JP5167381B2

JP5167381B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子

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Publication number: JP5167381B2
Application number: JP2011066568A
Authority: JP
Inventors: 博也辻; ワルットキッテイシュンチット; 伸弘井出
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: WO2012128089A1; JP2012204095A; US8941103B2; US20140008631A1

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、面発光が可能であること、発光物質の選択により任意の色調での発光が可能であること等の理由により、照明用の次世代光源として注目を集め、精力的に実用化を目指した開発が行われている。特に長寿命化技術に関して盛んに研究開発が行われており、様々なデバイス設計技術開発による長寿命化手法が提案されている。しかしながら、従来の主照明、すなわち蛍光灯と比較し、十分な寿命特性を実現するためにはまだ課題が残る。

特開２００６−１７２７６３号公報（特許文献１）では、蛍光ドーパントを含む発光層とリン光ドーパントを含む発光層との間に非発光界面層を設け、さらに、リン光発光層よりも陰極側に、蛍光発光層を設け、赤色リン光発光層の膜厚を島状薄膜とすることにより、優れた白色度、発光効率及び素子寿命を同時に実現する手法が提案されている。しかしながら、色度変化に関する説明がなく、特に色度の経時変化が大きくなる傾向のあるマルチユニット素子の長寿命化技術に関しては明確にされていない。

特開２００６−１７２７６３号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、照明用光源として重要である高輝度発光が可能なマルチユニット素子であり、輝度劣化を抑制した長寿命な白色有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とするものである。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明電極と、青色蛍光発光材料を含有する青色蛍光発光層を含む第一発光ユニットと、中間層と、赤色リン光発光材料を含有する赤色リン光発光層及び緑色リン光発光材料を含有する緑色リン光発光層を含む第二発光ユニットと、反射電極とを備えて形成され、前記第一発光ユニットと前記第二発光ユニットとが前記中間層を介して積層されることでマルチユニットとなり、前記赤色リン光発光層の膜厚（ｔＲ）と前記緑色リン光発光層の膜厚（ｔＧ）とが５×（ｔＲ）≦（ｔＧ）の関係にあることを特徴とするものである。

前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記赤色リン光発光層の前記膜厚（ｔＲ）が５ｎｍ以下であることが好ましい。

前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記赤色リン光発光層及び緑色リン光発光層がホスト材料として電子輸送性材料を含有し、前記赤色リン光発光層が前記透明電極の側に配置され、前記緑色リン光発光層が前記反射電極の側に配置されて形成されていることが好ましい。

前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記赤色リン光発光層及び緑色リン光発光層がホスト材料としてホール輸送性材料を含有し、前記赤色リン光発光層が前記反射電極の側に配置され、前記緑色リン光発光層が前記透明電極の側に配置されて形成されていることが好ましい。

前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第一発光ユニットが前記透明電極の側に配置され、前記第二発光ユニットが前記反射電極の側に配置されて形成されていることが好ましい。

本発明によれば、照明用光源として重要である高輝度発光が可能なマルチユニット素子であり、輝度劣化を抑制した長寿命な白色有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができるものである。

有機エレクトロルミネッセンス素子の層構造の概略を示す断面図である。波長と視感度との関係を示す比視感度曲線である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の構造の一例を図１に示す。この有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０の表面に透明電極１を形成し、その上に第一ホール輸送層１１、青色蛍光発光層２、緑色蛍光発光層３、第一電子輸送層１２、中間層９、第二ホール輸送層１３、赤色リン光発光層４、緑色リン光発光層５、第二電子輸送層１４、反射電極６をこの順に備えて形成されている。さらに基板１０の透明電極１と反対側の面に光取出層１５が形成されている。以下、本構造を例として説明するが、この構造はあくまでも一例であり、本発明の趣旨に反しない限り、本構造に限定されるものではない。

基板１０は光透過性を有することが好ましい。基板１０は無色透明であっても、多少着色されていてもよい。基板１０は磨りガラス状であってもよい。基板１０の材質としては、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどの透明ガラス；ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等のプラスチックなどが挙げられる。基板１０の形状はフィルム状でも板状でもよい。

透明電極１は陽極として機能する。有機エレクトロルミネッセンス素子における陽極は、発光層中にホールを注入するための電極である。透明電極１を形成するための材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）等の金属酸化物等が用いられる。透明電極１は、これらの材料を用いて、真空蒸着法、スパッタリング法、塗布等の適宜の方法により形成され得る。透明電極１の好ましい厚みは透明電極１を構成する材料によって異なるが、５００ｎｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で設定されるのがよい。

