(57)【要約】【課題】発光効率および信頼性（素子寿命）を向上させることが可能な複数の発光層を含む発光素子を提供する。【解決手段】この発光素子（有機ＥＬ素子）は、ガラス基板１上に形成されたオレンジ色発光層２３と、オレンジ色発光層２３に対して積層するように形成され、オレンジ色発光層２３とは異なる波長の光を発光する青色発光層２４とを備えている。そして、オレンジ色発光層２３は、ホスト材料であるＮＰＢと、発光ドーパントであるＤＢｚＲと、ホスト材料から発光ドーパントへのエネルギの受け渡しの機能を有する補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮとを含有する。また、青色発光層２４は、ホスト材料であるＴＢＡＤＮと、発光ドーパントであるＴＢＰと、キャリアの輸送を補助する補助ドーパントであるＮＰＢとを含有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１発光層と、
前記第１発光層に対して積層するように形成され、前記第１発光層とは異なる波長の光を発光する第２発光層とを備え、
前記第１発光層および前記第２発光層の少なくとも一方は、ホスト材料と、発光する第１ドーパント材料と、発光しない第２ドーパント材料とを含む、発光素子。
【請求項２】
前記発光しない第２ドーパント材料は、キャリアの輸送を補助する機能と、前記ホスト材料から前記発光する第１ドーパント材料へのエネルギの受け渡しを行う機能とのうち、少なくとも一方を有する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記発光しない第２ドーパント材料は、前記ホスト材料から前記発光する第１ドーパント材料へのエネルギの受け渡しを行う機能を有するナフタセン誘導体を含む、請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記発光しない第２ドーパント材料は、前記キャリアの輸送を補助する機能を有するアミン誘導体を含む、請求項２に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第１発光層および前記第２発光層の両方が、前記ホスト材料と、前記発光する第１ドーパント材料と、前記発光しない第２ドーパント材料とを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１発光層は、
前記ホスト材料から前記発光する第１ドーパント材料へのエネルギの受け渡しを行う機能を有する前記第２ドーパント材料を含有するオレンジ色発光層を含み、
前記第２発光層は、
キャリアの輸送を補助する機能を有する前記第２ドーパント材料を含有する青色発光層を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１発光層は、発光面側に配置されたオレンジ色発光層を含み、
前記第２発光層は、前記発光面とは反対側に配置された青色発光層を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記基板上に、画素毎に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタが形成されない領域の上方で、かつ、前記第１発光層および前記第２発光層の下方に配置されたカラーフィルタとをさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子に関し、特に、複数の発光層を含む発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の多様化に伴い、従来から一般に使用されているＣＲＴに比べ、消費電力の少ない平面表示素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を用いたディスプレイの開発が期待されている。また、有機ＥＬ素子は、蛍光灯などに代わる無公害（水銀レス）の照明デバイスとしても期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子では、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発光層へ注入することによって、電子とホールとを発光層で再結合させて有機分子を励起状態にする。そして、この励起された有機分子が、基底状態へと戻るときに発する蛍光によって発光する。この有機ＥＬ素子では、電子輸送性の材料、ホール輸送性の材料および発光性の材料をそれぞれ多層構造として積層することによって、発光効率を高効率化することができることが知られている。
【０００４】
また、近年、発光波長の異なる複数の発光層を含む有機ＥＬ素子が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１には、母材（ホスト材料）にオレンジ色を発光する第１蛍光材料（ドーパント材料）が含有された第１発光層と、母材（ホスト材料）に青色を発光する第２蛍光材料（ドーパント）が含有された第２発光層とを含む有機ＥＬ素子が開示されている。この青色の発光とオレンジ色の発光とにより、白色の発光を得ることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２８７３４４号公報
