有機発光装置及びこれを用いた光源装置
【課題】流密度の増大に伴う色度変化を低減できる有機発光装置及びこれを用いた光源装置を提供すること。
【解決手段】第一の発光層には第一のエミッタが添加され、第二の発光層には第二のエミッタが添加され、第三の発光層には第三一のエミッタおよび第三二のエミッタが添加され、第四の発光層には第四のエミッタが添加され、第一のエミッタの発光中心波長は、第二のエミッタの発光中心波長より大きく、第三一のエミッタの発光中心波長は、第三二のエミッタの発光中心波長より大きく、第三一のエミッタの発光中心波長は、第四のエミッタの発光中心波長より大きく、第一のエミッタの発光中心波長および第三一のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在し、第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在する有機発光装置。
【解決手段】第一の発光層には第一のエミッタが添加され、第二の発光層には第二のエミッタが添加され、第三の発光層には第三一のエミッタおよび第三二のエミッタが添加され、第四の発光層には第四のエミッタが添加され、第一のエミッタの発光中心波長は、第二のエミッタの発光中心波長より大きく、第三一のエミッタの発光中心波長は、第三二のエミッタの発光中心波長より大きく、第三一のエミッタの発光中心波長は、第四のエミッタの発光中心波長より大きく、第一のエミッタの発光中心波長および第三一のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在し、第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在する有機発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光装置及びこれを用いた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、特許文献１には次のような技術が開示されている。なお、この技術は、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、かつ高効率で発光する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。
【０００３】
特許文献１における有機ＥＬ素子は、基板と、陽極と、正孔注入層と、赤色発光層と、緑色発光層と、青色発光層と、陰極とがこの順で積層されて構成される。発光部は、赤色を発光する赤色発光層と、緑色発光層と、青色発光層とがこの順で積層されて構成され、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど陽極側に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８１７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第一の発光層および第二の発光層の２層積層発光層の組合せにおいて、第一の発光層に第一のエミッタが添加され、第二の発光層に第二のエミッタが添加されている場合、電流密度の増大に伴い、第一のエミッタの発光色に近い色から第二のエミッタの発光色に近い色に変化する。
【０００６】
本発明は、電流密度の増大に伴う色度変化を低減できる有機発光装置及びこれを用いた光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）基板と、基板の上に形成された第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層と、を有し、第一の発光層には第一のエミッタが添加され、第二の発光層には第二のエミッタが添加され、第三の発光層には第三一のエミッタおよび第三二のエミッタが添加され、第四の発光層には第四のエミッタが添加され、第一の発光層は第二の発光層に接し、第三の発光層は第四の発光層に接し、第一のエミッタの発光中心波長は、第二のエミッタの発光中心波長より大きく、第三一のエミッタの発光中心波長は、第三二のエミッタの発光中心波長より大きく、第三一のエミッタの発光中心波長は、第四のエミッタの発光中心波長より大きく、第一のエミッタの発光中心波長および第三一のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在し、第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在する有機発光装置。
（２）上記（１）において、第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、青色領域に存在する有機発光装置。
（３）上記（１）において、第一のエミッタの発光中心波長および第三一のエミッタの発光中心波長は、赤色領域に存在し、第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、緑色領域に存在する有機発光装置。
（４）上記（１）において、第一のエミッタおよび第三一のエミッタは、同じ材料で構成され、第二のエミッタ，第三二のエミッタおよび第四のエミッタは同じ材料で構成される有機発光装置。
（５）上記（１）において、第三の発光層における第三一のエミッタの濃度（ｗｔ％）は、第三の発光層における第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より小さい有機発光装置。
（６）上記（１）において、第三の発光層における第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）は、第一の発光層における第一のエミッタの濃度（ｗｔ％）および第二の発光層における第二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より大きい有機発光装置。
（７）上記（１）において、第四の発光層には、エミッタとして第四のエミッタのみが添加される有機発光装置。
（８）上記（１）において、基板上に形成された第一の電極と、第一の電極上に形成された第二の電極と、を有し、第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層は第一の電極および第二の電極で挟持され、第一の電極から第二の電極に向かって、第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層の順に配置される有機発光装置。
（９）上記（８）において、第四の発光層および第二の電極の間に第五の発光層が形成され、第五の発光層に含まれるエミッタの発光領域は、第一のエミッタの発光領域および第二のエミッタの発光領域と異なる有機発光装置。
（１０）上記（１）において、基板上に形成された第一の電極と、第一の電極上に形成された第二の電極と、を有し、第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層は第一の電極および第二の電極で挟持され、第一の電極から第二の電極に向かって、第二の発光層，第一の発光層，第四の発光層および第三の発光層の順に配置される有機発光装置。
（１１）上記（１）において、第一の発光ユニットおよび第二の発光ユニットを有し、第一の発光ユニットは、第一の下部電極，第一の発光層，第二の発光層および第一の上部電極を有し、第二の発光ユニットは、第二の下部電極，第三の発光層，第四の発光層および第二の上部電極を有し、第一の上部電極および第一の下部電極の間に第一の発光層および第二の発光層が形成され、第二の上部電極および第二の下部電極の間に第三の発光層および第四の発光層が形成され、第一の上部電極および第二の下部電極が電気的に接続されることで、第一の発光ユニットおよび第二の発光ユニットは直列に接続される有機発光装置。
（１２）上記（１）において、第一の発光層および第三の発光層は同層に形成され、第二の発光層および第四の発光層は同層に形成される有機発光装置。
（１３）上記（１）において、第一の発光層の正孔移動度が第二の発光層の電子移動度より小さく、第三の発光層の正孔移動度が第四の発光層の電子移動度より大きい有機発光装置。
（１４）上記（１）において、第一の発光層の電子移動度が第二の発光層の正孔移動度より小さく、第三の発光層の電子移動度が第四の発光層の正孔移動度より大きい有機発光装置。
（１５）上記（１）において、第一のエミッタのＨＯＭＯと第二のエミッタのＨＯＭＯのエネルギー差が０.０から０.３ｅＶの範囲となる有機発光装置。
（１６）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極及び第二の電極の間に形成された第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層と、を有し、第一の発光層には第一のエミッタが添加され、第二の発光層には第二のエミッタが添加され、第三の発光層には第一のエミッタおよび第二のエミッタが添加され、第一の発光層と第二の発光層とが接し、第二の発光層と第三の発光層とが接し、第一のエミッタの発光中心波長が第二のエミッタの発光中心波長より大きい有機発光装置。
（１７）上記（１６）において、第一の発光層の正孔移動度が第二の発光層の電子移動度より小さく、第二の発光層の電子移動度が第三の発光層の正孔移動度より小さく、第一の発光層の電子移動度が第二の発光層の正孔移動度より小さく、第二の発光層の正孔移動度が第三の発光層の電子移動度より小さい有機発光装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、電流密度の増大に伴う色度変化を低減できる。上記した以外の課題，構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図２】（ａ）本発明の一実施形態におけるエネルギー準位概念図、（ｂ）本発明の一実施形態におけるエネルギー準位概念図。
【図３】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図４】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図５】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図６】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図７】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。実施例を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
図１は有機発光素子の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図である。ＯＬＥＤ１１２は、基板１０１，第一の電極１０２，正孔輸送層１０３，第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，電子輸送層１０８，電荷発生層１１３，正孔輸送層１０３，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１，電子輸送層１０８，電荷発生層１１３，正孔輸送層１０３，第五の発光層１１８，電子輸送層１０８，第二の電極１０９で構成されており、この順に下から配置されている。第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，第三の発光層１０７および第四の発光層１４１は第一の電極１０２および第二の電極１０９で挟持される。第五の発光層１１８が配置されている必要はない。ここで、第一の電極１０２を陰極となる反射電極、第二の電極１０９を陽極となる透明電極とすると、図１の有機発光素子は第二の電極１０９側から発光を取り出すトップエミッション型となる。また、第一の電極１０２を陽極となる透明電極、第二の電極１０９を陰極となる反射電極とすると、図１の有機発光素子は第一の電極１０２側から発光を取り出すボトムエミッション型となる。第一の基板１０１および第一の電極１０２、第一の電極１０２および正孔輸送層１０３、電子輸送層１０８および第二の電極１０９はそれぞれ接していても構わない。
【００１２】
＜基板＞
基板１０１として、ガラス基板が挙げられる。この他にも、基板１０１として用いられるものとしては金属基板、ＳｉＯ2，ＳｉＮｘ，Ａｌ2Ｏ3等の無機材料を形成したプラスチック基板等が挙げられる。金属基板材料としては、ステンレス，アロイなどの合金が挙げられる。プラスチック基板材料としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリメチルメタクリレート，ポリサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド等が挙げられる。
【００１３】
＜陽極＞
陽極材料としては、透明性と高い仕事関数を有する材料であれば用いることができる。具体的には、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの導電性酸化物や、薄いＡｇなどの仕事関数の大きい金属が挙げられる。電極のパターン形成は、一般的にはガラス等の基板上にホトリソグラフィーなどを用いて行うことができる。
【００１４】
＜陰極＞
陰極材料は、発光層からの光を反射するための反射電極である。具体的には、ＬｉＦとＡｌの積層体やＭｇ：Ａｇ合金などが好適に用いられる。また、これらの材料に限定されるものではなく、例えばＬｉＦの代わりとして、Ｃｓ化合物，Ｂａ化合物，Ｃａ化合物などを用いることができる。電極のパターン形成は、一般的にはマスクを使用して、蒸着装置などを用いて行うことができる。
【００１５】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層１０３とは、正孔１３６を輸送する機能を有する層である。正孔輸送材料として、下記〔化８〕のＮＰＢや下記〔化９〕のＴＡＰＣが望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。また、上記のうち併用できる材料が１種または２種以上正孔輸送層１０３に含まれていてもよい。
【００１６】
【化１】
【００１７】
【化２】
【００１８】
正孔輸送層１０３を電子ブロッキング層、すなわち、発光層からの電子をブロッキングする機能を有する層、として使用してもよいし、電子ブロッキング層として使用した正孔輸送層１０３と本来正孔輸送層１０３として用いているものを併用してもよい。また、正孔輸送層１０３は正孔注入層と併用してもよい。
【００１９】
＜正孔注入層＞
正孔注入層とは発光効率や寿命を改善する目的で使用される。また、特に必須ではないが、陽極の凹凸を緩和する目的で使用される。正孔注入層を単層もしくは複数層設けてもよい。正孔注入層としては、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート）等の導電性高分子が好ましい。その他にも、ポリピロール系やトリフェニルアミン系のポリマー材料を用いることができる。また、低分子（重量平均分子量１００００以下）材料系と組合せてよく用いられる、フタロシアニン類化合物やスターバーストアミン系化合物も適用可能である。
【００２０】
＜電子輸送層＞
電子輸送層１０８とは、電子１３５を輸送する機能を有する層である。電子輸送材料として、ＨＯＭＯ準位が深いという点で下記〔化１０〕の３ＴＰＹＭＢや下記〔化１１〕のＡｌｑ３が望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。また、上記のうち併用できる材料が１種または２種以上電子輸送層１０８に含まれていてもよい。
【００２１】
【化３】
【００２２】
【化４】
【００２３】
電子輸送層１０８を正孔ブロッキング層、すなわち、発光層からの正孔をブロッキングする機能を有する層、として使用してもよいし、正孔ブロッキング層として使用した電子輸送層１０８と本来電子輸送層１０８として用いているものを併用してもよい。また、電子輸送層１０８は電子注入層と併用してもよい。
【００２４】
＜電子注入層＞
