(57)【要約】【課題】安定して製造することができるとともに、色むらの少ない白色発光が可能な有機電界発光素子及び発光装置を提供する。【解決手段】一対の電極１４，１６と、該一対の電極間に配置された少なくとも一層の発光層３０とを有し、該発光層は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料と、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料と、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料と、最低励起三重項エネルギー準位が２．７ｅＶ以上であり、かつ、前記青色燐光発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料とを含む。発光層として、隣接して積層されている第１の発光層３２と第２の発光層３４とを有し、第１の発光層は、青色燐光発光材料と電荷輸送材料とを含み、第２の発光層は、緑色燐光発光材料と、赤色燐光発光材料とを含んでもよい。【選択図】図１
2010161357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、該一対の電極間に配置された少なくとも一層の発光層とを有し、該発光層は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料と、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料と、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料と、最低励起三重項エネルギー準位が２．７ｅＶ以上であり、かつ、前記青色燐光発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料とを含むことを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記発光層における前記緑色燐光発光材料と前記赤色燐光発光材料の濃度がそれぞれ０．２質量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記発光層として、前記一対の電極間において隣接して積層されている第１の発光層と第２の発光層とを有し、前記第１の発光層は、前記青色燐光発光材料と前記電荷輸送材料とを含み、前記第２の発光層は、前記緑色燐光発光材料と、前記赤色燐光発光材料とを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記発光層として、前記一対の電極間において隣接して積層されている第１の発光層と第２の発光層とを有し、前記第１の発光層は、前記青色燐光発光材料を含み、前記第２の発光層は、前記緑色燐光発光材料と、前記赤色燐光発光材料と、前記電荷輸送材料とを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記第２の発光層における前記緑色燐光発光材料と前記赤色燐光発光材料の濃度がそれぞれ０．２質量％以上であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を備えたことを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）を用いた装置が開発されている。例えば、ガラス等の基板上に、陽極、有機層（例えば、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層）、陰極等が積層され、両極の引出配線（端子）を介して外部の配線と接続する。電極間に電圧を印加することにより電極間に挟まれた領域の発光層において正孔と電子が再結合することで励起子が生成し、励起状態から基底状態に戻るときに余分なエネルギーを光として放出する。
【０００３】
このような有機電界発光素子を用いた装置は、例えば液晶を用いた表示装置に比べて薄型化が可能であり、テレビや携帯電話などのディスプレイのほか、白色に発光させることで液晶用のバックライトや照明などに応用することが可能である。
有機電界発光素子を用いて白色に発光させる場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色にそれぞれ発光する発光層を三層積層させる方法や、一層の発光層中にＲＧＢにそれぞれ対応した発光材料を分散させる方法がある。
【０００４】
例えば、白色光源として発光効率及び発光輝度の向上を図るため、少なくとも１種がオルトメタル化錯体である２種以上の発光材料を含む発光層を有する発光素子が提案されている（特許文献１参照）。
また、白色発光における発光効率と色純度を向上させるため、発光材料とホスト材料を含む発光層を有し、最大発光ピーク波長が５００ｎｍであり、且つ、ホスト材料の最低励起三重項エネルギー準位が発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも高い発光素子が提案されている（特許文献２参照）。
また、発光効率の向上と長寿命化を図るため、青色発光層と、緑色と赤色の混合発光層を形成し、緑色と赤色の混合発光層には正孔輸送性材料、電子輸送性材料、及び燐光材料を含有させる白色有機発光素子が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１９７８０号公報
【特許文献２】特開２００２−１００４７６号公報
【特許文献３】特開２００７−２７０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、安定して製造することができるとともに、色むらの少ない白色発光が可能な有機電界発光素子及び発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では以下の有機電界発光素子及び発光装置が提供される。
＜１＞  一対の電極と、該一対の電極間に配置された少なくとも一層の発光層とを有し、該発光層は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料と、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料と、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料と、最低励起三重項エネルギー準位が２．７ｅＶ以上であり、かつ、前記青色燐光発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料とを含むことを特徴とする有機電界発光素子。
＜２＞  前記発光層における前記緑色燐光発光材料と前記赤色燐光発光材料の濃度がそれぞれ０．２質量％以上であることを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜３＞  前記発光層として、前記一対の電極間において隣接して積層されている第１の発光層と第２の発光層とを有し、前記第１の発光層は、前記青色燐光発光材料と前記電荷輸送材料とを含み、前記第２の発光層は、前記緑色燐光発光材料と、前記赤色燐光発光材料とを含むことを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜４＞  前記発光層として、前記一対の電極間において隣接して積層されている第１の発光層と第２の発光層とを有し、前記第１の発光層は、前記青色燐光発光材料を含み、前記第２の発光層は、前記緑色燐光発光材料と、前記赤色燐光発光材料と、前記電荷輸送材料とを含むことを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜５＞  前記第２の発光層における前記緑色燐光発光材料と前記赤色燐光発光材料の濃度がそれぞれ０．２質量％以上であることを特徴とする＜３＞又は＜４＞に記載の有機電界発光素子。
＜６＞  ＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えたことを特徴とする発光装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安定して製造することができるとともに、色むらの少ない白色発光が可能な有機電界発光素子及び発光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例（第１の実施形態）を示す概略図である。
【図２】本発明に係る有機電界発光素子の構成の他の例（第２の実施形態）を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る有機電界発光素子について説明する。
