(57)【要約】【課題】発光層の構造を改善して素子の発光効率及び寿命を改善させた白色有機発光素子及びその製造方法を提供すること。【解決手段】二つの電極の間に発光層を含む白色有機発光素子において，上記発光層は白色を具現する青色発光層及び青色以外の発光層を含み，上記青色以外の発光層は正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物と燐光物質で形成される。このように，青色以外の発光層を，ホスト物質として正孔輸送性物質と電子輸送性物質を混合して使い，ドーパントとして燐光物質を使って形成することで，素子の安全性側面で優秀な特性を得ることができ，かつ素子の発光効率及び素子の寿命を改善させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの電極の間に発光層を含む白色有機発光素子において：
前記発光層は，
白色を具現することができる青色発光層と；
青色以外の発光層と；
を備え，
前記青色以外の発光層は，
正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物と；
燐光物質と；
を有することを特徴とする，白色有機発光素子。
【請求項２】
前記青色以外の発光層は，黄色発光層であることを特徴とする，請求項１に記載の白色有機発光素子。
【請求項３】
前記青色以外の発光層は，緑色・赤色混合発光層であることを特徴とする，請求項１に記載の白色有機発光素子
【請求項４】
前記青色以外の発光層は，緑色発光層及び赤色発光層であることを特徴とする，請求項１に記載の白色有機発光素子。
【請求項５】
前記青色発光層を形成する物質は，ＦＩｒｐｉｃ，ビフェニルアントラセン及び４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）スチルベンからなる群より選択される一種以上の物質であることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の白色有機発光素子。
【請求項６】
前記正孔輸送物質は，
１，３，５−トリスカルバゾリルベンゼン，４，４′−ビスカルバゾリルビフェニルと，ポリビニールカルバゾール，ｍ−ビスカルバゾイルビフェニル，４，４′−ビスカルバゾリル２，２′−ジメチルビフェニル，４，４′，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン，１，３，５−トリス（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン，１，３，５−トリス（２−カルバゾリル５−メトキシフェニル）ベンゼン及びビ（４−カルバゾリルフェニル）シランからなる群より選択される一種以上の物質であることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の白色有機発光素子。
【請求項７】
前記電子輸送物質は，ビス（８−ヒドロキシキノラト）ビフェノキシアルミニウム，ビス（８−ヒドロキシキノラト）フェノキシアルミニウム，ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノラト）ビフェノキシアルミニウム，ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノラト）フェノキシアルミニウム，ビス（２−（２−ヒドロキシフェニル）キノラト）亜鉛，２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール，２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−ペナントロリン（ＢＣＰ），２，４，６−トリス（ジアリルアミノ）−１，３，５−トリアジン及び３−フェニル−４−（１′−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾールからなる群より選択される一種以上の物質であることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の白色有機発光素子。
【請求項８】
前記正孔輸送物質と前記電子輸送物質との質量比は，１：９〜９：１であることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の白色有機発光素子。
【請求項９】
前記燐光物質は，Ｉｒｐｑ２ａｃａｃ，Ｉｒ（ｐｉｑ）２ａｃａｃ及びＩｒｐｐｙ３からなる群より選択される一種以上の物質であることを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載の白色有機発光素子。
【請求項１０】
前記正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物に対する燐光物質の使用量は，１〜２０質量％であることを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載の白色有機発光素子。
【請求項１１】
前記青色発光層の厚さは，１０〜５０ｎｍであることを特徴とする，請求項１〜１０のいずれかに記載の白色有機発光素子。
【請求項１２】
前記黄色発光層の厚さは，１０〜５０ｎｍであることを特徴とする，請求項２に記載の白色有機発光素子。
【請求項１３】
前記緑色・赤色混合発光層の厚さは，１０〜５０ｎｍであることを特徴とする，請求項３に記載の白色有機発光素子。
【請求項１４】
前記緑色発光層の厚さは，５〜４５ｎｍであり，赤色発光層の厚さは５〜４５ｎｍであることを特徴とする，請求項４に記載の白色有機発光素子。