電子注入層は陰極から電子輸送層１０８への電子注入効率を向上させる。具体的には、弗化リチウム，弗化マグネシウム，弗化カルシウム，弗化ストロンチウム，弗化バリウム，酸化マグネシウム，酸化アルミニウムが望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
【００２５】
＜電荷発生層＞
電荷発生層１１３とは、電荷発生層１１３内部を等電位に保つ層である。自由キャリアを有するという点でＩＴＯ等の透明導電膜、Ｖ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3等の無機酸化物、膜厚が１０ｎｍ以下の金属膜が望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。
【００２６】
図１の構成では、各発光ユニットが電荷発生層１１３を介して接続された構造を有するが、本発明は電荷発生層１１３を使用しない、通常の白色ＯＬＥＤにも適用可能である。例えば、第一の発光層１０４及び第二の発光層１０５の２層積層発光層と、第三の発光層１０７及び第四の発光層１４１の２層積層発光層を、バイポーラ輸送材料を介して接続する方法などがある。
【００２７】
＜発光層＞
発光層（第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１，第五の発光層１１８）とは、電極などから注入されてくる電子１３５及び正孔１３６が再結合して発光する層である。発光する部分は発光層の層内であっても発光層と発光層に隣接する層との界面であってもよい。
【００２８】
第一の発光層１０４は発光層のホスト材料および第一のエミッタで構成される。第二の発光層１０５は発光層のホスト材料および第二のエミッタで構成される。第三の発光層１０７は発光層のホスト材料、第三一のエミッタ及び第三二のエミッタで構成される。第四の発光層１４１は発光層のホスト材料および第四のエミッタで構成される。第五の発光層１１８は発光層のホスト材料および第五のエミッタで構成される。
【００２９】
第一のエミッタの発光における中心波長は、第二のエミッタの発光における中心波長より大きいことが望ましい。第三一のエミッタの発光中心波長は、第三二のエミッタの発光中心波長より大きいことが望ましい。第三一のエミッタの発光中心波長は、第四のエミッタの発光中心波長より大きいことが望ましい。発光中心波長とは、エミッタの発光スペクトルの強度が最大となる波長のことである。エミッタの発光中心波長は、そのエミッタのみを含む発光層単膜のＰＬスペクトルを取得することにより、その強度が最大となる波長から測定できる。
【００３０】
第一のエミッタの発光中心波長および前記第三一のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在することが望ましい。第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在することが望ましい。
【００３１】
第三一のエミッタは、第一のエミッタと同じ材料であることが望ましい。第三二のエミッタおよび第四のエミッタは、第二のエミッタと同じ材料であることが望ましい。以下の説明では、第三一のエミッタが第一のエミッタと同じ材料、第三二のエミッタおよび第四のエミッタが第二のエミッタと同じ材料であるとする。
【００３２】
第一のエミッタの発光領域および第二のエミッタの発光領域の形態として以下に記載するが、これに限られない。
（１）第一のエミッタ＝赤色領域、第二のエミッタ＝緑色領域
（２）第一のエミッタ＝緑色領域、第二のエミッタ＝青色領域
（３）第一のエミッタ＝赤色領域、第二のエミッタ＝青色領域
（４）第一のエミッタ＝黄色領域、第二のエミッタ＝青色領域
（５）第一のエミッタ＝水色領域、第二のエミッタ＝青色領域
上記の発光領域のパターンとして、色度変化を低減でき、実用性の高いエミッタの組合せであるという理由により（１）が望ましい。（１）より色度変化を低減できるという理由により（３）がさらに望ましい。実用的なエミッタの組合せの中で最も色度変化を低減できるという理由により（２）が最も望ましい。
【００３３】
発光層のホスト材料とは、エミッタを固定化するために用いられる材料である。発光層のホスト材料として、下記〔化１〕のｍＣＰや下記〔化１２〕のＣＢＰが望ましいが、この材料に限定されるものではない。また、上記のうち併用できる材料が１種または２種以上が発光層に含まれていてもよい。
【００３４】
【化５】
【００３５】
【化６】
【００３６】
第五の発光層１１８に含まれるエミッタの発光領域は、第一のエミッタの発光領域および第二のエミッタの発光領域と異なることが望ましい。例えば、第一のエミッタの発光領域を赤色領域、第二のエミッタの発光領域を緑色領域、とした場合、第五の発光層１１８に含まれるエミッタの発光領域を青色領域とすることにより、ＯＬＥＤ１１２から白色光が出射される。
【００３７】
エミッタとは、発光層のホスト材料にドープされる材料である。赤色燐光材料として、量子収率が高いという点で下記〔化２〕のＩｒ(２−ｐｈｑ)２ａｃａｃ，下記〔化３〕のＩｒ(ｐｉｑ)３，Ｉｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)などが望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。緑色燐光材料として、量子収率が高いという点で下記〔化４〕のＩｒ(ｐｐｙ)２ａｃａｃ）、下記〔化５〕のＩｒ(ｐｐｙ)３などが望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。青色燐光材料として、量子収率が高いという点で下記〔化６〕のＦＩｒ６、下記〔化７〕のFIrpicなどが望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。また、上記のうち併用できる材料が１種または２種が発光層に含まれていてもよい。
【００３８】
【化７】
【００３９】
【化８】
【００４０】
【化９】
【００４１】
【化１０】
【００４２】
【化１１】
【００４３】
【化１２】
【００４４】
赤色燐光材料とは、６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下（赤色領域）の領域に発光極大波長を持つ赤色光成分を有する材料をいう。緑色燐光材料とは、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下（緑色領域）の領域に発光極大波長を持つ緑色光成分を有する材料をいう。青色燐光材料とは、４９５ｎｍ以下（青色領域）の領域に発光極大波長を持つ青色光成分を有する材料をいう。黄色燐光材料とは、５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下（黄色領域）の領域に発光極大波長を持つ黄色光成分を有する材料をいう。
【００４５】
上記に記載された発光層のホスト材料およびエミッタを、例えば、スピンコート法，キャスト法，ＬＢ法，スプレー法，インクジェット法，ペイント法等の公知の方法により発光層は成膜される。
【００４６】
図１において、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の２層積層発光層、第三の発光層１０７と第四の発光層１４１の２層積層発光層、及び第五の発光層１１８からのトータルの光が、ＯＬＥＤ１１４からの光となる。そのため、ＯＬＥＤ１１４から色度の電流密度依存性のない白色光を得るためには、下記の条件が考えられる。
【００４７】
（１）二つの２層積層発光層を合わせた発光部の電流効率が電流密度に依存しないこと。
（２）第五の発光層１１８の電流効率が電流密度に依存しないこと。
（３）二つの２層積層発光層を合わせた発光部の電流効率の低下傾向と、第五の発光層１１８の電流効率の低下傾向とが、ある電流密度におけるトータルの光が常に一定色度の白色光を保つようなものであること。
【００４８】
上記（２）を満たすには、下記の条件が考えられる。
（２−１）高電流密度領域においても発光層に使用した材料が分解・劣化しないこと。
（２−２）キャリアが発光層内に閉じ込められること。
（２−３）発光層内に励起子が閉じ込められること。
（２−４）再結合領域が発光層内に平均的に分布すること。
【００４９】
現実的には、上記の条件を完全に満たすケースは存在しないため、電流密度の増大に対し、色度変化が生じる。したがって、有機発光装置の使用用途に応じて、その色度変化を許容範囲内に抑える必要がある。本実施例は主に照明での使用を想定しており、色度変化は（ｘ，ｙ≦Δ０.０１）であることが望ましい。図１において第五の発光層１１８が存在しない場合は、必ずしも上記の（２）および（３）を考慮する必要はない。
【００５０】
図２（ａ）および図２（ｂ）に、本実施例におけるエネルギー準位概念図を示す。なお、本実施例は、図２（ａ）に示す２層積層発光層と図２（ｂ）に示す２層積層発光層とを合わせて使用することにより、色度の電流密度依存性を相殺するものである。
【００５１】
ここで、各発光層の移動度の関係において以下の条件のうちいずれかを満たすことが望ましい。図２は、下記（１）の内容に対応している。
【００５２】
（１）第一の発光層１０４の正孔移動度が第二の発光層１０５の電子移動度より小さく、第三の発光層１０７の正孔移動度が前記第四の発光層１４１の電子移動度より大きいこと。
（２）第一の発光層１０４の電子移動度が第二の発光層１０５の正孔移動度より小さく、第三の発光層１０７の電子移動度が第四の発光層１４１の正孔移動度より大きいこと。
【００５３】
ここで、電子／正孔移動度とは、固体の物質中での電子／正孔の移動のしやすさを示す量であり、単位は一般的にはcm2／Ｖｓで表わされる。電子／正孔移動度は、ＴＯＦ法やＩＳ法で計測される。ＴＯＦ法とは、一方の電極側でシート状の電荷を光パルスで発生させ、電界によって反対側に掃引させて、過渡電流波形から走行時間を測定し、平均電界を利用して移動度を求める方法である。ＩＳ法とは、微小正弦波電圧信号を素子に印加し、その応答電流信号の振幅と位相から、印加電圧信号の周波数の関数としてインピーダンススペクトルを取得することにより、走行時間、すなわち移動度を算出する方法である。
【００５４】
図２（ａ）は正孔輸送層１０３，第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，電子輸送層１０８で構成される。図２（ａ）において、正孔輸送層１０３のＬＵＭＯ１２３，第一の発光層１０４のホスト材料のＬＵＭＯ１２４，第二の発光層１０５のホスト材料のＬＵＭＯ１２５，電子輸送層１０８のＬＵＭＯ１２６，正孔輸送層１０３のＨＯＭＯ１２７，第一の発光層１０４におけるホスト材料のＨＯＭＯ１２８，第二の発光層１０５におけるホスト材料のＨＯＭＯ１２９，電子輸送層１０８のＨＯＭＯ１３０，第一の発光層１０４における第一のエミッタのＬＵＭＯ１３１，第二の発光層１０５における第二のエミッタのＬＵＭＯ１３２，第一の発光層１０４における第一のエミッタのＨＯＭＯ１３３，第二の発光層１０５における第二のエミッタのＨＯＭＯ１３４が図示されている。
【００５５】
有機発光素子への電圧の印加により、正孔１３６は正孔輸送層１０３から第一の発光層１０４へ注入され、電子１３５は電子輸送層１０８から第二の発光層１０５へ注入される。電流密度の増大に伴い、第一のエミッタの発光色に近い色から第二のエミッタの発光色に近い色に変化することになる。電子１３５に対する第二の発光層１０５における第二のエミッタのＬＵＭＯ１３２より、正孔１３６に対する第一の発光層における第一のエミッタのＨＯＭＯ１３３の方が準位的に深い位置に存在するため、正孔１３６に対し強いトラップ性を有することになる。そのため、第一の発光層１０４における正孔１３６の移動度は、第二の発光層１０５における電子１３５の移動度より小さくなる。この結果、両キャリアは第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の間の界面より第一の発光層１０４側においてより強く再結合が起こり、発光する。
【００５６】
ところが、電流密度の増大に伴い、第一の発光層１０４における正孔１３６の移動度が上昇するため、再結合中心は第二の発光層１０５側に移動する。そのため、上記色度変化が生じる。
【００５７】
図２（ｂ）は正孔輸送層１０３，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１，電子輸送層１０８で構成される。図２（ｂ）において、第三の発光層１０７における第二のエミッタのＬＵＭＯ１３７，第三の発光層１０７における第二のエミッタのＨＯＭＯ１３８，第三の発光層１０７における第一のエミッタのＬＵＭＯ１３９，第三の発光層１０７における第一のエミッタのＨＯＭＯ１４０，第四の発光層１４１における第二のエミッタのＬＵＭＯ１４２，第四の発光層１４１における第二のエミッタのＨＯＭＯ１４３が図示されている。
【００５８】
ここで、第三の発光層１０７には、第一のエミッタのみならず、アシストドーパントとして第二のエミッタが添加されているため、第三の発光層１０７における正孔１３６の移動度は、第四の発光層１４１における電子１３５の移動度より大きくなる。第四の発光層１４１にはアシストドーパントが含まれない、つまり、第四の発光層１４１にはエミッタとして第二のエミッタのみが添加されていることが望ましい。第四の発光層１４１にアシストドーパントをドープしても、第三の発光層１０７と第四の発光層１４１の移動度が異なり、移動度の上昇割合が第三の発光層１０７と第四の発光層１４１で異なるからである。
【００５９】
電流密度の増大に伴い、第四の発光層１４１における電子１３５の移動度が上昇し、発光色は第二のエミッタに比較的近い色から第一のエミッタに比較的近い色に変化することになる。
【００６０】
以上のように、図２（ａ）に示すような２層積層発光層と図２（ｂ）に示すような２層積層発光層を組合せて使用することにより、電流密度の変化に伴う色度変化が相殺され、色度変化を低減できる。
【００６１】
発光する光のピーク波長が長い発光層ほど陽極側に配置する構成において、発光層に含まれるエミッタの要求特性は、発光する光のピーク波長が長い発光層に含まれるエミッタほどＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位が低いことである。しかし、上記要求特性を満たす材料の組合せは、現実的にはかなり限定される。そのため、上記構成では、必ずしも発光効率の高いエミッタを使用した発光層の組合せが使用できるわけではないことが問題であった。それに対して、本実施例では、各発光層において使用可能なエミッタの組合せに普遍性をもたせることができる。
【００６２】
図３は、本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図である。図３に示した構成のように、第二の発光層１０５と第一の発光層１０４の２層積層発光層と、第四の発光層１４１と第三の発光層１０７の２層積層発光層の組合せによっても電流密度の変化に伴う色度変化を低減できる。
【００６３】
第二の発光層１０５と第一の発光層１０４の２層積層発光層の組合せでは、電流密度の増大に伴い、第一のエミッタの発光色に近い色から第二のエミッタの発光色に近い色に変化することになる。正孔１３６に対する第二の発光層１０５における第二のエミッタのＨＯＭＯ１３４より、電子１３５に対する第一の発光層１０４における第一のエミッタのＬＵＭＯ１３１の方が準位的に深い位置に存在するため、電子１３５に対し強いトラップ性を有することになる。そのため、第二の発光層１０５における電子１３５の移動度は、第一の発光層１０４における正孔１３６の移動度より小さくなる。この結果、両キャリアは第二の発光層１０５と第一の発光層１０４の間の界面より第一の発光層１０４側においてより強く再結合が起こり、発光する。
【００６４】
ところが、電流密度の増大に伴い、第一の発光層１０４における電子１３５の移動度が上昇するため、再結合中心は第二の発光層１０５側に移動する。そのため、上記色度変化が生じる。第四の発光層１４１と第三の発光層１０７の２層積層発光層の組合せでは、電流密度の増大に伴い、第二のエミッタの発光色に近い色から第一のエミッタの発光色に近い色に変化することになる。したがって、これらの２層積層発光層を組合せて使用することにより、電流密度の変化に伴う色度変化が相殺され、色度変化を低減できる。
