6022014 有機エレクトロルミネッセント素子及び照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6022014

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】有機エレクトロルミネッセント素子及び照明装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/12 20060101AFI20161027BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20161027BHJP

   C09K 11/06 20060101ALI20161027BHJP

   C07D 487/14 20060101ALN20161027BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/12 C

   H05B33/14 A

   C09K11/06 690

   !C07D487/14

【請求項の数】12

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2015-210196(P2015-210196)

(22)【出願日】2015年10月26日

(65)【公開番号】特開2016-167441(P2016-167441A)

(43)【公開日】2016年9月15日

【審査請求日】2016年5月23日

(31)【優先権主張番号】特願2015-40415(P2015-40415)

(32)【優先日】2015年3月2日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】510038670

【氏名又は名称】Ｌｕｍｉｏｔｅｃ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】田中 純一

(72)【発明者】

【氏名】森本 満

【審査官】 大竹 秀紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１２６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１５７６１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１０４３１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０１１２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０４６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７２７６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３３／１２

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

陰極と陽極との間に、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、
前記複数の発光ユニットのうち最も前記陰極側に位置する第１の発光ユニットと、
前記第１の発光ユニットと第１の電荷発生層を挟んで隣り合う第２の発光ユニットと、
前記第２の発光ユニットと第２の電荷発生層を挟んで隣り合う第３の発光ユニットとを備え、
前記第１の発光ユニットは、第１の発光層と、前記第１の発光層と前記陰極との間に電子輸送層を含む第１の機能層と、前記第１の発光層と前記第１の電荷発生層との間に正孔輸送層を含む第２の機能層とを有し、
前記第２の発光ユニットは、第２の発光層と、前記第２の発光層と前記第１の電荷発生層との間に電子輸送層を含む第３の機能層と、前記第２の発光層と前記第２の電荷発生層との間に正孔輸送層を含む第４の機能層とを有し、
前記第３の発光ユニットは、第３の発光層と、前記第３の発光層と前記第２の電荷発生層との間に電子輸送層を含む第５の機能層と、前記第３の発光層と前記陽極との間に正孔輸送層を含む第６の機能層とを有し、
前記第１の発光層は、赤色波長域にピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層であり、
前記第２の発光層は、青色波長域にピーク波長を有する青色光を発する青色蛍光発光層であり、
前記第３の発光層は、緑色波長域にピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層であり、
前記第３の機能層の厚み及び前記第５の機能層の厚みが、前記第１の機能層の厚みよりも小さく、
前記第１の発光ユニット及び前記第３の発光ユニットは、三重項励起子から発光を得る燐光発光層を含み、
前記第２の発光ユニットは、一重項励起子から発光を得る青色蛍光発光層を含み、
前記第２の発光ユニットの総厚と、前記第１の発光ユニットの総厚及び前記第３の発光ユニットの総厚との差が、それぞれ３０ｎｍ〜７０ｎｍ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。

【請求項2】

前記第１の機能層の厚みが、３０ｎｍ〜７０ｎｍ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。

【請求項3】

前記第３の機能層の厚み及び前記第５の機能層の厚みが、それぞれ１ｎｍ〜２０ｎｍであ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。

【請求項4】

前記青色蛍光発光層を含む発光ユニットから得られる発光が、遅延蛍光成分を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。

【請求項5】

前記第２の発光ユニットの総厚が、前記第１の発光ユニットの総厚と前記第３の発光ユニットの総厚との何れよりも小さい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。

【請求項6】

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１．０×１０^２Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。

【請求項7】

前記電気的絶縁層の比抵抗が１．０×１０^５Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。

【請求項8】

前記電荷発生層は、異なる物質の混合層からなり、その一成分が金属酸化物であり、この金属酸化物が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しており、
前記陰極と前記陽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、それぞれ前記陰極側及び前記陽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陰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とを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。

【請求項9】

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、
前記陰極と前記陽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、それぞれ前記陰極側及び前記陽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陰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とを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。

【請求項10】

前記電荷発生層は、下記（１）の構造式からなる材料と、他の有機材料とを積層若しくは混合することによって形成されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。

【化1】

【請求項11】

前記白色光の発光色が、「ＪＩＳ Ｚ ９１１２」に規定される色度範囲のうち、電球色又は温白色に区分され、且つ、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１〜１０の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。

【請求項12】

請求項１〜１１の何れか一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照明装置。

【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ト素子及び照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

有機エレクトロルミネッセント素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略すこともある。）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り、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。

【0003】

有機ＥＬ素子の高効率化のため、キャリア輸送性の異なる有機化合物を積層し、電子及び正孔がそれぞれ陰極及び陽極よりバランス良く注入される構造とし、陰極と陽極との間に挟み込まれた有機層の層厚を０．２μｍ以下とすることで、１０Ｖ以下の印加電圧で１０００ｃｄ／ｍ^２と外部量子効率１％の実用化に十分な高輝度及び高効率が得られることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。

【0004】

また、非特許文献１によれば、陰極と陽極との間に挟み込まれた有機層全体の層厚を１μｍ以下とすることで、より低い印加電圧によって発光できるデバイスを提供できるとしている。好ましくは有機層の層厚を０．１μｍ〜０．５μｍの範囲とすれば、２５Ｖ以下の印加電圧で発光を得るのに有用な電場（Ｖ／ｃｍ）を得られるとされている（例えば、特許文献１〜６参照）。

【0005】

有機ＥＬ素子は、非特許文献１に記載の素子構造を基礎として発展してきた。
また、有機ＥＬ素子の素子構造としては、少なくとも１層以上の発光層を含む発光ユニットを１つの単位とし、この発光ユニットを陰極と陽極との間で直列に接続し得るように複数積層したタンデム構造の有機ＥＬ素子が開発されている（例えば、特許文献７，８参照）。

【0006】

このタンデム構造の有機ＥＬ素子は、上述した低電圧であるにもかかわらず大電流を必要とした非特許文献１に記載の有機ＥＬ素子の構造では実現できなかった長寿命化や高輝度化、大面積での均一発光を可能とする技術として注目されている。

【0007】

さらに、複数の発光ユニットの間に電気絶縁性の電荷発生層（ＣＧＬ）が配置されたマルチフォトンエミッション（ＭＰＥ）構造の有機ＥＬ素子が開発されている（例えば、特許文献９，１０参照）。このＭＰＥ構造の有機ＥＬ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、それぞれ陰極側及び陽極側に向かって移動することにより、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。これにより、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及び外部量子効率を得ることが可能である。

【0008】

上述した有機ＥＬ素子は、高速度での発光の切り換えが可能であり、素子構造が簡単で薄型化が可能であるなどの特性を有している。有機ＥＬ素子は、このような優れた特性を活かして、例えば携帯電話や車載機器などの表示装置に応用されている。さらに、近年では、薄型面発光という特性を活かして、例えば液晶ディスプレイのバックライトや一般照明などの照明装置としても注目されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開昭５９−１９４３９３号公報

【特許文献2】特開昭６３−２６４６９２号公報

【特許文献3】特開平２−１５５９５号公報

【特許文献4】米国特許第４５３９５０７号明細書

【特許文献5】米国特許第４７６９２９２号明細書

【特許文献6】米国特許第４８８５２１１号明細書

【特許文献7】特開平１１−３２９７４８号公報

【特許文献8】特開２００３−４５６７６号公報

【特許文献9】特開２００３−２７２８６０号公報

【特許文献10】特開２００６−２４７９１号公報

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５１，９１３（１９８７）．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

