(57)【要約】【課題】  高効率な白色光の取り出しが可能な有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】  陽極２上に、ホール注入層３、ホール輸送層４、青色光発光層５、オレンジ光発光層６、電子輸送層７、電子注入層８および陰極９が順に形成される。青色光発光層５は、補助ドーパントおよび青色光を発する発光ドーパントがドープされたホスト材料から構成される。補助ドーパントには、ホール輸送層４に用いた材料が用いられる。オレンジ光発光層６は、オレンジ光を発する発光ドーパントがドープされたホスト材料から構成される。【選択図】        図１
2004311420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の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、異なる２種以上の発光材料を含み、前記異なる２種以上の発光材料のうち少なくとも１種は燐光発光材料である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】
前記発光層は、短波長発光層と長波長発光層とを含み、前記短波長発光層が発する光のピーク波長のうち少なくとも１つは４３０ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲にあり、前記長波長発光層が発する光のピーク波長のうち少なくとも１つは５２０ｎｍ〜６３０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記長波長発光層は、第１のホスト材料と第１の燐光発光材料とを含むことを特徴とする請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第１の燐光発光材料は、下記式（Ａ１）で表される分子構造を有し、式（Ａ１）中のＡは置換基であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または置換基であり、Ｌは置換基であり、Ｍは重金属であり、ｍは１、２または３であり、２ｍ＋２ｎ＝６または２ｍ＋ｎ＝６である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。
【化１】
2004311420.tif 000034
【請求項５】
前記Ｒ１は水素原子であり、前記Ｒ２は下記式（Ａ２）で表される分子構造を有し、式（Ａ２）中のＲ３は水素原子、ハロゲン原子または置換基であることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2004311420.tif 000035
【請求項６】
前記Ａは下記式（Ａ３）で表される分子構造を有し、式（Ａ３）中のＲ４は水素原子、ハロゲン原子または置換基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。
【化３】
2004311420.tif 000036
【請求項７】
前記第１の燐光発光材料は、下記式（Ａ４）の分子構造を有するトリス（２−フェニルキノリン）イリジウム骨格を有し、
式（Ａ４）中のＲ５およびＲ６は同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または置換基であることを特徴とする請求項４〜６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。
【化４】
2004311420.tif 000037
【請求項８】
前記第１の電極は陽極であり、前記第２の電極は陰極であり、
前記陽極と前記陰極との間に前記長波長発光層および前記短波長発光層が順に形成され、
前記長波長発光層は、ホール輸送能力を有する第１の補助ドーパントをさらに含むことを特徴とする請求項３〜７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】
前記第１の燐光発光材料および前記第１の補助ドーパントの合計の体積率は、前記長波長発光層に対して３〜４０％であることを特徴とする請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記第１のホスト材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ６、前記第１の燐光発光材料の最高被占有分子軌道のレベルＨ４および前記第１の補助ドーパントの最高被占有分子軌道のレベルＨ５は、
Ｈ４＜Ｈ５＜Ｈ６  …（５）
｜Ｈ６−Ｈ５｜＜０．４ｅＶ  …（６）
｜Ｈ５−Ｈ４｜＜０．４ｅＶ  …（７）
上式（５）〜（７）で表される関係を満足することを特徴とする請求項８または９記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記第１の補助ドーパントは、アミン系材料、アントラセン誘導体またはイリジウム錯体からなることを特徴とする請求項８〜１０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】
前記長波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度と前記短波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度との比が１００対２０〜１００であることを特徴とする請求項３〜１１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１３】
前記第１の電極は陽極であり、前記第２の電極は陰極であり、
前記陽極と前記陰極との間に前記長波長発光層および前記短波長発光層が順に形成され、
前記短波長発光層は第２のホスト材料と補助ドーパントとをさらに含み、
前記補助ドーパントは前記第１のホスト材料と同じ材料からなることを特徴とする請求項３〜７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１４】
前記短波長発光層は第２の燐光発光材料を含むことを特徴とする請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記短波長発光層は、第２のホスト材料と第２の燐光発光材料とを含むことを特徴とする請求項３〜７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１６】
前記第２の燐光発光材料は、下記式（Ｂ１）で表される分子構造を有し、式（Ｂ１）中のＡは置換基であり、Ｒ１０は、水素原子、ハロゲン原子または置換基であり、Ｌは置換基であり、Ｍは重金属であり、ｍは１、２または３であり、２ｍ＋２ｎ＝６または２ｍ＋ｎ＝６であることを特徴とする請求項１５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2004311420.tif 000038
【請求項１７】
前記Ａは下記式（Ｂ２）で表される分子構造を有し、式（Ｂ２）中のＲ１１は水素原子、ハロゲン原子または置換基であることを特徴とする請求項１６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
2004311420.tif 000039
【請求項１８】
前記第１の電極は陽極であり、前記第２の電極は陰極であり、
前記陽極と前記陰極との間に前記短波長発光層および前記長波長発光層が順に形成され、
前記短波長発光層は、ホール輸送能力を有する第２の補助ドーパントをさらに含むことを特徴とする請求項１５〜１７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１９】
前記第２の燐光発光材料と前記第２の補助ドーパントとの合計の体積率は、前記短波長発光層に対して３〜４０％であることを特徴とする請求項１８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２０】