【００６５】
第一のエミッタのＨＯＭＯと第二のエミッタのＨＯＭＯのエネルギー差は０.０から０.３ｅＶの範囲が望ましい。これにより、第一のエミッタのＨＯＭＯ準位から第二のエミッタのＨＯＭＯ準位への正孔注入特性が良くなる。ここで、ＨＯＭＯとは、Highest Occupied Molecular Orbitalのことであり、最高被占軌道のことである。すなわち、電子が存在している軌道のうち、最もエネルギーが高い軌道のことを示す。ＨＯＭＯ準位は光分子分光法によって測定される。
【００６６】
プロセス工程の削減による低コスト化の観点から、第一の発光層１０４及び第二の発光層１０５と第三の発光層１０７及び第四の発光層１４１とが同一平面上に直列構造で構成されることが望ましい。また、第一の発光層１０４及び第二の発光層１０５と第三の発光層１０７及び第四の発光層１４１とが並列構造で構成されてもよい。
【００６７】
図４は本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図である。図４の三層積層発光層構造においては、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５と第三の発光層１０７からのトータルの光が、有機発光素子１１６からの光となる。ここで、各発光層の移動度の関係は、第一の発光層１０４の正孔移動度が第二の発光層１０５の電子移動度より小さく、第二の発光層１０５の電子移動度が第三の発光層１０７の正孔移動度より小さいこと、および、第一の発光層１０４の電子移動度が第二の発光層の正孔移動度より小さく、第二の発光層１０５の正孔移動度が第三の発光層１０７の電子移動度より小さいこと、が望ましい。図４の三層積層構造においても、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の組合せから一方の発光色（色度）の電流密度依存性が決定され、第二の発光層１０５と第三の発光層１０７の組合せからもう一方の発光色（色度）の電流密度依存性が決定される。両者の電流密度依存性が相反する場合には、発光色（色度）の電流密度依存性を相殺できる。
【００６８】
以下に具体的な実施例を示して、本願発明の内容をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００６９】
実施例として、図１に示すＯＬＥＤ１１２を以下のようにして作製した。
【００７０】
ガラス基板１０１上に第一の電極１０２であるＩＴＯ（１１０ｎｍ）がパターニングされたものを、アセトンに浸して１０分間超音波洗浄を行った。次に、純水を用いた超音波スピン洗浄機を用いて、純水洗浄及び回転乾燥を行った。その後、ホットプレートを用いて、大気雰囲気で基板を２００℃１０分間加熱した。加熱後、１０分間冷却し、ＵＶ／Ｏ3処理を照射強度８ｍＷ／cm2にて３０分間行った。
【００７１】
これらの処理を施した基板１０１のＩＴＯ上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は５９ｎｍであった。
【００７２】
次に、正孔輸送層１０３上に第一の発光層１０４としてｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。Ｉｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)からの発光における中心波長は６２０ｎｍである。第一の発光層１０４の膜厚は２０ｎｍであった。
【００７３】
次に、前記第一の発光層１０４上に第二の発光層１０５としてｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。Ｉｒ（ｐｐｙ）３からの発光における中心波長は５１０ｎｍである。また、第一のエミッタのＨＯＭＯが５.１ｅＶであるのに対し、第二のエミッタのＨＯＭＯは５.６ｅＶである。第二の発光層１０５の膜厚は２０ｎｍであった。
【００７４】
次に、第二の発光層１０５上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は４０ｎｍであった。
【００７５】
次に、電子輸送層１０８上に電荷発生層１１３としてＡｌｑ３とＬｉの共蒸着膜、及びＶ2Ｏ5を形成した。両者とも膜厚は５ｎｍであった。
【００７６】
次に、電荷発生層１１３上に正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は２３ｎｍであった。
【００７７】
次に、正孔輸送層１０３上に第三の発光層１０７としてｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（３ｗｔ％）及び第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第三の発光層１０７の膜厚は２０ｎｍであった。上記のように第三の発光層１０７における第三一のエミッタの濃度（ｗｔ％）を第三の発光層１０７における第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より小さくすることで、第三の発光層１０７におけるホストからアシストドーパントへのエネルギー移動、アシストドーパントから第一のエミッタおよび第二のエミッタへのエネルギー移動の効率が良くなる。また、第三の発光層１０７における第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）を、第一の発光層１０４における第一のエミッタの濃度（ｗｔ％）および第二の発光層１０５における第二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より大きくすることで、発光効率を向上できる。
【００７８】
次に、第三の発光層１０７上に第四の発光層１４１としてｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第四の発光層１４１の膜厚は２０ｎｍであった。ここで、第一の発光層１０４の正孔移動度は第二の発光層１０５の電子移動度より小さく、第三の発光層１０７の正孔移動度は第四の発光層１４１の電子移動度より大きい。
【００７９】
次に、前記第四の発光層１４１上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は４０ｎｍであった。
【００８０】
次に、電子輸送層１０８上に電荷発生層１１３としてＡｌｑ３とＬｉの共蒸着膜、及びＶ2Ｏ5を形成した。両者とも膜厚は５ｎｍであった。
【００８１】
次に、電荷発生層１１３上に正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は９５ｎｍであった。
【００８２】
次に、正孔輸送層１０３上に第五の発光層１１８としてＵＧＨ２にＦＩｒ６（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。ＦＩｒ６からの発光における中心波長は４６０ｎｍである。第五の発光層１１８の膜厚は２０ｎｍであった。
【００８３】
次に、第五の発光層１１８上に電子輸送層１０８として３ＴＰＹＭＢを形成した。電子輸送層１０８の膜厚は３０ｎｍであった。
【００８４】
次に、電子輸送層１０８上に第二の電極１０９としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第二の電極１０９の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。
【００８５】
最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ１１２を作製した。
【００８６】
（比較例１）
比較例１として、発光層が単一のエミッタのみを含む場合の有機発光素子を作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【００８７】
有機層及び電極の蒸着工程で、実施例１と異なる部分は、発光層の積層順である。実施例１では、第一の発光層１０４／第二の発光層１０５／第三の発光層１０７／第四の発光層１４１の順に積層したが、比較例１では、第一の発光層１０４／第二の発光層１０５／第一の発光層１０４／第二の発光層１０５の順に積層した。最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子の比較例１を作製した。
【００８８】
＜有機発光装置の評価＞
ＯＬＥＤ１１２及び比較例１の色度の電流密度依存性評価を行った。デジタルソースメータ（ＨＰ社製４１４０Ｂ）を用いて、有機発光装置ＯＬＥＤ１１２に電圧を印加し、電流を同装置で、輝度，色度を輝度計（コニカミノルタ社製，ＬＳ−１１０）で測定した。その結果、ＯＬＥＤ１１２の色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３５８，０.４０７）、１ｍＡ／cm2の時（０.３５０，０.４１１）であり、色度変化は（Δ０.００８，Δ０.００４）であった。比較例１の色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３６０，０.４０５）、１ｍＡ／cm2の時（０.３４０，０.４２０）であり、色度変化は（Δ０.０２，Δ０.０１５）であった。
【００８９】
このことから、実施例１は比較例１に比べ、色度変化が低減されていることがわかる。また、実施例１の色度変化は目標値（ｘ，ｙ≦０.０１）を満足するものである。
【００９０】
前述した移動度の関係から、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の２層積層発光層は、電流密度の増大に対し、第二の発光層１０５の発光色、すなわち緑色が強くなる傾向を有する。一方、第三の発光層１０７と第四の発光層１４１の２層積層発光層は、電流密度の増大に対し、第三の発光層１０７の発光色、すなわち赤色が強くなる傾向を有する。したがって、これらの２層積層発光層を組み合わせたことにより、色度の電流密度依存性が相殺され、色度変化が大幅に抑制されたと考えられる。
【００９１】
また、前述したＨＯＭＯの関係、つまり第一のエミッタのＨＯＭＯと第二のエミッタのＨＯＭＯがほぼ同レベルであることは、実施例１において、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の２層積層発光層が、電流密度の増大に対し、緑色が強くなる傾向を有することをより確実なものとする。なぜなら、第一のエミッタのＨＯＭＯと第二のエミッタのＨＯＭＯがほぼ同レベルであることは、電流密度の増大に伴い、第一のエミッタのＨＯＭＯ準位に蓄積した正孔が、第二のエミッタのＨＯＭＯ準位に伝搬する可能性を高める条件だからである。
【実施例２】
【００９２】
実施例２として、図３に示すＯＬＥＤ１１４を以下のようにして作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【００９３】
有機層及び電極の蒸着工程で、実施例１と異なる部分は、発光層の積層順である。実施例２では、第二の発光層１０５／第一の発光層１０４／第四の発光層１４１／第三の発光層１０７の順に積層した。最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ１１４を作製した。
【００９４】
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３５３，０.４０８）、１ｍＡ／cm2の時（０.３４７，０.４１１）であり、色度変化は（Δ０.００６，Δ０.００３）であった。
【実施例３】
【００９５】
実施例３として、図４に示すＯＬＥＤ１１６を以下のようにして作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【００９６】
基板１０１のＩＴＯ上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は５９ｎｍであった。
【００９７】
次に、正孔輸送層１０３上に第一の発光層１０４としてｍＣＰに第一のエミッタであるRubrene（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。Rubreneからの発光における中心波長は５６０ｎｍである。第一の発光層１０４の膜厚は２０ｎｍであった。
【００９８】
次に、前記第一の発光層１０４上に第二の発光層１０５としてＵＧＨ２に第二のエミッタであるＦＩｒ６（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第二の発光層１０５の膜厚は２０ｎｍであった。
【００９９】
次に、前記第二の発光層１０５上に第三の発光層１０７としてＵＧＨ２に第一のエミッタであるRubrene（３ｗｔ％）及び第二のエミッタＦＩｒ６（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第三の発光層１０７の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１００】
次に、第三の発光層１０７上に電子輸送層１０８として３ＴＰＹＭＢを形成した。電子輸送層１０８の膜厚は３０ｎｍであった。
【０１０１】
次に、電子輸送層１０８上に第二の電極１０９としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第二の電極１０９の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。
【０１０２】
最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ１１６を作製した。
【０１０３】
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３６７，０.３８９）、１ｍＡ／cm2の時（０.３６０，０.３９３）であり、色度変化は（Δ０.００７，Δ０.００４）であった。本実施例では電荷輸送層などの共通の層を一度で成膜可能なので、積層数を少なくできる。
【実施例４】
【０１０４】
実施例４として、図５に示すＯＬＥＤ１１７を以下のようにして作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【０１０５】
有機層及び電極の蒸着工程で、実施例３と異なる部分は、発光層の積層順である。実施例４では、第三の発光層１０７／第二の発光層１０５／第一の発光層１０４の順に積層した。最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ１１７を作製した。
【０１０６】
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３６６，０.３８９）、１ｍＡ／cm2の時（０.３５９，０.３９２）であり、色度変化は（Δ０.００７，Δ０.００３）であった。
【実施例５】
【０１０７】
＜有機発光装置の作製＞
実施例として、図６に示すＯＬＥＤ２１８を以下のようにして作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【０１０８】
洗浄処理を施した基板１０１上に第一の下部電極１１５−１，第二の下部電極１１５−２，第三の下部電極１１５−３を形成した。第一の下部電極１１５−１，第二の下部電極１１５−２，第三の下部電極１１５−３はＩＴＯで形成した。
【０１０９】
第一の下部電極１１５−１上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は４０ｎｍであった。
【０１１０】
次に、正孔輸送層１０３上に第一の発光層１０４としてｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第一の発光層１０４の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１１１】
