有機電界発光素子
【課題】単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができる有機電界発光素子の提供。
【解決手段】陽極及び陰極の間に、少なくとも発光層を含み、発光層が、ホスト材料、第一ドーパント材料及び第二ドーパント材料を含む単層構造であり、第一ドーパント材料がモノマー体と凝集体を含み、モノマー体からの発光強度が最大となる波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満、凝集体からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下、モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、凝集体からの発光強度が最大となる波長と、第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長とがそれぞれ異なり、第一ドーパント材料と第二ドーパント材料からの複合発光が白色発光となる有機電界発光素子である。
【解決手段】陽極及び陰極の間に、少なくとも発光層を含み、発光層が、ホスト材料、第一ドーパント材料及び第二ドーパント材料を含む単層構造であり、第一ドーパント材料がモノマー体と凝集体を含み、モノマー体からの発光強度が最大となる波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満、凝集体からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下、モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、凝集体からの発光強度が最大となる波長と、第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長とがそれぞれ異なり、第一ドーパント材料と第二ドーパント材料からの複合発光が白色発光となる有機電界発光素子である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子（以下、「有機エレクトロルミネッセンス素子」、「有機ＥＬ素子」と称することもある）及び該有機電界発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は、自発光、高速応答などの特長を持ち、フラットパネルディスプレイへの適用が期待されており、特に、正孔輸送性の有機薄膜（正孔輸送層）と電子輸送性の有機薄膜（電子輸送層）とを積層した２層型（積層型）のものが報告されて以来、１０Ｖ以下の低電圧で発光する大面積発光素子として関心を集めている。積層型の有機ＥＬ素子は、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び陰極を基本構成とし、このうち前記発光層は、前記正孔輸送層又は前記電子輸送層にその機能を兼ねさせてもよい。
【０００３】
このような有機電界発光素子において、発光層単層で白色を実現するには、青色、緑色、及び赤色を発するドーパント材料をそれぞれ添加する必要があるが、青色を発するドーパント材料のドープ濃度に対して緑色及び赤色を発するドーパント材料のドープ濃度を非常に小さくしなければならず、４源蒸着は製造するのが非常に困難である。そのため、白金系の燐光発光材料である青色燐光発光材料のドープ濃度を大きくしていくと、赤色領域に凝集体からの発光が生じることを利用した白色の有機電界発光素子が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この提案では、図１に示したように、青色燐光発光材料のモノマーからの青色発光と、モノマーの凝集体からの赤色会合発光とで白色を実現しているので、緑色〜黄色領域での発光が弱いため、白色の演色性が悪いという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２には、第１の発光層にモノマー発光及びエキシマー発光をする発光材料を有し、第２の発光層に波長ピークの異なる発光材料を有する白色発光素子が記載されているが、単層構造の発光層を有する白色の有機電界発光素子については開示も示唆もされていない。
【０００５】
したがって単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができる有機電界発光素子の速やかな提供が望まれているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５１４７５４号公報
【特許文献２】国際公開第２００４−０６００２６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができる有機電界発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、単層構造の発光層において第一ドーパント材料としての青色燐光発光材料のモノマー体からの発光と、凝集体からの会合発光に、不足している発光色で発光する第二ドーパント材料を少量添加することにより、白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができることを知見した。
【０００９】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 陽極及び陰極の間に、少なくとも発光層を含む有機電界発光素子であって、
前記発光層が、ホスト材料、第一ドーパント材料、及び第二ドーパント材料を含む単層構造であり、
前記第一ドーパント材料がモノマー体と凝集体を含み、前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満にあり、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下にあり、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下にあって、
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長と、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長とがそれぞれ異なり、
前記第一ドーパント材料と前記第二ドーパント材料からの複合発光が白色発光となることを特徴とする有機電界発光素子である。
＜２＞ 第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である前記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
＜３＞ 第一ドーパント材料及び第二ドーパント材料が、いずれも燐光発光材料である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜４＞ 燐光発光材料を含む凝集体が、エキシマーである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜５＞ 第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、第二ドーパント材料の中心金属が白金及びイリジウムのいずれかである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜６＞ 第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、第二ドーパント材料の中心金属がイリジウムである前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜７＞ 第一ドーパント材料のドープ濃度が、ホスト材料に対して１０質量％〜９０質量％である前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜８＞ モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、凝集体からの発光ピーク強度Ｂとの比（Ａ：Ｂ）が、１：０．１〜１：３である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜９＞ モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、第二ドーパント材料からの発光ピーク強度Ｃとの比（Ａ：Ｃ）が、１：０．１〜１：３である前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１０＞ 第二ドーパント材料のドープ濃度が、ホスト材料に対して０．０１質量％〜１０質量％である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１１＞ モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、凝集体からの発光強度が最大となる波長と、第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が、それぞれ５ｎｍ以上離れている前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１２＞ 第二ドーパント材料の三重項励起準位が、ホスト材料の三重項励起準位、及び第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも小さい前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１３＞ 第二ドーパント材料の三重項励起準位が、ホスト材料の三重項励起準位、及び第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上小さい前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１４＞ 第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値が、ホスト材料のイオン化ポテンシャル値、及び第一ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値よりも小さい前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１５＞ 第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値が、ホスト材料のイオン化ポテンシャル値、及び第一ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値よりも０．２ｅＶ以上小さい前記＜１＞から＜１４＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができる有機電界発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、従来の特表２００５−５１４７５４号公報におけるスペクトル形状を示す図である。
【図２】図２は、本発明における発光スペクトル形状を示す図である。