【発明が解決しようとする課題】
近年では、実用化に向けて、有機ＥＬ素子の発光効率の向上が求められている。特に、白色の発光をカラーフィルタによりフルカラーにする場合には、カラーフィルタの光損失を考慮して、発光効率をより向上させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された有機ＥＬ素子では、青色発光を行う第１発光層およびオレンジ色発光を行う第２発光層には、ドーパントとして、発光を行うドーパント（蛍光材料）のみ含有されているため、さらに発光効率を向上させることが困難であるという問題点がある。また、発光効率が低いと、電流を多く流す必要があるため、素子の劣化が早くなる。その場合、信頼性（素子寿命）が低下する。したがって、発光効率を向上させることが困難な場合には、信頼性（素子寿命）も向上させるのが困難になる。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、発光効率および信頼性（素子寿命）を向上させることが可能な複数の発光層を含む発光素子を提供することである。
【０００８】
この発明のもう１つの目的は、発光効率および信頼性（素子寿命）が向上されたアクティブ駆動型のフルカラーディスプレイを得ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、鋭意検討した結果、本願発明者は、発光層に、ホスト材料と、発光する第１ドーパント材料と、発光しない第２ドーパント材料とを含ませることにより、発光効率を向上させることができることを見い出した。
【００１０】
すなわち、この発明の一の局面による発光素子は、基板上に形成された第１発光層と、第１発光層に対して積層するように形成され、第１発光層とは異なる波長の光を発光する第２発光層とを備えている。そして、第１発光層および第２発光層の少なくとも一方は、ホスト材料と、発光する第１ドーパント材料と、発光しない第２ドーパント材料とを含む。
【００１１】
この一の局面による発光素子では、上記のように、第１発光層および第２発光層の少なくとも一方を、ホスト材料と、発光する第１ドーパント材料と、発光しない第２ドーパント材料とを含むようにすることによって、発光しない第２ドーパントを、キャリアの輸送を補助する機能や、ホスト材料から発光する第１ドーパントへのエネルギの受け渡しを行う機能などの発光をサポートする機能を有するようにすれば、キャリアの輸送を補助する機能によりキャリアの再結合確率を向上させることができるとともに、ホスト材料から発光する第１ドーパントへのエネルギの受け渡しを行う機能によりホスト材料から発光する第１ドーパントへのエネルギの受け渡しを効率的に行うことができる。これにより、発光効率を向上させることができる。また、発光効率の向上によって、素子に多くの電流を流す必要がないので、素子の劣化を抑制することができる。その結果、素子の信頼性（素子寿命）を向上させることができる。
【００１２】
上記一の局面による発光素子の構成において、好ましくは、発光しない第２ドーパント材料は、キャリアの輸送を補助する機能と、ホスト材料から発光する第１ドーパント材料へのエネルギの受け渡しを行う機能とのうち、少なくとも一方を有する。このように構成すれば、容易に、キャリアの輸送を補助する機能によりキャリアの再結合確率を向上させることができるとともに、ホスト材料から発光する第１ドーパントへのエネルギの受け渡しを行う機能によりホスト材料から発光する第１ドーパントへのエネルギの受け渡しを効率的に行うことができる。
【００１３】
この場合、発光しない第２ドーパント材料は、ホスト材料から発光する第１ドーパント材料へのエネルギの受け渡しを行う機能を有するナフタセン誘導体を含むのが好ましい。このように構成すれば、容易に、ホスト材料から発光する第１ドーパント材料へのエネルギの受け渡しを行う機能を有する第２ドーパント材料を得ることができる。なお、上記した機能を有するナフタセン誘導体としては、ｔＢｕＤＰＮなどがある。
【００１４】
また、発光しない第２ドーパント材料は、キャリアの輸送を補助する機能を有するアミン誘導体を含むのが好ましい。特に、フェニル基と窒素との結合を有するフェニルアミン誘導体が好ましい。このように構成すれば、容易に、キャリアの輸送を補助する機能を有する第２ドーパント材料を得ることができる。なお、上記した機能を有するアミン誘導体としては、ＮＰＢなどがある。
【００１５】
上記の場合、第１発光層および第２発光層の両方が、ホスト材料と、発光する第１ドーパント材料と、発光しない第２ドーパント材料とを含むのが好ましい。このように構成すれば、第１発光層および第２発光層の両方の発光効率を向上させることができるので、より発光効率を向上させることができる。これにより、信頼性（素子寿命）もより向上させることができる。
