emitting unit 13A, a second light emitting unit 13B, and a third light emitting unit 13C.
  • the first light emitting unit 13A is a red / green light emitting unit or a red / green light emitting unit.
  • the red / green light emitting unit includes a red phosphorescent light emitting layer that emits red light having one peak wavelength in the red wavelength region, and a green phosphorescent light emitting layer that emits green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region.
  • the red / green light emitting unit includes a light emitting layer composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor.
  • the red / green light emitting unit is a single layer (single layer) including a red phosphor and a green phosphor.
  • the second light emitting unit 13B is a blue light emitting unit.
  • the blue light emitting unit includes a light emitting layer composed of a blue light emitting layer that emits blue light having one or two peak wavelengths in the blue wavelength region.
  • the blue light emitting layer may be either a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material. Blue light obtained from a blue light emitting unit including a blue fluorescent light emitting layer may contain a delayed fluorescent component.
  • the third light emitting unit 13C is a blue light emitting unit.
  • the blue light emitting unit includes a light emitting layer composed of a blue light emitting layer that emits blue light having one or two peak wavelengths in the blue wavelength region.
  • the blue light emitting layer may be either a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material. Blue light obtained from a blue light emitting unit including a blue fluorescent light emitting layer may contain a delayed fluorescent component.
  • the first light emitting unit 13A and the second light emitting unit 13B are stacked with the first charge generation layer 14A interposed therebetween.
  • the second light emitting unit 13B and the third light emitting unit 13C are stacked with the second charge generation layer 14B interposed therebetween.
  • the organic EL element 10 of the present embodiment includes the second electrode 12, the third light emitting unit 13C, the second charge generation layer 14B, the second light emission unit 13B, the first charge generation layer 14A, and the first light emission.
  • the unit 13A and the first electrode 11 are stacked in this order. That is, in the organic EL element 10 of the present embodiment, the first light emitting unit 13A, the second light emitting unit 13B, and the third light emitting unit 13C have the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer 14B. It has an MPE structure that is sandwiched between layers.
  • white light obtained by the light emission of the first light emitting unit 13A, the second light emitting unit 13B, and the third light emitting unit 13C covers at least a wavelength range of 380 nm to 780 nm. And has a continuous emission spectrum. Further, the organic EL element 10 of the present embodiment has one or two peak wavelengths in the blue wavelength range of 440 nm to 490 nm in this emission spectrum. Further, the organic EL element 10 of the present embodiment has one peak wavelength in the red wavelength region of 590 nm to 640 nm and one or two peak wavelengths in the green wavelength region of 500 nm to 560 nm in this emission spectrum.
  • the first electrode 11 it is generally preferable to use a metal having a low work function, an alloy thereof, a metal oxide, or the like.
  • the metal forming the first electrode 11 include alkali metals such as lithium (Li), alkaline earth metals such as magnesium (Mg) and calcium (Ca), and rare earth metals such as europium (Eu).
  • alkali metals such as lithium (Li)
  • alkaline earth metals such as magnesium (Mg) and calcium (Ca)
  • rare earth metals such as europium (Eu).
  • a single substance or an alloy containing these metals and aluminum (Al), silver (Ag), indium (In), or the like can be used.
  • the first electrode 11 is formed at the interface between the first electrode 11 and the organic layer, as described in, for example, “JP-A-10-270171” and “JP-A-2001-102175”.
  • a configuration using a metal-doped organic layer may also be used.
  • a conductive material may be used for the first electrode 11, and properties such as a work function are not particularly limited.
  • the first electrode 11 has an organic layer in contact with the first electrode 11 as an alkali metal.
  • You may comprise by the organometallic complex compound containing at least 1 sort (s) selected from the group which consists of ion, alkaline-earth metal ion, and rare earth metal ion.
  • a metal that can reduce the metal ion contained in the organometallic complex compound to a metal in a vacuum such as aluminum (Al), zirconium (Zr), titanium (Ti), silicon (Si) (heat A reducing metal) or an alloy containing these metals can be used for the first electrode 11.
  • Al which is generally widely used as a wiring electrode, is particularly preferable from the viewpoints of easiness of vapor deposition, high light reflectance, chemical stability, and the like.
  • the material of the second electrode 12 is not particularly limited. When light is extracted from the second electrode 12 side, for example, ITO (indium / tin oxide), IZO (indium / zinc oxide), etc. A transparent conductive material can be used.
  • the above-described transparent conductive material such as ITO or IZO is formed on the first electrode 11 by a sputtering method that does not damage the organic film by using the method described in “JP 2002-332567 A”. can do.
  • the transparent organic EL element 10 can be produced.
  • the first light-emitting unit 13A includes a first electron transport layer 15A, a first light-emitting layer 16A, and a first hole transport layer 17A.
  • the second light emitting unit 13B includes a second electron transport layer 15B, a second light emitting layer 16B, and a second hole transport layer 17B.
  • the third light emitting unit 13C includes a third electron transporting layer 15C, a third light emitting layer 16C, and a third hole transporting layer 17C.
  • the first light emitting unit 13A, the second light emitting unit 13B, and the third light emitting unit 13C can adopt various structures in the same manner as a conventionally known organic EL element, and include at least a light emitting layer made of an organic compound. Any laminated structure may be used.
  • the first light emitting unit 13A, the second light emitting unit 13B, and the third light emitting unit 13C have, for example, an electron injection layer, a hole blocking layer, and the like arranged on the first electrode 11 side of the light emitting layer, and the light emitting layer A hole injection layer, an electron blocking layer, and the like may be disposed on the second electrode 12 side.
  • the electron transport layer is made of, for example, a conventionally known electron transport material.
  • a conventionally known electron transport material for example, a conventionally known electron transport material.
  • the electron transport materials generally used for the organic EL element those having a relatively deep HOMO (High Occupied Molecular Orbital) level are preferable.
  • an electron transporting material having a HOMO level of at least about 6.0 eV examples include 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen) and 2,2 ′, 2 ′′-(1,3,5-benzonitrile) -tris (1- Phenyl-1-H-benzimidazole (TPBi) or the like can be used.
  • the electron injection layer is formed between the first electrode 11 and the first electron transport layer 15A in order to improve the efficiency of electron injection from at least one of the first electrode 11 or the first charge generation layer 14A. Alternatively, it is inserted between the first charge generation layer 14A and the second electron transport layer 15B.
  • a material for the electron injection layer an electron transport material having the same properties as the electron transport layer can be used.
  • the electron transport layer and the electron injection layer may be collectively referred to as an electron transport layer.
  • the hole transport layer is made of, for example, a conventionally known hole transport material.
  • the hole transporting material is not particularly limited.
  • an organic compound (electron donating substance) having an ionization potential lower than 5.7 eV and having a hole transporting property, that is, an electron donating property is preferably used.
  • the electron donating substance for example, arylamine compounds such as 4,4′-bis [N- (2-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl ( ⁇ -NPD) can be used.
  • the hole injection layer includes a second electrode 12 and a second hole transport layer 17B in order to improve hole injection efficiency from at least one of the second electrode 12 or the first charge generation layer 14A. Or between the first charge generation layer 14A and the first hole transport layer 17A.
  • a material for the hole injection layer an electron donating material having properties similar to those of the hole transport layer can be used.
  • the hole transport layer and the hole injection layer may be collectively referred to as a hole transport layer.
  • the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A includes a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer when the first light emitting unit 13A is a red / green light emitting unit.
  • Each of the red phosphorescent light emitting layer and the green phosphorescent light emitting layer contains, as an organic compound, a host material that is a main component and a guest material that is a minor component.
  • the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A includes a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor when the first light emitting unit 13A is a red / green light emitting unit.
  • the mixed layer of a red phosphor and a green phosphor includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound.
  • the red phosphor and the green phosphor correspond to guest materials.
  • red emission and green emission are due in particular to the nature of the guest material.
  • an electron transporting material, a hole transporting material, or a mixture of both can be used as the host material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A.
  • Specific examples of the host material for the phosphorescent light emitting layer include 4,4′-biscarbazolylbiphenyl (CBP) and 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-9,10-phenanthroline (BCP). ) Etc. can be used.
  • the guest material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A is also referred to as a dopant material.
  • a material that uses fluorescent light emission as the guest material is usually referred to as a fluorescent light emitting material.
  • a light emitting layer made of this fluorescent light emitting material is called a fluorescent light emitting layer.
  • a material that uses phosphorescence as a guest material is usually referred to as a phosphorescent material.
  • a light-emitting layer made of this phosphorescent material is called a phosphorescent layer.
  • the guest material for the phosphorescent light emitting layer is not particularly limited.
  • a red phosphorescent light emitting material such as Ir (piq) 3 or Ir (btpy) 3 can be used.
  • a green phosphorescent light emitting material such as Ir (ppy) 3 can be used.
  • the blue light emitting layer included in the second light emitting unit 13B and the third light emitting unit 13C includes a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material.
  • the blue light emitting layer includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound. Of these, the blue fluorescent material or the blue phosphor corresponds to the guest material. In any case, the blue emission is due in particular to the nature of the guest material.
  • an electron transporting material, a hole transporting material, or a mixture of both can be used.
  • a styryl derivative, an anthracene compound, a pyrene compound, or the like can be used.
  • the blue phosphorescent light emitting layer for example, 4,4′-biscarbazolylbiphenyl (CBP), 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-9,10-phenanthroline (BCP) or the like is used. it can.
  • a styrylamine compound, a fluoranthene compound, an aminopyrene compound, a boron complex, or the like may be used in the blue fluorescent light emitting layer. it can.
  • 4,4′-bis [4- (diphenylamino) styryl] biphenyl (BDAVBi) and 2,7-bis ⁇ 2- [phenyl (m-tolyl) amino] -9,9-dimethyl-fluorene-7- IL ⁇ -9,9-dimethylfluorene (MDP3FL) or the like can also be used.
  • a blue phosphorescent light emitting material such as Ir (Fppy) 3 can be used.
  • each layer constituting the first light emitting unit 13A, the second light emitting unit 13B, and the third light emitting unit 13C for example, a vacuum deposition method, a spin coating method, or the like can be used.
  • the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer 14B are made of an electrically insulating layer composed of an electron accepting substance and an electron donating substance.
  • the specific resistance of the electrically insulating layer is preferably 1.0 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ cm or more, and more preferably 1.0 ⁇ 10 5 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer 14B may be composed of mixed layers of different substances, and one component thereof may form a charge transfer complex by oxidation-reduction reaction.
  • the organic EL element 10 includes the second light emitting unit 13B positioned on the first electrode 11 side with the second charge generation layer 14B interposed therebetween, and the first electrode with the first charge generation layer 14A interposed therebetween. Holes are injected into the first light emitting unit 13A located on the 11th side.
  • the organic EL element 10 includes a third light emitting unit 13C positioned on the second electrode 12 side with the second charge generation layer 14B interposed therebetween, and a second electrode 12 side with the first charge generation layer 14A interposed therebetween. Electrons are injected into the second light emitting unit 13B located at the position. Thereby, light emission from the first light-emitting unit 13A, the second light-emitting unit 13B, and the third light-emitting unit 13C can be obtained simultaneously with the same amount of current. For this reason, it is possible to obtain the current efficiency and the external quantum efficiency obtained by adding the light emission efficiencies of the first light emission unit 13A, the second light emission unit 13B, and the third light emission unit 13C.
  • the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer 14B may be made of a laminate of an electron accepting substance and an electron donating substance.
  • the organic EL element 10 includes the second light emitting unit 13B positioned on the first electrode 11 side with the second charge generation layer 14B interposed therebetween, and the first electrode with the first charge generation layer 14A interposed therebetween.
  • the organic EL element 10 includes a third light emitting unit 13C positioned on the second electrode 12 side with the second charge generation layer 14B interposed therebetween, and a second electrode 12 side with the first charge generation layer 14A interposed therebetween. Electrons are injected into the second light emitting unit 13B located at the position. Thereby, light emission from the first light-emitting unit 13A, the second light-emitting unit 13B, and the third light-emitting unit 13C can be obtained simultaneously with the same amount of current. For this reason, it is possible to obtain the current efficiency and the external quantum efficiency obtained by adding the light emission efficiencies of the first light emission unit 13A, the second light emission unit 13B, and the third light emission unit 13C.