【図３】図３は、本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、比較例１、及び実施例１の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【図５】図５は、比較例１、及び実施例２の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【図６】図６は、比較例１及び実施例１、３〜５の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【図７】図７は、比較例３、及び実施例６〜９の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【図８】図８は、比較例４、及び実施例１０〜１１の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（有機電界発光素子）
本発明の有機電界発光素子は、陽極及び陰極の間に、少なくとも発光層を有してなり、電子輸送層、電子注入層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の構成を有していてもよい。
【００１３】
＜発光層＞
前記発光層は、ホスト材料、第一ドーパント材料、及び第二ドーパント材料を含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００１４】
前記発光層は、上記成分を含む単層構造であることが好ましい。発光層が複数層構造であると製造コストが高くなってしまうので、製造コストを抑えることができる点で単層構造であることが好ましい。
【００１５】
前記第一ドーパント材料は、モノマー体と凝集体とを含む。
前記モノマー体とは、１つの分子が単独で存在している状態を意味する。
前記凝集体とは、２つの分子が励起二量体（エキシマー）、又は分子と他の化合物分子が励起錯体（エキシプレックス）を形成している状態を意味する。
【００１６】
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満にあり、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下にあることが好ましい。前記波長が４００ｎｍ未満であると、青色領域の発光を実現することができないため、白色の演色性が悪くなることがあり、５００ｎｍ以上であると、青色領域の発光を実現することができないため、白色の演色性が悪くなることがある。
前記凝集体からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下にあり、５００ｎｍ〜６８０ｎｍになることが好ましい。前記波長が５００ｎｍ未満であると、人間の可視域を包括するスペクトルを実現することができなくなり、白色の演色性が悪くなることがあり、７００ｎｍを超えると、赤色領域の発光を実現することができないため、白色の演色性が悪くなることがある。
【００１７】
前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下にあり、５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下であることが好ましい。前記波長が、４５０ｎｍ未満であると、人間の可視域を包括するスペクトルを実現することができなく、第二ドーパント材料添加の効果が薄れることがあり、７５０ｎｍを超えると、人間の可視域から外れるために白色の演色性が改善されないことがある。
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長と、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長とがそれぞれ異なる。
ここで、第一ドーパント材料（モノマー体、凝集体）、第二ドーパント材料の発光強度が最大となる波長は、これら材料の発光スペクトルを例えば第一ドーパント材料（モノマー体）もしくは第二ドーパント材料をジクロロメタンに１０のマイナス４乗ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶かし、そのときの溶液の発光スペクトルを測定する。次に、各材料を用いて各々素子を作製し、各素子の発光スペクトルを測定し、実質的に溶液の発光スペクトルと同じ発光スペクトルであるのが、第一ドーパント材料（モノマー体）もしくは第二ドーパント材料からの発光であり、これから発光強度が最大となる波長を求めることができる。また、第一ドーパント材料の凝集体からの発光強度が最大となる波長は、第一ドーパント材料の濃度を変化させて素子を作製し、濃度増加にしたがってモノマー体からの発光とは異なった発光波長に発光スペクトルが現れることを利用することで発光波長を求めることができる。
したがって、本発明においては、前記第一ドーパント材料と前記第二ドーパント材料からの複合発光が白色発光となる。
即ち、図２に示すように、前記第一ドーパント材料としての青色燐光発光材料のモノマーからの発光と、前記凝集体からの会合発光に、不足している発光色で発光する第二ドーパント材料を少量添加することで、発光層単層でより演色性の高い白色を実現することができる。
また、前記発光層に前記第二ドーパント材料を添加したことにより、外部量子効率が向上する。これは、前記第二ドーパント材料が正孔トラップ材となったためであると考えられる。外部量子効率が向上した別の理由としては、前記第二ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）が、前記ホスト材料、前記第一ドーパント材料、及び前記発光層の隣接層材料の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも低いため、効率よく第二ドーパント材料にエネルギー移動できるためであると考えられる。
更に、前記第二ドーパント材料の添加前に比べて耐久性も向上する。これは、前記発光層に前記第二ドーパント材料を添加したことにより、前記第一ドーパント材料への負荷が低減されたためであると考えられる。
【００１８】
前記第一ドーパント材料及び前記第二ドーパント材料は、いずれも燐光発光材料であることが、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。
前記燐光発光材料を含む凝集体は、エキシマーであることが、１つの燐光発光材料のみでモノマー体と凝集体を同時に発光させることができ、製造が容易である点で好ましい。
ここで、前記エキシマーとは、２つの分子が励起二量体を形成している状態を意味する。
【００１９】
前記第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、前記第二ドーパント材料の中心金属が白金及びイリジウムのいずれかであることが好ましく、イリジウム錯体の方が発光効率が高く、耐久性がよく、かつ正孔トラップ性が強い観点で、前記第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、前記第二ドーパント材料の中心金属がイリジウムであることがより好ましい。
【００２０】
前記第一ドーパント材料のドープ濃度は、前記ホスト材料に対して１０質量％〜９０質量％であることが好ましく、２０質量％〜６０質量％であることがより好ましく、３０質量％〜５０質量％であることが更に好ましい。
前記ドープ濃度が、１０質量％未満であると、凝集体が形成されないことがあり、９０質量％を超えると、モノマー体からの発光より凝集体からの発光が強くなり、白色の演色性が悪くなることがある。
【００２１】
前記第二ドーパント材料のドープ濃度は、ホスト材料に対して０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましく、０．０１質量％〜５質量％であることがより好ましく、０．０１質量％〜１質量％であることが更に好ましくい。
前記ドープ濃度が、０．０１質量％未満であると、第二ドーパント材料が発光しないことがあり、１０質量％を超えると、第二ドーパント材料が強く光ってしまい、白色の演色性が悪くなることがある。
【００２２】
前記モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、前記凝集体からの発光ピーク強度Ｂとの比（Ａ：Ｂ）は、１：０．１〜１：３であることが好ましく、１：０．２〜１：２であることがより好ましく、１：０．２〜１：１．５であることが更に好ましい。
前記比（Ａ：Ｂ）のＢが、０．１未満であると、モノマー体からの発光が強くなり、白色の演色性が悪くなることがあり、３を超えると、凝集体からの発光が強くなり、白色の演色性が悪くなることがある。
【００２３】
前記モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、第二ドーパント材料からの発光ピーク強度Ｃとの比（Ａ：Ｃ）は、１：０．１〜１：３であることが好ましく、１：０．２〜１：２であることがより好ましく、１：０．２〜１：１．５であることが更に好ましい。
前記比（Ａ：Ｃ）のＣが、０．１未満であると、第二ドーパント材料からの発光が弱く、白色の演色性が向上しないことがあり、３を超えると、第二ドーパント材料からの発光が強くなり、白色の演色性が悪くなることがある。
ここで、前記モノマー体からの発光ピーク強度、前記凝集体からの発光ピーク強度、及び前記第二ドーパント材料からの発光ピーク強度は、例えば第一ドーパント材料（モノマー体）もしくは第二ドーパント材料をジクロロメタンに１０のマイナス４乗ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶かし、そのときの溶液の発光スペクトルを測定する。次に、各材料を用いて各々素子を作製し、各素子の発光スペクトルを測定し、実質的に溶液の発光スペクトルと同じ発光スペクトルであるのが、第一ドーパント材料（モノマー体）もしくは第二ドーパント材料からの発光であり、これより発光強度の最大値を求めることができる。また、第一ドーパント材料の凝集体からの発光ピーク強度は、第一ドーパント材料の濃度を変化させて素子を作製し、濃度増加にしたがってモノマー体からの発光とは異なった発光波長に発光スペクトルが現れることを利用することで発光強度を測定することができる。
【００２４】
前記ホスト材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）は、前記第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）よりも大きいことが、第二ドーパント材料が正孔トラップ材となる点で好ましい。前記ホスト材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）は、前記第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）よりも０．２ｅＶ以上大きいことがより好ましく、０．４ｅＶ以上大きいことが更に好ましい。
ここで、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）及び前記第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）は、例えば真空蒸着法により、ガラス基板上に各材料を１００ｎｍの厚みに蒸着したサンプル薄膜を作製し、得られた薄膜を大気中で光電子分光装置ＡＣ−２（理研計器社製）を用いて測定することができる。
【００２５】
前記ホスト材料の三重項励起準位（Ｔｌ）は、前記第一ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも大きいことが、効率よく第一ドーパント材料を発光させる点で好ましい。