第一ホール輸送層１１及び第二ホール輸送層１３を構成する材料（ホール輸送性材料）は、ホール輸送性を有する化合物の群から適宜選定されるが、電子供与性を有し、また電子供与によりラジカルカチオン化した際にも安定である化合物であることが好ましい。ホール輸送性材料としては、例えば、ポリアニリン、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、２−ＴＮＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、スピロ−ＮＰＤ、スピロ−ＴＰＤ、スピロ−ＴＡＤ、ＴＮＢなどを代表例とする、トリアリールアミン系化合物、カルバゾール基を含むアミン化合物、フルオレン誘導体を含むアミン化合物、スターバーストアミン類（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、ＴＤＡＴＡ系材料として１−ＴＭＡＴＡ、２−ＴＮＡＴＡ、ｐ−ＰＭＴＤＡＴＡ、ＴＦＡＴＡなどが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、一般に知られる任意のホール輸送材料が使用される。第一ホール輸送層１１及び第二ホール輸送層１３は蒸着法などの適宜の方法で形成され得る。

第一電子輸送層１２及び第二電子輸送層１４を形成するための材料（電子輸送性材料）は、電子を輸送する能力を有し、反射電極６からの電子の注入を受け得ると共に発光層に対して優れた電子注入効果を発揮し、さらに第一電子輸送層１２及び第二電子輸送層１４へのホールの移動を阻害し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物であることが好ましい。電子輸送性材料として、Ａｌｑ３、オキサジアゾール誘導体、スターバーストオキサジアゾール、トリアゾール誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、シロール誘導体などが挙げられる。電子輸送性材料の具体例として、フルオレン、バソフェナントロリン、バソクプロイン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、アントラキノジメタン等やそれらの化合物、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体などが挙げられる。金属錯体化合物としては、具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリ（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート)（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート)（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）−４−フェニルフェノラート等が挙げられるが、これらに限定されない。含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール誘導体などが好ましく、具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４”−ビフェニル）１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル)−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルチアジアゾリル）］ベンゼン、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル)−１，２，４−トリアゾール等が挙げられるが、これらに限定されない。電子輸送性材料として、ポリマー有機エレクトロルミネッセンス素子に使用されるポリマー材料も挙げられる。このポリマー材料として、ポリパラフェニレン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体等が挙げられる。第一電子輸送層１２及び第二電子輸送層１４の厚みに特に制限はないが、例えば、１０〜３００ｎｍの範囲に形成される。第一電子輸送層１２及び第二電子輸送層１４は蒸着法などの適宜の方法で形成され得る。

反射電極６は陰極として機能する。有機エレクトロルミネッセンス素子における陰極は、発光層中に電子を注入するための電極である。反射電極６は、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、これらの混合物などの材料から形成されることが好ましい。反射電極６を形成するための材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、ＭｇＡｇなどが挙げられる。Ａｌ／Ａｌ_２Ｏ_３混合物などからも反射電極６が形成され得る。反射電極６は、これらの材料を用いて、真空蒸着法、スパッタリング法等の適宜の方法により形成され得る。反射電極６の好ましい厚みは反射電極６を構成する材料によって異なるが、５００ｎｍ以下、好ましくは２０〜２００ｎｍの範囲で設定されるのがよい。

光取出層１５は、光拡散性向上のために基板１０の透明電極１と反対側の面に光散乱性フィルムやマイクロレンズフィルムを積層して形成することができる。

各発光層（青色蛍光発光層２、緑色蛍光発光層３、赤色リン光発光層４、緑色リン光発光層５）は、発光材料（ドーパント）がドープされた有機材料（ホスト材料）から形成され得る。

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、電子輸送性とホール輸送性とを併せ持つ材料の、いずれも使用され得る。ホスト材料として電子輸送性の材料とホール輸送性の材料とが併用されてもよい。

青色蛍光発光層２に含有される青色蛍光発光材料としては、特に限定されるものではなく、任意の蛍光発光材料を用いることができる。

青色蛍光発光層２を構成するホスト材料としては、ＴＢＡＤＮ（２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）、ＡＤＮ、ＢＤＡＦなどが挙げられる。青色蛍光発光材料の濃度は１〜３０質量％の範囲であることが好ましい。

