(57)【要約】【課題】  発光色によらず十分な発光効率を得ることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】  有機ＥＬ素子１００は、基板１上にホール注入電極２（陽極）、有機化合物層１０および電子注入電極８（陰極）が順に積層された積層構造を有する。有機化合物層１０は、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、ホール阻止層６および電子注入層７からなる。発光層５は、有機材料からなるホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントを含む。発光ドーパントおよび補助ドーパントは三重項励起エネルギーを発光に変換する有機材料からなる。補助ドーパントにより励起エネルギーの移動が補助され、キャリア輸送が補助される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホール注入電極と電子注入電極との間に発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層は、
三重項励起エネルギーを発光に変換しうる発光ドーパントと、
三重項励起エネルギーを発光に変換しうる材料からなりかつ前記発光ドーパントへの励起エネルギーの移動を補助する補助ドーパントとを含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
ホール注入電極と電子注入電極との間に発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層は、
三重項励起エネルギーを発光に変換しうる発光ドーパントと、
三重項励起エネルギーを発光に変換しうる材料からなりかつ前記発光ドーパントへのキャリア輸送を補助する補助ドーパントとを含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記補助ドーパントは、オルトメタル化錯体を含むことを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記オルトメタル化錯体は白金族元素を含むことを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記補助ドーパントは、下記式（１）〜（４）のいずれかに示される分子構造を有する有機化合物を含み、式（１）〜（４）中のＭは白金族元素であり、Ｒ１〜Ｒ４は水素原子、ハロゲン原子または置換基であり、ｎ１〜ｎ４は１〜３の整数であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2004319456.tif 000024
【化２】
2004319456.tif 000025
【化３】
2004319456.tif 000026
【化４】
2004319456.tif 000027
【請求項６】
前記白金族元素は、イリジウム、白金、オスミウム、ルテニウム、ロジウムまたはパラジウムよりなる群から選択される金属であることを特徴とする請求項４または５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記発光ドーパントは、前記発光層に１重量％以上２０重量％以下の範囲で含有されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記補助ドーパントは、前記発光層に１重量％以上２０重量％以下の範囲で含有されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記補助ドーパントのエネルギーギャップは、前記発光ドーパント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１〜８のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記発光層は、ホスト材料をさらに含み、
前記ホスト材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ０と前記発光ドーパントの最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ１と前記補助ドーパントの最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ２とが、Ｈ０＞Ｈ２＞Ｈ１の関係を有し、
前記ホスト材料の最低空分子軌道のエネルギーレベルＬ０と前記発光ドーパントの最低空分子軌道のエネルギーレベルＬ１と前記補助ドーパントの最低空分子軌道のエネルギーレベルＬ２とが、Ｌ０＞Ｌ２＞Ｌ１の関係を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記補助ドーパントは、発光することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記補助ドーパントの発光強度は、前記発光ドーパントの発光強度の３０％以下であることを特徴とする請求項１１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化に伴い、一般に使用されているＣＲＴ（陰極線管）に比べて消費電力が少ない平面表示素子に対するニーズが高まってきている。このような平面表示素子の一つとして、高効率・薄型・軽量・低視野角依存性等の特徴を有する有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ＥＬと略記する。）素子が注目されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、電子注入電極とホール注入電極とからそれぞれ電子とホールとを有機材料からなる発光層内へ注入し、注入された電子およびホールを発光中心で再結合させて有機分子を励起状態にし、この有機分子が励起状態から基底状態へと戻るときに光を発生する自発光型の素子である。
【０００４】
キャリアの再結合により生成される励起状態には一重項励起状態および三重項励起状態がある。従来より開発されてきた有機ＥＬ素子の多くは、一重項励起状態から基底状態へ戻る時のエネルギー差（一重項励起エネルギー）により発光する（蛍光）ものであった。このような従来の有機ＥＬ素子によれば、蛍光のみが観測され、三重項励起状態を経由して基底状態へ戻る時のエネルギー差（三重項励起エネルギー）による発光（燐光）は観測されない。
【０００５】
量子力学的考察によれば、一重項励起状態の一重項励起子と三重項励起状態の三重項励起子との形成確率は統計的に１：３であることが知られている。これにより、一重項励起エネルギーのみを用いた従来の有機ＥＬ素子では、発光効率（量子内部効率）が全励起エネルギー（一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーとの総和）の２５％となる。
【０００６】
そこで、有機ＥＬ素子の発光効率を向上すべく、三重項励起エネルギーを発光に寄与させる種々の方法が案出されている。
【０００７】
