JP2004311231A

JP2004311231A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2004311231A
Application number: JP2003103861A
Authority: JP
Inventors: Kazue Kojima; 和重小島; Tetsuya Kato; 哲弥加藤; Koji Idogaki; 孝治井戸垣
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】異なるピーク波長を有する複数の発光層からの混色発光を行うようにした有機ＥＬ素子において、駆動時間や電圧変化に伴う色度変化を極力抑制する。
【解決手段】陽極２０、正孔輸送層４０、発光層５０、電子輸送層６０および陰極７０を備える有機ＥＬ素子において、発光層５０は、異なるピーク波長の発光を行う発光層５１、５２、５３、５４、５５が交互に３層以上積層されたものであり、かつ、これら各々の発光層５１〜５５は、ドーパントと、ホストとしての正孔輸送性物質および電子輸送性物質とを含んでなるものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極と陰極との間に有機ＥＬ材料からなる異なるピーク波長の発光を行う複数の発光層を含む有機層を挟持してなる有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子に関し、特に、白色発光を行う有機ＥＬ素子に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は自己発光のため、視認性に優れ、かつ数Ｖ〜数十Ｖの低電圧駆動が可能なため駆動回路を含めた軽量化が可能である。そこで、有機ＥＬ素子は、薄膜型ディスプレイ、照明、バックライトとしての活用が期待されている。
【０００３】
また、有機ＥＬ素子は色バリエーションが豊富であることも特徴である。また、複数の発光色を組み合わせる混色によってさまざまな発光が可能となることも特徴である。
【０００４】
発光色の中で、特に白色発光のニーズは高い。白色発光は車載ディスプレイの主流であり、またバックライトとしても活用できる。さらに、カラーフィルタを用いて青、緑、赤の画素に分けることが可能である。
【０００５】
このような白色発光を行う有機ＥＬ素子としては、短波長発光である青色発光層と長波長発光である赤色発光層との２層を積層することにより、両発光層の混色として白色の発光を得るようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１４２１６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような発色の異なる（つまり、異なるピーク波長の）２層の発光層を積層したものにおいては、素子の駆動時間すなわち発光時間や印加電圧の変化に伴って、２つの発光層において膜質が変化したり、正孔（ホール）や電子の輸送性の度合が変化する等により、発光中心が移動し、その結果、色度変化を生じやすい。
【０００８】
特に、２つの発光層の混色として白色を得る場合、白色は他の色に比べて色度変化に敏感であるため、上記問題が顕在化する。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、異なるピーク波長を有する複数の発光層からの混色発光を行うようにした有機ＥＬ素子において、駆動時間や電圧変化に伴う色度変化を極力抑制できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討を行い、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような推定メカニズムを考えた。
【００１１】
まず、従来の２層の発光層によって混色を得る場合について図３（ａ）に示す。図３（ａ）において、正孔輸送層Ｈ１と電子輸送層Ｅ１との間に二つの発光層ＡとＢが積層されている場合を考える。ここで、一方の発光層Ａを赤色側である長波長発光層Ａ、他方の発光層Ｂを青色側である短波長発光層Ｂとする。
【００１２】
そして、図３（ａ）に示すように、正孔ｈは正孔輸送層Ｈ１から長波長発光層Ａ、短波長発光層Ｂへと移動し、電子ｅは電子輸送層Ｅ１から短波長発光層Ｂ、長波長発光層Ａへと移動し、両発光層Ａ、Ｂの界面を中心とした領域すなわち発光帯域Ｒ１にて発光が行われる。
【００１３】
理想的には、この発光帯域Ｒ１にて発光すれば、両発光層Ａ、Ｂの混色として所望の色度すなわち白色発光が得られる。しかし、駆動時間や電圧変化に伴う発光中心の移動によって、発光帯域も一方の発光層の側へ片寄り、発光帯域Ｒ１からＲ２へと移動する。
【００１４】
この発光帯域の移動に伴い、例えば、図３（ａ）では、長波長発光層Ａにおける発光の割合が増加し、短波長発光層Ｂにおける発光の割合が減少する。すると、理想である白色に対して、赤色がかった発色となってしまう。
【００１５】
そこで、異なるピーク波長の発光を行う発光層を交互に積層する場合に、従来の２層発光層の構成に対して、発光層の数を増加させることを考えた。例えば、図３（ｂ）に示すように、発光層を３層構成とした場合には、次のような効果が推測される。
【００１６】
図３（ｂ）では、発光層を長波長発光層Ａ、短波長発光層Ｂ、長波長発光層Ａの３層としている。この場合、理想的な白色発光を実現する発光帯域Ｒ１から、発光帯域が移動して発光帯域Ｒ２になったとしても、図に示すように、長波長発光層Ａと短波長発光層Ｂの発光に占める割合は実質的に変化しないため、色度変化もほとんどないと考えられる。
【００１７】
そして、異なるピーク波長の発光を行う発光層を交互に積層するにあたって発光層を４層以上の積層構成とした場合にも、図３（ｂ）に示す場合と同様の考えから、発光帯域が移動したとしても、２層発光層の場合に比べて、色度変化を抑制できると考えられる。
【００１８】
しかしながら、実際には、図３（ｃ）に示すように、長波長発光層Ａと短波長発光層Ｂのホスト材料のポテンシャルエネルギー準位が一般に異なるため、発光帯域Ｒ１を十分に広げることが困難である場合が生じることがわかった。そのような場合には、発光層を３層構成とした場合でも、２層発光層の場合と同様な現象が生じ、色度変化の抑制効果が十分でなくなってしまう。
【００１９】
このような問題の発生原因としては、従来の２層構成の発光層の例をみてみると次のような理由が考えられる。従来の２層発光層では、正孔輸送層側の発光層はそのホストが正孔輸送性物質であり、電子輸送層側の発光層はそのホストが電子輸送性物質である。