緑色蛍光発光層３に含有される緑色蛍光発光材料としては、特に限定されるものではなく、任意の蛍光発光材料を用いることができる。

緑色蛍光発光層３を構成するホスト材料としては、Ａｌｑ３（トリス（８−オキソキノリン）アルミニウム（III））、ＡＤＮ、ＢＤＡＦなどが挙げられる。緑色蛍光発光材料の濃度は１〜２０質量％の範囲であることが好ましい。

緑色リン光発光層５に含有される緑色リン光発光材料としては、特に限定されるものではなく、任意のリン光発光材料を用いることができる。

緑色リン光発光層５を構成するホスト材料としては、ＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル）、ＣｚＴＴ、ｍＣＰ、ＣＤＢＰ、ＴＣＴＡ、ＴＡＺなどが挙げられる。これらの中では、ＣＢＰ、ＣｚＴＴ、ｍＣＰ、ＣＤＢＰが電子輸送性とホール輸送性とを併せ持つ材料であり、ＴＣＴＡがホール輸送性材料であり、ＴＡＺが電子輸送性材料である。緑色リン光発光材料の濃度は１〜４０質量％の範囲であることが好ましい。

赤色リン光発光層４に含有される赤色リン光発光材料としては、特に限定されるものではなく、任意のリン光発光材料を用いることができる。

赤色リン光発光層４を構成するホスト材料としては、緑色リン光発光層５を構成するホスト材料と同様のものが挙げられる。赤色リン光発光材料の濃度は１〜４０質量％の範囲であることが好ましい。

各発光層（青色蛍光発光層２、緑色蛍光発光層３、赤色リン光発光層４、緑色リン光発光層５）は、真空蒸着、転写等の乾式プロセスや、スピンコート、スプレーコート、ダイコート、グラビア印刷等の湿式プロセスなど、適宜の手法により形成され得る。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、図１に示すように第一発光ユニット７と第二発光ユニット８とが中間層９を介して積層されてマルチユニット構造を形成している。第一発光ユニット７は、少なくとも青色蛍光発光層２を含むものであり、図１のように青色蛍光発光層２及び緑色蛍光発光層３を積層して含むものでもよい。第二発光ユニット８は、緑色リン光発光層５及び赤色リン光発光層４を積層して含むものである。

中間層９は、二つの発光ユニットを電気的に直列接続する機能を果たす。中間層９は透明性が高く、かつ熱的・電気的に安定性が高いことが好ましい。中間層９は、例えば等電位面を形成する層、電荷発生層などから形成され得る。等電位面を形成する層もしくは電荷発生層の材料としては、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ等の金属薄膜；酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化レニウム、酸化タングステン等の金属酸化物；ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ_２等の透明導電膜；いわゆるｎ型半導体とｐ型半導体との積層体；金属薄膜もしくは透明導電膜と、ｎ型半導体及びｐ型半導体のうちの一方又は双方との積層体；ｎ型半導体とｐ型半導体の混合物；ｎ型半導体とｐ型半導体とのうちの一方又は双方と金属との混合物などが挙げられる。前記ｎ型半導体やｐ型半導体としては、特に制限されることなく必要に応じて選定されたものが使用される。ｎ型半導体やｐ型半導体は、無機材料、有機材料のうちいずれであってもよい。ｎ型半導体やｐ型半導体は、有機材料と金属との混合物；有機材料と金属酸化物との組み合わせ；有機材料と有機系アクセプタ／ドナー材料や無機系アクセプタ／ドナー材料との組み合わせ等であってもよい。中間層９は、ＢＣＰ：Ｌｉ、ＩＴＯ、ＮＰＤ：ＭｏＯ_３、Ｌｉｑ：Ａｌなどからも形成され得る。ＢＣＰは２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナンスロリンを示す。例えば、中間層９は、ＢＣＰ：Ｌｉからなる第１層を陽極側に、ＩＴＯからなる第２層を陰極側に配置した二層構成のものにすることができる。中間層９がＡｌｑ３／Ｌｉ_２Ｏ／ＨＡＴ−ＣＮ６、Ａｌｑ３／Ｌｉ_２Ｏ、Ａｌｑ３／Ｌｉ_２Ｏ／Ａｌｑ３／ＨＡＴ−ＣＮ６などの層構造を有していることも好ましい。