前記第２のホスト材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ３、前記第２の燐光発光材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ１および前記第２の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は、
Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３  …（９）
上式（９）で表される関係を満足することを特徴とする請求項１８または１９記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２１】
前記第２の補助ドーパントは、アミン系材料、アントラセン誘導体またはイリジウム錯体からなることを特徴とする請求項１８〜２０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２２】
前記短波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度と前記長波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度との比が１００対２０〜１００であることを特徴とする請求項１５〜２１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２３】
前記第１の電極は陽極であり、前記第２の電極は陰極であり、
前記陽極と前記陰極との間に前記短波長発光層および前記長波長発光層が順に形成され、
前記長波長発光層は第１のホスト材料をさらに含み、
前記短波長発光層は第２のホスト材料と補助ドーパントとをさらに含み、
前記補助ドーパントは前記第１のホスト材料と同じ材料からなることを特徴とする請求項１５〜１７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２４】
前記長波長発光層は、第１のホスト材料と第１の燐光発光材料とを含み、
前記短波長発光層は、第２のホスト材料と第２の燐光発光材料と補助ドーパントとを含み、
前記補助ドーパントは前記第１のホスト材料と同じ材料からなることを特徴とする請求項２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（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報技術（ＩＴ）の興隆に伴い、厚さ数ｍｍ程度の薄型でフルカラー表示が可能な薄型表示素子への要望が高まっている。このような薄型表示素子として、有機ＥＬ素子の開発が進められている。
【０００３】
フルカラー表示を実現するための方法としては、赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子を用いる方法（例えば、特許文献１参照）と、白色発光素子と、光の３原色の単色光を透過させるカラーフィルタとを組み合わせて用いる方法とが挙げられる。この白色発光素子は青色発光材料とオレンジ色発光材料とを含み、青色発光材料が発する青色光とオレンジ色発光材料が発するオレンジ光とを同時に発光させて白色を実現していた。
【特許文献１】特開２００１−９３６６７号公報
【非特許文献１】J.kido, M.Kumura, K.Nagai, Science, 267, 1332, 1995
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、青色発光材料およびオレンジ色発光材料を用いて白色発光を実現する場合、それぞれの発光が高効率でなければ白色としての高効率化は実現できない。従来の白色発光素子では１０ｃｄ／Ａの発光効率が限界であった（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、白色発光素子とカラーフィルタとを組み合わせてフルカラー表示を行う場合、カラーフィルタにより白色光の一部が吸収されてしまい、高輝度な光を得られない。それにより、白色発光素子とカラーフィルタとを組み合せてフルカラー表示を行う場合には、赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子を用いてフルカラー表示を行う場合に比べて消費電力が大きくなるとともに輝度が低くなる。
【０００６】
本発明の目的は、高効率な白色光の取り出しが可能な有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１の電極と第２の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、異なる２種以上の発光材料を含み、異なる２種以上の発光材料のうち少なくとも１種は燐光発光材料であるものである。
【０００８】
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、第１および第２の電極の一方から発光層にホールが供給され、第１および第２の電極の他方から発光層に電子が供給される。それにより、発光層に含まれる異なる２種以上の発光材料が発光する。この場合、それらの光の１種以上は燐光である。したがって、発光層は光強度の高い光を発しする。その結果、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【０００９】
発光層は、短波長発光層と長波長発光層とを含み、短波長発光層が発する光のピーク波長のうち少なくとも１つは４３０ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲にあり、長波長発光層が発する光のピーク波長のうち少なくとも１つは５２０ｎｍ〜６３０ｎｍの範囲にあってもよい。
【００１０】
この場合、短波長発光層は主として青色光を発し、長波長発光層は主としてオレンジ光を発する。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００１１】
長波長発光層は、第１のホスト材料と第１の燐光発光材料とを含んでもよい。第１の燐光発光材料は、下記式（Ａ１）で表される分子構造を有し、式（Ａ１）中のＡは置換基であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または置換基であり、Ｌは置換基であり、Ｍは重金属であり、ｍは１、２または３であり、２ｍ＋２ｎ＝６または２ｍ＋ｎ＝６であってもよい。
【００１２】
この場合、長波長発光層は光強度の高いオレンジ光を発する。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００１３】
【化１】
2004311420.tif 000003
【００１４】
Ｒ１は水素原子であり、Ｒ２は下記式（Ａ２）で表される分子構造を有し、式（Ａ２）中のＲ３は水素原子、ハロゲン原子または置換基であってもよい。
【００１５】
この場合、長波長発光層は光強度の高いオレンジ光を発する。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００１６】
【化２】
2004311420.tif 000004
【００１７】
Ａは下記式（Ａ３）で表される分子構造を有し、式（Ａ３）中のＲ４は水素原子、ハロゲン原子または置換基であってもよい。
【００１８】
この場合、長波長発光層は光強度の高いオレンジ光を発する。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００１９】
【化３】
2004311420.tif 000005
【００２０】
第１の燐光発光材料は、下記式（Ａ４）の分子構造を有するトリス（２−フェニルキノリン）イリジウム骨格を有し、式（Ａ４）中のＲ５およびＲ６は同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または置換基であってもよい。
【００２１】
この場合、長波長発光層は光強度の高いオレンジ光を発する。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００２２】
【化４】
2004311420.tif 000006
【００２３】
第１の電極は陽極であり、第２の電極は陰極であり、陽極と陰極との間に長波長発光層および短波長発光層が順に形成され、長波長発光層は、ホール輸送能力を有する第１の補助ドーパントをさらに含んでもよい。