【請求項１５】
基板上に第１電極を形成する段階と；
前記第１電極上部に青色発光層を形成する段階と；
前記青色発光層上部に青色発光層以外の発光層を形成する段階と；
前記青色発光層以外の発光層上部に第２電極を形成する段階と；
を含み，
前記青色発光層以外の発光層はホストとして正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物に燐光物質をドーピングして形成されることを特徴とする，白色有機発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１電極と前記青色発光層の間に正孔注入層または正孔輸送層を形成する段階と；
前記青色発光層以外の発光層と前記第２電極の間に正孔抑制層，電子輸送層または電子注入層を形成する段階と；
をさらに含むことを特徴とする，請求項１５に記載の白色有機発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記青色発光層以外の発光層は，黄色発光層，緑色・赤色混合発光層，または緑色発光層と赤色発光層のいずれかであることを特徴とする，請求項１５または１６に記載の白色有機発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物に，燐光物質が１〜２０質量％ドーピングされることを特徴とする，請求項１５〜１７のいずれかに記載の白色有機発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，白色有機発光素子及びその製造方法に関し，より詳細には，発光層の構造を改善して素子の発光効率及び寿命を改善させた白色有機発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）は，一般的に基板，アノード，発光層を含む有機層，及びカソードを含む。上記ＯＬＥＤ素子は発光層で電子と正孔が結合しながら光が発生する現象を利用した自発光型ディスプレイ装置であり，低い駆動電圧，高画質，早い応答速度及び広視野角の特性を持ち，軽量薄型の情報表示装置の具現ができるようにする長所を持つ。このような有機発光素子は，携帯電話だけでなく，その他の情報表示装置にまで応用領域が拡張されている。
【０００３】
効果的に白色光を生成するＯＬＥＤ素子は，ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）ディスプレイのバックライト，自動車内燈，及び事務室などの照明灯に広範囲に使用することができ，赤色，青色，緑色の三原色カラーフィルターを組み合わせて製造すればカラー平板ディスプレイとして使用することもできる。
【０００４】
白色有機発光素子は，多様な方法によって得ることができるが，大きく二つに分けることができる。すなわち，一番目の方法としては発光層の構造を赤色，青色，緑色を放出する物質で構成された多層にすることである。しかし，この方法は多層膜の形成が容易ではなく，白色を出すために薄膜の厚さを一定の規則なしに白色が出るまで施行錯誤を通じて得なければならならず，電圧によっても色がたくさん変わって，かつ素子自体の安全性が落ちて寿命が非常に短いという短所がある。
【０００５】
二番目の方法としては発光ホスト物質に有機発光色素をドーピングするか，混合するのである。この方法は，発光層の構造を多層にすることに比べて工程上簡単であるが，この方法もまた一定の規則なしに白色光を得るためには絶えずに試行錯誤を遂行しなければならず，白色カラーの調節がドーピング濃度の調節によってのみ可能であるから，寿命もドーピング濃度によって決められるという問題がある。したがって，発光効率が優秀で寿命が長い白色有機発光素子が引き続き求められている。
【０００６】
そこで，本発明者たちは白色有機発光素子において，発光層を断層構造にしながら，発光層を構成するホストとして正孔輸送性を持つ物質と電子輸送性を持つ物質をそれぞれ少なくとも一種以上使用する場合，素子の発光効率及び素子の寿命を改善させることができることを見つけた。
【０００７】
一方，上記従来の白色有機発光素子に関する技術を記載した文献としては，下記特許文献１等がある。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，７２０，０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように，従来の白色有機発光素子によれば，白色光を得るために試行錯誤が必要であったり，寿命が短いという問題がある。
【００１０】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，発光効率と寿命を改善することが可能な，新規かつ改良された白色有機発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，二つの電極の間に発光層を含む白色有機発光素子において：上記発光層は，白色を具現することができる青色発光層と；青色以外の発光層と；を備え，上記青色以外の発光層は，正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物と；燐光物質と；を有することを特徴とする，白色有機発光素子が提供される。
【００１２】
また，上記青色以外の発光層は，黄色発光層であってもよい。
【００１３】
また，上記青色以外の発光層は，緑色・赤色混合発光層であってもよい。
【００１４】
また，上記青色以外の発光層は，緑色発光層及び赤色発光層であってもよい。
【００１５】
