(57)【要約】【課題】  発光効率が高く、連続駆動寿命が長い有機発光素子を得ることができる。【解決手段】  本発明は、第一電極２と、第一発光層４と、第二電極７とを有し、前記第一発光層は第一ホスト材料と、第一ドーパント材料とを有し、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギー（Ｈ１）は、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギー（Ｄ１）よりも高い有機発光素子であって、前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、前記第一ドーパントの濃度が、０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする有機発光素子を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極と、第一発光層と、第二電極とを有し、前記第一発光層は第一ホスト材料と、第一ドーパント材料とを有し、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも高い有機発光素子であって、
前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、前記第一ドーパント材料の濃度が、０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記第一ドーパント材料が蛍光発光材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーと、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーとの差が、０．３ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第一発光層と前記第二電極との間に第二発光層を有し、前記第二発光層は第二ホスト材料と第二ドーパント材料を有し、
前記第二ドーパント材料のエネルギーギャップは、前記第一ドーパント材料のエネルギーギャップよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ１）と第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｄ１）が、下記の式（１）の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
Ｔ１（Ｈ１）−Ｔ１（Ｄ１）≧０．３ｅＶ    （１）
【請求項６】
前記第一発光層から前記第二発光層までの領域に含まれている有機化合物層の最低励起三重項エネルギーは、前記有機化合物層の第二電極側に隣接する有機化合物層の最低励起三重項エネルギー以下であることを特徴とする請求項４または５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーよりも高いことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第二ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記第一発光層が第三ドーパント材料をさらに有し、
前記第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ１）と前記第三ドーパント材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｄ３）が、下記式（４）を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
０ｅＶ＜Ｔ１（Ｈ１）−Ｔ１（Ｄ３）＜０．３ｅＶ    （４）
【請求項１０】
前記第二発光層が第三ドーパント材料をさらに有し、
前記第二ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ２）と前記第三ドーパント材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｄ３）が、下記式（５）を満たすことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
０ｅＶ＜Ｔ１（Ｈ２）−Ｔ１（Ｄ３）＜０．３ｅＶ    （５）
【請求項１１】
前記第一発光層に含まれる材料および前記第二発光層に含まれる材料は、最低励起一重項エネルギーと、最低励起三重項エネルギーとの差が０．２ｅＶ以上であることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
第一ホスト材料と第二ホスト材料とが同一材料であることを特徴とする請求項４乃至１１のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
第一発光層と第二発光層が接していることを特徴とする請求項４乃至１２のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記第一ドーパントの重量比が、前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、０．０５ｗｔ％以上０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記第一発光層と前記第二発光層との間に配置されている中間層をさらに有し、前記中間層の最低励起三重項エネルギーＴ１（ＨＭ）は、前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギー以下、かつ前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギー以上であることを特徴とする請求項４乃至１４のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記第一ホスト材料が、低分子有機化合物であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記第一発光層および前記第二発光層は、前記第一発光層及び前記第二発光層とで白色を発光する発光層であり、
前記有機発光素子は、光出射側にカラーフィルタを有することを特徴とする請求項４乃至１６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
複数の画素を有する表示装置であって、前記画素は、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されている能動素子とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、画像を表示する表示部と、を有する撮像装置であって、
前記表示部は、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部であり、前記表示部は請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられた通信部とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項２１】
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体とを有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光素子、表示装置、撮像装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極間に発光性有機化合物を含む薄膜を設置させて、電極間に電圧を印加し、正孔および電子を注入することにより駆動する。この正孔と電子が素子内で再結合し、有機化合物の励起状態（励起子）が基底状態にもどる際に放射される光を利用する。
【０００３】
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧での高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途の開発が行われている。
【０００４】
有機発光素子を用いたフルカラーディスプレイが知られている。その方式には、発光層を画素（素子）ごとに作り分けることで、それぞれ異なる発光色を発光させる方式、白色発光の発光層を有し、カラーフィルタを用いて画素ごとに異なる発光色を取り出す方式等がある。白色の発光層に関しては、二種類以上の発光材料を用い、二つ層以上の発光層を用いることが知られている。
【０００５】
特許文献１には、二つの発光層を積層し、陰極側の発光層に青色発光のドーパント、陽極側の発光層に０．５ｗｔ％の赤色発光のドーパントと緑色発光のドーパントを有する有機発光素子が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、一つの発光層に、０．３ｗｔ％の水色発光のドーパントと０．３ｗｔ％の黄色発光のドーパントを有する有機発光素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−０２２２０５号公報
【特許文献２】特開２００８−２７０５５７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｘ．Ｙ．Ｚｈｅｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，“Ａ  Ｗｈｉｔｅ  ＯＬＥＤ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ＤＰＶＢｉ  ｂｌｕｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｈｏｓｔ  ａｎｄ  ＤＣＪＴＢ  ｒｅｄ  ｄｏｐａｎｔ”，Ｄｉｓｐｌａｙｓ，２００３，Ｖｏｌｕｍｅ２４，３，ｐ．１２１−１２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の有機発光素子は、赤色発光のドーパント濃度が高いので、ドーパントでの励起子の失活が起こりやすく、発光効率においてさらなる改善が望まれる。
【００１０】
特許文献２の有機発光素子は、水色発光のドーパントと黄色発光のドーパントが、同層に含まれるために、水色発光ドーパントと同層にある黄色発光ドーパントに励起子がトラップされやすい。そのため、水色発光ドーパントの層に存在する励起子の濃度が相対的に低くならないので、材料劣化が起こりやすく、連続駆動寿命を実用上十分とすることはできなかった。
【００１１】
本発明の目的は、発光効率が高く、駆動寿命が長い有機発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、第一電極と、第一発光層と、第二電極とをこの順で有し、前記第一発光層は第一ホスト材料と、第一ドーパント材料とを有し、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも高い有機発光素子であって、前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、前記第一ドーパントの濃度が、０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする有機発光素子を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光効率が高く、駆動寿命が長い有機発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を表す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を説明する模式図である。
【図３】本発明の一実施形態を説明する模式図である。
【図４】有機発光素子の材料劣化機構を説明する模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る有機発光素子を用いた表示装置の一例の概略断面図である。
【図６】ＴＴＡ発光割合のデータ解析結果を表す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。
【図８】（ａ）本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。
【図９】（ａ）本発明の一実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。（ｂ）折り曲げ可能な表示装置の一例を表す模式図である。
【図１０】（ａ）本発明の一実施形態に係る照明装置の一例を示す模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る車両用灯具を有する自動車の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、第一電極と、第一発光層と、第二電極とをこの順で有し、前記第一発光層は第一ホスト材料と、第一ドーパント材料とを有し、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも高い有機発光素子であって、前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、前記第一ドーパントの濃度が、０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする有機発光素子である。
【００１６】
第一ドーパント材料の最低三重項エネルギーが、ホスト材料の最低励起三重項エネルギーよりも小さい場合、有機発光素子が長寿命化する傾向があるものの、Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ａｎｎｉｈｉｒａｔｉｏｎ（以下、ＴＴＡ）による発光効率の向上の効果が小さい。
【００１７】
本実施形態では、第一ドーパントの最低励起三重項エネルギーが、ホスト材料の最低励起三重項エネルギーよりも小さい場合、第一ドーパント材料にトラップされる最低励起三重項エネルギーを第一ドーパント材料の濃度で制御する。これにより、有機発光素子が長寿命であることと、ＴＴＡによる発光効率の向上を両立できる。
【００１８】