【００２４】
この場合、陽極から長波長発光層に供給されるホールが長波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと陰極から短波長発光層に供給される電子とが短波長発光層において再結合しやすくなる。したがって、陽極から長波長発光層に供給されるホールの大部分が長波長発光層において電子と再結合することにより長波長発光層のオレンジ光の発光強度が短波長発光層の青色光の発光強度に比べて高くなることが防止される。
【００２５】
第１の燐光発光材料および第１の補助ドーパントの合計の体積率は、長波長発光層に対して３〜４０％であってもよい。この場合、陽極から長波長発光層に供給されるホールが長波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと電子とが短波長発光層において再結合しやすくなる。
【００２６】
第１のホスト材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ６、第１の燐光発光材料の最高被占有分子軌道のレベルＨ４および第１の補助ドーパントの最高被占有分子軌道のレベルＨ５は、下式（５）〜（７）で表される関係を満足してもよい。
【００２７】
Ｈ４＜Ｈ５＜Ｈ６  …（５）
｜Ｈ６−Ｈ５｜＜０．４ｅＶ  …（６）
｜Ｈ５−Ｈ４｜＜０．４ｅＶ  …（７）
この場合、陽極から長波長発光層に供給されるホールが長波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと電子とが短波長発光層において再結合しやすくなる。
【００２８】
第１の補助ドーパントは、アミン系材料、アントラセン誘導体またはイリジウム錯体から構成されてもよい。この場合、陽極から長波長発光層に供給されるホールが長波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと電子とが短波長発光層において再結合しやすくなる。
【００２９】
長波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度と短波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度との比が１００対２０〜１００であってもよい。この場合、オレンジ光の光強度と青色光の光強度が同程度となる。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００３０】
第１の電極は陽極であり、第２の電極は陰極であり、陽極と陰極との間に長波長発光層および短波長発光層が順に形成され、短波長発光層は、第２のホスト材料と補助ドーパントとをさらに含み、補助ドーパントは第１のホスト材料と同じ材料からなってもよい。
【００３１】
この場合、短波長発光層の補助ドーパントが長波長発光層の第１のホスト材料と同じ材料からなることにより、短波長発光層への正孔の注入量が増大する。それにより、短波長発光層の発光強度が向上する。
【００３２】
短波長発光層は第２の燐光発光材料を含んでもよい。この場合、短波長発光層が光強度の高い光を発する。
【００３３】
短波長発光層は、第２のホスト材料と第２の燐光発光材料とを含んでもよい。第２の燐光発光材料は、下記式（Ｂ１）で表される分子構造を有し、式（Ｂ１）中のＡは置換基であり、Ｒ１０は、水素原子、ハロゲン原子または置換基であり、Ｌは置換基であり、Ｍは重金属であり、ｍは１、２または３であり、２ｍ＋２ｎ＝６または２ｍ＋ｎ＝６であってもよい。
【００３４】
この場合、短波長発光層は光強度の高い青色光を発する。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００３５】
【化５】
2004311420.tif 000007
【００３６】
Ａは下記式（Ｂ２）で表される分子構造を有し、式（Ｂ２）中のＲ１１は水素原子、ハロゲン原子または置換基であってもよい。
【００３７】
【化６】
2004311420.tif 000008
【００３８】
この場合、短波長発光層は光強度の高い青色光を発する。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００３９】
第１の電極は陽極であり、第２の電極は陰極であり、陽極と陰極との間に短波長発光層および長波長発光層が順に形成され、短波長発光層は、ホール輸送能力を有する第２の補助ドーパントをさらに含んでもよい。
【００４０】
この場合、陽極から短波長発光層に供給されるホールが短波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと陰極から長波長発光層に供給される電子とが長波長発光層において再結合しやすくなる。したがって、陽極から短波長発光層に供給されるホールの大部分が短波長発光層において電子と再結合することにより短波長発光層の青色光の発光強度が長波長発光層のオレンジ光の発光強度に比べて高くなることが防止される。
【００４１】
第２の燐光発光材料と第２の補助ドーパントとの合計の体積率は、短波長発光層に対して３〜４０％であってもよい。この場合、陽極から短波長発光層に供給されるホールが短波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと電子とが長波長発光層において再結合しやすくなる。
【００４２】
第２のホスト材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ３、第２の燐光発光材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルＨ１および第２の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は、下記式（９）で表される関係を満足してもよい。
【００４３】
Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３  …（９）
この場合、陽極から短波長発光層に供給されるホールが短波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと電子とが長波長発光層において再結合しやすくなる。
【００４４】
第２の補助ドーパントは、アミン系材料、アントラセン誘導体またはイリジウム錯体から構成されてもよい。この場合、陽極から短波長発光層に供給されるホールが短波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと電子とが長波長発光層において再結合しやすくなる。
【００４５】
短波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度と長波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度との比が１００対２０〜１００であってもよい。この場合、青色光の光強度とオレンジ光の光強度が同程度となる。したがって、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【００４６】
第１の電極は陽極であり、第２の電極は陰極であり、陽極と陰極との間に短波長発光層および長波長発光層が順に形成され、長波長発光層は第１のホスト材料をさらに含み、短波長発光層は第２のホスト材料と補助ドーパントとをさらに含み、補助ドーパントは第１のホスト材料と同じ材料からなってもよい。
【００４７】
この場合、短波長発光層の補助ドーパントが長波長発光層の第１のホスト材料と同じ材料からなることにより、短波長発光層への電子の注入量が増大する。それにより、短波長発光層の発光強度が向上する。
【００４８】
長波長発光層は、第１のホスト材料と第１の燐光発光材料とを含み、短波長発光層は第２のホスト材料と第２の燐光発光材料と補助ドーパントとを含み、補助ドーパントは第１のホスト材料と同じ材料からなってもよい。
【００４９】
この場合、短波長発光層の補助ドーパントが長波長発光層の第１のホスト材料と同じ材料からなることにより、短波長発光層への正孔または電子の注入量が増大する。それにより、短波長発光層の発光強度が向上する。
【発明の効果】