また，上記青色発光層を形成する物質は，ＦＩｒｐｉｃ，ビフェニルアントラセン及び４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）スチルベンからなる群より選択される一種以上の物質であってもよい。
【００１６】
また，上記正孔輸送物質は，１，３，５−トリスカルバゾリルベンゼン，４，４′−ビスカルバゾリルビフェニルと，ポリビニールカルバゾール，ｍ−ビスカルバゾイルビフェニル，４，４′−ビスカルバゾリル２，２′−ジメチルビフェニル，４，４′，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン，１，３，５−トリス（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン，１，３，５−トリス（２−カルバゾリル５−メトキシフェニル）ベンゼン及びビ（４−カルバゾリルフェニル）シランからなる群より選択される一種以上の物質であってもよい。
【００１７】
また，上記電子輸送物質は，ビス（８−ヒドロキシキノラト）ビフェノキシアルミニウム，ビス（８−ヒドロキシキノラト）フェノキシアルミニウム，ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノラト）ビフェノキシアルミニウム，ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノラト）フェノキシアルミニウム，ビス（２−（２−ヒドロキシフェニル）キノラト）亜鉛，２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール，２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−ペナントロリン（ＢＣＰ），２，４，６−トリス（ジアリルアミノ）−１，３，５−トリアジン及び３−フェニル−４−（１′−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾールからなる群より選択される一種以上の物質であってもよい。
【００１８】
また，上記正孔輸送物質と上記電子輸送物質との質量比は，１：９〜９：１であってもよい。
【００１９】
また，上記燐光物質は，Ｉｒｐｑ２ａｃａｃ，Ｉｒ（ｐｉｑ）２ａｃａｃ及びＩｒｐｐｙ３からなる群より選択される一種以上の物質であってもよい。
【００２０】
また，上記正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物に対する燐光物質の使用量は，１〜２０質量％であってもよい。
【００２１】
また，上記青色発光層の厚さは，１０〜５０ｎｍであってもよい。
【００２２】
また，上記黄色発光層の厚さは，１０〜５０ｎｍであってもよい。
【００２３】
また，上記緑色・赤色混合発光層の厚さは，１０〜５０ｎｍであってもよい。
【００２４】
また，上記緑色発光層の厚さは，５〜４５ｎｍであってもよく，赤色発光層の厚さは５〜４５ｎｍであってもよい。
【００２５】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板上に第１電極を形成する段階と；上記第１電極上部に青色発光層を形成する段階と；上記青色発光層上部に青色発光層以外の発光層を形成する段階と；上記青色発光層以外の発光層上部に第２電極を形成する段階と；を含み，上記青色発光層以外の発光層はホストとして正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物に燐光物質をドーピングして形成されることを特徴とする，白色有機発光素子の製造方法が提供される。
【００２６】
また，上記第１電極と上記青色発光層の間に正孔注入層または正孔輸送層を形成する段階と；上記青色発光層以外の発光層と上記第２電極の間に正孔抑制層，電子輸送層または電子注入層を形成する段階と；をさらに含んでもよい。
【００２７】
また，上記青色発光層以外の発光層は，黄色発光層；緑色・赤色混合発光層；緑色発光層と赤色発光層；のいずれかであってもよい。
【００２８】
また，上記正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物に，燐光物質が１〜２０質量％ドーピングされてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように，本発明によれば，発光層を多層構造，具体的に青色発光層と青色以外の発光層で構成させ，青色以外の発光層をホスト物質として正孔輸送性物質と電子輸送性物質を混合して使って，ドーパントとして燐光物質を使って形成することで，素子の安全性側面で優秀な特性を得ることができ，かつ素子の発光効率及び素子の寿命を改善させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に，添付した図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する発明特定事項については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３１】
本実施形態による白色有機発光素子は，第１電極（アノード）から第２電極（カソード）の間に，青色発光層と青色以外の発光層が積層された２層構造の発光層を形成した。ここで上記青色以外の発光層は，正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物と，燐光物質と，で形成される。
【００３２】