  • a material constituting the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer 14B for example, a material described in JP-A-2003-272860 can be used. Among these, the materials described in paragraphs [0019] to [0021] can be preferably used. Further, as materials constituting the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer 14B, materials described in paragraphs [0023] to [0026] of “International Publication No. 2010/113493” are used. be able to. Among them, in particular, the strong electron accepting substance (HATCN6) described in paragraph [0059] can be preferably used. In the structure represented by the following formula (1), when the substituent described in R is CN (cyano group), it corresponds to HATCN6 described above.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of an emission spectrum of white light obtained by the organic EL element 10 of the present embodiment. Specifically, as shown in FIG. 2, the white light obtained by the organic EL element 10 has a continuous emission spectrum S as a so-called visible light over a wavelength range of at least 380 nm to 780 nm.
  • the emission spectrum S has one peak wavelength p 1 in the red wavelength range R of 590 nm to 640 nm, one peak wavelength p 2 in the green wavelength range G of 500 nm to 560 nm, and one in the blue wavelength range B of 440 nm to 490 nm. It has a peak wavelength p 3 or two peak wavelengths p 3 and p 4 .
  • Blue light emitted from the blue light emitting layer is an important factor for obtaining white light having a high color temperature.
  • the organic EL element 10 of this embodiment can obtain white light with a high color temperature.
  • light emission in a low color temperature region such as a light bulb color is suitable, and high-efficiency light emission at a warm white color or higher, which has a higher color temperature. It was difficult to get.
  • the upper limit color temperature of the light bulb color (L) is 3250K, but in the organic EL element 10 of the present embodiment, the correlated color temperature is 3300K.
  • the above highly efficient white light emission can be obtained.
  • the emission intensities of the peak wavelengths p 3 and p 4 in the blue wavelength region B of 440 to 490 nm are the emission intensities of the peak wavelength p 1 in the red wavelength region R of 590 to 640 nm and the green light region G of 500 to 560 nm. preferably higher than the emission intensity of the peak wavelength p 2.
  • the organic EL element 10 of this embodiment can further raise the color temperature of white light.
  • white light having a correlated color temperature of 5000 K or higher can be obtained.
  • the position wavelength of the peak wavelength in the green wavelength range of 500 nm to 560 nm is an important factor for obtaining white light with high luminous efficiency.
  • the organic EL element 10 of this embodiment can obtain white light with high luminous efficiency.
  • white light having an external quantum efficiency of 20% or more can be obtained.
  • the position of the peak wavelength p 2 becomes shorter wavelength side than 540 nm, with a decrease in spectral luminous efficiency, luminous efficiency of the white light is reduced.
  • the emission intensity at the peak wavelength p 2 in the green wavelength range G of 500 nm to 560 nm is the emission intensity of the peak wavelength p 1 in the red wavelength range R of 590 to 640 nm, and the blue intensity of 440 nm to 490 nm. It is desirable that the emission intensity is lower than the peak wavelengths p 3 and p 4 in the wavelength band B. Thereby, the organic EL element 10 of this embodiment can further improve the luminous efficiency of white light. In the organic EL element 10 of the present embodiment, white light having an external quantum efficiency of 30% or more can be obtained.
  • the emission intensity at the peak wavelength p 2 in the green wavelength range G from 500 nm to 560 nm is the emission intensity at the peak wavelength p 1 in the red wavelength range R from 590 to 640 nm, and the peak wavelength p in the blue wavelength range B from 440 nm to 490 nm. 3 and p 4, the light intensity of the blue component is relatively weakened, so that the color temperature decreases.
  • the presence of the bottom wavelength in the wavelength region of 550 nm to 600 nm is an important factor for obtaining white light with high color rendering properties.
  • the organic EL element 10 of this embodiment can obtain white light with high color rendering properties.
  • white light having an average color rendering index (Ra) of 70 or more, a special color rendering index (Ri) of R6 of 60 or more, and R12 of 30 or more can be obtained.
  • Table 1, FIG. 3, and FIG. 4 show simulation results for verifying the influence of R6 and R12 in the white element.
  • This simulation is obtained when the emission intensity of green and red is fixed at 1.0 and the emission intensity of the blue spectrum is set to an arbitrary ratio in a white element of a blue, green, and red three-wavelength system. The numerical value was normalized by dividing the spectral intensity of the obtained white light by the red peak wavelength intensity. Further, various characteristic values are calculated when the emission intensity of the blue spectrum is changed at an arbitrary ratio. The reason for fixing the green and red emission intensities to 1.0 is to quantitatively evaluate the influence of blue emission on R6 and R12.
  • Blue (450 nm) emission intensity in Table 1 represents the emission intensity at 450 nm, which is the peak wavelength of the blue spectrum.
  • FIG. 3 shows a white spectrum calculated by simulation when the intensity of the blue spectrum is changed. The blue spectrum, green spectrum, and red spectrum used in the simulation have the same wavelength and waveform as the emission spectrum of Example 1 described later.
  • the deviation duv is preferably in the range of ⁇ 0.015 to +0.015, and more preferably in the range of ⁇ 0.01 to +0.01.
  • a spectrum No. having a R12 value of 60 or more is used. 7-No. In No. 9, no. 4 to No. High color rendering properties and high color temperature light emission can be obtained compared to 6, and since the deviation duv is small, high color temperature white light emission particularly excellent in color rendering properties can be obtained.
  • FIG. 5 and FIG. 6 show the simulation results for verifying the influence of R6 and R12 in the white element.
  • This simulation is obtained when the blue and red emission intensity is fixed at 1.0 and the emission intensity of the green spectrum is set to an arbitrary ratio in a blue, green, and red three-wavelength white element.
  • the numerical value was normalized by dividing the spectral intensity of the white light by the blue peak wavelength intensity. Further, various characteristic values are calculated when the emission intensity of the green spectrum is changed at an arbitrary ratio.
  • the reason for fixing the blue and red emission intensities to 1.0 is to quantitatively evaluate the influence of green emission on R6 and R12.
  • FIG. 5 when the emission intensity of the green spectrum is changed, the intensity of the red spectrum also changes.
  • the emission intensity of the peak wavelength in the green wavelength region of 500 nm to 560 nm is the emission intensity of the peak wavelength in the blue wavelength region of 440 nm to 490 nm and the emission intensity of the peak wavelength in the red wavelength region of 590 nm to 640 nm. It is lower than either. Furthermore, the spectrum No. of FIG. As shown in FIG. 5, the ratio of the emission intensity of the peak wavelength in the green wavelength region of 500 nm to 560 nm to the emission intensity of the peak wavelength in the red wavelength region of 590 nm to 640 nm is 0.9 or less.
  • Green (544 nm) emission intensity in Table 2 represents the emission intensity of 544 nm, which is the peak wavelength of the green spectrum.
  • FIG. 5 shows a white spectrum calculated by simulation when the intensity of the blue spectrum is changed. The blue spectrum, green spectrum, and red spectrum used in the simulation have the same wavelength and waveform as the emission spectrum of Example 1 described later.
  • the organic EL element 10 of the present embodiment in the blue wavelength range B to the green wavelength range G of 500 nm to 520 nm, between the two adjacent peak wavelengths p 2 and p 3 , it is desirable to have one bottom wavelength b 2.
  • the light emission efficiency and the color rendering property of white light can be optimized simultaneously by suitably controlling the ratio of the emission intensities of the peak wavelengths p 2 and p 3 .
  • the emission intensity of one bottom wavelength b 2 in the blue wavelength range B to the green wavelength range G of 500 nm to 520 nm has a wavelength of 570 nm to 590 nm. It is preferably lower than the emission intensity of the bottom wavelengths b 1 and b 3 in the region (green wavelength region G to red wavelength region R).
  • the light emission intensity ratio of the peak wavelengths p 1 to p 2 forming the bottom wavelength b 1 and the light emission intensity ratio of the peak wavelengths p 3 to p 4 forming the bottom wavelength b 3 can be suitably controlled, respectively.
  • the color temperature of the light can be optimized.
  • the emission intensity of the peak wavelength having the highest emission intensity is (A), and the blue wavelength of 500 nm to 520 nm.
  • the emission intensity of one bottom wavelength b 1 in the region B to the green wavelength region G is (B)
  • the ratio of (B) to (A) ((B) / (A)) is 0.50 or less.
  • the color temperature and color rendering of white light can be optimized simultaneously.
  • the organic EL element 10 of the present embodiment can obtain white light with high color temperature, light emission efficiency, and color rendering properties. Further, in the organic EL element 10 of the present embodiment, the first light emitting unit 13A, the second light emitting unit 13B, and the third light emitting unit 13C have the first charge generating layer 14A and the second charge generating layer 14B. Since the MPE structure is sandwiched and stacked, white light capable of high luminance emission and long life driving can be obtained. Thereby, the organic EL element 10 of this embodiment can be used suitably for both a display device and a lighting device.
  • FIG. 7 is a sectional view showing a schematic configuration of the second embodiment of the organic EL element of the present invention.
  • the organic EL element 20 of the present embodiment includes a plurality of light emitting units 23 ⁇ / b> A, 23 ⁇ / b> B including at least a light emitting layer made of an organic compound between the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • 23C has a structure in which charge generation layers (CGL) 24A and 24B are sandwiched therebetween.
  • the organic EL element 20 is an organic EL element from which white light can be obtained by light emission from the plurality of light emitting units 23A, 23B, and 23C.
  • the organic EL element 20 of the present embodiment includes a first light emitting unit 23A, a second light emitting unit 23B, and a third light emitting unit 23C.
  • the first light emitting unit 23A is a blue light emitting unit.
  • the blue light emitting unit includes a light emitting layer composed of a blue light emitting layer that emits blue light having one or two peak wavelengths in the blue wavelength region.
  • the blue light emitting layer may be either a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material. Blue light obtained from a blue light emitting unit including a blue fluorescent light emitting layer may contain a delayed fluorescent component.
  • the second light emitting unit 23B is a red / green light emitting unit or a red / green light emitting unit.
  • the red / green light emitting unit includes a red phosphorescent light emitting layer that emits red light having one peak wavelength in the red wavelength region, and a green phosphorescent light emitting layer that emits green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region.
  • a light emitting layer that is, the red / green light emitting unit is a layer formed by laminating a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer.
  • the red / green light emitting unit includes a light emitting layer composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor. That is, the red / green light emitting unit is a single layer (single layer) including a red phosphor and a green phosphor.
  • the third light emitting unit 23C is a blue light emitting unit.
  • the blue light emitting unit includes a light emitting layer composed of a blue light emitting layer that emits blue light having one or two peak wavelengths in the blue wavelength region.
  • the blue light emitting layer may be either a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material. Blue light obtained from a blue light emitting unit including a blue fluorescent light emitting layer may contain a delayed fluorescent component.
  • the first light emitting unit 23A and the second light emitting unit 23B are stacked with the first charge generation layer 24A interposed therebetween.
  • the second light emitting unit 23B and the third light emitting unit 23C are stacked with the second charge generation layer 24B interposed therebetween.
  • the organic EL element 20 of the present embodiment includes a second electrode 22, a third light emitting unit 23C, a second charge generation layer 24B, a second light emission unit 23B, a first charge generation layer 24A, and a first light emission.
  • the unit 23A and the first electrode 21 are stacked in this order. That is, in the organic EL element 20 of the present embodiment, the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C have the first charge generation layer 24A and the second charge generation layer 24B. It has an MPE structure that is sandwiched between layers.
  • white light obtained by the light emission of the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C covers at least a wavelength range of 380 nm to 780 nm. And has a continuous emission spectrum. Further, the organic EL element 20 of the present embodiment has one or two peak wavelengths in the blue wavelength region of 440 nm to 490 nm in this emission spectrum. Further, the organic EL element 20 of the present embodiment has one peak wavelength in the red wavelength region of 590 nm to 640 nm and one or two peak wavelengths in the green wavelength region of 500 nm to 560 nm in this emission spectrum.
  • the 1st electrode 21 the thing similar to the 1st electrode 11 in the above-mentioned 1st Embodiment can be used.
  • the second electrode 22 the same electrode as the second electrode 12 in the first embodiment described above can be used.
  • the first light emitting unit 23A is composed of a first electron transporting layer 25A, a first light emitting layer 26A, and a first hole transporting layer 27A.
  • the second light emitting unit 23B includes a second electron transport layer 25B, a second light emitting layer 26B, and a second hole transport layer 27B.