【００２０】
このようなホストの構成では、積層された各発光層は、正孔が移動しやすい発光層と電子が移動しやすい発光層とに分けられた形となる。そのため、上記図３（ａ）に示したように、エネルギーギャップを有する両発光層の界面付近にて正孔と電子とが再結合し、両発光層が発光する形となっている。
【００２１】
このような２層発光層における発光形態を考えると、３層構成の発光層においても同様の現象が起こると考えられる。つまり、ある発光層と他の発光層との間では正孔や電子の移動が不十分となり、３層の発光層のうち、ある２層の界面にて発光が生じやすくなることが考えられる。そのため、上記図３（ｂ）に示したような３層に渡る広い発光帯域Ｒ１の実現が困難になると考えられる。
【００２２】
そこで、本発明者らは、３層以上の発光層とした場合において、各発光層の間でエネルギーギャップが存在したとしても、正孔や電子がすべての各発光層間を移動しやすくすればよいのではないかと考えた。
【００２３】
そして、積層するすべての発光層において、ホストとして正孔輸送性物質と電子輸送性物質との混合物を用いれば、各発光層において、正孔輸送機能および電子輸送機能が十分に発揮されると考え、実験検討を行った。本発明は、この検討結果に基づいて創出されたものである。
【００２４】
すなわち、請求項１に記載の発明では、陽極（２０）、正孔輸送層（４０）、発光層（５０）、電子輸送層（６０）および陰極（７０）を備える有機ＥＬ素子において、前記発光層（５０）は、異なるピーク波長の発光を行う発光層（５１、５２、５３、５４、５５）が交互に３層以上積層されたものであり、かつ、これら積層された各々の発光層は、ドーパントと、ホストとしての正孔輸送性物質および電子輸送性物質とを含んでなるものであることを特徴とする。
【００２５】
本発明は、実験的に見出されたものであり、発光層（５０）を、異なるピーク波長の発光を行う発光層（５１、５２、５３、５４、５５）が交互に３層以上積層されたものとした場合に、各々の発光層を、ドーパントと、ホストとしての正孔輸送性物質および電子輸送性物質とを含んでなるものとすれば、従来に比べて駆動時間や電圧変化に伴う色度変化を極力抑制することができる。
【００２６】
ここで、請求項２に記載の発明のように、前記積層された各々の発光層（５１〜５５）のすべてにおいて、ホストが同じ物質からなることが好ましい。
【００２７】
それによれば、各発光層（５１〜５５）のエネルギー準位を同程度にすることができ、各発光層（５１〜５５）の間のエネルギーギャップを極力小さくできるので、発光帯域をより広いものとできる。
【００２８】
また、請求項３に記載の発明のように、前記発光層（５０）は、前記積層された各々の発光層（５１〜５５）の発光の混色として白色の発光を行うものにできる。
【００２９】
また、請求項４に記載の発明では、前記発光層（５０）中の前記正孔輸送性物質が、前記正孔輸送層（４０）中の物質と同じであることを特徴とする。
【００３０】
それによれば、発光層（５０）中の正孔輸送性物質が正孔輸送層（４０）中の物質と同じであるため、正孔輸送層（４０）から発光層（５０）への正孔の注入を容易にしてその効率を向上させることができるとともに、材料を兼用することでコスト低減を図ることができる。
【００３１】
さらに、請求項５に記載の発明では、前記発光層（５０）中の前記電子輸送性物質が、前記電子輸送層（６０）中の物質と同じであることを特徴とする。
【００３２】
それによれば、発光層（５０）中の電子輸送性物質が電子輸送層（６０）中の物質と同じであるため、電子輸送層（６０）から発光層（５０）への電子の注入を容易にしてその効率を向上させることができるとともに、材料を兼用することでコスト低減を図ることができる。
【００３３】
請求項６に記載の発明では、前記発光層（５０）中の前記正孔輸送性物質が前記正孔輸送層（４０）中の物質と同じであり、且つ、前記発光層中の前記電子輸送性物質が前記電子輸送層（６０）中の物質と同じであることを特徴とする。
【００３４】
それによれば、上記請求項４および請求項５に記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００３５】
また、請求項７に記載の発明では、前記積層された各々の発光層（５１〜５５）のホストにおいて、前記正孔輸送性物質の割合が１重量％〜３０重量％であることを特徴とする。また、請求項８に記載の発明では、前記積層された各々の発光層（５１〜５５）のホストにおいて、前記電子輸送性物質の割合が９９重量％〜７０重量％であることを特徴とする。
【００３６】
これら請求項７および請求項８に記載の発明は、積層された各発光層（５１〜５５）のホストにおいて、正孔輸送性物質の割合及び電子輸送性物質の割合を限定したものである。これにより、移動度の高い正孔と移動度の低い電子との発光層（５０）中におけるバランスをとり、効率の向上及び耐久性の向上を図ることができる。
【００３７】
請求項９に記載の発明では、前記発光層（５０）中の前記正孔輸送性物質および前記電子輸送性物質のガラス転移温度が、１２０℃以上であることを特徴とする。
【００３８】
それによれば、発光層（５０）中の正孔輸送性物質と電子輸送性物質のガラス転移温度が１２０℃以上であるため、高温での耐久性向上のためには好ましい。
【００３９】
ところで、陽極（２０）と正孔輸送層（４０）との間に正孔注入層（３０）を設ける場合、銅フタロシアニン（以下、「ＣｕＰｃ」と略記する）からなるものが好ましい。このＣｕＰｃは分子内の分極が大きいため、陽極（２０）との密着性が高いためである。
【００４０】
高温下での安定性を向上させるには、陽極（２０）との界面の密着性を向上させることは重要である。そこで、陽極（２０）と接する正孔注入層（３０）としては、形態変化の小さいポルフィリン系化合物層を設けることが好ましい。
【００４１】
本発明者らは、陽極（２０）と接する正孔注入層（３０）としてポルフィリン系化合物であるＣｕＰｃを採用した場合について、そのＣｕＰｃ膜の結晶状態の変化に着目した。
【００４２】
その結果、高温環境下の放置前後で、このＣｕＰｃ膜の結晶状態が大きく異なることを見出した。このＣｕＰｃ膜の結晶状態の変化について、具体的に調べた結果を示す。
【００４３】
この結晶状態における変化の確認は効率良く行うため、放置環境温度を１２０℃と高くして加速し、放置時間は２時間で評価することとした。以下、この条件における放置を加速高温放置という。
【００４４】
ガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウム−スズの酸化物）からなる陽極を形成し、アルゴンと酸素混合のプラズマによる表面処理を陽極表面に施した後、陽極上にＣｕＰｃを成膜した。この場合におけるＣｕＰｃ膜の結晶の状態を、上記加速高温放置の前と後でＸ線回折によって分析した結果を図２に示す。
【００４５】
図２に示すように、回折ピークにおいて、２θ＝６．６８°に発生しているピークがＣｕＰｃの結晶構造に由来している。図２では、このピークにおいて実線で図示するものが加速高温放置の前のピークすなわち初期のピークであり、破線で図示するものが加速高温放置の後のピークすなわち１２０℃、２時間放置後のピークである。
【００４６】
そして、このピーク値の積分値が大きい、すなわちピーク値が高いほど、ＣｕＰｃ膜の結晶性が高いことを示している。図２では、１２０℃、２時間の加速高温放置によって、当該ピーク値（積分値）が加速高温放置前の１．５倍に変化している。
【００４７】
このことから、本発明者らは、結晶性正孔注入層であるＣｕＰｃ膜上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極等が成膜された後、つまり、発光素子形態になってから、ＣｕＰｃ膜がこのような結晶状態の変化を起こすことが、ＣｕＰｃ膜の密着性の低下を引き起こす原因であると考えた。
【００４８】
つまり、ＣｕＰｃ膜の結晶性ができるだけ高くなるように成膜すれば、ＣｕＰｃ膜の密着性、特に、陽極との界面の密着性を向上させることができると考えた。
【００４９】
そして、鋭意検討の結果、請求項１０に記載の発明のように、前記陽極（２０）と前記正孔輸送層（４０）との間に、ＣｕＰｃからなる正孔注入層（３０）を設けた場合、ＣｕＰｃのＸ線回折法により現れる回折ピークの値において、有機ＥＬ素子の使用温度内の加熱による回折ピークの変化量が、前記加熱前の回折ピークの±２５％以内となっているものであれば、よいことがわかった。
【００５０】
このように、正孔注入層（３０）としてのＣｕＰｃ膜の高温環境下における結晶状態の変化を小さくすれば、ＣｕＰｃ膜の密着性を向上できる。その結果、高温での耐久性向上に有利となる。また、温度変化により生じるＣｕＰｃ膜の凹凸を極力低減し、ショートやリークの発生を抑制できる。
【００５１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本実施形態における有機ＥＬ素子は、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および陰極を備えるものであり、必要に応じて、陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を設けたり、電子輸送層と陰極との間に電子注入層を設けてもよい。
【００５３】
ここで、発光層は、異なるピーク波長の発光を行う発光層が交互に３層以上積層されたものであり、かつ、これら各々の発光層は、ドーパントとホストとしての正孔輸送性物質および電子輸送性物質とを含んでなるものである。
【００５４】
なお、異なるピーク波長の発光を行う発光層が交互に３層以上積層されたものとは、比較的長いピーク波長の発光を行う発光層と比較的短いピーク波長の発光を行う発光層とが交互に３層以上積層されたものである。つまり、長波長発光層と短波長発光層とが交互に３層以上積層されたものである。
【００５５】
また、正孔輸送性物質とは、所定の電界下で電子の移動度よりも正孔の移動度の方が大きいものをいい、電子輸送性物質とは、所定の電界下で正孔の移動度よりも電子の移動度の方が大きいものをいう。
【００５６】
この有機ＥＬ素子の基本動作は、周知のとおり、本質的に、電子及び正孔を電極から注入する過程と、電子及び正孔が固体中を移動する過程と、電子及び正孔が再結合し、一重項又は三重項励起子を生成する過程と、その励起子が発光する過程とからなる。
【００５７】
本実施形態の有機ＥＬ素子につき、さらに説明する。図１は本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子Ｓ１の概略断面構成を示す図である。
【００５８】
図１中、１０は基板であり、通常、ソーダガラス、バリウムシリケートガラス、アルミノシリケートガラスなどのガラスか、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのプラスチック、石英、陶器などのセラミックをはじめとする汎用の基板材料を板状、シート状又はフィルム状に形成して用いられ、必要に応じて、これらは適宜積層して用いられる。
【００５９】
望ましい基板材料は透明なガラス及びプラスチックであり、シリコンなどの不透明なセラミックは、透明な電極と組合せて用いられる。発光の色度を調節する必要があるときには、基板１０の適所に、例えば、フィルター膜、色度変換膜、誘電体反射膜などの色度調節手段を設ける。
【００６０】
２０は陽極であり、電気的に低抵抗率であって、しかも、全可視領域にわたって光透過率の大きい金属若しくは電導性化合物の１または複数を、例えば、真空蒸着、スパッタリング、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層エピタクシー（ＡＬＥ）、塗布、浸漬などの方法により、基板１０の一側に密着させてなる。
【００６１】
ここで、陽極２０は、この陽極２０における抵抗率が１ｋΩ／□以下、望ましくは、５〜５０Ω／□になるように、厚さ１０〜１０００ｎｍ、望ましくは、５０〜５００ｎｍの単層または多層に成膜することによって形成される。
【００６２】
陽極２０における電導性材料としては、例えば、金、白金、銀、銅、コバルト、ニッケル、パラジウム、バナジウム、タングステン、アルミニウムなどの金属、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫と酸化インジウムとの混合系（以下、「ＩＴＯ」と略記する）などの金属酸化物、さらには、アニリン、チオフェン、ピロールなどを反復単位とする電導性オリゴマー及び電導性ポリマーが挙げられる。
【００６３】
このうち、ＩＴＯは、低抵抗率のものが容易に得られるうえに、酸などを用いてエッチングすることにより、微細パターンを容易に形成できる特徴がある。
【００６４】
３０は正孔注入層であり、通常、陽極２０におけると同様の方法により、陽極２０に密着させて、正孔注入性物質を厚さ１〜１００ｎｍに成膜することによって形成される。
【００６５】