本実施形態による白色有機発光素子は，第１電極と発光層の間に正孔注入層及び／または正孔輸送層が順次にさらに積層されることが可能で，発光層と第２電極の間に正孔抑制層，電子輸送層及び／または電子注入層が順次に積層されている構造であることができる。それ以外にも各層界面特性を改善させるために中間層がさらに挿入されることができる。
【００３３】
このように，白色有機発光素子で白色を具現する発光層を構成する青色発光層と青色以外の発光層は次のような構造であってもよい。例えば，青色発光層／黄色発光層または黄色発光層／青色発光層が順番に積層された２層構造であってもよい。または青色発光層／赤色・緑色混合発光層または赤色・緑色混合発光層／青色発光層が順番に積層された２層構造であってもよい。または青色発光層／緑色発光層／赤色発光層または赤色発光層／緑色発光層／青色発光層が順番に積層された３層構造であり得る。
【００３４】
上記青色発光層の材料としては，この分野における一般的なものを使うことができ，蛍光物質または燐光物質が使用可能であり，具体的には，青色発光層の材料としてＩｒ金属を含むＩｒ誘導体が使われ，その例としてＦＩｒｐｉｃ（ビス（プルオロフェニルピリジン）イリジウムピコルリネート）などを使用することができ，蛍光材料としてビフェニルアントラセンなどのアントラセン誘導体をホストで使用することができ，スチリルベンゼン（ｓｔｙｒｙｌｂｅｎｚｅｎｅ）係誘導体として４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）スチルベン（ＰＡＳ）などを使用することができる。
【００３５】
上記青色以外の発光層は，正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物をホストで使用し，燐光物質をドーパントで使って形成することができる。
【００３６】
上記正孔輸送物質としては，カルバゾール単位を含む物質等を使用することができ，具体的には１，３，５−トリスカルバゾリルベンゼン；４，４′−ビスカルバゾリルビフェニル；ポリビニールカルバゾール；ｍ−ビスカルバゾイルビフェニル；４，４′−ビスカルバゾリル２，２′−ジメチルビフェニル；４，４′，４”−トリー（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン；１，３，５−トリス（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン；１，３，５−トリス（２−カルバゾリル５−メトックシフェニル）ベンゼン；及びビ（４−カルバゾリルフェニル）シランからなるグループより一種以上選択されることが望ましく，上記電子輸送物質としては有機金属系列物質として，アルミニウム，亜鉛，ベリリウムまたはカリウム系列の物質，オキサジアゾル単位を含む物質，トリアジン単位を含む物質，トリアゾール単位を含む物質，スピロプルオレン単位を含む物質を使用することができ，具体的には，ビス（８−ヒドロキシキノラト）ビフェノキシアルミニウム；ビス（８−ヒドロキシキノラト）フェノキシアルミニウム；ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノラト）ビフェノキシアルミニウム；ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノラト）フェノキシアルミニウム；ビス（２−（２−ヒドロキシフェニル）キノラト）亜鉛；２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール；２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−ペナントロリン（ＢＣＰ）；２，４，６−トリス（ジアリルアミノ−）−１，３，５−トリアジン；及び３−フェニル−４−（１′−ナプチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾールからなるグループより一種以上選択されることが望ましい。
【００３７】
上記正孔輸送物質と電子輸送物質は質量を基礎にして１：９〜９：１で混合することが望ましく，上記範囲を超える場合，単一ホストを使用することに比べて特性が向上しないという問題があり得る。
【００３８】
また，青色以外の発光層で黄色発光層の場合，黄色燐光ドーパントとしてＩｒｐｑ２ａｃａｃ（ビス（フェニルキノリン）イリジウムアセチルアセトネート）を使用することができ，赤色・緑色混合発光層，赤色発光層または緑色発光層の場合，赤色燐光ドーパントとしてＩｒ（ｐｉｑ）２ａｃａｃ（ビス（フェニルイソキノリン）イリジウムアセチルアセトネイト）を使用することができ，緑色燐光ドーパントとしてＩｒｐｐｙ３（トリス（フェニルピリジン）  イリジウム）を使用することができるが，これに制限されるのではない。
【００３９】
上記正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物に対する燐光物質の使用量は，１〜２０質量％で使用されることが望ましい。１質量％未満を使用する場合，ドーピング濃度を制御するのが難しいことがあり，２０質量％を超過して使用する場合，効率減少の問題及び色特性が低下されるという問題があり得る。
【００４０】
本実施形態による白色有機発光素子で全体発光層の厚さは，２０〜６０ｎｍが望ましく，その中，青色発光層の厚さは，１０〜５０ｎｍで，青色以外の発光層厚さは，１０〜５０ｎｍであることが望ましい。
【００４１】
