(57)【要約】【課題】電極に印加する電圧の変化に対する色味の変化が少なく、かつ発光効率の高い有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、および照明装置を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子１１は、陽極１及び陰極６と、陽極１および陰極６間に設けられ、かつそれぞれが発光層を含む複数の発光ユニットと、発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層４０と、前記発光ユニットの少なくとも一つは、発光層が２層以上積層する発光部を有し、前記発光部を構成する各発光層が、互いに異なるピーク波長の光を発し、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、前記陽極寄りに配置される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、陰極と、前記陽極および陰極間に設けられ、かつそれぞれが発光層を含む複数の発光ユニットと、前記発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層とを有し、
前記電荷発生層は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物（Ａ）の１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含み、
前記発光ユニットの少なくとも一つは、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、前記陽極寄りに配置された複数の発光層を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記電荷発生層が、前記金属およびその化合物（Ａ）を１種類以上含む第１の層と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上を含む第２の層とを含んで成り、前記第１の層が、第２の層よりも前記陽極寄りに配置されてい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ス素子。
【請求項３】
前記電荷発生層は、前記金属およびその化合物（Ａ）の１種類以上と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上とが混合されて成る層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ス素子。
【請求項４】
波長５５０ｎｍに対する前記電荷発生層の透過率が、３０％以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記仕事関数が３.０ｅＶ以下の金属が、アルカリ金属、及びアルカリ土類金属から成る群から選択されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記仕事関数４．０ｅＶ以上の化合物が遷移金属酸化物であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
各発光ユニットから放射される光の色が互いに異なることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記発光ユニットの少なくとも一つは、赤色の光を発する発光層と、緑色の光を発する発光層と、青色の光を発する発光層とを有し、かつ発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、前記陽極寄りに配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記第１電極と第２電極との間に印加する電圧を変化させたときの、外に取出される光の色度座標における座標値ｘと座標値ｙの変化の幅が、それぞれ０．０５以下であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ということがある。）及びその製造方法、照明装置、面状光源及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は一対の電極と該電極間に設けられる発光層を含んで構成される。有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、陽極から正孔が注入されるとともに、陰極から電子が注入され、これら正孔と電子とが発光層において再結合することによって発光する。
有機ＥＬ素子は、例えば表示装置、および照明装置などの光源として用いられ、その特性として高い発光効率が求められている。有機ＥＬ素子は、発光層を１層含んで構成されるのが通常であるが、注入する電流に対する発光効率を向上させるために、マルチフォトン型の有機ＥＬ素子が提案されている。このマルチフォトン型の有機ＥＬ素子は、それぞれが発光層を備える複数の発光ユニットを積層した構成の有機ＥＬ素子である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また表示装置および照明装置などでは、白色光を発光する有機ＥＬ素子が用いられることが多く、このような有機ＥＬ素子の１つとして、複数の種類の色素を分散させた１層の白色発光層を備える有機ＥＬ素子が開示されている（例えば、特許文献２参照）。表示装置および照明装置などでは、一般的に、明るさが変化したとしてもその色味が変化しないものが好ましく、従ってその光源として用いられる有機ＥＬ素子にも、印加する電圧の変化に対する色味の変化の少ないものが求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【特許文献２】特開平０７−２２０８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら複数の種類の色素を分散させた白色発光層を備える従来の有機ＥＬ素子では、印加する電圧に対する色味の変化が大きく、また発光効率が低い。そこで白色光を発光する有機ＥＬ素子として、１層の白色発光層を備える構成の有機ＥＬ素子とは別に、互いに異なる色で発光する複数の発光層を積層した構成の有機ＥＬ素子を本発明者は検討した。
【０００６】
本発明は、前記従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、電極に印加する電圧の変化に対する色味の変化が少なく、かつ発光効率の高い有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、および照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、下記構成を採用した有機エレクトロルミネッセンス素子、および該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供する。
【０００８】
［１］陽極と、陰極と、前記陽極および陰極間に設けられ、かつそれぞれが発光層を含む複数の発光ユニットと、前記発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層とを有し、
前記電荷発生層は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物（Ａ）の１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含み、前記発光ユニットの少なくとも一つは、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、前記陽極寄りに配置された複数の発光層を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
［２］前記電荷発生層が、前記金属およびその化合物（Ａ）を１種類以上含む第１の層と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上を含む第２の層とを含んで成り、前記第１の層が、第２の層よりも前記陽極寄りに配置されていることを特徴とする上記［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［３］前記電荷発生層は、前記金属およびその化合物（Ａ）の１種類以上と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上とが混合されて成る層であることを特徴とする上記［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［４］波長５５０ｎｍに対する前記電荷発生層の透過率が、３０％以上であることを特徴とする上記［１］から［３］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［５］前記仕事関数が３.０ｅＶ以下の金属が、アルカリ金属、及びアルカリ土類金属から成る群から選択されることを特徴とする上記［１］から［４］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［６］前記仕事関数４．０ｅＶ以上の化合物が遷移金属酸化物であることを特徴とする上記［１］から［５］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［７］各発光ユニットから放射される光の色が互いに異なることを特徴とする上記［１］から［６］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［８］前記発光ユニットの少なくとも一つは、赤色の光を発する発光層と、緑色の光を発する発光層と、青色の光を発する発光層とを有し、かつ発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、前記陽極寄りに配置されていることを特徴とする上記［１］から［７］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［９］前記第１電極と第２電極との間に印加する電圧を変化させたときの、外に取出される光の色度座標における座標値ｘと座標値ｙの変化の幅が、それぞれ０．０５以下であることを特徴とする上記［１］から［８］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１０］上記［１］から［８］のうちのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