第一の発光層１０４上に第二の発光層１０５としてｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第二の発光層１０５の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１１２】
第二の発光層１０５上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は５５ｎｍであった。
【０１１３】
電子輸送層１０８上に第一の上部電極２１５−１としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第一の上部電極２１５−１の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。第一の下部電極１１５−１，第一の発光層１０４，第二の発光層１０５および第一の上部電極２１５−１で第一の発光ユニットとなる。図６において、正孔輸送層１０３上に第二の発光層１０５が形成され、第二の発光層１０５上に第一の発光層１０４が形成されていてもよい。
【０１１４】
第二の下部電極１１５−２上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は４０ｎｍであった。
【０１１５】
次に、正孔輸送層１０３上に第三の発光層１０７としてｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（３ｗｔ％）及び第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第三の発光層１０７の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１１６】
第三の発光層１０７上に第四の発光層１４１としてｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第四の発光層１４１の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１１７】
第四の発光層１４１上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は５５ｎｍであった。
【０１１８】
電子輸送層１０８上に第二の上部電極２１５−２としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第二の上部電極２１５−２は０.５／１５０ｎｍであった。第二の下部電極１１５−２，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１および第二の上部電極２１５−２で第二の発光ユニットとなる。図６において、正孔輸送層１０３上に第四の発光層１４１が形成され、第四の発光層１４１上に第三の発光層１０７が形成されていてもよい。
【０１１９】
第三の下部電極１１５−３上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は４０ｎｍであった。
【０１２０】
次に、正孔輸送層１０３上に第五の発光層１１８としてＵＧＨ２にＦＩｒ６（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第五の発光層１１８の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１２１】
第五の発光層１１８上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は５５ｎｍであった。
【０１２２】
電子輸送層１０８上に第三の上部電極２１５−３としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第三の上部電極２１５−３の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。第三の下部電極１１５−３、第五の発光層１１および第三の上部電極２１５−３で第三の発光ユニットとなる。本実施例において、第三の発光ユニットはなくてもよい。
【０１２３】
最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ２１８を作製した。第一の上部電極２１５−１および第二の下部電極１１５−２は電気的に接続されている。第二の上部電極２１５−２および第三の下部電極１１５−３は電気的に接続されている。これにより、第一の発光ユニット，第二の発光ユニットおよび第三の発光ユニットは直列に接続されることになる。
【０１２４】
このように、直列構造とすることのメリットは、工程プロセス数の削減による低コスト化などが挙げられる。
【０１２５】
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３４７，０.３９６）、１ｍＡ／cm2の時（０.３４０，０.４００）であり、色度変化は（Δ０.００７，Δ０.００４）であった。
【実施例６】
【０１２６】
＜有機発光装置の作製＞
実施例として、図７に示すＯＬＥＤ１１９作製は、ＯＬＥＤ１１６の作製方法において、第一の発光層１０４及び第三の発光層１０７、第二の発光層１０５及び第四の発光層１４１が並列構造となるように製作した。
【０１２７】
洗浄処理を施した基板１０１上に第三の下部電極１１５−３および第四の下部電極１１５−４を形成した。第三の発光ユニットの形成方法は実施例５と同様である。本実施例において、第三の発光ユニットはなくてもよい。
【０１２８】
第四の下部電極１１５−４上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は４０ｎｍであった。
【０１２９】
次に、正孔輸送層１０３上に第一の発光層１０４および第三の発光層１０７を形成した。第一の発光層１０４および第三の発光層１０７は同層に形成されることになる。第一の発光層１０４は、ｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（１０ｗｔ％）をドープした層であり、第一の発光層１０４の膜厚は２０ｎｍであった。第三の発光層１０７は、ｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（３ｗｔ％）及び第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（２０ｗｔ％）をドープした層であり、第三の発光層１０７の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１３０】
第一の発光層１０４および第三の発光層１０７上に第二の発光層１０５および第四の発光層１４１を形成した。第二の発光層１０５および第四の発光層１４１は同層に形成されることになる。第二の発光層１０５は、ｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層であり、第二の発光層１０５の膜厚は２０ｎｍであった。第四の発光層１４１は、ｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層であり、第四の発光層１４１の膜厚は２０ｎｍであった。正孔輸送層１０３上に第二の発光層１０５および第四の発光層１４１を形成し、第二の発光層１０５および第四の発光層１４１上に第一の発光層１０４および第三の発光層１０７を形成してもよい。
【０１３１】
第二の発光層１０５および第四の発光層１４１上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は５５ｎｍであった。
【０１３２】
電子輸送層１０８上に第四の上部電極２１５−４としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第四の上部電極２１５−４の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。第四の下部電極１１５−４，第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１および第四の上部電極２１５−４で第四の発光ユニットとなる。
【０１３３】
第四の上部電極２１５−４および第三の下部電極１１５−３は電気的に接続されている。これにより、第三の発光ユニットおよび第四の発光ユニットは直列に接続されることになる。
【０１３４】
このように、並列構造とすることのメリットは、工程プロセス数の削減による低コスト化などが挙げられる。
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３４５，０.３９５）、１ｍＡ／cm2の時（０.３４０，０.３９９）であり、色度変化は（Δ０.００５，Δ０.００４）であった。
【符号の説明】
【０１３５】
１０１ 基板
１０２ 第一の電極
１０３ 正孔輸送層
１０４ 第一の発光層
１０５ 第二の発光層
１０７ 第三の発光層
１０８ 電子輸送層
１０９ 第二の電極
１１２，１１４，１１６，１１７ ＯＬＥＤ
１１３ 電荷発生層
１１５−１，１１５−２，１１５−３，１１５−４ 下部電極
１１８ 第五の発光層
１２３ 正孔輸送層のＬＵＭＯ
１２４ 第一の発光層のホスト材料のＬＵＭＯ
１２５ 第二の発光層のホスト材料のＬＵＭＯ
１２６ 電子輸送層のＬＵＭＯ
１２７ 正孔輸送層のＨＯＭＯ
１２８ 第一の発光層におけるホスト材料のＨＯＭＯ
１２９ 第二の発光層におけるホスト材料のＨＯＭＯ
１３０ 電子輸送層のＨＯＭＯ
１３１ 第一の発光層における第一のエミッタのＬＵＭＯ
１３２ 第二の発光層における第二のエミッタのＬＵＭＯ
１３３ 第一の発光層における第一のエミッタのＨＯＭＯ
１３４ 第二の発光層における第二のエミッタのＨＯＭＯ
１３５ 電子
１３６ 正孔
１３７ 第三の発光層における第二のエミッタのＬＵＭＯ
１３８ 第三の発光層における第二のエミッタのＨＯＭＯ
１３９ 第三の発光層における第一のエミッタのＬＵＭＯ
１４０ 第三の発光層における第一のエミッタのＨＯＭＯ
１４１ 第四の発光層
１４２ 第四の発光層における第二のエミッタのＬＵＭＯ
１４３ 第四の発光層における第二のエミッタのＨＯＭＯ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光装置及びこれを用いた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、特許文献１には次のような技術が開示されている。なお、この技術は、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、かつ高効率で発光する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。
【０００３】
特許文献１における有機ＥＬ素子は、基板と、陽極と、正孔注入層と、赤色発光層と、緑色発光層と、青色発光層と、陰極とがこの順で積層されて構成される。発光部は、赤色を発光する赤色発光層と、緑色発光層と、青色発光層とがこの順で積層されて構成され、発光する光のピーク波長が長い発光層ほど陽極側に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８１７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第一の発光層および第二の発光層の２層積層発光層の組合せにおいて、第一の発光層に第一のエミッタが添加され、第二の発光層に第二のエミッタが添加されている場合、電流密度の増大に伴い、第一のエミッタの発光色に近い色から第二のエミッタの発光色に近い色に変化する。
【０００６】
本発明は、電流密度の増大に伴う色度変化を低減できる有機発光装置及びこれを用いた光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）基板と、基板の上に形成された第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層と、を有し、第一の発光層には第一のエミッタが添加され、第二の発光層には第二のエミッタが添加され、第三の発光層には第三一のエミッタおよび第三二のエミッタが添加され、第四の発光層には第四のエミッタが添加され、第一の発光層は第二の発光層に接し、第三の発光層は第四の発光層に接し、第一のエミッタの発光中心波長は、第二のエミッタの発光中心波長より大きく、第三一のエミッタの発光中心波長は、第三二のエミッタの発光中心波長より大きく、第三一のエミッタの発光中心波長は、第四のエミッタの発光中心波長より大きく、第一のエミッタの発光中心波長および第三一のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在し、第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在する有機発光装置。
（２）上記（１）において、第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、青色領域に存在する有機発光装置。
（３）上記（１）において、第一のエミッタの発光中心波長および第三一のエミッタの発光中心波長は、赤色領域に存在し、第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、緑色領域に存在する有機発光装置。
（４）上記（１）において、第一のエミッタおよび第三一のエミッタは、同じ材料で構成され、第二のエミッタ，第三二のエミッタおよび第四のエミッタは同じ材料で構成される有機発光装置。
（５）上記（１）において、第三の発光層における第三一のエミッタの濃度（ｗｔ％）は、第三の発光層における第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より小さい有機発光装置。
（６）上記（１）において、第三の発光層における第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）は、第一の発光層における第一のエミッタの濃度（ｗｔ％）および第二の発光層における第二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より大きい有機発光装置。
（７）上記（１）において、第四の発光層には、エミッタとして第四のエミッタのみが添加される有機発光装置。
（８）上記（１）において、基板上に形成された第一の電極と、第一の電極上に形成された第二の電極と、を有し、第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層は第一の電極および第二の電極で挟持され、第一の電極から第二の電極に向かって、第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層の順に配置される有機発光装置。
（９）上記（８）において、第四の発光層および第二の電極の間に第五の発光層が形成され、第五の発光層に含まれるエミッタの発光領域は、第一のエミッタの発光領域および第二のエミッタの発光領域と異なる有機発光装置。
（１０）上記（１）において、基板上に形成された第一の電極と、第一の電極上に形成された第二の電極と、を有し、第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層は第一の電極および第二の電極で挟持され、第一の電極から第二の電極に向かって、第二の発光層，第一の発光層，第四の発光層および第三の発光層の順に配置される有機発光装置。
（１１）上記（１）において、第一の発光ユニットおよび第二の発光ユニットを有し、第一の発光ユニットは、第一の下部電極，第一の発光層，第二の発光層および第一の上部電極を有し、第二の発光ユニットは、第二の下部電極，第三の発光層，第四の発光層および第二の上部電極を有し、第一の上部電極および第一の下部電極の間に第一の発光層および第二の発光層が形成され、第二の上部電極および第二の下部電極の間に第三の発光層および第四の発光層が形成され、第一の上部電極および第二の下部電極が電気的に接続されることで、第一の発光ユニットおよび第二の発光ユニットは直列に接続される有機発光装置。
（１２）上記（１）において、第一の発光層および第三の発光層は同層に形成され、第二の発光層および第四の発光層は同層に形成される有機発光装置。