上記青色以外の発光層厚さが１０ｎｍ未満の場合，青色発光が弱くて色座標が赤色に移動するという問題があり得る。さらに５０ｎｍの厚さを超過する場合には青色発光が強くて色座標が青色に移動するという問題があり得る。具体的には，発光層が２層構造の場合，黄色発光層の厚さは１０〜５０ｎｍであることが望ましく，緑色・赤色混合発光層の厚さは，１０〜５０ｎｍであることが望ましく，発光層が３層構造の場合緑色発光層の厚さは，５〜４５ｎｍで，赤色発光層の厚さは５〜４５ｎｍであることが望ましい。
【００４２】
図１〜図３は，本発明の望ましい一実施形態による白色有機発光素子の積層構造を概略的に示した図面である。図１は本発明の第１の実施形態，図２は本発明の第２の実施形態図３は本発明の第３の実施形態を示す。
【００４３】
図１を参照すれば，基板（１０）上部に第１電極（２０）が積層され，上記第１電極（２０）上部に正孔注入層（３０），正孔輸送層（４０），青色発光層（５０ａ），黄色発光層（５０ｂ），電子輸送層（６０），電子注入層（７０）及び第２電極（８０）が順次積層されている白色有機発光素子である。
【００４４】
図２の白色有機発光素子は，図１の白色有機発光素子で黄色発光層（５０ｂ）の代わりに，赤色・緑色混合発光層（５０ｃ）が介在された積層構造を持つ。
【００４５】
図３の白色有機発光素子は，図１の白色有機発光素子で青色発光層（５０ａ）／黄色発光層（５０ｂ）の２層構造の発光層の代わりに青色発光層（５０ａ）／緑色発光層（５０ｄ）／赤色発光層（５０ｅ）の３階構造の発光層が介在された積層構造を持つ。
【００４６】
それ以外にも図面には示されていないが，正孔抑制層がさらに積層されることも可能であり，その他，層間の界面特性を改善するための中問層をさらに形成することも可能である。
【００４７】
以下，図面を参照して本発明の白色有機発光素子の製造方法について説明する。
【００４８】
まず，基板（１０）上部にパターニングされた第１電極（２０）を形成する。ここで，上記基板（１０）は通常的な有機発光素子で使用される基板を使用するが，透明性，表面平滑性，取り扱いの容易性及び防水性の優秀な硝子基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして，上記基板の厚さは，０．３〜１．１ｍｍであることが望ましい。
【００４９】
上記第１電極（２０）の形成材料としては正孔注入が容易い伝導性金属またはその酸化物からなり，具体的な例として，ＩＴＯ（Ｉｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ），ＩＺＯ（Ｉｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ），ニッケル（Ｎｉ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），イリジウム（Ｉｒ）などを使用する。
【００５０】
上記第１電極（２０）が形成された基板を洗浄した後，ＵＶ／オゾン処理を実施する。この時，洗浄方法では，イソプロパノール（ＩＰＡ），アセトンなど有機溶媒を利用する。また，洗浄されたＩＴＯ基板を真空下でプラズマ処理することが望ましい。
【００５１】
洗浄された基板（１０）の第１電極（２０）上部に正孔注入物質を真空熱蒸着，またはスピンコーティングして正孔注入層（３０）を形成することができる。このように正孔注入層（３０）を形成すれば，第１電極（２０）と発光層（５０）の接触抵抗を減少させると同時に，発光層（５０）に対する第１電極（２０）の正孔輸送能力が向上されて素子の駆動電圧と寿命特性が全般的に改善されるような効果を得ることができる。
【００５２】
上記正孔注入層（３０）の厚さは，３００〜１５００Åであることが望ましい。もし，正孔注入層（３０）の厚さが３００Å未満の場合には寿命が短くなって，有機ＥＬ素子の信頼性が悪くなり，特にＰＭ有機ＥＬの場合には画素ショットを起こすことがあり，１５００Åを超過する場合には駆動電圧上昇のため，望ましくない。
【００５３】
上記正孔注入物質としては特に制限されないが，下記式に示すように，銅プタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはスターバースト（Ｓｔａｒｂｕｒｓｔ）型アミン類であるＴＣＴＡ，ｍ−ＭＴＤＡＴＡ，ＩＤＥ４０６（出光社材料）などを正孔注入層で使用することができる。
【００５４】
【化１】
2007027092.tif 000003
【００５５】
次に，上記正孔注入層（３０）上部にまた正孔輸送物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングして正孔輸送層（４０）を形成することができる。上記正孔輸送物質は，特に制限されず，Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４′ディアマン（ＴＰＤ），Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタリン−１−日）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン，Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタリン−１−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ベンジジン：α−ＮＰＤ），ＩＤＥ３２０（出光社材料）などが使用される。ここで，正孔輸送層の厚さは１００〜４００Åであることが望ましい。正孔輸送層の厚さが１００Å未満の場合には，あまりに薄くて正孔輸送能力が低下され，４００Åを超過する場合には駆動電圧上昇のため，望ましくない。
【００５６】
【化２】
2007027092.tif 000004