  • the third light emitting unit 23C includes a third electron transporting layer 25C, a third light emitting layer 26C, and a third hole transporting layer 27C.
  • the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C can adopt various structures in the same manner as a conventionally known organic EL element, and include at least a light emitting layer made of an organic compound. Any laminated structure may be used.
  • the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C have, for example, an electron injection layer, a hole blocking layer, and the like disposed on the first electrode 21 side of the light emitting layer, A hole injection layer, an electron blocking layer, or the like may be disposed on the second electrode 22 side.
  • the electron transport layer has the same configuration as the electron transport layer in the first embodiment described above.
  • the hole transport layer has the same configuration as the hole transport layer in the first embodiment described above.
  • the blue light emitting layer included in the first light emitting unit 23A and the third light emitting unit 23C is composed of a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material.
  • the blue light emitting layer includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound. Of these, the blue fluorescent material or the blue phosphor corresponds to the guest material. In any case, the blue emission is due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the blue light-emitting layer included in the first light-emitting unit 23A and the third light-emitting unit 23C the same material as the host material of the blue light-emitting layer in the first embodiment described above can be used.
  • the guest material of the blue light emitting layer included in the first light emitting unit 23A and the third light emitting unit 23C the same guest material as the guest material of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used. .
  • the light emitting layer included in the second light emitting unit 23B includes a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer when the second light emitting unit 23B is a red / green light emitting unit.
  • Each of the red phosphorescent light emitting layer and the green phosphorescent light emitting layer contains, as an organic compound, a host material that is a main component and a guest material that is a minor component.
  • the light emitting layer included in the second light emitting unit 23B includes a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor when the second light emitting unit 23B is a red / green light emitting unit.
  • the mixed layer of a red phosphor and a green phosphor includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound.
  • the red phosphor and the green phosphor correspond to guest materials.
  • red emission and green emission are due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the light emitting layer included in the second light emitting unit 23B the same material as the host material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. Further, as the guest material of the light emitting layer included in the second light emitting unit 23B, the same material as the guest material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. .
  • each layer constituting the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C for example, a vacuum deposition method, a spin coating method, or the like can be used.
  • the first charge generation layer 24 ⁇ / b> A and the second charge generation layer 24 ⁇ / b> B are made of an electrically insulating layer composed of an electron accepting material and an electron donating material.
  • the specific resistance of the electrically insulating layer is preferably 1.0 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ cm or more, and more preferably 1.0 ⁇ 10 5 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the first charge generation layer 24A and the second charge generation layer 24B may be composed of a mixed layer of different substances, and one component thereof may form a charge transfer complex by an oxidation-reduction reaction.
  • the organic EL element 20 includes the second light emitting unit 23B positioned on the first electrode 21 side with the second charge generation layer 24B interposed therebetween, and the first electrode with the first charge generation layer 24A interposed therebetween. Holes are injected into the first light emitting unit 23A located on the 21 side.
  • the organic EL element 20 includes a third light emitting unit 23C positioned on the second electrode 12 side with the second charge generation layer 24B interposed therebetween, and a second electrode 22 side with the first charge generation layer 24A interposed therebetween. Electrons are injected into the second light emitting unit 23B located at the position. Thereby, the light emission from the 1st light emission unit 23A, the 2nd light emission unit 23B, and the 3rd light emission unit 23C is obtained simultaneously with the same electric current amount. For this reason, it is possible to obtain the current efficiency and the external quantum efficiency obtained by adding the light emission efficiencies of the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C.
  • the first charge generation layer 24A and the second charge generation layer 24B may be made of a laminate of an electron accepting substance and an electron donating substance.
  • the organic EL element 20 includes the second light emitting unit 23B positioned on the first electrode 21 side with the second charge generation layer 24B interposed therebetween, and the first electrode with the first charge generation layer 24A interposed therebetween.
  • the organic EL element 20 includes a third light emitting unit 23C positioned on the second electrode 22 side with the second charge generation layer 24B interposed therebetween, and a second electrode 22 side with the first charge generation layer 24A interposed therebetween. Electrons are injected into the second light emitting unit 23B located at the position. Thereby, the light emission from the 1st light emission unit 23A, the 2nd light emission unit 23B, and the 3rd light emission unit 23C is obtained simultaneously with the same electric current amount. For this reason, it is possible to obtain the current efficiency and the external quantum efficiency obtained by adding the light emission efficiencies of the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C.
  • the material constituting the first charge generation layer 24A and the second charge generation layer 24B includes the material constituting the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer 14B in the first embodiment described above. Similar ones can be used.
  • the organic EL element 20 having the above structure white light can be obtained by the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C emitting light. Further, in the organic EL element 20 of the present embodiment, white light having high color temperature, light emission efficiency, and color rendering can be obtained as in the organic EL element 10 of the first embodiment described above. Further, in the organic EL element 20 of the present embodiment, the first light emitting unit 23A, the second light emitting unit 23B, and the third light emitting unit 23C have the first charge generating layer 24A and the second charge generating layer 24B. It has an MPE structure that is sandwiched between layers. For this reason, white light capable of high-luminance emission and long-life driving can be obtained. Thereby, the organic EL element 20 of this embodiment can be used suitably for both a display device and a lighting device.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows schematic structure of 3rd Embodiment of the organic EL element of this invention.
  • the organic EL element 30 of the present embodiment includes a plurality of light emitting units 33A, 33B including a light emitting layer made of at least an organic compound between the first electrode 31 and the second electrode 32.
  • 33C and 33D have a structure in which charge generation layers (CGL) 34A, 34B, and 34C are stacked.
  • the organic EL element 30 is an organic EL element from which white light can be obtained by the light emission of the plurality of light emitting units 33A, 33B, 33C, and 33D.
  • the organic EL element 30 of the present embodiment includes a first light emitting unit 33A, a second light emitting unit 33B, a third light emitting unit 33C, and a fourth light emitting unit 33D.
  • the first light emitting unit 33A is a red / green light emitting unit or a red / green light emitting unit.
  • the red / green light emitting unit includes a red phosphorescent light emitting layer that emits red light having one peak wavelength in the red wavelength region, and a green phosphorescent light emitting layer that emits green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region.
  • the red / green light emitting unit includes a light emitting layer composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor.
  • the red / green light emitting unit is a single layer (single layer) including a red phosphor and a green phosphor.
  • the second light emitting unit 33B is a blue light emitting unit.
  • the blue light emitting unit includes a light emitting layer composed of a blue light emitting layer that emits blue light having one or two peak wavelengths in the blue wavelength region.
  • the blue light emitting layer may be either a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material. Blue light obtained from a blue light emitting unit including a blue fluorescent light emitting layer may contain a delayed fluorescent component.
  • the third light emitting unit 33C is a red / green light emitting unit or a red / green light emitting unit.
  • the red / green light emitting unit includes a red phosphorescent light emitting layer that emits red light having one peak wavelength in the red wavelength region, and a green phosphorescent light emitting layer that emits green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region.
  • the red / green light emitting unit includes a light emitting layer composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor.
  • the red / green light emitting unit is a single layer (single layer) including a red phosphor and a green phosphor.
  • the fourth light emitting unit 33D is a blue light emitting unit.
  • the blue light emitting unit includes a light emitting layer composed of a blue light emitting layer that emits blue light having one or two peak wavelengths in the blue wavelength region.
  • the blue light emitting layer may be either a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material. Blue light obtained from a blue light emitting unit including a blue fluorescent light emitting layer may contain a delayed fluorescent component.
  • the first light emitting unit 33A and the second light emitting unit 33B are stacked with the first charge generation layer 34A interposed therebetween.
  • the second light emitting unit 33B and the third light emitting unit 33C are stacked with the second charge generation layer 34B interposed therebetween.
  • the third light emitting unit 33C and the fourth light emitting unit 33D are stacked with the third charge generation layer 34C interposed therebetween.
  • the organic EL element 30 of the present embodiment includes a second electrode 32, a fourth light emitting unit 33D, a third charge generation layer 34C, a third light emission unit 33C, a second charge generation layer 34B, and a second light emission.
  • the unit 33B, the first charge generation layer 34A, the first light emitting unit 33A, and the first electrode 31 are stacked in this order. That is, the organic EL element 30 of the present embodiment includes the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D, the first charge generation layer 34A, and the second light emitting unit 33D.
  • the MPE structure is formed by sandwiching the second charge generation layer 34B and the third charge generation layer 34C.
  • the white light obtained when the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D emit light is at least 380 nm. It has a continuous emission spectrum over a wavelength range of ⁇ 780 nm. Further, the organic EL element 30 of the present embodiment has one or two peak wavelengths in the blue wavelength range of 440 nm to 490 nm in this emission spectrum. Further, the organic EL element 30 of the present embodiment has one peak wavelength in the red wavelength region of 590 nm to 640 nm and one or two peak wavelengths in the green wavelength region of 500 nm to 560 nm in this emission spectrum.
  • the 1st electrode 31 the thing similar to the 1st electrode 11 in the above-mentioned 1st Embodiment can be used.
  • the second electrode 32 the same electrode as the second electrode 12 in the first embodiment described above can be used.
  • the first light emitting unit 33A includes a first electron transporting layer 35A, a first light emitting layer 36A, and a first hole transporting layer 37A.
  • the second light emitting unit 33B includes a second electron transport layer 35B, a second light emitting layer 36B, and a second hole transport layer 37B.
  • the third light emitting unit 33C includes a third electron transporting layer 35C, a third light emitting layer 36C, and a third hole transporting layer 37C.
  • the fourth light emitting unit 33D is composed of a fourth electron transporting layer 35D, a fourth light emitting layer 36D, and a fourth hole transporting layer 37D.
  • the first light-emitting unit 33A, the second light-emitting unit 33B, the third light-emitting unit 33C, and the fourth light-emitting unit 33D can adopt various structures in the same manner as conventionally known organic EL elements, and at least organic Any laminated structure may be used as long as it includes a light emitting layer made of a compound.
  • the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D have, for example, an electron injection layer and a hole blocking layer on the first electrode 31 side of the light emitting layer. Or the like, and a hole injection layer, an electron blocking layer, or the like may be disposed on the second electrode 32 side of the light emitting layer.
  • the electron transport layer has the same configuration as the electron transport layer in the first embodiment described above.
  • the hole transport layer has the same configuration as the hole transport layer in the first embodiment described above.
  • the light emitting layer included in the first light emitting unit 33A is composed of a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer when the first light emitting unit 33A is a red / green light emitting unit.
  • Each of the red phosphorescent light emitting layer and the green phosphorescent light emitting layer contains, as an organic compound, a host material that is a main component and a guest material that is a minor component.
  • the light emitting layer included in the first light emitting unit 33A includes a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor when the first light emitting unit 33A is a red / green light emitting unit.
  • the mixed layer of a red phosphor and a green phosphor includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound.
  • the red phosphor and the green phosphor correspond to guest materials.
  • red emission and green emission are due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 33A the same material as the host material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used.
  • the guest material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 33A the same material as the guest material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. .
  • the blue light emitting layer included in the second light emitting unit 33B is composed of a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material.
  • the blue light emitting layer includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound. Of these, the blue fluorescent material or the blue phosphor corresponds to the guest material. In any case, the blue emission is due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the blue light emitting layer included in the second light emitting unit 33B the same host material as that of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used. Further, as the guest material of the blue light emitting layer included in the second light emitting unit 33B, the same guest material as that of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used.
  • the light emitting layer included in the third light emitting unit 33C includes a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer when the third light emitting unit 33C is a red / green light emitting unit.
  • Each of the red phosphorescent light emitting layer and the green phosphorescent light emitting layer contains, as an organic compound, a host material that is a main component and a guest material that is a minor component.
  • the light emitting layer included in the third light emitting unit 33C includes a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor when the third light emitting unit 33C is a red / green light emitting unit.
  • the mixed layer of a red phosphor and a green phosphor includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound.
  • the red phosphor and the green phosphor correspond to guest materials.
  • red emission and green emission are due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the light emitting layer included in the third light emitting unit 33C the same material as the host material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. Further, as the guest material of the light emitting layer included in the third light emitting unit 33C, the same guest material as that of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. .
  • the blue light emitting layer included in the fourth light emitting unit 33D is composed of a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material.