本実施形態において、第一発光層における第一ドーパント材料の重量比を適切に設定することが、ＴＴＡの効率を上げることにつながる。ＴＴＡとは、二つの三重項励起子同士が衝突することによる一重項励起子の生成現象である。蛍光を発する有機発光素子において、発光効率が高い有機発光素子を得るためには、ＴＴＡによる発光を効率良く生み出すことが好ましい。ＴＴＡは発光層における主成分を占めるホスト材料において三重項励起子が衝突することで起こる。しかし、ドーパント材料の最低三重項エネルギーがホスト材料の最低励起三重項エネルギーよりも小さい場合には、最低励起三重項エネルギーがドーパント材料にトラップされやすいので、ホスト材料におけるＴＴＡの発生を妨げる可能性がある。
【００１９】
第一ドーパント材料の重量比が０．３ｗｔ％以下である場合、適度に第一ドーパント材料にトラップされない三重項励起子が生じ、その結果、効率よくＴＴＡを起こすことを見出した。これよりも第一ドーパント材料の重量比が大きい場合は、第一ドーパント材料に三重項励起子がトラップされる確率が著しく上がり、ＴＴＡの効率が低下する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態を示す断面模式図である。図１（ａ）は、基板１の上に、陽極２、正孔輸送層３、第一発光層４、電子輸送層６、陰極７を、基板側からこの順で有する。第一発光層は第一ドーパントを有し、その重量比は、第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、０．３ｗｔ％以下である。
【００２１】
図１（ｂ）は、基板１上に陽極２、正孔輸送層３、第一発光層４、第二発光層５、電子輸送層６、陰極７を、基板側からこの順で有する。第一電極は陽極であっても、陰極であってもよい。第一発光層４と第二発光層５は、異なる発光色のドーパントをそれぞれ有する。本発明は係る構成に限定されず、正孔注入層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子注入層、を有してよい。正孔注入層は、陽極２と正孔輸送層３との間に配置されてよい。電子ブロック層は、正孔輸送層３と第２の発光層４との間に配置されてよい。
【００２２】
正孔ブロック層は、第一発光層５と電子輸送層６との間に配置されてよい。電子注入層は、電子輸送層６と陰極７との間に配置されてよい。これら正孔注入層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子注入層は本発明において必要に応じて適宜用いられる。
【００２３】
有機化合物層のエネルギーは、その重量比を多く占める材料によって決められる。一材料であれば、その材料の物性であり、複数材料であれば、最も重量比が大きい材料の物性である。１：１の場合は、その平均値であってよい。
【００２４】
本実施形態に係る有機発光素子において、第一発光層は、第一ホスト材料と第一ドーパント材料を有する発光層である。また、第二発光層は、第二ホスト材料と第二ドーパント材料を有する発光層である。第一発光層と第二発光層は接していてよい。
【００２５】
本実施形態に係る有機発光素子において、第一ホスト材料は、第一発光層において、最も重量比が大きい材料である。第二ホスト材料は、第二発光層において、最も重量比が大きい材料である。また、ホスト材料は、発光層の基質の材料であるということもできる。
【００２６】
第一ドーパント材料は第二ドーパント材料よりもエネルギーギャップが小さい材料であってよい。すなわち、第一ドーパント材料の発光波長は、第二ドーパント材料の発光波長よりも長い。
【００２７】
本実施形態に係る有機発光素子において、第一ドーパント材料は、発光層において最も長波長な光を発する発光材料であってよい。第二ドーパント材料は、発光層において最も短波長な光を発する発光材料であってよい。この場合、短波長の光を発光する第二発光層の方が劣化しやすいので、第二ドーパントの最低励起三重項エネルギーは、第一ドーパントの最低励起三重項エネルギーよりも高いことが好ましい。第二発光層の三重項励起子の密度を低下させ、第一発光層に三重項励起子を留めることとなるため、素子寿命を長くすることができる。発光材料とは、光を発する材料のことである。第一ドーパント材料、第二ドーパント材料は発光材料であってよい。発光材料の発光波長の長短の比較は、発光材料の発光スペクトルにおける最も強度の大きいピークの波長を用いて行ってよい。
【００２８】
本実施形態に係る有機発光素子の発光材料は、蛍光を発する発光材料であってよい。ＴＴＡにより三重項励起子から発生した一重項励起子を発光させるからである。
【００２９】
第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ１）と第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｄ１）との差が、０．３ｅＶ以下であってもよい。当該差が０．３ｅＶ以下である場合は、第一ドーパント材料にトラップされる最低励起三重項エネルギーが少なくなるので、第一ホスト材料に最低励起三重項エネルギーが存在しやすい。その結果、ＴＴＡ効率が向上するので好ましい。
【００３０】
一方で、本実施形態に係る有機発光素子は、第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ１）と第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｄ１）が、下記の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
Ｔ１（Ｈ１）−Ｔ１（Ｄ１）≧０．３ｅＶ    （１）
【００３１】
すなわち、第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーと、第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーとの差が０．３ｅＶ以上であってよい。これによって、有機発光素子の素子寿命が長いという効果がある。第一発光層よりも短波長発光のドーパントを有する第二発光層は、第一発光層より材料劣化しやすいため、三重項励起子の密度を低下させることが好ましい。式（１）のエネルギー関係とすることで、三重項励起子を第一発光層に留め、第二発光層の三重項励起子密度を低下させることができる。
【００３２】
本実施形態に係る有機発光素子は、赤色発光材料、緑色発光材料、青色発光材料を有する白色有機発光素子であってよい。この場合、赤色発光材料が第一ドーパント材料であり、青色発光材料が第二ドーパント材料であってよい。また、本実施形態に係る有機発光素子は、補色関係の二種類の発光材料を有する白色有機発光素子であってよい。例えば、黄色発光材料が第一ドーパント材料で、水色発光材料が第二ドーパント材料である。
【００３３】
図２は、本実施形態に係る有機発光素子の第一発光層および第二発光層における三重項エネルギー移動を表す図である。第一ホスト材料から第二ドーパントまでの三重項エネルギー移動を表している。以下三重項エネルギー、三重項励起子等と呼ぶことがあるが同じものを指す。
【００３４】
三重項励起子は隣接分子間をデクスター型のエネルギー移動を繰り返しながら、発光層中を移動するため、発光層中に離散的に配置されたドーパント材料間を移動することはできない。したがって、ホスト材料を移動することになる。
【００３５】
図２において、第二ホスト材料に発生した三重項励起子は、第一ホスト材料に移動し、ＴＴＡを経て一重項励起子になるもの（図２中のＴＴＡ）と、第一ドーパント材料に移動するもの（図２中のＥＴ２）とに分かれる。本実施形態においては、第一ドーパントの重量比が０．３ｗｔ％以下であり、第一ドーパント材料へ移動する三重項励起子が少ないので、ＥＴ２の量が減り、ＴＴＡを経て一重項励起子になるものを多くすることができる。すなわち、第一発光層の発光効率を高めることができる。
【００３６】
有機発光素子における発光層が第一発光層のみであれば、第一ドーパント材料の重量比を調整することで発光効率の向上を得ることができる。
【００３７】
本実施形態に係る有機発光素子の第一ドーパント材料は、蛍光発光材料であることが好ましい。燐光発光材料を用いる場合、ドーパント材料の三重項励起子が発光などで消費され、図２中のＥＴ２が大きくなるからである。発光で三重項励起子が消費されると、ホストの三重項励起子がドーパント材料に移動する量、すなわち、ＥＴ２が大きくなる。その結果、ホストの三重項励起子が少なくなり、ＴＴＡに寄与する三重項励起子が減少する。したがって、第一発光層の発光効率を向上させるためには、第一ドーパント材料は、蛍光発光材料であることが好ましい。
【００３８】
また、燐光発光材料を有する有機発光素子よりも、蛍光発光材料を有する有機発光素子の方が、素子寿命が長いことも、第一ドーパント材料は蛍光発光材料であることが好ましい理由である。さらに好ましくは、発光層中の発光材料は全て蛍光発光材料であることである。
【００３９】
一方、発光層が第一発光層と第二発光層とを有する場合は、第二ホスト材料から、第一ホスト材料へ三重項励起子が移動しやすいよう構成することが好ましい。第二ホスト材料から第一ホスト材料へのエネルギー障壁がなければ、図２のＥＴ１に示すように、第二ホスト材料から第一ホスト材料へ円滑に移動できる。したがって、第二発光層から第一発光層への経路にエネルギー障壁がないことが好ましい。
【００４０】
エネルギー障壁とは、移動しようとするエネルギー状態が、移動前よりも高い状態を指す。有機発光素子において、エネルギー障壁がある構成は、第二発光層よりも最低励起三重項エネルギーが高い層が存在する場合があげられる。第二発光層からの三重項エネルギーのエネルギー障壁としては、第一発光層との間に配置される、中間層があげられる。エネルギー障壁が存在する場合であっても、当該エネルギー障壁が小さいものであれば、例えば０．３ｅＶ未満、エネルギー障壁を有してもよい。
【００４１】
より好ましくは、エネルギー障壁がないことが好ましい。具体的には、これによって、第二ホスト材料から、第一ホスト材料へ三重項励起子がより円滑に移動しやすい。すなわち、本実施形態に係る有機発光素子は、第一発光層から第二発光層までの領域に含まれている各層の主成分の材料の最低励起三重項エネルギーが、各層の第二電極側に隣接する層の主成分の材料の最低励起三重項エネルギー以下であることが好ましい。有機化合物層の主成分の材料とは、当該有機化合物層の中で最も重量比が大きい材料であり、有機化合物層が発光層であればホスト材料である。有機化合物層の材料の重量比が１：１の場合は、その平均値の最低励起三重項エネルギーを、当該有機化合物層の最低励起三重項エネルギーとする。これによって、第二発光層から第一発光層への三重項励起子の移動が円滑に行なわれるため、長い連続駆動寿命を実現することができる。
【００４２】
本実施形態に係る有機発光素子は、第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーよりも高いことが好ましい。これによって、第二ホスト材料から第一ホスト材料へ移動した三重項励起子が、第二ホスト材料へ戻る際のエネルギー障壁となるため、第二発光層の三重項励起子密度が低下しやすくなるため、長い連続駆動寿命を実現することができる。
【００４３】
本実施形態に係る有機発光素子は、第一発光層と第二発光層が接していることが好ましい。これによって、第二発光層から第一発光層へ三重項励起子を円滑に移動させることができ、長い連続駆動寿命を実現することができる。
【００４４】
本実施形態に係る有機発光素子は、第一ホスト材料と第二ホスト材料とが同一材料であることが好ましい。同一材料間における三重項励起子の移動効率は、異種材料間における三重項励起子の移動効率に比べて優れているからである。第二発光層から第一発光層へ三重項励起子を円滑に移動させることで、長い連続駆動寿命を実現することができる。
【００４５】
本実施形態に係る有機発光素子は、第二電極から第一電極に向かう方向において、最低励起三重項のエネルギー移動経路を有してよい。これは第二発光層の最低励起三重項エネルギーがエネルギー移動により、第一ドーパント材料まで到達しやすいことを表している。第二発光層から第一ドーパント材料まで最低励起三重項のエネルギー障壁がないと言い換えてもよい。
【００４６】
第二発光層から第一ドーパント材料まで移動する場合に、０．３ｅＶ以内であれば、移動後のエネルギーが高い場合、すなわちエネルギー障壁、があってもよい。０．３ｅＶ以内の小さいエネルギー障壁は、エネルギー移動を大きく阻害しない。
【００４７】
また、第二発光層から第一発光層までの領域において、第一ドーパント材料が、最低励起三重項エネルギーが最も小さい有機化合物であることが好ましい。第一ドーパント材料よりも最低励起三重項エネルギーが高い有機化合物が存在する場合よりも、エネルギー移動の効率が高いからである。
【００４８】
０．３ｅＶ未満のエネルギー障壁がある場合であっても、エネルギー経路が存在するといってよい。
【００４９】
第一発光層と、第二発光層とは、互いに接していてもよいし、他の層を間に配置されていてもよい。他の層とは、発光層の中間層、エネルギー移動抑制層等と呼ばれる層が挙げられる。エネルギー移動抑制層等が存在する場合であっても、最低励起三重項エネルギーは第二発光層から第一ドーパント材料まで移動することができるよう層を構成してよい。
【００５０】
図３は、第二発光層から第一発光層へのエネルギー移動を表す図である。図３（ａ）は、第一発光層と第二発光層とが接している例である。図３（ａ）では、第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｈ１）と第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｈ２）が、以下の式（２）の関係を満たす。
【００５１】
Ｔ１（Ｈ１）≦Ｔ１（Ｈ２）    （２）
式（２）を満たすことで、第二発光層から第一発光層へ最低励起三重項エネルギーが移動しやすい。その結果、構成材料が劣化しやすい第二発光層の三重項励起子密度が低下するため、素子寿命を長くすることができる。また、第一発光層でのＴＴＡにより、発光効率を向上することができる。
【００５２】
図３（ｂ）では、第一発光層と第二発光層の間に配置されている中間層が記載されている。この中間層のホスト材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（ＨＭ）と、Ｔ１（Ｈ１）と、Ｔ１（Ｈ２）と、の関係が、以下の式（３）満たす。
Ｔ１（Ｈ１）≦Ｔ１（ＨＭ）≦Ｔ１（Ｈ２）    （３）
【００５３】
本実施形態に係る有機発光素子は、複数の中間層を有してもよい。複数の中間層を有する場合であっても、第二発光層から第一発光層への最低三重項エネルギーのエネルギー経路を有する。すなわち、各中間層の最低励起三重項エネルギーは、その中間層の第二発光層側に隣接する層の最低励起三重項エネルギー以下であり、かつ第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギー以上である。中間層は発光層であっても、電荷輸送層などであってもよい。中間層は、第一ホスト材料または第二ホスト材料と同じ材料でもよいし、他の材料であってもよい。