ところで、有機ＥＬ素子を照明装置に応用する場合は、十分な照度を確保するために、有機ＥＬ素子を高輝度で発光させる必要がある。しかしながら、有機ＥＬ素子を高輝度で発光させると、発光寿命が低下してしまうため、これらの両立が困難となる。

【0012】

一方、上述した課題の解決方法となり得るＭＰＥ構造の有機ＥＬ素子では、発光ユニットの数に応じて輝度と駆動電圧が上昇するため、省エネルギー化の観点から重要となる電力効率（ｌｍ／Ｗ）については改善が困難となる。

【0013】

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、高輝度且つ高効率な発光が可能であり、長寿命化にも対応可能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照明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】

【0014】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
（１）陰極と陽極との間に、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、
前記複数の発光ユニットのうち最も前記陰極側に位置する第１の発光ユニットと、
前記第１の発光ユニットと第１の電荷発生層を挟んで隣り合う第２の発光ユニットと、
前記第２の発光ユニットと第２の電荷発生層を挟んで隣り合う第３の発光ユニットとを備え、
前記第１の発光ユニットは、第１の発光層と、前記第１の発光層と前記陰極との間に電子輸送層を含む第１の機能層と、前記第１の発光層と前記第１の電荷発生層との間に正孔輸送層を含む第２の機能層とを有し、
前記第２の発光ユニットは、第２の発光層と、前記第２の発光層と前記第１の電荷発生層との間に電子輸送層を含む第３の機能層と、前記第２の発光層と前記第２の電荷発生層との間に正孔輸送層を含む第４の機能層とを有し、
前記第３の発光ユニットは、第３の発光層と、前記第３の発光層と前記第２の電荷発生層との間に電子輸送層を含む第５の機能層と、前記第３の発光層と前記陽極との間に正孔輸送層を含む第６の機能層とを有し、
前記第１の発光層は、赤色波長域にピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層であり、
前記第２の発光層は、青色波長域にピーク波長を有する青色光を発する青色蛍光発光層であり、
前記第３の発光層は、緑色波長域にピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層であり、
前記第３の機能層の厚み及び前記第５の機能層の厚みが、前記第１の機能層の厚みよりも小さく、
前記第１の発光ユニット及び前記第３の発光ユニットは、三重項励起子から発光を得る燐光発光層を含み、
前記第２の発光ユニットは、一重項励起子から発光を得る青色蛍光発光層を含み、
前記第２の発光ユニットの総厚と、前記第１の発光ユニットの総厚及び前記第３の発光ユニットの総厚との差が、それぞれ３０ｎｍ〜７０ｎｍ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）前記第１の機能層の厚みが、３０〜７０ｎｍ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）前記第３の機能層の厚み及び前記第５の機能層の厚みが、それぞれ１ｎｍ〜２０ｎｍであ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発光ユニットから得られる発光が、遅延蛍光成分を含むことを特徴とする前記（１）〜（３）の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
（５）前記第２の発光ユニットの総厚が、前記第１の発光ユニットの総厚と前記第３の発光ユニットの総厚との何れよりも小さい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。
（６）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１．０×１０^２Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする前記（１）〜（５）の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
（７）前記電気的絶縁層の比抵抗が１．０×１０^５Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする前記（６）に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
（８）前記電荷発生層は、異なる物質の混合層からなり、その一成分が金属酸化物であり、この金属酸化物が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しており、
前記陰極と前記陽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、それぞれ前記陰極側及び前記陽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陰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とを特徴とする前記（１）〜（７）の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
（９）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、
前記陰極と前記陽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、それぞれ前記陰極側及び前記陽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陰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とを特徴とする前記（１）〜（７）の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
（１０）前記電荷発生層は、下記（１）の構造式からなる材料と、他の有機材料とを積層若しくは混合することによって形成されていることを特徴とする前記（１）〜（９）の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。

【化2】

（１１）前記白色光の発光色が、「ＪＩＳ Ｚ ９１１２」に規定される色度範囲のうち、電球色又は温白色に区分され、且つ、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）〜（１０）の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
（１２）前記（１）〜（１１）の何れか一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照明装置。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、本発明によれば、高輝度且つ高効率な発光が可能であり、長寿命化にも対応可能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照明装置を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す断面図である。

【図2】図２は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す断面図である。

【図3】図３は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置の構成を示す平面図である。

【図4】図４は、図３に示す線分Ａ−Ａによる照明装置の断面図である。

【図5】図５は、図３に示す照明装置の陽極端子電極及び陰極端子電極の図示を省略した構成を示す平面図である。

【図6】図６は、図５に示す線分Ｂ−Ｂによる照明装置の断面図である。

【図7】図７は、図５に示す線分Ｃ−Ｃによる照明装置の断面図である。

【図8】図８は、図５に示す線分Ｄ−Ｄによる照明装置の断面図である。

【図9】図９は、図５に示す照明装置における配線基板の構成を示した模式図である。

【図10】図１０は、図５に示す照明装置における接続用Ｌ字型配線基板の構造を示した模式図である。

【図11】図１１は、第１の実施例の有機ＥＬ素子の素子構造を示す断面図である。

【図12】図１２は、電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みとＰＣＥとの関係を示すグラフである。

【図13】図１３は、第２の実施例の有機ＥＬ素子の素子構造を示す断面図である。

【図14】図１４は、第２の実施例の有機ＥＬ素子の評価結果を示す色座標のグラフである。

【図15】図１５は、第３の実施例の有機ＥＬ素子の素子構造を示す断面図である。

【図16】図１６は、第３の実施例の有機ＥＬ素子の評価結果を示す色座標のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を適用した有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子及び照明装置について、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。

【0018】

（有機ＥＬ素子）
［第１の実施形態］
先ず、本発明の第１の実施形態として図１に示す有機ＥＬ素子１０について説明する。
なお、図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子１０の構成を示す断面図である。

【0019】

有機ＥＬ素子１０は、図１に示すように、陰極１１と陽極１２との間に、第１の発光ユニット１３と、第２の発光ユニット１４とを有し、これら第１の発光ユニット１３と第２の発光ユニット１４との間に第１の電荷発生層１５を挟んで積層された構造を有している。すなわち、この有機ＥＬ素子１０は、陽極１２、第２の発光ユニット１４、第１の電荷発生層１５、第１の発光ユニット１３、及び陰極１１の順で積層されたＭＰＥ構造を有している。

【0020】

陰極１１には、一般的に仕事関数の小さい金属又はその合金、金属酸化物等を用いることが好ましい。具体的には、例えば、Ｌｉ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属、Ｅｕ等の希土類金属などの金属単体、若しくは、これらの金属とＡｌ、Ａｇ、Ｉｎ等を含む合金などを用いることができる。

【0021】

また、例えば「特開平１０−２７０１７１号公報」や「特開２００１−１０２１７５号公報」に開示されるように、陰極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、陰極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別段、制限とはならない。

【0022】

また、例えば「特開平１１−２３３２６２号公報」や「特開２０００−１８２７７４号公報」に開示されるように、陰極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、希土類金属イオンのうち少なくとも１種以上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、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉなどの（熱還元性）金属、若しくはこれらの金属を含有する合金を陰極１１に用いることができる。この中でも特に、配線電極として一般に広く使用されている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用いて好ましい。

【0023】

陽極１２には、特に材料の制限はなく、この陽極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）などの透明導電材料を使用することができる。