【００１６】
また、上記の場合、好ましくは、第１発光層は、ホスト材料から発光する第１ドーパント材料へのエネルギの受け渡しを行う機能を有する第２ドーパント材料を含有するオレンジ色発光層を含み、第２発光層は、キャリアの輸送を補助する機能を有する第２ドーパント材料を含有する青色発光層を含む。このように構成すれば、オレンジ色発光層と青色発光層とにより、白色の発光を得ることができるとともに、オレンジ色発光層および青色発光層に含まれる第２ドーパント材料により、白色発光の発光効率を向上させることができる。これにより、白色発光素子の信頼性（素子寿命）も向上させることができる。
【００１７】
また、上記の場合、好ましくは、第１発光層は、発光面側に配置されたオレンジ色発光層を含み、第２発光層は、発光面とは反対側に配置された青色発光層を含む。このように構成すれば、正孔輸送層上にオレンジ色発光層が形成されるので、電子移動度の小さいＮＰＢからなる正孔輸送層上に青色発光層を形成する場合に発生する、電子が青色発光層の下面に溜まることにより電子の注入が阻害されるという不都合を解消することができる。
【００１８】
また、上記の場合、好ましくは、基板上に、画素毎に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタが形成されない領域の上方で、かつ、第１発光層および第２発光層の下方に配置されたカラーフィルタとをさらに備える。このように構成すれば、発光効率および信頼性（素子寿命）が向上されたアクティブ駆動型のフルカラーディスプレイを得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるアクティブ駆動型のフルカラー有機ＥＬ素子を示した断面図である。図２は、図１に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子の有機層の詳細を示した断面図である。
【００２１】
図１および図２を参照して、第１実施形態による有機ＥＬ素子の構造について説明する。この第１実施形態による有機ＥＬ素子では、ガラス基板１上に、ＳｉＮx膜とＳｉＯ2膜との積層膜からなる約１３０ｎｍの膜厚を有する保護膜２が形成されている。なお、ガラス基板１は、本発明の「基板」の一例である。保護膜２上には、所定の間隔を隔てて、島状化されたポリシリコン膜３が形成されている。ポリシリコン膜３および保護膜２上には、ＳｉＯ2膜とＳｉＮx膜との積層膜からなる約１００ｎｍの厚みを有するゲート絶縁膜４が形成されている。また、ゲート絶縁膜４上のポリシリコン膜３の上方に位置する領域には、ゲート電極５が形成されている。ポリシリコン膜３と、ゲート絶縁膜４と、ゲート電極５とによって、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されている。このＴＦＴは、画素毎に形成されている。
【００２２】
また、ゲート電極５およびゲート絶縁膜４を覆うように、ＳｉＮx膜とＳｉＯ2膜との積層膜からなる約５００ｎｍの厚みを有する層間絶縁膜６が形成されている。層間絶縁膜６上には、所定の間隔を隔てて、信号ライン７が形成されている。信号ライン７および層間絶縁膜６を覆うように、ＳｉＮx膜からなる約３００ｎｍの厚みを有する層間絶縁膜８が形成されている。層間絶縁膜８上には、所定の間隔を隔てて、約１６００ｎｍの厚みを有する赤フィルタ９ａと、約１６５０ｎｍの厚みを有する緑フィルタ９ｂと、約１７００ｎｍの厚みを有する青フィルタ９ｃとが形成されている。赤フィルタ９ａ、緑フィルタ９ｂおよび青フィルタ９ｃは、ＴＦＴが形成される領域以外の領域の上方に形成されている。赤フィルタ９ａと緑フィルタ９ｂと青フィルタ９ｃとによって、カラーフィルタが構成されている。
【００２３】
赤フィルタ９ａ、緑フィルタ９ｂおよび青フィルタ９ｃを覆うように、約１１００ｎｍの厚みを有するレジストからなる平坦化膜１０が形成されている。平坦化膜１０上には、所定の間隔を隔てて、画素電極を構成する約８５ｎｍの厚みを有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜からなる透明陽極１１が形成されている。透明陽極１１間に位置する平坦化膜１０の上面と、透明陽極１１の端部とを覆うように、約１００ｎｍの厚みを有するレジストからなる画素分離構造体１２が形成されている。
【００２４】
透明陽極１１および画素分離構造体１２を覆うように、有機層１３が形成されている。有機層１３上には、Ａｌからなる陰極（共通電極）１４が形成されている。
【００２５】
また、有機層１３は、図２に示すように、ホール注入層２１と、ホール注入層２１上に形成されたホール輸送層２２と、ホール輸送層２２上に形成されたオレンジ色発光層２３と、オレンジ色発光層２３上に形成された青色発光層２４と、青色発光層２４上に形成された電子輸送層２５と、電子輸送層２５上に形成された電子注入層２６とを含んでいる。ホール注入層２１は、透明陽極１１（図１参照）上に接するように形成された約１０ｎｍの厚みを有するＣｕＰＣ膜と、ＣｕＰＣ膜上に形成された約１ｎｍの厚みを有するＣＦx膜（フルオロカーボン重合膜）との積層膜からなる。また、ホール輸送層２２は、約１４０ｎｍの厚みを有するＮＰＢからなる。