【００５４】
本実施形態に係る有機発光素子は、以上のような構成とすることで、長い連続駆動寿命を実現することができる。第二発光層から第一発光層への三重項励起子の移動が円滑に行なわれ、尚且つ、第一発光層では第一ホスト材料に三重項励起子が多く存在するからである。これは、第一ドーパント材料の重量比が小さいため、第一ドーパント材料にトラップされる三重項励起子が少ないためである。その結果、第一ホスト材料において、ＴＴＡが起こりやすく、有機発光素子の発光効率が高いという効果を奏することができる。
【００５５】
本実施形態に係る有機発光素子において、第二ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ２）と第二ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｄ２）が、式（４）の関係を満たすことが好ましい。
Ｔ１（Ｈ２）≦Ｔ１（Ｄ２）    （４）
【００５６】
これによって、第二発光層において第二ドーパント材料に三重項励起子がトラップされることが少なくなる。さらに式（２）を満たすことで、第一発光層に三重項励起子が円滑に移動しやすくなる。
【００５７】
本実施形態に係る有機発光素子において、第一発光層が第三ドーパント材料を有し、第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ１）と第三ドーパント材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｄ３）が、式（５）の関係を満たすことが好ましい。また第三ドーパント材料が第二発光層に含まれる場合は、第二発光層についても同様の関係を満たすことが好ましい。同様の関係とは、具体的には下記式（６）を満たすことである。
０ｅＶ＜Ｔ１（Ｈ１）−Ｔ１（Ｄ３）＜０．３ｅＶ    （５）
０ｅＶ＜Ｔ１（Ｈ２）−Ｔ１（Ｄ３）＜０．３ｅＶ    （６）
【００５８】
式（５）を満たす場合、Ｔ１（Ｄ３）はＴ１（Ｈ１）よりもエネルギーが低いため、第一発光層に三重項励起子を留まらせるのに有効である。第三ドーパント材料の三重項励起子はホスト材料に移動可能な程度のエネルギーである。三重項励起子は、第三ドーパントにトラップされにくいため、ＴＴＡは効率的に起こすことができる。式（６）についても同じ効果がいえる。これによって、発光効率を損なうことなく、連続駆動寿命を長くすることができる。
【００５９】
本実施形態に係る有機発光層素子において、発光層を構成する材料は最低励起一重項エネルギーと最低励起三重項エネルギーの差が０．２ｅＶ以上であることが好ましい。この場合、最低励起三重項状態から、最低励起一重項状態への熱励起による項間交差を抑制することができる。熱励起による項間交差を経る発光を熱活性型遅延蛍光と呼ぶ。
【００６０】
有機発光素子で用いられる一般的な蛍光の発光寿命はナノ秒オーダーであるのに対し、熱活性型遅延蛍光の発光寿命はマイクロ秒オーダーである。そのため、発光ドーパントの一重項励起子のエネルギーが、発光として放出する前に、近傍のホスト分子の三重項励起子にエネルギー移動する。そして、最低励起三重項エネルギーよりも高次のエネルギーＴｎ（Ｈ）を有する三重項励起子が形成されることで、有機分子の単結合の開裂を引き起こしやすい。
【００６１】
また、熱活性型遅延蛍光材料は最低励起三重項エネルギーを高く設定する必要があるため、その点においても、高次のエネルギーＴｎ（Ｈ）経由の劣化が促進されやすい。
【００６２】
本実施形態に係る有機発光素子において、第一ホスト材料と第二ホスト材料が同一材料であることが好ましい。これによって、第一発光層から第二発光層へ三重項励起子が円滑に移動することができ、より連続駆動寿命の長い有機発光素子を提供できる。
【００６３】
本実施形態に係る有機発光素子は、第一ドーパント材料の重量比が０．０５ｗｔ％以上であることが好ましい。０．０５ｗｔ％未満の場合は、ドープ濃度が低すぎて、第一ホスト材料から、第一ドーパント材料への一重項励起子のフェルスター型のエネルギー移動が効率よく起こらず、第一ドーパント材料の発光強度が著しく低下する場合がある。
【００６４】
非特許文献１には、ホスト材料のＤＰＶＢｉに、赤色発光材料としてＤＣＪＴＢを混合した発光層を有する有機発光素子の発光スペクトルを示している。赤色発光材料を０．０８ｗｔ％とした場合には、赤色発光材料由来の発光ピークは確認できるが、赤色発光材料を０．０３ｗｔ％の場合には、赤色発光材料由来の発光強度が著しく低下し、発光ピークが確認できなかったことが記載されている。
【００６５】
よって、本実施形態に係る有機発光素子は、第一ドーパント材料の濃度が、０．０５ｗｔ％以上０．３０ｗｔ％以下であることが好ましい。これによって、連続駆動寿命と発光効率を両立した有機発光素子を提供することができる。
【００６６】
本発明一実施形態に係る有機発光素子が有する第一ホスト材料は、低分子有機化合物であることが好ましい。有機化合物は分子によって低分子、オリゴマー分子、高分子に大別されるが、高分子とオリゴマー分子は国際純正応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）高分子命名法委員会が以下の様に定義している。
【００６７】
高分子、ポリマー分子（ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ，ｐｏｌｙｍｅｒ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ）：分子質量の大きい分子で、相対分子質量の小さい分子から実質的又は概念的に得られる単位の多数回の繰返しで構成された構造をもつものをいう。
【００６８】
オリゴマー分子（ｏｌｉｇｏｍｅｒ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ）：中程度の大きさの相対分子質量をもつ分子で、相対分子質量の小さい分子から実質的又は概念的に得られる単位の少数回の繰返しで構成された構造をもつものをいう。
【００６９】
低分子有機化合物であるとは、上記高分子、ポリマー分子、オリゴマー分子の定義にあてはまらない分子であるということである。即ち、繰り返し単位の繰り返し数が少数回、好ましくは３以下、より好ましくは１である分子である。
【００７０】
また、高分子には主に化学合成して得られる合成高分子と、自然界に存在する天然高分子とがある。天然高分子には分子量が単分散の高分子が存在するが、合成高分子は、一般的に繰り返し単位の違いによる分子量の分散性を有する。一方、有機低分子化合物は天然に存在せず、合成して得られる分子であるが、繰り返し単位の違いによる分子量の分散性は有さない。
【００７１】
このような分散性の有無は、有機発光素子の発光層に用いた場合に、重要な違いを生じる。分散性を有する高分子化合物を発光層に用いると、発光層に含まれる化合物の最低励起三重項エネルギーの状態密度のエネルギー的な広がりが大きくなり、三重項励起子の発光層における制御が行いにくくなってしまい、効果が小さくなると考えられる。
また、本発明の一実施形態に係る有機発光素子の発光層は全て低分子有機化合物で構成されることがさらに好ましい。
【００７２】
本実施形態に係る有機発光素子において、第二ドーパント材料は、炭化水素化合物であることが好ましい。炭化水素化合物とは、炭素と水素で構成された化合物である。一般的に炭化水素化合物は、単結合の結合エネルギー高く、結合開裂劣化しにくい材料である。例えば、芳香族炭化水素同士のＣ原子−Ｃ原子の単結合（Ｃ−Ｃ単結合）や芳香族炭化水素とアルキル基のＣ−Ｃ単結合の解離に必要な解離エネルギーはおよそ４〜５ｅＶである。反対に、例えば、アミノ基と芳香族炭化水素のＣ原子−Ｎ原子の単結合（Ｃ−Ｎ単結合）や複素環と芳香族炭化水素のようなＣ−Ｎ単結合の解離エネルギーは３〜４ｅＶ程度である。Ｃ−Ｎ単結合は、Ｃ−Ｃ単結合と比較して解離エネルギーが小さいため、励起状態を経由して結合が解離しやすい。
【００７３】
本実施形態に係る第一ドーパントは最低励起三重項エネルギーが低く、第一ホスト材料に比べて劣化しにくいが、三重項励起子をトラップした際、近隣分子からエネルギー移動を受け、高次の励起三重項状態となる可能性がある。よって、第一ドーパント材料を炭化水素化合物とすることで、より連続駆動寿命の長い有機発光素子を提供できる。
【００７４】
本実施形態に係る有機発光素子において、第二ドーパント材料が青色発光材料である場合、アミノ基や芳香族炭化水素と複素環同士のＣ−Ｎ単結合を分子中に含まない炭化水素化合物であることがより好ましい。第一ドーパント材料は、第一ホスト材料と比較して励起状態を経由した劣化の寄与は小さいと考えられるが、Ｃ−Ｎ単結合を含むと、最低励起一重項状態になっただけで結合開裂してしまう可能性があるためである。
【００７５】
本発明において、第二ドーパント材料は青色発光材料、第一ドーパント材料は赤色発光材料、第三ドーパント材料は緑色発光材料であることが好ましい。これによって、良好な白色を表示する有機発光素子を提供することができる。尚、本明細書においては、青色発光材料は、発光スペクトルの最大ピーク波長が４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの発光材料をさす。また、緑色発光材料とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が５００ｎｍ乃至５７０ｎｍの発光材料を、赤色発光材料とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が５８０ｎｍ乃至６８０ｎｍのものをそれぞれさす。最大ピーク波長は、スペクトルのうち、最も短波長のピーク波長ということもできる。
【００７６】
最低励起一重項エネルギーの測定は、可視光−紫外吸収スペクトルから求めることができる。最低励起一重項エネルギーを測定することは、エネルギーギャップを測定することである。本実施形態においては、ガラス基板上に成膜した薄膜の吸収端から求めることができる。装置は例えば、日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いることができる。
【００７７】
最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）エネルギーは、大気下光電子分光法（測定器名ＡＣ−２  理研機器製）を用いてイオン化ポテンシャルを測定することができる。
【００７８】
最低非占有軌道（ＬＵＭＯ）エネルギーはエネルギーギャップ測定値と上記イオン化ポテンシャルから算出することができる。すなわち、電子親和力＝イオン化ポテンシャル−エネルギーギャップである。
【００７９】
最低励起三重項エネルギーは、対象となる有機材料の燐光スペクトルから求めることが可能である。具体的には、液体窒素温度（７７Ｋ）等の低温下において燐光スペクトルの測定を行い、測定された燐光スペクトルの第一の発光ピーク（最も短波長のピーク）から、Ｔ１エネルギーを得られる。
【００８０】
尚、燐光発光が得られないものは、三重項増感剤からのエネルギー移動を用いる。この方法は燐光が弱く測れないものにも適用することができる。
【００８１】
また、燐光の発光効率が非常に低いために、上記の方法で燐光が測れない場合には、アクセプターへの三重項−三重項エネルギー移動を用いて最低励起三重項エネルギーが得られる方法がある。
【００８２】
以上の測定を行っても燐光発光が得られない場合は、分子軌道計算により、以下の計算手法によって、最低励起三重項エネルギーを得ることができる。
【００８３】
分子軌道法計算は、現在広く用いられているＧａｕｓｓｉａｎ  ０９（Ｇａｕｓｓｉａｎ  ０９，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ａ．０２，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ，Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ，Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ，Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ，Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ，Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ，Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ，Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ，Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ，Ｍ．Ｃａｒｉｃａｔｏ，Ｘ．Ｌｉ，Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ，Ａ．Ｆ．Ｉｚｍａｙｌｏｖ，Ｊ．Ｂｌｏｉｎｏ，Ｇ．Ｚｈｅｎｇ，Ｊ．Ｌ．Ｓｏｎｎｅｎｂｅｒｇ，Ｍ．Ｈａｄａ，Ｍ．Ｅｈａｒａ，Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ，Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ，Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｙ．Ｈｏｎｄａ，Ｏ．Ｋｉｔａｏ，Ｈ．Ｎａｋａｉ，Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ，Ｊ．Ａ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ，Ｊｒ．，Ｊ．Ｅ．Ｐｅｒａｌｔａ，Ｆ．Ｏｇｌｉａｒｏ，Ｍ．Ｂｅａｒｐａｒｋ，Ｊ．Ｊ．Ｈｅｙｄ，Ｅ．Ｂｒｏｔｈｅｒｓ，Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ，Ｖ．Ｎ．Ｓｔａｒｏｖｅｒｏｖ，Ｒ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｊ．Ｎｏｒｍａｎｄ，Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ，Ａ．