［１１］上記［１］から［８］のうちのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
［１２］上記［１］から［８］のうちのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による有機ＥＬ素子は、マルチフォトン型の有機ＥＬ素子を構成するとともに、発光する光のピーク波長に応じて、各発光層を所定の順序で配置することにより、電極に印加する電圧の変化に対して、色味の変化が少なく、かつ発光効率の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の一形態の有機ＥＬ素子について、図面を参照しつつ説明する。なお、理解の容易のため、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。また、本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。有機ＥＬ装置においては、電極のリード線等の部材も存在するが、本発明の説明にあっては直接的に要しないため記載を省略している。層構造等の説明の便宜上、下記例においては基板を下に配置した図と共に説明がなされるが、本実施の形態の有機ＥＬ素子及びこれを搭載した有機ＥＬ装置が、必ずしもこの配置で製造または使用等がなされるわけではない。
【００１１】
図１は、本発明の実施の一形態の有機ＥＬ素子１１を示す側面図である。本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、通常、基板１０に設けられる。有機ＥＬ素子１１は、陽極１と、陰極６と、陽極１および陰極６間に設けられ、かつそれぞれが発光層を含む複数の発光ユニットと、発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層４０とを有し、前記発光ユニットの少なくとも一つは、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、前記陽極寄りに配置された複数の発光層を備えるものである。
【００１２】
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、マルチフォトン型の有機ＥＬ素子であり、２個以上の発光ユニットを備える。有機ＥＬ素子のとりうる素子構成を以下に示す。
（ｉ）陽極／発光ユニット／電荷発生層／発光ユニット／陰極
（ｉｉ）陽極／発光ユニット／（電荷発生層／発光ユニット）ｘ／陰極
ここで記号「／」は、記号「／」を挟む層が隣接して積層されていることを表す。また記号「ｘ」は、２以上の整数を表し、「（電荷発生層／発光ユニット）ｘ」は、電荷発生層と発光ユニットとから成る積層体が、ｘ段積層されていることを表す。なおマルチフォトン型の有機ＥＬ素子のうちで発光ユニットが２段積層されて構成される（ｉ）の構成の素子を特にタンデム型の素子という。
【００１３】
本実施の形態における有機ＥＬ素子１１は、第１の発光ユニット２０及び第２の発光ユニット６０の２個の発光ユニットと、これら２つの発光ユニット２０、６０に挟持される電荷発生層４０とを備える。有機ＥＬ素子は、通常、（ｉ）または（ｉｉ）の構成において、陽極が最も基板寄りとなる配置で基板上に設けられる。なお、有機ＥＬ素子は、（ｉ）または（ｉｉ）の構成において、陰極が最も基板寄りとなる配置で基板上に設けられてもよい。本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、基板１０に、陽極１、第１の発光ユニット２０、電荷発生層４０、第２の発光ユニット６０、陰極６がこの順に積層されて構成される。すなわち本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は（ｉ）の構成の有機ＥＬ素子であり、いわゆるタンデム型の有機ＥＬ素子を構成する。
【００１４】
＜基板＞
本実施の形態の有機ＥＬ素子に用いられる基板１０は、有機ＥＬ素子を形成する際に変化しないものであればよく、例えばガラス、プラスチック、シリコン基板、これらを積層したものなどが用いられる。基板としては、市販のものが使用可能である。また公知の方法により基板を製造することもできる。なお所定の電子回路が予め組み込まれた基板を用いてもよく、たとえばＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板を用いてもよい。
【００１５】
＜陽極＞
有機ＥＬ素子は、発光ユニットから発生した光を外に取出す必要があるので、陽極および陰極のうちの少なくとも一方が透光性を有する電極によって構成される。本実施の形態では、陽極から光を取出す構成の有機ＥＬ素子について説明する。
本実施の形態の有機ＥＬ素子の陽極１としては、光透光性を示す電極が用いられ、かかる電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物および金属などの薄膜を用いることができ、光透過率の高いものが好適に用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（Indium Tin Oxide：略称ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Indium Zinc Oxide：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、および銅などから成る薄膜が用いられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、または酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。陽極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
なお例えば陽極から光を取出さない構成の有機ＥＬ素子の場合などには、光を反射させる材料を用いて陽極を形成してもよく、該材料としては、仕事関数３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。
【００１６】
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００１７】
＜電荷発生層＞
電荷発生層４０は、陽極と陰極とに電圧を印加したときに、電荷（正孔と電子）を発生し、電荷発生層に対して陽極側に隣接する発光ユニットに電子を注入するとともに、電荷発生層に対して陰極側に隣接する発光ユニットに正孔を注入する層として機能する。陽極および陰極から注入される電荷に加えて、電荷発生層からも当該電荷発生層において発生する電荷が注入されるので、注入した電流に対する発光効率（電流効率）が向上する。
本実施の形態の有機ＥＬ素子１１においては、電荷発生層４０は、第１の発光ユニット２０及び第２の発光ユニット６０に狭持され、これら第１の発光ユニット２０及び第２の発光ユニット６０を仕切っている（図１参照）。
【００１８】
本実施の形態における電荷発生層４０は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物（Ａ）の１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含む。電荷発生層４０は、前記仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物（Ａ）の１種類以上を単独で用いるよりも、前記仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上と組合せて用いることにより、電荷を効率的に発生することができる。
【００１９】
仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属の化合物（Ａ）とは、金属の仕事関数が３．０ｅＶ以下であり、かつ化合物自体の仕事関数が３．０ｅＶ以下である化合物をさす。電荷発生層４０に仕事関数が前記範囲を満たす材料が含まれていない場合、有効な電荷注入が起こりにくくなり本発明の効果が十分に得られないので好ましくない。
【００２０】