正孔注入性物質としては、陽極２０からの正孔注入と輸送を容易ならしめるべく、イオン化電位が小さく、かつ、例えば、１０^４〜１０^６Ｖ／ｃｍの電界下において、少なくとも、１０^−６ｃｍ^２／Ｖ・秒の正孔移動度を発揮するものが望ましい。個々の正孔注入性物質としては、有機ＥＬ素子において汎用される、例えば、フタロシアニン誘導体、特に銅フタロシアニンが最も好ましい。
【００６６】
４０は正孔輸送層であり、通常、陽極２０におけると同様の方法により、正孔注入層３０に密着させて、正孔輸送性物質を厚さ１〜１００ｎｍに成膜することによって形成される。
【００６７】
個々の正孔輸送性物質としては、有機ＥＬ素子において汎用される、例えば、アリールアミン誘導体、イミダゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、スチルベン誘導体、テトラアリールエテン誘導体、トリアリールアミン誘導体、トリアリールエテン誘導体、トリアリールメタン誘導体、フタロシアニン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニルアントラセン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体などが挙げられ、必要に応じて、これらは適宜組合せて用いられる。
【００６８】
また、分子内の分極が大きく、陽極２０すなわちＩＴＯ等との密着性が高い化合物は、正孔注入性物質あるいは、正孔注入／輸送層性物質としても用いることができる。
【００６９】
５０は発光層であり、本例では、異なるピーク波長の発光を行う発光層５１、５２、５３、５４、５５が交互に５層積層されたものである。そして、積層された各々の発光層５１〜５５は、ドーパントと、ホストとしての正孔輸送性物質および電子輸送性物質からなる混合物とを含んでなるものである。
【００７０】
発光層５０は、通常、陽極２０におけると同様の方法により、正孔輸送層４０に密着させて、発光層１層の厚さをそれぞれ１ｎｍ〜１００ｎｍに成膜することによって形成される。
【００７１】
具体的には、各発光層５１〜５５は、共蒸着法により形成されるものであり、実際には、各発光層５１〜５５の界面では、隣り合う発光層５１〜５５の材料同士が混合された層を形成している場合もある。
【００７２】
ここで、各発光層５１〜５５におけるドーパントとしては、有機ＥＬ素子において汎用される蛍光色素材料を用いることができる。そのような蛍光色素材料としては、例えば、青色系の発光を行うペリレン、黄色系の発光を行うルブレン、緑色系の発光を行うクマリン等が挙げられる。
【００７３】
また、各発光層５１〜５５におけるホストの正孔輸送性物質としては、上記正孔輸送層４０に用いられる正孔輸送性物質から選択された物質を用いることができる。また、各発光層５１〜５５におけるホストの電子輸送性物質としては、後述の電子輸送層６０に用いられる電子輸送性物質から選択された物質を用いることができる。
【００７４】
このようなホストの正孔輸送性物質としては、例えば、トリフェニルアミン４量体等が挙げられ、ホストの電子輸送性物質としては、例えば、トリピレニルアダマンタン、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（以下、「Ａｌｑ３」という）等が挙げられる。
【００７５】
また、発光層５０においては、積層された各々の発光層５１〜５５のすべてにおいて、ホストが同じ物質からなることが好ましい。例えば、５層の発光層５１〜５５のすべてにおいて、ホストがトリフェニルアミン４量体とトリピレニルアダマンタンとの混合物からなるようにすることが好ましい。
【００７６】
また、発光層５０のホストとしての正孔輸送性物質が、正孔輸送層４０中の物質と同じであることが好ましい。そのようにすれば、正孔輸送層４０から発光層５０への正孔の注入を容易にしてその効率を向上させることができるとともに、材料を兼用することで有機ＥＬ素子のコスト低減を図ることができる。
【００７７】
また、発光層５０のホストとしての電子輸送性物質が、発光層５０の上に位置する電子輸送層６０中の物質と同じであることが好ましい。そのようにすれば、電子輸送層６０から発光層５０への電子の注入を容易にしてその効率を向上させることができるとともに、材料を兼用することで有機ＥＬ素子のコスト低減を図ることができる。
【００７８】
また、発光層５０において、積層された各発光層５１〜５５のホストにおける正孔輸送性物質と電子輸送性物質の割合は、ホストからの発光が生じない限り特に限定されないが、混合物の状態で所期の機能を有効に作用するのに好ましい割合は、正孔輸送性物質が１重量％〜９０重量％、電子輸送性物質が９９重量％〜１０重量％であり、さらに望ましくは，正孔輸送性物質が１重量％〜３０重量％、電子輸送性物質が９９重量％〜７０重量％である。
【００７９】
この割合は、移動度の高い正孔と移動度の低い電子との発光層５０中におけるバランスをとったもので、この割合を外れると混合ホストとしての機能が有効に作用しない場合が生じ、ホスト材料からの発光が観測され、輝度寿命の低下が大きくなる。
【００８０】
また、発光層５０において、積層された各発光層５１〜５５におけるドーパントは、ホスト材料全体に対して、０．０５〜５０重量％、望ましくは、０．１〜３０重量％の割合とすることができる。
【００８１】
また、高温での耐久性向上のためには、発光層５０中の正孔輸送性物質および電子輸送性物質のガラス転移温度が、１２０℃以上であることが好ましい。
【００８２】
次に、図１において、発光層５０の上に位置する上記電子輸送層６０は、通常、陽極２０におけると同様の方法により、発光層５０に密着させて、電子親和力の大きい有機化合物を１つまたは複数を厚さ１０〜１００ｎｍに成膜することによって形成される。
【００８３】
複数の電子輸送性物質を用いる場合には、その複数の電子輸送性物質を均一に混合して単層に形成しても、混合することなく、電子輸送性物質ごとに隣接する複数の層に形成してもよい。
【００８４】
好ましい電子輸送性物質はキノリノール金属錯体、ベンゾキノン、アントラキノン、フルオレノンなどの環状ケトン又はその誘導体、シラザン誘導体であり、この中でもキノリノール金属錯体が最も好ましい。
【００８５】
ここでいうキノリノール金属錯体とは、分子内にピリジン残基とヒドロキシ基とを有する、例えば、８−キノリノール類、ベンゾキノリン−１０−オール類などの配位子としてのキノリノール類と、そのピリジン残基における窒素原子から電子対の供与を受けて配位子と配位結合を形成する、中心原子としての、例えば、リチウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウムなどの周期律表における第１族、第２族、第１２族又は第１３族に属する金属若しくはその酸化物からなる錯体一般を意味する。
