有機(jī)電致發(fā)光元件及照明裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光元件及使用它的照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為有機(jī)電致發(fā)光元件（以下也稱作"有機(jī)EL元件"），通常已知有在透明基板的 表面依次層疊有由透明電極構(gòu)成的陽極、空穴輸送層、發(fā)光層、電子注入層、陰極的構(gòu)造。在 有機(jī)EL元件中，通過對(duì)陽極與陰極之間施加電壓，將由發(fā)光層發(fā)出的光穿過透明電極、透 明基板向外部取出。
[0003] 在有機(jī)EL元件中，在產(chǎn)生各種各樣的顏色作為發(fā)光色的情況下，進(jìn)行將波長不同 的發(fā)光材料的發(fā)光色混合的處理。特別是在得到作為照明用途而重要的顏色的發(fā)光的情況 下，例如進(jìn)行將紅色發(fā)光、綠色發(fā)光和藍(lán)色發(fā)光的三色混合的處理。作為發(fā)光材料，已知有 熒光發(fā)光材料和磷光發(fā)光材料。這里，提出了使熒光發(fā)光單元與磷光發(fā)光單元層疊的多單 元構(gòu)造的有機(jī)EL元件（例如參照日本專利第4408382號(hào)及日本專利第4797438號(hào)）。多單 元構(gòu)造的有機(jī)EL元件也稱作所謂的串列式（tandem)元件，為按每個(gè)發(fā)光單元進(jìn)行發(fā)光的 構(gòu)造，所以在能夠形成適合于各個(gè)發(fā)光單元的元件結(jié)構(gòu)這一點(diǎn)上有優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 但是，在多單元構(gòu)造的有機(jī)EL元件中，要求進(jìn)一步的發(fā)光效率的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，目的是提供一種發(fā)光效率較高的有機(jī)電致發(fā)光 元件及照明裝置。
[0006] 本發(fā)明關(guān)于有機(jī)電致發(fā)光元件。有機(jī)電致發(fā)光元件至少具備3個(gè)發(fā)光單元。多個(gè) 上述發(fā)光單元由用下述式（1)表示的加權(quán)平均發(fā)光波長^為380nm以上且小于550nm的 1個(gè)以上的短波長發(fā)光單元、和用下述式（1)表示的加權(quán)平均發(fā)光波長AsS550nm以上且 780nm以下的多個(gè)長波長發(fā)光單元構(gòu)成。上述長波長發(fā)光單元的數(shù)量比上述短波長發(fā)光單 元的數(shù)量多。
[0007][數(shù)學(xué)式1]
[0009] 在上述式中，P(A)表示各波長下的波譜強(qiáng)度。
[0010] 本發(fā)明關(guān)于照明裝置。照明裝置具備上述有機(jī)電致發(fā)光元件。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，能夠得到發(fā)光效率較高的有機(jī)電致發(fā)光元件及照明裝置。
【附圖說明】
[0012] 圖1是表示有機(jī)電致發(fā)光元件的層結(jié)構(gòu)的一例的概略剖視圖。
[0013] 圖2是表示有機(jī)電致發(fā)光元件的層結(jié)構(gòu)的一例的概略剖視圖。
[0014] 圖3是表示比較元件例的層結(jié)構(gòu)的一例的概略剖視圖。
[0015] 圖4是表示CIE1931色坐標(biāo)及該色坐標(biāo)中的元件例的發(fā)光色點(diǎn)的圖。
[0016] 圖5是表示距光反射性電極最遠(yuǎn)的發(fā)光單元的發(fā)光層中的波長As與距離dF的關(guān) 系的曲線圖。
[0017] 圖6是表示發(fā)光單元中的因子a與波長As的關(guān)系的曲線圖。
[0018] 圖7由圖7A及圖7B構(gòu)成。圖7是表示有機(jī)材料的吸收波譜的一例的曲線圖。圖 7A是整體圖，圖7B是放大圖。