M.A.Baldoらは、三重項励起エネルギーを発光に寄与させた有機ＥＬ素子として、発光層にオルトメタル化錯体（Tris-Ortho-Metalated Complex）であるトリス（2-フェニルピリジン）イリジウム（Tris(2-phenylpyridine)iridium）（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と略記する）を用いた有機ＥＬ素子を開示している（非特許文献１参照）。Ｉｒ（ｐｐｙ）３の化学式は下記式（５）の通りである。
【０００８】
【化１】
2004319456.tif 000003
【０００９】
この有機ＥＬ素子によれば非常に高効率な緑色発光が得られ、従来の一般的な緑色発光の有機ＥＬ素子と比較して約２〜３倍の発光効率を得ることができる。
【００１０】
さらに、S.Lamanskyらは、三重項励起エネルギーを発光に寄与させた有機ＥＬ素子として、発光層にオルトメタル化錯体（Tris-Ortho-Metalated Complex）であるビス（2-2'-ベンゾチエニル）-ピリジナト-N, C3イリジウム（アセチルアセトネート）（Bis(2-2'-benzothienyl)-pyridinato-N,C3）Iridium(acetylacetonate))（以下、ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）と略記する）を用いた有機ＥＬ素子を開示している（非特許文献２参照）。ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）の化学式は下記式（６）の通りである。
【００１１】
【化２】
2004319456.tif 000004
【００１２】
この有機ＥＬ素子によれば赤色発光を得ることができる。
【非特許文献１】M.A.Baldo et al., Applied Physics Letters, Vol. 75, No. 1, p4, (1999)
【非特許文献２】S.Lamansky et al., J. Am. Chem. Soc., 123, 4304-4312 (2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）を用いた有機ＥＬ素子では、従来の一般的な有機ＥＬ素子と比較して約１〜１．５倍の発光効率しか得ることができない。
【００１４】
このように、有機ＥＬ素子は、三重項励起エネルギーを発光に寄与させる（発光に変換する）有機材料（以下、三重項有機材料と呼ぶ）を用いることにより発光効率が向上するが、使用する有機材料に応じて発光効率が変化する。
【００１５】
フルカラーディスプレイを実現する場合、赤色発光、青色発光および緑色発光の有機ＥＬ素子が必要となる。上述のように、緑色発光は、三重項有機材料を用いることにより高い発光効率を得ることができる。一方、赤色発光および青色発光は、三重項有機材料を用いた場合であっても高い発光効率を得ることが困難であるとされている。
【００１６】
本発明の目的は、発光色によらず十分な発光効率を得ることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、ホール注入電極と電子注入電極との間に発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換しうる発光ドーパントと、三重項励起エネルギーを発光に変換しうる材料からなりかつ発光ドーパントへの励起エネルギーの移動を補助する補助ドーパントとを含むものである。
【００１８】
第１の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光ドーパントにより三重項励起エネルギーが発光に変換されることにより、高い発光効率を得ることができる。また、補助ドーパントにより、発光ドーパントへ三重項励起エネルギーが移動するので、発光ドーパントの発光色によらず、さらに高い発光効率を得ることができる。
【００１９】
第２の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、ホール注入電極と電子注入電極との間に発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換しうる発光ドーパントと、三重項励起エネルギーを発光に変換しうる材料からなりかつ発光ドーパントへのキャリア輸送を補助する補助ドーパントとを含むものである。
【００２０】
第２の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光ドーパントにより三重項励起エネルギーが発光に変換されることにより、高い発光効率を得ることができる。また、補助ドーパントにより三重項励起エネルギーが発光に変換され、発光ドーパントへのキャリア輸送が補助されるので、発光ドーパントの発光色によらず、さらに高い発光効率を得ることができる。
【００２１】
補助ドーパントは、オルトメタル化錯体を含んでもよい。このような補助ドーパントを用いることにより、三重項励起エネルギーが発光に変換されるので、高い発光効率を得ることができる。
【００２２】
オルトメタル化錯体は白金族元素を含んでもよい。これにより、高い発光効率を得ることができる。
【００２３】
補助ドーパントは、下記式（１）〜（４）のいずれかに示される分子構造を有する有機化合物を含み、式（１）〜（４）中のＭは白金族元素であり、Ｒ１〜Ｒ４は水素原子、ハロゲン原子または置換基であり、ｎ１〜ｎ４は１〜３の整数であってもよい。
【００２４】
【化３】
2004319456.tif 000005
【００２５】
【化４】
2004319456.tif 000006
【００２６】
【化５】
2004319456.tif 000007
【００２７】
【化６】
2004319456.tif 000008
【００２８】
このような補助ドーパントを用いることにより、高い発光効率を得ることができる。
【００２９】
白金族元素は、イリジウム、白金、オスミウム、ルテニウム、ロジウムまたはパラジウムよりなる群から選択される金属であってもよい。これにより、高い発光効率を得ることができる。
【００３０】
発光ドーパントは、発光層に１重量％以上２０重量％以下の範囲で含有されてもよい。この場合、発光ドーパントによる良好な発光が得られる。
【００３１】
補助ドーパントは、発光層に１重量％以上２０重量％以下の範囲で含有されてもよい。この場合、発光ドーパントによる良好な発光が得られるとともに、高い発光効率を得ることができる。
【００３２】
補助ドーパントのエネルギーギャップは、発光ドーパントのエネルギーギャップよりも大きくてもよい。この場合、励起エネルギーの移動が補助されるので、発光層における励起エネルギーの移動が円滑に行われ、発光効率が向上する。
【００３３】