【0024】

また、例えば「特開２００２−３３２５６７号公報」に開示された手法を用いて、有機膜に損傷の無いようなスパッタリング法によってＩＴＯの成膜を行う場合は、上記「特開平１０−２７０１７１号公報」に開示されている金属ドーピングされた有機層を電子注入層に用いることで、上述したＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料を陰極１１に使用することもできる。

【0025】

したがって、陰極１１及び陽極１２の両方を透明にして（第１及び第２の発光ユニット（有機膜）１３，１４や第１の電荷発生層１５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。また、一般的な有機ＥＬ素子の場合とは逆に、陽極１２を金属材料、陰極１に透明導電材料を用いることで、陰極１１側から光を取り出すことも可能である。また、成膜順序に関しては必ずしも陽極１２側から始める必要はなく、陰極１１側から成膜を始めてもよい。

【0026】

第１及び第２の発光ユニット１３，１４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、如何なる積層構造を有していてもよい。例えば、発光層の陰極１１側に、電子輸送層や電子注入層、正孔阻止層等を配置する一方、発光層の陽極１２側に、正孔輸送層や正孔注入層、電子阻止層等を配置することが可能である。

【0027】

具体的に、本実施形態では、第１の発光ユニット１３として、陰極１１と第１の電荷発生層１５との間に、陰極１１側から順に、電子注入層、電子輸送層を含む第１の機能層１６Ａと、第１の発光層１７Ａと、正孔輸送層、正孔注入層を含む第２の機能層１８Ａとが積層された構造を有している。

【0028】

また、本実施形態では、第２の発光ユニット１４として、第１の電荷発生層１５と陽極１２との間に、第１の電荷発生層１５側から順に、電子注入層、電子輸送層を含む第３の機能層１６Ｂと、第２の発光層１７Ｂと、正孔輸送層、正孔注入層を含む第４の機能層１８Ｂとが積層された構造を有している。

【0029】

電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）は、従来公知の電子輸送性物質を用いて形成すればよく、一般に有機ＥＬ素子に用いられる電子輸送性物質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物質を用いるのが好ましい。電子注入層は、陰極１１若しくは第１の電荷発生層１５から電子の注入効率を向上させるために、陰極１１と電子輸送層との間、若しくは第１の電荷発生層１５と陽極１２側に位置する電子輸送層との間に挿入するものであり、一般的には、電子輸送層と同様な性質を有する電子輸送性物質が使用される。なお、電子輸送層と電子注入層をまとめて、電子輸送層と呼ぶ場合もある。

【0030】

正孔輸送層は、従来公知の正孔輸送性物質を用いて形成すればよく、特に制限はないが、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、即ち電子供与性を有する有機化合物（電子供与性物質）を用いるのが好ましい。正孔注入層は、陽極１２若しくは第１の電荷発生層１５から正孔の注入効率を向上させるために、陽極１２と正孔輸送層との間、若しくは第１の電荷発生層１５と陰極１１側に位置する正孔輸送層との間に挿入するものであり、一般的には、正孔輸送層と同様な性質を有する電子供与性物質が使用される。なお、正孔輸送層と正孔注入層をまとめて、正孔輸送層と呼ぶ場合もある。

【0031】

第１及び第２の発光ユニット１３，１４を構成する各層の成膜方法については、例えば真空蒸着法やスピンコート法などを用いることができる。また、上述した電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層、正孔輸送層、正孔注入層などに用いられる材料についても、従来公知のものを使用することが可能である。

【0032】

第１及び第２の発光層１７Ａ，１７Ｂは、有機化合物として、通常は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み、赤色、緑色、青色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。

【0033】

ゲスト材料は、ドーパント材料とも呼ばれ、このゲスト材料に蛍光発光を利用するものは、通常、蛍光発光材料と呼ばれており、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呼ぶ。一方、ゲスト材料に燐光発光を利用するものは、通常、燐光発光材料と呼ばれており、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呼ぶ。

【0034】

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、発光層内で熱失括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。

【0035】

燐光発光層のゲスト材料としては、特に制限されるものではなく、例えば、赤色燐光発光層としては、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３やＩｒ（ｂｔｐｙ）_３等の赤色燐光発光材料を用いることができる。一方、緑色燐光発光層としては、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３等の緑色燐光発光材料を用いることができる。一方、青色燐光発光層としては、Ｉｒ（Ｆｐｐｙ）_３等の青色燐光発光材料を用いることができる。これらの具体的な燐光発光材料としては、例えば、シグマアルドリッチ社製の６８８１１８−２５０ＭＧ、６８０８７７−２５０ＭＧ、６９４９２４−２５０ＭＧ、６８２５９４−２５０ＭＧ等を挙げることができる。

【0036】

燐光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、又は両者を混合したものなどを使用することができる。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。

【0037】

但し、本発明では、素子寿命の向上、並びに高演色性の実現などの観点から、青色発光層のゲスト材料については、青色蛍光発光材料を用いることが好ましい。青色蛍光発光層のホスト材料及びゲスト材料については、例えば「国際公開第２０１２／０５３２１６号公報」の段落［００５２］〜［００６１］に記載される青色蛍光発光材料を用いることができる。また、ゲスト材料としては、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ができる。また、青色蛍光発光層を含む発光ユニットから得られる発光については、遅延蛍光成分を含むことが好ましい。

【0038】

第１の電荷発生層１５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１．０×１０^２Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１．０×１０^５Ω・ｃｍ以上である。

【0039】

また、第１の電荷発生層１５は、異なる物質の混合層からなり、その一成分が金属酸化物であり、この金属酸化物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、陰極１１と陽極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、それぞれ陰極１１側及び陽極１２側に向かって移動することにより、第１の電荷発生層１５を挟んで陰極１１側に位置する一の発光ユニット（第１の発光ユニット１３）に正孔を注入し、第１の電荷発生層１５を挟んで陽極１２側に位置する他の発光ユニット（第２の発光ユニット１４）に電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第１及び第２の発光ユニット１３，１４からの発光が同時に得られるため、これら発光ユニット１３，１４の個数倍相当の電流効率及び外部量子効率を得ることが可能である。

【0040】

第１の電荷発生層１５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、陰極１１と陽極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、それぞれ陰極１１側及び陽極１２側に向かって移動することにより、第１の電荷発生層１５を挟んで陰極１１側に位置する一の発光ユニット（第１の発光ユニット１３）に正孔を注入し、第１の電荷発生層１５を挟んで陽極２側に位置する他の発光ユニット（第２の発光ユニット１４）に電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第１及び第２の発光ユニット１３，１４からの発光が同時に得られるため、これら発光ユニット１３，１４の個数倍相当の電流効率及び外部量子効率を得ることが可能である。

【0041】

このような第１の電荷発生層１５を構成する具体的な材料については、例えば、上記特許文献９に記載される材料を用いることができ、その中でも段落［００１９］〜［００２１］に記載の材料を好適に用いることができる。さらに、「国際公開２０１０／１１３４９３号公報」の段落［００２３］〜［００２６］に記載の材料を用いることができ、その中でも特に、段落［００５９］に記載される、下記（１）の構造式からなる強電子受容性物質は、近年、第１の電荷発生層１５によく使用される材料である。