【００８６】
配位子が８−キノリノール類又はベンゾキノリン−１０−オールのいずれかである場合、それらは置換基を１又は複数有していてもよく、ヒドロキシ基が結合する８位または１０位の炭素以外の炭素へ、例えば、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲン基、メチル基、トリフルオロメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基などの脂肪族炭化水素基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのエーテル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基、メトキシカルボニル基、トリフルオロメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基などのエステル基、さらには、シアノ基、ニトロ基、スルホ基などの置換基が１つまたは複数結合することを妨げない。キノリノール金属錯体が分子内に２以上の配位子を有する場合、それらの配位子は互いに同じものであっても異なるものであってもよい。
【００８７】
具体的なキノリノール金属錯体としては、例えば、上記Ａｌｑ３、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−ブロモ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−スルホニル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−プロピル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシドなどのアルミニウム錯体が挙げられる。
【００８８】
また、亜鉛錯体としては、例えば、ビス（８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−メチル−５−クロロ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（５，７−ジクロロ−８−キノリノラート）亜鉛などが挙げられる。
【００８９】
さらに、ベリリウム錯体としては、例えば、ビス（８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２−メチル−５−クロロ−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（５，７−ジクロロ−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウムなどが挙げられる。
【００９０】
上記以外のキノリノール金属錯体としては、例えば、ビス（８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（２−メチル−５−クロロ−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（５，７−ジクロロ−８−キノリノラート）マグネシウムなどのマグネシウム錯体、トリス（８−キノリノラート）インジウムなどのインジウム錯体、トリス（５−クロロ−８−キノリノラート）ガリウムなどのガリウム錯体、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）カルシウムなどのカルシウム錯体などが挙げられる。なお、上記したキノリノール金属錯体は、必要に応じて、適宜組合せて用いられる。
【００９１】
また、上記した電子輸送性物質は単なる例示であって、本実施形態で用いる電子輸送性物質は決してこれらに限定されてはならない。
【００９２】
また、図１において、７０は陰極であり、通常、電子輸送層６０に密着させて、電子輸送層６０において用いられる化合物より仕事関数の低い（通常、５ｅＶ以下）、例えば、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、リチウム、銀、銅、アルミニウム、インジウムなどの金属若しくは金属酸化物又は電導性化合物を単独または組合せて蒸着することによって形成する。
【００９３】
陰極７０の厚みについては特に制限がなく、電導性、製造コスト、素子全体の厚み、光透過性などを勘案しながら、通常、抵抗率が１ｋΩ／□以下になるように、厚さ１０ｎｍ以上、望ましくは、５０〜５００ｎｍに設定される。
【００９４】
なお、電子の陰極７０から電子輸送層６０への移動を容易ならしめるために、陽極２０における同様の方法により、陰極７０における電子輸送層６０へ接する側に、例えば、弗化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウムなどのアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物による厚さ０．１〜２ｎｍの薄膜を形成してもよい。
【００９５】
また、陰極７０と、有機化合物を含有する電子輸送層６０との間の密着性を高めるために、必要に応じて、例えば、芳香族ジアミン化合物、キナクリドン化合物、ナフタセン化合物、有機シリコン化合物又は有機燐化合物を含んでなる界面層を設けてもよい。
【００９６】
このように、本実施形態の有機ＥＬ素子Ｓ１は、基板１０上に、陽極２０、正孔輸送層４０、発光層５０、電子輸送層６０、陰極７０、さらに、必要に応じて、正孔注入層３０を隣接する層と互いに密着させながら一体に形成することにより得ることができる。
【００９７】
各層を形成するにあたっては、有機化合物の酸化や分解、さらには、酸素や水分の吸着などを最小限に抑えるべく、高真空下、詳細には、１０^−５Ｔｏｒｒ以下で一貫作業するのが望ましい。
【００９８】
また、発光層５０において、積層される各々の発光層５１〜５６を形成するにあたっては、あらかじめ、ホストとドーパントとを所定の割合で混合しておくか、あるいは、真空蒸着における両者の加熱速度を互いに独立して制御することによって、発光層５０における両者の配合比を調節する。
【００９９】
かくして形成された有機ＥＬ素子Ｓ１は、使用環境における劣化を最小限に抑えるべく、素子の一部又は全体を、例えば、不活性ガス雰囲気下で封止ガラスや金属キャップにより封止するか、あるいは、紫外線硬化樹脂などによる保護層で覆うのが望ましい。