発光層は、ホスト材料をさらに含み、ホスト材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ０と発光ドーパントの最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ１と補助ドーパントの最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ２とが、Ｈ０＞Ｈ２＞Ｈ１の関係を有し、ホスト材料の最低空分子軌道のエネルギーレベルＬ０と発光ドーパントの最低空分子軌道のエネルギーレベルＬ１と補助ドーパントの最低空分子軌道のエネルギーレベルＬ２とが、Ｌ０＞Ｌ２＞Ｌ１の関係を有してもよい。この場合、励起エネルギーの移動が補助されるので、発光層における励起エネルギーの移動が円滑に行われ、発光効率が向上する。
【００３４】
補助ドーパントは、発光してもよい。この場合、補助ドーパントが発光することにより、発光効率が向上する。
【００３５】
補助ドーパントの発光強度は、発光ドーパントの発光強度の３０％以下であってもよい。この場合、発光効率が向上するとともに発光ドーパントによる発光色を確実に得ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光ドーパントにより三重項励起エネルギーが発光に変換されることにより、高い発光効率を得ることができる。また、補助ドーパントにより、発光ドーパントへ三重項励起エネルギーが移動するので、発光ドーパントの発光色によらず、さらに高い発光効率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ＥＬと略記する。）素子について説明する。
【００３８】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の一例を示す模式的断面図である。第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００は、基板１上にホール注入電極２（陽極）、有機化合物層１０および電子注入電極８（陰極）が順に積層された積層構造を有する。有機化合物層１０は、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、ホール阻止層６および電子注入層７からなる。
【００３９】
基板１は、ガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。ホール注入電極２は、インジウム−スズ酸化物（以下、ＩＴＯと略記する）等の金属化合物、銀等の金属または合金からなる透明電極または半透明電極である。電子注入電極８は、マグネシウム−インジウム合金またはＩＴＯ等の金属化合物、金属または合金からなる透明電極、半透明電極または不透明電極である。
【００４０】
有機化合物層１０において、ホール注入層３は、例えば、下記式（７）に示される銅フタロシアニン（Copper phthalocyanine）（以下、ＣｕＰｃと略記する）等の有機材料からなる。
【００４１】
【化７】
2004319456.tif 000009
【００４２】
ホール輸送層４は、例えば、下記式（８）に示されるN,N'-ジ(ナフタレン-1-イル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine）（以下、ＮＰＢと略記する）等の有機材料からなる。
【００４３】
【化８】
2004319456.tif 000010
【００４４】
ホール阻止層６は、例えば、下記式（９）に示される2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン（2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline）（以下、ＢＣＰと略記する）等の有機材料からなる。
【００４５】
【化９】
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【００４６】
電子注入層７は、例えば、下記式（１０）に示されるトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム（Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum）（以下、Ａｌｑと略記する）等の有機材料からなる。
【００４７】
【化１０】
2004319456.tif 000012
【００４８】
発光層５は、後述のホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントからなる。発光層５に用いられる各種有機材料の詳細については後述する。
【００４９】
有機ＥＬ素子１００のホール注入電極２と電子注入電極８との間に駆動電圧が印加されると、発光層５が発光する。発光層５において発生された光は、ホール輸送層４、ホール注入層３、ホール注入電極２および基板１を介して外部に取り出される。このように発光層５において発生された光が、基板１を介して外部に取り出される素子の構造をバックエミッション構造と呼ぶ。
【００５０】
以下、発光層５の発光のメカニズムおよびホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントに用いられる有機材料について図２に基づき説明する。
【００５１】
図２は、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層、発光層およびホール阻止層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占有分子分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位と、電子およびホールの移動過程との一例を示す模式図である。
【００５２】
本実施の形態において発光層５を構成するホスト材料５Ｈ、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２のＬＵＭＯおよびＨＯＭＯにおけるエネルギー準位の関係は以下の通りである。
【００５３】
補助ドーパントＤ２のＨＯＭＯ（エネルギー準位Ｈ２）は発光ドーパントＤ１のＨＯＭＯ（エネルギー準位Ｈ１）より高く、ホスト材料５ＨのＨＯＭＯ（エネルギー準位Ｈ０）は補助ドーパントＤ２のＨＯＭＯ（エネルギー準位Ｈ２）より高い。
【００５４】
また、補助ドーパントＤ２のＬＵＭＯ（エネルギー準位Ｌ２）は発光ドーパントＤ１のＬＵＭＯ（エネルギー準位Ｌ１）より高く、ホスト材料５ＨのＬＵＭＯ（エネルギー準位Ｌ０）は補助ドーパントＤ２のＬＵＭＯ（エネルギー準位Ｌ２）より高い。
【００５５】
すなわち、ホスト材料５Ｈ、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２のＬＵＭＯおよびＨＯＭＯにおけるエネルギー準位の関係は次式（１１）および（１２）で表され、
Ｈ０＞Ｈ２＞Ｈ１  ・・・（１１）
Ｌ０＞Ｌ２＞Ｌ１  ・・・（１２）
ホスト材料５Ｈ、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２の各々のエネルギーギャップを順に"Ｅ０"，"Ｅ１"，"Ｅ２"とした場合、エネルギーギャップの関係は次式（１３）で表される。
【００５６】
Ｅ０＞Ｅ２＞Ｅ３  ・・・（１３）