（１３）上記（１）において、第一の発光層の正孔移動度が第二の発光層の電子移動度より小さく、第三の発光層の正孔移動度が第四の発光層の電子移動度より大きい有機発光装置。
（１４）上記（１）において、第一の発光層の電子移動度が第二の発光層の正孔移動度より小さく、第三の発光層の電子移動度が第四の発光層の正孔移動度より大きい有機発光装置。
（１５）上記（１）において、第一のエミッタのＨＯＭＯと第二のエミッタのＨＯＭＯのエネルギー差が０.０から０.３ｅＶの範囲となる有機発光装置。
（１６）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極及び第二の電極の間に形成された第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層と、を有し、第一の発光層には第一のエミッタが添加され、第二の発光層には第二のエミッタが添加され、第三の発光層には第一のエミッタおよび第二のエミッタが添加され、第一の発光層と第二の発光層とが接し、第二の発光層と第三の発光層とが接し、第一のエミッタの発光中心波長が第二のエミッタの発光中心波長より大きい有機発光装置。
（１７）上記（１６）において、第一の発光層の正孔移動度が第二の発光層の電子移動度より小さく、第二の発光層の電子移動度が第三の発光層の正孔移動度より小さく、第一の発光層の電子移動度が第二の発光層の正孔移動度より小さく、第二の発光層の正孔移動度が第三の発光層の電子移動度より小さい有機発光装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、電流密度の増大に伴う色度変化を低減できる。上記した以外の課題，構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図２】（ａ）本発明の一実施形態におけるエネルギー準位概念図、（ｂ）本発明の一実施形態におけるエネルギー準位概念図。
【図３】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図４】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図５】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図６】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【図７】本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。実施例を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
図１は有機発光素子の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図である。ＯＬＥＤ１１２は、基板１０１，第一の電極１０２，正孔輸送層１０３，第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，電子輸送層１０８，電荷発生層１１３，正孔輸送層１０３，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１，電子輸送層１０８，電荷発生層１１３，正孔輸送層１０３，第五の発光層１１８，電子輸送層１０８，第二の電極１０９で構成されており、この順に下から配置されている。第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，第三の発光層１０７および第四の発光層１４１は第一の電極１０２および第二の電極１０９で挟持される。第五の発光層１１８が配置されている必要はない。ここで、第一の電極１０２を陰極となる反射電極、第二の電極１０９を陽極となる透明電極とすると、図１の有機発光素子は第二の電極１０９側から発光を取り出すトップエミッション型となる。また、第一の電極１０２を陽極となる透明電極、第二の電極１０９を陰極となる反射電極とすると、図１の有機発光素子は第一の電極１０２側から発光を取り出すボトムエミッション型となる。第一の基板１０１および第一の電極１０２、第一の電極１０２および正孔輸送層１０３、電子輸送層１０８および第二の電極１０９はそれぞれ接していても構わない。
【００１２】
＜基板＞
基板１０１として、ガラス基板が挙げられる。この他にも、基板１０１として用いられるものとしては金属基板、ＳｉＯ2，ＳｉＮｘ，Ａｌ2Ｏ3等の無機材料を形成したプラスチック基板等が挙げられる。金属基板材料としては、ステンレス，アロイなどの合金が挙げられる。プラスチック基板材料としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリメチルメタクリレート，ポリサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド等が挙げられる。
【００１３】
＜陽極＞
陽極材料としては、透明性と高い仕事関数を有する材料であれば用いることができる。具体的には、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの導電性酸化物や、薄いＡｇなどの仕事関数の大きい金属が挙げられる。電極のパターン形成は、一般的にはガラス等の基板上にホトリソグラフィーなどを用いて行うことができる。
【００１４】
＜陰極＞
陰極材料は、発光層からの光を反射するための反射電極である。具体的には、ＬｉＦとＡｌの積層体やＭｇ：Ａｇ合金などが好適に用いられる。また、これらの材料に限定されるものではなく、例えばＬｉＦの代わりとして、Ｃｓ化合物，Ｂａ化合物，Ｃａ化合物などを用いることができる。電極のパターン形成は、一般的にはマスクを使用して、蒸着装置などを用いて行うことができる。
【００１５】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層１０３とは、正孔１３６を輸送する機能を有する層である。正孔輸送材料として、下記〔化８〕のＮＰＢや下記〔化９〕のＴＡＰＣが望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。また、上記のうち併用できる材料が１種または２種以上正孔輸送層１０３に含まれていてもよい。
【００１６】
【化１】
【００１７】
【化２】
【００１８】
正孔輸送層１０３を電子ブロッキング層、すなわち、発光層からの電子をブロッキングする機能を有する層、として使用してもよいし、電子ブロッキング層として使用した正孔輸送層１０３と本来正孔輸送層１０３として用いているものを併用してもよい。また、正孔輸送層１０３は正孔注入層と併用してもよい。
【００１９】
＜正孔注入層＞
正孔注入層とは発光効率や寿命を改善する目的で使用される。また、特に必須ではないが、陽極の凹凸を緩和する目的で使用される。正孔注入層を単層もしくは複数層設けてもよい。正孔注入層としては、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート）等の導電性高分子が好ましい。その他にも、ポリピロール系やトリフェニルアミン系のポリマー材料を用いることができる。また、低分子（重量平均分子量１００００以下）材料系と組合せてよく用いられる、フタロシアニン類化合物やスターバーストアミン系化合物も適用可能である。
【００２０】
＜電子輸送層＞
電子輸送層１０８とは、電子１３５を輸送する機能を有する層である。電子輸送材料として、ＨＯＭＯ準位が深いという点で下記〔化１０〕の３ＴＰＹＭＢや下記〔化１１〕のＡｌｑ３が望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。また、上記のうち併用できる材料が１種または２種以上電子輸送層１０８に含まれていてもよい。
【００２１】
【化３】
【００２２】
【化４】
【００２３】
電子輸送層１０８を正孔ブロッキング層、すなわち、発光層からの正孔をブロッキングする機能を有する層、として使用してもよいし、正孔ブロッキング層として使用した電子輸送層１０８と本来電子輸送層１０８として用いているものを併用してもよい。また、電子輸送層１０８は電子注入層と併用してもよい。
【００２４】
＜電子注入層＞
電子注入層は陰極から電子輸送層１０８への電子注入効率を向上させる。具体的には、弗化リチウム，弗化マグネシウム，弗化カルシウム，弗化ストロンチウム，弗化バリウム，酸化マグネシウム，酸化アルミニウムが望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
【００２５】
＜電荷発生層＞
電荷発生層１１３とは、電荷発生層１１３内部を等電位に保つ層である。自由キャリアを有するという点でＩＴＯ等の透明導電膜、Ｖ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3等の無機酸化物、膜厚が１０ｎｍ以下の金属膜が望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。
【００２６】
図１の構成では、各発光ユニットが電荷発生層１１３を介して接続された構造を有するが、本発明は電荷発生層１１３を使用しない、通常の白色ＯＬＥＤにも適用可能である。例えば、第一の発光層１０４及び第二の発光層１０５の２層積層発光層と、第三の発光層１０７及び第四の発光層１４１の２層積層発光層を、バイポーラ輸送材料を介して接続する方法などがある。
【００２７】
＜発光層＞
発光層（第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１，第五の発光層１１８）とは、電極などから注入されてくる電子１３５及び正孔１３６が再結合して発光する層である。発光する部分は発光層の層内であっても発光層と発光層に隣接する層との界面であってもよい。
【００２８】
第一の発光層１０４は発光層のホスト材料および第一のエミッタで構成される。第二の発光層１０５は発光層のホスト材料および第二のエミッタで構成される。第三の発光層１０７は発光層のホスト材料、第三一のエミッタ及び第三二のエミッタで構成される。第四の発光層１４１は発光層のホスト材料および第四のエミッタで構成される。第五の発光層１１８は発光層のホスト材料および第五のエミッタで構成される。
【００２９】
第一のエミッタの発光における中心波長は、第二のエミッタの発光における中心波長より大きいことが望ましい。第三一のエミッタの発光中心波長は、第三二のエミッタの発光中心波長より大きいことが望ましい。第三一のエミッタの発光中心波長は、第四のエミッタの発光中心波長より大きいことが望ましい。発光中心波長とは、エミッタの発光スペクトルの強度が最大となる波長のことである。エミッタの発光中心波長は、そのエミッタのみを含む発光層単膜のＰＬスペクトルを取得することにより、その強度が最大となる波長から測定できる。
【００３０】
第一のエミッタの発光中心波長および前記第三一のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在することが望ましい。第二のエミッタの発光中心波長，第三二のエミッタの発光中心波長および第四のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在することが望ましい。
【００３１】
第三一のエミッタは、第一のエミッタと同じ材料であることが望ましい。第三二のエミッタおよび第四のエミッタは、第二のエミッタと同じ材料であることが望ましい。以下の説明では、第三一のエミッタが第一のエミッタと同じ材料、第三二のエミッタおよび第四のエミッタが第二のエミッタと同じ材料であるとする。
【００３２】
第一のエミッタの発光領域および第二のエミッタの発光領域の形態として以下に記載するが、これに限られない。
（１）第一のエミッタ＝赤色領域、第二のエミッタ＝緑色領域
（２）第一のエミッタ＝緑色領域、第二のエミッタ＝青色領域
（３）第一のエミッタ＝赤色領域、第二のエミッタ＝青色領域
（４）第一のエミッタ＝黄色領域、第二のエミッタ＝青色領域
（５）第一のエミッタ＝水色領域、第二のエミッタ＝青色領域
上記の発光領域のパターンとして、色度変化を低減でき、実用性の高いエミッタの組合せであるという理由により（１）が望ましい。（１）より色度変化を低減できるという理由により（３）がさらに望ましい。実用的なエミッタの組合せの中で最も色度変化を低減できるという理由により（２）が最も望ましい。
【００３３】
発光層のホスト材料とは、エミッタを固定化するために用いられる材料である。発光層のホスト材料として、下記〔化１〕のｍＣＰや下記〔化１２〕のＣＢＰが望ましいが、この材料に限定されるものではない。また、上記のうち併用できる材料が１種または２種以上が発光層に含まれていてもよい。
【００３４】
【化５】
【００３５】
【化６】
【００３６】
第五の発光層１１８に含まれるエミッタの発光領域は、第一のエミッタの発光領域および第二のエミッタの発光領域と異なることが望ましい。例えば、第一のエミッタの発光領域を赤色領域、第二のエミッタの発光領域を緑色領域、とした場合、第五の発光層１１８に含まれるエミッタの発光領域を青色領域とすることにより、ＯＬＥＤ１１２から白色光が出射される。
【００３７】
エミッタとは、発光層のホスト材料にドープされる材料である。赤色燐光材料として、量子収率が高いという点で下記〔化２〕のＩｒ(２−ｐｈｑ)２ａｃａｃ，下記〔化３〕のＩｒ(ｐｉｑ)３，Ｉｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)などが望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。緑色燐光材料として、量子収率が高いという点で下記〔化４〕のＩｒ(ｐｐｙ)２ａｃａｃ）、下記〔化５〕のＩｒ(ｐｐｙ)３などが望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。青色燐光材料として、量子収率が高いという点で下記〔化６〕のＦＩｒ６、下記〔化７〕のFIrpicなどが望ましいが、これらの材料に限定されるものではない。また、上記のうち併用できる材料が１種または２種が発光層に含まれていてもよい。
【００３８】
【化７】
【００３９】
【化８】
【００４０】
【化９】
【００４１】
【化１０】
【００４２】
【化１１】
【００４３】
【化１２】
【００４４】
赤色燐光材料とは、６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下（赤色領域）の領域に発光極大波長を持つ赤色光成分を有する材料をいう。緑色燐光材料とは、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下（緑色領域）の領域に発光極大波長を持つ緑色光成分を有する材料をいう。青色燐光材料とは、４９５ｎｍ以下（青色領域）の領域に発光極大波長を持つ青色光成分を有する材料をいう。黄色燐光材料とは、５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下（黄色領域）の領域に発光極大波長を持つ黄色光成分を有する材料をいう。
【００４５】
上記に記載された発光層のホスト材料およびエミッタを、例えば、スピンコート法，キャスト法，ＬＢ法，スプレー法，インクジェット法，ペイント法等の公知の方法により発光層は成膜される。
【００４６】
図１において、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の２層積層発光層、第三の発光層１０７と第四の発光層１４１の２層積層発光層、及び第五の発光層１１８からのトータルの光が、ＯＬＥＤ１１４からの光となる。そのため、ＯＬＥＤ１１４から色度の電流密度依存性のない白色光を得るためには、下記の条件が考えられる。
【００４７】
（１）二つの２層積層発光層を合わせた発光部の電流効率が電流密度に依存しないこと。
（２）第五の発光層１１８の電流効率が電流密度に依存しないこと。
（３）二つの２層積層発光層を合わせた発光部の電流効率の低下傾向と、第五の発光層１１８の電流効率の低下傾向とが、ある電流密度におけるトータルの光が常に一定色度の白色光を保つようなものであること。
【００４８】
上記（２）を満たすには、下記の条件が考えられる。