【００５０】
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、発光層に含まれる異なる２種以上の発光材料から発せられる光の１種以上が燐光であるので、発光層は光強度の高い光を発する。その結果、高効率な白色光の取り出しが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ素子を示す模式的な断面図である。
【００５２】
図１に示す有機ＥＬ素子１００の作製時には、予めガラス基板１上にＩｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 （ＩＴＯ）からなる陽極２を形成し、この陽極２上に、１０-4Ｐａ台の真空度で蒸着法により、ホール注入層３、ホール輸送層４、青色光発光層５、オレンジ光発光層６、電子輸送層７および電子注入層８を順に形成して有機薄膜層１０を形成する。さらに、この有機薄膜層１０上に、マグネシウムとインジウムとの合金（Ｍｇ：Ｉｎ）からなる陰極９を形成する。
【００５３】
ホール輸送層４は、例えば、下記式（Ｄ１）で表される分子構造を有する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と称する）、下記式（Ｄ２）で表される分子構造を有する４，４'４"−トリス（Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（4,4'4"-Tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)-triphenylamine：以下、２ＴＮＡＴＡと称する）、Ｎ，Ｎ'−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ'−ビス−（フェニル）−ベンジジン（N,N'-Bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine：以下、ＴＰＤと称する）等のアミン系材料から構成される。
【００５４】
【化７】
2004311420.tif 000009
【００５５】
【化８】
2004311420.tif 000010
【００５６】
また、ホール輸送層４は、下記式（Ｄ３）で表される分子構造を有するルブレン（Ｒｕｂｒｅｎｅ）等のアントラセン誘導体または下記式（Ｄ４）で表される分子構造を有するトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Tris(2-phenylpyridine)iridium：以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）と称する）から構成されてもよい。
【００５７】
【化９】
2004311420.tif 000011
【００５８】
【化１０】
2004311420.tif 000012
【００５９】
青色光発光層５は、発光ドーパントおよび補助ドーパントがドープされたホスト材料から構成される。
【００６０】
青色光発光層５のホスト材料は、例えば、下記式（Ｃ１）で表される分子構造を有するｔｅｒｔ−ブチル置換ジナフチルアントラセン（以下、化合物Ａと称する）から構成される。
【００６１】
【化１１】
2004311420.tif 000013
【００６２】
青色光発光層５のホスト材料にドープされる発光ドーパント（燐光発光材料）は、下記式（Ｂ１）で表される分子構造を有することが好ましい。なお、式（Ｂ１）中のＲ１０は、水素原子、ハロゲン原子または置換基である。Ａは置換基であり、Ｌは配位子であり、Ｍは重金属である。
【００６３】
【化１２】
2004311420.tif 000014
【００６４】
Ｒ１０の置換基は、例えば、シアノ基、シリル基、アルキニル基、アルケニル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、ニトリル基、スルホ基、カルボキシ基、アルデヒド基等であり、２０個までの炭素原子を有する飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは枝分かれ状のものである。
【００６５】
あるいは、Ｒ１０の置換基は、ピリジン環と縮合するアリール基、複素芳香族基、縮合芳香族基等である。これらの基は、アルキル基、アルケニル基、アシクロアルキル基、アリール基等を有し、アリール基は、例えば、フェニル基またはヘテロアリール基であり、ヘテロ原子に酸素原子、硫黄原子もしくは窒素原子および／またはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基、ホスホ基、カルボキシ基、アルデヒド基等から選択された置換基を有してもよい。
【００６６】
また、上記式（Ｂ１）中のＭの重金属が白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、レニウム等であってもよい。
【００６７】
上記式（Ｂ１）中のｍ，ｎは、２ｍ＋２ｎ＝６または２ｍ＋ｎ＝６（ｍ＝１，２，３）の関係を有する。Ｌは、Ｍに対して単座または２座配位子である。
【００６８】
また、上記式（Ｂ１）中のＡの置換基は下記式（Ｂ２）であってもよい。
【００６９】
【化１３】
2004311420.tif 000015
【００７０】
なお、式（Ｂ２）中のＲ１１は水素原子、ハロゲン原子または置換基を示す。Ｒ１１の置換基は、例えば、−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 等であってもよい。
【００７１】
上記式（Ｂ１）の化合物が下記式（Ｂ３）で表される分子構造を有するビス（２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジン）（ピコリン酸）イリジウム（ＦＩｒｐｉｃと称する）であってもよい。
【００７２】
【化１４】
2004311420.tif 000016
【００７３】
上記式（Ｂ１）の化合物が下記式（Ｂ４）で表される分子構造を有するビス（２−（２，４，５−トリフルオロフェニル）ピリジン）（ピコリン酸）イリジウム（Ｉｒ（２，４，５−Ｆｐｐｙ）2 （ｐｉｃ）と称する）であってもよい。
【００７４】
【化１５】
2004311420.tif 000017
【００７５】
上記式（Ｂ１）の化合物が下記式（Ｂ５）で表される分子構造を有するトリス（２−（５−トリフルオロメチルフェニル）ピリジン）イリジウム（Ｉｒ（５−ＣＦ3 ｐｐｙ）3 と称する）であってもよい。
【００７６】
【化１６】
2004311420.tif 000018
【００７７】
上記式（Ｂ１）の化合物が下記式（Ｂ６）で表される分子構造を有するトリス（２−（４−トリフルオロメチルフェニル）−５−トリフルオロメチルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（４，５’−ＣＦ3 ｐｐｙ）3 と称する）であってもよい。
【００７８】
【化１７】
2004311420.tif 000019
【００７９】
また、青色光発光層５のホスト材料にドープされる発光ドーパント（蛍光発光材料）は、下記式（Ｂ７）の分子構造を有してもよい。
【００８０】
【化１８】
2004311420.tif 000020
【００８１】
式（Ｂ７）中のＲ２０は後述の置換基を示し、ｎは、１〜１０の整数である。ｎが２以上の場合、Ｒ２０は同一または異なっていてもよい。Ｒ２０は、例えば、フェニル基、ヘテロアリール基等のアリール基であり、ヘテロ原子に酸素原子、硫黄原子もしくは窒素原子および／またはハロゲン原子を有してもよく、ヘテロ原子にヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基、ホスホ基、カルボキシ基、アルデヒド基、カルバゾール基等から選択された置換基を有してもよく、あるいはヘテロ原子に酸素原子、硫黄原子もしくは窒素原子および／またはハロゲン原子ならびに上記の置換基を有してもよい。また、Ｒ２０は、アントラセン環のいずれの位置に置換されていてもよく、複数アントラセン環に置換されていてもよい。Ｒ２０は、互いに異なる複数の置換基であってもよい。
【００８２】