また、前記第一ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）は、前記第二ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも大きいことが、効率よく第二ドーパント材料を発光させる点で好ましい。前記第一ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）は、前記第二ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上大きいことがより好ましく、１０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上大きいことが更に好ましい。
また、前記第二ドーパント材料の三重項励起準位は、前記ホスト材料の三重項励起準位、及び前記第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも小さいことが、効率よく第二ドーパント材料を発光させ、発光効率を向上できる点で好ましい。
ここで、前記ホスト材料の三重項励起準位、前記第一ドーパント材料の三重項励起準位、及び前記第二ドーパント材料の三重項励起準位は、例えばホスト材料の蒸着膜を７７Ｋ以下の温度で発光させることにより測定することができる。また、第一ドーパント材料及び第二ドーパント材料の三重項励起準位は、ｍＣＰと該ｍＣＰに対し１０質量%の第一ドーパント材料もしくは第二ドーパント材料をドープした膜を、室温で発光させることにより測定することができる。
【００２６】
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長と、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が、それぞれ５ｎｍ以上離れていることが好ましく、１０ｎｍ以上離れていることがより好ましい。前記発光強度が最大となる波長の差は、５ｎｍ未満であると、白色の演色性が向上しないことがある。
【００２７】
以上説明した特性を満たすホスト材料、第一ドーパント材料、及び第二ドーパント材料の具体的な化合物について、以下に説明する。
【００２８】
−ホスト材料−
前記ホスト材料としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト材料を用いることができる。
【００２９】
−−正孔輸送性ホスト材料−−
前記正孔輸送性ホスト材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、又はそれらの誘導体、などが挙げられる。
これらの中でも、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、分子内にインドール骨格、カルバゾール骨格、アザインドール骨格、アザカルバゾール骨格、又は芳香族第三級アミン骨格を有するものがより好ましく、カルバゾール骨格を有する化合物が特に好ましい。
また、本発明においては、前記ホスト材料の水素を一部又はすべて重水素に置換したホスト材料を用いることができる（特願２００８−１２６１３０号明細書、特表２００４−５１５５０６号公報）。
【００３０】
このような正孔輸送性ホスト材料としての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【００３１】
前記正孔輸送性ホスト材料の含有量は、発光層を形成する全化合物質量に対して、１０質量％〜９９．９質量％が好ましく、２０質量％〜９９．５質量％がより好ましく、３０質量％〜９９質量％が更に好ましい。
【００３２】
−−電子輸送性ホスト材料−−
前記電子輸送性ホスト材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、オキサール、オキサジアゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、又はそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、などが挙げられる。
【００３３】
前記電子輸送性ホスト材料としては、例えば金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）などが挙げられる。これらの中でも、本発明においては、耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。前記金属錯体化合物は、金属に配位する少なくとも１つの窒素原子又は酸素原子又は硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
前記金属錯体中の金属イオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、パラジウムイオンなどが挙げられる。これらの中でも、ベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、又はパラジウムイオンが好ましく、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、又はパラジウムイオンがより好ましい。
【００３４】
前記金属錯体中に含まれる配位子としては、特に制限はなく、種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
【００３５】
前記配位子としては、例えば含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であってもよい。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
前記配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる）、ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、及び２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、及びトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、及びアントラニルアニオンなどが挙げられる）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、及びベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、又はシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、又は芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
【００３６】
前記金属錯体電子輸送性ホスト材料としては、例えば特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００４−２１４１７９号公報、特開２００４−２２１０６２号公報、特開２００４−２２１０６５号公報、特開２００４−２２１０６８号公報、特開２００４−３２７３１３号公報などに記載の化合物が挙げられる。
【００３７】
このような電子輸送性ホスト材料としては、具体的には、以下の材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【化６】
【化７】
【化８】
【００３８】
前記電子輸送性ホスト材料の含有量は、前記発光層を形成する全化合物質量に対して、１０質量％〜９９．９質量％が好ましく、２０質量％〜９９．５質量％がより好ましく、３０質量％〜９９質量％が更に好ましい。
【００３９】
−第一ドーパント材料−
前記第一ドーパント材料としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば中心金属が白金である錯体などが挙げられる。
前記錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社、１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、又はナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、又はフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子などが挙げられる。これらの中でも、含窒素ヘテロ環配位子が特に好ましい。
【００４０】
前記錯体は、化合物中に遷移金属原子を１つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。これらの中でも、燐光発光材料としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４１】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【００４２】
−第二ドーパント材料−
前記第二ドーパント材料としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、中心金属が白金及びイリジウムのいずれかである錯体などが挙げられる。これらの中でも、中心金属がイリジウムを含む錯体が特に好ましい。
前記中心金属が白金である錯体としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、上記第一ドーパント材料と同様のものの中から適宜選択して用いることができる。
【００４３】
前記中心金属がイリジウムを含む錯体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、下記一般式（１）、（２）及び（３）のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
【化１６】
ただし、前記一般式（１）、（２）及び（３）中、ｎは、１〜３の整数を表す。Ｘ−Ｙは、二座配位子を表す。環Ａは、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環構造を表す。Ｒ１１は、置換基を表し、ｍ１は、０〜６の整数を表す。ｍ１が２以上の場合には隣接するＲ１１どうしが結合して窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環を形成してもよく、該環は更に置換基により置換されていてもよい。Ｒ1２は、置換基を表し、ｍ２は、０〜４の整数を表す。ｍ２が２以上の場合には隣接するＲ１２どうしが結合して窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環を形成してもよく、該環は更に置換基により置換されていてもよい。なお、Ｒ１１とＲ１２とが結合して窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環を形成してもよく、該環は更に置換基により置換されていてもよい。
【００４４】
前記環Ａは、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環構造を表し、５員環、６員環などが好適に挙げられる。該環は置換基で置換されていてもよい。
【００４５】
Ｘ−Ｙは、二座配位子を表し、二座のモノアニオン性配位子などが好適に挙げられる。