第一発光ユニット７の高性能化に必要な材料と、第二発光ユニット８の高性能化に必要な材料とでは要求されるイオン化ポテンシャルや電子親和力、三重項エネルギー準位などの材料物性値が異なるため、第一発光ユニット７と第二発光ユニット８とを中間層９で分離することで、それぞれのユニットごとに材料選定が可能になり、高効率、長寿命化に有効である。また、比較的短波長領域に発光スペクトルを有する第一発光ユニット７と、比較的長波長領域に発光スペクトルを有する第二発光ユニット８とを中間層９で分離して配置可能なマルチユニット構造を用いることにより、光学設計が容易になり、高演色性化、かつ、高効率、長寿命、高輝度、色度の視野角依存性低減などが可能になる。

そして、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子においては、赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）と緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）とが５×（ｔＲ）≦（ｔＧ）の関係にある。このように、赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）を緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）と比較して極端に薄膜化することにより、第二発光ユニット８からの発光が、駆動に伴い、赤色リン光発光強度／緑色リン光発光強度の比が変化し、赤色リン光発光強度と比較して視感度の高い緑色リン光発光強度を大きくすることにより、輝度寿命の長寿命化を実現することができる。

一般的に有機エレクトロルミネッセンス素子の寿命特性とは輝度寿命特性を意味することが多く、輝度は放射強度に比視感度をかけたもので表されるため、同じ放射強度でも、比視感度の高い領域に発光スペクトルを有する方が高い輝度を得ることができる。本発明では、駆動に伴う発光スペクトルの変化を視感度の高い領域に発光スペクトルが強くなるようにすることで、放射強度の低下よりも、輝度の低下を抑制して長寿命化を実現するものである。図２に比視感度曲線を示す。このように、比視感度曲線は５５５ｎｍにピークを持ち、緑色発光領域の視感度が高いことを利用し、駆動前と比較し、第二発光ユニット８の緑色リン光発光強度を赤色リン光発光強度に比べて大きくすることにより輝度の長寿命化を実現することが可能となる。

本来、駆動に伴う発光スペクトルの変化は好ましいものではないが、照明用途としては狙いとする白色領域内での色変化は許容されるものであり、本発明では許容される白色領域内で積極的に発光スペクトルを変化させ、長寿命化を実現するものである。

有機エレクトロルミネッセンス素子を連続駆動すると一般的に発光領域（再結合領域）がわずかに変化する。本発明では赤色リン光発光層４を薄膜化することで、連続駆動に伴う発光領域のわずかなシフトが起こった場合でも効果的に発光色を狙いの方向へ変化させることが可能となる。

具体的には、赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）と緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）とが５×（ｔＲ）≦（ｔＧ）の関係にあればよく、赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）は、上記の関係を満たすものであれば特に限定されるものではないが、好ましくは５ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以下（下限は０．１ｎｍ程度）である。このように、赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）を薄膜化することで、効果的に駆動に伴う発光色の変化を制御することが可能であり、より視感度の高い緑色リン光発光強度を赤色リン光発光強度に比べて大きくすることにより輝度低下を抑制することが可能となる。

緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）は、赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）の５倍以上であれば特に限定されるものではないが、１０倍以上（上限は８０倍程度）であることが好ましい。発光層の膜厚比が大きくなるにつれ、発光色の変化を効果的に起こすことが可能であるためである。また、第二発光ユニット８の膜厚が薄くなると、この第二発光ユニット８を通り抜ける電子やホールが多くなり、効率の低下や短寿命化などを引き起こすため、第二発光ユニット８の膜厚は２０ｎｍ以上（上限は８０ｎｍ程度）であることが好ましい。

また、赤色リン光発光層４と緑色リン光発光層５とを積層する順番は特に限定されるものではないが、赤色リン光発光層４及び緑色リン光発光層５がホスト材料として電子輸送性材料を含有する場合には、赤色リン光発光層４を透明電極１（陽極）の側に配置し、緑色リン光発光層５を反射電極６（陰極）の側に配置することが好ましい。このように、電子輸送性材料をホスト材料として用いる場合には、駆動に伴い第二ホール輸送層１３が劣化し、第二発光ユニット８へのホール注入が抑制され、発光領域が第二ホール輸送層１３の側から第二電子輸送層１４の側へ移動し、これにより発光色を調整することが可能となる。さらに、赤色リン光発光層４を透明電極１の側に配置し、緑色リン光発光層５を反射電極６の側に配置することで、発光領域を赤色リン光発光層４の側に集中させることが可能であり、駆動に伴う劣化により、発光領域が反射電極６の側にシフトすることでより効果的に輝度劣化を抑制することが可能となる。