（２−１）高電流密度領域においても発光層に使用した材料が分解・劣化しないこと。
（２−２）キャリアが発光層内に閉じ込められること。
（２−３）発光層内に励起子が閉じ込められること。
（２−４）再結合領域が発光層内に平均的に分布すること。
【００４９】
現実的には、上記の条件を完全に満たすケースは存在しないため、電流密度の増大に対し、色度変化が生じる。したがって、有機発光装置の使用用途に応じて、その色度変化を許容範囲内に抑える必要がある。本実施例は主に照明での使用を想定しており、色度変化は（ｘ，ｙ≦Δ０.０１）であることが望ましい。図１において第五の発光層１１８が存在しない場合は、必ずしも上記の（２）および（３）を考慮する必要はない。
【００５０】
図２（ａ）および図２（ｂ）に、本実施例におけるエネルギー準位概念図を示す。なお、本実施例は、図２（ａ）に示す２層積層発光層と図２（ｂ）に示す２層積層発光層とを合わせて使用することにより、色度の電流密度依存性を相殺するものである。
【００５１】
ここで、各発光層の移動度の関係において以下の条件のうちいずれかを満たすことが望ましい。図２は、下記（１）の内容に対応している。
【００５２】
（１）第一の発光層１０４の正孔移動度が第二の発光層１０５の電子移動度より小さく、第三の発光層１０７の正孔移動度が前記第四の発光層１４１の電子移動度より大きいこと。
（２）第一の発光層１０４の電子移動度が第二の発光層１０５の正孔移動度より小さく、第三の発光層１０７の電子移動度が第四の発光層１４１の正孔移動度より大きいこと。
【００５３】
ここで、電子／正孔移動度とは、固体の物質中での電子／正孔の移動のしやすさを示す量であり、単位は一般的にはcm2／Ｖｓで表わされる。電子／正孔移動度は、ＴＯＦ法やＩＳ法で計測される。ＴＯＦ法とは、一方の電極側でシート状の電荷を光パルスで発生させ、電界によって反対側に掃引させて、過渡電流波形から走行時間を測定し、平均電界を利用して移動度を求める方法である。ＩＳ法とは、微小正弦波電圧信号を素子に印加し、その応答電流信号の振幅と位相から、印加電圧信号の周波数の関数としてインピーダンススペクトルを取得することにより、走行時間、すなわち移動度を算出する方法である。
【００５４】
図２（ａ）は正孔輸送層１０３，第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，電子輸送層１０８で構成される。図２（ａ）において、正孔輸送層１０３のＬＵＭＯ１２３，第一の発光層１０４のホスト材料のＬＵＭＯ１２４，第二の発光層１０５のホスト材料のＬＵＭＯ１２５，電子輸送層１０８のＬＵＭＯ１２６，正孔輸送層１０３のＨＯＭＯ１２７，第一の発光層１０４におけるホスト材料のＨＯＭＯ１２８，第二の発光層１０５におけるホスト材料のＨＯＭＯ１２９，電子輸送層１０８のＨＯＭＯ１３０，第一の発光層１０４における第一のエミッタのＬＵＭＯ１３１，第二の発光層１０５における第二のエミッタのＬＵＭＯ１３２，第一の発光層１０４における第一のエミッタのＨＯＭＯ１３３，第二の発光層１０５における第二のエミッタのＨＯＭＯ１３４が図示されている。
【００５５】
有機発光素子への電圧の印加により、正孔１３６は正孔輸送層１０３から第一の発光層１０４へ注入され、電子１３５は電子輸送層１０８から第二の発光層１０５へ注入される。電流密度の増大に伴い、第一のエミッタの発光色に近い色から第二のエミッタの発光色に近い色に変化することになる。電子１３５に対する第二の発光層１０５における第二のエミッタのＬＵＭＯ１３２より、正孔１３６に対する第一の発光層における第一のエミッタのＨＯＭＯ１３３の方が準位的に深い位置に存在するため、正孔１３６に対し強いトラップ性を有することになる。そのため、第一の発光層１０４における正孔１３６の移動度は、第二の発光層１０５における電子１３５の移動度より小さくなる。この結果、両キャリアは第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の間の界面より第一の発光層１０４側においてより強く再結合が起こり、発光する。
【００５６】
ところが、電流密度の増大に伴い、第一の発光層１０４における正孔１３６の移動度が上昇するため、再結合中心は第二の発光層１０５側に移動する。そのため、上記色度変化が生じる。
【００５７】
図２（ｂ）は正孔輸送層１０３，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１，電子輸送層１０８で構成される。図２（ｂ）において、第三の発光層１０７における第二のエミッタのＬＵＭＯ１３７，第三の発光層１０７における第二のエミッタのＨＯＭＯ１３８，第三の発光層１０７における第一のエミッタのＬＵＭＯ１３９，第三の発光層１０７における第一のエミッタのＨＯＭＯ１４０，第四の発光層１４１における第二のエミッタのＬＵＭＯ１４２，第四の発光層１４１における第二のエミッタのＨＯＭＯ１４３が図示されている。
【００５８】
ここで、第三の発光層１０７には、第一のエミッタのみならず、アシストドーパントとして第二のエミッタが添加されているため、第三の発光層１０７における正孔１３６の移動度は、第四の発光層１４１における電子１３５の移動度より大きくなる。第四の発光層１４１にはアシストドーパントが含まれない、つまり、第四の発光層１４１にはエミッタとして第二のエミッタのみが添加されていることが望ましい。第四の発光層１４１にアシストドーパントをドープしても、第三の発光層１０７と第四の発光層１４１の移動度が異なり、移動度の上昇割合が第三の発光層１０７と第四の発光層１４１で異なるからである。
【００５９】
電流密度の増大に伴い、第四の発光層１４１における電子１３５の移動度が上昇し、発光色は第二のエミッタに比較的近い色から第一のエミッタに比較的近い色に変化することになる。
【００６０】
以上のように、図２（ａ）に示すような２層積層発光層と図２（ｂ）に示すような２層積層発光層を組合せて使用することにより、電流密度の変化に伴う色度変化が相殺され、色度変化を低減できる。
【００６１】
発光する光のピーク波長が長い発光層ほど陽極側に配置する構成において、発光層に含まれるエミッタの要求特性は、発光する光のピーク波長が長い発光層に含まれるエミッタほどＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位が低いことである。しかし、上記要求特性を満たす材料の組合せは、現実的にはかなり限定される。そのため、上記構成では、必ずしも発光効率の高いエミッタを使用した発光層の組合せが使用できるわけではないことが問題であった。それに対して、本実施例では、各発光層において使用可能なエミッタの組合せに普遍性をもたせることができる。
【００６２】
図３は、本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図である。図３に示した構成のように、第二の発光層１０５と第一の発光層１０４の２層積層発光層と、第四の発光層１４１と第三の発光層１０７の２層積層発光層の組合せによっても電流密度の変化に伴う色度変化を低減できる。
【００６３】
第二の発光層１０５と第一の発光層１０４の２層積層発光層の組合せでは、電流密度の増大に伴い、第一のエミッタの発光色に近い色から第二のエミッタの発光色に近い色に変化することになる。正孔１３６に対する第二の発光層１０５における第二のエミッタのＨＯＭＯ１３４より、電子１３５に対する第一の発光層１０４における第一のエミッタのＬＵＭＯ１３１の方が準位的に深い位置に存在するため、電子１３５に対し強いトラップ性を有することになる。そのため、第二の発光層１０５における電子１３５の移動度は、第一の発光層１０４における正孔１３６の移動度より小さくなる。この結果、両キャリアは第二の発光層１０５と第一の発光層１０４の間の界面より第一の発光層１０４側においてより強く再結合が起こり、発光する。
【００６４】
ところが、電流密度の増大に伴い、第一の発光層１０４における電子１３５の移動度が上昇するため、再結合中心は第二の発光層１０５側に移動する。そのため、上記色度変化が生じる。第四の発光層１４１と第三の発光層１０７の２層積層発光層の組合せでは、電流密度の増大に伴い、第二のエミッタの発光色に近い色から第一のエミッタの発光色に近い色に変化することになる。したがって、これらの２層積層発光層を組合せて使用することにより、電流密度の変化に伴う色度変化が相殺され、色度変化を低減できる。
【００６５】
第一のエミッタのＨＯＭＯと第二のエミッタのＨＯＭＯのエネルギー差は０.０から０.３ｅＶの範囲が望ましい。これにより、第一のエミッタのＨＯＭＯ準位から第二のエミッタのＨＯＭＯ準位への正孔注入特性が良くなる。ここで、ＨＯＭＯとは、Highest Occupied Molecular Orbitalのことであり、最高被占軌道のことである。すなわち、電子が存在している軌道のうち、最もエネルギーが高い軌道のことを示す。ＨＯＭＯ準位は光分子分光法によって測定される。
【００６６】
プロセス工程の削減による低コスト化の観点から、第一の発光層１０４及び第二の発光層１０５と第三の発光層１０７及び第四の発光層１４１とが同一平面上に直列構造で構成されることが望ましい。また、第一の発光層１０４及び第二の発光層１０５と第三の発光層１０７及び第四の発光層１４１とが並列構造で構成されてもよい。
【００６７】
図４は本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤ断面図である。図４の三層積層発光層構造においては、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５と第三の発光層１０７からのトータルの光が、有機発光素子１１６からの光となる。ここで、各発光層の移動度の関係は、第一の発光層１０４の正孔移動度が第二の発光層１０５の電子移動度より小さく、第二の発光層１０５の電子移動度が第三の発光層１０７の正孔移動度より小さいこと、および、第一の発光層１０４の電子移動度が第二の発光層の正孔移動度より小さく、第二の発光層１０５の正孔移動度が第三の発光層１０７の電子移動度より小さいこと、が望ましい。図４の三層積層構造においても、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の組合せから一方の発光色（色度）の電流密度依存性が決定され、第二の発光層１０５と第三の発光層１０７の組合せからもう一方の発光色（色度）の電流密度依存性が決定される。両者の電流密度依存性が相反する場合には、発光色（色度）の電流密度依存性を相殺できる。
【００６８】
以下に具体的な実施例を示して、本願発明の内容をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００６９】
実施例として、図１に示すＯＬＥＤ１１２を以下のようにして作製した。
【００７０】
ガラス基板１０１上に第一の電極１０２であるＩＴＯ（１１０ｎｍ）がパターニングされたものを、アセトンに浸して１０分間超音波洗浄を行った。次に、純水を用いた超音波スピン洗浄機を用いて、純水洗浄及び回転乾燥を行った。その後、ホットプレートを用いて、大気雰囲気で基板を２００℃１０分間加熱した。加熱後、１０分間冷却し、ＵＶ／Ｏ3処理を照射強度８ｍＷ／cm2にて３０分間行った。
【００７１】
これらの処理を施した基板１０１のＩＴＯ上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は５９ｎｍであった。
【００７２】
次に、正孔輸送層１０３上に第一の発光層１０４としてｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。Ｉｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)からの発光における中心波長は６２０ｎｍである。第一の発光層１０４の膜厚は２０ｎｍであった。
【００７３】
次に、前記第一の発光層１０４上に第二の発光層１０５としてｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。Ｉｒ（ｐｐｙ）３からの発光における中心波長は５１０ｎｍである。また、第一のエミッタのＨＯＭＯが５.１ｅＶであるのに対し、第二のエミッタのＨＯＭＯは５.６ｅＶである。第二の発光層１０５の膜厚は２０ｎｍであった。
【００７４】
次に、第二の発光層１０５上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は４０ｎｍであった。
【００７５】
次に、電子輸送層１０８上に電荷発生層１１３としてＡｌｑ３とＬｉの共蒸着膜、及びＶ2Ｏ5を形成した。両者とも膜厚は５ｎｍであった。
【００７６】
次に、電荷発生層１１３上に正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は２３ｎｍであった。
【００７７】
次に、正孔輸送層１０３上に第三の発光層１０７としてｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（３ｗｔ％）及び第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第三の発光層１０７の膜厚は２０ｎｍであった。上記のように第三の発光層１０７における第三一のエミッタの濃度（ｗｔ％）を第三の発光層１０７における第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より小さくすることで、第三の発光層１０７におけるホストからアシストドーパントへのエネルギー移動、アシストドーパントから第一のエミッタおよび第二のエミッタへのエネルギー移動の効率が良くなる。また、第三の発光層１０７における第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）を、第一の発光層１０４における第一のエミッタの濃度（ｗｔ％）および第二の発光層１０５における第二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より大きくすることで、発光効率を向上できる。
【００７８】
次に、第三の発光層１０７上に第四の発光層１４１としてｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第四の発光層１４１の膜厚は２０ｎｍであった。ここで、第一の発光層１０４の正孔移動度は第二の発光層１０５の電子移動度より小さく、第三の発光層１０７の正孔移動度は第四の発光層１４１の電子移動度より大きい。
【００７９】
次に、前記第四の発光層１４１上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は４０ｎｍであった。
【００８０】
次に、電子輸送層１０８上に電荷発生層１１３としてＡｌｑ３とＬｉの共蒸着膜、及びＶ2Ｏ5を形成した。両者とも膜厚は５ｎｍであった。
【００８１】
次に、電荷発生層１１３上に正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は９５ｎｍであった。
【００８２】
次に、正孔輸送層１０３上に第五の発光層１１８としてＵＧＨ２にＦＩｒ６（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。ＦＩｒ６からの発光における中心波長は４６０ｎｍである。第五の発光層１１８の膜厚は２０ｎｍであった。
【００８３】
次に、第五の発光層１１８上に電子輸送層１０８として３ＴＰＹＭＢを形成した。電子輸送層１０８の膜厚は３０ｎｍであった。
【００８４】
次に、電子輸送層１０８上に第二の電極１０９としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第二の電極１０９の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。
【００８５】
最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ１１２を作製した。
【００８６】
（比較例１）
比較例１として、発光層が単一のエミッタのみを含む場合の有機発光素子を作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【００８７】