一般的に、発光層中にＲＧＢの各色に対応した発光材料を含ませて白色発光する有機電界発光素子を製造する場合、最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）が高い青色発光材料から、Ｔ１が低い緑色発光材料又は赤色発光材料に励起子のエネルギー移動が生じるため、例えば各発光材料のドープ濃度を同等にすると、青色がほとんど発光せず、白色発光が得られない。そのため、例えば、蒸着によって発光層を形成する場合は、ＲＧＢの各発光材料のドープ濃度が、Ｂ：１５％、Ｇ：０．１３％、Ｒ：０．１３％となるように共蒸着を行う。この場合、青色発光材料に関しては、ドープ濃度が多少変動しても影響は少ないが、緑色と赤色の各発光材料は特に低レートで蒸着する必要があるため、蒸着レートのわずかな変動により色むらが生じ易く、白色発光の有機電界発光素子を安定して製造することが難しい。
【００１１】
そこで、本発明者らは、青色発光材料から緑色及び赤色の各発光材料への励起子のエネルギー移動は、電荷輸送性材料（ホスト材料）を経由すると考えられることから、最低励起三重項エネルギーの高いホスト材料を用いることにより、励起子のエネルギー移動の抑制が可能となり、緑色発光材料と、赤色発光材料のドープ濃度を上昇させても色むらが少ない白色発光の素子を安定的に製造できることを見出した。また、青色の発光層（Ｂ発光層）と、緑色と赤色の混合発光層（ＧＲ発光層）に分けるとともに、ＧＲ発光層又はＢ発光層に、Ｂ発光層からＧＲ発光層への励起子のエネルギー移動を抑制する電荷輸送性材料を含ませれば、緑色発光材料と赤色発光材料のドープ濃度を上昇させてもエネルギー移動が抑制され、それにより、色むらが少ない白色発光タイプの有機電界発光素子を安定して製造することができることも見出した。
【００１２】
本発明に係る有機電界発光素子は、一対の電極と、該一対の電極間に配置された少なくとも一層の発光層とを有し、該発光層は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料と、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料と、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料と、最低励起三重項エネルギー準位が２．７ｅＶ以上であり、かつ、前記青色燐光発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料、とを含む。
【００１３】
なお、本発明に係る有機電界発光素子は、必要に応じて他の機能層を有してもよい。例えば以下のような層構成を採用することができるが、これらに限定されず、目的等に応じて適宜決めればよい。また、以下では、発光層が一層の例、及び、発光層が、陽極側の第１の発光層と陰極側の第２の発光層に分割されて配置された例を挙げるが、第１の発光層と第２の発光層は上下逆に積層されていてもよい。
【００１４】
発光層が１層の場合の層構成の例
・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／ブロック層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／ブロック層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００１５】
発光層が２層の場合の層構成の例
・陽極／第１の発光層／第２の発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／第１の発光層／第２の発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／第１の発光層／第２の発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／第１の発光層／第２の発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／第１の発光層／第２の発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／第１の発光層／第２の発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／第１の発光層／第２の発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／第１の発光層／第２の発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／ブロック層／正孔輸送層／第１の発光層／第２の発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／ブロック層／正孔輸送層／第１の発光層／第２の発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００１６】
図１は、本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例（第１実施形態）を概略的に示している。支持基板１２上に本実施形態に係る有機電界発光素子１０が形成されており、この有機電界発光素子１０は、対向配置された一対の電極１４，１６と、これらの電極１４，１６に挟まれた有機層（正孔輸送層２０、発光層３０、及び電子輸送層４０）とを有している。
また、図２は、本発明に係る有機電界発光素子の構成の他の例（第２実施形態）を概略的に示している。この有機電界発光素子１１では、発光層３０は、第１の発光層３２と第２の発光層３４に分けて積層されている。
以下の説明においては、適宜、支持基板１２上に下部電極１４として陽極を形成する構成について説明するが、支持基板１２上に陰極から逆に形成することも可能である。
【００１７】
−発光層−
発光層３０は電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
第１の実施形態に係る有機電界発光素子１０では、一層の発光層３０に、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料と、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料と、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料と、最低励起三重項エネルギー準位が２．７ｅＶ以上であり、かつ、前記青色燐光発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料が含まれている。
【００１８】
一方、第２の実施形態に係る有機電界発光素子１１では、第１の発光層３２と第２の発光層３４が隣接して積層しており、第１の発光層３２は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料を含んでいる。一方、第２の発光層３４は、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料と、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料と、最低励起三重項エネルギー準位が２．７ｅＶ以上であり、かつ、前記青色燐光発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料とを含んでいる。
【００１９】
なお、第２の実施形態に係る有機電界発光素子１１では、上記電荷輸送材料を第２の発光層３４ではなく、第１の発光層３２に含ませてもよい。あるいは、第１の発光層３２と第２の発光層３４の両方に上記電荷輸送材料を含ませてもよい。
【００２０】
本発明で使用できる燐光発光材料は、例えば、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体が挙げられる。
遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金である。
ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【００２１】
錯体の配位子としては、例えば、G.Wilkinson等著，Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press社１９８７年発行、H.Yersin著，「Photochemistry and Photophysicsof Coordination Compounds」 Springer-Verlag社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