  • the blue light emitting layer includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound. Of these, the blue fluorescent material or the blue phosphor corresponds to the guest material. In any case, the blue emission is due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the blue light emitting layer included in the fourth light emitting unit 33D the same material as the host material of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used.
  • the guest material of the blue light emitting layer included in the fourth light emitting unit 33D the same guest material as that of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used.
  • each layer constituting the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D for example, a vacuum deposition method, a spin coating method, or the like is used. be able to.
  • the first charge generation layer 34A, the second charge generation layer 34B, and the third charge generation layer 34C are made of an electrically insulating layer composed of an electron accepting material and an electron donating material.
  • the specific resistance of the electrically insulating layer is preferably 1.0 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ cm or more, and more preferably 1.0 ⁇ 10 5 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the first charge generation layer 34A, the second charge generation layer 34B, and the third charge generation layer 34C are composed of mixed layers of different substances, and one component thereof forms a charge transfer complex by an oxidation-reduction reaction. It may be.
  • the charges in the charge transfer complex are directed toward the first electrode 31 and the second electrode 32, respectively.
  • Holes are injected into the second light emitting unit 33B and the first light emitting unit 33A located on the first electrode 31 side with the first charge generation layer 34A interposed therebetween. Furthermore, a third light emitting unit 33D positioned on the second electrode 32 side with the third charge generation layer 34C interposed therebetween, and a third light emitting unit 33D positioned on the second electrode 32 side with the second charge generation layer 34B interposed therebetween. Electrons are injected into the light emitting unit 33C and the second light emitting unit 33B located on the second electrode 32 side with the first charge generation layer 34A interposed therebetween.
  • the light emission from the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D can be obtained simultaneously with the same amount of current. For this reason, it is possible to obtain the current efficiency and the external quantum efficiency obtained by adding the light emission efficiencies of the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D.
  • the first charge generation layer 34A, the second charge generation layer 34B, and the third charge generation layer 34C may be formed of a laminate of an electron accepting substance and an electron donating substance.
  • the organic EL element 30 includes the third light emitting unit 33C positioned on the first electrode 31 side with the third charge generation layer 34C interposed therebetween, and the first electrode with the second charge generation layer 34B interposed therebetween.
  • the organic EL element 30 includes a third light emitting unit 33D positioned on the second electrode 32 side with the third charge generation layer 34C interposed therebetween, and a second electrode 32 side with the second charge generation layer 34B interposed therebetween. Electrons are injected into the third light-emitting unit 33C located at the second and the second light-emitting unit 33B located on the second electrode 32 side with the first charge generation layer 34A interposed therebetween.
  • the light emission from the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D can be obtained simultaneously with the same amount of current. For this reason, it is possible to obtain the current efficiency and the external quantum efficiency obtained by adding the light emission efficiencies of the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D.
  • Examples of the material constituting the first charge generation layer 34A, the second charge generation layer 34B, and the third charge generation layer 34C include the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer in the first embodiment described above. The same material as that constituting the generation layer 14B can be used.
  • the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D emit light, thereby obtaining white light. be able to.
  • white light with high color temperature, luminous efficiency, and color rendering can be obtained similarly to the organic EL element 10 in the first embodiment described above.
  • the organic EL element 30 of the present embodiment includes the first light emitting unit 33A, the second light emitting unit 33B, the third light emitting unit 33C, and the fourth light emitting unit 33D, the first charge generation layer 34A, and the second light emitting unit 33D.
  • the MPE structure is formed by sandwiching the second charge generation layer 34B and the third charge generation layer 34C. For this reason, white light capable of high-luminance emission and long-life driving can be obtained. Thereby, the organic EL element 30 of this embodiment can be used suitably for both a display device and a lighting device.
  • FIG. 9 is sectional drawing which shows schematic structure of 4th Embodiment of the organic EL element of this invention.
  • the organic EL element 40 of the present embodiment includes a plurality of light emitting units 43 ⁇ / b> A, 43 ⁇ / b> B including a light emitting layer made of at least an organic compound between a first electrode 41 and a second electrode 42.
  • 43C, 43D, 43E, and 43F have a structure in which charge generation layers (CGL) 44A, 44B, 44C, 44D, and 44E are sandwiched therebetween.
  • CGL charge generation layers
  • the organic EL element 40 is an organic EL element from which white light can be obtained by light emission from the plurality of light emitting units 43A, 43B, 43C, 43D, 43E, and 43F.
  • the organic EL element 40 of the present embodiment includes a first light emitting unit 43A, a second light emitting unit 43B, a third light emitting unit 43C, a fourth light emitting unit 43D, and a fifth light emitting unit 43E. And a sixth light emitting unit 43F.
  • the first light emitting unit 43A is a red / green light emitting unit or a red / green light emitting unit.
  • the red / green light emitting unit includes a red phosphorescent light emitting layer that emits red light having one peak wavelength in the red wavelength region, and a green phosphorescent light emitting layer that emits green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region.
  • the red / green light emitting unit includes a light emitting layer composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor.
  • the red / green light emitting unit is a single layer (single layer) including a red phosphor and a green phosphor.
  • the second light emitting unit 43B is a blue light emitting unit.
  • the blue light emitting unit includes a light emitting layer composed of a blue light emitting layer that emits blue light having one or two peak wavelengths in the blue wavelength region.
  • the blue light emitting layer may be either a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material. Blue light obtained from a blue light emitting unit including a blue fluorescent light emitting layer may contain a delayed fluorescent component.
  • the third light emitting unit 43C is a red / green light emitting unit or a red / green light emitting unit.
  • the red / green light emitting unit includes a red phosphorescent light emitting layer that emits red light having one peak wavelength in the red wavelength region, and a green phosphorescent light emitting layer that emits green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region.
  • the red / green light emitting unit includes a light emitting layer composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor.
  • the red / green light emitting unit is a single layer (single layer) including a red phosphor and a green phosphor.
  • the fourth light emitting unit 43D is a red / green light emitting unit or a red / green light emitting unit.
  • the red / green light emitting unit includes a red phosphorescent light emitting layer that emits red light having one peak wavelength in the red wavelength region, and a green phosphorescent light emitting layer that emits green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region.
  • the red / green light emitting unit includes a light emitting layer composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor. That is, the red / green light emitting unit is a single layer (single layer) including a red phosphor and a green phosphor.
  • the fifth light emitting unit 43E is a blue light emitting unit.
  • the blue light emitting unit includes a light emitting layer composed of a blue light emitting layer that emits blue light having one or two peak wavelengths in the blue wavelength region.
  • the blue light emitting layer may be either a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material.
  • Blue light obtained from a blue light emitting unit including a blue fluorescent light emitting layer may contain a delayed fluorescent component.
  • the sixth light emitting unit 43F is a red / green light emitting unit or a red / green light emitting unit.
  • the red / green light emitting unit includes a red phosphorescent light emitting layer that emits red light having one peak wavelength in the red wavelength region, and a green phosphorescent light emitting layer that emits green light having one or two peak wavelengths in the green wavelength region.
  • the red / green light emitting unit includes a light emitting layer composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor. That is, the red / green light emitting unit is a single layer (single layer) including a red phosphor and a green phosphor.
  • the first light emitting unit 43A and the second light emitting unit 43B are stacked with the first charge generation layer 44A interposed therebetween.
  • the second light emitting unit 43B and the second light emitting unit 43C are stacked with the second charge generation layer 44B interposed therebetween.
  • the third light emitting unit 43C and the fourth light emitting unit 43D are stacked with the third charge generation layer 44C interposed therebetween.
  • the fourth light emitting unit 43D and the fifth light emitting unit 43E are stacked with the fourth charge generation layer 44D interposed therebetween.
  • the fifth light emitting unit 43E and the sixth light emitting unit 43F are stacked with the fifth charge generation layer 44E interposed therebetween.
  • the organic EL element 40 of the present embodiment includes a second electrode 42, a sixth light emitting unit 43F, a fifth charge generation layer 44E, a fifth light emission unit 43E, a fourth charge generation layer 44D, and a fourth light emission.
  • the electrodes 41 are stacked in this order. That is, the organic EL element 40 of the present embodiment includes the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E, and the sixth light emitting unit 43E.
  • the light emitting unit 43F is stacked with the first charge generation layer 44A, the second charge generation layer 44B, the third charge generation layer 44C, the fourth charge generation layer 44D, and the fifth charge generation layer 44E interposed therebetween. It has an MPE
  • the organic EL element 40 of the present embodiment includes a first light emitting unit 43A, a second light emitting unit 43B, a third light emitting unit 43C, a fourth light emitting unit 43D, a fifth light emitting unit 43E, and a sixth light emitting unit.
  • White light obtained by emission of 43F has a continuous emission spectrum over a wavelength range of at least 380 nm to 780 nm.
  • the organic EL element 40 of the present embodiment has one or two peak wavelengths in the blue wavelength region of 440 nm to 490 nm in this emission spectrum.
  • the organic EL element 40 of the present embodiment has one peak wavelength in the red wavelength region of 590 nm to 640 nm and one or two peak wavelengths in the green wavelength region of 500 nm to 560 nm in this emission spectrum.
  • the 1st electrode 41 the thing similar to the 1st electrode 11 in the above-mentioned 1st Embodiment can be used.
  • the second electrode 42 the same electrode as the second electrode 12 in the first embodiment described above can be used.
  • the first light emitting unit 43A includes a first electron transporting layer 45A, a first light emitting layer 46A, and a first hole transporting layer 47A.
  • the second light emitting unit 43B includes a second electron transport layer 45B, a second light emitting layer 46B, and a second hole transport layer 47B.
  • the fourth light emitting unit 43C is composed of a third electron transporting layer 45C, a third light emitting layer 46C, and a third hole transporting layer 47C.
  • the fourth light emitting unit 43D is composed of a fourth electron transporting layer 45D, a fourth light emitting layer 46D, and a fourth hole transporting layer 47D.
  • the fifth light emitting unit 43E includes a fifth electron transport layer 45E, a fifth light emitting layer 46E, and a fifth hole transport layer 47E.
  • the sixth light emitting unit 43F is composed of a sixth electron transporting layer 45F, a sixth light emitting layer 46F, and a sixth hole transporting layer 47F.
  • the first light-emitting unit 43A, the second light-emitting unit 43B, the third light-emitting unit 43C, the fourth light-emitting unit 43D, the fifth light-emitting unit 43E and the sixth light-emitting unit 43F are conventionally known organic EL elements. Similarly, various structures can be employed, and any stacked structure may be used as long as it includes at least a light emitting layer made of an organic compound.
  • the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E, and the sixth light emitting unit 43F are, for example, the first light emitting layer.
  • An electron injection layer, a hole blocking layer, or the like may be disposed on the electrode 41 side, and a hole injection layer, an electron blocking layer, or the like may be disposed on the second electrode 42 side of the light emitting layer.
  • the electron transport layer has the same configuration as the electron transport layer in the first embodiment described above.
  • the hole transport layer has the same configuration as the hole transport layer in the first embodiment described above.
  • the light emitting layer included in the first light emitting unit 43A includes a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer when the first light emitting unit 43A is a red / green light emitting unit.
  • Each of the red phosphorescent light emitting layer and the green phosphorescent light emitting layer contains, as an organic compound, a host material that is a main component and a guest material that is a minor component.
  • the light emitting layer included in the first light emitting unit 43A is composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor when the first light emitting unit 43A is a red / green light emitting unit.
  • the mixed layer of a red phosphor and a green phosphor includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound.
  • the red phosphor and the green phosphor correspond to guest materials.
  • red emission and green emission are due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 43A the same material as the host material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used.
  • the guest material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 43A the same material as the guest material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. .
  • the blue light emitting layer included in the second light emitting unit 43B is composed of a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material.
  • the blue light emitting layer includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound. Of these, the blue fluorescent material or the blue phosphor corresponds to the guest material. In any case, the blue emission is due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the blue light emitting layer included in the second light emitting unit 43B the same host material as that of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used. Further, as the guest material of the blue light emitting layer included in the second light emitting unit 43B, the same guest material as that of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used.
  • the light emitting layer included in the third light emitting unit 43C includes a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer when the third light emitting unit 43C is a red / green light emitting unit.
  • Each of the red phosphorescent light emitting layer and the green phosphorescent light emitting layer contains, as an organic compound, a host material that is a main component and a guest material that is a minor component.