【００５７】
次に，上記正孔輸送層（４０）上部に真空熱蒸着またはスピンコーティングのような方法で発光層（５０）を形成する。
【００５８】
上記発光層（５０）は，図１に示されたように青色発光層（５０ａ）／黄色発光層（５０ｂ）で構成された２層構造であるか，図２に示されたように青色発光層（５０ａ）／緑色・赤色発光層（５０ｃ）で構成された２層構造であることができ，図３に示されたように青色発光層（５０ａ）／緑色発光層（５０ｄ）／赤色発光層（５０ｅ）で構成された３層構造であることも可能である。この場合，青色発光層（５０ａ）を構成する材料としてはこの分野において一般的なものを使用することができ，例えば，ＣＢＰホストにＦｉｒｐｉｃを使用することができる。
【００５９】
また，黄色発光層（５０ｂ），緑色・赤色発光層（５０ｃ），緑色発光層（５０ｄ）及び赤色発光層（５０ｅ）を構成するホスト物質としては，正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物を使用することができ，ドーパント物質としてはそれぞれの色を出す燐光物質が使用される。例えば，正孔輸送物質としては，カルバゾール単位を含む物質を使用することができ，具体的には，１，３，５−トリスカルバゾリルベンゼン；４，４′−ビスカルバゾリルビフェニル；ポリビニールカルバゾール；ｍ−ビスカルバゾイルビフェニル；４，４′−ビスカルバゾリル２，２′−ジメチルビフェニル；４，４′，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン；１，３，５−トリス（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン；
１，３，５−トリス（２−カルバゾリル５−メトキシフェニル）ベンゼン；ビ（４−カルバゾリルフェニル）シランからなるグループより一種以上選ばれることが望ましく，上記電子輸送物質としては有機金属系列物質として，アルミニウム，亜鉛，ベリリウムまたはカリウム系列の物質，オキサジアゾル単位を含む物質，トリアジン単位を含む物質，トリアゾル単位を含む物質，スピロプルオレン単位を含む物質を使用することができ，具体的には，ビス（８−ヒドロキシキノラト）ビフェノキシアルミニウム；ビス（８−ヒドロキシキノラト）フェノキシアルミニウム；ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノラト）ビフェノキシアルミニウム；ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノラト）フェノキシアルミニウム；ビス（２−（２−ヒドロキシフェニル）キノラト）亜鉛；２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール；２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−ペナントロリン（ＢＣＰ）；２，４，６−トリス（ジアリルアミノ）−１，３，５−トリアジン；３−フェニル−４−（１′−ナプチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾールからなるグループより一種以上選択されることが望ましい。
【００６０】
黄色発光層（５０ｂ），赤色・緑色混合発光層（５０ｃ），緑色発光層（５０ｄ）及び赤色発光層（５０ｅ）で，黄色燐光ドーパントとしてＩｒｐｑ２ａｃａｃ（ビス（フェニルキノリン）  イリジウムアセチルアセトネート）を使用することができ，赤色燐光ドーパントとしてＩｒ（ｐｉｑ）２ａｃａｃ（ビス（フェニルイソキノリン）イリジウムアセチルアセトネート）を使用することができ，緑色燐光ドーパントとしてＩｒｐｐｙ３（トリス（フェニルピリジン）イリジウム）を使用することができる。
【００６１】
上記正孔輸送物質と電子輸送物質は質量を基礎にして１：９〜９：１で混合することが望ましく，上記正孔輸送物質と電子輸送物質の混合物に対する燐光物質の使用量は，１〜２０質量％で使用することが望ましい。
【００６２】
本実施形態において，上記発光層（５０）の全体厚さは２０〜６０ｎｍであることが望ましい。発光層の厚さが厚いほど駆動電圧が上昇するという短所のため，６０ｎｍを超過すれば適用しにくい。具体的には，青色発光層（５０ａ）の厚さは１０〜５０ｎｍが望ましく，黄色発光層（５０ｂ）の厚さは１０〜５０ｎｍが望ましく，赤色・緑色混合発光層（５０ｃ）の厚さは１０〜５０ｎｍが望ましく，緑色発光層（５０ｄ）の厚さは５〜４５ｎｍであり，赤色発光層（５０ｅ）の厚さは５〜４５ｎｍの厚さが望ましい。
【００６３】
図１〜３には示されていないが，上記発光層（５０）上に正孔抑制物質を真空蒸着，またはスピンコーティングして正孔抑制層を選択的に形成することができる。この時，使用する正孔抑制物質は特に制限されないが，電子輸送能力を持ちながら発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを持たなければならず，代表的にＢａｌｑ，ＢＣＰ，ＴＰＢＩなどが使用される。
【００６４】
正孔抑制層の厚さは３０〜７０Åであることが望ましい。もし，正孔抑制層の厚さが３０Å未満の場合には，正孔抑制特性をよく具現することができず，７０Åを超過する場合には駆動電圧上昇のため，望ましくない。
【００６５】
【化３】
2007027092.tif 000005
【００６６】
上記発光層（５０）または正孔抑制層上に電子輸送物質を真空蒸着またはスピンコーティングして電子輸送層（６０）を形成する。電子輸送物質としては特に制限されず，Ａｌｑ３を利用することができる。