電荷発生層を構成する仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び希土類金属から成る群から選択することができる。中でもアルカリ金属及びアルカリ土類金属が好ましい。アルカリ金属としては、リチウム（Ｌｉ）（２．９３ｅＶ）、ナトリウム（Ｎａ）（２．３６ｅＶ）、カリウム（Ｋ）（２．２８ｅＶ）、ルビジウム（Ｒｂ）（２．１６ｅＶ）、及びセシウム（Ｃｓ）（１．９５ｅＶ）が好ましく、アルカリ土類金属としては、カルシウム（Ｃａ）（２．９ｅＶ）及びバリウム（Ｂａ）（２．５２ｅＶ）が好ましい（カッコ内は仕事関数を示す。）。これらの中では、Ｌｉがより好ましい。また、電荷発生層を構成する仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属の化合物（Ａ）としては、前記の金属の酸化物、ハロゲン化物、フッ化物、ホウ化物、窒化物、炭化物等が挙げられる。
【００２１】
仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）としては、仕事関数が４．０ｅＶ以上の無機又は有機化合物が選ばれる。仕事関数が４．０ｅＶ以上の無機化合物としては、遷移金属酸化物が望ましく、遷移金属酸化物の中でも、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、テクネチウム（Ｔｃ）、レニウム（Ｒｅ）などの酸化物が好ましく、Ｖ2Ｏ5がより好ましい。
【００２２】
仕事関数が４．０ｅＶ以上の有機化合物としては、後の工程で用いられる塗布液に溶解しにくく、かつ仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物（Ａ）から電子を受け取りやすい電子受容性の材料が好ましい。さらに好ましくは、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物（Ａ）と電荷移動錯体を形成することが好ましい。このような材料の例として、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（４Ｆ−ＴＣＮＱ）が挙げられる。
【００２３】
電荷発生層は、以下の２通りの構造をとり得る。
（Ｉ）電荷発生層４０が、前記金属およびその化合物（Ａ）を１種類以上含む第１の層４−１と、前記化合物（Ｂ）を１種類以上含む第２の層４−２とを含む（積層構造：図１参照）。
（ＩＩ）電荷発生層が、前記金属およびその化合物（Ａ）の１種類以上と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上とが混合されて成る層である（混合層）。
【００２４】
前記（Ｉ）の積層構造の場合には、図１に示すように、第１の層４−１を、第２の層４−２よりも陽極寄りに配置することが好ましい。
【００２５】
前記混合層を形成する方法としては、共蒸着などの手法により、２種類の材料が混合した層を一度に形成する方法や、第１の層を構成する材料を極めて薄く形成することにより、連続膜になる前の島状の離散的な構造を形成し、この構造の上に第２の層を形成することにより混合層とする方法を挙げることができる。
【００２６】
前記第１の層４−１の厚さは、本発明の効果を十分に得るためには、１０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは６ｎｍ以下である。
前記第２の層４−２の厚さは、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下が望ましく、さらに望ましくは４ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。
【００２７】
また、本実施の形態の電荷発生層は、さらに第３の層として、透明導電性薄膜を含んでいてもよい。透明導電性薄膜としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などを用いることができる。
【００２８】
本発明の電荷発生層の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、塗布法などを用いることができる。
【００２９】
本実施の形態の電荷発生層の光透過率は、発光層から放出される光に対して高い透過率を有することが望ましい。十分に光を取り出し、十分な輝度を得るためには、波長５５０ｎｍでの透過率が３０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは５０％以上である。
【００３０】
＜発光ユニット＞
次に発光ユニットについて説明する。発光ユニットは、少なくとも発光層を含んで構成される。なお発光ユニットは発光層のみによって構成されていてもよく、また無機層を含んでいてもよい。発光ユニットは、マルチフォトン型ではない発光層を１層備える通常の有機ＥＬ素子において、陽極と陰極とに挟持された部分と同様の構成を有する。
発光ユニットは、必要に応じて発光層以外の層を有している場合がある。発光ユニットを構成する層のうちで、発光層を基準にして陽極側に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層などを挙げることができる。正孔注入層と正孔輸送層との両方の層が設けられる場合、電荷発生層または陽極に接する層を正孔注入層といい、この正孔注入層を除く層を正孔輸送層という。
正孔注入層は、電荷発生層または陽極からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。正孔輸送層は、陽極、電荷発生層、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する層である。電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層、及び／又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
発光ユニットを構成する層のうちで、発光層を基準にして陰極側に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に接する層を電子注入層といい、この電子注入層を除く層を電子輸送層という。
電子注入層は、陰極または電荷発生層からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子輸送層は、陰極、電荷発生層、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお電子注入層、及び／又は電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【００３１】
発光ユニットのとりうる層構成の具体的な一例を以下に示す。
ａ）発光層
ｂ）正孔注入層／発光層
ｃ）正孔注入層／発光層／電子注入層
ｄ）正孔注入層／発光層／電子輸送層
ｅ）正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層
ｆ）正孔注入層／正孔輸送層／発光層
ｇ）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層
ｈ）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層
ｉ）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層
ｊ）発光層／電子注入層
ｋ）発光層／電子輸送層／電子注入層
なお以上のａ）〜ｋ）の構成では、左側が陽極寄りの層であり、右側が陰極寄りの層である。
【００３２】
有機ＥＬ素子が有する複数の発光ユニットは、互いに同じ層構成であってもよく、また互いに異なる層構成であってもよい。また本実施の形態の有機ＥＬ素子は、複数の発光ユニットを備え、少なくとも１つの発光ユニットが複数の発光層を備えている。以下、複数の発光層が積層されて構成される積層体を発光部という。上記ａ）〜ｋ）の構成では、発光層を１層のみ有する発光ユニットを示しているが、複数の発光層を有する発光ユニットの場合には、上記ａ）〜ｋ）の構成において「発光層」を「発光部」に置換すればよい。「発光部」は、複数の発光層のみから構成されてもよく、また電荷発生層以外の所定の層（電荷注入層、電荷輸送層など）を備えていてもよい。図１に示す本実施の形態の第１の発光ユニット２０は、ｂ）の構成において「発光層」を「発光部」に置換した構成、すなわち正孔注入層２と第１の発光部３０とが積層された構成を有し、第２の発光ユニット６０は、前記ａ）の構成において「発光層」を「発光部」に置換した構成、すなわち第２の発光部５０のみから構成されている。
以下、発光ユニットを構成する各層についてさらに詳しく説明する。
【００３３】
＜正孔注入層＞
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、および酸化アルミニウムなどの酸化物や、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、およびポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。
正孔注入層の成膜方法としては、例えば正孔注入材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