一方、赤色リン光発光層４及び緑色リン光発光層５がホスト材料としてホール輸送性材料を含有する場合には、図示省略しているが、赤色リン光発光層４を反射電極６（陰極）の側に配置し、緑色リン光発光層５を透明電極１（陽極）の側に配置することが好ましい。このように、ホール輸送性材料をホスト材料として用いる場合には、駆動に伴い第二電子輸送層１４が劣化し、第二発光ユニット８への電子注入が抑制され、発光領域が第二電子輸送層１４の側から第二ホール輸送層１３の側へ移動し、これにより発光色を調整することが可能となる。さらに、赤色リン光発光層４を反射電極６の側に配置し、緑色リン光発光層５を透明電極１の側に配置することで、発光領域を赤色リン光発光層４の側に集中させることが可能であり、駆動に伴う劣化により、発光領域が透明電極１の側にシフトすることでより効果的に輝度劣化を抑制することが可能となる。

また、図１に示すように、第一発光ユニット７が透明電極１の側に配置され、第二発光ユニット８が反射電極６の側に配置されて形成されていることが、高効率化、色度の角度依存性の抑制の点から好ましい。反射電極６の側の発光ユニットは、透明電極１の側の発光ユニットと比較し、干渉の影響によるロスが小さく、反射電極６の側の発光ユニットの光取出し効率は、透明電極１の側の発光ユニットの光取出し効率と比較して高くなる傾向にある。そのため、内部量子効率の高い第二発光ユニット８を光取出し効率の比較的高い反射電極６の側に配置することで、輝度劣化を抑制し、かつ高効率化が可能となる。

上記のように、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、第二発光ユニット８において、赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）を緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）の５分の１以下と極端に薄膜化することにより、駆動に伴う発光スペクトルの変化を、緑色リン光発光強度が赤色リン光発光強度に比べて大きくなる方向に制御することが可能であり、より視感度の高い緑色リン光発光強度を赤色リン光発光強度に比べて大きくすることで輝度低下を抑制し、輝度寿命の長寿命化が可能となる。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
図１に示すような有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。具体的には、基板１０（ガラス基板）上にＩＴＯを厚み１３０ｎｍに成膜することで透明電極１を形成した。さらに透明電極１の上に第一ホール輸送層１１、青色蛍光発光層２（青色蛍光発光材料としてＢＣｚＶＢｉを含有する）、緑色蛍光発光層３（緑色蛍光発光材料としてＴＰＡを含有する）、第一電子輸送層４を蒸着法により５ｎｍ〜６０ｎｍの厚みに順次形成した。次に、Ａｌｑ３／Ｌｉ_２Ｏ／Ａｌｑ３／ＨＡＴ−ＣＮ６の層構造を有する中間層９を層厚１５ｎｍで積層した。次に、第二ホール輸送層１３、赤色リン光発光層４（赤色リン光発光材料であるＩｒ（ｐｉｑ）_３をホスト材料であるＴＡＺにドープしたもの）、緑色リン光発光層５（緑色リン光発光材料であるＢｔ_２Ｉｒ（ａｃａｃ）をホスト材料であるＴＡＺにドープしたもの）、第二電子輸送層１４を各層が最大５０ｎｍの膜厚で順次形成した。続いて、Ａｌ膜からなる反射電極６を順次形成した。なお、基板１０の透明電極１と反対側の面に光散乱性フィルムを積層して光取出層１５を形成した。

第一発光ユニット７は、青色蛍光発光層２及び緑色蛍光発光層３を含んで形成され、第二発光ユニット８は、膜厚１．５ｎｍの赤色リン光発光層４及び膜厚３８．５ｎｍの緑色リン光発光層５を含んで形成されている。緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）は、赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）の２６倍である。

上記のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス素子について、初期輝度３０００ｃｄ／ｍ^２で連続駆動を行った結果、ＬＴ７０時点では白色発光を維持しているものの、緑色リン光発光強度が赤色リン光発光強度に比べて増加し、長い輝度寿命が確認できた。