[0019] 圖8由圖8A及圖8B構(gòu)成。圖8表不光射出的角度與光量分布的關(guān)系的一例。圖 8A是配光圖案的示意圖。圖8B是輻射通量比的曲線圖。
[0020] 圖9由圖9A及圖9B構(gòu)成。圖9是說明凹凸構(gòu)造的一例的說明圖。圖9A表示平 面圖，圖9B表示剖視圖。
[0021] 圖10由圖IOA及圖IOB構(gòu)成。圖10是表示凹凸構(gòu)造10的一例的平面圖。圖IOA 是四角格子的例子。圖IOB是六角格子的例子。
[0022] 圖11是表示照明裝置的一例的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 有機(jī)電致發(fā)光元件（有機(jī)EL元件）由本說明書公開。有機(jī)EL元件至少具備3個(gè) 發(fā)光單元1。多個(gè)發(fā)光單元1由用式（1)表示的加權(quán)平均發(fā)光波長AsS380nm以上且小于 550nm的1個(gè)以上的短波長發(fā)光單元1S、和用式（1)表示的加權(quán)平均發(fā)光波長A5為550nm 以上且780nm以下的多個(gè)長波長發(fā)光單兀IL構(gòu)成。長波長發(fā)光單兀IL的數(shù)量比短波長發(fā) 光單元IS的數(shù)量多。根據(jù)該有機(jī)EL元件，長波長發(fā)光單元IL形成得比短波長發(fā)光單元IS 多，從而能夠提高整體的發(fā)光效率。因此，能夠得到發(fā)光效率較高的有機(jī)EL元件。
[0024] 圖1表示有機(jī)電致發(fā)光元件（有機(jī)EL元件）的層結(jié)構(gòu)的一例。
[0025] 有機(jī)EL元件至少具備3個(gè)發(fā)光單元1。在圖1的有機(jī)EL元件中，發(fā)光單元1是3 個(gè)。當(dāng)然，發(fā)光單元1也可以是4個(gè)以上。但是，如果發(fā)光單元1的數(shù)量變多，則元件設(shè)計(jì) 有復(fù)雜化的趨向，所以從該觀點(diǎn)看，發(fā)光單元1的數(shù)量優(yōu)選的是7個(gè)以下，更優(yōu)選的是5個(gè) 以下，進(jìn)一步優(yōu)選的是4個(gè)以下，再為優(yōu)選的是3個(gè)。
[0026] 發(fā)光單元1是被陽極和陰極夾著、具有當(dāng)施加電壓時(shí)發(fā)光的功能的層疊構(gòu)造。具 有多個(gè)發(fā)光單元1的構(gòu)造被稱作多單元構(gòu)造。在多單元構(gòu)造中，在1個(gè)陽極與1個(gè)陰極之 間，電串聯(lián)連接地配置有在厚度方向上重疊的多個(gè)發(fā)光單元1。
[0027] 發(fā)光單元1具有發(fā)光層5。發(fā)光層5是包含發(fā)光材料（摻雜劑）的層。發(fā)光層5 由發(fā)光材料和容納發(fā)光材料的基質(zhì)材料構(gòu)成。在1個(gè)發(fā)光單元1中，發(fā)光層5既可以為單 層構(gòu)造，也可以為多層構(gòu)造。
[0028] 多個(gè)發(fā)光單元1被一對(duì)電極夾著而配置。一對(duì)電極中的一方為陽極，另一方為陰 極。在圖1中，多個(gè)發(fā)光單元1配置在光透過性電極2與光反射性電極3之間。如果存在 光反射性電極3,則能夠通過光反射作用將光更多地向外部取出。光透過性包括透明及半透 明。以下，以將陽極用光透過性電極2構(gòu)成、將陰極用光反射性電極3構(gòu)成的結(jié)構(gòu)為中心進(jìn) 行說明。當(dāng)然，也可以將陽極用光反射性電極3構(gòu)成，將陰極用光透過性電極2構(gòu)成。
[0029] 在相鄰的發(fā)光單元1之間設(shè)有中間層4。中間層4是能夠?qū)﹃枠O側(cè)的發(fā)光單元1 給予電子、并且能夠?qū)﹃帢O側(cè)的發(fā)光單元1給予空穴的層。中間層4可以由電荷發(fā)生層構(gòu) 成。由于中間層4是配置在兩個(gè)發(fā)光單元1之間的層，所以通常中間層4的數(shù)量比發(fā)光單 元1的數(shù)量小1。在具有3個(gè)以上的發(fā)光單元1的有機(jī)EL元件中，中間層4設(shè)有多個(gè)（兩 個(gè)以上）。在圖1中，中間層4是兩個(gè)。