上記発光ドーパントが発する光強度のピーク波長は、４３０ｎｍ〜５１０ｎｍである。それにより、青色光発光層５は、主として青色光を発する。
【００８３】
例えば、青色光発光層５のホスト材料にドープされる発光ドーパント（蛍光発光材料）には、下記式（Ｂ８）で表される分子構造を有する１，４，７，１０−テトラ−ターシャリー−ブチルペリレン（1,4,7,10-Tetra-tert-butylPerylene：以下、ＴＢＰと称する）が用いられる。
【００８４】
【化１９】
2004311420.tif 000021
【００８５】
青色光発光層５のホスト材料にドープされる補助ドーパントには、ホール輸送層として用いたＮＰＢまたはルブレンが用いられる。
【００８６】
青色光発光層５は、例えば、ホスト材料に対して発光ドーパントの体積率が２％程度であり、補助ドーパントの体積率が０％〜４０％である。補助ドーパントの好ましい体積率は、３％〜４０％である。
【００８７】
オレンジ光発光層６は、発光ドーパントがドープされたホスト材料から構成される。オレンジ光発光層６のホスト材料は、例えば、下記式（Ｃ２）で表される分子構造を有する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と称する）から構成される。
【００８８】
【化２０】
2004311420.tif 000022
【００８９】
オレンジ光発光層６のホスト材料にドープされる発光ドーパントは、下記式（Ａ１）で表される分子構造を有することが好ましい。なお、式（Ａ１）中のＲ１およびＲ２は互いに同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または置換基である。Ａは置換基であり、Ｌは配位子であり、Ｍは重金属である。
【００９０】
【化２１】
2004311420.tif 000023
【００９１】
Ｒ１およびＲ２の置換基は、例えば、シアノ基、シリル基、アルキニル基、アルケニル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、ニトリル基、スルホ基、カルボキシ基、アルデヒド基等であり、２０個までの炭素原子を有する飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは枝分かれ状のものである。
【００９２】
あるいは、Ｒ１およびＲ２の置換基は、ピリジン環と縮合するアリール基、複素芳香族基、縮合芳香族基等である。これらの基は、アルキル基、アルケニル基、アシクロアルキル基、アリール基等を有し、アリール基は、例えば、フェニル基またはヘテロアリール基であり、ヘテロ原子に酸素原子、硫黄原子もしくは窒素原子および／またはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基、ホスホ基、カルボキシ基、アルデヒド基等から選択された置換基を有してもよい。Ｒ１とＲ２とは互いに結合または環化してもよい。
【００９３】
上記式（Ａ１）のＲ１が水素原子であり、Ｒ２が下記式（Ａ２）に示される置換基であってもよい。下記式（Ａ２）中のＲ３は水素原子、ハロゲン原子または置換基である。
【００９４】
【化２２】
2004311420.tif 000024
【００９５】
なお、Ｒ３の置換基は、例えば、−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 等であってもよい。
【００９６】
式（Ａ１）中のＬの配位子は、例えば、ハロゲン配位子、ピコリン酸、サリチル酸等のカルボン酸配位子、イミン配位子、アセチルアセトン、ジベンゾイルメタン等のジケトン配位子、リン配位子、フェニルピリジン等のオルトカルボメタル化配位子等であってもよい。
【００９７】
また、上記式（Ａ１）中のＭの重金属が白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、レニウム等であってもよい。
【００９８】
上記式（Ａ１）中のｍ，ｎは、２ｍ＋２ｎ＝６または２ｍ＋ｎ＝６（ｍ＝１，２，３）の関係を有する。Ｌは、Ｍに対して単座または２座配位子である。
【００９９】
また、上記式（Ａ１）中のＡの置換基は下記式（Ａ３）であってもよい。
【０１００】
【化２３】
2004311420.tif 000025
【０１０１】
なお、式（Ａ３）中のＲ４は水素原子、ハロゲン原子または置換基を示す。Ｒ４の置換基は、例えば、−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 等であってもよい。
【０１０２】
また、上記式（Ａ１）の化合物が下記式（Ａ４）で表される分子構造を有するトリス（２−フェニルキノリン）イリジウム（Tris(2-phenylquinoline)iridium：以下Ｉｒ（ｐｈｑ）と称する）骨格を有してもよい。
【０１０３】
【化２４】
2004311420.tif 000026
【０１０４】
式（Ａ４）中のＲ５およびＲ６は水素原子、ハロゲン原子または置換基である。Ｒ５およびＲ６の置換基は、例えば、−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 等であってもよい。
【０１０５】
上記式（Ａ１）の化合物が下記式（Ａ５）で表される分子構造を有するトリス（２−フェニルキノリン）イリジウム（Tris(2-phenylquinoline)iridium：Ｉｒ（ｐｈｑ）と称する）であってもよい。
【０１０６】
【化２５】
2004311420.tif 000027
【０１０７】
上記式（Ａ１）の化合物が下記式（Ａ６）で表される分子構造を有するトリス（２−ナフチルキノリン）イリジウム（Tris(2-naphthylquinoline)iridium：Ｉｒ（Ｎａｐｈｑ）と称する）であってもよい。
【０１０８】
【化２６】
2004311420.tif 000028
【０１０９】
上記発光ドーパントが発する光強度のピーク波長は、５２０ｎｍ〜６８０ｎｍである。それにより、オレンジ光発光層６は、主としてオレンジ光を発する。また、オレンジ光発光層６は、例えば、ホスト材料の膜厚に対して発光ドーパントが６．５％程度である。
【０１１０】
図２は、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子におけるホール輸送層４、青色光発光層５、ホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントの最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占有分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位を示す図である。
【０１１１】
図１で説明したように、ホール輸送層４と補助ドーパントとは同一材料を用いているため、ホール輸送層４のＨＯＭＯレベルＨ０と補助ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ２とは同エネルギー準位である。
【０１１２】
図２に示すように、青色光発光層５においては、（発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ１）＜（補助ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ２）＜（ホスト材料のＨＯＭＯレベルＨ３）の関係が成立する。なお、ホールのエネルギーは矢印の方向に高くなる。
【０１１３】
それにより、ホール輸送層４から青色光発光層５に供給されたホールは、青色光発光層５を通過しやすく、図１のオレンジ光発光層６に到達しやすい。その結果、電子とホールとがオレンジ光発光層６において再結合しやすくなり、オレンジ光発光層６が発する光の強度が大きくなる。したがって、ホール輸送層４から青色光発光層５に供給されるホールの大部分が青色光発光層５において電子と再結合することにより青色光発光層５の青色光の発光強度がオレンジ光発光層６でのオレンジ光の発光強度に比べて高くなることが防止される。
【０１１４】
この場合、青色光発光層５が発する青色光の強度とオレンジ光発光層６が発するオレンジ光の強度との比は、１００対２０〜１００となる。したがって、図１の有機ＥＬ素子は、効率良く白色光を発することができる。
【０１１５】