前記二座のモノアニオン性配位子としては、例えば、ピコリナート（ｐｉｃ）、アセチルアセトナート(ａｃａｃ)、ジピバロイルメタナート（ｔ−ブチルａｃａｃ）などが挙げられる。
上記以外の配位子としては、例えば、Ｌａｍａｎｓｋｙらの国際公開第２００２／１５６４５号パンフレットの８９頁〜９１頁に記載の配位子が挙げられる。
【００４６】
前記Ｒ１１及びＲ１２における置換基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、シクロアルキル基、窒素原子又は硫黄原子を含んでいてもよいアリール基、窒素原子又は硫黄原子を含んでいてもよいアリールオキシ基を表し、これらは更に置換されていてもよい。
前記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに隣接するものどうしで結合して、窒素原子、硫黄原子又は酸素原子を含んでいてもよい環を形成してもよく、５員環、６員環などが好適に挙げられる。該環は更に置換基で置換されていてもよい。
【００４７】
前記一般式（１）、（２）、及び（３）のいずれかで表される具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【００４８】
前記燐光発光材料のその他の例としては、以下のような化合物が挙げられる。
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【００４９】
前記発光層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば抵抗加熱蒸着法、真空蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）などの方法が挙げられる。これらの中でも、真空蒸着法が特に好ましい。
【００５０】
前記発光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜４０ｎｍがより好ましい。
【００５１】
＜電子注入層、電子輸送層＞
前記電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。
前記電子輸送層としては、前記電子輸送性ホスト材料、前記電子供与性ドーパント等の材料を含み形成される。
【００５２】
前記電子注入層、電子輸送層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
前記電子輸送層の厚みとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
前記電子注入層の厚みとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
前記電子注入層、電子輸送層は、１種又は２種以上の材料からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００５３】
＜正孔注入層、正孔輸送層＞
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。該正孔注入層及び正孔輸送層は、単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
これらの層に用いられる正孔注入材料又は正孔輸送材料としては、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
前記正孔注入材料又は正孔輸送材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５４】
前記正孔注入層及び正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。
前記電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。
前記無機化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモン等のハロゲン化金属；五酸化バナジウム、三酸化モリブデン等の金属酸化物、などが挙げられる。
前記有機化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基等を有する化合物；キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記電子受容性ドーパントの使用量は、特に制限はなく、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料又は正孔注入材料に対して０．０１質量％〜５０質量％が好ましく、０．０５質量％〜３０質量％がより好ましく、０．１質量％〜３０質量％が更に好ましい。
【００５５】
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができるが、例えば、蒸着法、スパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布法、転写法、印刷法、インクジェット方式、などにより好適に形成することができる。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の厚さは、１ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜２５０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍが更に好ましい。
【００５６】
＜正孔ブロック層、電子ブロック層＞
前記正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が陰極側に通り抜けることを防止する機能を有する層であり、通常、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として設けられる。
前記電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が陽極側に通り抜けることを防止する機能を有する層であり、通常、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として設けられる。
前記正孔ブロック層を構成する化合物としては、例えばＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、などが挙げられる。
前記電子ブロック層を構成する化合物としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが利用できる。
【００５７】
前記電子ブロック層及び正孔ブロック層は、特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができるが、例えば、蒸着法、スパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布法、転写法、印刷法、インクジェット方式、などにより好適に形成することができる。
前記正孔ブロック層及び電子ブロック層の厚さは、１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであるのがより好ましく、３ｎｍ〜１０ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔ブロック層及び電子ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００５８】
＜電極＞
本発明の有機電界発光素子は、一対の電極、即ち陽極と陰極とを含む。前記有機電界発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は透明であることが好ましい。通常、陽極は有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、陰極は有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよい。
前記電極としては、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
前記電極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物等が好適に挙げられる。
【００５９】
−陽極−
前記陽極を構成する材料としては、例えば、アンチモン、フッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル等の金属；これらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物；ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、又はこれらとＩＴＯとの積層物、などが挙げられる。これらの中でも、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが特に好ましい。
【００６０】
−陰極−
前記陰極を構成する材料としては、例えば、アルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
これらの中でも、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
前記アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）を魅する。
【００６１】
前記電極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができ、例えば印刷方式、コーティング方式等の湿式方式；真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式；ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などが挙げられる。これらの中でも、前記電極を構成する材料との適性を考慮し、適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料としてＩＴＯを選択する場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って形成することができる。陰極の材料として金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って形成することができる。
【００６２】
なお、前記電極を形成する際にパターニングを行う場合は、フォトリソグラフィー等による化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザー等による物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００６３】
＜基板＞
本発明の有機電界発光素子は、基板上に設けられていることが好ましく、電極と基板とが直接接する形で設けられていてもよいし、中間層を介在する形で設けられていてもよい。
前記基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス（無アルカリガラス、ソーダライムガラス等）等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル；ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料、などが挙げられる。