【００２６】
図３は、図２に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子のオレンジ色発光層に含まれるホスト材料、発光ドーパント材料および補助ドーパント材料の分子構造を示した図である。図４は、図２に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子の青色発光層に含まれるホスト材料、発光ドーパント材料および補助ドーパント材料の分子構造を示した図である。図５は、図２に示した電子輸送層を構成するＡｌｑ３の分子構造を示した図であり、図６は、図２に示したホール注入層を構成するＣｕＰＣの分子構造を示した図である。
【００２７】
ここで、第１実施形態では、オレンジ色発光層２３は、図３に示すように、ホスト材料であるＮＰＢ（Ｎ，Ｎ´−Ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ´−ｄｉｐｈｅｎｙｌ  ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）と、発光ドーパントであるＤＢｚＲ（５，１２−Ｂｉｓ（４−（６−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）−６，１１−ｄｉｐｈｅｎｙｌｎａｐｈｔｈａｃｅｎｅ）と、発光しない補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮ（５，１２−Ｂｉｓ（４−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｎａｐｈｔｈａｃｅｎｅ）とを含んでいる。発光ドーパントであるＤＢｚＲは、約０．１重量％〜約２０重量％含有されているのが好ましい。ＤＢｚＲの含有率が約０．１重量％未満では、有効な発光が得られないとともに、ＤＢｚＲの含有率が約２０重量％を越えると、濃度消光により発光強度が小さくなるからである。この点を考慮して、第１実施形態では、ＤＢｚＲの含有率を約３重量％にしている。この発光ドーパントであるＤＢｚＲは、ナフタセン誘導体であり、オレンジ色を発光する機能を有する。この発光ドーパントであるＤＢｚＲによって、オレンジ色発光層２３は、約５５０ｎｍ〜約６５０ｎｍの発光波長を有する光を発光する。
【００２８】
また、補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮは、約５重量％〜約５０重量％含有されているのが好ましい。ｔＢｕＤＰＮの含有率が約５重量％未満では、後述する補助ドーパントとしての機能を十分に得ることができないからである。この点を考慮して、第１実施形態では、ｔＢｕＤＰＮの含有率を約１０重量％にしている。この補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮは、ナフタセン誘導体であり、ホスト材料であるＮＰＢから発光ドーパントであるＤＢｚＲにエネルギの受け渡しを行う機能を有する。
【００２９】
なお、ホスト材料であるＮＰＢは、アミン誘導体である。また、オレンジ色発光層２３に含まれるホスト材料であるＮＰＢ、発光ドーパントであるＤＢｚＲおよび補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮは、図３に示すような分子構造を有する。  なお、オレンジ色発光層２３は、本発明の「第１発光層」の一例であり、発光ドーパントであるＤＢｚＲは、本発明の「第１ドーパント材料」の一例である。また、補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮは、本発明の「第２ドーパント材料」の一例である。
【００３０】
また、本実施形態では、青色発光層２４は、図４に示すように、ホスト材料であるＴＢＡＤＮ（２−ｔｅｒｔ  Ｂｕｔｙｌ−９，１０−ｄｉ（２−ｎａｐｈｔｙｌ）ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）と、発光ドーパントであるＴＢＰ（１，４，７，１０−Ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ  ｂｕｔｙｌ  ｐｅｒｙｌｅｎｅ）と、補助ドーパントであるＮＰＢとを含んでいる。発光ドーパントであるＴＢＰは、約０．１重量％〜約１０重量％含有されているのが好ましい。ＴＢＰの含有率が約０．１重量％未満では、有効な発光が得られないとともに、ＴＢＰの含有率が約１０重量％を越えると、濃度消光により発光強度が小さくなるからである。この点を考慮して、第１実施形態では、ＴＢＰの含有率を約２重量％にしている。この発光ドーパントであるＴＢＰは、ペリレン誘導体であり、青色を発光する機能を有する。この発光ドーパントであるＴＢＰによって、青色発光層２４は、約４２０ｎｍ〜約５５０ｎｍの発光波長を有する光を発光する。