図１の有機ＥＬ素子１００のホール注入電極２と電子注入電極８との間に駆動電圧が印加されると、ホール注入電極２より供給されたホールがホール注入層３に注入され、電子注入電極８より供給された電子が電子注入層７に注入される。
【００５７】
ホール注入層３に注入されたホールはホール輸送層４を介して発光層５に輸送され、電子注入層７に注入された電子はホール阻止層６を介して発光層５に輸送される。
【００５８】
ホール輸送層４から発光層５へ輸送されるホールは、ホスト材料５Ｈ、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２のＬＵＭＯに移動する。
【００５９】
補助ドーパントのキャリア輸送能が高い場合、ホール輸送層４およびホール阻止層６と発光層５との間のキャリア輸送性が向上する。
【００６０】
発光層５において、エネルギー準位Ｈ０にあるホールは矢印ｅ１，ｅ２で示されるように、エネルギー準位Ｈ１またはＨ２に移動する。また、エネルギー準位Ｈ２にあるホールは、矢印ｅ３で示されるように、エネルギー準位Ｈ１に移動する。
【００６１】
ホール阻止層６から発光層５へ輸送される電子は、ホスト材料５Ｈ、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２のＨＯＭＯに移動する。
【００６２】
発光層５において、エネルギー準位Ｌ０にある電子は、矢印ｅ４，ｅ５で示されるように、エネルギー準位Ｌ１またはＬ２に移動する。また、エネルギー準位Ｌ２にある電子は、矢印ｅ６で示されるように、エネルギー準位Ｌ１に移動する。
【００６３】
エネルギー準位Ｈ０のホールとエネルギー準位Ｌ０の電子とが再結合し、形成された励起エネルギーが補助ドーパントＤ２または発光ドーパントＤ１へ移動し、発光層５が発光する。
【００６４】
エネルギー準位Ｈ１のホールとエネルギー準位Ｌ１の電子とが再結合し、形成された励起エネルギーが発光ドーパントＤ１へ移動し、発光層５が発光する。
【００６５】
エネルギー準位Ｈ２のホールとエネルギー準位Ｌ２の電子とが再結合し、発光層５が発光する。
【００６６】
このように、ホスト材料５Ｈ、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２の各々のＬＵＭＯおよびＨＯＭＯのエネルギー準位の関係が式（１１）〜（１３）を満たす場合、発光層５におけるキャリアの励起エネルギーの移動が円滑に行われる。これは、補助ドーパントＤ２のＬＵＭＯおよびＨＯＭＯのエネルギー準位が、ホスト材料５ＨのＬＵＭＯおよびＨＯＭＯと発光ドーパントＤ１のＬＵＭＯおよびＨＯＭＯとの間に位置することにより、励起エネルギーの移動が補助されるためである。
【００６７】
ホスト材料５Ｈは、例えば、下記式（１４）に示される4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)-ビフェニル（4,4'-Bis(carbazol-9-yl)-biphenyl）（以下、ＣＢＰと略記する）等の有機材料からなる。
【００６８】
【化１１】
2004319456.tif 000013
【００６９】
発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２には、三重項励起エネルギーを発光に寄与させる（発光に変換する）有機材料（以下、三重項有機材料と呼ぶ）が用いられる。
【００７０】
発光ドーパントＤ１には、例えば、トリス（2-フェニルピリジン）イリジウム（Tris(2-phenylpyridine)iridium）（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と略記する）、ビス（2-2'-ベンゾチエニル）-ピリジナト-N, C3イリジウム（アセチルアセトネート）（Bis(2-2'-benzothienyl)-pyridinato-N,C3）Iridium(acetylacetonate))（以下、ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）と略記する）、ビス（2-フェニルベンゾチオゾラト-N,C2）イリジウム（アセチルアセトネート）（Bis(2-phenylbenzothiozolato-N,C2)Iridium(acetylacetonate)）（ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）と略記する）またはビス［4,6-ジフルオロフェニル-ピリジナト-N,C2］イリジウム（ピコリナト）（Bis[4,6-difluorophenyl-pyridinato-N,C2]Iridium(picolinato)）（以下、ＦＩｒｐｉｃと略記する）等のオルトメタル化錯体を含む三重項有機材料が用いられる。
【００７１】
Ｉｒ（ｐｐｙ）３は、下記式（５）に示す分子構造を有する。
【００７２】
【化１２】
2004319456.tif 000014
【００７３】
ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）は、下記式（６）に示す分子構造を有する。
【００７４】
【化１３】
2004319456.tif 000015
【００７５】
ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）は、下記式（１５）に示す分子構造を有する。
【００７６】
【化１４】
2004319456.tif 000016
【００７７】
ＦＩｒｐｉｃは、下記式（１６）に示す分子構造を有する。
【００７８】
【化１５】
2004319456.tif 000017
【００７９】
なお、オルトメタル化錯体の構造式は、例えば、下記式（１）〜（４）により表される。
【００８０】
【化１６】
2004319456.tif 000018
【００８１】
【化１７】
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【００８２】
【化１８】
2004319456.tif 000020
【００８３】
【化１９】
2004319456.tif 000021
【００８４】
また、上記式（１）〜（４）中のＭは、例えばイリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）またはパラジウム（Ｐｄ）等の白金族元素である。特に、Ｍがイリジウムまたは白金であることが好ましい。それにより、より高い輝度の発光をより高い発光効率で得ることが可能となる。
【００８５】
式（１）〜（４）中のＲ１〜Ｒ４は水素原子、ハロゲン原子または置換基である。例えば、Ｒ１〜Ｒ４は−Ｃn Ｈ2n+1（ｎ＝０〜１０）、フェニル基、ナフチル基、チオフェン基、−ＣＮ、−Ｎ（Ｃn Ｈ2n+1）2 （ｎ＝１〜１０）、−ＣＯＯＣn Ｈ2n+1（ｎ＝１〜１０）、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＣＨ3 、−ＯＣ2 Ｈ5 等である。
【００８６】
このように白金族元素および水素原子、ハロゲン原子または置換基を含むオルトメタル錯体により構成され、上記式（１）〜（４）で表される構造を有する三重項有機材料は、三重項励起状態を経由して燐光を発することが可能である。