【００２２】
これらの中でも、発光材料の具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１、特開２００１−２４７８５９、特願２０００−３３５６１、特開２００２−１１７９７８、特開２００２−２２５３５２、特開２００２−２３５０７６、特願２００１−２３９２８１、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ  １２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特開２００６−２５６９９９、特願２００５−７５３４１等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられる。
【００２３】
また、本発明における燐光発光材料として、電子輸送性発光材料又は正孔輸送性発光材料が用いられる。
電子輸送性発光材料としては、好ましくは、その電子親和力（Ｅａ）が２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であり、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．７ｅＶ以上７．０ｅＶ以下の電子輸送性発光材料である。
好ましく用いることのできる材料は、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウム錯体を挙げる事ができる。より好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、又は白金錯体であり、最も好ましくは白金錯体である。白金錯体の具体例を以下に示すが、これらに限定されものではない。
【００２４】
【化１】
2010161357.tif 000003
【００２５】
【化２】
2010161357.tif 000004
【００２６】
【化３】
2010161357.tif 000005
【００２７】
【化４】
2010161357.tif 000006
【００２８】
【化５】
2010161357.tif 000007
【００２９】
【化６】
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【００３０】
【化７】
2010161357.tif 000009
【００３１】
【化８】
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【００３２】
【化９】
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【００３３】
【化１０】
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【００３４】
【化１１】
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【００３５】
【化１２】
2010161357.tif 000014
【００３６】
＜正孔輸送性燐光発光材料＞
本発明における燐光発光材料として、正孔輸送性燐光発光材料を用いることができる。正孔輸送性燐光発光材料としては、好ましくは、その電子親和力（Ｅａ）が２．４ｅＶ以上３．４ｅＶ以下であり、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．０ｅＶ以上６．３ｅＶ以下の正孔輸送性燐光発光材料である。
好ましく用いることのできる材料は、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウム錯体を挙げる事ができ、より好ましくは、イリジウム錯体である。
具体的イリジウム錯体の例を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されものではない。
【００３７】
【化１３】
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【００３８】
【化１４】
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【００３９】
【化１５】
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【００４０】
（１）発光層
第１の実施形態における発光層３０は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料と、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料と、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料と、最低励起三重項エネルギー準位が２．７ｅＶ以上であり、かつ、前記青色燐光発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料とを含み、青色光、緑色光、及び赤色光を発する。
【００４１】
４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満にピーク波長を持つ青色燐光発光材料（適宜、「青色燐光発光材料」という。）としては、例えば以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４２】
【化１６】
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【００４３】
５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料（適宜、「緑色燐光発光材料」という。）としては、例えば以下に示すものが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４４】
【化１７】
2010161357.tif 000019
【００４５】
５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料（適宜、「赤色燐光発光材料」という。）としては、例えば以下に示すものが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４６】
【化１８】
2010161357.tif 000020
【００４７】
発光層３０は、青色燐光発光材料と、緑色燐光発光材料あるいは赤色燐光発光材料の２種類で構成しても良いが、ホスト材料に燐光材料をドープすることによって形成することが好ましい。
発光層３０を構成するホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。
【００４８】
青色燐光発光材料は、発光層３０に５〜３０質量％含有されることが好ましく、１０〜２５質量％含有されることがより好ましい。発光層３０中における青色燐光発光材料の濃度が５質量％以上であれば、青色光を確実に発することができるとともに、成膜の際にドープ量の調整も容易である。一方、発光層３０中における青色燐光発光材料の濃度が３０質量％以下であれば、他の色（緑及び赤）に比べて青色が強くなり過ぎることが抑制され、白色光を発する有機電界発光素子をより確実に製造することができる。
【００４９】
また、発光層３０中における緑色燐光発光材料の濃度は、０．２〜５質量％であることが好ましく、０．２〜２質量％であることがより好ましい。
また、発光層３０中における赤色燐光発光材料の濃度は、０．２〜５質量％であることが好ましく、０．２〜２質量％であることがより好ましい。
上記範囲であれば、緑色光及び赤色光を確実に発させることができるとともに、成膜の際にドープ量の調整が容易となり、安定して成膜することができる。また、青色に比べて緑色又は赤色が強くなり過ぎることが抑制され、白色光を発する有機電界発光素子をより確実に製造することができる。
【００５０】
発光層３０に含有されるホスト材料としては、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するもの及びアリールシラン骨格を有するものや、後述の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の説明で例示されている材料が挙げられる。
【００５１】
特に、発光層３０で生じた励起子が隣接する電荷輸送層２０，４０にエネルギー移動するのを抑制するため、発光層３０には、最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）が２．７ｅＶ以上であるとともに、青色燐光発光材料のＴ１よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料を含有させる。発光層３０で生じた励起子の移動をより効果的に抑制するため、発光層３０に含まれる電荷輸送材料のＴ１は２．８ｅＶ以上であることがより好ましく、２．９ｅＶ以上であることがさらに好ましく、また、青色燐光発光材料のＴ１との差（ΔＴ１）は、０．２ｅＶ以上であることがより好ましく、０．２８ｅＶ以上であることがさらに好ましい。