青色光発光層５のホスト材料にドープされる補助ドーパントとして、オレンジ色光発光層６のホスト材料と同じ材料を用いてもよい。例えば、青色光発光層５のホスト材料にドープされる補助ドーパントとしてＣＢＰが用いられる。それにより、青色光発光層５への電子の注入量が増加し、青色光の発光強度が向上する。
【０１１６】
本実施の形態においては、青色光発光層５が短波長発光層に相当し、オレンジ光発光層６が長波長発光層に相当し、青色光発光層５のホスト材料が第１のホスト材料に相当し、青色光発光層５のホスト材料にドープされる発光ドーパントが第１の燐光発光材料に相当し、青色光発光層５のホスト材料にドープされる補助ドーパントが第１の補助ドーパントに相当し、オレンジ光発光層６のホスト材料が第２のホスト材料に相当し、オレンジ光発光層６のホスト材料にドープされる発光ドーパントが第２の燐光発光材料に相当し、オレンジ光発光層６のホスト材料にドープされる補助ドーパントが第２の補助ドーパントに相当する。
【０１１７】
（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素子を示す模式的な断面図である。
【０１１８】
図３の有機ＥＬ素子が図１の有機ＥＬ素子と異なる点は、図３の青色光発光層５ａおよびオレンジ光発光層６ａが図１の青色光発光層５およびオレンジ光発光層６と逆に形成されている点である。
【０１１９】
オレンジ光発光層６ａは、図１のオレンジ光発光層６のホスト材料に補助ドーパントがドープされた構成を有する。オレンジ光発光層６ａのホスト材料にドープされる補助ドーパントには、ホール輸送層４に用いられるＮＰＢ、ルブレンまたはＩｒ（ｐｐｙ）が用いられる。
【０１２０】
オレンジ光発光層６ａは、例えば、ホスト材料に対して発光ドーパントの体積率が６．５％程度であり、補助ドーパントの体積率が０％〜４０％である。補助ドーパントの好ましい体積率は、３％〜４０％である。
【０１２１】
青色光発光層５ａは、図１の青色光発光層５のホスト材料に補助ドーパントがドープされていない構成を有する。
【０１２２】
図４は、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子におけるホール輸送層４、オレンジ光発光層６ａ、ホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントの最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占有分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位を示す図である。
【０１２３】
図３で説明したように、ホール輸送層４と補助ドーパントとは同一材料を用いているため、ホール輸送層４のＨＯＭＯレベルＨ０と補助ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ５とは同エネルギー準位である。
【０１２４】
図４に示すように、オレンジ光発光層６ａおいては、（発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ４）＜（補助ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ５）＜（ホスト材料のＨＯＭＯレベルＨ６）の関係が成り立つ。また、それぞれのＨＯＭＯレベルに関して、｜（ホスト材料のＨＯＭＯレベルＨ６）−（補助ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ５）｜＜０．４ｅＶの関係と｜（補助ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ５）−（発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ４）｜＜０．４ｅＶの関係とが成立する。
【０１２５】
それにより、ホール輸送層４からオレンジ光発光層６ａに供給されたホールは、オレンジ光発光層６ａを通過しやすく、図３の青色光発光層５ａに到達しやすい。その結果、電子とホールとが青色光発光層５ａにおいて再結合しやすくなり、青色光発光層５ａが発する光の強度が大きくなる。したがって、ホール輸送層４からオレンジ光発光層６ａに供給されるホールの大部分がオレンジ光発光層６ａにおいて電子と再結合することによりオレンジ光発光層６ａのオレンジ光の発光強度が青色光発光層５ａでの青色光の発光強度に比べて高くなることが防止される。
【０１２６】
この場合、オレンジ光発光層６ａが発するオレンジ光の強度と青色光発光層５ａが発する青色光の強度との比は、１００対２０〜１００となる。したがって、図３の有機ＥＬ素子は、効率良く白色光を発することができる。
【０１２７】
青色光発光層５ａのホスト材料にドープされる補助ドーパントとして、オレンジ色光発光層６ａのホスト材料と同じ材料を用いてもよい。例えば、青色光発光層５ａのホスト材料にドープされる補助ドーパントとしてＣＢＰが用いられる。それにより、青色光発光層５ａへのホールの注入量が増加し、青色光の発光強度が向上する。
【実施例】
【０１２８】
以下、実施例１〜８においては、青色光発光層５，５ａおよびオレンジ光発光層６，６ａに用いるホスト材料およびドーパントの種類ならびにそれらの構成比率を変えて有機ＥＬ素子を作製し、ホスト材料およびドーパントの種類ならびにそれらの構成比率が発光効率に及ぼす影響を調べた。
【０１２９】
なお、実施例１〜３，７および比較例１の有機ＥＬ素子においては、第１の実施の形態の有機ＥＬ素子の構造を有し、ホール注入層３の膜厚は１０ｎｍ、ホール輸送層４の膜厚は５０ｎｍ、青色光発光層５の膜厚は１０ｎｍ、オレンジ光発光層６の膜厚は２５ｎｍ、電子輸送層７の膜厚は２０、電子注入層８の膜厚は１ｎｍ、陰極９の膜厚は２００ｎｍである。
【０１３０】
実施例４〜６，８および比較例２の有機ＥＬ素子においては、第２の実施の形態の有機ＥＬ素子の構造を有し、ホール注入層３の膜厚は１０ｎｍ、ホール輸送層４の膜厚は５０ｎｍ、オレンジ光発光層６ａの膜厚は１０ｎｍ、青色光発光層５ａの膜厚は２５ｎｍ、電子輸送層７の膜厚は２０、電子注入層８の膜厚は１ｎｍ、陰極９の膜厚は２００ｎｍである。
【０１３１】
以下、第１の実施の形態の有機ＥＬ素子の構造を構造Ａと呼び、第２の実施の形態の有機ＥＬ素子の構造を構造Ｂと呼ぶ。
【０１３２】
（実施例１）
実施例１では、構造Ａの有機ＥＬ素子を作製した。まず、ガラス基板１上に、陽極２を８０ｎｍスパッタにより形成した。陽極２を形成したガラス基板１を中性洗剤および純水で洗浄した後、１００℃で１０時間以上ベークした。その後、ＵＶ／０３洗浄を行い、１×１０-4Ｐａ以下まで減圧した真空蒸着装置の槽内にセットした。
【０１３３】
ホール注入層３としてＣｕＰｃを形成した後、ホール輸送層４としてＮＰＢを真空蒸着により形成した。次に、化合物Ａをホスト材料とし、ＴＢＰを発光ドーパントとして青色光発光層５を形成した。ＴＢＰは、青色光発光層５に対して体積率が２％になるようにドープした。
【０１３４】
次に、ＣＢＰをホスト材料とし、Ｉｒ（ｐｈｑ）を発光ドーパントとしてオレンジ光発光層６を形成した。Ｉｒ（ｐｈｑ）は、オレンジ光発光層６に対して体積率が６．５％になるようにドープした。
【０１３５】
次いで、電子輸送層７として下記式（Ｃ３）で表される分子構造を有するトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum：以下、Ａｌｑと称する）を形成した。電子注入層８としてＬｉＦを形成し、陰極９としてＡｌを形成した。有機ＥＬ素子を、乾燥剤を塗布したガラス板を用いて接着剤で露点−８０℃の雰囲気下で封止した。その結果を表１に示す。
【０１３６】
【化２７】
2004311420.tif 000029
【０１３７】
【表１】
2004311420.tif 000030
【０１３８】
（実施例２）
実施例２では、実施例１において、化合物ＡにＴＢＰをドープするとともに補助ドーパントとしてＮＰＢをドープした。ＴＢＰおよびＮＰＢは、青色光発光層５に対して体積率がそれぞれ２％および１０％になるようにドープした。その他は実施例１と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。その結果を表１に示す。