【００８７】
ただし、発光ドーパントＤ１に用いられる三重項有機材料は、ホスト材料５Ｈおよび補助ドーパントＤ２に対し、ＬＵＭＯおよびＨＯＭＯのエネルギー準位が上記式（１１）〜（１３）の関係を満たすものが選択される。
【００８８】
補助ドーパントＤ２には、発光ドーパントＤ１と同様に、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）またはＦＩｒｐｉｃ等のオルトメタル化錯体を含む三重項有機材料が用いられる。
【００８９】
Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）およびＦＩｒｐｉｃの分子構造は上記式（５），（６），（１５），（１６）に示す通りである。
【００９０】
オルトメタル化錯体の構造式の一例は、上記式（１）〜（４）に示す通りである。
【００９１】
ただし、補助ドーパントＤ２に用いられる三重項有機材料は、ホスト材料５Ｈおよび発光ドーパントＤ１に対し、ＬＵＭＯおよびＨＯＭＯのエネルギー準位が上記式（１１）〜（１３）の関係を満たすものが選択される。
【００９２】
このように、本実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００は発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２として三重項有機材料を用いている。これにより、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２の三重項励起エネルギーが発光に寄与するので、発光効率が向上する。
【００９３】
ホスト材料５Ｈ、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２の各々のＬＵＭＯおよびＨＯＭＯのエネルギー準位が上記式（１１）〜（１３）の関係を有する。
【００９４】
すなわち、ホール輸送層４およびホール阻止層６から発光層５に輸送されるキャリアが、発光層５のホスト材料５Ｈ、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２の各々のエネルギー準位に移動する。これにより、ホール輸送層４およびホール阻止層６と発光層５との間のキャリア輸送が補助され、有機ＥＬ素子１００の発光効率が向上する。
【００９５】
また、補助ドーパントＤ２のＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位が、ホスト材料５ＨのＨＯＭＯおよびＬＵＭＯと発光ドーパントＤ１のＨＯＭＯおよびＬＵＭＯとの間に位置することによりキャリアの励起エネルギーの移動が補助される。それにより、発光層５におけるキャリアの励起エネルギーの移動が円滑に行われ、有機ＥＬ素子１００の発光効率が向上する。
【００９６】
以上のように、本実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００によれば、高い発光効率に寄与する三重項有機材料を用いるとともに、さらに高い発光効率を実現するための補助ドーパントＤ２を用いることにより、発光色によらず十分な発光効率が得られる。
【００９７】
なお、発光層５に添加される発光ドーパントＤ１は１重量％以上２０重量％以下であることが望ましい。この場合、発光ドーパントＤ１による良好な発光が得られる。
【００９８】
また、発光層５に添加される補助ドーパントＤ２は１重量％以上２０重量％以下であることが望ましい。この場合、発光ドーパントＤ１による良好な発光が得られるとともに、高い発光効率が得られる。
【００９９】
補助ドーパントＤ２は発光してもよい。この場合、補助ドーパントＤ２が発光することにより、発光効率が向上する。そして、補助ドーパントＤ２の発光強度は、発光ドーパントＤ１の発光強度に対して３０％以下の発光強度であることが望ましい。これは、補助ドーパントＤ２の発光強度が３０％以上高くなると、発光ドーパントＤ１の発光色が得られない場合があるからである。したがって、補助ドーパントＤ２の発光強度を発光ドーパントＤ１の発光強度に対して３０％以下の発光強度とすることにより、発光効率が向上するとともに発光ドーパントＤ１による発光色を確実に得ることができる。
【０１００】
本実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、電子注入電極８を透明電極または半透明電極とすることにより、発光層５において発生された光をホール阻止層６、電子注入層７および電子注入電極８を介して取り出すトップエミッション構造を有してもよい。
【０１０１】
本実施の形態において、有機化合物層１０の構造は上記に限らず、種々の構造を用いることができる。例えば、ホール注入層３およびホール輸送層４の性質を有する有機材料を用いた場合にはホール注入層３およびホール輸送層４を一層としてもよく、ホール阻止層６および電子注入層７の性質を有する有機材料を用いた場合にはホール阻止層６および電子注入層７を一層としてもよい。さらに、ホール注入層３、ホール輸送層４、ホール阻止層６または電子注入層７のいずれかとともに発光層５の性質を有する有機材料を用いた場合には複数の層を一層としてもよい。
【０１０２】
（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の一例を示す模式的断面図である。第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００は、発光層５が橙色発光を得ることが可能な橙色発光層５ａおよび青色発光を得ることが可能な青色発光層５ｂである点を除き第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００と同様の構成を有する。
【０１０３】
本実施の形態において、橙色発光層５ａおよび青色発光層５ｂは、それぞれホスト材料、発光ドーパントＤ１および補助ドーパントＤ２から形成されることが好ましい。
【０１０４】
橙色発光層５ａおよび青色発光層５ｂに用いられるホスト材料のＨＯＭＯ（Ｈ０）およびＬＵＭＯ（Ｌ０）と発光ドーパントＤ１のＨＯＭＯ（Ｈ１）およびＬＵＭＯ（Ｌ１）と補助ドーパントＤ２のＨＯＭＯ（Ｈ２）およびＬＵＭＯ（Ｌ２）とのエネルギー準位の関係は第１の実施の形態に示される式（１１）〜（１３）の関係を満足するように設定することが好ましい。
【０１０５】
橙色発光層５ａとしては、例えば、ホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントＤ１としてｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）を用い、補助ドーパントＤ２としてＩｒ（ｐｐｙ）３を用いてもよい。青色発光層５ｂとしては、例えば、ホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントＤ１としてＦＩｒｐｉｃを用いてもよい。
【０１０６】