【００３１】
また、補助ドーパントであるＮＰＢは、約５重量％〜約５０重量％含有されているのが好ましい。ＮＰＢの含有率が約５重量％未満では、後述する補助ドーパントとしての機能を十分に得ることができないからである。この点を考慮して、第１実施形態では、ＮＰＢの含有率を約１０重量％にしている。この補助ドーパントであるＮＰＢは、アミン誘導体であり、キャリア（ホール）の輸送を補助する機能を有する。なお、ホスト材料であるＴＢＡＤＮは、アントラセン誘導体である。また、青色発光層２４を構成するホスト材料であるＴＢＡＤＮ、発光ドーパントであるＴＢＰおよび補助ドーパントであるＮＰＢは、図４に示すような分子構造を有する。
【００３２】
なお、青色発光層２４は、本発明の「第２発光層」の一例であり、発光ドーパントであるＴＢＰは、本発明の「第１ドーパント材料」の一例である。また、補助ドーパントであるＮＰＢは、本発明の「第２ドーパント材料」の一例である。
【００３３】
また、電子輸送層２５は、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌｑ３（Ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）からなる。この電子輸送層を構成するＡｌｑ３は、図５に示すような分子構造を有する。また、電子注入層２６は、約１ｎｍの厚みを有するＬｉＦからなる。なお、上述したホール注入層２１を構成するＣｕＰＣ（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）は、図６に示すような分子構造を有する。
【００３４】
また、第１実施形態では、オレンジ色発光層２３によるオレンジ色の発光と、青色発光層２４による青色の発光とによって、図７に示すように、白色発光が得られる。そして、この白色発光が、カラーフィルタ（赤フィルタ９ａ、緑フィルタ９ｂおよび青フィルタ９ｃ）を介して、ガラス基板１から出射される。
【００３５】
第１実施形態では、上記したように、オレンジ色発光層２３に、ホスト材料であるＮＰＢから発光ドーパントであるＤＢｚＲへのエネルギの受け渡しを行う機能を有する補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮを含有させることによって、ホスト材料であるＮＰＢから発光ドーパントであるＤＢｚＲへのエネルギの受け渡しを効率的に行うことができる。これにより、オレンジ色発光層２３の発光効率を向上させることができる。また、青色発光層２４に、ホールの輸送を補助する機能を有する補助ドーパントであるＮＰＢを含有させることによって、キャリア（正孔および電子）の再結合確率を向上させることができる。これにより、青色発光層２４の発光効率を向上させることができる。このように、本実施形態では、オレンジ色発光層２３と青色発光層２４との両方の発光効率を向上させることができるので、白色発光の発光効率をより向上させることができる。また、発光効率を向上することができるので、素子に多くの電流を流す必要がない。その結果、素子の劣化を抑制することができるので、素子の信頼性（素子寿命）も向上させることができる。
【００３６】
図８には、オレンジ色発光層２３に補助ドーパントとしてｔＢｕＤＰＮを含有させるとともに、青色発光層２４に補助ドーパントとしてＮＰＢを含有させた第１実施形態による有機ＥＬ素子のＥＬ強度と、それらの補助ドーパントを含有させない従来の有機ＥＬ素子のＥＬ強度とが示されている。図８を参照して、第１実施形態では、青色に対応するＥＬ強度およびオレンジ色に対応するＥＬ強度の両方で、従来よりも大きくなっていることがわかる。本願発明者が実際に発光効率を測定したところ、従来による有機ＥＬ素子では、発光効率が７〜８ｃｄ／Ａであったのに対して、第１実施形態による有機ＥＬ素子では、約１０〜１５ｃｄ／Ａの発光効率を得ることができた。
【００３７】
また、第１実施形態では、オレンジ色発光層２３を、発光面側のホール輸送層２２上に配置することによって、より発光効率を向上させることができる。具体的には、ＮＰＢからなるホール輸送層２２上に、直接青色発光層２４を配置すると、青色発光層２４に入ってきた電子が、電子移動度が小さいＮＰＢからなるホール輸送層２２に入りにくいため、青色発光層２４の下面に電子が蓄積される。この場合、青色発光層２４に電子が注入されるのが阻害されるため、発光効率および寿命が低下するという不都合がある。これに対して、青色発光層２４とＮＰＢからなるホール輸送層２２との間に、オレンジ色発光層２３を配置すれば、オレンジ色発光層２３を構成する補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮによって、青色発光層２４内の電子がオレンジ色発光層２３に入りやすくなる。これにより、青色発光層２４の下面に電子が溜まるのを抑制することができるので、青色発光層２４の発光効率が低下するの防止することができる。その結果、発光効率および寿命をより向上させることができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、上記したように、発光効率を向上させることができるので、図１に示したＴＦＴおよびカラーフィルタ（赤フィルタ９ａ、緑フィルタ９ｂおよび青フィルタ９ｃ）を用いた場合に、ＴＦＴによる開口率に起因する光損失やカラーフィルタに起因する光損失があったとしても、良好な発光を得ることができる。これにより、発光効率および信頼性（素子寿命）が向上されたアクティブ駆動型のフルカラー有機ＥＬディスプレイを得ることができる。