【0042】

また、第１の電荷発生層１５は、下記（１）の構造式からなる強電子受容性物質と、他の有機材料とを積層若しくは混合することによって形成されていることが好ましい。

【0043】

【化2】

【0044】

以上のような構造を有する有機ＥＬ素子１０では、第１の発光ユニット１３及び第２の発光ユニット１４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１０では、「ＪＩＳ Ｚ ９１１２」に規定される色度範囲のうち、電球色（Ｌ）又は温白色（ＷＷ）の何れかの光色に該当した白色光を得ることが好ましい。また、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（より好ましくは８０以上）となる白色光を得ることが好ましい。これにより、本実施形態の有機ＥＬ素子１０を、例えば一般照明などの照明装置の光源として好適に用いることが可能である。

【0045】

ところで、本実施形態では、高輝度且つ高効率な発光が可能であり、長寿命化にも対応可能な有機ＥＬ素子１０を得るため、第１の機能層１６Ａの厚みＴ_１を３０ｎｍ〜１００ｎｍとすることが好ましい。

【0046】

本実施形態の有機ＥＬ素子１０では、電子輸送層を含む第１の機能層１６Ａの厚みＴ_１を厚くすることで、干渉の影響及びプラズモン損失の低減によりＥＱＥ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が向上する。一方、第１の機能層１６Ａの厚みＴ_１が厚くなると、駆動電圧も上昇する。具体的には、第１の機能層１６Ａの厚みＴ_１が３０ｎｍ未満になると、ＥＱＥの向上が不十分となる。一方、第１の機能層１６Ａの厚みＴ_１が１００ｎｍを超えると、ＰＣＥ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が低下する。したがって、第１の機能層１６Ａの厚みＴ_１は、３０ｎｍ〜１００ｎｍとすることが好ましく、３０〜７０ｎｍとすることがより好ましい。

【0047】

なお、ＥＱＥは、外部量子効率を意味する。これは外部へ取り出したフォトン数を素子内部へ注入したキャリア数で除した割合であり、発光効率の指標として用いることが多い。しかしながら、ＥＱＥの算出結果には、駆動電圧のパラメータが含まれないため、低電圧化の効果を議論する際は不適な指標となる。その際は、ＰＣＥと呼ばれるエネルギー変換効率を使用することが多い。これは出力エネルギーを入力エネルギーで除した割合であり、入力エネルギーは消費電力に対応するため、駆動電圧の差分はＰＣＥの効率値へと反映される。

【0048】

また、本実施形態では、高輝度且つ高効率な発光が可能であり、長寿命化にも対応可能な有機ＥＬ素子１０を得るため、第３の機能層１６Ｂの厚みＴ_２を第１の機能層１６Ａの厚みＴ_１よりも小さくすることが好ましい。具体的には、第３の機能層１６Ｂの厚みＴ_２を１ｎｍ〜２０ｎｍとすることが好ましい。

【0049】

本実施形態の有機ＥＬ素子１０では、電子輸送層を含む第３の機能層１６Ｂの厚みＴ_２が厚くなることによる駆動電圧の上昇を防ぐため、第３の機能層１６Ｂの厚みＴ_２を第１の機能層１６Ａの厚みＴ_１よりも小さくする。これにより、ＰＣＥの低下を抑制できる。
具体的に、第３の機能層１６Ｂの厚みＴ_２は、２０ｎｍ以下とすること好ましく、１０ｎｍ以下とすることがより好ましい。一方、第３の機能層１６Ｂの厚みＴ_２は、１ｎｍ以上とすることが好ましい。第３の機能層１６Ｂの厚みＴ_２が極端に薄くなると、薄膜のモルフォロジーに対する影響の観点から好ましくない。

【0050】

本実施形態の有機ＥＬ素子１０では、第１の発光ユニット１３及び第２の発光ユニット１４の積層順について、デバイス構造の観点から特に制限されてないものの、第１の発光ユニット１３に三重光励起子から発光を得る燐光発光層を含み、第２の発光ユニット１４に一重項励起子から発光を得る青色蛍光発光層を含む構成とすることが好ましい。

【0051】

これは、第１の発光ユニット１３については、上述した段落［００４６］の効果により発光効率が向上するのに対し、第２の発光ユニットについては、ＭＰＥ構造によって陰極１１までの光学距離が十分に確保されることから、プラズモン損失を低減する効果は小さくなるためである。その結果、発光効率の向上効果は、第１の発光ユニット１３が第２の発光ユニット１４よりも大きくなるため、第１の発光ユニット１３が高い発光効率を有する燐光発光層を含み、第２の発光ユニット１４が青色蛍光発光層を含む構成とすることが好ましい。

【0052】

以上のように、本実施形態の有機ＥＬ素子１０では、ＭＰＥ構造を採用したことによる高輝度化及び長寿命化の利点を保持しつつ、低電圧駆動が可能となる素子構造を取り入れることで、電力効率の改善も可能となっている。

【0053】

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態として図２に示す有機ＥＬ素子２０について説明する。
なお、図２は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子２０の構成を示す断面図である。また、以下の説明では、上記有機ＥＬ素子１０と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。

【0054】

有機ＥＬ素子２０は、図２に示すように、陰極２１と陽極２２との間に、第１の発光ユニット２３と、第２の発光ユニット２４と、第３の発光ユニット２５とを有する。第１の発光ユニット２３を構成する第１の電荷発生層２６Ａは、第２の発光ユニット２４側に設けられ、第１の発光ユニット２３と第２の発光ユニット２４の境界部となっている。第２の発光ユニット２４を構成する第２の電荷発生層２６Ｂは、第３の発光ユニット２５側に設けられ、第２の発光ユニット２４と第３の発光ユニット２５の境界部となっている。すなわち、この有機ＥＬ素子２０は、陰極２１、第１の発光ユニット２３、第２の発光ユニット２４、第３の発光ユニット２５、及び陽極２２の順で積層されたＭＰＥ構造を有している。

【0055】

陰極２１及び陽極２２については、上記有機ＥＬ素子１０が備える陰極１１及び陽極１２と同じものを用いることができる。また、第１及び第２の電荷発生層２６Ａ，２６Ｂについても、上記有機ＥＬ素子１０が備える第１の電荷発生層１５と同じものを用いることができる。

【0056】

第１、第２及び第３の発光ユニット２３，２４，２５は、上記有機ＥＬ素子１０が備える第１及び第２の発光ユニット１３，１４と同様に、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、如何なる積層構造を有していてもよい。例えば、発光層の陰極２１側に、電子輸送層や電子注入層、正孔阻止層等を配置する一方、発光層の陽極２２側に、正孔輸送層や正孔注入層等を配置することが可能である。

【0057】

具体的に、本実施形態では、第１の発光ユニット２３として、陰極２１と第２の発光ユニット２４を構成する第３の機能層２７Ｂとの間に、陰極２１側から順に、電子注入層、電子輸送層を含む第１の機能層２７Ａと、第１の発光層２８Ａと、正孔輸送層、正孔注入層を含む第２の機能層２９Ａと、第１の電荷発生層２６Ａとが積層された構造を有している。
第１の発光層２８Ａは、例えば、赤色波長域にピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層である。

【0058】

また、本実施形態では、第２の発光ユニット２４として、第１の発光ユニット２３を構成する第１の電荷発生層２６Ａと第３の発光ユニット２５を構成する第５の機能層２７Ｃとの間に、第１の電荷発生層２６Ａ側から順に、電子注入層、電子輸送層を含む第３の機能層２７Ｂと、第２の発光層２８Ｂと、正孔輸送層、正孔注入層を含む第４の機能層２９Ｂと、第２の電荷発生層２６Ｂとが積層された構造を有している。
第２の発光層２８Ｂは、例えば、青色波長域にピーク波長を有する青色光を発する青色蛍光発光層である。