なお、電荷輸送性を低下させない観点から、上記電荷輸送材料のＴ１は３．９ｅＶ以下であることが好ましく、３．６ｅＶ以下であることが特に好ましい。
【００５２】
発光層３０に含まれる上記電荷輸送材料の濃度は、発光層３０で生じた励起子が電荷輸送層２０，４０にエネルギー移動するのをより効果的に抑制するため、６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。なお、発光層３０には上記電荷輸送材料が２種以上含まれていてもよい。Ｔ１が２．７ｅＶ以上である電荷輸送材料の具体例については後述する。
【００５３】
発光層３０の厚みは特に限定されるものではないが、発光効率の向上、駆動電圧の低下などの観点から、１ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであることが更に好ましい。
【００５４】
第２の実施形態では、第１の発光層３２が青色燐光発光材料を含み、第２の発光層３４が緑色燐光発光材料及び赤色燐光発光材料を含み、最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）が２．７ｅＶ以上であるとともに、青色燐光発光材料のＴ１よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料を第１の発光層３２及び第２の発光層３４の少なくとも一方に含有させる。以下では、第２の発光層３４に上記電荷輸送材料を含有させる場合について説明する。
【００５５】
（１）第１の発光層
第１の発光層３２は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料を含み、青色光を発する。このようなピーク波長を持つ青色燐光発光材料としては、例えば前記Ｂ−１及びＢ−２として示したものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５６】
第１の発光層３２は、青色燐光発光材料のみで構成しても良く、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ燐光発光材料であれば、２種以上併用しても良いが、ホスト材料に青色燐光発光材料をドープすることによって形成することが好ましい。
第１の発光層３２を構成するホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。
【００５７】
青色燐光発光材料は、第１の発光層３２に５〜３０質量％含有されることが好ましく、１０〜２５質量％含有されることがより好ましい。第１の発光層３２中における青色燐光発光材料の濃度が５質量％以上であれば、青色光を確実に発することができるとともに、成膜の際にドープ量の調整も容易である。一方、第１の発光層３２中における青色燐光発光材料の濃度が３０質量％以下であれば、他の色（緑及び赤）に比べて青色が強くなり過ぎることが抑制され、白色光を発する有機電界発光素子をより確実に製造することができる。
【００５８】
第１の発光層３２に含有されるホスト材料としては、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するもの及びアリールシラン骨格を有するものや、後述の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の項で例示されている材料が挙げられる。
【００５９】
特に、第１の発光層３２で生じた励起子が隣接する第２の発光層３４にエネルギー移動するのを抑制するため、第１の発光層３２には、最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）が２．７ｅＶ以上であるとともに、青色燐光発光材料のＴ１よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料を含有することが好ましい。第１の発光層３２で生じた励起子の移動をより効果的に抑制するため、第１の発光層３２に含まれる電荷輸送材料のＴ１は２．８ｅＶ以上であることがより好ましく、２．９ｅＶ以上であることがさらに好ましく、また、青色燐光発光材料のＴ１との差（ΔＴ１）は、０．２ｅＶ以上であることがより好ましく、０．２８ｅＶ以上であることがさらに好ましい。
なお、電荷輸送性を低下させない観点から、上記電荷輸送材料のＴ１は３．９ｅＶ以下であることが好ましく、３．６ｅＶ以下であることが特に好ましい。
【００６０】
第１の発光層３２に含まれる上記電荷輸送材料の濃度は、第１の発光層３２で生じた励起子が第２の発光層３４にエネルギー移動するのをより効果的に抑制するため、６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。なお、第１の発光層３２には上記電荷輸送材料が２種以上含まれていてもよい。Ｔ１が２．７ｅＶ以上である電荷輸送材料の具体例については後述する。
【００６１】
第１の発光層３２の厚みは特に限定されるものではないが、発光効率の向上、駆動電圧の低下などの観点から、１ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであることがより好ましく、１０ｎｍ〜７０ｎｍであることが更に好ましい。
【００６２】
（２）第２の発光層
第２の発光層３４は、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料と、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料と、最低励起三重項エネルギー準位が２．７ｅＶ以上であり、かつ、第１の発光層３２に含まれる青色燐光発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも０．０８ｅＶ以上高い電荷輸送材料とを含み、緑色光と赤色光を発する。
【００６３】
５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満に発光ピークを持つ緑色燐光発光材料としては、例えば前記Ｇ−１及びＧ−２として示したものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６４】
第２の発光層３４中における緑色燐光発光材料の濃度は、０．２〜５質量％であることが好ましく、０．２〜２質量％であることがより好ましい。第２の発光層３４における緑色燐光発光材料の濃度が０．２質量％以上であれば、緑色光を確実に発することができるとともに、成膜の際にドープ量の調整が容易となり、安定して成膜することができる。一方、第２の発光層３４中における緑色燐光発光材料の濃度が特に２質量％以下であれば、他の色（青及び赤）に比べて緑色が強くなり過ぎることが抑制され、白色光を発する有機電界発光素子をより確実に製造することができる。
【００６５】
また、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に発光ピークを持つ赤色燐光発光材料としては、例えば前記Ｒ−１として示したものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６６】
第２の発光層３４中における赤色燐光発光材料の濃度は、０．２〜５質量％であることが好ましく、０．２〜２質量％であることがより好ましい。第２の発光層３４における赤色燐光発光材料の濃度が０．２質量％以上であれば、赤色光を確実に発することができるとともに、成膜の際にドープ量の調整が容易であり、安定して成膜することができる。一方、第２の発光層３４中における赤色燐光発光材料の濃度が特に２質量％以下であれば、他の色（青及び緑）に比べて赤色が強くなり過ぎることが抑制され、白色光を発する有機電界発光素子をより確実に製造することができる。
【００６７】
また、第２の発光層３４に含まれる最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）が２．７ｅＶ以上である電荷輸送材料としては、例えば以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６８】
【化１９】
2010161357.tif 000021
【化２０】
2010161357.tif 000022
【００６９】