【００３９】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、上記第１実施形態において、青色発光層２４のみにホールの輸送を補助する機能を有する補助ドーパントであるＮＰＢを含有させ、オレンジ色発光層２３には、補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮを含有させない場合について説明する。図９は、本発明の第２実施形態による効果を説明するための特性図である。図９を参照して、第２実施形態では、青色発光のみＥＬ強度が増加し、オレンジ色発光については、従来（図８参照）と同様である。この場合にも、青色発光層２４による発光効率を向上させることができるので、その分、従来に比べて、白色発光の発光効率を向上させることができる。また、発光効率の向上によって、素子の信頼性（素子寿命）も向上させることができる。
【００４０】
（第３実施形態）
この第３実施形態では、第１実施形態の構成において、オレンジ色発光層２３のみに、ホスト材料から発光ドーパント材料へのエネルギの移動を行う補助ドーパントであるｔＢｕＤＰＮを含有させるとともに、青色発光層２４には、補助ドーパントであるＮＰＢを含有させない場合について説明する。図１０は、第３実施形態による有機ＥＬ素子の効果を説明するための特性図である。図１０を参照して、この第３実施形態では、オレンジ色のＥＬ強度のみが増加し、青色のＥＬ強度は従来（図８参照）と同様である。この場合にも、オレンジ色発光層２３の発光効率を向上させることができるので、その分、従来に比べて、白色発光の発光効率を向上させることができる。また、発光効率の向上によって、素子の信頼性（素子寿命）も向上させることができる。
【００４１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４２】
たとえば、上記実施形態では、１つのホスト材料に、１つの発光ドーパントと１つの補助ドーパントとを含有させる例を示したが、本発明はこれに限らず、２つ以上の補助ドーパントを含有するようにしてもよい。なお、２つ以上の補助ドーパントを含有させる場合には、エネルギの移動を助ける補助ドーパントとキャリアの輸送を助ける補助ドーパントとの両方を含有させるのが好ましい。また、２つのホスト材料に複数のドーパントを含有させるようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、アクティブ駆動型のフルカラー有機ＥＬ素子について説明したが、本発明はこれに限らず、フルカラーでない白色発光の有機ＥＬ素子にも適用可能である。また、有機ＥＬ素子以外の発光素子にも適用可能である。
【００４４】
また、上記実施形態では、ホスト材料から発光ドーパント材料へのエネルギの移動を行う補助ドーパントとしてｔＢｕＤＰＮを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ホスト材料から発光ドーパントへのエネルギを受け渡す機能を有するドーパントであれば、ルブレン誘導体などの他の補助ドーパントを用いてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、キャリアの輸送を助ける補助ドーパントとしてＮＰＢを用いたが、本発明はこれに限らず、キャリアの輸送を助ける機能を有する他の補助ドーパントを用いてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、オレンジ色発光層のホスト材料として、アミン誘導体であるＮＰＢを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＮＰＢ以外のアミン誘導体からなるホスト材料を用いてもよい。たとえば、図１１に示すようなアミン誘導体であるｍＴＰＤ（Ｎ，Ｎ´−（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−１，１´−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４´−ｄｉａｍｉｎｅ）やｐＴＰＤ（Ｎ，Ｎ´−（４−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−１，１´−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４´−ｄｉａｍｉｎｅ）を、オレンジ色発光層のホスト材料として用いてもよい。