正孔注入層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなるので好ましくない。従って正孔注入層の膜厚は、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００３４】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層を構成する材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などが例示される。
【００３５】
これらの中で、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００３６】
正孔輸送層の成膜の方法に制限はないが、低分子正孔輸送材料では、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜による方法が例示される。また、高分子正孔輸送材料では、溶液からの成膜による方法が例示される。
【００３７】
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒が例示される。
【００３８】
溶液からの成膜方法としては、溶液からのスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成が容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。
【００３９】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分子バインダーとして、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等が例示される。
【００４０】
正孔輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００４１】
＜発光部＞
本発明では、複数の発光ユニットの少なくとも一つは、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、前記陽極寄りに配置された複数の発光層を備える。
【００４２】
図２は、図１に示す有機ＥＬ素子における発光部の構成の一例をさらに具体的に示した図である（なお基板１０は省略している。）。図２に示す有機ＥＬ素子１１−１の例では、第１の発光部３０は、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、陽極１寄りに配置された３層の発光層３Ｒ、３Ｇ、３Ｂが積層されて構成される。具体的には、第１の発光部３０は、陽極１側から順に、赤色を発光する発光層（以下、赤色発光層という場合がある）３Ｒと、緑色を発光する発光層（以下、緑色発光層という場合がある）３Ｇと、青色を発光する発光層（以下、青色発光層という場合がある）３Ｂとがこの順で積層されて構成される。
また、第２の発光部５０は、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、陽極１寄りに配置された３層の発光層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂが積層されて構成され、陽極１側から順に、赤色発光層５Ｒ、緑色発光層５Ｇ、青色発光層５Ｂとがこの順で積層されて構成される。
【００４３】
第１および第２の発光部３０、５０において、赤色発光層３Ｒ（５Ｒ）は、発光層を構成する３つの発光層の中で、発光する光のピーク波長が最も長いので、３つの発光層の中で最も陽極１寄りに配置され、緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）は、３つの発光層の中で、発光する光のピーク波長が真中なので、３つの発光層の真中に配置され、青色発光層３Ｂ（５Ｂ）は、３つの発光層の中で、発光する光のピーク波長が最も短いので、３つの発光層の中で最も陰極６寄りに配置される。
なお、発光層の発光するピーク波長とは、発光する光を波長領域で見たときに、最も強い光強度となる波長のことである。
【００４４】
前記赤色発光層３Ｒ（５Ｒ）としては、発光する光のピーク波長が、例えば５８０ｎｍ〜６６０ｎｍのものが用いられ、好ましくは６００〜６４０ｎｍのものが用いられる。前記緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）としては、発光する光のピーク波長が、例えば５００ｎｍ〜５６０ｎｍのものが用いられ、好ましくは５２０ｎｍ〜５４０ｎｍのものが用いられる。前記青色発光層３Ｂ（５Ｂ）としては、発光する光のピーク波長が、例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍのものが用いられ、好ましくは４２０ｎｍ〜４８０ｎｍのものが用いられる。
このようなピーク波長で発光する３つの発光層からそれぞれ発光される光を重ね合わせると、白色光となる。よって、発光部が赤色発光層、緑色発光層、および青色発光層の３層で構成される本実施の形態の有機ＥＬ素子は、全体として白色光を発する。
【００４５】
また、なお図２では、各発光ユニット２０、６０がそれぞれ３層の発光層を備えるタンデム型の有機ＥＬ素子１１−１を示すが、この構造に限らずに、例えば図３〜図６に示すようなタンデム型の有機ＥＬ素子がある。
【００４６】
図３に示す有機ＥＬ素子１１−２は、図２に示す有機ＥＬ素子１１−１において、第１の発光部３０を２層の発光層により構成したタンデム型の素子である。具体的には、図３に示すように、第１の発光部３０は、陽極１側から順に、赤色発光層３Ｒと、青色発光層３Ｂとの２層がこの順で積層されて構成される。
【００４７】
なお、第２の発光部５０の構成は図２の有機ＥＬ素子１１−１と同様である。
図３に示す有機ＥＬ素子１１−２において、第１の発光部３０の他の積層構成としては、１）陽極１側から順に、緑色発光層３Ｇと青色発光層３Ｂとの積層構成と、２）陽極１側から順に、赤色発光層３Ｒと緑色発光層３Ｇと積層構成とを挙げることができる。
【００４８】
図４に示す有機ＥＬ素子１１−３は、図２に示す有機ＥＬ素子１１−１において、第１および第２の発光部３０、５０をそれぞれ２層の発光層により構成したタンデム型の素子である。具体的には、図４に示すように、第１の発光部３０は、陽極１側から順に、緑色発光層３Ｇと青色発光層３Ｂとの２層がこの順で積層されて構成される。
また、第２の発光部５０は、陽極１側から順に、赤色発光層５Ｒと青色発光層５Ｂとがこの順で積層されて構成される。
【００４９】
図４に示す有機ＥＬ素子において、第１の発光部３０の他の積層構成としては、前記以外に、１）陽極１側から順に、赤色発光層３Ｒと緑色発光層３Ｇとの積層構成と、２）陽極１側から順に、緑色発光層３Ｇと青色発光層３Ｂとの積層構成とを挙げることができる。また第２の発光部５０の他の積層構成としては、前記以外に、１）陽極１側から順に、赤色発光層５Ｒと緑色発光層５Ｇとの積層構成と、２）陽極１側から順に、緑色発光層５Ｇと青色発光層５Ｂとの積層構成がある。よって、２層×２層（記号「×」の左側が第１の発光ユニットの発光層の層数を表し、記号「×」の右側が第２の発光ユニットの発光層の積層数を表す。以下同じ。）のマルチフォトン型の有機ＥＬ素子としては、３×３の９通りの素子構成がある。
【００５０】
図５に示す有機ＥＬ素子１１−４は、第１の発光ユニットが１層の発光層を有し、第２の発光ユニットが２層の発光層を有する１層×２層のマルチフォトン型の素子である。具体的には、第１の光ユニット２０に含まれる発光層は、赤色発光層３Ｒ、緑色発光層３Ｇ、青色発光層３Ｂのいずれか１層から構成され、図５では、第１の発光ユニット２０が緑色発光層３Ｇを含んで構成される例を示している。また、第２の発光部５０は、陽極１側から順に、赤色発光層５Ｒと青色発光層５Ｂとがこの順で積層されて構成される。
【００５１】
図５に示す１層×２層のマルチフォトン型の有機ＥＬ素子において、第２の発光部５０の他の積層構成としては、前記以外に、１）陽極１側から順に、赤色発光層５Ｒと緑色発光層５Ｇとの積層構成と、２）陽極１側から順に、緑色発光層５Ｇと青色発光層５Ｂとの積層構成がある。
よって、１層×２層のマルチフォトン型の有機ＥＬ素子としては、３×３の９通りの素子構成がある。なお、白色となる組合せは３通りとなる。
【００５２】
図６に示す有機ＥＬ素子１１−５は、第１の発光ユニット２０が１層の発光層を有し、第２の発光ユニット６０が３層の発光層を有する１層×３層のマルチフォトン型の素子である。具体的には、第１の光ユニットに含まれる発光層は、赤色発光層３Ｒ、緑色発光層３Ｇ、青色発光層３Ｂのいずれか１層から構成され、図６では、第１の発光ユニット２０が緑色発光層３Ｇを含んで構成される例を示している。また、第２の発光部５０は、陽極１側から順に、赤色発光層５Ｒと緑色発光層５Ｇと青色発光層５Ｂとがこの順で積層されて構成される。
よって、１層×３層のマルチフォトン型の有機ＥＬ素子としては、３×１の３通りの素子構成がある。
【００５３】
各発光層は、本実施の形態ではそれぞれ塗布法によって形成される。塗布により形成された各発光層は、次に形成される発光層の塗布液が表面上に塗布される前において、塗布される塗布液に対して不溶化される。具体的には、赤色発光層３Ｒ（５Ｒ）、緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）、青色発光層３Ｂ（５Ｂ）をこの順に塗布法により成膜する場合、緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）を塗布法によって成膜する前に、赤色発光層３Ｒ（５Ｒ）を不溶化させ、さらに、青色発光層３Ｂ（５Ｂ）を塗布法によって成膜する前に、緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）を不溶化させる。