【０１３９】
（実施例３）
実施例３では、実施例２において、化合物ＡにＴＢＰおよびＮＰＢをドープする代わりに、ＴＢＰおよびルブレンをドープした。ＴＢＰおよびルブレンは、青色光発光層５に対して体積率がそれぞれ２％および１０％になるようにドープした。その他は実施例２と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。その結果を表１に示す。
【０１４０】
（実施例４）
実施例４では、構造Ｂの有機ＥＬ素子を製作した。実施例１において、ホール輸送層４の形成後に、ＣＢＰをホスト材料とし、Ｉｒ（ｐｈｑ）を発光ドーパントとし、ＮＰＢを補助ドーパントとしてオレンジ光発光層６ａを形成した。Ｉｒ（ｐｈｑ）およびＮＰＢは、オレンジ光発光層６ａに対して体積率がそれぞれ６．５％および１０％になるようにドープした。
【０１４１】
オレンジ光発光層６ａを形成した後に、化合物Ａをホスト材料とし、ＴＢＰを発光ドーパントとして青色光発光層５ａを形成した。ＴＢＰは、青色光発光層５ａに対して体積率が２．０％になるようにドープした。その他は実施例１と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。その結果を表１に示す
（実施例５）
実施例５では、実施例４において、Ｉｒ（ｐｈｑ）およびＮＰＢをＣＢＰにドープする代わりに、Ｉｒ（ｐｈｑ）およびルブレンをＣＢＰにドープした。Ｉｒ（ｐｈｑ）およびルブレンは、オレンジ光発光層６ａに対して体積率がそれぞれ６．５％および１０％になるようにドープした。その他は実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１４２】
（実施例６）
実施例６では、実施例４において、Ｉｒ（ｐｈｑ）およびＮＰＢをＣＢＰにドープする代わりに、Ｉｒ（ｐｈｑ）およびＩｒ（ｐｐｙ）をＣＢＰにドープした。Ｉｒ（ｐｈｑ）およびＩｒ（ｐｐｙ）は、オレンジ光発光層６ａに対して体積率がそれぞれ６．５％および２％になるようにドープした。その他は実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１４３】
（比較例１）
比較例１では、実施例１において、ＣＢＰにＩｒ（ｐｈｑ）をドープする代わりにＡｌｑをホストとして下記式（Ｄ５）で表される分子構造を有する（２−（１，１−ジメチルエチル）−６−（２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−ｌＩＩ，５ＩＩ−ベンゾ〔ｉｊ〕キノリジン−９−イル）エテニル）−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（(2-(1,1-Dimethylethyl)-6-(2-(2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-lII,5II-benzo〔ij〕quinolizin-9-yl)ethenyl)-4H-pyran-4-ylidene)propanedinitrile：以下、ＤＣＪＴＢと称する）をドープした。ＤＣＪＴＢは、オレンジ光発光層６に対して体積率が１．０％になるようにドープした。その他は実施例１と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１４４】
【化２８】
2004311420.tif 000031
【０１４５】
（比較例２）
比較例２では、実施例４において、ＮＰＢをホスト材料にドープしなかった。その他は実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。その結果を表１に示す。
【０１４６】
（評価１）
実施例１〜６および比較例１，２で作製した有機ＥＬ素子の発光特性を測定した。表１に実施例１〜６および比較例１，２で作製した有機ＥＬ素子の構造、各層の材料および発光特性の測定結果を示す。
【０１４７】
実施例１〜６で作製した有機ＥＬ素子は、オレンジ発光層６または６ａにＩｒ（ｐｈｑ）がドープされることにより、比較例１に比較して発光効率が２倍以上となった。特に実施例２，４においては、発光効率が大幅に向上した。
【０１４８】
また、実施例１〜６で作製した有機ＥＬ素子は、青色光ピーク強度とオレンジ光ピーク強度との比が改善されている。比較例１，２では、青色光ピーク強度およびオレンジ光ピーク強度のいずれか一方の光ピーク強度が過度に高い。それに比較して、実施例２〜６では、青色光ピーク強度とオレンジ光ピーク強度との比が平滑化されている。これは、図２および図４で説明したように、補助ドーパントを青色光発光層５またはオレンジ光層発光層６ａにドープすることにより、ホールが通過しやすくなり、電子とホールとが結合する位置が変化したためである。
【０１４９】
図５は、実施例１，２，４および比較例２で作製した有機ＥＬ素子が発する光強度スペクトルを示す図である。図５の縦軸は光強度を示し、横軸は光の波長を示す。
【０１５０】
図５に示すように、実施例１で作製した有機ＥＬ素子においては、青色光は光強度の高いピークを有するが、オレンジ光は光強度のピークがほとんど見られない。それに比較して、実施例２で作製した有機ＥＬ素子においては、青色光およびオレンジ光の両方が高いピークを有する。それにより、実施例２の有機ＥＬ素子は、効率良く白色光を発することがわかる。
【０１５１】
また、比較例２で作製した有機ＥＬ素子においては、オレンジ光は光強度の高いピークを有するが、青色光の光強度のピークはどとんど見られない。それに比較して、実施例４で作製した有機ＥＬ素子においては、青色光およびオレンジ光の両方が光強度の高いピークを有する。それにより、実施例４の有機ＥＬ素子は、効率良く白色光を発することがわかる。
【０１５２】
（実施例７）
実施例７では、実施例２において、青色光発光層５に対してＮＰＢの体積率を０％〜５０％まで変化させた。その他は実施例２と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１５３】
（評価２）
実施例７で作製した有機ＥＬ素子の各発光特性を測定した。図６は、ＮＰＢドープ濃度とオレンジ発光層６の発光ピーク強度および発光色（ＣＩＥのｘ値）との関係の測定結果を示す図である。図６の縦軸は青色光発光層５の発光ピーク強度を１００とした場合のオレンジ光発光層６の発光ピーク強度の比およびＣＩＥのｘ値である。横軸は青色光発光層５にドープしたＮＰＢの濃度である。
【０１５４】
図６に示すように、ＮＰＢの体積率が１０％を超えるとオレンジ発光層６の高い発光ピーク強度比が得られた。
【０１５５】
（実施例８）
実施例８では、実施例４において、オレンジ光発光層６ａに対してＮＰＢの体積率を０％〜５０％まで変化させた。その他は実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１５６】
（評価３）
実施例８で作製した有機ＥＬ素子の各特性を測定した。図７は、ＮＰＢドープ濃度と青色光発光層５ａの発光ピーク強度および発光色（ＣＩＥのｘ値）との関係の測定結果を示す図である。
【０１５７】
図７の縦軸はオレンジ光発光層６ａの発光ピーク強度を１００とした場合の青色光発光層５ａの発光ピーク強度の比およびＣＩＥのｘ値である。横軸はオレンジ光発光層６ａにドープしたＮＰＢの濃度である。
【０１５８】
図７に示すように、ＮＰＢの体積率が１０％を超えると青色光発光層５ａの高い発光ピーク強度比が得られた。
【０１５９】
（実施例９）
実施例９では、実施例４において、オレンジ光発光層６ａにＮＰＢからなる補助ドーパントをドープせずに青色光発光層５ａに補助ドーパントとしてＣＢＰをドープした。ＣＢＰは、青色光発光層５ａに対して体積率が１０％となるようにドープした。その他は実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１６０】
（実施例１０）
実施例１０では、実施例４において、青色光発光層５ａに補助ドーパントとしてＣＢＰをドープした。ＣＢＰは、青色光発光層５ａに対して体積率が１０％になるようにドープした。その他は実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１６１】
（比較例３）