このように、本実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００によれば、少なくとも一層の発光層に高い発光効率に寄与する三重項有機材料を用いるとともに、さらに高い発光効率を実現するための補助ドーパントＤ２を用いることにより、発光色によらず十分な発光効率が得られる。
【０１０７】
また、橙色発光層５ａおよび青色発光層５ｂとが発光することにより、白色発光を得ることができる。この場合、白色発光を得ることが可能な有機ＥＬ素子に赤色、緑色および青色のフィルタを設けることで光の３原色の表示（ＲＧＢ表示）が可能となり、フルカラー表示が実現する。
【０１０８】
（第３の実施の形態）
図４は第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置の一例を示す模式的平面図であり、図５は図４の有機ＥＬ表示装置のＡ−Ａ線断面図である。
【０１０９】
図４および図５の有機ＥＬ表示装置においては、赤色に発光する画素（以下、Ｒ画素と呼ぶ）Ｒｐｉｘ、緑色に発光する画素（以下、Ｇ画素と呼ぶ）Ｇｐｉｘおよび青色に発光する画素（以下、Ｂ画素と呼ぶ）Ｂｐｉｘがマトリクス状に配置されている。以下の説明において、Ｒ画素Ｒｐｉｘ、Ｇ画素ＧｐｉｘおよびＢ画素Ｂｐｉｘの各画素が第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００に相当する。
【０１１０】
また、以下の説明において、ガラス基板１０、能動層１１、層間絶縁膜１３、第１の平坦化層１５、第１のＴＦＴ１３０および第２のＴＦＴ１４０を備える基板が第１の実施の形態に係る図１の基板１に相当し、ホール輸送層１６が図１のホール注入層３およびホール輸送層４に相当し、赤色発光層２２、緑色発光層２４および青色発光層２６が図１１の発光層５に相当し、電子輸送層２８が図１のホール阻止層６および電子注入層７に相当する。
【０１１１】
図４において、左から順にＲ画素Ｒｐｉｘ、Ｇ画素ＧｐｉｘおよびＢ画素Ｂｐｉｘが設けられている。
【０１１２】
各画素の構成は平面図では同一である。一画素は行方向に延びる２つのゲート信号線５１と列方向に延びる２つのドレイン信号線（データ線）５２とに囲まれた領域に形成される。各画素の領域内において、ゲート信号線５１とドレイン信号線５２との交点付近にはスイッチング素子であるｎチャネル型の第１のＴＦＴ１３０が形成され、中央付近には有機ＥＬ素子を駆動するｐチャネル型の第２のＴＦＴ１４０が形成される。また、各画素の領域内に補助電極７０、およびＩＴＯからなるホール注入電極１２が形成される。ホール注入電極１２の領域に有機ＥＬ素子が島状に形成される。
【０１１３】
第１のＴＦＴ１３０のドレインはドレイン電極１３ｄを介してドレイン信号線５２に接続され、第１のＴＦＴ１３０のソースはソ−ス電極１３ｓを介して電極５５に接続される。第１のＴＦＴ１３０のゲート電極１１１は、ゲート信号線５１から延びる。
【０１１４】
補助容量７０は、電源電圧Ｖｓｃを受けるＳＣ線５４と、能動層１１（図５参照）と一体の電極５５とから構成される。
【０１１５】
第２のＴＦＴ１４０のドレインはドレイン電極４３ｄ介して有機ＥＬ素子のホール注入電極１２に接続され、第２のＴＦＴ１４０のソースはソ−ス電極４３ｓを介して列方向に延びる電源線５３に接続される。第２のＴＦＴ１４０のゲート電極４１は電極５５に接続される。
【０１１６】
Ｒ画素Ｒｐｉｘの幅ＬＲ、Ｇ画素Ｇｐｉｘの幅ＬＧおよびＢ画素Ｂｐｉｘの幅ＬＢは、各有機ＥＬ素子の発光効率を考慮してＲ画素Ｒｐｉｘ、Ｇ画素ＧｐｉｘおよびＢ画素Ｂｐｉｘの光量が等しくなるようにそれぞれ設定される。本実施の形態では、Ｒ画素Ｒｐｉｘの幅ＬＲは７５．５μｍであり、Ｇ画素Ｇｐｉｘの幅ＬＧは５６．５μｍであり、およびＢ画素Ｂｐｉｘの幅ＬＢは６６μｍである。
【０１１７】
図５に示されるように、ガラス基板１０上に多結晶シリコン等からなる能動層１１が形成され、その能動層１１の一部が有機ＥＬ素子を駆動するための第２のＴＦＴ１４０となる。能動層１１上にゲート酸化膜（図示せず）を介してダブルゲート構造のゲート電極４１が形成され、ゲート電極４１を覆うように能動層１１上に層間絶縁膜１３および第１の平坦化層１５が形成される。第１の平坦化層１５の材料としては、例えばアクリル樹脂を用いることができる。第１の平坦化層１５上に透明なホール注入電極１２が各画素ごとに形成され、ホール注入電極１２を覆うように第１の平坦化層１５上に絶縁性の第２の平坦化層１８が形成される。
【０１１８】
第２のＴＦＴ１４０は第２の平坦化層１８の下に形成されている。ここで、第２の平坦化層１８はホール注入電極１２の全面に形成されるのではなく、第２のＴＦＴ１４０が形成される領域を覆うようにかつ第２の平坦化層１８の形状でホール注入電極１２または後述の各有機材料層が断線しないように局所的に形成される。
【０１１９】
ホール注入電極１２および第２の平坦化層１８を覆うようにホール輸送層１６が全体の領域上に形成される。
【０１２０】
Ｒ画素Ｒｐｉｘ、Ｇ画素ＧｐｉｘおよびＢ画素Ｂｐｉｘのホール輸送層１６上には、それぞれ列方向に延びるストライプ状の赤色発光層２２、緑色発光層２４および青色発光層２６が形成される。
【０１２１】
ストライプ状の赤色発光層２２、緑色発光層２４および青色発光層２６の間の境界は第２の平坦化層１８上の表面でガラス基板１０と平行となっている領域に設けられる。
【０１２２】
Ｒ画素Ｒｐｉｘ、Ｇ画素ＧｐｉｘおよびＢ画素Ｂｐｉｘの赤色発光層２２、緑色発光層２４および青色発光層２６上には、列方向に延びるストライプ状の電子輸送層２８がそれぞれ形成される。
【０１２３】
Ｒ画素Ｒｐｉｘ、Ｇ画素ＧｐｉｘおよびＢ画素Ｂｐｉｘの発光層２２，２４，２６および電子輸送層２８は、複数の蒸着室を備えたマルチチャンバー型有機ＥＬ製造装置において色ごとに連続的に形成される。すなわち、Ｒ画素Ｒｐｉｘにおける赤色発光層２２および電子輸送層２８は、第１の蒸着室内で共通のマスクを用いて連続的に形成される。また、Ｇ画素Ｇｐｉｘにおける緑色発光層２４および電子輸送層２８は、第２の蒸着室内で共通のマスクを用いて連続的に形成される。さらに、Ｂ画素Ｂｐｉｘにおける青白発光層２６および電子輸送層２８は、第３の蒸着室内で共通のマスクを用いて連続的に形成される。したがって、電子輸送層２８間の境界は、赤色発光層２２、緑色発光層２４および青色発光層２６の間の境界上に重なるように設けられる。
【０１２４】
このように、各色ごとに発光層２２，２４，２６および電子輸送層２８を異なる蒸着室内でそれぞれ形成することにより、３種類の発光層２２，２４，２６および電子輸送層２８を同一の蒸着室で形成する場合に発生するドーパントのクロスコンタミネーションが回避される。
【０１２５】
さらに、各電子輸送層２８上には共通にフッ化リチウム層３０および電子注入電極３２が順次形成される。電子注入電極３２の上には樹脂等からなる保護層３４が形成されている。
【０１２６】
上記有機ＥＬ表示装置において、ゲート信号線５１に選択信号が出力されると第１のＴＦＴ１３０がオンし、そのときにドレイン信号線５２に与えられる電圧値（データ信号）に応じて補助容量７０が充電される。第２のＴＦＴ１４０のゲート電極４１は補助容量７０に充電された電荷に応じた電圧を受ける。それにより、電源線５３から有機ＥＬ素子に供給される電流が制御され、有機ＥＬ素子は供給された電流に応じた輝度で発光する。