【0059】

また、本実施形態では、第３の発光ユニット２５として、第２の発光ユニット２４を構成する第２の電荷発生層２６Ｂと陽極２２との間に、第２の電荷発生層２６Ｂ側から順に、電子注入層、電子輸送層を含む第５の機能層２７Ｃと、第３の発光層２８Ｃと、正孔輸送層、正孔注入層を含む第６の機能層２９Ｃとが積層された構造を有している。
第３の発光層２８Ｃは、例えば、緑色波長域にピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層である。

【0060】

第１の発光ユニット２３を構成する緑色燐光発光層からなる第１の発光層２８Ａは、有機化合物として、通常は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み、緑色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。
第２の発光ユニット２４を構成する青色蛍光発光層からなる第２の発光層２８Ｂは、有機化合物として、通常は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み、青色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。
第３の発光ユニット２５を構成する赤色燐光発光層からなる第３の発光層２８Ｃは、有機化合物として、通常は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み、赤色の発光は、特にゲスト材料の性質に起因する。

【0061】

ゲスト材料は、ドーパント材料とも呼ばれ、このゲスト材料に蛍光発光を利用するものは、通常、蛍光発光材料と呼ばれており、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呼ぶ。一方、ゲスト材料に燐光発光を利用するものは、通常、燐光発光材料と呼ばれており、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呼ぶ。

【0062】

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、発光層内で熱失括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。

【0063】

燐光発光層のゲスト材料としては、特に制限されるものではなく、例えば、赤色燐光発光層としては、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３やＩｒ（ｂｔｐｙ）_３等の赤色燐光発光材料を用いることができる。一方、緑色燐光発光層としては、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３等の緑色燐光発光材料を用いることができる。これらの具体的な燐光発光材料としては、例えば、シグマアルドリッチ社製の６８８１１８−２５０ＭＧ、６８０８７７−２５０ＭＧ、６８２５９４−２５０ＭＧ等を挙げることができる。

【0064】

燐光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、又は両者を混合したものなどを使用することができる。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。

【0065】

但し、本発明では、素子寿命の向上、並びに高演色性の実現などの観点から、青色発光層のゲスト材料については、青色蛍光発光材料を用いることが好ましい。青色蛍光発光層のホスト材料及びゲスト材料については、例えば、「国際公開第２０１２／０５３２１６号公報」の段落［００５２］〜［００６１］に記載される青色蛍光発光材料を用いることができる。また、ゲスト材料としては、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ができる。また、青色蛍光発光層を含む発光ユニットから得られる発光については、遅延蛍光成分を含むことが好ましい。

【0066】

第１及び第２の電荷発生層２６Ａ，２６Ｂ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１．０×１０^２Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１．０×１０^５Ω・ｃｍ以上である。

【0067】

また、第１及び第２の電荷発生層２６Ａ、２６Ｂは、異なる物質の混合層からなり、その一成分が金属酸化物であり、この金属酸化物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、陰極２１と陽極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、それぞれ陰極２１側及び陽極２２側に向かって移動することにより、第１の電荷発生層２６Ａを挟んで陰極２１側に位置する一の発光ユニットの一部（第１の発光ユニット２３から第１の電荷発生層２６Ａを除いた部分）に正孔を注入し、第１の電荷発生層２６Ａを挟んで陽極２２側に位置する一の発光ユニット（第２の発光ユニット２４）に電子を注入すると共に、第２の電荷発生層２６Ｂを挟んで陰極２１側に位置する一の発光ユニットの一部（第２の発光ユニット２４から第２の電荷発生層２６Ｂを除いた部分）に正孔を注入し、第２の電荷発生層２６Ｂを挟んで陽極２２側に位置する一の発光ユニット（第３の発光ユニット２５）に電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第１、第２及び第３の発光ユニット２３，２４，２５からの発光が同時に得られるため、これら発光ユニット２３，２４，２５の個数倍相当の電流効率及び外部量子効率を得ることが可能である。

【0068】

第１及び第２の電荷発生層２６Ａ、２６Ｂ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、陰極２１と陽極２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、それぞれ陰極２１側及び陽極２２側に向かって移動することにより、第１の電荷発生層２６Ａを挟んで陰極２１側に位置する一の発光ユニットの一部（第１の発光ユニット２３から第１の電荷発生層２６Ａを除いた部分）に正孔を注入し、第１の電荷発生層２６Ａを挟んで陽極２２側に位置する一の発光ユニット（第２の発光ユニット２４）に電子を注入すると共に、第２の電荷発生層２６Ｂを挟んで陰極２１側に位置する一の発光ユニットの一部（第２の発光ユニット２４から第２の電荷発生層２６Ｂを除いた部分）に正孔を注入し、第２の電荷発生層２６Ｂを挟んで陽極２２側に位置する一の発光ユニット（第３の発光ユニット２５）に電子を注入する。これにより、同じ電流量のまま第１、第２及び第３の発光ユニット２３，２４，２５からの発光が同時に得られるため、これら発光ユニット２３，２４，２５の個数倍相当の電流効率及び外部量子効率を得ることが可能である。

【0069】

このような第１及び第２の電荷発生層２６Ａ、２６Ｂを構成する具体的な材料については、例えば、上記特許文献９に記載される材料を用いることができ、その中でも段落［００１９］〜［００２１］に記載の材料を好適に用いることができる。さらに、「国際公開２０１０／１１３４９３号公報」の段落［００２３］〜［００２６］に記載の材料を用いることができ、その中でも特に、段落［００５９］に記載される、下記（１）の構造式からなる強電子受容性物質は、近年、第１の電荷発生層２６Ａによく使用される材料である。

【0070】

また、第１の電荷発生層２６Ａは、下記（１）の構造式からなる強電子受容性物質と、他の有機材料とを積層若しくは混合することによって形成されていることが好ましい。

【0071】

【化3】

【0072】

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２３、第２の発光ユニット２４及び第３の発光ユニット２５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、「ＪＩＳ Ｚ ９１１２」に規定される色度範囲のうち、電球色（Ｌ）又は温白色（ＷＷ）の何れかの光色に該当した白色光を得ることが好ましい。また、本実施形態の有機ＥＬ素子２０では、平均演色評価数（Ｒａ）が７０以上（より好ましくは８０以上）となる白色光を得ることが好ましい。これにより、本実施形態の有機ＥＬ素子２０を、例えば一般照明などの照明装置の光源として好適に用いることが可能である。

【0073】

本実施形態では、高輝度且つ高効率な発光が可能であり、長寿命化にも対応可能な有機ＥＬ素子２０を得るため、上記有機ＥＬ素子１０と同様に、第１の機能層２７Ａの厚みＴ_１を３０ｎｍ〜７０ｎｍとすることが好ましい。

【0074】

また、本実施形態では、高輝度且つ高効率な発光が可能であり、長寿命化にも対応可能な有機ＥＬ素子２０を得るため、第３及び第５の機能層２７Ｂ，２７Ｃの厚みＴ_２，Ｔ_３を第１の機能層２７Ａの厚みＴ_１よりも小さくすることが好ましい。具体的には、第３及び第５の機能層２７Ｂ，２７Ｃの厚みＴ_２，Ｔ_３を１ｎｍ〜２０ｎｍとすることが好ましい。

【0075】

本実施形態の有機ＥＬ素子２０では、第１、第２及び第３の発光ユニット２３，２４，２５の積層順について、デバイス構造の観点から特に制限されないものの、第２の発光ユニット２４に一重項励起子から発光を得る青色蛍光発光層を含む構成とすることが好ましい。