比較例３では、実施例９において、青色光発光層５ａに補助ドーパントとしてＣＢＰをドープする代わりに青色光発光層５ａに補助ドーパントとしてＮＢＰをドープした。ＮＢＰは、青色光発光層５ａに対して体積率が１０％となるようにドープした。その他は実施例９と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１６２】
（実施例１１）
実施例１１では、実施例１において、青色光発光層５に補助ドーパントしてＣＢＰをドープし、オレンジ光発光層６に発光ドーパントとしてＩｒ（Ｎａｐｈｑ）をドープしかつ補助ドーパントとしてＩｒ（ｐｈｑ）をドープした。ＣＢＰは、青色光発光層５に対して体積率が１０％となるようにドープした。Ｉｒ（Ｎａｐｈｑ）およびＩｒ（ｐｈｑ）は、オレンジ色光発光層６に対して体積率がそれぞれ１％および９％となるようにドープした。その他は実施例１を同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１６３】
（比較例４）
比較例４では、実施例１１において、青色光発光層５に補助ドーパントをドープしなかった。その他は実施例１１と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１６４】
（評価４）
実施例９〜１１および比較例３，４で作製した有機ＥＬ素子の発光特性を測定した。表２に実施例９〜１１および比較例３，４で作製した有機ＥＬ素子の構造、各層の材料および発光特性の測定結果を示す。
【０１６５】
【表２】
2004311420.tif 000032
【０１６６】
実施例９，１０で作製した有機ＥＬ素子においては、比較例３の有機ＥＬ素子に比べて発光効率が向上するとともに、駆動電圧が低減された。これは、青色光発光層５ａにオレンジ色光発光層６ａのホスト材料であると同じ材料が補助ドーパントとしてドープされることにより、オレンジ色光発光層６ａのホスト材料のＨＯＭＯレベルと青色光発光層５ａの補助ドーパントのＨＯＭＯレベルとが同じエネルギー準位となるため、青色光発光層５ａへのホールの注入量が増加するためであると考えられる。
【０１６７】
また、実施例１０では、オレンジ色光発光層６ａにＮＰＢがドープされることにより、最もバランスのよい白色光が得られた。
【０１６８】
実施例１１で作製した有機ＥＬ素子においては、比較例４の有機ＥＬ素子に比べて発光効率が向上するとともに、駆動電圧が低減された。これは、青色光発光層５にオレンジ色光発光層６のホスト材料と同じ材料が補助ドーパントとしてドープされることにより、オレンジ色光発光層６のホスト材料のＬＵＭＯレベルと青色光発光層５の補助ドーパントのＬＵＭＯレベルとが同じエネルギー準位となるため、青色光発光層５への電子の注入量が増加するためであると考えられる。なお、ＣＢＰはホール輸送性および電子輸送性を有するバイポーラ材料である。
【０１６９】
また、実施例１１では、オレンジ色光発光層６ａに補助ドーパントとしてＩｒ（ｐｈｑ）がドープされることにより、バランスのよい白色光が得られた。
【０１７０】
（実施例１２）
実施例１２では、構造Ａの有機ＥＬ素子を作製した。青色光発光層５のホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントとして燐光発光材料であるＦＩｒｐｉｃを用いた。ＦＩｒｐｉｃは、青色光発光層５に対して体積率が６．５％になるようにドープした。
【０１７１】
また、オレンジ色光発光層６ａのホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントとして燐光発光材料であるＩｒ（ｐｈｑ）を用い、補助ドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）を用いた。Ｉｒ（ｐｈｑ）およびＩｒ（ｐｐｙ）は、オレンジ色光発光層６に対して体積率がそれぞれ１％および６．５％になるようにドープした。その他の点は実施例１と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１７２】
（実施例１３）
実施例１２では、構造Ｂの有機ＥＬ素子を作製した。青色光発光層５ａのホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントとして燐光発光材料であるＦＩｒｐｉｃを用いた。ＦＩｒｐｉｃは、青色光発光層５に対して体積率が６．５％になるようにドープした。
【０１７３】
また、オレンジ色光発光層６ａのホスト材料としてＣＢＰを用い、発光ドーパントとして燐光発光材料であるＩｒ（ｐｈｑ）を用い、補助ドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）を用いた。Ｉｒ（ｐｈｑ）およびＩｒ（ｐｐｙ）は、オレンジ色光発光層６ａに対して体積率がそれぞれ１％および６．５％になるようにドープした。その他の点は実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作製した。
【０１７４】
（評価５）
実施例１３，１４で作製した有機ＥＬ素子の発光特性を測定した。表３に実施例１３，１４で作製した有機ＥＬ素子の構造、各層の材料および発光特性の測定結果を示す。
【０１７５】
【表３】
2004311420.tif 000033
【０１７６】
実施例１２，１３で作製した有機ＥＬ素子においては、青色光発光層５，５ａおよびオレンジ色光発光層６，６ａの両方に発光ドーパントとして燐光発光材料を用いることにより、発光効率が大幅に向上した。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、各種表示装置、各種光源等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ素子を示す模式的な断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子におけるホール輸送層、青色光発光層、ホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントの最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占有分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位を示す図である。
【図３】第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を示す模式的な断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子におけるホール輸送層、オレンジ光発光層、ホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントの最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占有分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位を示す図である。
【図５】実施例１，２，４および比較例２で作製した有機ＥＬ素子が発する光強度スペクトルを示す図である。
【図６】ＮＰＢドープ濃度とオレンジ発光層の発光ピーク強度および発光色（ＣＩＥのｘ値）との関係の測定結果を示す図である。
【図７】ＮＰＢドープ濃度と青色光発光層の発光ピーク強度および発光色（ＣＩＥのｘ値）との関係の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１７９】
１  ガラス基板
２  陽極
３  ホール注入層
４  ホール輸送層
５，５ａ  青色光発光層
６，６ａ  オレンジ光発光層
７  電子輸送層
８  電子注入層
９  陰極
１０  有機薄膜層
【図１】
2004311420.tif 000040
【図２】
2004311420.tif 000041
【図３】
2004311420.tif 000042
【図４】
2004311420.tif 000043
【図５】
2004311420.tif 000044
【図６】
2004311420.tif 000045
【図７】
2004311420.tif 000046