Ｒｅｎｄｅｌｌ，Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ，Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ，Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ，Ｍ．Ｃｏｓｓｉ，Ｎ．Ｒｅｇａ，Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ，Ｍ．Ｋｌｅｎｅ，Ｊ．Ｅ．Ｋｎｏｘ，Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ，Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ，Ｃ．Ａｄａｍｏ，Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ，Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ，Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒａｔｍａｎｎ，Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ，Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ，Ｒ．Ｃａｍｍｉ，Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ，Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ，Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ，Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ，Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ，Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ，Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ，Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ，Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ，Ｏ．Ｆａｒｋａｓ，Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ，Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ，ａｎｄ  Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ  ＣＴ，２００９．）により実施することができる。計算手法としては現在広く用いられている以下の手法を用いることができる。まず、基底状態の構造最適化を密度汎関数法（ｄｅｎｓｉｔｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｔｈｅｏｒｙ，ＤＦＴ）により、汎関数にＢ３ＬＹＰ、基底関数に６−３１Ｇ＊を用いて計算する。
【００８４】
次に、最適化された構造において、時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）により、汎関数にＢ３ＬＹＰ、基底関数に６−３１Ｇ＊を用いて最低励起三重項（吸収）エネルギーを計算する。なお、ＤＦＴ及びＴＤＤＦＴの計算には、代わりに同様の機能を持つ計算化学ソフトウェアを用いてもよい。
【００８５】
複数の材料の最低励起三重項エネルギーを比較する場合は、測定方法もしくは計算方法を統一して比較するものとする。
【００８６】
また、最低励起一重項エネルギーは、前述の最低励起三重項エネルギーの計算手法において、結果として最低励起一重項エネルギーを取得すること以外同様な方法で、計算値を得ることができる。化合物の最低励起一重項エネルギーと最低励起三重項エネルギーを比較する場合、実測値同士もしくは、計算値同士のように、手法を統一して比較するものとする。
【００８７】
図４は、蛍光を発する有機発光素子の劣化機構を表す図である。発光ドーパントの一重項励起子のエネルギーＳ１（Ｄ）が、ホスト材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｈ）にエネルギー移動する。これにより、高次のエネルギーＴｎ（Ｈ）の三重項励起子を形成する。この高いエネルギーをもったＴｎ（Ｈ）のエネルギーが発光層内で失活することにより、有機分子の単結合が開裂するという機構が知られている（特開２０１１−２１６６４０号公報）。三重項励起子は励起寿命が長いため膜中での密度も高く、上記のようなエネルギー移動過程は比較的高い頻度で起こると推察される。
【００８８】
この際、発光ドーパントの発光波長が短波長であるほど、高い一重項励起子のエネルギーＳ１（Ｄ）が三重項励起子へ移動するため、合計のエネルギーＴｎ（Ｈ）が大きくなり、材料劣化を引き起こしやすい。よって、第一ドーパントよりも発光波長が短波長な第二ドーパントを有する第二発光層の方が材料劣化を起こしやすい。そのため、第二ドーパントよりも発光波長が長波長な第一ドーパントを有する第一発光層に、三重項励起子を集める方が、連続駆動寿命の点で有利である。
【００８９】
［本発明の一実施形態に係る有機発光素子の構成］
（基板）
本実施形態に係る有機発光素子の基板は、Ｓｉ基板、ガラス基板、樹脂基板であってよい。Ｓｉ基板である場合には、当該Ｓｉ自体にトランジスタを形成することでマイクロ表示装置とすることもできる。ガラス基板である場合は、ＴＦＴを設けて表示装置としてよい。樹脂基板は、フレキシブル基板ともいうことができる。フレキシブル基板の場合には、フォルダブル、ローラブル表示装置であってよい。発光装置の発光方向を阻害しない限り、透過不透過を問わない。
【００９０】
（電極）
本実施形態においては、第一電極は陽極であり、第二電極は陰極であるが、第一電極が陰極で、第二電極が陽極でもよい。第二電極側から光を取り出す場合、第一電極は反射電極であってよい。
【００９１】
本実施形態に係る有機発光素子の第一電極は、反射率が８０％以上の金属材料が好ましい。具体的には、ＡｌやＡｇなどの金属、それらにＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｔｉなどを添加した合金を使用できる。合金としては、ＡｇＭｇ、ＡｌＣｕ、ＴｉＮ等を用いることができる。反射率は、発光層から発する発光波長における反射率を指す。また、反射電極は、光取出し側の表面にバリア層を有してもよい。バリア層の材料としては、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕの金属やその合金が好ましい。合金とは前述の合金を含んでよい。
【００９２】
本実施形態に係る有機発光素子の第二電極は、その表面に到達した光の一部を透過するとともに他の一部を反射する性質（すなわち半透過反射性）を持った半透過反射層であってよい。上部電極は例えばマグネシウムや銀などの単体金属、またはマグネシウムや銀を主成分とする合金、もしくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含んだ合金材料から形成される。
【００９３】
第二電極を合金とする場合には、例えば、マグネシウムと銀との合金が挙げられる。マグネシウムと銀との合金の場合は、１：１で合金としてもよいし、いずれかの原子％が多くてもよい。いずれかの原子％を大きくする場合には、銀であってよい。銀の原子％を大きくした場合、透過率が高いので好ましい。また、いずれかの原子％を大きくする場合には、マグネシウムであってよい。マグネシウムの原子％を大きくした場合、膜性が高く切断されにくいので好ましい。
【００９４】
第二電極は好ましい透過率を有するならば、積層構成でもよい。
【００９５】
（有機化合物層）
本実施形態に係る有機化合物層は、複数の有機発光素子の共通層として形成されてよい。共通層とは、複数の有機発光素子にまたがって配置されていることであり、スピンコート等の塗布法や、蒸着法、を基板の全面に対して行うことで形成することができる。
【００９６】
本実施形態に係る有機化合物層は、少なくとも発光層を含む層であり、複数の層から構成されてよい。複数の層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層が挙げられる。各有機化合物層は、複数材料で構成されてよい。その場合の重量比は、１：１乃至４であってよい。有機化合物層は、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とが発光層において再結合することで、発光する。
【００９７】
発光層は複数層から構成されてよく、各発光層のいずれかに赤色発光材料、緑色発光材料、赤色発光材料を有することができ、各発光色を混合することで、白色光を出射することができる。また、各発光層のいずれかに青色発光材料と黄色発光材料などの補色同士の関係の、発光材料を有することで白色を発してもよい。発光層は２層であっても、３層であっても、それ以上の数を有していてもよい。複数の発光層がそれぞれ異なる色の光を発光してもよい。また他の発光層と同じ色の光を発する発光層があってよい。
【００９８】
複数の発光層、例えば第一発光層及び第二発光層から白色を発する場合、有機発光素子はその光出射側にカラーフィルタを有してよい。白色発光とカラーフィルタとを合わせることで、ＲＧＢ等必要な発光色を得ることができる。
【００９９】
発光層に含まれる化合物は特に限定されないが、アントラセン誘導体、フルオレン誘導体、ピレン誘導体、フルオランテン誘導体、クリセン誘導体、トリフェニレン誘導体、イリジウム錯体であってよい。これら化合物が、ホストであっても、ゲストであってもよい。
【０１００】
第一ドーパントは、フルオレン誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ルブレン誘導体、ペリレン誘導体、ホウ素錯体のいずれかであってよい。
【０１０１】
以下、有機化合物層に用いられる有機化合物の具体例を示す。本発明はこれら例示化合物に限られるものではない。
【０１０２】
本実施形態に係る有機発光素子のホスト材料としては、例えば以下の化合物を挙げることができる。ホスト材料は、第一ホストであっても、第二ホストであっても、さらに設けられる発光層のホストであってもよい。
【０１０３】
【化１】
2019186521.tif 000003
【０１０４】
ＥＭ１〜３、２１〜２２の化合物は、その部分構造にピレン骨格を有するので好ましい。ピレン骨格を有する化合物は、広い平面性を有するピレン骨格同士がスタックしやすく、三重項励起子が移動しやすい。その結果、ＴＴＡを効率よく起こすことができる。ＥＭ１は特開２００７−０６３２８５号公報に記載の方法により合成することができ、ＥＭ２３は、特開２０１１−２４９７５４号公報に記載の方法により合成することができ、ＥＭ２５は、特開２０１２−１０２０２４号公報に記載の方法により合成することができ、ＥＭ２６は、国際公開２００５／０４０３０２号に記載の方法により合成することができる。それぞれの公報に記載されている合成方法は、化合物の合成量、基本骨格に設けられる置換基の種類を考慮して適宜変更してよい。例えば、カップリング反応に用いられるハロゲン原子を別種のハロゲン原子に変更してよい。またカップリング反応に用いたハロゲンを最終生成物から低減させるために、脱ハロゲン工程を設けてよい。また、合成工程において、用いられるボロン酸誘導体とピナコールボラン誘導体、ハロゲン体のハロゲン種、鈴木カップリング反応に用いられるＰｄ触媒等を変更してよい。変更されるＰｄ触媒としては、（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、Ｐｄ（ｄｂａ）２、Ｐｄ（ｄｂａ）３等があげられる。また、上記触媒にリン配位子として、Ｓ−Ｐｈｏｓ、Ｘ−Ｐｈｏｓ、トリオルトトリルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等を添加してよい。また、ハロゲン体の代わりにトリフラート体を用いてよい。また、鈴木カップリングの代わりに有機亜鉛を用いた根岸カップリングや有機錫を用いたスティルカップリングを用いてよい。
【０１０５】
本実施形態に係る有機発光素子の青色発光材料としては、例えば以下の化合物を挙げることができる。
【０１０６】
【化２】
2019186521.tif 000004
【０１０７】
ＢＤ８〜３０は、化合物を構成する単結合が、結合エネルギーが高いＣ−Ｃ結合とＣ−Ｈ結合に限られるため好ましい。ただし、シアノ基のＣとＮの結合は三重結合であり、単結合に比べて高い結合エネルギーを有するのでＣ−Ｎ結合を有するものの、炭化水素化合物とみなしてよい。青色発光材料の発光層中の濃度は、０．１以上１０ｗｔ％以下の範囲が好ましい。より好ましくは、０．３以上２．０ｗｔ％以下の範囲である。ＢＤ１は、特開平９−２４１６２９号公報に記載の方法により合成することができ、ＢＤ９は、特開２００８−２９７５３５号公報に記載の方法により合成することができ、ＢＤ１６は、特開２０１０−１４３８７９号公報に記載の方法により合成することができ、ＢＤ２３は、特開２０１２−２４６２５８号公報に記載の方法により合成することができ、ＢＤ２５は、特開２００９−２２１１８０号公報に記載の方法により合成することができ、ＢＤ２８は、特開２０１１−０１１９９４号公報に記載の方法により合成することができる。それぞれの公報に記載されている合成方法は、化合物の合成量、基本骨格に設けられる置換基の種類を考慮して適宜変更してよい。例えば、カップリング反応に用いられるハロゲン原子を別種のハロゲン原子に変更してよい。またカップリング反応に用いたハロゲンを最終生成物から低減させるために、脱ハロゲン工程を設けてよい。また、合成工程において、用いられるボロン酸誘導体とピナコールボラン誘導体、ハロゲン体のハロゲン種、鈴木カップリング反応に用いられるＰｄ触媒等を変更してよい。変更されるＰｄ触媒としては、（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、Ｐｄ（ｄｂａ）２、Ｐｄ（ｄｂａ）３等があげられる。また、上記触媒にリン配位子として、Ｓ−Ｐｈｏｓ、Ｘ−Ｐｈｏｓ、トリオルトトリルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等を添加してよい。また、ハロゲン体の代わりにトリフラート体を用いてよい。また、鈴木カップリングの代わりに有機亜鉛を用いた根岸カップリングや有機錫を用いたスティルカップリングを用いてよい。