【００５４】
不溶化される発光層を構成する材料の少なくとも一部は、エネルギーを加えることによって架橋する。このような材料を含む塗布液を塗布して成膜した後に、エネルギーとして光または熱を加え、架橋させることによって膜を不溶化することができる。
【００５５】
なお、不溶化される発光層を主に構成する材料が、エネルギーを加えることによって架橋する材料を用いて発光層を形成してもよく、また、不溶化される発光層を構成する材料のうちの、発光層を主に構成する材料を除く残余の材料の少なくとも一部が、エネルギーを加えることによって架橋する材料を用いて発光層を形成してもよい。
後者の場合、塗布液には、発光層を主に構成する材料の他に、エネルギーを加えることによって架橋する架橋剤がさらに加えられる。
【００５６】
なお、発光層を主に構成する材料が、エネルギーを加えることによって架橋するものであれば、塗布液に架橋剤を加える必要がない。
【００５７】
発光層を主に構成する材料は、発光層において質量濃度の最も高い材料であり、発光層を構成する材料のうちで、蛍光、及び／又は燐光を発光する材料（以下、発光材料という場合がある）に相当する。
【００５８】
発光層を主に構成する材料として、エネルギーを加えることによって架橋するものを用いる場合、エネルギーを加えることによって架橋する基（以下、架橋基という）を含む高分子化合物を用いればよい。
前記架橋基としては、ビニル基などを挙げることができる。前記発光層を主に構成する材料として、具体的には、ベンゾシクロブタン（ＢＣＢ）から少なくとも１つの水素原子を除いた残基を主鎖及び／又は側鎖に含む高分子化合物を用いたものを挙げることができる。
【００５９】
また、前記発光層を主に構成する材料の他に、塗布液に加える架橋剤としては、ビニル基、アセチル基、ブテニル基、アクリル基、アクリルアミド基、メタクリル基、メタクリルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、シクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基、ラクトン基、及びラクタム基からなる群から選ばれる重合可能な置換基を有する化合物を挙げることができる。かかる架橋剤用の化合物としては、例えば多官能アクリレートが好ましく、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）およびトリスペンタエリスリトールオクタアクリレート（ＴＰＥＡ）などがさらに好ましい。
【００６０】
各発光層は、蛍光及び／又は燐光を発光する有機物、若しくは該有機物と、ドーパントとを含んで構成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で付加される。各発光層を主に構成する発光材料としては、例えば以下のものが挙げられる。
【００６１】
色素系の発光材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびピラゾリンダイマーなどを高分子化したものを挙げることができる。
【００６２】
金属錯体系の発光材料としては、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅなど、またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属を有し、配位子に、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体を高分子化したものを挙げることができ、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体などを高分子化したものを挙げることができる。
【００６３】
高分子系の発光材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、およびポリビニルカルバゾール誘導体などを挙げることができる。
【００６４】
赤色発光層３Ｒ（５Ｒ）を主に構成する発光材料としては、前述の発光材料のうち、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００６５】
緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）を主に構成する材料としては、前述の発光材料のうち、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、チオフェン環化合物およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００６６】
青色発光層３Ｂ（５Ｂ）を主に構成する材料としては、前述の発光材料のうち、ジスチリルアリーレン誘導体、及び／又はオキサジアゾール誘導体の重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００６７】
各発光層を主に構成する発光材料としては、前述の発光材料の他に、例えば発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的でドーパント材料をさらに含んでいてもよい。このようなドーパント材料としては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。
【００６８】
各発光層は、前述した正孔注入層を成膜する方法と同様の方法によって形成することができる。具体的には、正孔注入材料を溶解する溶媒と同様の溶媒に、発光層３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを構成する材料を溶解した塗布液を、前述した慣用の塗布法によって塗布することで成膜することができる。
【００６９】
図２に示す有機ＥＬ素子１１−１では、まず、正孔注入層２上に赤色発光層３Ｒを成膜する。具体的には前述した赤色発光層３Ｒを構成する材料を溶解した塗布液を、慣用の塗布法によって正孔注入層２の表面上に塗布する。次に、塗布した膜を加熱または光照射することによって、架橋した赤色発光層３Ｒを得る。このように架橋した赤色発光層３Ｒは、緑色発光層３Ｇを形成するために塗布液を塗布したとしても、溶出しない。
【００７０】
次に、緑色発光層３Ｇを成膜する。具体的には前述した緑色発光層３Ｇを構成する材料を溶解した塗布液を、慣用の塗布法によって赤色発光層３Ｒの表面上に塗布する。次に、塗布した膜を加熱または光照射することによって、架橋した緑色発光層３Ｇを得る。このように架橋した緑色発光層３Ｇは、青色発光層３Ｂを形成するために塗布液を塗布したとしても、溶出しない。
【００７１】
次に、青色発光層３Ｂを成膜する。具体的には前述した青色発光層３Ｂを構成する材料を溶解した塗布液を、慣用の塗布法によって緑色発光層３Ｇの表面上に塗布して、乾燥させることによって青色発光層３Ｂを得る。
【００７２】
このように、塗布液が塗布される発光層を塗布液に対して予め不溶化させることによって、先に形成された発光層の表面に、次に形成される発光層の塗布液を塗布したときに、先に形成されていた発光層が溶解してしまうことを防ぐことができる。これによって、各発光層の膜厚の制御が容易になり、意図した膜厚の発光層を容易に形成することができる。
【００７３】
この第１の発光ユニット２０を成膜した後、電荷発生層４０を成膜し、その後第２の発光ユニット６０を構成する発光層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを第１の発光ユニットと同様に成膜する。
【００７４】
発光層を構成する各発光層の層厚は、陽極１側に配置される発光層ほど、層厚が薄い方が好ましい。具体的には、赤色発光層３Ｒ（５Ｒ）の層厚よりも、緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）の層厚が厚く、緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）の層厚よりも、青色発光層３Ｂ（５Ｂ）の層厚が厚い方が好ましい。さらに具体的には、赤色発光層３Ｒ（５Ｒ）の層厚は、５ｎｍ〜２０ｎｍが好ましく、さらに好ましくは、１０ｎｍ〜１５ｎｍである。また緑色発光層３Ｇ（５Ｇ）の層厚は、１０ｎｍ〜３０ｎｍが好ましく、さらに好ましくは、１５ｎｍ〜２５ｎｍである。また青色発光層３Ｂ（５Ｂ）の層厚は、４０ｎｍ〜７０ｎｍが好ましく、さらに好ましくは、５０ｎｍ〜６５ｎｍである。このように、各発光層３Ｒ（５Ｒ）、３Ｇ（５Ｇ）、３Ｂ（５Ｂ）の層厚を設定することによって、電極に印加する電圧の変化に対して、色味の変化が少なく、かつ駆動電圧の低い、高効率で発光する有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００７５】
また、発光部３０（５０）を構成する各発光層は、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、陽極１寄りに配置されるので、各発光層の層厚を設定することによって、電極に印加する電圧の変化に対して、色味の変化の少なく、かつ駆動電圧の低い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００７６】