【0076】

ここで、後述する第３の実施例における実施例１について、各発光ユニットにおける発光層から陰極までの膜厚と、その際のプラズモン損失及び外部放射モードの割合をシミュレーションソフトにより計算した結果を表１に示す。

【0077】

【表1】

【0078】

この表１に示す結果から、プラズモン損失の割合は、陰極２１からの膜厚が増加するに従い低下する。一方、外部放射モードは、第２の発光ユニット２４が最も低い値となることが読み取れる。このことから、第１の発光ユニット２３及び第３の発光ユニット２５が高い発光効率を有する燐光発光層を含み、第２の発光ユニット２４が青色蛍光発光層を含む構成とすることで、「ＪＩＳ Ｚ ９１１２」に規定される色度範囲のうち、電球色又は温白色にて高輝度且つ高効率な発光が可能となる。

【0079】

一方、発光効率（ｌｍ／Ｗ）の改善には駆動電圧の低減が重要となる。駆動電圧は各発光ユニット２３，２４，２５における有機層全体の膜厚（総厚）によって概ね決定される。駆動電圧を低減するためには、各発光ユニット２３，２４，２５における総厚を薄くすることが効果的である。

【0080】

しかしながら、第１の発光ユニット２３においては、プラズモン損失を低減する観点から第１の発光層２８Ａと陰極２１との間に一定の膜厚を確保する必要があるため、総厚を極端に薄くすることはできない。また、第３の発光ユニット２５については、有機ＥＬ素子２０の短絡を防ぐために正孔輸送層（第６の機能層２９Ｃ）を厚くする必要があるため、総厚を極端に薄くすることはできない。

【0081】

したがって、本実施形態の有機ＥＬ素子２０では、低電圧化のために、一重項励起子から発光を得る青色蛍光発光層を含む第２の発光ユニット２４の総厚を薄くすることが好ましい。さらには、第２の発光ユニット２４の総厚が、第１の発光ユニット２３の総厚と第３の発光ユニット２５の総厚との何れよりも小さいことが好ましい。

【0082】

ここで、後述する第３の実施例における実施例１について、各発光ユニットの総厚を表２に示す。

【0083】

【表2】

【0084】

第２の発光ユニット２４の総厚と、第１の発光ユニット２３の総厚及び第３の発光ユニット２５の総厚との差は、それぞれ３０ｎｍ〜７０ｎｍである。
第２の発光ユニット２４の総厚と第１の発光ユニット２３の総厚との差が３０ｎｍ未満であると、第２の発光ユニット２４を構成する第２の発光層２８Ｂから陰極２１までの光学距離が不十分となり、段落［００７４］に記載したプラズモン損失の低減効果が不十分となる。一方、第２の発光ユニット２４の総厚と第１の発光ユニット２３の総厚との差が７０ｎｍを超えると、有機ＥＬ素子２０全体の総厚が大きくなり、駆動電圧の上昇によって発光効率が低下する。
また、第２の発光ユニット２４の総厚と、第３の発光ユニット２５の総厚との差が３０ｎｍ未満であると、第２の発光ユニット２４の総厚を薄くすることができない状態、もしくは、第３の発光ユニット２５の膜厚を厚くすることができ来ない状態のいずれかとなる。前者では、駆動電圧を低減させる効果が不十分となり、後者では十分な正孔輸送層の厚みを確保することができなくなるため、段落［００７４］に記載した素子の短絡防止の効果が低くなる。一方、第２の発光ユニット２４の総厚と、第３の発光ユニット２５の総厚との差が７０ｎｍを超えると、有機ＥＬ素子２０全体の総厚が大きくなり、駆動電圧の上昇によって発光効率が低下する。

【0085】

以上のように、本実施形態の有機ＥＬ素子２０では、ＭＰＥ構造を採用したことによる高輝度化及び長寿命化の利点を保持しつつ、低電圧駆動が可能となる素子構造を取り入れることで、電力効率の改善も可能となっている。

【0086】

（照明装置）
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態として図３〜図１０に示す照明装置１００について説明する。なお、図３は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置１００の構成を示す平面図である。図４は、図３に示す線分Ａ−Ａによる照明装置１００の断面図である。また、照明装置１００は、本発明が適用される照明装置の一例を示したものであり、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。

【0087】

照明装置１００は、光源として、上記何れかの有機ＥＬ素子１０，２０を備えている。
具体的に、この照明装置１００は、図３及び図４に示すように、大面積の有機ＥＬ素子１０，２０を均一に発光させるため、ガラス基板１１０上の四辺にそれぞれ陽極端子電極１１１が形成されており、ガラス基板１１０上の四隅にそれぞれ陰極端子電極１１２が形成されている。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１１２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及び陰極端子電極１１２により、それぞれ四方向より有機ＥＬ素子１０，２０へ均一に電流を供給している。

【0088】

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の性能劣化を防止するため、有機ＥＬ素子１０，２０を覆うように封止材１１４が形成されている。
なお、本実施形態では、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。

【0089】

図５は、図３に示す照明装置１００の陽極端子電極１１１及び陰極端子電極１１２の図示を省略した構成を示す平面図である。図６は、図５に示す線分Ｂ−Ｂによる照明装置の断面図である。図７は、図５に示す線分Ｃ−Ｃによる照明装置の断面図である。図８は、図５に示す線分Ｄ−Ｄによる照明装置の断面図である。なお、図５〜図８においては、陽極端子電極１１１及び陰極端子電極１１２を含む給電端子部について図示を省略したが、実際には給電端子部が形成されている。

【0090】

照明装置１００は、図５に示すように、四箇所の陽極端子電極１１１に均等に給電するための陽極配線１０１ｂと、四箇所の陰極端子電極１１２に均等に給電するための陰極配線１０１ａが形成された枠状の配線基板１０１を備えている。

【0091】

なお、本実施形態では、配線基板１０１が封止材１１４を囲むように設置されている。
また、配線基板１０１の材料には、ガラスエポキシ基板やフレキシブルプリント基板を用いることとする。また、配線基板１０１の厚さは、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とした。

【0092】

配線基板１０１の四辺の裏面には、図６〜図８に示すように、陽極端子電極１１１と対応する位置に陽極端子電極１１１と接続される陽極電極１０１ｃが形成されている。また、配線基板１０１の四隅の裏面には、陰極端子電極１１２と対応する位置に陰極端子電極１１２と接続される陰極電極１０１ｄが形成されている。

【0093】

なお、本実施形態では、陽極電極１０１ｃ及び陰極電極１０１ｄ上に異方性導電膜（以下、ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍという。）を貼付するか、異方性導電ペースト（以下、ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ という。）を塗布した上で、配線基板１０１をガラス基板１１０に貼り付けて熱圧着した。これにより、陽極電極１０１ｃと陽極端子電極１１１、及び陰極電極１０１ｄと陰極端子電極１１２が電気的に接続される。

【0094】

陽極配線１０１ａ及び陽極電極１０１ｃは、図５及び図７に示すように、スルーホールを通した陽極接続配線１０１ｅにより接続されている。また、陰極配線１０１ｂと陰極電極１０１ｄは、図５及び図８に示すように、スルーホールを通した陰極接続配線１０１ｆにより接続されている。したがって、プラス電流とマイナス電流は短絡することなく配線基板１０１によりそれぞれ回路を形成するようになっている。