  • the light emitting layer included in the third light emitting unit 43C includes a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor when the third light emitting unit 43C is a red / green light emitting unit.
  • the mixed layer of a red phosphor and a green phosphor includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound.
  • the red phosphor and the green phosphor correspond to guest materials.
  • red emission and green emission are due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the light-emitting layer included in the third light-emitting unit 43C the same material as the host material of the light-emitting layer included in the first light-emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. Further, as the guest material of the light emitting layer included in the third light emitting unit 43C, the same guest material as that of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. .
  • the light emitting layer included in the fourth light emitting unit 43D is composed of a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer when the fourth light emitting unit 43D is a red / green light emitting unit.
  • Each of the red phosphorescent light emitting layer and the green phosphorescent light emitting layer contains, as an organic compound, a host material that is a main component and a guest material that is a minor component.
  • the light emitting layer included in the fourth light emitting unit 43D is composed of a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor when the fourth light emitting unit 43D is a red / green light emitting unit.
  • the mixed layer of a red phosphor and a green phosphor includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound.
  • the red phosphor and the green phosphor correspond to guest materials.
  • red emission and green emission are due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the light-emitting layer included in the fourth light-emitting unit 43D the same material as the host material of the light-emitting layer included in the first light-emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used.
  • the guest material of the light emitting layer included in the fourth light emitting unit 43D the same material as the guest material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. .
  • the blue light emitting layer included in the fifth light emitting unit 43E is composed of a blue fluorescent light emitting layer containing a blue fluorescent material or a blue phosphorescent light emitting layer containing a blue phosphorescent material.
  • the blue light emitting layer includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound. Of these, the blue fluorescent material or the blue phosphor corresponds to the guest material. In any case, the blue emission is due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the blue light emitting layer included in the fifth light emitting unit 43E the same host material as that of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used.
  • the guest material of the blue light emitting layer included in the fifth light emitting unit 43E the same guest material as that of the blue light emitting layer in the first embodiment described above can be used.
  • the light emitting layer included in the sixth light emitting unit 43F includes a red phosphorescent light emitting layer and a green phosphorescent light emitting layer when the sixth light emitting unit 43F is a red / green light emitting unit.
  • Each of the red phosphorescent light emitting layer and the green phosphorescent light emitting layer contains, as an organic compound, a host material that is a main component and a guest material that is a minor component.
  • the light emitting layer included in the sixth light emitting unit 43F includes a mixed layer of a red phosphor and a green phosphor when the sixth light emitting unit 43F is a red / green light emitting unit.
  • the mixed layer of a red phosphor and a green phosphor includes a host material that is a main component and a guest material that is a minor component as an organic compound.
  • the red phosphor and the green phosphor correspond to guest materials.
  • red emission and green emission are due in particular to the nature of the guest material.
  • the host material of the light emitting layer included in the sixth light emitting unit 43F the same material as the host material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. Further, as the guest material of the light emitting layer included in the sixth light emitting unit 43F, the same material as the guest material of the light emitting layer included in the first light emitting unit 13A in the first embodiment described above can be used. .
  • each layer constituting the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E and the sixth light emitting unit 43F As a film forming method of each layer constituting the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E and the sixth light emitting unit 43F.
  • a vacuum deposition method, a spin coating method, or the like can be used.
  • the first charge generation layer 44A, the second charge generation layer 44B, the third charge generation layer 44C, the fourth charge generation layer 44D, and the fifth charge generation layer 44E include an electron accepting substance and an electron donating substance.
  • an electrically insulating layer composed of The specific resistance of the electrically insulating layer is preferably 1.0 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ cm or more, and more preferably 1.0 ⁇ 10 5 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the first charge generation layer 44A, the second charge generation layer 44B, the third charge generation layer 44C, the fourth charge generation layer 44D, and the fifth charge generation layer 44E are mixed layers of different substances.
  • One component may form a charge transfer complex by oxidation-reduction reaction.
  • the organic EL element 40 includes the fifth light emitting unit 43E positioned on the first electrode 41 side with the fifth charge generation layer 44E interposed therebetween, and the first electrode with the fourth charge generation layer 44 interposed therebetween.
  • the organic EL element 40 includes a sixth light-emitting unit 43F positioned on the second electrode 42 side with the fifth charge generation layer 44E interposed therebetween, and a second electrode 42 side with the fourth charge generation layer 44D interposed therebetween.
  • the luminous efficiency of the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E, and the sixth light emitting unit 43F is added up. It is possible to obtain current efficiency and external quantum efficiency.
  • the first charge generation layer 44A, the second charge generation layer 44B, the third charge generation layer 44C, the fourth charge generation layer 44D, and the fifth charge generation layer 44E are provided with an electron-accepting substance and an electron donor. It may be composed of a laminate with a functional substance. In this case, when a voltage is applied between the first electrode 41 and the second electrode 42, the electron accepting substance, the electron donating substance, and the electron accepting substance are separated at the interface between the electron accepting substance and the electron donating substance. The charges generated by the reaction involving the movement of electrons between the first and second electrodes move toward the first electrode 41 side and the second electrode 42 side, respectively.
  • the organic EL element 40 includes the fifth light emitting unit 43E positioned on the first electrode 41 side with the fifth charge generation layer 44E interposed therebetween, and the first electrode with the fourth charge generation layer 44 interposed therebetween.
  • the fourth light emitting unit 43D positioned on the 41st side, the third light emitting unit 43C positioned on the first electrode 41 side with the third charge generating layer 44C interposed therebetween, and the second charge generating layer 44B interposed therebetween Holes are injected into the second light emitting unit 43B located on the first electrode 41 side and the first light emitting unit 43A located on the first electrode 41 side with the first charge generation layer 44A interposed therebetween.
  • the organic EL element 40 includes a sixth light-emitting unit 43F positioned on the second electrode 42 side with the fifth charge generation layer 44E interposed therebetween, and a second electrode 42 side with the fourth charge generation layer 44D interposed therebetween.
  • the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E and the sixth light emitting unit 43F with the same current amount. Can be obtained simultaneously. Therefore, the luminous efficiency of the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E, and the sixth light emitting unit 43F is added up. It is possible to obtain current efficiency and external quantum efficiency.
  • Examples of the material constituting the first charge generation layer 44A, the second charge generation layer 44B, the third charge generation layer 44C, the fourth charge generation layer 44D, and the fifth charge generation layer 44E include the first charge generation layer described above. The same materials as those constituting the first charge generation layer 14A and the second charge generation layer 14B in the embodiment can be used.
  • the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E and the sixth light emitting unit 43E When the light emitting unit 43F emits light, white light can be obtained. Moreover, in the organic EL element 40 of this embodiment, white light with high color temperature, luminous efficiency, and color rendering property can be obtained similarly to the organic EL element 10 in the above-mentioned first embodiment.
  • the organic EL element 40 of the present embodiment includes the first light emitting unit 43A, the second light emitting unit 43B, the third light emitting unit 43C, the fourth light emitting unit 43D, the fifth light emitting unit 43E, and the sixth light emitting unit 43E.
  • the light emitting unit 43F is stacked with the first charge generation layer 44A, the second charge generation layer 44B, the third charge generation layer 44C, the fourth charge generation layer 44D, and the fifth charge generation layer 44E interposed therebetween. Since it has an MPE structure, it is possible to obtain white light capable of high luminance emission and long life driving. Thereby, the organic EL element 40 of this embodiment can be used suitably for both a display device and a lighting device.
  • FIG. 10 is sectional drawing which shows schematic structure of 5th Embodiment of the organic EL element of this invention.
  • the organic EL element 50 of the present embodiment has a structure in which a plurality of organic EL elements 10 of the first embodiment described above are provided in parallel on a transparent substrate 58.
  • the organic EL element 10 is divided for each second electrode 12 provided on the transparent substrate 58 at a predetermined interval.
  • Each organic EL element 10 constitutes a light emitting part of the organic EL element 50, and three different color filters 59A of red, green and blue are provided at positions corresponding to the respective light emitting parts via the transparent substrate 58. 59B and 59C are alternately arranged.
  • White light obtained from the individual organic EL elements 10 passes through three different color filters 59A, 59B and 59C (red color filter 59A, green color filter 59B and blue color filter 59C) of red, green and blue, respectively. , Converted into green light and blue light and emitted to the outside.
  • white light having high color temperature, light emission efficiency, and high color rendering properties can be used as a starting point, and red light, green light, and blue light having high color purity can be extracted.
  • the array in which the red color filter 59A, the green color filter 59B, and the blue color filter 59C are alternately arranged forms an RGB array.
  • the RGB arrangement is selected from the group consisting of a stripe arrangement in which RGB is arranged linearly, a mosaic arrangement in which RGB is arranged in an oblique direction, a delta arrangement in which RGB is arranged in a triangle, and a pentile arrangement in which RG and GB are arranged alternately. Any one of them may be used. Thereby, it is possible to realize high-definition and natural color image display on the display device.
  • the organic EL element 50 of the present embodiment can be suitably used for a display device.
  • the organic EL element 50 of this embodiment is not necessarily limited to the above configuration, and can be appropriately changed.
  • the organic EL element 50 of the present embodiment instead of the organic EL element 10, the organic EL element 20 in the second embodiment, the organic EL element 30 in the third embodiment, and the fourth embodiment are used.
  • the organic EL element 40 can also be used.
  • the organic EL element 50 of the present embodiment may have a structure in which three different color filters of red, green, and blue are installed between the transparent substrate 58 and the second electrode 12.
  • FIG. 11 is sectional drawing which shows schematic structure of 6th Embodiment of the organic EL element of this invention.
  • the organic EL element 60 of the present embodiment has a structure in which a plurality of organic EL elements 10 of the first embodiment described above are provided in parallel on a transparent substrate 68.
  • the organic EL element 10 is divided for each second electrode 12 provided on the transparent substrate 68 at a predetermined interval.
  • Each organic EL element 10 constitutes a light emitting part of the organic EL element 60, and three different color filters 69A of red, green and blue are provided at positions corresponding to the respective light emitting parts via the transparent substrate 68. 69B, 69C, and absence portions of the color filter are alternately arranged.
  • White light obtained from each organic EL element 10 is red light through three different color filters 69A, 69B, and 69C (red color filter 69A, green color filter 69B, and blue color filter 69C) of red, green, and blue, respectively. , Converted into green light and blue light and emitted to the outside.
  • white light having high color temperature, light emission efficiency, and high color rendering properties can be used as a starting point, and red light, green light, and blue light with high color purity can be extracted.
  • the white light obtained from the organic EL element 10 is It is released as it is to the outside.
  • the RGBW arrangement is selected from the group consisting of a stripe arrangement in which RGBW is arranged linearly, a mosaic arrangement in which RGBW is arranged in an oblique direction, a delta arrangement in which RGBW is arranged in a triangle, and a pen tile arrangement in which RG and BW are arranged alternately. Any one of them may be used.
  • the organic EL element 60 of the present embodiment can be suitably used for a display device.
  • the organic EL element 60 of this embodiment is not necessarily limited to the above configuration, and can be appropriately changed.
  • the organic EL element 50 of the present embodiment instead of the organic EL element 10, the organic EL element 20 in the second embodiment, the organic EL element 30 in the third embodiment, and the fourth embodiment are used.
  • the organic EL element 40 can also be used.
  • the organic EL element 60 of the present embodiment may have a structure in which three different color filters of red, green, and blue are installed between the transparent substrate 68 and the second electrode 12.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of the illumination device of the present invention.
  • the lighting device of the present invention is not necessarily limited to such a configuration, and can be appropriately modified.
  • the illumination device 100 includes, for example, any one of the organic EL elements 10, 20, 30, 40, and 50 as a light source. As shown in FIG. 12, the illumination device 100 of the present embodiment has an anode at the position of the peripheral side or apex on the glass substrate 110 in order to uniformly emit the organic EL elements 10, 20, 30, 40, 50. A plurality of terminal electrodes 111 and cathode terminal electrodes (not shown) are formed. In order to reduce the wiring resistance, the surface of the anode terminal electrode 111 and the entire surface of the cathode terminal electrode are covered with solder (base solder).
  • the anode terminal electrode 111 and the cathode terminal electrode uniformly supply current to the organic EL elements 10, 20, 30, 40, 50 from the positions of the peripheral sides or vertices on the glass substrate 110.