なお、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど、最高占有分子軌道(Highest Occupied Molecular Orbital：略称ＨＯＭＯ)および最低非占有分子軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital：略称ＬＵＭＯ)がそれぞれ低い傾向にある。したがって発光する光のピーク波長が長い発光層ほど陽極１寄りに配置された本実施の形態の有機ＥＬ素子では、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯが低い発光層ほど、陽極１寄りに配置される。このように陽極１から離間する発光層ほどＨＯＭＯおよびＬＵＭＯが順次高くなる配置となるので、発光層間において正孔および電子を効率的に輸送することができ、結果として電極に印加する電圧の変化に対して色味の変化が少なく、かつ駆動電圧の低い有機ＥＬ素子を実現することができるものと推測される。確かにマルチフォトン型の有機ＥＬ素子を構成することにより、それだけで発光効率を向上することは可能であるが、複数の発光ユニットを単に積層したマルチフォトン型の有機ＥＬ素子を構成するのではなく、以上説明したように各発光ユニットに含まれる複数の発光層の積層順を考慮して、所定の積層順で発光層を積層することにより、結果として電極に印加する電圧の変化に対して色味の変化が少なく、かつ発光効率の高いマルチフォトン型の有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００７７】
このような構成の有機ＥＬ素子では、陽極と陰極との間に印加する電圧を変化させたときの、外に取出される光の色度座標における座標値ｘと座標値ｙの変化の幅が、それぞれ０．０５以下の有機ＥＬ素子を実現することができる。ここで、印加する電圧を変化させるときの範囲は、通常、輝度が１００ｃｄ／ｍ２〜１００００ｃｄ／ｍ２となる範囲であり、少なくとも４０００ｃｄ／ｍ２〜６０００ｃｄ／ｍ２となる範囲である。
ここで、外に取出される光は、各発光層３Ｒ（５Ｒ）、３Ｇ（５Ｇ）、３Ｂ（５Ｂ）からの光が重ね合わされた光のことであり、本実施の形態における色度座標とは、国際照明委員会（ＣＩＥ）の定めるＣＩＥ１９３１のことである。
【００７８】
図２に示す実施形態では、第１および第２の発光部３０（５０）は、３つの発光層３Ｒ（５Ｒ）、３Ｇ（５Ｇ）、３Ｂ（５Ｂ）が積層されて構成され、全体として白色を発光するとしたけれども、本実施の形態の各発光層３Ｒ（５Ｒ）、３Ｇ（５Ｇ）、３Ｂ（５Ｂ）の発光する波長とは異なる波長の光を発する発光層をそれぞれ設けて、例えば白色とは異なる波長の光を発する発光層を構成してもよく、また、発光部３０を、４層以上の発光層で構成してもよい。各発光層の発光する光の色は、それぞれの有機ＥＬ素子から取出される光の色に応じて、適宜選択される。
【００７９】
なお、有機ＥＬ素子から取出される光の色が、白色であっても、白とは異なる色であっても、また発光部の層数が３層であっても、４層以上であったとしても、各発光部において、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど陽極１寄りに配置することによって、電極に印加する電圧の変化に対して、色味の変化が少なく、かつ高効率で発光する有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００８０】
（混色、白色）
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、同時に発光する複数の発光ユニットを含むため、各発光ユニットから放射される光の色を互いに異なるようにすることによって、混色により有機ＥＬ素子から取出される光の色を、各発光ユニットからそれぞれ発せられる光の色とは別の色とすることが可能である。例えば補色の関係にある２色の組合せや、ＲＧＢなど３色の混色、又は４色以上の混色によって、取出される光の色を白色とすることができる。このように各発光ユニットの発光色を互いに異ならせることによって、所期の発光色を取出すことができるので、設計の自由度が向上する。
【００８１】
＜電子輸送層＞
電子輸送層としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体等が例示される。
【００８２】
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【００８３】
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、又は溶液若しくは溶融状態からの成膜による方法が、高分子電子輸送材料では溶液又は溶融状態からの成膜による方法がそれぞれ例示される。溶液又は溶融状態からの成膜時には、高分子バインダーを併用してもよい。溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する方法と同様の成膜法があげられる。
【００８４】
電子輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、少なくともピンホールが発しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該電子輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００８５】
＜電子注入層＞
電子注入層は、電子輸送層と陰極との間、または発光層と陰極との間に設けられる。電子注入層としては、発光層の種類に応じて、アルカリ金属やアルカリ土類金属、或いは前記金属を１種類以上含む合金、或いは前記金属の酸化物、ハロゲン化物及び炭酸化物、或いは前記物質の混合物などが挙げられる。アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。また、アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。電子注入層は、２層以上を積層したものであってもよい。具体的には、ＬｉＦ／Ｃａなどが挙げられる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等により形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【００８６】
＜陰極＞
本実施の形態の有機ＥＬ素子で用いる陰極の材料としては、仕事関数が小さく発光層への電子注入が容易な材料であり、電気伝導度が高く、可視光反射率の高い材料が好ましい。陰極の材料として金属では、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属や周期表の１３族金属を用いることができる。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、又は前記金属のうち２つ以上の合金、又はそれらのうち１つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１つ以上との合金、又はグラファイト若しくはグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などが挙げられる。また、陰極として透明導電性電極を用いることができ、例えば導電性金属酸化物や導電性有機物などを用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯやＩＺＯ、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。なお、陰極を２層以上の積層構造としてもよい。なお、電子注入層が陰極として用いられる場合もある。
【００８７】
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍから１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００８８】
陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を圧着するラミネート法等が用いられる。
【００８９】
（キャビティ効果）
積層する層の順番や数、及び各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜用いることができるが、キャビティ効果（光の干渉効果）を考慮することが好ましい。具体的には、陽極と陰極とに挟持された構造物の厚さが、発光ユニットから発生する光の波長を前記構造物の平均屈折率で割った値の１／４の整数倍であることが好ましい。このような関係が満足される構成では、光の干渉効果により光取り出し効率が最大となるためである。この関係は厳密に成立しているときに効果が最大となるが、誤差はあっても効果は認められ、おおむね構造物の厚さが、発光波長を平均屈折率で割った値の１／４の整数倍の±２０％以内であればよい。さらに実質的に発光している部位と、光を反射する方の反射性電極（本実施の形態では陰極）との距離が、発光波長を平均屈折率で割った値の１／４の整数倍となる場合に光の干渉効果が最大となるので好ましい。有機ＥＬ素子が、発光色が異なる複数の発光ユニットからなる場合は、どれか一つの波長に対して前記の関係が成り立つように膜厚を制御することが好ましい。あるいは２つの波長に対して前記層厚の関係が同時に成り立つように層厚を制御してもよい。
【００９０】
本発明の有機ＥＬ装置は、前記本発明の有機ＥＬ素子が実装された装置であり、具体的には光源装置、表示装置、および照明装置である。