【０１０８】
本実施形態に係る有機発光素子の緑色発光材料としては、例えば以下の化合物を挙げることができる。
【０１０９】
【化３】
2019186521.tif 000005
【０１１０】
ＧＤ８〜３１は、炭化水素化合物であり、長い連続駆動寿命を実現する上で好ましい。緑色発光材料の発光層中の濃度は、０．１以上１０．０ｗｔ％以下の範囲が好ましい。より好ましくは、０．５以上５．０ｗｔ％以下の範囲である。ＧＤ５は、特開２００６−１７６４９３号公報に記載の合成方法により合成でき、ＧＤ１３は、特開２００８−２５５０９５号公報に記載の合成方法により合成でき、ＧＤ１６は、特開２０１１−２５６１１３号公報に記載の合成方法により合成でき、ＧＤ２１は、特開２０１２−００１５１４号公報に記載の合成方法により合成でき、ＧＤ２９は、特開２０１３−０６７５８６号公報に記載の合成方法により合成できる。それぞれの公報に記載されている合成方法は、合成量、基本骨格に設けられる置換基の種類を考慮して適宜変更してよい。例えば、例えば、カップリング反応に用いられるハロゲン原子を別種のハロゲン原子に変更してよい。またカップリング反応に用いたハロゲンを最終生成物から低減させるために、脱ハロゲン工程を設けてよい。また、合成工程において、用いられるボロン酸誘導体とピナコールボラン誘導体、ハロゲン体のハロゲン種、鈴木カップリング反応に用いられるＰｄ触媒等を変更してよい。変更されるＰｄ触媒としては、（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、Ｐｄ（ｄｂａ）２、Ｐｄ（ｄｂａ）３等があげられる。また、上記触媒にリン配位子として、Ｓ−Ｐｈｏｓ、Ｘ−Ｐｈｏｓ、トリオルトトリルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等を添加してよい。また、ハロゲン体の代わりにトリフラート体を用いてよい。また、鈴木カップリングの代わりに有機亜鉛を用いた根岸カップリングや有機錫を用いたスティルカップリングを用いてよい。  本実施形態に係る有機発光素子の赤色発光材料としては、例えば以下の化合物を挙げることができる。
【０１１１】
【化４】
2019186521.tif 000006
【０１１２】
ＲＤ５〜２３は、炭化水素化合物であり、長い連続駆動寿命を実現する上で好ましい。ＲＤ５は、特開平１０−３３０２９５号公報に記載された合成方法で合成することができ、ＲＤ９は、特開２０１３−０４３８４６号公報に記載された合成方法で合成することができ、ＲＤ１２は、特開２０１２−１４９０１２号公報に記載された合成方法で合成することができ、ＲＤ１３は、特開２０１３−０４９６６３号公報に記載された合成方法で合成することができ、ＲＤ２０は、特開２０１３−１３９４２６号公報に記載された合成方法で合成することができる。それぞれの公報に記載されている合成方法は、合成量、基本骨格に設けられる置換基の種類を考慮して適宜変更してよい。例えば、カップリング反応に用いられるハロゲン原子を別種のハロゲン原子に変更してよい。またカップリング反応に用いたハロゲンを最終生成物から低減させるために、脱ハロゲン工程を設けてよい。また、合成工程において、用いられるボロン酸誘導体とピナコールボラン誘導体、ハロゲン体のハロゲン種、鈴木カップリング反応に用いられるＰｄ触媒等を変更してよい。変更されるＰｄ触媒としては、（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、Ｐｄ（ｄｂａ）２、Ｐｄ（ｄｂａ）３等があげられる。また、上記触媒にリン配位子として、Ｓ−Ｐｈｏｓ、Ｘ−Ｐｈｏｓ、トリオルトトリルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等を添加してよい。また、ハロゲン体の代わりにトリフラート体を用いてよい。また、鈴木カップリングの代わりに有機亜鉛を用いた根岸カップリングや有機錫を用いたスティルカップリングを用いてよい。
【０１１３】
本実施形態に係る有機発光素子の正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層に用いられる材料としては、例えば以下の化合物を挙げることができる。正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層とは、陽極と発光層との間に配置されている有機化合物層である。電子ブロック層は、発光層ホストよりもＬＵＭＯが低いことが好ましい。
【０１１４】
【化５】
2019186521.tif 000007
【０１１５】
本実施形態に係る有機発光素子の、電子輸送層、正孔ブロック層に用いられる材料としては、例えば以下の化合物を挙げることができる。電子輸送層、正孔ブロック層とは、陰極と発光層との間に配置されている有機化合物層である。正孔ブロック層は、発光層のホストよりもＨＯＭＯが低いことが好ましい。
【０１１６】
【化６】
2019186521.tif 000008
【０１１７】
本実施形態に係る有機発光素子に用いられる、正孔ブロック層や電子ブロック層を構成する材料は、隣接する発光層のホスト材料よりも高い最低励起三重項エネルギーを有することが好ましい。これによって、三重項励起子を発光層内に閉じ込めることができ、効率よくＴＴＡを起こすことができる。
【０１１８】
本実施形態に係る有機発光素子の電子注入層としては、電子供与性のドーパントと電子輸送性の材料の混合物を用いてもよい。電子供与性のドーパントとしては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、希土類金属、及びこれらの化合物を用いることができる。電子注入層は、電子輸送性材料に、アルカリ金属化合物を０．１乃至２５ｗｔ％含有させることにより形成される。より好ましくは、前記アルカリ金属化合物はセシウム化合物である。さらに、より好ましくは、前記セシウム化合物が炭酸セシウム及び炭酸セシウム由来の物質である。本発明において電子注入層を形成する好適な手法は、炭酸セシウムと電子輸送性材料を共蒸着することである。良好な電子注入性を確保するためには、電子注入層の膜厚が１０ｎｍ乃至１００ｎｍであることが好ましい。なお、共蒸着時に炭酸セシウムが分解するなどして、電子注入層内に炭酸セシウム由来の（Ｃｓ１１Ｏ３）Ｃｓ１０や（Ｃｓ１１Ｏ３）Ｃｓ、Ｃｓ１１Ｏ３などのサブオキサイドが形成される場合がある。またセシウムと有機化合物との間で配位化合物が形成される場合がある。
【０１１９】
（保護層）
本実施形態に係る有機発光素子の保護層は、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）を用いて形成されたシリコン窒化物（ＳｉＮ）層やシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）層、原子層堆積法（ＡＬＤ法）を用いて形成された酸化アルミニウム層、シリコン酸化物及びチタン酸化物などの外部からの酸素や水分の透過性が極めて低い材料から構成され、十分な水分遮断性能があれば単層または複数層であってもよい。複数層の場合は、それぞれ異なった材料を積層しても、同じ材料の密度を変えて積層させてもよい。保護層は、有機発光素子の発光が装置外へ取り出されやすいよう屈折率を考慮して構成されることが好ましい。保護層は、封止層ということもできる。
【０１２０】
（平坦化層）
本実施形態に係る有機発光素子の平坦化層は、保護層の凹凸を埋めるためのものであり、保護層上に配置することが好ましい。これによって、保護膜の凹凸の傾斜部による、散乱光を低減することができ、混色を抑制することができる。平坦化層は塗布によって形成された樹脂層などから構成される。平坦化層は、任意の厚さで設けられてよく、例えば、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってよい。
【０１２１】
（カラーフィルタ）
本実施形態に係る有機発光素子のカラーフィルタは、平坦化層上にカラーレジストを塗布し、リソグラフィによってパターニングされてよい。また、後述の対向基板にカラーフィルタを設けて、平坦化層の上に張り合わせてもよい。この場合、前述の平坦化層は１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってよい。
【０１２２】
カラーレジストは、例えば光硬化性樹脂で構成され、紫外線等が照射された部位が硬化することで、パターンを形成することができる。
【０１２３】
本実施形態において、カラーフィルタはＲＧＢのカラーフィルタを有してよい。ＲＧＢのカラーフィルタはストライブ配列、スクエア配列、デルタ配列、ベイヤー配列のいずれの方式で配置されてよい。
【０１２４】
本実施形態に係る有機発光素子の充填層は、カラーフィルタと対向基板との間に配置される。充填層は例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの有機材料により構成されている。また、カラーフィルタと充填層の間に平坦化層を形成してもよい。当該平坦化層は、カラーフィルタと保護層との間に配置された平坦化層と同じであっても、異なってもよい。二つの平坦化層を同じ材料で構成する場合は、表示領域外における平坦化層同士の密着性が高いので好ましい。
【０１２５】
表示領域外とは、基板の端部のＥＬ素子が配置されていない領域、表示には寄与しない領域である。
【０１２６】
（対向基板）
本実施形態に係る有機発光素子の対向基板は、透明基板が好ましい。対向基板は例えば、透明ガラス基板や、透明プラスチック基板等により構成されてよい。
【０１２７】
有機発光素子は、バインダー樹脂を有してよい。バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。しかしながら、これらに限定されるものではない。また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【０１２８】
（本発明の一実施形態に係る有機発光素子の用途）
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。
【０１２９】
表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。
【０１３０】
また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
【０１３１】
次に、図面を参照しながら本実施形態に係る表示装置につい説明する。図５は、有機発光素子とこの有機発光素子に接続されるＴＦＴ素子とを有する表示装置の例を示す断面模式図である。ＴＦＴ素子は、能動素子の一例である。
【０１３２】
図５の表示装置１０は、ガラス等の基板１１とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜１２が設けられている。また符号１３は金属のゲート電極１３である。符号１４はゲート絶縁膜１４であり、１５は半導体層である。
【０１３３】
ＴＦＴ素子１８は、半導体層１５とドレイン電極１６とソース電極１７とを有している。ＴＦＴ素子１８の上部には絶縁膜１９が設けられている。コンタクトホール２０を介して有機発光素子を構成する陽極２１とソース電極１７とが接続されている。
【０１３４】
尚、有機発光素子に含まれる電極（陽極、陰極）とＴＦＴに含まれる電極（ソース電極、ドレイン電極）との電気接続の方式は、図５に示される態様に限られるものではない。つまり陽極又は陰極のうちいずれか一方とＴＦＴ素子ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが電気接続されていればよい。
【０１３５】
図５の表示装置１０では有機化合物層を１つの層の如く図示をしているが、有機化合物層２２は、複数層であってもよい。陰極２３の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層２４や第二の保護層２５が設けられている。
【０１３６】
図５の表示装置１０ではスイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えてＭＩＭ素子をスイッチング素子として用いてもよい。
【０１３７】
また図５の表示装置１０に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。尚、薄膜トランジスタはＴＦＴ素子とも呼ばれる。
【０１３８】
図５の表示装置１０に含まれるトランジスタは、Ｓｉ基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。
【０１３９】
本実施形態に係る有機発光素子はスイッチング素子の一例であるＴＦＴにより発光輝度が制御され、有機発光素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。尚、本実施形態に係るスイッチング素子は、ＴＦＴに限られず、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタ、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。基板内にトランジスタを設けるか、ＴＦＴを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば０．５インチ程度の大きさであれば、Ｓｉ基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。
【０１４０】
図７は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。表示装置１０００は、上部カバー１００１と、下部カバー１００９と、の間に、タッチパネル１００３、表示パネル１００５、フレーム１００６、回路基板１００７、バッテリー１００８、を有してよい。タッチパネル１００３および表示パネル１００５は、フレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００２、１００４が接続されている。回路基板１００７には、トランジスタがプリントされている。バッテリー１００８は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。
【０１４１】