有機層及び電極の蒸着工程で、実施例１と異なる部分は、発光層の積層順である。実施例１では、第一の発光層１０４／第二の発光層１０５／第三の発光層１０７／第四の発光層１４１の順に積層したが、比較例１では、第一の発光層１０４／第二の発光層１０５／第一の発光層１０４／第二の発光層１０５の順に積層した。最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子の比較例１を作製した。
【００８８】
＜有機発光装置の評価＞
ＯＬＥＤ１１２及び比較例１の色度の電流密度依存性評価を行った。デジタルソースメータ（ＨＰ社製４１４０Ｂ）を用いて、有機発光装置ＯＬＥＤ１１２に電圧を印加し、電流を同装置で、輝度，色度を輝度計（コニカミノルタ社製，ＬＳ−１１０）で測定した。その結果、ＯＬＥＤ１１２の色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３５８，０.４０７）、１ｍＡ／cm2の時（０.３５０，０.４１１）であり、色度変化は（Δ０.００８，Δ０.００４）であった。比較例１の色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３６０，０.４０５）、１ｍＡ／cm2の時（０.３４０，０.４２０）であり、色度変化は（Δ０.０２，Δ０.０１５）であった。
【００８９】
このことから、実施例１は比較例１に比べ、色度変化が低減されていることがわかる。また、実施例１の色度変化は目標値（ｘ，ｙ≦０.０１）を満足するものである。
【００９０】
前述した移動度の関係から、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の２層積層発光層は、電流密度の増大に対し、第二の発光層１０５の発光色、すなわち緑色が強くなる傾向を有する。一方、第三の発光層１０７と第四の発光層１４１の２層積層発光層は、電流密度の増大に対し、第三の発光層１０７の発光色、すなわち赤色が強くなる傾向を有する。したがって、これらの２層積層発光層を組み合わせたことにより、色度の電流密度依存性が相殺され、色度変化が大幅に抑制されたと考えられる。
【００９１】
また、前述したＨＯＭＯの関係、つまり第一のエミッタのＨＯＭＯと第二のエミッタのＨＯＭＯがほぼ同レベルであることは、実施例１において、第一の発光層１０４と第二の発光層１０５の２層積層発光層が、電流密度の増大に対し、緑色が強くなる傾向を有することをより確実なものとする。なぜなら、第一のエミッタのＨＯＭＯと第二のエミッタのＨＯＭＯがほぼ同レベルであることは、電流密度の増大に伴い、第一のエミッタのＨＯＭＯ準位に蓄積した正孔が、第二のエミッタのＨＯＭＯ準位に伝搬する可能性を高める条件だからである。
【実施例２】
【００９２】
実施例２として、図３に示すＯＬＥＤ１１４を以下のようにして作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【００９３】
有機層及び電極の蒸着工程で、実施例１と異なる部分は、発光層の積層順である。実施例２では、第二の発光層１０５／第一の発光層１０４／第四の発光層１４１／第三の発光層１０７の順に積層した。最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ１１４を作製した。
【００９４】
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３５３，０.４０８）、１ｍＡ／cm2の時（０.３４７，０.４１１）であり、色度変化は（Δ０.００６，Δ０.００３）であった。
【実施例３】
【００９５】
実施例３として、図４に示すＯＬＥＤ１１６を以下のようにして作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【００９６】
基板１０１のＩＴＯ上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は５９ｎｍであった。
【００９７】
次に、正孔輸送層１０３上に第一の発光層１０４としてｍＣＰに第一のエミッタであるRubrene（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。Rubreneからの発光における中心波長は５６０ｎｍである。第一の発光層１０４の膜厚は２０ｎｍであった。
【００９８】
次に、前記第一の発光層１０４上に第二の発光層１０５としてＵＧＨ２に第二のエミッタであるＦＩｒ６（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第二の発光層１０５の膜厚は２０ｎｍであった。
【００９９】
次に、前記第二の発光層１０５上に第三の発光層１０７としてＵＧＨ２に第一のエミッタであるRubrene（３ｗｔ％）及び第二のエミッタＦＩｒ６（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第三の発光層１０７の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１００】
次に、第三の発光層１０７上に電子輸送層１０８として３ＴＰＹＭＢを形成した。電子輸送層１０８の膜厚は３０ｎｍであった。
【０１０１】
次に、電子輸送層１０８上に第二の電極１０９としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第二の電極１０９の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。
【０１０２】
最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ１１６を作製した。
【０１０３】
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３６７，０.３８９）、１ｍＡ／cm2の時（０.３６０，０.３９３）であり、色度変化は（Δ０.００７，Δ０.００４）であった。本実施例では電荷輸送層などの共通の層を一度で成膜可能なので、積層数を少なくできる。
【実施例４】
【０１０４】
実施例４として、図５に示すＯＬＥＤ１１７を以下のようにして作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【０１０５】
有機層及び電極の蒸着工程で、実施例３と異なる部分は、発光層の積層順である。実施例４では、第三の発光層１０７／第二の発光層１０５／第一の発光層１０４の順に積層した。最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ１１７を作製した。
【０１０６】
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３６６，０.３８９）、１ｍＡ／cm2の時（０.３５９，０.３９２）であり、色度変化は（Δ０.００７，Δ０.００３）であった。
【実施例５】
【０１０７】
＜有機発光装置の作製＞
実施例として、図６に示すＯＬＥＤ２１８を以下のようにして作製した。なお、ＩＴＯ付き基板の洗浄プロセスは、実施例１と同様である。
【０１０８】
洗浄処理を施した基板１０１上に第一の下部電極１１５−１，第二の下部電極１１５−２，第三の下部電極１１５−３を形成した。第一の下部電極１１５−１，第二の下部電極１１５−２，第三の下部電極１１５−３はＩＴＯで形成した。
【０１０９】
第一の下部電極１１５−１上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は４０ｎｍであった。
【０１１０】
次に、正孔輸送層１０３上に第一の発光層１０４としてｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第一の発光層１０４の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１１１】
第一の発光層１０４上に第二の発光層１０５としてｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第二の発光層１０５の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１１２】
第二の発光層１０５上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は５５ｎｍであった。
【０１１３】
電子輸送層１０８上に第一の上部電極２１５−１としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第一の上部電極２１５−１の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。第一の下部電極１１５−１，第一の発光層１０４，第二の発光層１０５および第一の上部電極２１５−１で第一の発光ユニットとなる。図６において、正孔輸送層１０３上に第二の発光層１０５が形成され、第二の発光層１０５上に第一の発光層１０４が形成されていてもよい。
【０１１４】
第二の下部電極１１５−２上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は４０ｎｍであった。
【０１１５】
次に、正孔輸送層１０３上に第三の発光層１０７としてｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（３ｗｔ％）及び第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第三の発光層１０７の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１１６】
第三の発光層１０７上に第四の発光層１４１としてｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第四の発光層１４１の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１１７】
第四の発光層１４１上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は５５ｎｍであった。
【０１１８】
電子輸送層１０８上に第二の上部電極２１５−２としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第二の上部電極２１５−２は０.５／１５０ｎｍであった。第二の下部電極１１５−２，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１および第二の上部電極２１５−２で第二の発光ユニットとなる。図６において、正孔輸送層１０３上に第四の発光層１４１が形成され、第四の発光層１４１上に第三の発光層１０７が形成されていてもよい。
【０１１９】
第三の下部電極１１５−３上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は４０ｎｍであった。
【０１２０】
次に、正孔輸送層１０３上に第五の発光層１１８としてＵＧＨ２にＦＩｒ６（２０ｗｔ％）をドープした層を形成した。第五の発光層１１８の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１２１】
第五の発光層１１８上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は５５ｎｍであった。
【０１２２】
電子輸送層１０８上に第三の上部電極２１５−３としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第三の上部電極２１５−３の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。第三の下部電極１１５−３、第五の発光層１１および第三の上部電極２１５−３で第三の発光ユニットとなる。本実施例において、第三の発光ユニットはなくてもよい。
【０１２３】
最後に、封止剤の付いた封止缶を用いて封止を行い、有機発光素子のＯＬＥＤ２１８を作製した。第一の上部電極２１５−１および第二の下部電極１１５−２は電気的に接続されている。第二の上部電極２１５−２および第三の下部電極１１５−３は電気的に接続されている。これにより、第一の発光ユニット，第二の発光ユニットおよび第三の発光ユニットは直列に接続されることになる。
【０１２４】
このように、直列構造とすることのメリットは、工程プロセス数の削減による低コスト化などが挙げられる。
【０１２５】
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３４７，０.３９６）、１ｍＡ／cm2の時（０.３４０，０.４００）であり、色度変化は（Δ０.００７，Δ０.００４）であった。
【実施例６】
【０１２６】
＜有機発光装置の作製＞
実施例として、図７に示すＯＬＥＤ１１９作製は、ＯＬＥＤ１１６の作製方法において、第一の発光層１０４及び第三の発光層１０７、第二の発光層１０５及び第四の発光層１４１が並列構造となるように製作した。
【０１２７】
洗浄処理を施した基板１０１上に第三の下部電極１１５−３および第四の下部電極１１５−４を形成した。第三の発光ユニットの形成方法は実施例５と同様である。本実施例において、第三の発光ユニットはなくてもよい。
【０１２８】
第四の下部電極１１５−４上に、真空蒸着装置にて、正孔輸送層１０３としてＴＡＰＣを形成した。正孔輸送層１０３の膜厚は４０ｎｍであった。
【０１２９】
次に、正孔輸送層１０３上に第一の発光層１０４および第三の発光層１０７を形成した。第一の発光層１０４および第三の発光層１０７は同層に形成されることになる。第一の発光層１０４は、ｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（１０ｗｔ％）をドープした層であり、第一の発光層１０４の膜厚は２０ｎｍであった。第三の発光層１０７は、ｍＣＰに第一のエミッタであるＩｒ(ｐｉｑ)２(ａｃａｃ)（３ｗｔ％）及び第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（２０ｗｔ％）をドープした層であり、第三の発光層１０７の膜厚は２０ｎｍであった。
【０１３０】
第一の発光層１０４および第三の発光層１０７上に第二の発光層１０５および第四の発光層１４１を形成した。第二の発光層１０５および第四の発光層１４１は同層に形成されることになる。第二の発光層１０５は、ｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層であり、第二の発光層１０５の膜厚は２０ｎｍであった。第四の発光層１４１は、ｍＣＰに第二のエミッタであるＩｒ(ｐｐｙ)３（１０ｗｔ％）をドープした層であり、第四の発光層１４１の膜厚は２０ｎｍであった。正孔輸送層１０３上に第二の発光層１０５および第四の発光層１４１を形成し、第二の発光層１０５および第四の発光層１４１上に第一の発光層１０４および第三の発光層１０７を形成してもよい。
【０１３１】
第二の発光層１０５および第四の発光層１４１上に電子輸送層１０８としてＡｌｑ３を形成した。電子輸送層１０８の膜厚は５５ｎｍであった。
【０１３２】
電子輸送層１０８上に第四の上部電極２１５−４としてＬｉＦ／Ａｌを蒸着した。第四の上部電極２１５−４の膜厚は０.５／１５０ｎｍであった。第四の下部電極１１５−４，第一の発光層１０４，第二の発光層１０５，第三の発光層１０７，第四の発光層１４１および第四の上部電極２１５−４で第四の発光ユニットとなる。
【０１３３】
第四の上部電極２１５−４および第三の下部電極１１５−３は電気的に接続されている。これにより、第三の発光ユニットおよび第四の発光ユニットは直列に接続されることになる。
【０１３４】
このように、並列構造とすることのメリットは、工程プロセス数の削減による低コスト化などが挙げられる。
＜有機発光装置の評価＞
評価方法は実施例１と同様である。その結果、色度は、０.１ｍＡ／cm2の時（０.３４５，０.３９５）、１ｍＡ／cm2の時（０.３４０，０.３９９）であり、色度変化は（Δ０.００５，Δ０.００４）であった。
【符号の説明】
【０１３５】
１０１ 基板
１０２ 第一の電極