上記のようなＴ１が２．７ｅＶ以上である電荷輸送材料が第２の発光層３４に含まれていれば、隣接する第１の発光層３２で生じた励起子が第２の発光層３４に移動することが抑制されることになる。なお、第２の発光層３４に含まれる電荷輸送材料は、第１の発光層３２から励起子の移動をより効果的に抑制するため、Ｔ１が２．８ｅＶ以上であることが好ましく、２．９ｅＶ以上であることがより好ましい。また、第２の発光層３４にはＴ１が２．７ｅＶ以上である電荷輸送材料が２種以上含まれていてもよい。
なお、第２の発光層３４に含まれる上記電荷輸送材料のＴ１は電荷輸送性を低下させない観点から、３．９ｅＶ以下であることが好ましく、３．６ｅＶ以下であることが特に好ましい。
また、第２の発光層３４に含まれる上記電荷輸送材料の濃度は、第１の発光層３２から励起子の移動を効果的に抑制するため、６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。
【００７０】
第２の発光層３４の厚みは特に限定されるものではないが、発光効率の向上、駆動電圧の低下などの観点から、１ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであることがより好ましく、１０ｎｍ〜７０ｎｍであることが更に好ましい。
【００７１】
また、第１の発光層３２と第２の発光層３４を合わせた発光層３０全体として総厚は、発光効率の向上、駆動電圧の低下などの観点から、好ましくは１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、更に好ましくは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。特に、発光層３０全体の総厚が２５ｎｍ以上であれば、発光効率及び耐久性の向上を図ることができ、３５ｎｍ以下であれば駆動電圧の上昇を抑制することができる。
また、第１の発光層３２の厚み（Ｘ）と第２の発光層３４の厚み（Ｙ）の比は、好ましくは、Ｘ／Ｙ＝１〜８、より好ましくは、２〜５である。Ｘ／Ｙが特に２以上５以下の範囲であれば耐久性、色度などの点で好ましい。
各発光層３２，３４は、蒸着法やスパッタ法等の乾式成膜法のほか、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、スプレー法等の公知の方法によって形成することができる。
【００７２】
また、白色発光させるため、青色、緑色、赤色の各燐光発光材料の発光スペクトルの最小値と最大値の発光強度比が５：９５〜１：１の範囲にあることが好ましく、２０：８０〜４０：６０がより好ましい。本発明の有機電界発光素子１０，１１では、各燐光発光材料間での励起子のエネルギー移動が抑制されるため、ＲＧＢの各発光領域で発光ピークが現れ、特に、最小値と最大値の発光強度比が上記範囲にあれば、各発光材料による発光が混ざって、色むらの少ない白色光を発する有機電界発光素子がより確実に得られる。
【００７３】
第２の実施形態の有機電界発光素子１１では、陽極１４と陰極１６の間に少なくとも第１の発光層３２と第２の発光層３４を含む構成とするが、電極１４，１６と発光層３０との間に他の有機層を設けることができ、例えば、図２に示すように陽極１４側から、正孔輸送層２０、発光層３０、電子輸送層４０の順に積層されている態様が挙げられ、さらに、例えば正孔輸送層２０と発光層３０との間、又は、発光層３０と電子輸送層４０との間に、電荷ブロック層等を有していてもよい。陽極１４と正孔輸送層２０との間に正孔注入層を有してもよく、陰極１６と電子輸送層４０との間には電子注入層を有してもよい。また、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
【００７４】
−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層、正孔輸送層は、具体的には、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、フェニルアゾールやフェニルアジンを配位子に有するＩｒ錯体に代表される各種金属錯体等を含有する層であることが好ましい。
【００７５】
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００７６】
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【００７７】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００７８】
−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００７９】
上記のような発光層３０以外の有機層も、発光層３０と同様、蒸着法やスパッタ法等の乾式成膜法のほか、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、スプレー法等の公知の方法によって形成することができる。
【００８０】
−陽極−
発光層３０で生じた光が透過するように、一対の電極１４，１６のうち少なくとも一方は透明の電極とする。通常は、支持基板１２側の電極（下部電極）１４を陽極とし、封止基板（不図示）側の電極（上部電極）１６を陰極とするが、下部電極１４を陰極、上部電極１６を陽極とすることもできる。
【００８１】
陽極１４は、有機ＥＬ層に正孔を供給する電極としての機能を有するものであれば、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的等に応じて公知の電極材料から適宜選択することができる。
陽極１４を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。具体例として、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
【００８２】
陽極１４を形成する方法としては、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式が挙げられ、陽極１４を構成する材料との適性等を考慮して適宜選択すればよい。例えば、陽極材料としてＩＴＯを用いる場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って陽極を形成することができる。
陽極１４を形成する位置は、有機電界発光素子１０，１１の用途、目的等に応じて適宜選択することができ、支持基板１２の全体に形成してもよいし、一部に形成してもよい。
【００８３】
陽極１４を形成する際のパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００８４】
陽極１４の厚みは、陽極１４を構成する材料等に応じて適宜選択すればよいが、通常は１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
また、陽極１４の抵抗値は、有機ＥＬ層に確実に正孔を供給するために、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。
【００８５】
陽極１４側から光を取り出す場合は、その光透過率は６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載されている事項を本発明でも適用することができる。例えば、耐熱性の低いプラスチック製の支持基板を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
【００８６】
−陰極−
陰極１６は、通常、有機層に電子を注入する電極としての機能を有し、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機電界発光素子１０，１１の用途、目的等に応じて公知の電極材料の中から適宜選択することができる。陰極１６を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点から、２種以上を好適に併用することができる。
【００８７】
これらの中でも、陰極１６を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点でアルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。なお、陰極１６の材料については、例えば、特開平２−１５５９５号公報及び特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は本発明においても適用することができる。
【００８８】