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、発光効率および信頼性（素子寿命）を向上させることが可能な複数の発光層を含む発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるアクティブ駆動型のフルカラーの有機ＥＬ素子を示した断面図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子の有機層の構成を示した断面図である。
【図３】図２に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子のオレンジ色発光層に含まれるホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントの分子構造を示した図である。
【図４】図２に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子の青色発光層に含まれるホスト材料、発光ドーパントおよび補助ドーパントの分子構造を示した図である。
【図５】図２に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子の電子輸送層を構成するＡｌｑ３の分子構造を示した図である。
【図６】図２に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子のホール注入層を構成するＣｕＰＣの分子構造を示した図である。
【図７】図１に示した有機ＥＬ素子によって得られる発光色（白色）を説明するための特性図である。
【図８】図１に示した第１実施形態による有機ＥＬ素子の効果を説明するための特性図である。
【図９】本発明の第２実施形態による有機ＥＬ素子の効果を説明するための特性図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による有機ＥＬ素子の効果を説明するための特性図である。
【図１１】オレンジ色発光層に含まれるホスト材料の他の例の分子構造を示した図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板（基板）
３  ポリシリコン膜
４  ゲート絶縁膜
５  ゲート電極
９ａ  赤フィルタ（カラーフィルタ）
９ｂ  緑フィルタ（カラーフィルタ）
９ｃ  青フィルタ（カラーフィルタ）
１１  透明陽極
１３  有機層
２１  ホール注入層
２２  ホール輸送層
２３  オレンジ色発光層（第１発光層）
２４  青色発光層（第２発光層）
２５  電子輸送層
２６  電子注入層
【図１】
2004179142.tif 000003
【図２】
2004179142.tif 000004
【図３】
2004179142.tif 000005
【図４】
2004179142.tif 000006
【図５】
2004179142.tif 000007
【図６】
2004179142.tif 000008
【図７】
2004179142.tif 000009
【図８】
2004179142.tif 000010
【図９】
2004179142.tif 000011
【図１０】
2004179142.tif 000012
【図１１】
2004179142.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月5日(2004.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１発光層と前記第１発光層に対して積層するように形成され、前記第１発光層とは異なる波長の光を発光する第２発光層とを備え発光素子において、
前記第１発光層は、ホスト材料と、発光する第１ドーパント材料と、前記ホスト材料から前記発光する第１ドーパント材料へのエネルギの受け渡しを行う機能を有する第２ドーパント材料を含有するオレンジ色発光層を含み、
前記第２発光層は、ホスト材料と、発光する第１ドーパント材料と、キャリアの輸送を補助する機能を有する第２ドーパント材料を含有する青色発光層を含む発光素子。
【請求項２】
前記青色発光層は、約４２０ｎｍ〜約５５０ｎｍの発光波長を有し、
前記オレンジ色発光層は、約５５０ｎｍ〜約６５０ｎｍの発光波長を有する請求項１の発光素子。
【請求項３】
前記第１発光層のホスト材料と前記第２発光層の第２ドーパント材料とが同一のアミン誘導体からなる請求項１、２のいずれか一項記載の発光素子。
【請求項４】
前記基板上に、画素毎に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタが形成されない領域の上方で、かつ、前記第１発光層および前記第２発光層の下方に配置されたカラーフィルタとをさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項記載の発光素子。