【００６４】
前記基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。基板は透明でも不透明でもよく、透明な場合は無色透明でも有色透明でもよい。
【００６５】
前記基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
前記透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、例えば窒化珪素、酸化珪素等の無機物などが挙げられる。
前記透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
【００６６】
−その他の構成−
前記その他の構成としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、保護層、封止容器、樹脂封止層、封止接着剤などを挙げることができる。
前記保護層、前記封止容器、前記樹脂封止層、前記封止接着剤などの内容としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開２００９−１５２５７２号公報等に記載の事項を適用することができる。
【００６７】
図３は、本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す概略図である。有機ＥＬ素子１０は、ガラス基板１上に形成された陽極２（例えばＩＴＯ電極）と、正孔注入層３と、正孔輸送層４と、発光層５と、第一電子輸送層６と、第二電子輸送層７と、電子注入層（不図示）、陰極８（例えばＡｌ−Ｌｉ電極）とをこの順に積層してなる層構成を有する。なお、陽極２（例えばＩＴＯ電極）と陰極８（例えばＡｌ−Ｌｉ電極）とは電源を介して互いに接続されている。
【００６８】
−駆動−
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によりアクティブマトリックスへ適用することができる。薄膜トランジスタの活性層としてアモルファスシリコン、高温ポリシリコン、低温ポリシリコン、微結晶シリコン、酸化物半導体、有機半導体、カーボンナノチューブ等を適用することができる。
本発明の有機電界発光素子は、例えば国際公開２００５／０８８７２６号パンフレット、特開２００６−１６５５２９号公報、米国特許出願公開２００８／０２３７５９８号明細書などに記載の薄膜トランジスタを適用することができる。
【００６９】
本発明の有機電界発光素子は、特に制限はなく、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板、ＩＴＯ層、有機層の屈折率を制御する、基板、ＩＴＯ層、有機層の厚みを制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
本発明の有機電界発光素子からの光取り出し方式は、トップエミッション方式であってもボトムエミッション方式であってもよい。
【００７０】
本発明の有機電界発光素子は、共振器構造を有してもよい。例えば、第１の態様では、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明又は半透明電極、発光層、及び金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
第２の態様では、透明基板上に、透明又は半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。
共振構造を形成するためには、２つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長を得るのに最適な値となるよう調整される。
前記第１の態様の場合の計算式は、特開平９−１８０８８３号公報に記載されている。
前記第２の態様の場合の計算式は、特開２００４−１２７７９５号公報に記載されている。
【００７１】
−用途−
本発明の有機電界発光素子は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等に好適に利用できる。
前記有機ＥＬディスプレイをフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の有機電界発光素子による白色発光をカラーフィルターを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の有機電界発光素子による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７３】
（比較例１）
−有機電界発光素子の作製−
厚み０．５ｍｍ、２．５ｃｍ角のガラス基板を洗浄容器に入れ、中性洗剤中で超音波洗浄した後、純水中で超音波洗浄し、１２０℃で１２０分間熱処理を行った。その後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。このガラス基板上に真空蒸着法にて以下の各層を蒸着した。なお、以下の実施例及び比較例における蒸着速度は、特に断りのない場合は０．２ｎｍ／秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。また、以下の各層の厚みは水晶振動子を用いて測定した。
【００７４】
まず、ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を厚み１００ｎｍにスパッタ蒸着した。
次に、前記陽極（ＩＴＯ）上に、下記構造式で表される４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）に、下記構造式で表されるＦ４−ＴＣＮＱを１質量％ドープした正孔注入層を厚みが４５ｎｍになるように真空蒸着法にて形成した。
【化４９】
【化５０】
【００７５】
次に、前記正孔注入層上に、正孔輸送層としてα−ＮＰＤ（Ｂｉｓ[Ｎ−(１−ｎａｐｈｔｈｙｌ)−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ]ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）を厚みが７ｎｍとなるように真空蒸着法にて形成した。
次に、前記正孔輸送層上に、下記構造式で表される正孔輸送材料１を真空蒸着して、厚み３ｎｍの第二正孔輸送層を形成した。
【化５１】
【００７６】
次に、前記第二正孔輸送層の上に、ホスト材料としてｍＣＰ(1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene)と、該ｍＣＰに対して４０質量％の燐光発光材料である下記構造式で表される白金錯体１をドープした発光層を３０ｎｍの厚みに真空蒸着した。
【化５２】
【００７７】
次に、前記発光層上に、第一電子輸送層としてＢＡｌｑ（Ｂｉｓ−（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）−４−（ｐｈｅｎｙｌ−ｐｈｅｎｏｌａｔｅ）−ａｌｕｍｉｎｉｕｍ（ＩＩＩ））を厚みが２９ｎｍとなるように真空蒸着した。
【化５３】
【００７８】
次に、前記第一電子輸送層上に、第二電子輸送層としてＢＣＰ（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline）を厚みが１ｎｍとなるように真空蒸着した。
次に、前記第二電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを厚みが０．１ｎｍとなるように真空蒸着した。
次に、前記電子注入層上に、パターニングしたマスク（発光領域が２ｍｍ×２ｍｍとなるマスク）を設置し、金属アルミニウムを厚みが７０ｎｍとなるように真空蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、窒素ガスで置換したグローブボックス内に入れ、ガラス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ株式会社製）を用いて封止した。以上により、比較例１の有機電界発光素子を作製した。
この比較例１の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【００７９】
（実施例１）
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．１質量％の燐光発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例１の有機電界発光素子を作製した。
この実施例１の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％Ｉｒ（ｐｐｙ）３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【００８０】
次に、比較例１及び実施例１の発光層に使用した材料を、以下のようにして、イオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）を算出した。結果を表１に示す。
【００８１】
＜イオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、三重項励起準位（Ｔｌ）の計算＞
イオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算は、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェア（Ｇａｕｓｓｉａｎ０３（Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３， Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄ．０２，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔａｌ， Ｇａｕｓｓｉａｎ， Ｉｎｃ．， Ｗａｌｌｉｎｇ ｆｏｒｄ ＣＴ，２００４．）を用いて計算した計算値であり、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した。なお、この手法で求めた計算値は実験値との相関が強い。
【００８２】
【表１】
【００８３】
次に、比較例１及び実施例１で作製した有機電界発光素子について、発光スペクトル測定システム（ＥＬＳ１５００、島津製作所製）により、発光スペクトル形状を求めた。結果を図４に示す。
次に、比較例１及び実施例１で作製した有機電界発光素子について、以下のようにして、色度座標（ＣＲＩ）、平均演色評価数（Ｒａ）、発光強度比率（Ａ：Ｂ、又はＡ：Ｂ：Ｃ）、外部量子効率、及び耐久性の評価を行った。結果を表２に示す。
【００８４】
＜色度座標（ＣＲＩ）＞
ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電流を各素子に印加し、発光させた。発光スペクトルと発光波長を、浜松ホトニクス株式会社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。得られたスペクトルからＣＩＥ表色系を用い、色度座標を求めた。
【００８５】
＜平均演色評価数（Ｒａ）＞
ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電流を各素子に印加し、発光させた。発光スペクトルと発光波長を、浜松ホトニクス株式会社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。得られたスペクトルから、ＣＩＥ昼光を基準としてＲ１〜Ｒ８の演色評価数を平均して平均演色評価数（Ｒａ）を求めた。