陰極１６の形成方法については特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陰極１６を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極１６の材料として金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時に又は順次、スパッタ法等に従って陰極１６を形成することができる。
【００８９】
陰極１６の厚みは、陰極１６を構成する材料や光の取り出し方向に応じて適宜選択すればよく、通常は１ｎｍ〜５μｍ程度である。陰極１６は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。例えば、透明な陰極１６とする場合は、陰極１６の材料を１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の厚さに薄く成膜し、更にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
【００９０】
陰極１６を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等によって行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
陰極１６の形成位置は特に制限はなく、有機層上の全体に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【００９１】
陰極１６と有機層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１〜５ｎｍの厚みで形成してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と解することもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【００９２】
−支持基板−
支持基板１２は、有機電界発光素子全体を支持することができる耐熱性、強度、光透過性等を有するものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
【００９３】
支持基板１２としてガラスを用いる場合、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
【００９４】
有機材料からなる支持基板１２を用いる場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。特にプラスチック製の支持基板を用いる場合には、水分や酸素の透過を抑制するため、支持基板１２の片面又は両面に透湿防止層又はガスバリア層を設けることが好ましい。透湿防止層又はガスバリア層の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物を好適に用いることができる。透湿防止層又はガスバリア層は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
また、熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００９５】
支持基板１２の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機電界発光素子１０，１１の用途、目的等に応じて適宜選択すればよい。一般的には、支持基板１２の形状としては、取り扱い性、有機電界発光素子の形成容易性等の観点から、板状であることが好ましい。支持基板１２の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、支持基板１２は、単一部材で構成されていてもよいし、２つ以上の部材で構成されていてもよい。
【００９６】
なお、支持基板１２とは反対側から光を取り出す、いわゆるトップエミッションタイプとする場合には、基板１２側から発光を取り出す必要がないため、例えば、ステンレス、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕやこれらの合金等の金属基板やシリコン基板を用いることもできる。金属製の支持基板であれば、厚みが薄くても、強度が高く、大気中の水分や酸素に対して高いガスバリア性を有するものとなる。金属基板を用いる場合には、基板１２と下部電極１４との間に電気絶縁性を確保するための絶縁膜を設ければよい。
【００９７】
−保護層−
本発明の有機電界発光素子１０，１１は、保護層によって保護されていてもよい。保護層を構成する材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、またはＮｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、またはＴｉＯ２等の金属酸化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、またはＣａＦ２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００９８】
保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、または転写法を適用できる。
【００９９】
−封止−
本発明の有機電界発光素子１０，１１は、封止容器などの封止部材によって封止されてもよい。また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。
水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
【０１００】
本発明の有機電界発光素子１０，１１を発光させる場合は、各電極１４，１６にそれぞれ制御配線、信号配線等の外部配線を接続する。これにより、本発明の有機電界発光素子を備えた発光装置を製造することができる。なお、本発明に係る有機電界発光素子を備えた発光装置の駆動方式は限定されず、パッシブマトリクス方式及びアクティブマトリクス方式のいずれも採用することができる。
【０１０１】
本発明の有機電界発光素子１０，１１は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
【０１０２】
本発明の有機電界発光素子１０，１１の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【０１０３】
−用途−
本発明の有機電界発光素子１０，１１の用途は限定されるものではないが、例えば、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等に好適に利用することができる。
【実施例】
【０１０４】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１０５】
実施例では、ガラス基板上に下記の標準構成を有する有機電界発光素子を形成した。なお、各有機層は真空蒸着装置（１×１０−６ｔｏｒｒ）を用いて形成した。
【０１０６】
−有機ＥＬ素子の標準構成−
ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１．０％Ｆ４−ＴＣＮＱ（１６０ｎｍ）／ＮＰＤ（１０ｎｍ）／発光層／ＢＡｌｑ（３９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
ＩＴＯが陽極、Ａｌが陰極である。また、「％」は各層における濃度（質量％）を表し、括弧内は厚みを表している。各層は概ね以下のようにして形成した。
【０１０７】
１）陽極の形成
２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上に酸化インジウム錫（以後、ＩＴＯと略記）を１００ｎｍの厚さで蒸着し成膜したもの（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板のＩＴＯ膜をエッチングによりパターニングした後、洗浄した。
【０１０８】
２）正孔注入・輸送層の形成
正孔注入層：４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡと略記する）および２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱと略記する）を、２−ＴＮＡＴＡに対してＦ４−ＴＣＮＱが１．０質量％となるように共蒸着した。厚みは１６０ｎｍとした。
正孔輸送層：Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤと略記する）により形成した。厚みは１０ｎｍとした。
【０１０９】
３）発光層の形成
発光層：正孔輸送層上に、発光材料として、青色、緑色、及び赤色の領域でそれぞれ発光する３種の燐光発光材料を含む発光層、又は、青色領域で発光する燐光発光材料を含む第１の発光層と、緑色及び赤色領域で発光する２種類の燐光発光材料を含む第２の発光層を蒸着によって順次成膜した。