【００９１】
本実施の形態の有機ＥＬ素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯｎ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる発光材料を塗り分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。
【００９２】
さらに、前記面状の発光素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、あるいは面状の照明用光源として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【００９３】
本発明の実施の形態の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に印加する電圧を変化させたときの、取出される光の色度座標における座標値ｘと、座標値ｙとの変化の幅が、それぞれ０．０５以下なので、色味の変化が少なく、上述のような面状光源、照明装置、および表示装置に好適に用いられる。
特に、照明装置としては、陽極と陰極との間に印加する電圧を変化させることによって明るさを調整したときに、色味が変化しないものが好ましく、照明装置からの光の色度座標における座標値ｘと、座標値ｙとの変化の幅が、それぞれ０．０５以下のものが好ましいので、本発明の実施の形態の有機ＥＬ素子が照明装置に好適に用いられる。
また、同様に、ドットマトリックス表示装置および液晶表示装置のバックライトとしては、明るさを調整したときに、色味が変化しないものが好ましく、バックライトからの光の色度座標における座標値ｘと、座標値ｙとの変化の幅が、それぞれ０．０５以下のものが好ましいので、本発明の実施の形態の有機ＥＬ素子がバックライトに好適に用いられる。
【実施例】
【００９４】
以下、作製例及び参考例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の例示に限定されるものではない。
作製例１〜２及び参考例１〜４では、２つの発光ユニットを１つの電荷発生層で仕切った構造の有機ＥＬ素子を作製した。作製例１〜２では、仕事関数４．０ｅＶ以上のＶ2Ｏ5を用いて電荷発生層を形成し、その効果を確認した。
【００９５】
＜作製例１＞  （ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＭＥＨ−ＰＰＶ／Ｌｉ／Ｖ2Ｏ5／ＭＥＨ−ＰＰＶ／ＬｉＡｌ）
作製例１における有機ＥＬ素子の作製例を、図１を参照しながら説明する。図１に示す有機ＥＬ素子１１において、陽極１として利用するＩＴＯ膜を、スパッタ法により１５０ｎｍの厚みで形成したガラス基板１０に、ＢＹＴＲＯＮ製のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液をスピンコート法により４０ｎｍの厚みで製膜し、窒素雰囲気下において２００℃で熱処理して正孔注入層２とした。ついで、これに発光材料としてＡｌｄｒｉｃｈ社製の重量平均分子量が約２０万のＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシロキシ）−パラ−フェニレンビニレン）の１重量％トルエン溶液を作製し、これをＰＥＤＯＴ／ＰＳＳが製膜された基板上にスピンコートして９０ｎｍの膜厚で第１の発光層を製膜した。正孔注入層２と第１の発光層を併せて第１の発光ユニット２０とする。
【００９６】
この上に真空蒸着法により、電荷発生層４０としてＬｉ（仕事関数：２．９３ｅＶ）、Ｖ2Ｏ5（仕事関数：４ｅＶ以上）を順次それぞれ、２ｎｍ、２０ｎｍの厚みで形成し、第１の層４−１、第２の層４−２とした。ここでＬｉの蒸着はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有率０．０５％）を用い、Ａｌが飛びはじめる前の数十秒間、先に飛ぶＬｉのみを蒸着することで行い、その直後にＶ2Ｏ5の蒸着を行った。
さらに、Ｖ2Ｏ5膜上に、ＭＥＨ−ＰＰＶの１重量％トルエン溶液をスピンコートして、９０ｎｍの膜厚で第２の発光部（第２の発光ユニット）５０を製膜した。さらにこの上に真空蒸着法により陰極６としてＡｌ−Ｌｉ合金を１００ｎｍ形成した。以上により２つの発光ユニットを１つの電荷発生層で仕切った構造の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた素子に直流電圧を印加したところ、発光開始電圧１２Ｖ、最大輝度８０ｃｄ／ｍ2であった。
電流効率は０．０７２ｃｄ／Ａであり、下記の比較例１の素子（０．０３７ｃｄ／Ａ）に比べて１．９５倍に増大した。
【００９７】
＜参考例１＞
比較のために、作製例１において電荷発生層４０と第２の発光ユニット６０を設けない以外は作製例１と同様にして、図７に示すように発光ユニットが１つだけのＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／発光層３／陰極（Ｌｉ／Ａｌ）から成る有機ＥＬ素子２１を作製した。図７中の符号は、図１におけるものと同様である。
参考例１における有機ＥＬ素子２１に直流電圧を印加したところ、発光開始電圧５．５Ｖ、最大輝度５２ｃｄ／ｍ2であった。電流効率は０．０３７ｃｄ／Ａであった。
【００９８】
＜参考例２＞
電荷発生層として、膜厚３０ｎｍのＶ2Ｏ5の１層のみからなるものを用いたことを除いて、作製例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた素子に４０Ｖの電圧を印加したが、発光しなかった。
【００９９】
＜作製例２＞（異なる色の発光ユニットの積層からなる混色素子）
作製例１における発光層であるＭＥＨ−ＰＰＶの代わりに、緑色の光を発光する下記構造式（１）で示す高分子発光材料１（略称Ｆ８−ＴＰＡ−ＢＴ）からなる高分子発光層を含む第１の発光ユニット２０と、電荷発生層４０とを形成した後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層を形成し、引き続いて青色の光を発光する下記構造式（２）で示す高分子発光材料２（略称Ｆ８−ＴＰＡ−ＰＤＡ）からなる高分子発光層を含む第２の発光ユニット６０を製膜した後、作製例１と同様にして陰極を形成して、二つの発光ユニットからの発光波長が異なる発光素子を作製した。
【０１００】
高分子材料１
【化１】
2010129301.tif 000003
【０１０１】
高分子材料２
【化２】
2010129301.tif 000004
【０１０２】
＜参考例３、４＞  （作製例２の比較、緑と青の発光層のみからなる単一素子）
作製例２との比較のため、参考例２と同様にＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／発光層／陰極（Ｌｉ／Ａｌ）の構造の発光ユニット１つからなる素子を作製した。ここで参考例３では、発光層に緑色発光層材料Ｆ８−ＴＰＡ−ＢＴを用い、参考例４では、発光層に青色発光材料Ｆ８−ＴＰＡ−ＰＤＡを用いた。
【０１０３】
比較例３、４の駆動電圧はそれぞれ３．６Ｖ、５．４Ｖであるのに対し、作製例２では８．０Ｖとなり２つのユニットを積層した素子の予想に近い電圧を示した。また作製例２の素子では２つの層からの混色により、スペクトルが広くなり白がかった緑色の発光が得られた。
【０１０４】
＜作製例３＞
この作製例３では、発光する光のピーク波長が異なる複数の発光層を所定の順序で配置することによる効果を確認するために、１つの発光ユニットを備える有機ＥＬ素子ではあるが、発光部を赤、緑、青に発光する３つの発光層から構成し、これら発光層を陽極から陰極に向けて、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層の順に配置した有機ＥＬ素子を製造した。
【０１０５】
支持基板としては、ガラス基板を用い、このガラス基板上にスパッタリング法によって成膜され、所定の形状にパターニングされたＩＴＯ膜を陽極として用いた。陽極としては、厚みが１５０ｎｍのものを用いた。陽極が形成された基板を、アルカリ洗剤および超純水で洗浄し、乾燥させた後に、ＵＶ−Ｏ3装置（テクノビジョン株式会社製、商品名「モデル３１２  ＵＶ−Ｏ3クリーニングシステム」）を用いてＵＶ−Ｏ3処理を行った。
【０１０６】
次に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＨＣ  スタルクヴィテック社製、商品名「ＢａｙｔｒｏｎＰ  ＴＰ  ＡＩ４０８３」）の懸濁液を、孔径が０．２μｍのメンブランフィルターで濾過した。濾過して得られた液体を、スピンコートすることによって、陽極上に薄膜を形成した。次に、ホットプレート上において２００℃で１０分間加熱する処理を行い、膜厚が７０ｎｍの正孔注入層を得た。
【０１０７】
次に、赤色発光層を前記正孔注入層上に積層した。まず、溶媒としてキシレンを用い、赤色発光層を主に構成する材料として、発光材料（サメイション社製、商品名「ＰＲ１５８」）を用い、架橋剤として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製、商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ」）を用いて塗布液を調合した。発光材料と架橋剤との重量比を４：１とし、発光材料と架橋剤とを合わせた材料の塗布液における割合を１．０質量％とした。このようにして得られた塗布液を、スピンコートすることによって、正孔注入層上に薄膜を形成した。次に、窒素雰囲気において２００℃で２０分間加熱して、膜厚が１０ｎｍの赤色発光層を得た。このような加熱処理を行うことによって、薄膜を乾燥させて溶媒を除去するとともに、架橋剤を架橋させて、次に塗布される塗布液に対して赤色発光層を不溶化した。