【００６７】
上記電子輸送層（６０）の場合，厚さは１５０〜６００Åであることが望ましい。もし，電子輸送層（６０）の厚さが１５０Å未満の場合には，電子輸送能力が低下され，６００Åを超過する場合には駆動電圧上昇のため，望ましくない。
【００６８】
また上記電子輸送層（６０）上に電子注入層（７０）を積層することができる。電子注入層（７０）の形成材料としては，ＬｉＦ，ＮａＣｌ，ＣｓＦ，Ｌｉ２Ｏ，ＢａＯ，Ｌｉｑなどの物質を利用することができる。上記電子注入層（７０）の厚さは５〜２０Åであることが望ましい。もし，電子注入層（７０）の厚さが５Å未満の場合には効果的な電子注入層としての役割ができず，２０Åを超過する場合には駆動電圧が高くて望ましくない。
【００６９】
【化４】
2007027092.tif 000006
【００７０】
次に，上記電子注入層（７０）上部に第２電極（８０）であるカソード用金属を真空熱蒸着して第２電極（８０）であるカソードを形成することで白色有機発光素子が完成される。上記カソード金属としてはリチウム（Ｌｉ），マグネシウム（Ｍｇ），アルミニウム（Ａｌ），アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ），カルシウム（Ｃａ），マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ），マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが利用される。
【００７１】
以下，本発明を下記実施例で説明するが，本発明が下記実施例に限定されるのではない。
【００７２】
（実施例１）
アノードとしてコニン（ｃｏｒｎｉｎｇ）社の１５Ω／ｃｍ２（１２００Å）ＩＴＯ硝子基板を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍの大きさで切ってイソプロフィルアルコールと純粋水の中で各５分間超音波洗浄した後，３０分間ＵＶ，オゾン洗浄して使用した。有機発光素子製作の時，上記洗浄過程を経ったＩＴＯ  硝子基板は０．１ｍｔｏｒｒ以下の真空で９分間プラズマ処理された。上記基板上部にＩＤＥ４０６（出光社）を真空熱蒸着して正孔注入層を７００Å厚さで形成した。
【００７３】
次に，上記正孔注入層上部にＮＰＤを１５０Åの厚さで真空熱蒸着して正孔輸送層を形成した。
【００７４】
上記正孔輸送層上部に，ＣＢＰをホスト物質，ＦＩｒｐｉｃをドーパントとして１５％ドーピングして真空熱蒸着して約３００Åの厚さで青色発光層を形成した。
【００７５】
次に，上記青色発光層上部にホスト物質としてＣＢＰ（４，４  −ビスカルバゾリルビフェニル）とＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−ペナントロ−ルリン（ＢＣＰ））の１：１混合物に黄色燐光ドーパントとしてＩｒｐｑ２ａｃａｃを１０％ドーピングして真空熱蒸着を通じて約１００Åの厚さで黄色発光層を形成した。
【００７６】
次に，上記黄色発光層上部に電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着して２５０Å厚さの電子輸送層を形成し，上記電子輸送層上部にＬｉＦ１０Å（電子注入層）とＡｌ８００Å（カソード）を順次真空熱蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成して有機発光素子を製造した。
【００７７】
（実施例２）
アノードとしてコニン（ｃｏｒｎｉｎｇ）社の１５Ω／ｃｍ２（１２００Å）ＩＴＯ硝子基板を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍの大きさで切ってイソプロフィルアルコールと純粋水の中で各５分間超音波洗浄した後，３０分間ＵＶ，オゾン洗浄して使用した。有機発光素子製作の時，上記洗浄過程を経ったＩＴＯ硝子基板は０．１ｍｔｏｒｒ以下の真空で９分間プラズマ処理された。上記基板上部にＩＤＥ４０６（出光社）を真空熱蒸着して正孔注入層を７００Å厚さで形成した。引き継いで，上記正孔注入層上部にＮＰＤを１５０Åの厚さで真空熱蒸着して正孔輸送層を形成した。
【００７８】
上記正孔輸送層上部に，ＣＢＰをホスト物質，ＦＩｒｐｉｃをドーパントとして，１５％ドーピングして真空熱蒸着して約３００Åの厚さで青色発光層を形成した。
【００７９】
ＣＢＰとＢＣＰの１：１混合物に緑色燐光ドーパントＩｒｐｐｙ３と赤色燐光ドーパントＩｒｐｉｑ２ａｃａｃを８：２で混合した後，これを１０％ドーピングして真空熱蒸着を通じて約１００Åの厚さで緑色・赤色混合発光層を形成した。
【００８０】
次に，上記緑色・赤色混合発光層上部に電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着して２５０Å厚さの電子輸送層を形成し，上記電子輸送層上部にＬｉＦ１０Å（電子注入層）とＡｌ８００Å（カソード）を順次真空熱蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成して有機発光素子を製造した。
【００８１】
（実施例３）
アノードとしてコニン（ｃｏｒｎｉｎｇ）社の１５Ω／ｃｍ２（１２００Å）ＩＴＯ硝子基板を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍの大きさで切ってイソプロフィルアルコールと純粋水の中で各５分間超音波洗浄した後，３０分間ＵＶ，オゾン洗浄して使用した。有機発光素子製作の時，上記洗浄過程を経ったＩＴＯ硝子基板は０．１ｍｔｏｒｒ以下の真空で９分間プラズマ処理された。上記基板上部にＩＤＥ４０６（出光社）を真空熱蒸着して正孔注入層を７００Å厚さで形成した。引き継いで，上記正孔注入層上部にＮＰＤを１５０Åの厚さで真空熱蒸着して正孔輸送層を形成した。