【０１１０】
４）電子輸送・注入層の形成
続いて、発光層の上に、下記の電子輸送層、および電子注入層を設けた。
電子輸送層：Ａｌｕｍｉｎｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ（ＢＡｌｑと略記する）を厚みが３９ｎｍとなるように蒸着した。
電子注入層：バソクプロイン（ＢＣＰと略記する）を厚みが１ｎｍとなるように蒸着した。
【０１１１】
５）陰極等の形成
さらに、ＬｉＦを厚み１ｎｍに蒸着後、シャドウマスクによりパターニングして陰極として厚み１００ｎｍのＡｌを設けた。各層はいずれも抵抗加熱真空蒸着により設けた。
【０１１２】
作製した積層体を、窒素ガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ社製）を用いて封止した。
【０１１３】
前記標準構成において、発光層の構成を種々変更して有機電界発光素子を作製した。下記実施例及び比較例における発光層に用いた材料の構造式、Ｔ１等を以下に示す。
なお最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１値）は、りん光測定よりその立ち上がり波長から求めた。
【０１１４】
【化２１】
2010161357.tif 000023
【０１１５】
【化２２】
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【０１１６】
【化２３】
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【０１１７】
【化２４】
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【０１１８】
【化２５】
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【０１１９】
【化２６】
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【０１２０】
【化２７】
2010161357.tif 000029
【０１２１】
【化２８】
2010161357.tif 000030
【０１２２】
＜実施例１＞
前記標準構成において、発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−１＋１０％Ｇ−１＋１％Ｒ−１（３０ｎｍ）
【０１２３】
東陽テクニカ（株）製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を素子に印加し、発光させたところ白色に発光した。その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は、浜松ホトニクス（株）製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。４５６ｎｍ／５０３ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．７：１：０．８であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３１，０．３６）であった。  
【０１２４】
＜実施例２＞
前記標準構成において、発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−２＋１０％Ｇ−１＋１％Ｒ−１（３０ｎｍ）
【０１２５】
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６７ｎｍ／５０３ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．６５：１：０．８であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３１，０．３４）であった。
【０１２６】
＜実施例３＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−１（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−３＋１０％Ｇ−１＋１％Ｒ−１（１０ｎｍ）
【０１２７】
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４５６ｎｍ／５０３ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．７５：１：０．７８であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３１，０．３６）であった。
【０１２８】
＜実施例４＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−２（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−３＋１０％Ｇ−１＋１％Ｒ−１（１０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６６．８ｎｍ／５０３ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．８５：１：０．６であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．２９，０．３５）であった。
【０１２９】
＜実施例５＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−３＋１５％Ｂ−２（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−１＋１０％Ｇ−１＋１％Ｒ−１（１０ｎｍ）
【０１３０】
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６６．８ｎｍ／５０３ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．８：１：０．７５であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３４，０．３５）であった。
【０１３１】
＜実施例６＞
前記標準構成において、発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−３＋１０％Ｇ−２＋１％Ｒ−２（３０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６３ｎｍ／５１７ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．６：１：０．８５であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３３， ０．３８）であった。
【０１３２】
＜実施例７＞
前記標準構成において、発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−４＋１０％Ｇ−３＋１％Ｒ−３（３０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６５ｎｍ／５２２ｎｍ／６３５ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．６：１：０．９であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３５， ０．３８）であった。
【０１３３】
＜実施例８＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−３（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−３＋１０％Ｇ−２＋１％Ｒ−２（１０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６３ｎｍ／５１７ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．８：１：０．７５であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３１， ０．３２）であった。
【０１３４】