【0095】

なお、本実施形態では、四角形状に形成された有機ＥＬ素子１０，２０に均等に電流を供給するため四箇所の陽極端子電極１１１及び陰極端子電極１１２を備えているため、配線基板１０１には四箇所の陽極電極１０１ｃと四箇所の陰極電極１０１ｄが形成されているが、例えば、三角形状に形成された有機ＥＬ素子１０，２０に均等に電流を供給するため三箇所の陽極端子電極１１１及び陰極端子電極１１２を備えている場合には、配線基板１０１には三箇所の陽極電極１０１ｃと三箇所の陰極電極１０１ｄを形成するようにしてもよい。

【0096】

さらに、五角形状以上の多角形に形成された有機ＥＬ素子１０，２０に均等に電流を供給するため五箇所の陽極端子電極１１１及び陰極端子電極１１２を備えている場合には、配線基板１０１には五箇所以上の陽極電極１０１ｃと五箇所以上の陰極電極１０１ｄを形成するようにしてもよい。

【0097】

図９は、照明装置１００における配線基板１０１の構成を示した模式図である。
配線基板１０１は、図９に示すように、二つのＬ字状のＬ字型配線基板１０２と、二つのＬ字状のＬ字型配線基板１０２を接続するための二つのＬ字状の接続用Ｌ字型配線基板１０３とにより構成されている。Ｌ字型配線基板２の表面の端部には、陽極電極１０２ａと陰極電極１０２ｂが形成されている。

【0098】

陽極電極１０１ｃ及び陽極電極１０２ａは、図７に示すように、スルーホールを通した陽極接続配線１０２ｃにより接続されている。陰極電極１０１ｄ及び陰極電極１０２ｂは、図８に示すように、スルーホールを通した陰極接続配線１０２ｄにより接続されている。

【0099】

なお、本実施形態では、配線基板１０１が二つのＬ字型配線基板１０２と二つの接続用Ｌ字型配線基板１０３とを組み合わせてロの字状に形成されているが、配線基板１０１はこれに限らず、はじめからロの字状に形成された配線基板を使用してもよい。また、配線基板１０１はロの字状に限らずコの字状やＶの字状等の形状であってもよく、必要に応じて有機ＥＬ素子１０，２０の一部または全部を囲むように形成すればよい。

【0100】

図１０は、照明装置１００における接続用Ｌ字型配線基板１０３の構造を示した模式図である。なお、図１０（ａ）は、接続用Ｌ字型配線基板１０３の表面側の構造を示した模式図、図１０（ｂ）は、接続用Ｌ字型配線基板１０３の裏面側の構造を示した模式図である。

【0101】

接続用Ｌ字型配線基板１０３の表面側には、図１０（ａ）に示すように、陽極配線１０３ａが形成されている。また、接続用Ｌ字型配線基板１０３の裏面側には、図１０（ｂ）に示すように、陰極配線電極１０３ｂと陽極電極１０３ｃが形成されている。陽極配線１０３ａと陽極電極１０３ｃは、図７に示すように、スルーホールを通した陽極接続配線１０３ｄにより接続されている。

【0102】

照明装置１００では、図５、図７及び図８に示すように、陽極電極１０２ａと陽極電極１０３ｃ、及び陰極電極１０２ｂと陰極配線電極１０３ｂとを半田付けにより接続する。
なお、本実施形態では、陽極電極１０２ａと陽極電極１０３ｃとを半田付けにより接続し、陰極電極１０２ｂと陰極配線電極１０３ｂとを半田付けにより接続したが、ＡＣＦやＡＣＰを用いて熱圧着して接続することとしてもよい。

【0103】

また、図５〜図１０では、簡略化のため陽極配線１０１ａ、陰極配線１０１ｂ及び陽極配線１０３ａを外部に剥き出しになった状態で記載しているが、ショートや感電を避けるために非電気伝導性の材料で必要に応じて被覆することが望ましい。

【0104】

また、照明装置１００では、図示を省略するものの、有機ＥＬ素子１０，２０の光取り出し面側に、演色性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が可能である。

【0105】

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ことや、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。

【0106】

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。）などがある。

【0107】

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更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ることにより、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たりす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）などを用いることができる。

【0108】

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を、例えば一般照明などの照明装置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など様々な用途に用いることが可能である。

【実施例】

【0109】

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。

【0110】

（第１の実施例）
第１の実施例では、図１１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、更にＵＶ／Ｏ_３処理を施した。

【0111】

次に、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼ（タンタル製又はアルミナ製）の各々に、図１１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／秒の蒸着速度で所定の膜厚で蒸着した。また、発光層など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、陰極は１ｎｍ／秒の蒸着速度で所定の膜厚で蒸着した。

【0112】

第１の実施例では、電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みＸ［ｎｍ］をそれぞれ５５ｎｍ、９２ｎｍ、１４２ｎｍ、２１７ｎｍとした１つの発光ユニット（発光層）を有する有機ＥＬ素子を作製した。そして、作製した各有機ＥＬ素子に、電源（ＫＥＩＴＨＬＥＹ２４２５）を接続し、３ｍＡ／ｃｍ^２の定電流を通電することで、この有機ＥＬ素子を発光させた。
このときの各有機ＥＬ素子の駆動電圧を測定し、ＥＱＥ及びＰＣＥの評価を行った。その評価結果を下記の表３に示す。また、電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みＸとＰＣＥとの関係を示すグラフを図１２に示す。

【0113】

【表3】

【0114】

なお、表３では、電子輸送層の厚みＸが５５ｎｍのときの駆動電圧、ＥＱＥ値及びＰＣＥ値を基準値（＝１）として、それ以外の厚みＸの駆動電圧、ＥＱＥ値及びＰＣＥ値を、この基準値に対する相対値として示している。

【0115】

表３及び図１２に示すように、電子輸送層の厚みＸが１００ｎｍを超えた時点から、ＰＣＥの値が低下していくことがわかる。

【0116】

（第２の実施例）
第２の実施例では、図１３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、更にＵＶ／Ｏ_３処理を施した。

【0117】

次に、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼ（タンタル製又はアルミナ製）の各々に、図１３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／秒の蒸着速度で所定の膜厚で蒸着した。また、発光層など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、陰極は１ｎｍ／秒の蒸着速度で所定の膜厚で蒸着した。
第１の発光ユニットを構成する発光層１を赤色燐光発光層、第２の発光層を構成する発光層２を青色蛍光発光層、第３の発光ユニットを構成する発光層３を緑色燐光発光層とし、有機ＥＬ素子を得た。

【0118】

第２の実施例では、最も陰極側に位置する電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みＸ［ｎｍ］をそれぞれ２８ｎｍ、３８ｎｍ、４８ｎｍ、５８ｎｍ、６８ｎｍとした３つの発光ユニット（発光層１〜３）を有する有機ＥＬ素子を作製した。そして、作製した各有機ＥＬ素子に、電源（ＫＥＩＴＨＬＥＹ２４２５）を接続し、３ｍＡ／ｃｍ^２の定電流を通電することで、この有機ＥＬ素子を発光させた。このときの各有機ＥＬ素子の駆動電圧を測定し、ＥＱＥ及びＰＣＥの評価を行った。

【0119】

また、演色性（ＣＲＩ）及び色温度（ＣＣＴ）の評価を行った。具体的には、第２の実施例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。その評価結果を下記の表４及び図１４に示す。なお、図１４中に示す黒い点は、黒点放射の軌跡を表している。