【００８２】
上記正孔輸送層上部にＣＢＰをホスト物質でＦｉｒｐｉｃをドーパントで１５％ドーピングして真空熱蒸着して約３００Åの厚さで青色発光層を形成した。引き継いで，上記青色発光層上部にホスト物質としてＣＢＰとＢＣＰの１：１混合物に緑色燐光ドーパントＩｒｐｐｙ３を５％ドーピングして真空熱蒸着を通じて約１００Åの厚さで緑色発光層を形成した。
【００８３】
次に，上記緑色発光層上部にホスト物質としてＣＢＰとＢＣＰの１：１混合物に赤色燐光ドーパントＩｒｐｉｑ２ａｃａｃを１０％ドーピングして真空熱蒸着を通じて約１００Åの厚さで赤色発光層を形成した。
【００８４】
次に，上記赤色発光層上部に電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着して２５０Å厚さの電子輸送層を形成し，上記電子輸送層上部にＬｉＦ１０Å（電子注入層）とＡｌ８００Å（カソード）を順次真空熱蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成して有機発光素子を製造した。
【００８５】
（比較例１）
アノードとしてコニン（ｃｏｒｎｉｎｇ）社の１５Ω／ｃｍ２（１２００Å）ＩＴＯ硝子基板を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍの大きさで切ってイソプロフィルアルコールと純粋水の中で各５分間超音波洗浄した後，３０分間ＵＶ，オゾン洗浄して使用した。有機発光素子製作の時，上記洗浄過程を経ったＩＴＯ硝子基板は０．１ｍｔｏｒｒ以下の真空で９分間プラズマ処理された。上記基板上部にＩＤＥ４０６（出光社）を真空熱蒸着して正孔注入層を７００Å厚さで形成した。
【００８６】
次に，上記正孔注入層上部にＮＰＤを１５０Åの厚さで真空熱蒸着して正孔輸送層を形成した。
【００８７】
上記正孔輸送層上部にＣＢＰをホスト物質でＦｉｒｐｉｃをドーパントで１５％ドーピングして真空熱蒸着して約３００Åの厚さで青色発光層を形成した。引き継いで，上記青色発光層上部にホスト物質としてＣＢＰに黄色燐光ドーパントでＩｒｐｑ２ａｃａｃを１０％ドーピングして真空熱蒸着を通じて約１００Åの厚さで黄色発光層を形成した。
【００８８】
引き継いで，上記黄色発光層上部に電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着して２５０Å厚さの電子輸送層を形成し，上記電子輸送層上部にＬｉＦ１０Å（電子注入層）とＡｌ８００Å（カソード）を順次真空熱蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成して有機発光素子を製造した。
【００８９】
（試験例１）
上記実施例１〜３及び比較例１によって製造された白色有機発光素子の駆動電圧，効率（電流密度）及び半減寿命特性及び色座標を下記の方法によって調査し，その結果を下記表１に示した。
【００９０】
輝度：ＢＭ５Ａ（Ｔｏｐｃｏｎ社）で測定する。
駆動電圧：Ｋｅｉｔｈｌｅｙの２３８ＨＩＧＨ  ＣＵＲＲＥＮＴ  ＳＯＵＲＣＥ  ＭＥＡＳＵＲＥ  ＵＮＩＴで測定する。
電流密度：直流（ＤＣ）１０〜１００ｍＡ／ｃｍ２まで１０ｍＡ／ｃｍ２ずつ高めながら進行し，同じ素子構造にて９個以上のポイントで評価した。
反感寿命：ＤＣ５０ｍＡ／ｃｍ２の同一電流密度印加の時，素子の輝度が初期値の５０％まで減少される時間を調査して評価した。同じ素子構造にて３個以上の素子で寿命の再現性を確認した。
色座標：ＰＲ６５０スペトロメータで色座標を確認した。
【００９１】
【表１】
2007027092.tif 000007
【００９２】
上記表１から分かるように，実施例１〜３の有機発光素子が白色色座標を見せることを確認することができ，比較例１の場合に比べて効率及び寿命も向上したことが分かる。
【００９３】
（試験例２）
上記実施例１から得られた有機発光素子の発光特性を調査してその結果を図４にグラフで示した。
【００９４】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は，白色有機発光素子及びその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる白色有機発光素子を示す概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態にかかる白色有機発光素子を示す概略図である。
【図３】本発明の第３の実施形態にかかる白色有機発光素子を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる白色有機発光素子の発光特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００９７】
１０      基板
２０      第１電極
３０      正孔注入層
４０      正孔輸送層
５０      発光層
５０ａ    青色発光層
５０ｂ    黄色発光層
５０ｃ    緑色・赤色混合発光層
５０ｄ    緑色発光層
５０ｅ    赤色発光層
６０      電子輸送層
７０      電子注入層
８０      第２電極
【図１】
2007027092.tif 000008
【図２】
2007027092.tif 000009
【図３】
2007027092.tif 000010
【図４】
2007027092.tif 000011