１０３ 正孔輸送層
１０４ 第一の発光層
１０５ 第二の発光層
１０７ 第三の発光層
１０８ 電子輸送層
１０９ 第二の電極
１１２，１１４，１１６，１１７ ＯＬＥＤ
１１３ 電荷発生層
１１５−１，１１５−２，１１５−３，１１５−４ 下部電極
１１８ 第五の発光層
１２３ 正孔輸送層のＬＵＭＯ
１２４ 第一の発光層のホスト材料のＬＵＭＯ
１２５ 第二の発光層のホスト材料のＬＵＭＯ
１２６ 電子輸送層のＬＵＭＯ
１２７ 正孔輸送層のＨＯＭＯ
１２８ 第一の発光層におけるホスト材料のＨＯＭＯ
１２９ 第二の発光層におけるホスト材料のＨＯＭＯ
１３０ 電子輸送層のＨＯＭＯ
１３１ 第一の発光層における第一のエミッタのＬＵＭＯ
１３２ 第二の発光層における第二のエミッタのＬＵＭＯ
１３３ 第一の発光層における第一のエミッタのＨＯＭＯ
１３４ 第二の発光層における第二のエミッタのＨＯＭＯ
１３５ 電子
１３６ 正孔
１３７ 第三の発光層における第二のエミッタのＬＵＭＯ
１３８ 第三の発光層における第二のエミッタのＨＯＭＯ
１３９ 第三の発光層における第一のエミッタのＬＵＭＯ
１４０ 第三の発光層における第一のエミッタのＨＯＭＯ
１４１ 第四の発光層
１４２ 第四の発光層における第二のエミッタのＬＵＭＯ
１４３ 第四の発光層における第二のエミッタのＨＯＭＯ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に形成された第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層と、を有し、
前記第一の発光層には第一のエミッタが添加され、
前記第二の発光層には第二のエミッタが添加され、
前記第三の発光層には第三一のエミッタおよび第三二のエミッタが添加され、
前記第四の発光層には第四のエミッタが添加され、
前記第一の発光層は前記第二の発光層に接し、
前記第三の発光層は前記第四の発光層に接し、
前記第一のエミッタの発光中心波長は、前記第二のエミッタの発光中心波長より大きく、
前記第三一のエミッタの発光中心波長は、前記第三二のエミッタの発光中心波長より大きく、
前記第三一のエミッタの発光中心波長は、前記第四のエミッタの発光中心波長より大きく、
前記第一のエミッタの発光中心波長および前記第三一のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在し、
前記第二のエミッタの発光中心波長、前記第三二のエミッタの発光中心波長および前記第四のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在する有機発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第二のエミッタの発光中心波長、前記第三二のエミッタの発光中心波長および前記第四のエミッタの発光中心波長は、青色領域に存在する有機発光装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第一のエミッタの発光中心波長および前記第三一のエミッタの発光中心波長は、赤色領域に存在し、
前記第二のエミッタの発光中心波長、前記第三二のエミッタの発光中心波長および前記第四のエミッタの発光中心波長は、緑色領域に存在する有機発光装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記第一のエミッタおよび前記第三一のエミッタは、同じ材料で構成され、
前記第二のエミッタ、前記第三二のエミッタおよび前記第四のエミッタは同じ材料で構成される有機発光装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第三の発光層における前記第三一のエミッタの濃度（ｗｔ％）は、前記第三の発光層における前記第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より小さい有機発光装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記第三の発光層における前記第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）は、前記第一の発光層における前記第一のエミッタの濃度（ｗｔ％）および前記第二の発光層における前記第二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より大きい有機発光装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記第四の発光層には、エミッタとして前記第四のエミッタのみが添加される有機発光装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記基板上に形成された第一の電極と、
前記第一の電極上に形成された第二の電極と、を有し、
前記第一の発光層、前記第二の発光層、前記第三の発光層および前記第四の発光層は前記第一の電極および前記第二の電極で挟持され、
前記第一の電極から前記第二の電極に向かって、前記第一の発光層、前記第二の発光層、前記第三の発光層および前記第四の発光層の順に配置される有機発光装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第四の発光層および前記第二の電極の間に第五の発光層が形成され、
前記第五の発光層に含まれるエミッタの発光領域は、前記第一のエミッタの発光領域および前記第二のエミッタの発光領域と異なる有機発光装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記基板上に形成された第一の電極と、
前記第一の電極上に形成された第二の電極と、を有し
前記第一の発光層、前記第二の発光層、前記第三の発光層および前記第四の発光層は前記第一の電極および前記第二の電極で挟持され、
前記第一の電極から前記第二の電極に向かって、前記第二の発光層、前記第一の発光層、前記第四の発光層および前記第三の発光層の順に配置される有機発光装置。
【請求項１１】
請求項１において、
第一の発光ユニットおよび第二の発光ユニットを有し、
前記第一の発光ユニットは、第一の下部電極、前記第一の発光層、前記第二の発光層および第一の上部電極を有し、
前記第二の発光ユニットは、第二の下部電極、前記第三の発光層、前記第四の発光層および第二の上部電極を有し、
前記第一の上部電極および前記第一の下部電極の間に前記第一の発光層および前記第二の発光層が形成され、
前記第二の上部電極および前記第二の下部電極の間に前記第三の発光層および前記第四の発光層が形成され、
前記第一の上部電極および前記第二の下部電極が電気的に接続されることで、前記第一の発光ユニットおよび前記第二の発光ユニットは直列に接続される有機発光装置。
【請求項１２】
請求項１において、
前記第一の発光層および前記第三の発光層は同層に形成され、
前記第二の発光層および前記第四の発光層は同層に形成される有機発光装置。
【請求項１３】
請求項１において、
前記第一の発光層の正孔移動度が前記第二の発光層の電子移動度より小さく、
前記第三の発光層の正孔移動度が前記第四の発光層の電子移動度より大きい有機発光装置。
【請求項１４】
請求項１において、
前記第一の発光層の電子移動度が前記第二の発光層の正孔移動度より小さく、
前記第三の発光層の電子移動度が前記第四の発光層の正孔移動度より大きい有機発光装置。
【請求項１５】
請求項１において、
前記第一のエミッタのＨＯＭＯと前記第二のエミッタのＨＯＭＯのエネルギー差が０.０から０.３ｅＶの範囲となる有機発光装置。
【請求項１６】
第一の電極と、
第二の電極と、
前記第一の電極及び前記第二の電極の間に形成された第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層と、を有し、
前記第一の発光層には第一のエミッタが添加され、
前記第二の発光層には第二のエミッタが添加され、
前記第三の発光層には前記第一のエミッタおよび前記第二のエミッタが添加され、
前記第一の発光層と前記第二の発光層とが接し、
前記第二の発光層と前記第三の発光層とが接し、
前記第一のエミッタの発光中心波長が前記第二のエミッタの発光中心波長より大きい有機発光装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記第一の発光層の正孔移動度が前記第二の発光層の電子移動度より小さく、
前記第二の発光層の電子移動度が前記第三の発光層の正孔移動度より小さく、
前記第一の発光層の電子移動度が前記第二の発光層の正孔移動度より小さく、
前記第二の発光層の正孔移動度が前記第三の発光層の電子移動度より小さい有機発光装置。
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に形成された第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層および第四の発光層と、を有し、
前記第一の発光層には第一のエミッタが添加され、
前記第二の発光層には第二のエミッタが添加され、
前記第三の発光層には第三一のエミッタおよび第三二のエミッタが添加され、
前記第四の発光層には第四のエミッタが添加され、
前記第一の発光層は前記第二の発光層に接し、
前記第三の発光層は前記第四の発光層に接し、
前記第一のエミッタの発光中心波長は、前記第二のエミッタの発光中心波長より大きく、
前記第三一のエミッタの発光中心波長は、前記第三二のエミッタの発光中心波長より大きく、
前記第三一のエミッタの発光中心波長は、前記第四のエミッタの発光中心波長より大きく、
前記第一のエミッタの発光中心波長および前記第三一のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在し、
前記第二のエミッタの発光中心波長、前記第三二のエミッタの発光中心波長および前記第四のエミッタの発光中心波長は、同じ波長領域に存在する有機発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第二のエミッタの発光中心波長、前記第三二のエミッタの発光中心波長および前記第四のエミッタの発光中心波長は、青色領域に存在する有機発光装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第一のエミッタの発光中心波長および前記第三一のエミッタの発光中心波長は、赤色領域に存在し、
前記第二のエミッタの発光中心波長、前記第三二のエミッタの発光中心波長および前記第四のエミッタの発光中心波長は、緑色領域に存在する有機発光装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記第一のエミッタおよび前記第三一のエミッタは、同じ材料で構成され、
前記第二のエミッタ、前記第三二のエミッタおよび前記第四のエミッタは同じ材料で構成される有機発光装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第三の発光層における前記第三一のエミッタの濃度（ｗｔ％）は、前記第三の発光層における前記第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より小さい有機発光装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記第三の発光層における前記第三二のエミッタの濃度（ｗｔ％）は、前記第一の発光層における前記第一のエミッタの濃度（ｗｔ％）および前記第二の発光層における前記第二のエミッタの濃度（ｗｔ％）より大きい有機発光装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記第四の発光層には、エミッタとして前記第四のエミッタのみが添加される有機発光装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記基板上に形成された第一の電極と、
前記第一の電極上に形成された第二の電極と、を有し、
前記第一の発光層、前記第二の発光層、前記第三の発光層および前記第四の発光層は前記第一の電極および前記第二の電極で挟持され、
前記第一の電極から前記第二の電極に向かって、前記第一の発光層、前記第二の発光層、前記第三の発光層および前記第四の発光層の順に配置される有機発光装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第四の発光層および前記第二の電極の間に第五の発光層が形成され、
前記第五の発光層に含まれるエミッタの発光領域は、前記第一のエミッタの発光領域および前記第二のエミッタの発光領域と異なる有機発光装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記基板上に形成された第一の電極と、
前記第一の電極上に形成された第二の電極と、を有し
前記第一の発光層、前記第二の発光層、前記第三の発光層および前記第四の発光層は前記第一の電極および前記第二の電極で挟持され、
前記第一の電極から前記第二の電極に向かって、前記第二の発光層、前記第一の発光層、前記第四の発光層および前記第三の発光層の順に配置される有機発光装置。
【請求項１１】
請求項１において、
第一の発光ユニットおよび第二の発光ユニットを有し、
前記第一の発光ユニットは、第一の下部電極、前記第一の発光層、前記第二の発光層および第一の上部電極を有し、
前記第二の発光ユニットは、第二の下部電極、前記第三の発光層、前記第四の発光層および第二の上部電極を有し、
前記第一の上部電極および前記第一の下部電極の間に前記第一の発光層および前記第二の発光層が形成され、
前記第二の上部電極および前記第二の下部電極の間に前記第三の発光層および前記第四の発光層が形成され、
前記第一の上部電極および前記第二の下部電極が電気的に接続されることで、前記第一の発光ユニットおよび前記第二の発光ユニットは直列に接続される有機発光装置。
【請求項１２】
請求項１において、
前記第一の発光層および前記第三の発光層は同層に形成され、
前記第二の発光層および前記第四の発光層は同層に形成される有機発光装置。
【請求項１３】
請求項１において、
前記第一の発光層の正孔移動度が前記第二の発光層の電子移動度より小さく、
前記第三の発光層の正孔移動度が前記第四の発光層の電子移動度より大きい有機発光装置。
【請求項１４】
請求項１において、
前記第一の発光層の電子移動度が前記第二の発光層の正孔移動度より小さく、
前記第三の発光層の電子移動度が前記第四の発光層の正孔移動度より大きい有機発光装置。
【請求項１５】
請求項１において、
前記第一のエミッタのＨＯＭＯと前記第二のエミッタのＨＯＭＯのエネルギー差が０.０から０.３ｅＶの範囲となる有機発光装置。
【請求項１６】
第一の電極と、
第二の電極と、
前記第一の電極及び前記第二の電極の間に形成された第一の発光層，第二の発光層，第三の発光層と、を有し、
前記第一の発光層には第一のエミッタが添加され、
前記第二の発光層には第二のエミッタが添加され、
前記第三の発光層には前記第一のエミッタおよび前記第二のエミッタが添加され、
前記第一の発光層と前記第二の発光層とが接し、
前記第二の発光層と前記第三の発光層とが接し、
前記第一のエミッタの発光中心波長が前記第二のエミッタの発光中心波長より大きい有機発光装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記第一の発光層の正孔移動度が前記第二の発光層の電子移動度より小さく、
前記第二の発光層の電子移動度が前記第三の発光層の正孔移動度より小さく、
前記第一の発光層の電子移動度が前記第二の発光層の正孔移動度より小さく、
前記第二の発光層の正孔移動度が前記第三の発光層の電子移動度より小さい有機発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２２１９０２（Ｐ２０１２−２２１９０２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８９７０６（Ｐ２０１１−８９７０６）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]