[0030] 從光透過性電極2到光反射性電極3的層疊構(gòu)造即光透過性電極2、多個(gè)發(fā)光單元 1及多個(gè)中間層4、以及光反射性電極3構(gòu)成了有機(jī)發(fā)光層疊體。有機(jī)發(fā)光層疊體是通過電 壓的施加而產(chǎn)生發(fā)光的層疊體。有機(jī)發(fā)光層疊體形成在基板6之上。
[0031] 在圖1中，光透過性電極2被配置在有機(jī)發(fā)光層疊體的基板6側(cè)?；?是支承 有機(jī)發(fā)光層疊體的基材。光透過性電極2、多個(gè)發(fā)光單元1、以及光反射性電極3支承在基 板6上。當(dāng)將各層層疊形成時(shí)，能夠從基板6側(cè)依次形成層。在該有機(jī)EL元件中，光被從 基板6側(cè)取出。是所謂的底發(fā)光構(gòu)造的有機(jī)EL元件。在此情況下，基板6優(yōu)選的是具有光 透過性。當(dāng)然，也可以是從與基板6相反側(cè)將光取出的構(gòu)造（頂發(fā)光構(gòu)造）。在此情況下， 基板6可以配置在有機(jī)發(fā)光層疊體的光反射性電極3偵Ij。
[0032] 在圖1中，在基板6與光透過性電極2之間設(shè)有光擴(kuò)散層7。有機(jī)EL元件優(yōu)選的 是在基板6與光透過性電極2之間具有光擴(kuò)散層7。光擴(kuò)散層7具有將相對(duì)于基板6在斜 向上行進(jìn)的光更多地取出的功能。通過具有光擴(kuò)散層7,能夠提高光取出性。當(dāng)然，光擴(kuò)散 層7也可以根據(jù)需要來設(shè)置。
[0033] 發(fā)光單元1優(yōu)選的是具有使電荷向發(fā)光層5移動(dòng)的電荷移動(dòng)層8。通過具有電荷 移動(dòng)層8,能夠順暢地進(jìn)行向發(fā)光層5的電荷（電子或空穴）移動(dòng)。
[0034] 作為電荷移動(dòng)層8,可以在發(fā)光層5的陽極側(cè)（在該例中是光透過性電極2側(cè)）設(shè) 置促進(jìn)從陽極或中間層4向發(fā)光層5的空穴移動(dòng)的層。在圖1的例子中，在發(fā)光層5的光 透過性電極2側(cè)，設(shè)有空穴輸送層8h。也可以在空穴輸送層8h與電極之間、或空穴輸送層 8h與中間層4之間，進(jìn)一步設(shè)有空穴注入層。由此，能夠提高空穴的注入性，使電荷移動(dòng)變 得更順暢。
[0035] 作為電荷移動(dòng)層8,可以在發(fā)光層5的陰極側(cè)（在該例中是光反射性電極3側(cè)）設(shè) 置促進(jìn)從陰極或中間層4向發(fā)光層5的電子移動(dòng)的層。在圖1的例子中，在發(fā)光層5的光 反射性電極3側(cè)設(shè)有電子輸送層8e。也可以在電子輸送層8e與電極之間、或電子輸送層 Se與中間層4之間進(jìn)一步設(shè)有電子注入層。由此，能夠提高電子的注入性，使電荷移動(dòng)變得 更順暢。
[0036] 在圖1的有機(jī)EL元件中，可以從光反射性電極3側(cè)起將各結(jié)構(gòu)編號(hào)。該有機(jī)EL元 件具有3個(gè)發(fā)光單元1。因此，3個(gè)發(fā)光單元1可以說從光反射性電極3側(cè)起按第1發(fā)光單 元la、第2發(fā)光單元lb、第3發(fā)光單元Ic的順序配置。該有機(jī)EL元件具有兩個(gè)中間層4。 因此，兩個(gè)中間層4可以說從光反射性電極3側(cè)起按第1中間層4a、第2中間層4b的順序 配置。第1中間層4a是配置在第1發(fā)光單元Ia與第2發(fā)光單元Ib之間的中間層4。第2 中間層4b是配置在第2發(fā)光單元Ib與第3發(fā)光單元Ic之間的中間層4。
[0037] 包含在第1發(fā)光單元Ia中的發(fā)光層5被定義為第1發(fā)光層5a。包含在第2發(fā)光 單元Ib中的發(fā)光層5被定義為第2發(fā)光層5b。包含在第3發(fā)光單元Ic中的發(fā)光層5被定 義為第3發(fā)光層5c。