本実施形態に係る表示装置は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置の表示部に用いられてよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってよい。
【０１４２】
図８（ａ）は、本実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。撮像装置１１００は、ビューファインダ１１０１、背面ディスプレイ１１０２、操作部１１０３、筐体１１０４を有してよい。ビューファインダ１１０１は、本実施形態に係る表示装置を有してよい。その場合、表示装置は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってよい。
【０１４３】
撮像に好適なタイミングはわずかな時間なので、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、本発明の有機発光素子を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機発光素子は応答速度が速いからである。有機発光素子を用いた表示装置は、表示速度が求められる、これらの装置、液晶表示装置よりも好適に用いることができる。
【０１４４】
撮像装置１１００は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体１１０４内に収容されている撮像素子に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。
【０１４５】
本実施形態に係る表示装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有してよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されてよい。
【０１４６】
本実施形態に係る表示装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。
【０１４７】
図８（ｂ）は、本実施形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。電子機器１２００は、表示部１２０１と、操作部１２０２と、筐体１２０３を有する。筐体１２０３には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有してよい。操作部１２０２は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。
【０１４８】
図９は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。図９（ａ）は、テレビモニタやＰＣモニタ等の表示装置である。表示装置１３００は、額縁１３０１を有し表示部１３０２を有する。表示部１３０２には、本実施形態に係る発光装置が用いられてよい。
【０１４９】
額縁１３０１と、表示部１３０２を支える土台１３０３を有している。土台１３０３は、図９（ａ）の形態に限られない。額縁１３０１の下辺が土台を兼ねてもよい。
【０１５０】
また、額縁１３０１および表示部１３０２は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、５０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であってよい。
【０１５１】
図９（ｂ）は本実施形態に係る表示装置の他の例を表す模式図である。図９（ｂ）の表示装置１３１０は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置１３１０は、第一表示部１３１１、第二表示部１３１２、筐体１３１３、屈曲点１３１４を有する。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、本実施形態に係る発光装置を有してよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、つなぎ目のない１枚の表示装置であってよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、屈曲点で分けることができる。第一表示部１３１１、第二表示部１３１２は、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第一および第二表示部とで一つの画像を表示してもよい。
【０１５２】
図１０（ａ）は、本実施形態に係る照明装置の一例を表す模式図である。照明装置１４００は、筐体１４０１と、光源１４０２と、回路基板１４０３と、光学フィルム１４０４と、光拡散部１４０５と、を有してよい。光源は、本実施形態に係る有機発光素子を有してよい。光学フィルタは光源の演色性を向上させるフィルタであってよい。光拡散部は、ライトアップ等、光源の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルタ、光拡散部は、照明の光出射側に設けられてよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。
【０１５３】
照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。それらを調光する調光回路を有してよい。照明装置は本発明の一実施形態に係る有機発光素子とそれに接続される電源回路を有してよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、白とは色温度が４２００Ｋで昼白色とは色温度が５０００Ｋである。照明装置はカラーフィルタを有してもよい。
【０１５４】
また、本実施形態に係る照明装置は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコン等が挙げられる。
【０１５５】
図１０（ｂ）は、本実施形態に係る移動体の一例である自動車の模式図である。当該自動車は灯具の一例であるテールランプを有する。自動車１５００は、テールランプ１５０１を有し、ブレーキ操作等を行った際に、テールランプを点灯する形態であってよい。
【０１５６】
テールランプ１５０１は、本実施形態に係る有機発光素子を有してよい。テールランプは、有機ＥＬ素子を保護する保護部材を有してよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。
【０１５７】
自動車１５００は、車体１５０３、それに取り付けられている窓１５０２を有してよい。窓は、自動車の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。当該透明なディスプレイは、本実施形態に係る有機発光素子を有してよい。この場合、有機発光素子が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成される。
【０１５８】
本実施形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有してよい。灯具は、機体の位置を知らせるための発光をしてよい。灯具は本実施形態に係る有機発光素子を有する。
【０１５９】
以上説明した通り、本実施形態に係る有機発光素子を用いた装置を用いることにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【実施例】
【０１６０】
（実施例１）
以下に、図１に示すトップエミッション型構造の有機発光素子を作製する手順を示す。
【０１６１】
基板上に、スパッタリング法でＴｉを４０ｎｍ成膜し、公知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、陽極を形成した。尚、この時、対向する電極（金属電極層、陰極）の電極面積が３ｍｍ２となるようにした。
【０１６２】
続いて、真空蒸着装置（アルバック社製）に洗浄済みの電極までを形成した基板と材料を取り付け、１．３３×１０−４Ｐａ（１×１０−６Ｔｏｒｒ）まで排気した後、ＵＶ／オゾン洗浄を施した。その後、以下の層構成で各層の製膜を行った。
【０１６３】
【表１】
2019186521.tif 000009
【０１６４】
そして、電子輸送層を形成した後、電子注入層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍ製膜した。その後、陰極としてＭｇＡｇ合金を１０ｎｍ製膜した。ＭｇとＡｇの比率は１：１とした。その後、封止層としてＣＶＤ法にてＳｉＮを１．５μｍ成膜した。
【０１６５】
一方、各発光層のホストとドーパントの最低励起三重項エネルギーを取得した。前述の、測定方法で燐光発光が観測できない材料が含まれていたため、前述の計算手法を統一して用いて、各化合物の最低励起三重項エネルギーを得た。
【０１６６】
第一、第二ホスト材料であるＥＭ１、第一ドーパントである赤色発光材料のＲＤ２１、第二ドーパント材料である青色発光材料のＢＤ２４、第三ドーパントである緑色発光材料のＧＤ１１の、最低励起三重項エネルギーはそれぞれ、Ｔ１（Ｈ１）＝Ｔ１（Ｈ２）＝２．０４ｅＶ、Ｔ１（Ｄ１）＝１．２４ｅＶ、Ｔ１（Ｄ２）＝２．１５ｅＶ、Ｔ１（Ｄ３）＝１．８８ｅＶであった。よって、以下の式（１）、（４）、（５）の関係を満たしている。
Ｔ１（Ｈ１）−Ｔ１（Ｄ１）≧０．３ｅＶ    （１）
Ｔ１（Ｈ２）≦Ｔ１（Ｄ２）    （４）
０ｅＶ＜Ｔ１（Ｈ１）−Ｔ１（Ｄ３）＜０．３ｅＶ    （５）
【０１６７】
また、第一、第二ホストが同一材料で、第一、第二発光層が隣接しているので、前記第一発光層から前記第二発光層への、三重項励起子の移動経路を有している。
【０１６８】
さらに、各発光層のホストとドーパントの最低励起一重項エネルギーを、前述の計算手法によって得た。第一、第二ホスト材料であるＥＭ１、第一ドーパントである赤色発光材料のＲＤ２１、第二ドーパント材料である青色発光材料のＢＤ２４、第三ドーパントである緑色発光材料のＧＤ１１の、最低励起一重項エネルギーはそれぞれ、Ｓ１（Ｈ１）＝Ｓ１（Ｈ２）＝３．１５ｅＶ、Ｓ１（Ｄ１）＝２．１３ｅＶ、Ｓ１（Ｄ２）＝２．９８ｅＶ、Ｓ１（Ｄ３）＝２．６７ｅＶであった。
【０１６９】
各化合物の、最低励起一重項エネルギーと最低励起三重項エネルギーの差は、いずれも０．２ｅＶ以上であり、遅延蛍光性の化合物ではない。
【０１７０】
得られた白色有機発光素子に不図示の電圧印加装置を接続し、その特性を評価した。
【０１７１】
電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、色度の評価はトプコン製「ＳＲ−３」を用いて行った。発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。１０００ｃｄ／ｍ２表示時の効率、電圧、及びｕ’ｖ’空間におけるＣＩＥ色度座標はそれぞれ４．０ｃｄ／Ａ、４．０Ｖ、ＣＩＥ（ｕ’、ｖ‘）＝（０．１９６、０．３８６）であった。ここで、基準の色温度６４００Ｋの白色光のｕ’ｖ’空間におけるＣＩＥ色度座標（０．１９８、０．４６８）に対する、以下の式（６）で表される色ずれ量Δｕ’ｖ’は、０．０４７であり、良好な白色有機発光素子であった。
【０１７２】
【数１】
2019186521.tif 000010
【０１７３】
また、初期輝度４０００ｃｄ／ｍ２での連続駆動試験を行ったところ、輝度半減時間は３５００ｈと耐久特性も良好であった。
【０１７４】
次に、得られた白色素子のＴＴＡ発光割合を、赤色発光材料由来の発光、緑色発光材料由来の発光、青色発光材料由来の発光について、それぞれ測定した。
【０１７５】
ＴＴＡ割合は、過渡応答測定を行い、測定結果を解析することによって求めた。
【０１７６】
過渡応答測定とは、電圧パルスジェネレータによって矩形波の電圧を有機発光素子へ印加し、電圧に同期して、有機発光素子からの発光強度を光電子増倍管を介してオシロスコープにて時間分解検出することによって行う。具体的には、所望の電流密度となる正電圧を発光強度が定常状態に至るに十分な時間、有機発光素子に印加する。その後、素子中から電荷を排出するために負電圧を印加する。
【０１７７】
本実施例では、電圧パルスジェネレータは、アジレント社製３３２５０Ａを用い、矩形波電圧は、周波数：１００Ｈｚ、正電圧：１０ｍＡ／ｃｍ２相当の電圧をパルス幅１ｍｓ印加、負電圧：−１０Ｖを印加した。オシロスコープは、テクトロニクス社製ＴＤＳ５０５４を用いた。
【０１７８】
図６（ａ）は、過渡応答測定結果の一例で、電圧に同期して得られた発光強度の時間変化を表したもののである。０ｓにて正電圧から負電圧へ切り替えており、正電圧印加時の定常状態での発光強度を１としている。
【０１７９】
正電圧印加時の発光強度の内訳は電荷の再結合により生成した一重項励起子からの発光とＴＴＡによって生成した一重項励起子からの発光の合計である。
【０１８０】
一方、負電圧印加時は、ＴＴＡによる発光が観測される。観測される発光は、過渡応答特性である。ＴＴＡによる発光の過渡応答特性の解析により、ＴＴＡ発光割合を決定する。
【０１８１】
負電圧印加時の発光の過渡応答特性がＴＴＡに基づくものであれば、発光強度の平方根の逆数が直線近似で表せることが知られている。
【０１８２】
そこで、図６（ｂ）のように、発光強度の平方根の逆数の時間変化をプロットし、過渡応答特性を式２でフィッティングし定数Ｂを求める。式（７）において、ＩＴＴＡは負電圧印加時の発光強度、Ａ、Ｂは定数、ｔは時間を示す。
【０１８３】
【数２】
2019186521.tif 000011
【０１８４】
このとき正電圧から負電圧へ切り替えた時刻ｔ＝０における発光強度１／Ｂ２が全発光に対するＴＴＡによる発光の割合と定義する。例えば、図６（ｂ）においてＢ＝１．７２であるため、１／Ｂ２＝０．３３８となり、ＴＴＡ発光割合は３３．８％であることになる。
【０１８５】
本実施例の有機発光素子は、青色発光材料、緑色発光材料、赤色発光材料を有する白色発光素子である。そのため、有機発光素子と光電子増倍管の間に、透過光のピーク波長が４６０ｎｍ、５６０ｎｍ、６４０ｎｍの光学干渉フィルターを、それぞれ設置し、青色発光材料由来、緑色発光材料由来、赤色発光材料由来の発光のＴＴＡ発光割合を、それぞれ測定した。
【０１８６】
本実施例の有機発光素子の、青色発光材料由来の発光のＴＴＡ発光割合は８％、緑色発光材料由来の発光のＴＴＡ発光割合は１８％、赤色発光材料由来の発光のＴＴＡ発光割合は３７％であり、特に赤色発光材料由来の発光のＴＴＡ発光割合が良好であった。青色発光材料由来の発光のＴＴＡ割合がＧ，Ｒに比べて低いのは、三重項励起子が第一発光層から第二発光層へ効率よく移動している証拠であり、これによって長い連続駆動寿命が実現できていると考えられる。