＜実施例９＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−３（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−５＋１０％Ｇ−２＋１％Ｒ−２（１０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６３ｎｍ／５１７ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．７５：１：０．７５であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３２， ０．３３）であった。
【０１３５】
＜実施例１０＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−１＋１５％Ｂ−４（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−３＋１０％Ｇ−３＋１％Ｒ−３（１０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６５ｎｍ／５２２ｎｍ／６３５ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．８：１：０．８であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３３， ０．３２）であった。
【０１３６】
＜実施例１１＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−３＋１５％Ｂ−３（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−１＋１０％Ｇ−２＋１％Ｒ−２（１０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、白色に発光した。
４６３ｎｍ／５１７ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．７５：１：０．８５であった。
また、色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３４， ０．３３）であった。
【０１３７】
＜比較例１＞
前記標準構成において、発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
発光層：Ｈ−２＋１５％Ｂ−１＋１０％Ｇ−１＋１％Ｒ−１（３０ｎｍ）
【０１３８】
東陽テクニカ（株）製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を素子に印加し、３６０ｃｄ／ｍ２で発光させたところ赤色が強くまじった白色発光した。その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長及び色度は、浜松ホトニクス（株）製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。４５６ｎｍ／５０３ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．６：０．７５：１であった。
また、色度はＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．４２，０．３５）であった。
【０１３９】
＜比較例２＞
前記標準構成において、発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
発光層：Ｈ−３＋１５％Ｂ−１＋１０％Ｇ−１＋１％Ｒ−１（３０ｎｍ）
【０１４０】
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、赤色が強くまじった白色発光した。
４５６ｎｍ／５０３ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．３：０．７：１であった。
色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．４５，０．３６）であった。
【０１４１】
＜比較例３＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−３＋１５％Ｂ−１（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−３＋１０％Ｇ−１＋１％Ｒ−１（１０ｎｍ）
【０１４２】
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、赤色が強くまじった白色に発光した。
４５６ｎｍ／５０３ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．３：０．７：１であった。
色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．４５，０．３６）であった。
【０１４３】
＜比較例４＞
前記標準構成において、発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
発光層：Ｈ−５＋１５％Ｂ−３＋１０％Ｇ−２＋１％Ｒ−２（３０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、赤色が強くまじった白色発光した。
４６３ｎｍ／５１７ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．４：０．７：１であった。
色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．４７， ０．３６）であった。
【０１４４】
＜比較例５＞
前記標準構成において、発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
発光層：Ｈ−５＋１５％Ｂ−４＋１０％Ｇ−３＋１％Ｒ−３（３０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、赤色が強くまじった白色発光した。
４６５ｎｍ／５２２ｎｍ／６３５ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．３５：０．６５：１であった。
色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．４９， ０．３５）であった。
【０１４５】
＜比較例６＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−５＋１５％Ｂ−３（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−５＋１０％Ｇ−２＋１％Ｒ−２（１０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、赤色が強くまじった白色に発光した。
４６３ｎｍ／５１７ｎｍ／６２０ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．５：０．９：１であった。
色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．４５， ０．４０）であった。
【０１４６】
＜比較例７＞
前記標準構成において、第１及び第２の発光層を以下の構成として有機電界発光素子を作製した。
第１の発光層：Ｈ−５＋１５％Ｂ−４（２０ｎｍ）
第２の発光層：Ｈ−５＋１０％Ｇ−３＋１％Ｒ−３（１０ｎｍ）
実施例１と同様にして素子に直流電圧を印加し発光させたところ、赤色が強くまじった白色に発光した。
４６５ｎｍ／５２２ｎｍ／６３５ｎｍに発光ピークが現れ、それらの強度比は、０．４５：０．８５：１であった。
色度は、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．４８， ０．３９）であった。
【０１４７】
以上のように、本発明では、高Ｔ１のホスト材料を用いることにより、燐光材料間の励起子エネルギーの移動を抑制することができ、ドープ濃度を低下させること無く、安定して白色の素子を作製可能なことが見出された。
【０１４８】
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。例えば、本発明の有機電界発光素子は、トップエミッションタイプでもよいし、両面から発光するタイプとしてもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１０，１１ 有機電界発光素子
１２ 支持基板
１４ 下部電極
１６ 上部電極
２０ 正孔輸送層
２４ 電子輸送層
３０ 発光層
３２ 第１の発光層
３４ 第２の発光層
４０ 電子輸送層
【図１】
2010161357.tif 000031
【図２】
2010161357.tif 000032