[0038] 在有機(jī)EL元件中，多個(gè)發(fā)光單元1由1個(gè)以上的短波長發(fā)光單元IS和多個(gè)長波 長發(fā)光單元IL構(gòu)成。在有機(jī)EL元件中，多個(gè)發(fā)光單元1由1個(gè)短波長發(fā)光單元IS和兩個(gè) 長波長發(fā)光單元IL構(gòu)成是優(yōu)選的一形態(tài)。在圖1的例子中，有機(jī)EL元件具有1個(gè)短波長 發(fā)光單元IS和兩個(gè)長波長發(fā)光單元1L。在發(fā)光單元1的數(shù)量是3個(gè)的情況下，能夠以更簡 單的構(gòu)造提高光取出性。
[0039] 短波長發(fā)光單元IS是用下述式（1)表示的加權(quán)平均發(fā)光波長^為380nm以上 且小于550nm的發(fā)光單元1。長波長發(fā)光單元IL是用下述式（1)表示的加權(quán)平均發(fā)光波 長AsS550nm以上且780nm以下的發(fā)光單元1。即，短波長發(fā)光單元IS是主要發(fā)出可視 光域中的比550nm短的波長的光的發(fā)光單元1，長波長發(fā)光單元IL是主要發(fā)出可視光域中 的550nm以上的較長波長的光的發(fā)光單元1。這里，加權(quán)平均發(fā)光波長As是用下述式（1) 表示的波長，將發(fā)光波譜積分而得到。
[0040] [數(shù)學(xué)式2]
[0042] 在上述式中，PU)表示各波長的波譜強(qiáng)度。另外，A表示波長，是從380(nm)到 780 (nm)的變量。
[0043] 如式（1)所示，加權(quán)平均發(fā)光波長As可以說是將各波長根據(jù)光強(qiáng)度進(jìn)行加權(quán)而 平均化后的波長。通過這樣使用加權(quán)平均發(fā)光波長As，能夠構(gòu)成光取出效率較高的元件。 加權(quán)平均發(fā)光波長Xs根據(jù)發(fā)光單兀1的發(fā)光波譜求出。
[0044] 這里，發(fā)光單元1的加權(quán)平均發(fā)光波長A5被規(guī)定為各個(gè)發(fā)光單元1的波長。在 包含在發(fā)光單元1內(nèi)的發(fā)光材料是一個(gè)的情況下，該發(fā)光材料的加權(quán)平均發(fā)光波長為發(fā)光 單元1的加權(quán)平均發(fā)光波長As。在包含在發(fā)光單元1內(nèi)的發(fā)光材料是兩個(gè)以上的情況下， 在發(fā)光單元1內(nèi)這些發(fā)光材料混合而形成的發(fā)光波譜的加權(quán)平均發(fā)光波長為發(fā)光單元1的 加權(quán)平均發(fā)光波長As。發(fā)光材料是兩個(gè)以上的情況包括發(fā)光層5是多個(gè)的情況、以及在一 個(gè)發(fā)光層5中包含多個(gè)發(fā)光材料的情況。
[0045] 在有機(jī)EL兀件中，長波長發(fā)光單兀IL的數(shù)量比短波長發(fā)光單兀IS的數(shù)量多。在 圖1中，長波長發(fā)光單元IL的數(shù)量為兩個(gè)，短波長發(fā)光單元IS的數(shù)量為1個(gè)，長波長發(fā)光 單元IL的數(shù)量比短波長發(fā)光單元IS的數(shù)量多。即，3個(gè)發(fā)光單元1由1個(gè)短波長發(fā)光單元 IS和兩個(gè)長波長發(fā)光單元IL構(gòu)成。即使是發(fā)光單元1的數(shù)量為4個(gè)以上的情況，也同樣以 長波長發(fā)光單元IL的數(shù)量比短波長發(fā)光單元IS的數(shù)量多的方式構(gòu)成多個(gè)發(fā)光單元1。
[0046] 長波長發(fā)光單元IL的發(fā)光效率優(yōu)選的是比短波長發(fā)光單元IS的發(fā)光效率高。例 如，如果以包含磷光發(fā)光材料的方式構(gòu)成長波長發(fā)光單元1L、并以包含熒光發(fā)光材料的方 式構(gòu)成短波長發(fā)光單兀1S，則能夠容易地使長波長發(fā)光單兀IL的發(fā)光效率比短波長發(fā)光 單元IS的發(fā)光效率高。