【0120】

【表4】

【0121】

なお、表４では、電子輸送層の厚みＸが２８ｎｍのときの駆動電圧、ＥＱＥ値及びＰＣＥ値を基準値（＝１）として、それ以外の厚みＸの駆動電圧、ＥＱＥ値及びＰＣＥ値を、この基準値に対する相対値として示している。

【0122】

表４に示すように、電子輸送層の厚みＸが厚くなるほど、駆動電圧が上昇するが、駆動電圧の上昇に対してＥＱＥの増分の方が大きくなることがわかる。結果としてＰＣＥも向上していることがわかる。また、平均演色評価数（Ｒａ）も７０以上を維持していることがわかる。また、図１４に示すように、電子輸送層の厚みＸが２８ｎｍと薄い場合は、色度座標がＪＩＳ Ｚ ９１１２にて規定される範囲から外れることがわかる。
また、最も陰極側に位置する電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みＸが３８ｎｍ、４８ｎｍ、５８ｎｍ、６８ｎｍの場合、第１の発光ユニットの総厚は、１２６．６ｎｍ、１３６．６ｎｍ、１４６．６ｎｍ、１５６．６ｎｍであり、第２の発光ユニットの総厚（９３．６ｎｍ）と、第１の発光ユニットの総厚との差が３３ｎｍ〜６３ｎｍであった。また、第２の発光ユニットの総厚（９３．６ｎｍ）と、第３の発光ユニットの総厚（１４０ｎｍ）との差が４６．４ｎｍであった。したがって、これらの有機ＥＬ素子は短絡を防ぐ効果及び発光効率に優れていた。

【0123】

（第３の実施例）
第３の実施例では、図１５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、更にＵＶ／Ｏ_３処理を施した。

【0124】

次に、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼ（タンタル製又はアルミナ製）の各々に、図１５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／秒の蒸着速度で所定の膜厚で蒸着した。また、発光層など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、陰極は１ｎｍ／秒の蒸着速度で所定の膜厚で蒸着した。
第１の発光ユニットを構成する発光層１を赤色燐光発光層、第２の発光層を構成する発光層２を青色蛍光発光層、第３の発光ユニットを構成する発光層３を緑色燐光発光層とし、有機ＥＬ素子を得た。

【0125】

第３の実施例では、第１の発光ユニットを構成する電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みＴ_１［ｎｍ］、第２の発光ユニットを構成する電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みＴ_２［ｎｍ］、第３の発光ユニットを構成する電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みＴ_３［ｎｍ］とした３つの発光ユニット（発光層１〜３）を有する有機ＥＬ素子を作製した。

【0126】

具体的には、各電子輸送層の厚みＴ_１，Ｔ_２，Ｔ_３を変化させた実施例１（Ｔ_１＝４８、Ｔ_２＝１５、Ｔ_３＝５）、比較例１（Ｔ_１＝２８、Ｔ_２＝３０、Ｔ_３＝３０）、比較例２（Ｔ_１＝４８、Ｔ_２＝５０、Ｔ_３＝５０）、比較例３（Ｔ_１＝２８、Ｔ_２＝１５、Ｔ_３＝５）の有機ＥＬ素子を作製した。

【0127】

そして、実施例１及び比較例１〜３の各有機ＥＬ素子に、電源（ＫＥＩＴＨＬＥＹ２４２５）を接続し、３ｍＡ／ｃｍ^２の定電流を通電することで、この有機ＥＬ素子を発光させた。このときの各有機ＥＬ素子の駆動電圧を測定し、ＥＱＥ及びＰＣＥの評価を行った。

【0128】

また、演色性（ＣＲＩ）及び色温度（ＣＣＴ）の評価を行った。具体的には、第３の実施例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。その評価結果を下記の表５及び図１６に示す。なお、図１６中に示す黒い点は、黒点放射の軌跡を表している。

【0129】

【表5】

【0130】

なお、表５では、実施例１のときの駆動電圧、ＥＱＥ値及びＰＣＥ値を基準値（＝１）として、比較例１〜３の駆動電圧、ＥＱＥ値及びＰＣＥ値を、この基準値に対する相対値として示している。
実施例１（Ｔ_１＝４８、Ｔ_２＝１５、Ｔ_３＝５）の場合、第１の発光ユニットの総厚は１３６．６ｎｍであり、第２の発光ユニットの総厚（９３．６ｎｍ）と、第１の発光ユニットの総厚との差が４３ｎｍであった。また、第２の発光ユニットの総厚（９３．６ｎｍ）と、第３の発光ユニットの総厚（１４０ｎｍ）との差が４６．４ｎｍであった。したがって、これらの有機ＥＬ素子は短絡を防ぐ効果及び発光効率に優れていた。

【0131】

また、実施例１及び比較例１〜３の各有機ＥＬ素子について、各電子輸送層の厚みＴ_１，Ｔ_２，Ｔ_３が本発明の条件を満足する（○）か否（×）かをまとめたものを以下の表６に示す。

【0132】

【表6】

【0133】

表６及び図１６に示すように、本発明の条件を満足する実施例１の有機ＥＬ素子では、比較例１〜３の有機ＥＬ素子に比べて、ＥＱＥ値及びＰＣＥ値に良好であることがわかる。また、実施例１の有機ＥＬ素子では、演色性及び色温度についても良好な結果が得られた。一方、比較例１〜３の有機ＥＬ素子の中には、「ＪＩＳ Ｚ ９１１２」に規定される色度範囲から外れたものがある。

【符号の説明】

【0134】

１０・・・有機ＥＬ素子（第１の実施形態） １１・・・陰極 １２・・・陽極 １３・・・第１の発光ユニット １４・・・第２の発光ユニット １５・・・第１の電荷発生層 １６Ａ・・・第１の機能層 １７Ａ・・・第１の発光層 １８Ａ・・・第２の機能層 １６Ｂ・・・第３の機能層 １７Ｂ・・・第２の発光層 １８Ｂ・・・第４の機能層 ２０・・・有機ＥＬ素子（第２の実施形態） ２１・・・陰極 ２２・・・陽極 ２３・・・第１の発光ユニット ２４・・・第２の発光ユニット ２５・・・第３の発光ユニット ２６Ａ・・・第１の電荷発生層 ２６Ｂ・・・第２の電荷発生層 ２７Ａ・・・第１の機能層 ２８Ａ・・・第１の発光層 ２９Ａ・・・第２の機能層 ２７Ｂ・・・第３の機能層 ２８Ｂ・・・第２の発光層 ２９Ｂ・・・第４の機能層 ２７Ｃ・・・第５の機能層 ２８Ｃ・・・第３の発光層 ２９Ｃ・・・第６の機能層 １００・・・照明装置（第３の実施形態） １０１ａ・・・陽極配線 １０１・・・陰極配線 １０１ｃ・・・陽極電極 １０１ｄ・・・陰極電極 １０１ｅ・・・陽極接続配線 １０１ｆ・・・陰極接続配線 １０２・・・Ｌ字型配線基板 １０２ａ・・・陽極電極 １０２ｂ・・・陰極電極 １０２ｃ・・・陽極接続配線 １０２ｄ・・・陰極接続配線 １０３・・・接続用Ｌ字型配線基板 １０３ａ・・・陽極配線 １０３ｂ・・・陰極配線電極 １０３ｃ・・・陽極電極 １０３ｄ・・・陽極接続配線 １１０・・・ガラス基板 １１１・・・陽極端子電極 １１２・・・陰極端子電極 １１４・・・封止材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】