【００８６】
＜発光強度比率（Ａ：Ｂ又はＡ：Ｂ：Ｃの測定＞
ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電流を各素子に印加し、発光させた。発光スペクトルと発光波長を、浜松ホトニクス株式会社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。得られたスペクトルから、発光強度比率を求めた。
【００８７】
＜外部量子効率（ＥＱＥ）の測定＞
ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電流を各素子に印加し、発光させた。発光時の輝度を、トプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は、浜松ホトニクス株式会社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。これらの数値をもとに、外部量子効率を輝度換算法により算出した。
【００８８】
＜耐久性（半減期）＞
各有機電界発光素子に０．２ｍＡの一定電流を通電し、輝度が初期輝度の半分になるまでの時間を測定した。
【００８９】
【表２】
表２の結果から、比較例１では、モノマーからの発光極大波長４７０ｎｍ付近に、凝集体からの発光極大波長が６１０ｎｍ付近に現れた。
また、実施例１では、発光層にＩｒ（ｐｐｙ）３をドープしたＩｒ（ｐｐｙ）３からの発光も足し合わさったことで、実施例１は比較例１よりも平均演色評価数（Ｒａ）が大幅に向上した。外部量子効率が比較例１より向上した。この理由としては、Ｉｒ（ｐｐｙ）３のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）がｍＣＰ及び白金錯体１のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）よりも小さいため、Ｉｒ（ｐｐｙ）３が正孔トラップ材となり発光層内のキャリアバランスが整ったためと考えられる。同時に、Ｉｒ（ｐｐｙ）３の三重項励起準位（Ｔｌ）が、発光層内のｍＣＰや白金錯体１の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも低いため、白金錯体１からＩｒ（ｐｐｙ）３に効率よくエネルギー移動したことも起因していると考えられる。また、実施例１は比較例１と比べ、耐久性が向上した。これは、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を添加したことで、白金錯体１に対する負荷が低減したためと考えられる。
【００９０】
（比較例２）
−有機電界発光素子の作製−
比較例１において、発光層を、ｍＣＰと該ｍＣＰに対して３質量％の燐光発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３をドープした層を５ｎｍの厚みに蒸着し、次に、ｍＣＰと該ｍＣＰに対して４０質量％の燐光発光材料である白金錯体１をドープした層を２５ｎｍの厚みに蒸着した以外は、比較例１と同様にして、比較例２の有機電界発光素子を作製した。
【００９１】
＜色度変化の測定＞
次に、比較例２及び実施例１で作製した有機電界発光素子について、以下のようにして、色度変化を評価した。結果を表３に示す。
まず、東陽テクニカ株式会社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧を各有機電界発光素子に印加して発光させた。得られた発光スペクトルを発光スペクトル測定システム（ＥＬＳ１５００、島津製作所製）で測定した。
得られたスペクトルからＣＩＥ表色系を用いｘ値とｙ値を算出した。色度変化（Δ色度）は、電流密度を０．１ｍＡ／ｃｍ２〜１０ｍＡ／ｃｍ２に変化させた時のｘ値、ｙ値の変化量(Δｘ、Δｙ)より、Δ色度＝（Δｙ２＋Δｘ２）０．５を算出した。
【００９２】
【表３】
表３の結果から、比較例２で作製した有機電界発光素子は発光層を積層したタイプであり、実施例１よりも色度変化が大きかった。これは、駆動電流により発光する位置が変化したためである。一方、発光層が単層構造である実施例１は色度変化が比較例２よりも小さかった。
【００９３】
（実施例２）
−有機電界発光素子の作製−
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して５質量％の燐光発光材料である下記構造式で表されるイリジウム錯体１をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例２の有機電界発光素子を作製した。
この実施例２の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋５質量％イリジウム錯体１（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５４】
次に、比較例１及び実施例２の有機電界発光素子における発光層で使用した材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算結果を表４に示す。
【００９４】
【表４】
【００９５】
次に、比較例１及び実施例２で作製した各有機電界発光素子について、比較例１及び実施例１と同様にして、スペクトル形状を求めた。結果を図５に示す。
また、比較例１、及び実施例２の各有機電界発光素子について、色度座標（ＣＲＩ）、平均演色評価数（Ｒａ）、発光強度比率、外部量子効率、及び耐久性の評価結果を表５に示す。なお、実施例２に関して、第一ドーパント材料（モノマー体）からの発光と、第二ドーパント材料からの発光とが重なっているため、発光強度比率を求めることができなかった。しかし、比較例１とくらべ、実施例２で発光強度が最大となる発光波長が長波長側にシフトしていることから、第一ドーパント材料（モノマー体と凝集体）・第二ドーパント材料共に発光していると考えられる。
【００９６】
【表５】
表５の結果から、実施例２では、第一ドーパント材料のモノマー体からの発光強度が最大となる波長域と第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が重なっているために、第二ドーパント材料を添加しても、Ｒａ値が向上しなかった。また、第二ドーパント材料の正孔トラップ性が弱いため、第二ドーパント材料を添加しても外部量子効率が向上しなかった。なお、実施例２は比較例１と比べ、耐久性が向上した。これは、イリジウム錯体１を添加したことで、白金錯体１に対する負荷が低減したためと考えられる。
【００９７】
（実施例３）
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．１質量％の燐光発光材料である下記構造式で表される白金錯体２をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例３の有機電界発光素子を作製した。
この実施例３の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％白金錯体２（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５５】
【００９８】
（実施例４）
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．１質量％の燐光発光材料である下記構造式で表される白金錯体３をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例４の有機電界発光素子を作製した。
この実施例４の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％白金錯体３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５６】
【００９９】
（実施例５）
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．１質量％の燐光発光材料である下記構造式で表されるイリジウム錯体２をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例５の有機電界発光素子を作製した。
この実施例５の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％イリジウム錯体２（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５７】
【０１００】
次に、実施例３〜５の有機電界発光素子における発光層で使用した材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算結果を表６に示す。
【０１０１】
【表６】
【０１０２】
次に、比較例１及び実施例１、３〜５で作製した各有機電界発光素子について、比較例１及び実施例１と同様にして、スペクトル形状を求めた。結果を図６に示す。
また、比較例１、及び実施例１、３〜５の各有機電界発光素子について、色度座標（ＣＲＩ）、平均演色評価数（Ｒａ）、発光強度比率、外部量子効率、及び耐久性の評価結果を表７に示す。
【０１０３】
【表７】
【０１０４】
（比較例３）
−有機電界発光素子の作製−
比較例１において、ｍＣＰの代わりに下記構造式で表されるホスト材料１を用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例３の有機電界発光素子を作製した。
【化５８】
【０１０５】
（実施例６）
比較例３において、第二ドーパント材料としてホスト材料１に対して０．１質量％の燐光発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３をドープした以外は、比較例３と同様にして、実施例６の有機電界発光素子を作製した。
この実施例６の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ホスト材料１＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％Ｉｒ（ｐｐｙ）３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【０１０６】
（実施例７）
比較例３において、第二ドーパント材料としてホスト材料１に対して０．１質量％の燐光発光材料である上記構造式で表される白金錯体２をドープした以外は、比較例３と同様にして、実施例７の有機電界発光素子を作製した。
この実施例７の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ホスト材料１＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％白金錯体２（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【０１０７】
（実施例８）
比較例３において、第二ドーパント材料としてホスト材料１に対して０．１質量％の燐光発光材料である上記構造式で表される白金錯体３をドープした以外は、比較例３と同様にして、実施例８の有機電界発光素子を作製した。