[0047] 如果長波長發(fā)光單元IL的數(shù)量比短波長發(fā)光單元IS的數(shù)量多，則能夠使發(fā)光效 率更高的長波長發(fā)光單元IL較多而提高整體的發(fā)光效率，能夠構(gòu)成光取出性較高的元件。 此外，通過使長波長發(fā)光單元IL為多個(gè)，將發(fā)光色調(diào)整為各種各樣的顏色變得容易，能夠 得到顏色再現(xiàn)域較寬的有機(jī)EL元件。因此，能夠得到發(fā)光效率較高、發(fā)色性良好的有機(jī)EL 元件。特別是，在用于照明用途的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的發(fā)光。在以往的多單元構(gòu)造的 有機(jī)EL元件中，有可能受低效率的發(fā)光單元影響而整體的效率下降，但在上述的有機(jī)EL元 件中，通過如上述那樣設(shè)定發(fā)光單元的數(shù)量，發(fā)光效率比以往提高。此外，能夠得到在照明 用途中重要的長壽命、偏色少的有機(jī)EL元件。
[0048] 在圖1中，有機(jī)EL元件的第1發(fā)光單元Ia及第2發(fā)光單元Ib由長波長發(fā)光單元 IL構(gòu)成，第3發(fā)光單元Ic由短波長發(fā)光單元IS構(gòu)成。因此，長波長發(fā)光單元IL的數(shù)量比 短波長發(fā)光單元IS的數(shù)量多。當(dāng)然，發(fā)光單元1中的長波長及短波長的配置并不限于此。 在發(fā)光單元1是3個(gè)的情況下，只要第1發(fā)光單元la、第2發(fā)光單元Ib及第3發(fā)光單元Ic 中的某1個(gè)發(fā)光單元1由短波長發(fā)光單元IS構(gòu)成、其余的兩個(gè)發(fā)光單元1由長波長發(fā)光單 元IL構(gòu)成就可以。
[0049] 在有機(jī)EL元件中，多個(gè)發(fā)光單元1優(yōu)選的是具有1個(gè)以上包含多個(gè)發(fā)光材料的發(fā) 光單元1。發(fā)光單元1具有多個(gè)發(fā)光材料從而能夠補(bǔ)償各發(fā)光材料的發(fā)光性而發(fā)光，所以能 夠提高發(fā)光效率。具體而言，如果發(fā)光材料是多個(gè)，則與發(fā)光材料是1個(gè)的情況相比，能夠 以較低的電壓發(fā)光，可以不進(jìn)行為了顏色調(diào)整而特意使發(fā)光性降低的動(dòng)作。包含多個(gè)發(fā)光 材料的發(fā)光單元1的數(shù)量既可以是1個(gè)，也可以是兩個(gè)，或者也可以是3個(gè)以上。
[0050] 在包含多個(gè)發(fā)光材料的發(fā)光單元1中，發(fā)光材料的種類數(shù)為兩種是優(yōu)選的一形 態(tài)。在包含兩種發(fā)光材料的發(fā)光單元1中，能夠使一方的發(fā)光材料作為主要發(fā)光色而發(fā)揮 功能，并使另一方的發(fā)光材料作為用來形成發(fā)光單元1的發(fā)光色的輔助而發(fā)揮功能。因此， 能夠容易地調(diào)整發(fā)光單元1的發(fā)光色，能夠容易地進(jìn)行整體的顏色調(diào)整。包含兩種發(fā)光材 料的發(fā)光單元1的數(shù)量既可以是1個(gè)，也可以是兩個(gè)，或者也可以是3個(gè)以上。例如在圖1 的例子中，如果包含兩種發(fā)光材料的發(fā)光單元1的數(shù)量為兩個(gè)，則設(shè)計(jì)變?nèi)菀?，并且容易進(jìn) 行顏色調(diào)整，所以是優(yōu)選的。
[0051] 多個(gè)發(fā)光單元1包括磷光發(fā)光單元和熒光發(fā)光單元是優(yōu)選的一形態(tài)。磷光發(fā)光單 元是具有磷光發(fā)光材料的發(fā)光單元1。熒光發(fā)光單元是具有熒光發(fā)光材料的發(fā)光單元1。在 圖1中，可以將第1發(fā)光單元Ia及第2發(fā)光單元Ib用磷光發(fā)光單元構(gòu)成。此外，可以將第 3發(fā)光單元Ic用熒光發(fā)光單元構(gòu)成。磷光發(fā)光單元優(yōu)選的是僅包含磷光發(fā)光材料作為發(fā)光 材料。