【０１８７】
（実施例２〜４、比較例１〜３）
実施例１の第一ドーパントである赤色発光材料の重量比を、適宜変更する以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜３、比較例１〜２の白色有機発光素子を作成した。得られた有機発光素子について、実施例１と同様にその特性を測定・評価した。結果を表２に示す。
【０１８８】
赤色発光材料由来のＴＴＡ発光割合が、３８％以上の場合はＡ、３５％以上３８％未満の場合はＢ、３１％以上３５％未満の場合はＣ、２７％以上３１％未満の場合はＤ、２７％未満の場合はＥとして表記した。
【０１８９】
また、Δｕ’ｖ’が、０．０６未満の場合はＡ、０．０６以上０．０７未満の場合はＢ、０．０７以上０．０８未満の場合はＣ，０．０８以上０．０９未満の場合はＤ，０．０９以上の場合はＥと表記した。
【０１９０】
【表２】
2019186521.tif 000012
【０１９１】
実施例１〜４、比較例１及び２、参考例のいずれの有機発光素子も、青色発光材料由来のＴＴＡ発光割合は約７〜９％、緑色発光材料由来のＴＴＡ発光割合は約１７〜１９％と、概ね同等であった。一方、第一ドーパントである赤色発光材料が０．３ｗｔ％以下の場合は、赤色発光材料由来のＴＴＡ発光割合は、第一ドーパントである赤色発光材料が、０．５ｗｔ％以上の場合に比べて、赤色発光材料由来のＴＴＡ割合が高く、良好にＴＴＡが起こっていることが分かる。
【０１９２】
ただし、第一ドーパントが０．０５ｗｔ％未満である参考例の有機発光素子は、赤色発光材料由来の発光強度が低下した。赤発光輝度を考慮すると、第一ドーパントの重量比が、前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、０．０５ｗｔ％以上０．３ｗｔ％以下であることが好ましい。
【０１９３】
また、良好なＴＴＡ発光割合でかつ、良好な白色を表示できた、実施例１〜４の、有機発光素子も、初期輝度４０００ｃｄ／ｍ２での連続駆動試験を行ったところ、輝度半減時間は２５００〜３５００ｈと耐久特性も良好であった。
【０１９４】
実施例１〜４、比較例１及び２の結果から、特に好ましい第一ドーパント濃度は、０．１％以上０．２％以下であることが分かる。これによって、ＴＴＡ発光割合と白色表示において、特に良好な有機発光素子を得ることができる。
【０１９５】
（実施例５〜１０、比較例４〜９）
実施例１の正孔輸送層、電子ブロッキング層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、第一ホスト、第二ホスト、第一ドーパント、第二ドーパント、第三ドーパントの材料と重量比を、適宜変更する以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜３、比較例１〜２の白色有機発光素子を作製した。得られた有機発光素子について、実施例１と同様にその特性を測定、評価した。結果を表３に示す。赤色発光材料由来のＴＴＡ発光割合が、３８％以上の場合はＡ、３５％以上３８％未満の場合はＢ、３１％以上３５％未満の場合はＣ、２７％以上３１％未満の場合はＤ、２７％未満の場合はＥとして表記した。また、輝度半減時間は３０００ｈ以上の場合はＡ、２０００ｈ以上３０００ｈ未満の場合はＢ，２０００ｈ未満の場合はＣと表記した。
【０１９６】
【表３】
2019186521.tif 000013
【０１９７】
実施例５〜１０の有機発光素子は、第一ドーパントである赤色発光材料の重量比が０．３ｗｔ％であるのに対し、比較例３〜８の有機発光素子は、第一ドーパントである赤色発光材料の重量比が０．５ｗｔ％である。実施例５〜１０、比較例３〜８のいずれの有機発光素子も、青色発光材料由来のＴＴＡ発光割合は約７〜９％、緑色発光材料由来のＴＴＡ発光割合は約１７〜１９％と、概ね同等であった。
【０１９８】
一方、第一ドーパントである赤色発光材料が０．３ｗｔ％以下の場合は、赤色発光材料由来のＴＴＡ発光割合は、第一ドーパントである赤色発光材料が、０．５ｗｔ％以上の場合に比べて、赤色発光材料由来のＴＴＡ割合が高く、良好にＴＴＡが起こっていることが分かる。
【０１９９】
輝度半減寿命は、実施例５〜１０、比較例３〜８のいずれの有機発光素子も良好であった。
【０２００】
ただし、実施例７、１０の有機発光素子が、実施例５、６、８、９の有機発光素子よりも、輝度半減寿命が劣るのは、第一ドーパント材料ＲＤ１もしくは、第三ドーパント材料ＧＤ６が、炭化水素化合物ではない化合物であるためであると考えられる。
【０２０１】
また、発光層に用いた各材料の最低励起一重項エネルギー、最低励起三重項エネルギーの値を表４に示す。
【０２０２】
【表４】
2019186521.tif 000014
【０２０３】
（比較例９）
実施例１の第一発光層と第二発光層の間に中間層としてＨＴ７を５ｎｍ挿入した以外は、実施例１と同様な白色有機発光素子を作成した。実施例１と同様にその特性を測定、評価した結果、輝度半減時間が１６００ｈと、実施例１に比べて著しく低下した。
【０２０４】
また、実施例１と同様な計算手法で得たＨＴ７の最低励起三重項エネルギーは、２．６９ｅＶであり、第一ホストであり第二ホストであるＥＭ１の励起三重項エネルギー２．０４ｅＶよりも高かった。よって、第一発光層から第二発光層への三重項励起子の移動経路が、中間層によって遮断されたために、三重項励起子が第一発光層に留められ、材料劣化が起こりやすくなったと考えられる。
【０２０５】
（比較例１０）
実施例１の、第一発光層及び第二発光層の構成を以下のようにした以外は実施例１と同様にして有機発光素子を作製した。第一発光層は、第一ホストとしてＥＭ１を９９．１ｗｔ％、第一ドーパントとして赤色発光材料ＲＤ２１を０．３ｗｔ％、第二ドーパントとして青色発光材料ＢＤ２４を０．６ｗｔ％有する構成とした。第二発光層は、第二ホストとしてＥＭ１を９８．０ｗｔ％、第三ドーパントとして緑色発光材料ＧＤ１１を２．０ｗｔ％有する構成とした。すなわち、第一ドーパントと、第二ドーパントとが同層に含まれる構成である。実施例１と同様にその特性を測定、評価した結果、輝度半減時間が１７００ｈと、実施例１に比べて著しく低下した。
【０２０６】
これは、第一ドーパントによって、三重項励起子が第一発光層にトラップされるため、三重項励起子が第一発光層に留められ、第二ドーパントが存在する第一発光層の励起子の濃度が相対的に低くならないので、材料劣化が起こりやすくなったためと考えられる。
【０２０７】
（参考例２）
図１（ａ）の構成の有機発光素子を作製した。第一発光層のホスト、ドーパント材料は、下記表５のとおりである。ドーパントの重量比は０．６ｗｔ％とした。
【０２０８】
ドーパント濃度が０．３ｗｔ％よりも大きい場合、ドーパントからホストへの最低励起三重項エネルギーの障壁が０．３ｅＶ以上となる場合には、ドーパント材料に三重項励起子が局在しやすくなるため、ＴＴＡが起きにくくなることを確かめた。
【０２０９】
実施例１と同様な計算手法で、各有機発光素子のホストの最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｈ）と、ドーパントの最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｄ）を計算し、以下の式（８）によって、ΔＴ１を得た。
ΔＴ１＝Ｔ１（Ｈ）−Ｔ１（Ｄ）    （８）
【０２１０】
また、各有機発光素子のＴＴＡ発光割合を、単色素子のため光学干渉フィルタによる所望波長の抽出を行わない以外、実施例１と同様に測定を行い、計測した。
【０２１１】
以上の結果を表５に示す。ＴＴＡ発光割合は、３０％以上の場合はＡ、２５％以上３０％未満の場合はＢ、２０％以上２５％未満の場合はＣ、１５％以上２０％未満の場合はＤ、１０％以上１５％未満の場合はＥ、１０％未満の場合はＦとして表記した。ここから、ドーパント濃度が０．３ｗｔ％よりも大きい場合、ドーパントからホストへの最低励起三重項エネルギーの障壁が０．３ｅＶ以上となる場合には、ＴＴＡが起きにくくなることを確かめることができた。
【０２１２】
【表５】
2019186521.tif 000015
【０２１３】
（実施例１１）
第一ドーパント材料をＲＤ２０に変更した以外は、実施例２と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２１４】
（実施例１２）
第二ドーパント材料をＧＤ２９に変更した以外は、実施例１１と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２１５】
（実施例１３）
第三ドーパントをＢＤ２３に変更した以外は、実施例１２と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２１６】
（実施例１４）
ＨＴＬの材料をＨＴ３に変更した以外は、実施例１３と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２１７】
（実施例１５）
ＥＴＬの材料をＥＴ７に変更した以外は、実施例１４と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２１８】
（実施例１６）
ＥＢＬの材料をＨＴ１０に変更した以外は、実施例１５と同様にして有機発光素子を苦作製した。
【０２１９】
（実施例１７）
ＨＢＬの材料をＥＴ１２に変更した以外は、実施例１６と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２０】
（実施例１８）
ＥＴ１２の置換基であるフェニル基をナフチル基に変更した以外は、実施例１７の同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２１】
（実施例１９）
ＥＢＬをＨＴ１０及びＨＴ３の混合層とした以外は、実施例１８と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２２】
（実施例２０）
ＥＢＬをＨＴ２及びＨＴ３の混合層とした以外は、実施例１８と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２３】
（実施例２１）
ＨＩＬの膜厚を８．４ｎｍ、ＨＴＬの膜厚を８．０ｎｍ、ＥＢＬの膜厚を１０．０ｎｍ、第一発光層の膜厚を２０．４ｎｍ、第二発光層の膜厚を９．２ｎｍ、ＨＢＬの膜厚を８０ｎｍ、ＥＴＬの膜厚を３０ｎｍ、ＬｉＦの膜厚を０．４５ｎｍとした以外は、実施例２０と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２４】
（実施例２２）
ＨＩＬの膜厚を３．０ｎｍ、ＨＴＬの膜厚を１１．０ｎｍ、ＥＢＬの膜厚を１２．０ｎｍ、第一発光層の膜厚を１７．４ｎｍ、第二発光層の膜厚を１０．８ｎｍ、ＨＢＬの膜厚を１００ｎｍ、ＥＴＬの膜厚を３２ｎｍ、ＬｉＦの膜厚を０．４５ｎｍとした以外は、実施例２０と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２５】
（実施例２３）
ＨＩＬの膜厚を３．０ｎｍ、ＨＴＬの膜厚を８．０ｎｍ、ＥＢＬの膜厚を１０．０ｎｍ、第一発光層の膜厚を２０．４ｎｍ、第二発光層の膜厚を９．２ｎｍ、ＨＢＬの膜厚を８０ｎｍ、ＥＴＬの膜厚を３０ｎｍ、ＬｉＦの膜厚を０．４５ｎｍとした以外は、実施例１９と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２６】
（実施例２４）
ＨＩＬの膜厚を８．４ｎｍ、ＨＴＬの膜厚を５．５ｎｍ、ＥＢＬの膜厚を９．５ｎｍ、第一発光層の膜厚を１７．２ｎｍ、第二発光層の膜厚を８．６ｎｍ、ＨＢＬの膜厚を１１０ｎｍ、ＥＴＬの膜厚を３２ｎｍ、ＬｉＦの膜厚を０．４５ｎｍとした以外は、実施例１９と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２７】
（実施例２５）
ＨＩＬの膜厚を８．４ｎｍ、ＨＴＬの膜厚を５．５ｎｍ、ＥＢＬの膜厚を１２．０ｎｍ、第一発光層の膜厚を２０．４ｎｍ、第二発光層の膜厚を５．０ｎｍ、ＨＢＬの膜厚を８０ｎｍ、ＥＴＬの膜厚を２６ｎｍ、ＬｉＦの膜厚を０．４５ｎｍとした以外は、実施例１９と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２８】
（実施例２６）
ＥＢＬにおけるＨＴ１０及びＨＴ３の混合比を１：２としたこと以外は実施例２４と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２２９】
（実施例２７）
ＥＢＬにおけるＨＴ１０及びＨＴ３の混合比を１：３としたこと以外は実施例２４と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２３０】
（実施例２８）
ＥＢＬにおけるＨＴ２及びＨＴ３の混合比を１：２としたこと以外は実施例２１と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２３１】
（実施例２９）
ＥＢＬにおけるＨＴ２及びＨＴ３の混合比を１：３としたこと以外は実施例２１と同様にして有機発光素子を作製した。
【０２３２】
実施例１１乃至実施例２９においても、実施例１乃至１０と同様に、高いＴＴＡ効率、かつ駆動寿命が長いことが確認された。
【０２３３】
以上の通り、本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、発光効率が高く、駆動寿命が長い有機発光素子である。
【符号の説明】
【０２３４】
１  基板
２  第一電極
３  正孔輸送層
４  第一発光層
５  第二発光層
６  電子輸送層
７  第二電極、
１０  ガラス基板
１１  防湿膜１１
１２  ゲート電極
１３  ゲート絶縁膜
１４  半導体層
１５  ドレイン電極
１６  ソース電極
１７  薄膜トランジスタ
１８  絶縁膜
１９  コンタクトホール
２０  陽極
２１  有機化合物層
２２  陰極
２３  第１の保護層
２４  第２の保護層
１０００  表示装置
１００１  上部カバー
１００２  フレキシブルプリント回路
１００３  タッチパネル
１００４  フレキシブルプリント回路
１００５  表示パネル
１００６  フレーム
１００７  回路基板
１００８  バッテリー
１００９  下部カバー
１１００  撮像装置
１１０１  ビューファインダ
１１０２  背面ディスプレイ
１１０３  操作部
１１０４  筐体
１２００  電子機器
１２０１  表示部
１２０２  操作部
１２０３  筐体
１３００  表示装置
１３０１  額縁
１３０２  表示部
１３０３  土台
１３１０  表示装置
１３１１  第一表示部
１３１２  第二表示部