【０１００】
本実施形態の有機ＥＬ素子Ｓ１の使用方法について説明すると、この有機ＥＬ素子Ｓ１は、用途に応じて、比較的高電圧のパルス性電圧を間欠的に印加するか、あるいは、比較的低電圧の直流電圧（通常、３〜５０Ｖ）を連続的に印加して駆動する。
【０１０１】
この有機ＥＬ素子Ｓ１は、陽極２０の電位が陰極７０の電位より高いときにのみ発光する。したがって、この有機ＥＬ素子Ｓ１へ印加する電圧は直流であっても交流であってもよく、印加する電圧の波形、周期も適宜のものとすればよい。
【０１０２】
交流を印加すると、この有機ＥＬ素子Ｓ１は、原理上、印加する交流の波形および周期に応じて輝度が増減したり点滅を繰返す。図１に示す有機ＥＬ素子Ｓ１の場合、陽極２０と陰極７０との間に電圧を印加すると、陽極２０から注入された正孔が正孔注入層３０、正孔輸送層４０を経て発光層５０へ、また、陰極７０から注入された電子が電子輸送層６０を経て発光層５０へそれぞれ到達する。
【０１０３】
その結果、発光層５０において、正孔と電子の再結合が起こり、それにより生じた励起状態のドーパントから目的とする色の発光が陽極２０および基板１０を透過して放出されることとなる。本例では、５層の発光層５１〜５５の混色としての発光が行われる。
【０１０４】
ところで、本実施形態では、発光層５０を、異なるピーク波長の発光を行う発光層５１、５２、５３、５４、５５が交互に３層以上（本例では５層）積層されたものとした場合に、各々の発光層５１〜５５を、ドーパントと、ホストとしての正孔輸送性物質および電子輸送性物質とを含んでなるものとしている。
【０１０５】
それによれば、３層以上の発光層とした場合において、積層するすべての発光層５１〜５５において、ホストとして正孔輸送性物質と電子輸送性物質との混合物を用いることで、各発光層５１〜５５において、正孔輸送機能および電子輸送機能が十分に発揮される。
【０１０６】
そのため、各発光層５１〜５５の間でエネルギーギャップが存在したとしても、正孔や電子がすべての各発光層５１〜５５間を移動しやすくすることができ、従来に比べて駆動時間や電圧変化に伴う色度変化を極力抑制することができる。
【０１０７】
また、本実施形態の好ましい形態では、積層された各々の発光層５１〜５５のすべてにおいて、ホストが同じ物質からなるものとしている。それによれば、各発光層５１〜５５のエネルギー準位を同程度にすることができ、各発光層５１〜５５の間のエネルギーギャップを極力小さくできるので、発光帯域をより広いものとできる。
【０１０８】
また、本実施形態では、発光層５０として、ホスト材料からの発光を抑えるために、ホスト材料は正孔輸送性物質と電子輸送性物質とからなる混合層が用いられていることで、次のような効果も奏する。
【０１０９】
すなわち、正孔は正孔輸送性物質によりドーパントへ運ばれ、また電子は電子輸送性物質によりドーパントへ運ばれる。そのため、ホスト材料中の正孔輸送性物質と電子輸送性物質中へ同時に正孔と電子が注入されることが抑えられ、ホストに由来する発光が抑制され、その劣化抑制・耐久性向上が図れる。
【０１１０】
このように、本実施形態の有機ＥＬ素子Ｓ１は、耐久性に優れているうえに、発光効率が高く、その結果として、輝度が大きいので、発光体や、情報を視覚的に表示する情報表示機器において多種多様の用途を有する。
【０１１１】
この有機ＥＬ素子Ｓ１を光源とする発光体は、消費電力が小さいうえに、軽量なパネル状に構成することができるので、一般照明の光源に加えて、例えば、液晶素子、複写装置、印字装置、電子写真装置、コンピューター及びその応用機器、工業制御機器、電子計測器、分析機器、計器一般、通信機器、医療用電子計測機器、自動車を含む車輌、船舶、航空機、宇宙船などに搭載する機器、航空機の管制機器、インテリア、看板、標識などにおける省エネルギーにして省スペースな光源として有用である。
【０１１２】
また、この有機ＥＬ素子Ｓ１を、例えば、コンピューター、テレビジョン、ビデオ、ゲーム、時計、電話、カーナビゲーション、車載用マルチメーター、オシロスコープ、レーダー、ソナーなどの情報表示機器に用いる場合には、単独で用いるか、あるいは、緑色域、青色域、及び赤色域で発光する有機ＥＬ素子の組合せとしてフルカラー用のディスプレイなどに使用できる。
【０１１３】
この中でも、特に耐久性が要求される車載用途のディスプレイに使用した場合が最も本実施形態の有機ＥＬ素子Ｓ１の特徴を生かすことができる。駆動方式としては、汎用の単純マトリックス方式やアクティブマトリックス方式を適用できる。
【０１１４】
また、本実施形態の有機ＥＬ素子Ｓ１を自動車や車輌に搭載して使用する場合、高温環境（例えば７０〜８０℃程度）となることは避けられない。有機層のうちアモルファス性の有機層はガラス転移温度（Ｔｇ）以上になると結晶化して膜表面の凹凸が増大し、電流のリークが生じやすくなる。そこで、車載用とする場合には、素子における有機層全てのＴｇが１２０℃以上であることが好ましい。
【０１１５】
また、本実施形態の有機ＥＬ素子Ｓ１を、例えば、車載用のディスプレイ等に採用した場合においては、その使用温度は−４０℃〜１２０℃程度のものである。
【０１１６】
このような使用温度において、高温環境下での安定性を向上させるには、正孔注入層３０の密着性、特に、陽極２０との界面の密着性を向上させる必要がある。これは、両者の線膨張係数の差が大きいためと考えられる。
【０１１７】
そこで、陽極２０と接する正孔注入層３０としては、形態変化の小さいポルフィリン系化合物層を設けることが好ましい。
【０１１８】
具体的には、ポルフィリン系化合物としてＣｕＰｃを用いた場合、ＣｕＰｃのＸ線回折法により現れる回折ピークの値において、有機ＥＬ素子Ｓ１の使用温度内の加熱による回折ピーク変化量が、加熱前の回折ピークの±２５％以内になっているものが好ましい。使用温度は、本例では−４０〜１２０℃である。
【０１１９】
ここで、ＣｕＰｃの回折ピークはＣｕＰｃの結晶性を示すもので、ＣｕＰｃからなる正孔注入層３０すなわちＣｕＰｃ膜３０をＸ線回折法により測定したとき、基板１０と平行なＣｕＰｃ膜３０の（２００）面の回折ピークである。具体的には、上記図２に示した２θ＝６．６８°に発生しているピークに相当するものであり、これを、以下、ＣｕＰｃ結晶性ピークという。
【０１２０】
そして、本実施形態では、このＣｕＰｃ結晶性ピーク（２θ＝６．６８°）の値つまりピークの積分値において、有機ＥＬ素子Ｓ１の使用温度（−４０℃〜１２０℃）内の加熱による当該ＣｕＰｃ結晶性ピークの変化量が、加熱前の当該ＣｕＰｃ結晶性ピークの値の±２５％以内とすることが好ましい。