【０１２７】
このように、本実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置においては、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００をマトリクス状に配置し、各々の発光色をＲ画素Ｒｐｉｘ、Ｇ画素ＧｐｉｘおよびＢ画素Ｂｐｉｘとして個別に設定することで映像を表示することができる。
【０１２８】
赤色発光層２２は、例えば、ホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントＤ１としてｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）を用い、補助ドーパントＤ２としてＩｒ（ｐｐｙ）３を用いた構成を有してもよい。
【０１２９】
緑色発光層２４は、例えば、ホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントＤ１としてＩｒ（ｐｐｙ）３を用い、補助ドーパントＤ２としてＦＩｒｐｉｃを用いた構成を有してもよい。
【０１３０】
青色発光層２６は、例えば、ホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントＤ１としてＦＩｒｐｉｃを用いた構成を有してもよい。なお、青色発光層２６においても、第１の実施の形態に示される補助ドーパントＤ２が用いられることが望ましい。
【０１３１】
以上のように、本実施の形態においては、赤色発光、緑色発光および青色発光が得られる各種有機ＥＬ素子に対して、高い発光効率に寄与する三重項有機材料の発光ドーパントＤ１を用いるとともに、さらに高い発光効率を実現するための補助ドーパントＤ２を用いることで、光の３原色（ＲＧＢ）の各々の発光効率が向上する。それにより、発光効率のよいフルカラー表示が得られる。
【実施例】
【０１３２】
以下、本発明の実施の形態に基づいて実施例１〜４の有機ＥＬ素子を作製し、作製された有機ＥＬ素子に対して駆動電圧を印加することにより発光特性の測定を行った。
【０１３３】
［実施例１］
実施例１の有機ＥＬ素子は、ホール阻止層６と電子注入層７とを一つの層とした（以下、電子輸送層と呼ぶ）ことを除き、図１の有機ＥＬ素子１００と同様の構成を有する。
【０１３４】
実施例１の有機ＥＬ素子の作製時には、予めガラス基板からなる基板１上にＩＴＯからなるホール注入電極２を形成し、その基板１を中性洗剤により洗浄した。また、純水中で１０分間超音波洗浄を行い、さらに、エタノール中で１０分間超音波洗浄を行った。その後、オゾンクリーナーにより基板１表面の洗浄を行った。
【０１３５】
ＩＴＯからなるホール注入電極２の表面に、ＣｕＰｃからなるホール注入層３を真空蒸着法により形成した。形成されたホール注入層３の厚みは１００Åであった。
【０１３６】
ホール注入層３の蒸着は、真空度１×１０-6Ｔｏｒｒ、かつ基板１に対する温度制御をしない条件で行った。
【０１３７】
続いて、形成されたホール注入層３の表面にＮＰＢからなるホール輸送層４を真空蒸着法により形成した。形成されたホール輸送層４の厚みは５００Åであった。
【０１３８】
ホール輸送層４の蒸着の条件は、ホール注入層３の蒸着の条件と同様である。
【０１３９】
さらに、形成されたホール輸送層４の表面に発光層５を真空蒸着法により形成した。
【０１４０】
発光層５は、ＣＢＰからなるホスト材料５Ｈに、ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）からなる発光ドーパントＤ１およびＩｒ（ｐｐｙ）３からなる補助ドーパントＤ２を添加することにより生成した。発光層５へ添加する発光ドーパントＤ１の割合を６．５重量％とし、補助ドーパントＤ２の割合を２重量％とした。形成された発光層５の厚みは２５０Åであった。
【０１４１】
発光層５の蒸着の条件は、ホール注入層３の蒸着の条件と同様である。
【０１４２】
形成された発光層５の表面にＢＣＰからなる電子輸送層を真空蒸着法により形成した。形成された電子輸送層の厚みは２００Åであった。
【０１４３】
電子輸送層の蒸着の条件は、ホール注入層３の蒸着の条件と同様である。
【０１４４】
最後に、形成された電子輸送層の表面にマグネシウム−インジウム合金（Ｍｇ：Ｉｎ＝１０：１）からなる電子注入電極８を真空蒸着法により形成した。形成された電子注入電極８の厚みは２０００Åであった。
【０１４５】
電子注入電極８の蒸着の条件は、ホール注入層３の蒸着の条件と同様である。
【０１４６】
以上にように作製された有機ＥＬ素子のホール注入電極２を正に、電子注入電極８を負にバイアスして、駆動電圧を印加し、発光特性の測定を行った。
【０１４７】
この結果、実施例１の有機ＥＬ素子の最大発光波長は６２０ｎｍであり、最高輝度は３４７００ｃｄ／ｍ2 であり、発光効率は４．２ｃｄ／Ａであった。
【０１４８】
［実施例２］
実施例２の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と以下の点を除き同様の構成を有する。
【０１４９】
発光層５へ添加する発光ドーパントＤ１の割合を６．５重量％とし、補助ドーパントＤ２の割合を１重量％とした。これにより作製された有機ＥＬ素子のホール注入電極２を正に、電子注入電極８を負にバイアスして、駆動電圧を印加し、発光特性の測定を行った。
【０１５０】
その結果、実施例２の有機ＥＬ素子の最大発光波長は６２０ｎｍであり、最高輝度は２４２００ｃｄ／ｍ2 であり、発光効率は３．９ｃｄ／Ａであった。
【０１５１】
［実施例３］
実施例３の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と以下の点を除き同様の構成を有する。
【０１５２】
発光層５の補助ドーパントＤ２として、ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）を用いた。
【０１５３】
発光層５へ添加する発光ドーパントＤ１の割合を６．５重量％とし、補助ドーパントＤ２の割合を２重量％とした。これにより作製された有機ＥＬ素子のホール注入電極２を正に、電子注入電極８を負にバイアスして、駆動電圧を印加し、発光特性の測定を行った。
【０１５４】
その結果、実施例３の有機ＥＬ素子の最大発光波長は６２０ｎｍであり、最高輝度は２７６００ｃｄ／ｍ2 であり、発光効率は３．８ｃｄ／Ａであった。
【０１５５】
［実施例４］
実施例４の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と以下の点を除き同様の構成を有する。
【０１５６】
発光層５の発光ドーパントＤ１としてＩｒ（ｐｐｙ）３を用い、補助ドーパントＤ２としてＦＩｒｐｉｃを用いた。
【０１５７】
発光層５へ添加する発光ドーパントＤ１の割合は１．５重量％であり、補助ドーパントＤ２の割合は１５重量％である。これにより作製された有機ＥＬ素子のホール注入電極２を正に、電子注入電極８を負にバイアスして、駆動電圧を印加し、発光特性の測定を行った。
【０１５８】