（実施例２）
赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）が５ｎｍ、緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）が３５ｎｍであること以外は、実施例１と同様に有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。

上記のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス素子について、初期輝度３０００ｃｄ／ｍ^２で連続駆動を行った結果、緑色リン光発光強度が赤色リン光発光強度に比べて増加し、長い輝度寿命が確認できた。
（実施例３）
赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）が１０ｎｍ、緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）が７０ｎｍであること以外は、実施例１と同様に有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。

上記のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス素子について、初期輝度３０００ｃｄ／ｍ^２で連続駆動を行った結果、緑色リン光発光強度が赤色リン光発光強度に比べて増加し、長い輝度寿命が確認できた。ただし、緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）の増加に伴う駆動電圧の上昇が見られた。
（実施例４）
次のような有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。すなわち、基板１０（ガラス基板）上にＩＴＯを厚み１３０ｎｍに成膜することで透明電極１を形成した。さらに透明電極１の上に第一ホール輸送層１１、青色蛍光発光層２（青色蛍光発光材料としてＢＣｚＶＢｉを含有する）、緑色蛍光発光層３（緑色蛍光発光材料としてＴＰＡを含有する）、第一電子輸送層４を蒸着法により５ｎｍ〜６０ｎｍの厚みに順次形成した。次に、Ａｌｑ３／Ｌｉ_２Ｏ／Ａｌｑ３／ＨＡＴ−ＣＮ６の層構造を有する中間層９を層厚１５ｎｍで積層した。次に、第二ホール輸送層１３、緑色リン光発光層５（緑色リン光発光材料であるＢｔ_２Ｉｒ（ａｃａｃ）をホスト材料であるＴＣＴＡにドープしたもの）、赤色リン光発光層４（赤色リン光発光材料であるＩｒ（ｐｉｑ）_３をホスト材料であるＴＣＴＡにドープしたもの）、第二電子輸送層１４を各層が最大５０ｎｍの膜厚で順次形成した。続いて、Ａｌ膜からなる反射電極６を順次形成した。なお、基板１０の透明電極１と反対側の面に光散乱性フィルムを積層して光取出層１５を形成した。

（比較例１）
赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）が１０ｎｍ、緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）が３０ｎｍであること以外は、実施例１と同様に有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。

上記のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス素子について、初期輝度３０００ｃｄ／ｍ^２で連続駆動を行った結果、若干、緑色リン光発光強度が赤色リン光発光強度に比べて低下し、輝度寿命が各実施例と比較し低下した。

（比較例２）
赤色リン光発光層４の膜厚（ｔＲ）が５ｎｍ、緑色リン光発光層５の膜厚（ｔＧ）が１０ｎｍであること以外は、実施例１と同様に有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。

１透明電極
２青色蛍光発光層
４赤色リン光発光層
５緑色リン光発光層
６反射電極
７第一発光ユニット
８第二発光ユニット
９中間層

Claims

透明電極と、青色蛍光発光材料を含有する青色蛍光発光層を含む第一発光ユニットと、中間層と、赤色リン光発光材料を含有する赤色リン光発光層及び緑色リン光発光材料を含有する緑色リン光発光層を含む第二発光ユニットと、反射電極とを備えて形成され、前記第一発光ユニットと前記第二発光ユニットとが前記中間層を介して積層されることでマルチユニットとなり、前記赤色リン光発光層の膜厚（ｔＲ）と前記緑色リン光発光層の膜厚（ｔＧ）とが５×（ｔＲ）≦（ｔＧ）の関係にあ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。
前記赤色リン光発光層の前記膜厚（ｔＲ）が５ｎｍ以下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。
前記赤色リン光発光層及び緑色リン光発光層がホスト材料として電子輸送性材料を含有し、前記赤色リン光発光層が前記透明電極の側に配置され、前記緑色リン光発光層が前記反射電極の側に配置されて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記赤色リン光発光層及び緑色リン光発光層がホスト材料としてホール輸送性材料を含有し、前記赤色リン光発光層が前記反射電極の側に配置され、前記緑色リン光発光層が前記透明電極の側に配置されて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第一発光ユニットが前記透明電極の側に配置され、前記第二発光ユニットが前記反射電極の側に配置されて形成されていることを特徴とする請求項１乃至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。