この実施例８の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ホスト材料１＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％白金錯体３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【０１０８】
（実施例９）
比較例３において、第二ドーパント材料としてホスト材料１に対して０．１質量％の燐光発光材料である上記構造式で表されるイリジウム錯体２をドープした以外は、比較例３と同様にして、実施例９の有機電界発光素子を作製した。
この実施例９の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ホスト材料１＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％イリジウム錯体２（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【０１０９】
次に、比較例３、及び実施例６、７、８、９で作製した各有機電界発光素子の発光層で使用した材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算結果を表８に示す。
【表８】
【０１１０】
次に、比較例３、及び実施例６〜９で作製した各有機電界発光素子について、比較例１及び実施例１と同様にして、発光スペクトル形状を求めた。結果を図７に示す。
また、色度座標（ＣＲＩ）、発光強度比率、平均演色評価数（Ｒａ）、外部量子効率、及び耐久性の評価結果を表９に示す。
【０１１１】
【表９】
【０１１２】
（比較例４）
−有機電界発光素子の作製−
比較例１において、第一ドーパント材料としてｍＣＰに対して５０質量％の燐光発光材料である下記構造式で表される白金錯体４をドープした以外は、比較例１と同様にして、比較例４の有機電界発光素子を作製した。
この比較例４の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋５０質量％白金錯体４（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５９】
【０１１３】
（実施例１０）
比較例４において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．０５質量％の燐光発光材料である下記構造式で表されるイリジウム錯体３をドープした以外は、比較例４と同様にして、実施例１０の有機電界発光素子を作製した。
この実施例１０の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋５０質量％白金錯体４＋０．０５質量％イリジウム錯体３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化６０】
【０１１４】
（実施例１１）
比較例４において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．０５質量％の燐光発光材料である下記構造式で表されるイリジウム錯体４をドープした以外は、比較例４と同様にして、実施例１１の有機電界発光素子を作製した。
この実施例１１の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋５０質量％白金錯体４＋０．０５質量％イリジウム錯体４（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化６１】
【０１１５】
次に、比較例４、及び実施例１０〜１１で作製した各有機電界発光素子の発光層で使用した材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算結果を表１０に示す。
【０１１６】
【表１０】
【０１１７】
次に、比較例４、及び実施例１０〜１１で作製した各有機電界発光素子について、比較例１及び実施例１と同様にして、発光スペクトル形状を求めた。結果を図８に示す。
また、比較例４、及び実施例１０〜１１の有機電界発光素子について、色度座標（ＣＲＩ）、平均演色評価数（Ｒａ）、発光強度比率、外部量子効率、及び耐久性の評価結果を表１１に示す。
【０１１８】
【表１１】
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の有機電界発光素子は、単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができるので、例えば表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１２０】
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 第一電子輸送層
７ 第二電子輸送層
８ 陰極
１０ 有機電界発光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子（以下、「有機エレクトロルミネッセンス素子」、「有機ＥＬ素子」と称することもある）及び該有機電界発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は、自発光、高速応答などの特長を持ち、フラットパネルディスプレイへの適用が期待されており、特に、正孔輸送性の有機薄膜（正孔輸送層）と電子輸送性の有機薄膜（電子輸送層）とを積層した２層型（積層型）のものが報告されて以来、１０Ｖ以下の低電圧で発光する大面積発光素子として関心を集めている。積層型の有機ＥＬ素子は、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び陰極を基本構成とし、このうち前記発光層は、前記正孔輸送層又は前記電子輸送層にその機能を兼ねさせてもよい。
【０００３】
このような有機電界発光素子において、発光層単層で白色を実現するには、青色、緑色、及び赤色を発するドーパント材料をそれぞれ添加する必要があるが、青色を発するドーパント材料のドープ濃度に対して緑色及び赤色を発するドーパント材料のドープ濃度を非常に小さくしなければならず、４源蒸着は製造するのが非常に困難である。そのため、白金系の燐光発光材料である青色燐光発光材料のドープ濃度を大きくしていくと、赤色領域に凝集体からの発光が生じることを利用した白色の有機電界発光素子が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この提案では、図１に示したように、青色燐光発光材料のモノマーからの青色発光と、モノマーの凝集体からの赤色会合発光とで白色を実現しているので、緑色〜黄色領域での発光が弱いため、白色の演色性が悪いという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２には、第１の発光層にモノマー発光及びエキシマー発光をする発光材料を有し、第２の発光層に波長ピークの異なる発光材料を有する白色発光素子が記載されているが、単層構造の発光層を有する白色の有機電界発光素子については開示も示唆もされていない。
【０００５】
したがって単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができる有機電界発光素子の速やかな提供が望まれているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５１４７５４号公報
【特許文献２】国際公開第２００４−０６００２６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができる有機電界発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、単層構造の発光層において第一ドーパント材料としての青色燐光発光材料のモノマー体からの発光と、凝集体からの会合発光に、不足している発光色で発光する第二ドーパント材料を少量添加することにより、白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができることを知見した。
【０００９】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 陽極及び陰極の間に、少なくとも発光層を含む有機電界発光素子であって、
前記発光層が、ホスト材料、第一ドーパント材料、及び第二ドーパント材料を含む単層構造であり、
前記第一ドーパント材料がモノマー体と凝集体を含み、前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満にあり、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下にあり、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下にあって、
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長と、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長とがそれぞれ異なり、
前記第一ドーパント材料と前記第二ドーパント材料からの複合発光が白色発光となることを特徴とする有機電界発光素子である。
＜２＞ 第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である前記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
＜３＞ 第一ドーパント材料及び第二ドーパント材料が、いずれも燐光発光材料である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜４＞ 燐光発光材料を含む凝集体が、エキシマーである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜５＞ 第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、第二ドーパント材料の中心金属が白金及びイリジウムのいずれかである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜６＞ 第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、第二ドーパント材料の中心金属がイリジウムである前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜７＞ 第一ドーパント材料のドープ濃度が、ホスト材料に対して１０質量％〜９０質量％である前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜８＞ モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、凝集体からの発光ピーク強度Ｂとの比（Ａ：Ｂ）が、１：０．１〜１：３である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜９＞ モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、第二ドーパント材料からの発光ピーク強度Ｃとの比（Ａ：Ｃ）が、１：０．１〜１：３である前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１０＞ 第二ドーパント材料のドープ濃度が、ホスト材料に対して０．