その結果、実施例３の有機ＥＬ素子の最大発光波長は５１５ｎｍであり、最高輝度は１４２００ｃｄ／ｍ2 であり、発光効率は３４．９ｃｄ／Ａであった。
【０１５９】
［比較例１］
本発明の実施の形態に基づいて比較例１の有機ＥＬ素子を作製し、作製された有機ＥＬ素子に対して駆動電圧を印加することにより発光特性の測定を行った。
【０１６０】
比較例１の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と、発光層５に補助ドーパントＤ２を添加しない点を除き同様の構成を有する。
【０１６１】
発光層５に添加する発光ドーパントＤ１の割合は６．５重量％である。これにより作製された有機ＥＬ素子のホール注入電極２を正に、電子注入電極８を負にバイアスして、駆動電圧を印加し、発光特性の測定を行った。
【０１６２】
その結果、比較例１の有機ＥＬ素子の最大発光波長は６２０ｎｍであり、最高輝度は１３０００ｃｄ／ｍ2 であり、発光効率は３．５ｃｄ／Ａであった。
【０１６３】
［比較例２］
本発明の実施の形態に基づいて比較例２の有機ＥＬ素子を作製し、作製された有機ＥＬ素子に対して駆動電圧を印加することにより発光特性の測定を行った。
【０１６４】
比較例２の有機ＥＬ素子は、実施例４の有機ＥＬ素子と、発光層５に補助ドーパントＤ２を添加しない点を除き同様の構成を有する。
【０１６５】
発光層５に添加する発光ドーパントＤ１の割合は１．５重量％である。これにより作製された有機ＥＬ素子のホール注入電極２を正に、電子注入電極８を負にバイアスして、駆動電圧を印加し、発光特性の測定を行った。
【０１６６】
その結果、比較例２の有機ＥＬ素子の最大発光波長は５１５ｎｍであり、最高輝度は８９００ｃｄ／ｍ2 であり、発光効率は２８．５ｃｄ／Ａであった。
【０１６７】
［評価］
上記実施例１〜４および比較例２における有機ＥＬ素子の発光特性の測定結果から、実施例１〜３と比較例１との比較および実施例４と比較例２との比較を行った。
【０１６８】
［実施例１〜３と比較例１との比較］
実施例１〜３および比較例１の有機ＥＬ素子の発光特性の測定結果は下記表１に示す通りである。
【０１６９】
【表１】
2004319456.tif 000022
【０１７０】
表１に示すように、補助ドーパントＤ２を含む実施例１〜３の有機ＥＬ素子は、補助ドーパントＤ２を含まない比較例１の有機ＥＬ素子と比較して高い発光輝度および発行効率を得ることができた。
【０１７１】
図６は、実施例１〜３および比較例１の発光特性を示すグラフである。縦軸に発光強度が示され、横軸に発光波長が示されている。実線Ｊ１に実施例１の有機ＥＬ素子の発光特性が示され、一点鎖線Ｊ２に実施例２の有機ＥＬ素子の発光特性が示され、二点鎖線Ｊ３に実施例３の有機ＥＬ素子の発光特性が示され、点線Ｈ１に比較例１の有機ＥＬ素子の発光特性が示されている。
【０１７２】
図６によれば、実施例１〜３および比較例１の最大発光波長近傍の発光特性に著しい相違は見られない。しかしながら、波長約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲では、比較例１の発光特性と比較して実施例１〜３の発光特性がやや高い傾向が見られた。このような比較例１に対する実施例１〜３の発光特性の相違は、補助ドーパントＤ２自体の発光によるものと考えられる。
【０１７３】
これのように、実施例１〜３の有機ＥＬ素子によれば、広い波長領域の光を得ることができる。
【０１７４】
以上の結果から、有機ＥＬ素子は、発光層５に上記式（１１）〜（１３）の条件を満たす補助ドーパントＤ２が添加されることにより発光特性を向上することが明らかとなった。
【０１７５】
［実施例４と比較例２との比較］
実施例４および比較例２の有機ＥＬ素子の発光特性の測定結果は下記表２に示す通りである。
【０１７６】
【表２】
2004319456.tif 000023
【０１７７】
表２に示すように、補助ドーパントＤ２を含む実施例４の有機ＥＬ素子は、補助ドーパントＤ２を含まない比較例２の有機ＥＬ素子と比較して高い発光輝度および発行効率を得ることができた。
【０１７８】
図７は、実施例４および比較例２の発光特性を示すグラフである。縦軸に発光強度が示され、横軸に発光波長が示されている。実線Ｊ４に実施例４の有機ＥＬ素子の発光特性が示され、点線Ｈ２に比較例２の有機ＥＬ素子の発光特性が示されている。
【０１７９】
図７によれば、実施例４の発光特性は比較例２の発光特性に比べ、発光波長の領域が狭い。このような発光特性の変化は、補助ドーパントＤ２によるものと考えられる。これにより、実施例４の有機ＥＬ素子によれば、狭い波長領域の光を得ることができる。
【０１８０】
以上の結果から、有機ＥＬ素子は、発光層５に上記式（１１）〜（１３）の条件を満たす補助ドーパントＤ２が添加されることにより発光特性を向上することが明らかとなった。また、補助ドーパントＤ２と発光ドーパントＤ１との組み合わせ等により有機ＥＬ素子の発光特性が変化することが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、各種光源または表示装置等に有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の一例を示す模式的断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層、発光層およびホール阻止層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占有分子分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位と、電子およびホールの移動過程との一例を示す模式図である。
【図３】第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の一例を示す模式的断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置の一例を示す模式的平面図である。
【図５】図４の有機ＥＬ表示装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】実施例１〜３および比較例１の発光特性を示すグラフである。
【図７】実施例４および比較例２の発光特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１８３】
１  基板
２  ホール注入電極
３  ホール注入層
４  ホール輸送層
５  発光層
６  ホール阻止層
７  電子注入層
８  電子注入電極
１００  有機エレクトロルミネッセンス素子
５Ｈ  ホスト材料
Ｄ１  発光ドーパント
Ｄ２  補助ドーパント
【図１】
2004319456.tif 000028
【図２】
2004319456.tif 000029
【図３】
2004319456.tif 000030
【図４】
2004319456.tif 000031
【図５】
2004319456.tif 000032
【図６】
2004319456.tif 000033
【図７】
2004319456.tif 000034