  • an anode terminal electrode 111 is provided on each side and a cathode terminal electrode is provided on each apex in order to supply current uniformly to the organic EL elements 10, 20, 30, 40, 50 formed in a square shape.
  • the anode terminal electrode 111 is provided on the periphery of the L-shape including the apex and extending over two sides, and the cathode terminal electrode is provided at the center of each side.
  • the organic EL elements 10, 20, 30, 40, 50 are covered so as to prevent the performance deterioration of the organic EL elements 10, 20, 30, 40, 50 due to oxygen, water, or the like.
  • a sealing substrate 113 is disposed.
  • the sealing substrate 113 is installed on the glass substrate 110 via a surrounding sealing material 114.
  • a slight gap 115 is secured between the sealing substrate 113 and the organic EL elements 10, 20, 30, 40, 50.
  • the gap 115 is filled with a hygroscopic agent.
  • an inert gas such as nitrogen or silicone oil may be filled.
  • a gel-like resin in which a hygroscopic agent is dispersed may be filled.
  • the glass substrate 110 is used as a base substrate for forming elements, but other materials such as plastic, metal, and ceramic can be used as the substrate.
  • a glass substrate, a plastic substrate, or the like can be used as the sealing substrate 113.
  • the lighting device 100 of this embodiment has flexibility.
  • an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, a laser glass frit, or the like having a low oxygen permeability or moisture permeability can be used.
  • the illumination device of the present embodiment may be configured to include an optical film for improving the light emission efficiency on the light extraction surface side of the organic EL elements 10, 20, 30, 40, and 50 of the above-described embodiment. it can.
  • the optical film used in the illumination device of the present embodiment is for improving luminous efficiency while maintaining color rendering properties.
  • An organic EL element emits light inside a light emitting layer having a higher refractive index than air (refractive index of about 1.6 to 2.1), and only about 15% to 20% of light emitted from the light emitting layer can be extracted. It is generally said that there is no. This is because light incident on the interface at an angle greater than the critical angle causes total reflection and cannot be extracted outside the device. Specifically, the light is totally reflected between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate, and the light is guided through the transparent electrode or light emitting layer. As a result, the light escapes in the direction of the element side surface.
  • a method for improving the light extraction efficiency for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (for example, “US Pat. No. 4,774,435”).
  • a method for improving efficiency by providing a substrate with a light-collecting property see, for example, “JP-A-63-314795”
  • a method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between a substrate and a light emitter for example, “ No.
  • the lighting device 100 can have a structure in which a microlens array or the like is further provided on the surface of the optical film, or can be combined with a light collecting sheet.
  • a light-diffusion film together with a condensing sheet.
  • a light diffusion film for example, a light diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
  • this invention is not necessarily limited to the thing of the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
  • the above-described organic EL elements 10, 20, 30, 40, and 50 that can obtain white light can be suitably used as a light source of the illumination device 100 such as general illumination.
  • the present invention is not limited to the case where the organic EL elements 10, 20, 30, 40, 50 are used as the light source of the lighting device 100, and may be used for various applications such as a backlight of a liquid crystal display. Is possible.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of the display device of the present invention.
  • the display device of the present invention is not necessarily limited to such a configuration, and can be appropriately changed.
  • the display device 200 of the present embodiment includes, as a light source, for example, as described above, the organic EL element 10 in which the light emitting layer 16 includes the first light emitting unit 16A, the second light emitting unit 16B, and the third light emitting unit 16C. Yes.
  • the display device 200 of this embodiment is a top emission type and an active matrix type.
  • the display device 200 of this embodiment includes a TFT substrate 300, an organic EL element 400, a color filter 500, and a sealing substrate 600.
  • the display device 200 according to the present embodiment has a laminated structure in which the TFT substrate 300, the organic EL element 400, the color filter 500, and the sealing substrate 600 are laminated in this order.
  • the TFT substrate 300 includes a base substrate 310, a TFT element 320 provided on the one surface 310a of the base substrate 310, and a planarization film layer (protective layer) provided on the one surface 310a of the base substrate 310 so as to cover the TFT element 320. And an insulating layer 330.
  • Examples of the base substrate 310 include a glass substrate and a flexible substrate made of plastic.
  • the TFT element 320 is provided on the source electrode 321, the drain electrode 322, the gate electrode 323, the gate insulating layer 324 formed on the gate electrode 323, and the gate insulating layer 324, and the source electrode 321 and the drain electrode 322 is in contact with the channel region.
  • the organic EL element 400 has the same configuration as the organic EL element 10.
  • the light emitting layer 16 of the organic EL element 400 includes a first light emitting unit 16A that emits red light, a second light emitting unit 16B that emits green light, and a third light emitting unit 16C that emits blue light.
  • One partition (bank) 410 and a second partition (rib) 420 stacked thereon are provided.
  • the first partition 410 is provided on the insulating layer 330.
  • the first partition 410 has a tapered shape in a direction away from the insulating layer 330.
  • the first partition 410 gradually decreases in width as it is separated from the insulating layer 330.
  • the second partition 420 is provided on the first partition 410.
  • the second partition 420 has a reverse taper shape in a direction away from the first partition 410.
  • the second partition 420 gradually increases in width as it is separated from the first partition 410.
  • the first partition 410 and the second partition 420 are made of an insulator.
  • a fluorine-containing resin can be given as a material constituting the first partition wall 410 and the second partition wall 420.
  • the fluorine compound contained in the fluorine-containing resin include vinylidene fluoride, vinyl fluoride, ethylene trifluoride, and copolymers thereof.
  • the resin contained in the fluorine-containing resin include phenol-novolak resins, polyvinyl phenol resins, acrylic resins, methacrylic resins, and combinations thereof.
  • the first light emitting unit 16A, the second light emitting unit 16B, and the third light emitting unit 16C are provided on the second electrode 13 formed on the insulating layer 330 of the TFT element 320 via the hole transport layer 15, respectively. Yes.
  • the second electrode 13 is connected to the drain electrode 322 of the TFT element 320.
  • the color filter 500 is provided on the first electrode 12 of the organic EL element 400.
  • the color filter 500 includes a first color filter 510 corresponding to the first light emitting unit 16A, a second color filter 520 corresponding to the second light emitting unit 16B, and a third color filter 530 corresponding to the third light emitting unit 16C.
  • the first color filter 510 is a red color filter and is disposed to face the first light emitting unit 16A.
  • the second color filter 520 is a green color filter and is disposed to face the second light emitting unit 16B.
  • the third color filter 530 is a blue color filter and is disposed to face the third light emitting unit 16C.
  • sealing substrate 600 examples include a glass substrate and a flexible substrate made of plastic.
  • the display device 200 of this embodiment has flexibility (flexibility).
  • the light emitting layer 16 of the organic EL element 400 includes a first light emitting unit 16A that emits red light, a second light emitting unit 16B that emits green light, and blue light.
  • the light emitting layer 16 includes a first light emitting unit 16A that emits red light, a second light emitting unit 16B that emits green light, a third light emitting unit 16C that emits blue light, and a fourth light emitting unit that emits white light. 16D may be included. Note that no color filter is arranged at a position corresponding to the fourth light emitting unit 16D.
  • the display device 200 of the present embodiment can obtain white light with high color temperature, luminous efficiency, and color rendering. Since the display device 200 of the present embodiment includes the organic EL element 50 in the fifth embodiment, the correlated color temperature of white light is 3300 or more, and the average color rendering index (Ra) is 70 or more. White light having a special color rendering index (Ri) of R6 of 60 or more and R12 of 30 or more can be obtained.
  • the present invention is not necessarily limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the organic EL element 60 in the sixth embodiment described above can be used instead of the organic EL element 50.
  • Example 1 "Production of organic EL elements"
  • an organic EL element having the element structure shown in FIG. 14 was produced. Specifically, first, a 0.7 mm thick soda lime glass substrate on which an ITO film having a thickness of 100 nm, a width of 2 mm, and a sheet resistance of about 20 ⁇ / ⁇ was prepared. Then, this substrate was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes each with a neutral detergent, ion-exchanged water, acetone, and isopropyl alcohol, then spin-dried, and further subjected to UV / O 3 treatment.
  • each of the deposition crucibles (made of tantalum or alumina) in the vacuum deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer shown in FIG.
  • the substrate is set in a vacuum deposition apparatus, and a crucible for deposition is energized and heated in a reduced pressure atmosphere with a vacuum degree of 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, and each layer is formed into a predetermined film at a deposition rate of 0.1 nm / second. Vapor deposited thick.
  • a layer made of two or more materials such as a light emitting layer was co-deposited by energizing the evaporation crucible so as to be formed at a predetermined mixing ratio.
  • the first electrode was vapor-deposited at a predetermined film thickness at a vapor deposition rate of 1 nm / second.
  • the organic EL element of Example 1 was made to emit light by connecting a power source (KEITHLEY2425) to the organic EL element of Example 1 manufactured as described above and applying a constant current of 3 mA / cm 2 . At this time, the emission spectrum of light emitted from the organic EL element toward the front was measured with a multi-channel analyzer (trade name: PMA-11, manufactured by Hamamatsu Photonics).
  • the luminescent color was evaluated by the chromaticity coordinates of the CIE color system. Further, based on the chromaticity coordinates, the emission color was classified into light source colors defined in “JIS Z 9112”. In addition, the deviation duv from the blackbody locus was derived based on the provisions of “JIS Z 8725”. Furthermore, the average color rendering index (Ra) of the luminescent color was derived by the method defined in “JIS Z 8726”. FIG. 15 shows the evaluation results (no film) summarizing these.
  • Example 2 Using the same production method as in Example 1, an organic EL element of Example 2 having the element structure shown in FIG. 16 was produced. Then, the organic EL device of Example 2 was evaluated by the same method as in Example 1. The evaluation result (without film) is shown in FIG.
  • a display device and an illumination device having such an organic EL element can be a display device and an illumination device with high color temperature, luminous efficiency, and color rendering.
  • Example 3 The lighting device of Example 3 was prepared by attaching an optical film to the light extraction surface (second electrode) side of the organic EL element of Example 1. And the illuminating device of Example 3 was evaluated by the same method as Example 1. The evaluation result (with film) is shown in FIG.
  • Example 4 The lighting device of Example 4 was manufactured by attaching an optical film to the light extraction surface (second electrode) side of the organic EL element of Example 2. And the illuminating device of Example 4 was evaluated by the same method as Example 1. The evaluation results (with film) are shown in FIG.
  • the light emission efficiency could be significantly improved while maintaining the high color temperature and excellent color rendering of the organic EL elements of Examples 1 and 2.
  • the organic EL device of Example 1 has a high color temperature of 3300 K or higher, and an emission efficiency of 1.4 while maintaining excellent color rendering properties of Ra of 80 or higher, R6 of 60 or higher, and R12 of 30 or higher. It improved about twice.
  • an organic electroluminescent element suitable for both a display device and a lighting device by obtaining white light with high color temperature, luminous efficiency, and color rendering properties, and such A display device and a lighting device including an organic electroluminescent element can be provided.
  • second charge generation layer 15A, 25A, 35A, 45A ... first electron transport layer, 16A , 26A, 36A, 4 A ... first light emitting layer, 17A, 27A, 37A, 47A ... first hole transport layer, 15B, 25B, 35B, 45B ... second electron transport layer, 16B, 26B, 36B , 46B ... second light emitting layer, 17B, 27B, 37B, 47B ... second hole transport layer, 15C, 25C, 35C, 45C ... third electron transport layer, 16C, 26C, 36C, 46C ... third light emitting layer, 17C, 27C, 37C, 47C ... third hole transport layer, 35D, 45D ... fourth electron transport layer, 36D, 46D ...