【０１２１】
このＣｕＰｃ結晶性ピークの値の加熱前後における変化量を±２５％以内に小さく抑えることにより、ＣｕＰｃ膜の密着性を向上させることができる。そして、高温環境下で使用しても、ショートやリークが発生しない程度にまで、有機材料の結晶状態の変化を小さくすることができる。
【０１２２】
ちなみに、上記図２に示したデータでは、加熱前のＣｕＰｃ結晶性ピークの値に比べ、加熱後のＣｕＰｃ結晶性ピークの値は１．５倍と大きく変化しており、ショートおよびリークが発生しやすくなっている。
【０１２３】
このような、ＣｕＰｃ結晶性ピークの値の加熱前後における変化量を±２５％以内に小さく抑えたＣｕＰｃ膜３０は、例えば、下地である陽極２０の表面を１５０℃で紫外線オゾン処理し、続いて、５２０℃の材料加熱温度にてＣｕＰｃを蒸着して成膜することにより実現可能である。
【０１２４】
そして、本実施形態において、このようなＣｕＰｃ膜３０とすれば、正孔注入層３０の密着性を向上させ、より高温環境に適した有機ＥＬ素子Ｓ１を提供することができる。
【０１２５】
また、上述したように、素子を形成した後、高温環境下において、正孔注入層３０の結晶性が変化しがたい特性を有することが重要である。そのため、図１において、陽極２０の直上の結晶性材料を結晶性が高い安定した膜に成膜するためには、陽極２０の表面粗度が重要となる。つまり、より平坦な方が結晶性の高い安定した膜が形成できる。
【０１２６】
本実施形態では、陽極２０としてＩＴＯを使用した場合、具体的には、その平均表面粗さＲａが２ｎｍ以下であり、１０点平均表面粗さＲｚが２０ｎｍ以下であることが望ましい。図１の実施形態において、例えば、ガラス基板１０上に形成した陽極２０としてのＩＴＯの表面を研磨してＲａを約１ｎｍ以下、Ｒｚを約１０ｎｍとすることができる。
【０１２７】
次に、本実施形態について、限定するものではないが、以下の実施例および比較例を参照して、より具体的に述べる。
【０１２８】
【実施例】
（実施例１）
ガラス基板１０上に１５０ｎｍの厚さのＩＴＯである陽極２０をスパッタリング法により形成した。パターニング後、ＩＴＯ表面を研磨し、表面を平坦にする。具体的には、その平均表面粗さＲａが２ｎｍ以下であり、１０点平均表面粗さＲｚが２０ｎｍ以下であることが望ましい。本例では、ＩＴＯの表面を研磨してＲａを約１ｎｍ以下、Ｒｚを約１０ｎｍとしたものを使用した。
【０１２９】
その陽極２０の上に正孔注入層３０として、ＣｕＰＣ（銅フタロシアニン）を真空蒸着法により１５ｎｍ形成した。さらに正孔輸送層４０としてトリフェニルアミン４量体を真空蒸着法により４０ｎｍ形成するした。
【０１３０】
そして、本例では、発光層５０として、異なるピーク波長の発光を行う発光層が交互に３層積層されたものとした。ここで、各発光層のホストはいずれも、正孔輸送性物質であるトリフェニルアミン４量体と電子輸送性物質であるトリピレニルアダマンタンとの混合物とした。
【０１３１】
すなわち、まず、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体２４重量％およびトリピレニルアダマンタン７４重量％の混合物とドーパントとしてのペリレン２重量％とからなる短波長発光層５１を１０ｎｍ形成し、そして、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体２３重量％およびトリピレニルアダマンタン７２重量％の混合物とドーパントとしてのルブレン５重量％とからなる長波長発光層５２を２０ｎｍ形成し、最後に、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体２４重量％およびトリピレニルアダマンタン７４重量％の混合物とドーパントとしてのペリレン２重量％とからなる短波長発光層５３を１０ｎｍ形成した。
【０１３２】
このように、本例では、正孔輸送層４０の上に、短波長発光層５１、長波長発光層５２、短波長発光層５３の３層が積層されてなる発光層５０を形成した。
【０１３３】
さらに、電子輸送層６０としてＡｌｑ３を２０ｎｍ形成した。これら有機層を形成した後、陰極７０としてＬｉＦを０．５ｎｍ成膜し、その上にＡｌを１００ｎｍ成膜した。
【０１３４】
こうして、白色発光素子としての有機ＥＬ素子を得た。本例では、積層された３層の発光層５１〜５３においてペリレンによる青色発光とルブレンによる黄色発光が行われ、これらの混色として白色発光を行う。この素子について、国際照明委員会（ＣＩＥ）による色度座標における色度は、（０．３２、０．３４）であった。
【０１３５】
この素子を８５℃、４００Ｃｄ／ｍ^２で１／６４デューティ駆動で発光し続けた時の輝度半減寿命は、１３００時間であった。さらに、輝度半減時の色度は（０．３３、０．３５）であり、色度変化は非常に小さかった。
【０１３６】
（実施例２）
本例では、発光層５０として、異なるピーク波長の発光を行う発光層が交互に５層積層されたものとした。ここで、各発光層５１〜５５のホストはいずれも、正孔輸送性物質であるトリフェニルアミン４量体と電子輸送性物質であるトリピレニルアダマンタンとの混合物とした。
【０１３７】
すなわち、まず、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体２４重量％およびトリピレニルアダマンタン７４重量％の混合物とドーパントとしてのペリレン２重量％とからなる短波長発光層５１を５ｎｍ形成し、そして、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体２３重量％およびトリピレニルアダマンタン７２重量％の混合物とドーパントとしてのルブレン５重量％とからなる長波長発光層５２を１０ｎｍ形成し、さらに、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体２４重量％およびトリピレニルアダマンタン７４重量％の混合物とドーパントとしてのペリレン２重量％とからなる短波長発光層５３を５ｎｍ形成し、そして、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体２３重量％およびトリピレニルアダマンタン７２重量％の混合物とドーパントとしてのルブレン５重量％とからなる長波長発光層５４を１０ｎｍ形成し、最後に、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体２４重量％およびトリピレニルアダマンタン７４重量％の混合物とドーパントとしてのペリレン２重量％とからなる短波長発光層５５を５ｎｍ形成した。