【０１０８】
次に緑色発光層を前記赤色発光層上に積層した。まず、溶媒としてキシレンを用い、緑色発光層を主に構成する材料として、発光材料（サメイション社製、製品名「Ｇｒｅｅｎ１３００」）を用い、架橋剤として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製、商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ」）を用いて塗布液を調合した。発光材料と架橋剤との重量比を、４：１とし、発光材料と架橋剤とを合わせた材料の塗布液における割合を１．０質量％とした。このようにして得られた塗布液を、スピンコートすることによって、前記赤色発光層上に薄膜を形成した。次に、窒素雰囲気において２００℃で２０分間加熱して、膜厚が１５ｎｍの緑色発光層を得た。このような加熱処理を行うことによって、薄膜を乾燥させて溶媒を除去するとともに、架橋剤を架橋させて、次に塗布される塗布液に対して緑色発光層を不溶化した。
【０１０９】
次に青色発光層を前記緑色発光層上に積層した。まず、溶媒としてキシレンを用い、青色発光層を主に構成する材料として、発光材料（サメイション社製、商品名「ＢＰ３６１」）を用いて塗布液を調合した。塗布液における青色発光材料の割合を、１．５質量％とした。このようにして得られた塗布液を、スピンコートすることによって、前記緑色発光層上に薄膜を形成した。次に、窒素雰囲気において１３０℃で２０分間加熱して、膜厚が５５ｎｍの青色発光層を得た。なお、各発光層の厚み方向に垂直な平面で切った断面の形状は、２ｍｍ×２ｍｍの正方形とした。
【０１１０】
次に、上述のようにして青色発光層を成膜した基板を、真空蒸着気に導入して、バリウムを青色発光層上に蒸着させて、膜厚が約５ｎｍのバリウムからなる薄膜を形成し、さらにバリウムからなる薄膜上にアルミニウムを蒸着させて、膜厚が約８０ｎｍのアルミニウムからなる薄膜を形成して、バリウムからなる薄膜と、アルミニウムからなる薄膜との積層体によって構成される陰極を形成した。なお、真空度が５×１０-5Ｐａ以下に達してから、バリウムおよびアルミニウムの蒸着を開始した。
【０１１１】
＜参考例５＞
参考例５として、白色の波長領域で発光する一層の発光層（以下、白色発光層という場合がある）を備える有機ＥＬ素子を作製した。白色発光層以外の製造工程は、前記作製例３の有機ＥＬ素子の製造工程と同じなので、重複する説明を省略して、白色発光層の製造工程についてのみ説明する。
【０１１２】
まず、溶媒としてキシレンを用い、白色発光層を主に構成する材料として、発光材料（サメイション社製、商品名「ＷＰ１３３０」）を用いて塗布液を調合した。塗布液における発光材料の割合は、１．０質量％とした。このようにして得られた塗布液を、正孔注入層が形成された基板上にスピンコートすることによって、正孔注入層上に薄膜を形成した。次に、窒素雰囲気において１３０℃で２０分間加熱して、膜厚が８０ｎｍの白色発光層を得た。
【０１１３】
＜参考例６＞
参考例６として、赤色発光層、緑色発光層、および青色発光層の３層の積層順のみが、作製例３の有機ＥＬ素子とは異なる有機ＥＬ素子を作製した。陽極に最も近い層に、青色発光層を配置し、真中の層に、緑色発光層を配置し、陰極に最も近い層に赤色発光層を配置した。赤色発光層、緑色発光層、および青色発光層以外の製造工程は、作製例２の有機ＥＬ素子の製造工程と同じなので、赤色発光層、緑色発光層、および青色発光層の製造工程についてのみ説明する。
【０１１４】
まず青色発光層を正孔注入層上に積層した。塗布液の溶媒としてキシレンを用い、青色発光層を主に構成する材料として、発光材料（サメイション社製、商品名「ＢＰ３６１」）を用い、架橋剤として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製、商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ」）を用いて塗布液を調合した。発光材料と架橋剤との重量比を、４：１とし、発光材料と架橋剤とを合わせた材料の塗布液における割合を１．０質量％とした。このようにして得られた塗布液を、スピンコートすることによって、正孔注入層上に薄膜を形成した。次に、窒素雰囲気において１３０℃で２０分間加熱して、膜厚が５５ｎｍの青色発光層を得た。このような加熱処理を行うことによって、薄膜を乾燥させて溶媒を除去するとともに、架橋剤を架橋させて、次に塗布される塗布液に対して青色発光層不溶化した。
【０１１５】
次に緑色発光層を前記青色発光層に積層した。まず、溶媒としてキシレンを用い、緑色発光層を主に構成する材料として、発光材料（サメイション社製、製品名「Ｇｒｅｅｎ１３００」）を用い、架橋剤として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製、商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ」）を用いて塗布液を調合した。発光材料と架橋剤との重量比を、４：１とし、発光材料と架橋剤とを合わせた材料の塗布液における割合を１．０質量％とした。このようにして得られた塗布液を、スピンコートすることによって、前記青色発光層上に薄膜を形成した。次に、窒素雰囲気において２００℃で２０分間加熱して、膜厚が１５ｎｍの緑色発光層を得た。このような加熱処理を行うことによって、薄膜を乾燥させて溶媒を除去するとともに、架橋剤を架橋させて、次に塗布される塗布液に対して緑色発光層を不溶化した。
【０１１６】
次に赤色発光層を前記緑色発光層上に積層した。まず、溶媒としてキシレンを用い、赤色発光層を主に構成する材料として、発光材料（サメイション社製、商品名「ＰＲ１５８」）を用いて塗布液を調合した。塗布液における発光材料の割合を１．０質量％とした。このようにして得られた塗布液を、スピンコートすることによって、前記緑色発光層上に薄膜を形成した。次に、窒素雰囲気において２００℃で２０分間加熱して、膜厚が１０ｎｍの赤色発光層を得た。
【０１１７】
（発光波長の異なった複数の発光層の所定順の配置による効果の評価）
作製例３、参考例５、参考例６の各有機ＥＬ素子にそれぞれ電圧を印加して、輝度および色度を測定した。測定では、印加する電圧を段階的に変化させ、印加する電圧毎に輝度および色度を測定した。測定結果を（表１）に示す。
【０１１８】
【表１】
2010129301.tif 000005
【０１１９】
印加する電圧を変えて輝度を１００ｃｄ／ｍ2〜１００００ｃｄ／ｍ2まで変化させたときの、作製例３、参考例５、参考例６の各有機ＥＬ素子のＣＩＥ色度座標における座標値ｘ、ｙのそれぞれの変化幅を下記（表２）に示す。
【０１２０】
【表２】
2010129301.tif 000006
【０１２１】
（表１）および（表２）に示すように、作製例３の有機ＥＬ素子は、印加する電圧を変えて輝度を１００ｃｄ／ｍ2〜１００００ｃｄ／ｍ2まで変化させたときの、取出される光の色度座標における座標値ｘと座標値ｙの変化の幅が、それぞれ０．０１６以下であった。
【０１２２】
（表１）に示すように、作製例３の有機ＥＬ素子は、３層の発光層を設けることによって、１層の発光層のみからなる参考例１の有機ＥＬ素子よりも電流効率の最大値が向上した。
また、作製例３の有機ＥＬ素子は、３層の発光層を所定の配置にすることによって、参考例６の有機ＥＬ素子よりも電流効率の最大値が向上した。
【０１２３】
また、（表２）に示すように、作製例３の有機ＥＬ素子は、３層の発光層を設けることによって、１層の発光層のみからなる参考例５の有機ＥＬ素子よりも、電圧の変化に対する色味の変化が少なかった。また、作製例３の有機ＥＬ素子は、３層の発光層を所定の配置にすることによって、参考例６の有機ＥＬ素子よりも、電圧の変化に対する色味の変化が少なかった。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本実施の形態における有機ＥＬ素子を示す側面図である。
【図２】本実施の形態における他の有機ＥＬ素子を示す側面図である。
【図３】本実施の形態における他の有機ＥＬ素子を示す側面図である。
【図４】本実施の形態における他の有機ＥＬ素子を示す側面図である。
【図５】本実施の形態における他の有機ＥＬ素子を示す側面図である。
【図６】本実施の形態における他の有機ＥＬ素子を示す側面図である。
【図７】比較例１における有機ＥＬ素子を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  陽極
２  正孔注入層
３  発光層
２０  第１の発光ユニット
３０  第１の発光部
４０  電荷発生層
４−１  第１の層
４−２  第２の層
５０  第２の発光部
６０  第２の発光ユニット
６  陰極
１０  基板
１１、１１−１〜１１−５  有機ＥＬ素子
【図１】
2010129301.tif 000007
【図２】
2010129301.tif 000008
【図３】
2010129301.tif 000009
【図４】
2010129301.tif 000010
【図５】
2010129301.tif 000011
【図６】
2010129301.tif 000012
【図７】
2010129301.tif 000013