Abstract

有機EL素子は、青色発光ユニットを2つ有し、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。さらに有機EL素子は、白色光の相関色温度が3300K以上で、かつ、R6が60以上、R12が30以上である。

Description

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
 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。
 本願は、2016年12月27日に、日本に出願された特願2016-254302号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 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、MPE素子は、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、以下の各態様を提供する。
(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少なくとも2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(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(2)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(6)同一の2つの前記青色発光ユニットを含み、それぞれ同一のピーク波長を有する青色光を発することを特徴とする前記(1)~(5)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(7)異なる2つの前記青色発光ユニットを含み、それぞれ異なるピーク波長を有する青色光を発することを特徴とする前記(1)~(5)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(8)440nm~470nmの青色波長域に1つのピーク波長と、470nm~490nmの青色波長域に1つのピーク波長とを有することを特徴とする前記(7)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(9)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)~(8)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(10)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)~(8)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(11)前記440nm~490nmの青色波長域におけるピーク波長の発光強度が、前記590nm~640nmの赤色波長域におけるピーク波長の発光強度、および前記500nm~560nmの緑色波長域におけるピーク波長の発光強度よりも高いことを特徴とする前記(1)~(10)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(12)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(11)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(13)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(12)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(14)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(12)または(13)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(15)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)~(14)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(16)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、
 青色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、
 青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(9)~(15)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(17)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、
 前記青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(9)~(15)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(18)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、
 前記青色発光ユニットからなる第4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3の発光ユニットと前記第4の発光ユニットとが第3の電荷発生層を挟んで積層され、
 前記第2の電極、前記第4の発光ユニット、前記第3の電荷発生層、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(9)~(15)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(19)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、
 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4の発光ユニットと、
 前記青色発光ユニットからなる第5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6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3の発光ユニットと前記第4の発光ユニットとが第3の電荷発生層を挟んで積層され、前記第4の発光ユニットと前記第5の発光ユニットとが第4の電荷発生層を挟んで積層され、前記第5の発光ユニットと前記第6の発光ユニットとが第5の電荷発生層を挟んで積層され、
 前記第2の電極、前記第6の発光ユニット、前記第5の電荷発生層、前記第5の発光ユニット、前記第4の電荷発生層、前記第4の発光ユニット、前記第3の電荷発生層、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(9)~(15)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(20)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)~(19)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(21)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(20)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(22)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)~(19)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(23)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)~(19)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(24)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)~(23)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(25)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)~(24)のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(26)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(25)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(27)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(25)または(26)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(28)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前記(27)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(29)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(28)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(30)前記(25)~(29)のいずれか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。
(31)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(30)に記載のディスプレイ装置。
(32)前記(1)~(24)のいずれか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。
(33)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(32)に記載の照明装置。
(34)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(32)または(33)に記載の照明装置。
(35)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(34)に記載の照明装置。
 
 上述した一態様によれば、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。 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。 本発明の有機EL素子の第6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。
 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、13Cが電荷発生層(CGL)14A、14Bを挟んで積層された構造を有する。有機EL素子10は、複数の発光ユニット13A、13B、13C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、第3の発光ユニット13C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3の発光ユニット13C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。
 第2の発光ユニット13Bと第3の発光ユニット13Cとが第2の電荷発生層14B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3の発光ユニット13C、第2の電荷発生層14B、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、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13Cが、第1の電荷発生層14Aおよび第2の電荷発生層14B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、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13C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、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13Cや、第1の電荷発生層14Aおよび第2の電荷発生層14B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。また、第3の発光ユニット13Cは、第3の電子輸送層15C、第3の発光層16Cおよび第3の正孔輸送層17Cから構成されている。
 第1の発光ユニット13A、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13C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、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13C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との間に挿入されている。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との間に挿入されている。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む。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および第3の発光ユニット13C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および第3の発光ユニット13C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および第3の発光ユニット13C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、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13C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および第2の電荷発生層14B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および第2の電荷発生層14B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、有機EL素子10は、第2の電荷発生層14Bを挟んで第1の電極11側に位置する第2の発光ユニット13Bと、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とに正孔を注入する。さらに有機EL素子10は、第2の電荷発生層14Bを挟んで第2の電極12側に位置する第3の発光ユニット13Cと、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13A、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13Cからの発光が同時に得られる。このため、第1の発光ユニット13A、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13C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および第2の電荷発生層14B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、有機EL素子10は、第2の電荷発生層14Bを挟んで第1の電極11側に位置する第2の発光ユニット13Bと、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とに正孔を注入する。さらに有機EL素子10は、第2の電荷発生層14Bを挟んで第2の電極12側に位置する第3の発光ユニット13Cと、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13A、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13Cからの発光が同時に得られる。このため、第1の発光ユニット13A、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13C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および第2の電荷発生層14Bを構成する材料としては、例えば、特開2003-272860号公報に記載されてい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および第2の電荷発生層14B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 JPOXMLDOC01-appb-C000003
 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、440nm~490nmの青色波長域Bにおけるピーク波長p,pの発光強度が、590~640nmの赤色波長域Rにおけるピーク波長pの発光強度、および500nm~560nmの緑色波長域Gにおけるピーク波長pの発光強度よりも高いことが望ましい。
 これにより、本実施形態の有機EL素子10は、白色光の色温度をさらに高めることができる。本実施形態の有機EL素子10では、相関色温度が5000K以上の白色光を得ることができる。
 また、500nm~560nmの緑色波長域におけるピーク波長の位置波長は、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、図2に示すように、500nm~560nmの緑色波長域Gにおけるピーク波長pの発光強度が、590~640nmの赤色波長域Rにおけるピーク波長pの発光強度、および440nm~490nmの青色波長域Bにおけるピーク波長p,pの発光強度よりも低いことが望ましい。
 これにより、本実施形態の有機EL素子10は、白色光の発光効率をさらに高めることができる。本実施形態の有機EL素子10では、外部量子効率が30%以上の白色光を得ることができる。
 なお、500nm~560nmの緑色波長域Gにおけるピーク波長pの発光強度が、590~640nmの赤色波長域Rにおけるピーク波長pの発光強度、および440nm~490nmの青色波長域Bにおけるピーク波長p,pの発光強度に対して相対的に高まると、青色成分の発光強度が相対的に弱まるため、色温度が低下する。
 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 JPOXMLDOC01-appb-T000004
 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.2およびスペクトル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の値が高い。スペクトルNo.2ではスペクトルNo.1と同様に相関色温度の定義が成立しない発光色であり、スペクトルNo.3についても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。
 さらに、R12の値が60以上となるスペクトルNo.7~No.9においては、No.4~No.6に比べて高い演色性と高色温度発光が得られており、また、偏差duvも小さいことから、特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、表2、図5および図6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、青色および赤色の発光強度を1.0に固定し、その際に緑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、青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、緑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。青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、緑色発光による影響を定量的に評価するためである。
 一方、図5において、緑色スペクトルの発光強度を変化させた際に、赤色スペクトルの強度についても変化が生じているが、これは、緑色スペクトルと赤色スペクトルのピーク波長が近く、緑色スペクトルにおけるテール部分の発光強度が、赤色スペクトルの発光強度に対して影響を及ぼしているためである。
 図5のスペクトルNo.5に示されるように、500nm~560nmの緑色波長域におけるピーク波長の発光強度が、440nm~490nmの青色波長域におけるピーク波長の発光強度および590nm~640nmの赤色波長域におけるピーク波長の発光強度のいずれよりも低くなっている。
 さらに、図5のスペクトルNo.5に示されるように、590nm~640nmの赤色波長域におけるピーク波長の発光強度に対する500nm~560nmの緑色波長域におけるピーク波長の発光強度の比が、0.9以下となっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表2の「緑色(544nm)の発光強度」は緑色スペクトルのピーク波長である544nmの発光強度を表している。
 図5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2および図6より、緑色の発光強度が減少するほどRa、R6、R12の値が向上していることが分かる。このことより、[0052]~[0056]にて記載した青色スペクトルの発光強度を増加させる方法に加え、緑色発光強度を低下させることでも演色性の向上が可能となることが分かった。
 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好ましい。
 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以下であることが好ましい。
 これにより、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、第2の発光ユニット13Bおよび第3の発光ユニット13Cが、第1の電荷発生層14Aおよび第2の電荷発生層14B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7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7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、23Cが電荷発生層(CGL)24A、24Bを挟んで積層された構造を有する。有機EL素子20は、複数の発光ユニット23A、23B、23C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、第3の発光ユニット23C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3の発光ユニット23C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。
 第2の発光ユニット23Bと第3の発光ユニット23Cとが第2の電荷発生層24B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3の発光ユニット23C、第2の電荷発生層24B、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、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23Cが、第1の電荷発生層24Aおよび第2の電荷発生層24B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、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23C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。また、第3の発光ユニット23Cは、第3の電子輸送層25C、第3の発光層26Cおよび第3の正孔輸送層27Cから構成されている。
 第1の発光ユニット23A、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23C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、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23C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および第3の発光ユニット23C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および第3の発光ユニット23C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および第3の発光ユニット23C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む。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、第2の発光ユニット23B、第3の発光ユニット23C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および第2の電荷発生層24B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および第2の電荷発生層24B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、有機EL素子20は、第2の電荷発生層24Bを挟んで第1の電極21側に位置する第2の発光ユニット23Bと、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とに正孔を注入する。さらに有機EL素子20は、第2の電荷発生層24Bを挟んで第2の電極12側に位置する第3の発光ユニット23Cと、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23A、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23Cからの発光が同時に得られる。このため、第1の発光ユニット23A、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23C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および第2の電荷発生層24B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、有機EL素子20は、第2の電荷発生層24Bを挟んで第1の電極21側に位置する第2の発光ユニット23Bと、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とに正孔を注入する。さらに有機EL素子20は、第2の電荷発生層24Bを挟んで第2の電極22側に位置する第3の発光ユニット23Cと、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23A、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23Cからの発光が同時に得られる。このため、第1の発光ユニット23A、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23C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および第2の電荷発生層24B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および第2の電荷発生層14B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、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23C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、第2の発光ユニット23Bおよび第3の発光ユニット23Cが、第1の電荷発生層24Aおよび第2の電荷発生層24Bを挟んで積層されたMPE構造を有する。このため、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8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8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、33Dが電荷発生層(CGL)34A、34B、34Cを挟んで積層された構造を有する。有機EL素子30は、複数の発光ユニット33A、33B、33C、33D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、第4の発光ユニット33D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4の発光ユニット33D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3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。
 第3の発光ユニット33Cと第4の発光ユニット33Dとが第3の電荷発生層34C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4の発光ユニット33D、第3の電荷発生層34C、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、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33Dが、第1の電荷発生層34A、第2の電荷発生層34Bおよび第3の電荷発生層34C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、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33D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。また、第4の発光ユニット33Dは、第4の電子輸送層35D、第4の発光層36Dおよび第4の正孔輸送層37D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、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33D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、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33D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む。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む。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4の発光ユニット33D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4の発光ユニット33D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4の発光ユニット33D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1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33B、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33D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、第2の電荷発生層34Bおよび第3の電荷発生層34C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、第2の電荷発生層34Bおよび第3の電荷発生層34C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3の電荷発生層34Cを挟んで第1の電極31側に位置する第3の発光ユニット33Cと、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とに正孔を注入する。さらに、第3の電荷発生層34C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33Dと、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、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33Dからの発光が同時に得られる。このため、第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33B、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33D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、第2の電荷発生層34Bおよび第3の電荷発生層34C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、有機EL素子30は、第3の電荷発生層34Cを挟んで第1の電極31側に位置する第3の発光ユニット33Cと、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とに正孔を注入する。さらに有機EL素子30は、第3の電荷発生層34C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33Dと、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、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33Dからの発光が同時に得られる。このため、第1の発光ユニット33A、第2の発光ユニット33B、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33D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、第2の電荷発生層34Bおよび第3の電荷発生層34C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および第2の電荷発生層14B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、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33D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、第3の発光ユニット33Cおよび第4の発光ユニット33Dが、第1の電荷発生層34A、第2の電荷発生層34Bおよび第3の電荷発生層34Cを挟んで積層されたMPE構造を有する。このため、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9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9に示すように、本実施形態の有機EL素子40は、第1の電極41と第2の電極42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43A、43B、43C、43D、43E、43Fが電荷発生層(CGL)44A、44B、44C、44D、44Eを挟んで積層された構造を有する。有機EL素子40は、複数の発光ユニット43A、43B、43C、43D、43E、43F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40は、第1の発光ユニット43Aと、第2の発光ユニット43Bと、第3の発光ユニット43Cと、第4の発光ユニット43Dと、第5の発光ユニット43Eと、第6の発光ユニット43Fと、を有する。