【０１３８】
この発光層５０以外は上記実施例１と同様に素子を作製し、白色発光素子としての有機ＥＬ素子を得た。本例では、積層された５層の発光層５１〜５５においてペリレンによる青色発光とルブレンによる黄色発光が行われ、これらの混色として白色発光を行う。この素子について、国際照明委員会（ＣＩＥ）による色度座標における色度は、（０．３１、０．３３）であった。
【０１３９】
この素子を８５℃、４００Ｃｄ／ｍ^２で１／６４デューティ駆動で発光し続けた時の輝度半減寿命は、１５００時間であった。さらに、輝度半減時の色度は（０．３２、０．３４）であり、色度変化は非常に小さかった。
【０１４０】
（比較例１）
発光層５０として、まず、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体９５重量％とドーパントとしてのルブレン５重量％とからなる長波長発光層を５ｎｍ形成し、そして、ホストとしてのトリピレニルアダマンタン９８重量％とドーパントとしてのペリレン２重量％とからなる長波長発光層を２０ｎｍ形成した。
【０１４１】
この発光層５０以外は上記実施例１と同様に素子を作製し、白色発光素子としての有機ＥＬ素子を得た。本例では、積層された２層の発光層においてペリレンによる青色発光とルブレンによる黄色発光が行われ、これらの混色として白色発光を行う。この素子について、国際照明委員会（ＣＩＥ）による色度座標における色度は、（０．３５、０．４２）であった。
【０１４２】
この素子を８５℃、４００Ｃｄ／ｍ^２で１／６４デューティ駆動で発光し続けた時の輝度半減寿命は、８００時間であった。さらに、輝度半減時の色度は（０．３９、０．４７）であり、色度変化は上記実施例に比べて大きかった。
【０１４３】
（比較例２）
発光層５０として、まず、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体９８重量％とドーパントとしてのペリレン２重量％とからなる短波長発光層を５ｎｍ形成し、そして、ホストとしてのトリフェニルアミン４量体９５重量％とドーパントとしてのルブレン５重量％とからなる長波長発光層を５ｎｍ形成し、最後に、ホストとしてのトリピレニルアダマンタン９８重量％とドーパントとしてのペリレン２重量％とからなる短波長発光層を１０ｎｍ形成した。
【０１４４】
この発光層以外は上記実施例１と同様に素子を作製し、白色発光素子としての有機ＥＬ素子を得た。本例では、積層された３層の発光層においてペリレンによる青色発光とルブレンによる黄色発光が行われ、これらの混色として白色発光を行う。この素子について、国際照明委員会（ＣＩＥ）による色度座標における色度は、（０．３３、０．３８）であった。
【０１４５】
この素子を８５℃、４００Ｃｄ／ｍ^２で１／６４デューティ駆動で発光し続けた時の輝度半減寿命は、８００時間であった。さらに、輝度半減時の色度は（０．３６、０．４２）であり、色度変化は上記実施例に比べて大きかった。
【０１４６】
このように、上記実施例における有機ＥＬ素子においては、比較例である従来の有機ＥＬ素子に比べて駆動時間や電圧変化に伴う色度変化を極力抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面図である。
【図２】ＣｕＰｃ膜の結晶性の状態を加速高温放置の前と後でＸ線回折によって分析した結果を示す図である。
【図３】本発明者らの推定メカニズムを示す図である。
【符号の説明】
２０…陽極、３０…正孔注入層、４０…正孔輸送層、５０…発光層、５１〜５６…積層された発光層、６０…電子輸送層、７０…陰極。

Claims

陽極（２０）、正孔輸送層（４０）、発光層（５０）、電子輸送層（６０）および陰極（７０）を備える有機ＥＬ素子において、
前記発光層（５０）は、異なるピーク波長の発光を行う発光層（５１、５２、５３、５４、５５）が交互に３層以上積層されたものであり、かつ、これら積層された各々の発光層は、ドーパントと、ホストとしての正孔輸送性物質および電子輸送性物質とを含んでなるものであることを特徴とする有機ＥＬ素子。
前記積層された各々の発光層（５１〜５５）のすべてにおいて、ホストが同じ物質からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
前記発光層（５０）は、前記積層された各々の発光層（５１〜５５）の発光の混色として白色の発光を行うもの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ＥＬ素子。
前記発光層（５０）中の前記正孔輸送性物質が、前記正孔輸送層（４０）中の物質と同じであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子。
前記発光層（５０）中の前記電子輸送性物質が、前記電子輸送層（６０）中の物質と同じであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子。
前記発光層（５０）中の前記正孔輸送性物質が前記正孔輸送層（４０）中の物質と同じであり、且つ、前記発光層中の前記電子輸送性物質が前記電子輸送層（６０）中の物質と同じであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子。
前記積層された各々の発光層（５１〜５５）のホストにおいて、前記正孔輸送性物質の割合が１重量％〜３０重量％であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子。
前記積層された各々の発光層（５１〜５５）のホストにおいて、前記電子輸送性物質の割合が９９重量％〜７０重量％であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子。
前記発光層（５０）中の前記正孔輸送性物質および前記電子輸送性物質のガラス転移温度が、１２０℃以上であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子。
前記陽極（２０）と前記正孔輸送層（４０）との間には、銅フタロシアニンからなる正孔注入層（３０）が設けられており、
前記銅フタロシアニンのＸ線回折法により現れる回折ピークの値において、前記有機ＥＬ素子の使用温度内の加熱による前記回折ピークの変化量が、前記加熱前の回折ピークの±２５％以内となっていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子。