１３１３  筐体
１３１４  屈曲点
１４００  照明装置
１４０１  筐体
１４０２  光源
１４０３  回路基板
１４０４  光学フィルム
１４０５  光拡散部
１５００  自動車
１５０１  テールランプ
１５０２  窓
１５０３  車体
【図１】
2019186521.tif 000016
【図２】
2019186521.tif 000017
【図３】
2019186521.tif 000018
【図４】
2019186521.tif 000019
【図５】
2019186521.tif 000020
【図６】
2019186521.tif 000021
【図７】
2019186521.tif 000022
【図８】
2019186521.tif 000023
【図９】
2019186521.tif 000024
【図１０】
2019186521.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月26日(2019.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極と、第一発光層と、第二電極とを有し、前記第一発光層は第一ホスト材料と、第一ドーパント材料とを有し、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも高い有機発光素子であって、
前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、前記第一ドーパント材料の重量比が、０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記第一ドーパント材料が蛍光発光材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーと、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーとの差が、０．３ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第一発光層と前記第二電極との間に第二発光層を有し、前記第二発光層は第二ホスト材料と第二ドーパント材料を有し、
前記第二ドーパント材料のエネルギーギャップは、前記第一ドーパント材料のエネルギーギャップよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ１）と第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーＴ１（Ｄ１）が、下記の式（１）の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
Ｔ１（Ｈ１）−Ｔ１（Ｄ１）≧０．３ｅＶ    （１）
【請求項６】
前記第一発光層から前記第二発光層までの領域に含まれている有機化合物層の最低励起三重項エネルギーは、前記有機化合物層の第二電極側に隣接する有機化合物層の最低励起三重項エネルギー以下であることを特徴とする請求項４または５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーよりも高いことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第二ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記第一発光層が第三ドーパント材料をさらに有し、
前記第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ１）と前記第三ドーパント材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｄ３）が、下記式（４）を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
０ｅＶ＜Ｔ１（Ｈ１）−Ｔ１（Ｄ３）＜０．３ｅＶ    （４）
【請求項１０】
前記第二発光層が第三ドーパント材料をさらに有し、
前記第二ホスト材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｈ２）と前記第三ドーパント材料の最低励起三項エネルギーＴ１（Ｄ３）が、下記式（５）を満たすことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
０ｅＶ＜Ｔ１（Ｈ２）−Ｔ１（Ｄ３）＜０．３ｅＶ    （５）
【請求項１１】
前記第一発光層に含まれる材料および前記第二発光層に含まれる材料は、最低励起一重項エネルギーと、最低励起三重項エネルギーとの差が０．２ｅＶ以上であることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
第一ホスト材料と第二ホスト材料とが同一材料であることを特徴とする請求項４乃至１１のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
第一発光層と第二発光層が接していることを特徴とする請求項４乃至１２のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記第一ドーパントの重量比が、前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、０．０５ｗｔ％以上０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記第一発光層と前記第二発光層との間に配置されている中間層をさらに有し、前記中間層の最低励起三重項エネルギーＴ１（ＨＭ）は、前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギー以下、かつ前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギー以上であることを特徴とする請求項４乃至１４のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記第一ホスト材料が、低分子有機化合物であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記第一発光層および前記第二発光層は、前記第一発光層及び前記第二発光層とで白色を発光する発光層であり、
前記有機発光素子は、光出射側にカラーフィルタを有することを特徴とする請求項４乃至１６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
複数の画素を有する表示装置であって、前記画素は、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されている能動素子とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、画像を表示する表示部と、を有する撮像装置であって、
前記表示部は、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部であり、前記表示部は請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられた通信部とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項２１】
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体とを有することを特徴とする移動体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、第一電極と、第一発光層と、第二電極とをこの順で有し、前記第一発光層は第一ホスト材料と、第一ドーパント材料とを有し、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも高い有機発光素子であって、前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、前記第一ドーパントの重量比が、０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする有機発光素子を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、第一電極と、第一発光層と、第二電極とをこの順で有し、前記第一発光層は第一ホスト材料と、第一ドーパント材料とを有し、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも高い有機発光素子であって、前記第一発光層の重量を１００ｗｔ％とした場合に、前記第一ドーパントの重量比が、０．３ｗｔ％以下であることを特徴とする有機発光素子である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本実施形態では、第一ドーパントの最低励起三重項エネルギーが、ホスト材料の最低励起三重項エネルギーよりも小さい場合、第一ドーパント材料にトラップされる最低励起三重項エネルギーを第一ドーパント材料の重量比で制御する。これにより、有機発光素子が長寿命であることと、ＴＴＡによる発光効率の向上を両立できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図１（ｂ）は、基板１上に陽極２、正孔輸送層３、第一発光層４、第二発光層５、電子輸送層６、陰極７を、基板側からこの順で有する。第一電極は陽極であっても、陰極であってもよい。第一発光層４と第二発光層５は、異なる発光色のドーパントをそれぞれ有する。本発明は係る構成に限定されず、正孔注入層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子注入層、を有してよい。正孔注入層は、陽極２と正孔輸送層３との間に配置されてよい。電子ブロック層は、正孔輸送層３と第二発光層５との間に配置されてよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
正孔ブロック層は、第二発光層５と電子輸送層６との間に配置されてよい。電子注入層は、電子輸送層６と陰極７との間に配置されてよい。これら正孔注入層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子注入層は本発明において必要に応じて適宜用いられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
発光層は複数層から構成されてよく、各発光層のいずれかに赤色発光材料、緑色発光材料、青色発光材料を有することができ、各発光色を混合することで、白色光を出射することができる。また、各発光層のいずれかに青色発光材料と黄色発光材料などの補色同士の関係の、発光材料を有することで白色を発してもよい。発光層は２層であっても、３層であっても、それ以上の数を有していてもよい。複数の発光層がそれぞれ異なる色の光を発光してもよい。また他の発光層と同じ色の光を発する発光層があってよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
図５の表示装置は、ガラス等の基板１０とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜１１が設けられている。また符号１２は金属のゲート電極１２である。符号１３はゲート絶縁膜１３であり、１４は半導体層である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
ＴＦＴ素子１７は、半導体層１４とドレイン電極１５とソース電極１６とを有している。ＴＦＴ素子１７の上部には絶縁膜１８が設けられている。コンタクトホール１９を介して有機発光素子を構成する陽極２０とソース電極１６とが接続されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
図５の表示装置では有機化合物層を１つの層の如く図示をしているが、有機化合物層２１は、複数層であってもよい。陰極２２の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層２３や第二の保護層２４が設けられている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
図５の表示装置ではスイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えてＭＩＭ素子をスイッチング素子として用いてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
また図５の表示装置に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。尚、薄膜トランジスタはＴＦＴ素子とも呼ばれる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
図５の表示装置に含まれるトランジスタは、Ｓｉ基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３４】
１  基板
２  第一電極
３  正孔輸送層
４  第一発光層
５  第二発光層
６  電子輸送層
７  第二電極、
１０  ガラス基板
１１  防湿膜
１２  ゲート電極
１３  ゲート絶縁膜
１４  半導体層
１５  ドレイン電極
１６  ソース電極
１７  薄膜トランジスタ
１８  絶縁膜
１９  コンタクトホール
２０  陽極
２１  有機化合物層
２２  陰極
２３  第１の保護層
２４  第２の保護層
１０００  表示装置
１００１  上部カバー
１００２  フレキシブルプリント回路
１００３  タッチパネル
１００４  フレキシブルプリント回路
１００５  表示パネル
１００６  フレーム
１００７  回路基板
１００８  バッテリー
１００９  下部カバー
１１００  撮像装置
１１０１  ビューファインダ
１１０２  背面ディスプレイ
１１０３  操作部
１１０４  筐体
１２００  電子機器
１２０１  表示部
１２０２  操作部
１２０３  筐体
１３００  表示装置
１３０１  額縁
１３０２  表示部
１３０３  土台
１３１０  表示装置
１３１１  第一表示部
１３１２  第二表示部
１３１３  筐体
１３１４  屈曲点
１４００  照明装置
１４０１  筐体
１４０２  光源
１４０３  回路基板
１４０４  光学フィルム
１４０５  光拡散部
１５００  自動車
１５０１  テールランプ
１５０２  窓
１５０３  車体