 第1の発光ユニット43A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43B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43C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4の発光ユニット43D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5の発光ユニット43E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6の発光ユニット43F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43Aと第2の発光ユニット43Bとが第1の電荷発生層44Aを挟んで積層されている。
 第2の発光ユニット43Bと第2の発光ユニット43Cとが第2の電荷発生層44Bを挟んで積層されている。
 第3の発光ユニット43Cと第4の発光ユニット43Dとが第3の電荷発生層44Cを挟んで積層されている。
 第4の発光ユニット43Dと第5の発光ユニット43Eとが第4の電荷発生層44Dを挟んで積層されている。
 第5の発光ユニット43Eと第6の発光ユニット43Fとが第5の電荷発生層44Eを挟んで積層されている。
 本実施形態の有機EL素子40は、第2の電極42、第6の発光ユニット43F、第5の電荷発生層44E、第5の発光ユニット43E、第4の電荷発生層44D、第4の発光ユニット43D、第3の電荷発生層44C、第3の発光ユニット43C、第2の電荷発生層44B、第2の発光ユニット43B、第1の電荷発生層44A、第1の発光ユニット43Aおよび第1の電極41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40は、第1の発光ユニット43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43Fが、第1の電荷発生層44A、第2の電荷発生層44B、第3の電荷発生層44C、第4の電荷発生層44Dおよび第5の電荷発生層44E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40は、第1の発光ユニット43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43F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40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40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41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42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43Aは、第1の電子輸送層45A、第1の発光層46Aおよび第1の正孔輸送層47Aから構成されている。また、第2の発光ユニット43Bは、第2の電子輸送層45B、第2の発光層46Bおよび第2の正孔輸送層47Bから構成されている。また、第4の発光ユニット43Cは、第3の電子輸送層45C、第3の発光層46Cおよび第3の正孔輸送層47Cから構成されている。また、第4の発光ユニット43Dは、第4の電子輸送層45D、第4の発光層46Dおよび第4の正孔輸送層47Dから構成されている。また、第5の発光ユニット43Eは、第5の電子輸送層45E、第5の発光層46Eおよび第5の正孔輸送層47Eから構成されている。また、第6の発光ユニット43Fは、第6の電子輸送層45F、第6の発光層46Fおよび第6の正孔輸送層47Fから構成されている。
 第1の発光ユニット43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43F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43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43Fは、例えば、発光層の第1の電極41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42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43Aに含まれる発光層は、第1の発光ユニット43A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43Aに含まれる発光層は、第1の発光ユニット43A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む。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43A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43A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43B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43B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43B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43Cに含まれる発光層は、第3の発光ユニット43C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43Cに含まれる発光層は、第3の発光ユニット43C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む。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43C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43C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4の発光ユニット43Dに含まれる発光層は、第4の発光ユニット43D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4の発光ユニット43Dに含まれる発光層は、第4の発光ユニット43D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む。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4の発光ユニット43D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4の発光ユニット43D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5の発光ユニット43E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5の発光ユニット43E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5の発光ユニット43E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6の発光ユニット43Fに含まれる発光層は、第6の発光ユニット43F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6の発光ユニット43Fに含まれる発光層は、第6の発光ユニット43F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む。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6の発光ユニット43F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6の発光ユニット43F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43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43F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44A、第2の電荷発生層44B、第3の電荷発生層44C、第4の電荷発生層44Dおよび第5の電荷発生層44E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44A、第2の電荷発生層44B、第3の電荷発生層44C、第4の電荷発生層44Dおよび第5の電荷発生層44E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41と第2の電極42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41側および第2の電極42側に向かって移動する。これにより、有機EL素子40は、第5の電荷発生層44Eを挟んで第1の電極41側に位置する第5の発光ユニット43Eと、第4の電荷発生層44を挟んで第1の電極41側に位置する第4の発光ユニット43Dと、第3の電荷発生層44Cを挟んで第1の電極41側に位置する第3の発光ユニット43Cと、第2の電荷発生層44Bを挟んで第1の電極41側に位置する第2の発光ユニット43Bと、第1の電荷発生層44Aを挟んで第1の電極41側に位置する第1の発光ユニット43Aとに正孔を注入する。さらに有機EL素子40は、第5の電荷発生層44Eを挟んで第2の電極42側に位置する第6の発光ユニット43Fと、第4の電荷発生層44Dを挟んで第2の電極42側に位置する第5の発光ユニット43Eと、第3の電荷発生層44Cを挟んで第2の電極42側に位置する第3の発光ユニット43Dと、第2の電荷発生層44Bを挟んで第2の電極42側に位置する第3の発光ユニット43Cと、第1の電荷発生層44Aを挟んで第2の電極42側に位置する第2の発光ユニット43B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43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43Fからの発光が同時に得られる。このため、第1の発光ユニット43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43F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44A、第2の電荷発生層44B、第3の電荷発生層44C、第4の電荷発生層44Dおよび第5の電荷発生層44E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41と第2の電極42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41側および第2の電極42側に向かって移動する。これにより、有機EL素子40は、第5の電荷発生層44Eを挟んで第1の電極41側に位置する第5の発光ユニット43Eと、第4の電荷発生層44を挟んで第1の電極41側に位置する第4の発光ユニット43Dと、第3の電荷発生層44Cを挟んで第1の電極41側に位置する第3の発光ユニット43Cと、第2の電荷発生層44Bを挟んで第1の電極41側に位置する第2の発光ユニット43Bと、第1の電荷発生層44Aを挟んで第1の電極41側に位置する第1の発光ユニット43Aとに正孔を注入する。さらに有機EL素子40は、第5の電荷発生層44Eを挟んで第2の電極42側に位置する第6の発光ユニット43Fと、第4の電荷発生層44Dを挟んで第2の電極42側に位置する第5の発光ユニット43Eと、第3の電荷発生層44Cを挟んで第2の電極42側に位置する第3の発光ユニット43Dと、第2の電荷発生層44Bを挟んで第2の電極42側に位置する第3の発光ユニット43Cと、第1の電荷発生層44Aを挟んで第2の電極42側に位置する第2の発光ユニット43B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43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43Fからの発光が同時に得られる。このため、第1の発光ユニット43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43F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44A、第2の電荷発生層44B、第3の電荷発生層44C、第4の電荷発生層44Dおよび第5の電荷発生層44E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および第2の電荷発生層14B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40では、第1の発光ユニット43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43F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40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40は、第1の発光ユニット43A、第2の発光ユニット43B、第3の発光ユニット43C、第4の発光ユニット43D、第5の発光ユニット43Eおよび第6の発光ユニット43Fが、第1の電荷発生層44A、第2の電荷発生層44B、第3の電荷発生層44C、第4の電荷発生層44Dおよび第5の電荷発生層44E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40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5の実施形態)
 図10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10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。
 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や、第4の実施形態における有機EL素子40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12の間に設置される構造であってもよい。
(第6の実施形態)
 図11は、本発明の有機EL素子の第6の実施形態の概略構成を示す断面図である。
 図11に示すように、本実施形態の有機EL素子60は、透明基板68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68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60の発光部を構成しており、透明基板68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69A、69B、69C、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69A、69B、69C(赤色カラーフィルター69A、緑色カラーフィルター69B、青色カラーフィルター69C)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60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11に示す透明基板68における、赤色カラーフィルター69A、緑色カラーフィルター69Bおよび青色カラーフィルター69C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69A、緑色カラーフィルター69B、青色カラーフィルター69C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、[0136]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、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できるため、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できる。
 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60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60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や、第4の実施形態における有機EL素子40を用いることもできる。
 また、本実施形態の有機EL素子60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68と第2の電極12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12は、本発明の照明装置の一実施形態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12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ためである。具体的には、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たりすることができる。これにより、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13は、本発明のディスプレイ装置の一実施形態の構成を示す断面図である。図13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10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ディスプレイ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13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)である絶縁層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、絶縁層330上に設けられている。第1隔壁410は、絶縁層330から離隔する方向に向かって、テーパー形状を有する。第1隔壁410は、絶縁層330から離隔するに従って次第に幅が狭くなっている。
 第2隔壁420は、第1隔壁410上に設けられている。第2隔壁420は、第1隔壁410から離隔する方向に向かって、逆テーパー形状を有する。第2隔壁420は、第1隔壁410から離隔するに従って次第に幅が広くなっている。
 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13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200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200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14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14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(フィルム無し)を図15に示す。
(実施例2)
 実施例1と同様の作製方法を用いて、図16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(フィルム無し)を図17に示す。
 図15,17に示すように、実施例1、2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3)
 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実施例3の照明装置を作製した。
 そして、実施例3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(フィルムあり)を図15に示す。
(実施例4)
 上記実施例2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実施例4の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(フィルムあり)を図17に示す。
 図15、17に示すように、実施例3、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分かった。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3、4の照明装置では、実施例1、2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。
 上述した一態様によれば、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ができる。
10,20,30,40,50,60・・・有機EL素子、11,21,31,41,51,61・・・第1の電極、12,22,32,42,52,62・・・第2の電極、13A,23A,33A,43A,53A,63A・・・第1の発光ユニット、13B,23B,33B,43B,53B,63B・・・第2の発光ユニット、33C,43C・・・第3の発光ユニット、33D,43D・・・第4の発光ユニット、43E・・・第5の発光ユニット、43F・・・第6の発光ユニット、14A,24A,34A,44A,54A,64A・・・第1の電荷発生層、14B,24B,34B,44B,54B,64B・・・第2の電荷発生層、15A,25A,35A,45A・・・第1の電子輸送層、16A,26A,36A,46A・・・第1の発光層、17A,27A,37A,47A・・・第1の正孔輸送層、15B,25B,35B,45B・・・第2の電子輸送層、16B,26B,36B,46B・・・第2の発光層、17B,27B,37B,47B・・・第2の正孔輸送層、15C,25C,35C,45C・・・第3の電子輸送層、16C,26C,36C,46C・・・第3の発光層、17C,27C,37C,47C・・・第3の正孔輸送層、35D,45D・・・第4の電子輸送層、36D,46D・・・第4の発光層、37D,47D・・・第4の正孔輸送層、45E・・・第5の電子輸送層、46E・・・第5の発光層、47E・・・第5の正孔輸送層、45F・・・第6電子輸送層、46F・・・第6の発光層、47F・・・第6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。

Claims (35)

  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少なくとも2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.  同一の2つの前記青色発光ユニットを含み、それぞれ同一のピーク波長を有する青色光を発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.  異なる2つの前記青色発光ユニットを含み、それぞれ異なるピーク波長を有する青色光を発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.  440nm~470nmの青色波長域に1つのピーク波長と、470nm~490nmの青色波長域に1つのピーク波長とを有することを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  9.  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1~8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.  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1~8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.  前記440nm~490nmの青色波長域におけるピーク波長の発光強度が、前記590nm~640nmの赤色波長域におけるピーク波長の発光強度、および前記500nm~560nmの緑色波長域におけるピーク波長の発光強度よりも高い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.  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11に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  13.  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12に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  14.  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12または13に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  15.  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1~14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.  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、
     青色発光ユニットからなる第2の発光ユニットと、
     青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9~15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.  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、
     前記青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9~15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.  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、
     前記青色発光ユニットからなる第4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3の発光ユニットと前記第4の発光ユニットとが第3の電荷発生層を挟んで積層され、
     前記第2の電極、前記第4の発光ユニット、前記第3の電荷発生層、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9~15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.  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、
     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4の発光ユニットと、
     前記青色発光ユニットからなる第5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6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3の発光ユニットと前記第4の発光ユニットとが第3の電荷発生層を挟んで積層され、前記第4の発光ユニットと前記第5の発光ユニットとが第4の電荷発生層を挟んで積層され、前記第5の発光ユニットと前記第6の発光ユニットとが第5の電荷発生層を挟んで積層され、
     前記第2の電極、前記第6の発光ユニット、前記第5の電荷発生層、前記第5の発光ユニット、前記第4の電荷発生層、前記第4の発光ユニット、前記第3の電荷発生層、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9~15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。
  20.  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1~19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20に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  22.  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1~19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。
  23.  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1~19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。
  24.  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1~23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 JPOXMLDOC01-appb-C000001
  25.  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1~24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。
  26.  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25に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  27.  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25または26に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  28.  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27に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  29.  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28に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
  30.  請求項25~29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。
  31.  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30に記載のディスプレイ装置。
  32.  請求項1~24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照明装置。
  33.  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32に記載の照明装置。
  34.  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32または33に記載の照明装置。
  35.  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34に記載の照明装置。
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