０１質量％〜１０質量％である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１１＞ モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、凝集体からの発光強度が最大となる波長と、第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が、それぞれ５ｎｍ以上離れている前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１２＞ 第二ドーパント材料の三重項励起準位が、ホスト材料の三重項励起準位、及び第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも小さい前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１３＞ 第二ドーパント材料の三重項励起準位が、ホスト材料の三重項励起準位、及び第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上小さい前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１４＞ 第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値が、ホスト材料のイオン化ポテンシャル値、及び第一ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値よりも小さい前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
＜１５＞ 第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値が、ホスト材料のイオン化ポテンシャル値、及び第一ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値よりも０．２ｅＶ以上小さい前記＜１＞から＜１４＞のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができる有機電界発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、従来の特表２００５−５１４７５４号公報におけるスペクトル形状を示す図である。
【図２】図２は、本発明における発光スペクトル形状を示す図である。
【図３】図３は、本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、比較例１、及び実施例１の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【図５】図５は、比較例１、及び実施例２の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【図６】図６は、比較例１及び実施例１、３〜５の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【図７】図７は、比較例３、及び実施例６〜９の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【図８】図８は、比較例４、及び実施例１０〜１１の各有機電界発光素子についての発光スペクトル形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（有機電界発光素子）
本発明の有機電界発光素子は、陽極及び陰極の間に、少なくとも発光層を有してなり、電子輸送層、電子注入層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の構成を有していてもよい。
【００１３】
＜発光層＞
前記発光層は、ホスト材料、第一ドーパント材料、及び第二ドーパント材料を含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００１４】
前記発光層は、上記成分を含む単層構造であることが好ましい。発光層が複数層構造であると製造コストが高くなってしまうので、製造コストを抑えることができる点で単層構造であることが好ましい。
【００１５】
前記第一ドーパント材料は、モノマー体と凝集体とを含む。
前記モノマー体とは、１つの分子が単独で存在している状態を意味する。
前記凝集体とは、２つの分子が励起二量体（エキシマー）、又は分子と他の化合物分子が励起錯体（エキシプレックス）を形成している状態を意味する。
【００１６】
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満にあり、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下にあることが好ましい。前記波長が４００ｎｍ未満であると、青色領域の発光を実現することができないため、白色の演色性が悪くなることがあり、５００ｎｍ以上であると、青色領域の発光を実現することができないため、白色の演色性が悪くなることがある。
前記凝集体からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下にあり、５００ｎｍ〜６８０ｎｍになることが好ましい。前記波長が５００ｎｍ未満であると、人間の可視域を包括するスペクトルを実現することができなくなり、白色の演色性が悪くなることがあり、７００ｎｍを超えると、赤色領域の発光を実現することができないため、白色の演色性が悪くなることがある。
【００１７】
前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下にあり、５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下であることが好ましい。前記波長が、４５０ｎｍ未満であると、人間の可視域を包括するスペクトルを実現することができなく、第二ドーパント材料添加の効果が薄れることがあり、７５０ｎｍを超えると、人間の可視域から外れるために白色の演色性が改善されないことがある。
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長と、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長とがそれぞれ異なる。
ここで、第一ドーパント材料（モノマー体、凝集体）、第二ドーパント材料の発光強度が最大となる波長は、これら材料の発光スペクトルを例えば第一ドーパント材料（モノマー体）もしくは第二ドーパント材料をジクロロメタンに１０のマイナス４乗ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶かし、そのときの溶液の発光スペクトルを測定する。次に、各材料を用いて各々素子を作製し、各素子の発光スペクトルを測定し、実質的に溶液の発光スペクトルと同じ発光スペクトルであるのが、第一ドーパント材料（モノマー体）もしくは第二ドーパント材料からの発光であり、これから発光強度が最大となる波長を求めることができる。また、第一ドーパント材料の凝集体からの発光強度が最大となる波長は、第一ドーパント材料の濃度を変化させて素子を作製し、濃度増加にしたがってモノマー体からの発光とは異なった発光波長に発光スペクトルが現れることを利用することで発光波長を求めることができる。
したがって、本発明においては、前記第一ドーパント材料と前記第二ドーパント材料からの複合発光が白色発光となる。
即ち、図２に示すように、前記第一ドーパント材料としての青色燐光発光材料のモノマーからの発光と、前記凝集体からの会合発光に、不足している発光色で発光する第二ドーパント材料を少量添加することで、発光層単層でより演色性の高い白色を実現することができる。
また、前記発光層に前記第二ドーパント材料を添加したことにより、外部量子効率が向上する。これは、前記第二ドーパント材料が正孔トラップ材となったためであると考えられる。外部量子効率が向上した別の理由としては、前記第二ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）が、前記ホスト材料、前記第一ドーパント材料、及び前記発光層の隣接層材料の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも低いため、効率よく第二ドーパント材料にエネルギー移動できるためであると考えられる。
更に、前記第二ドーパント材料の添加前に比べて耐久性も向上する。これは、前記発光層に前記第二ドーパント材料を添加したことにより、前記第一ドーパント材料への負荷が低減されたためであると考えられる。
【００１８】
前記第一ドーパント材料及び前記第二ドーパント材料は、いずれも燐光発光材料であることが、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。
前記燐光発光材料を含む凝集体は、エキシマーであることが、１つの燐光発光材料のみでモノマー体と凝集体を同時に発光させることができ、製造が容易である点で好ましい。
ここで、前記エキシマーとは、２つの分子が励起二量体を形成している状態を意味する。
【００１９】
前記第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、前記第二ドーパント材料の中心金属が白金及びイリジウムのいずれかであることが好ましく、イリジウム錯体の方が発光効率が高く、耐久性がよく、かつ正孔トラップ性が強い観点で、前記第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、前記第二ドーパント材料の中心金属がイリジウムであることがより好ましい。
【００２０】
前記第一ドーパント材料のドープ濃度は、前記ホスト材料に対して１０質量％〜９０質量％であることが好ましく、２０質量％〜６０質量％であることがより好ましく、３０質量％〜５０質量％であることが更に好ましい。
前記ドープ濃度が、１０質量％未満であると、凝集体が形成されないことがあり、９０質量％を超えると、モノマー体からの発光より凝集体からの発光が強くなり、白色の演色性が悪くなることがある。
【００２１】
前記第二ドーパント材料のドープ濃度は、ホスト材料に対して０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましく、０．０１質量％〜５質量％であることがより好ましく、０．０１質量％〜１質量％であることが更に好ましくい。
前記ドープ濃度が、０．０１質量％未満であると、第二ドーパント材料が発光しないことがあり、１０質量％を超えると、第二ドーパント材料が強く光ってしまい、白色の演色性が悪くなることがある。
【００２２】
前記モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、前記凝集体からの発光ピーク強度Ｂとの比（Ａ：Ｂ）は、１：０．１〜１：３であることが好ましく、１：０．２〜１：２であることがより好ましく、１：０．２〜１：１．５であることが更に好ましい。
前記比（Ａ：Ｂ）のＢが、０．１未満であると、モノマー体からの発光が強くなり、白色の演色性が悪くなることがあり、３を超えると、凝集体からの発光が強くなり、白色の演色性が悪くなることがある。
【００２３】
前記モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、第二ドーパント材料からの発光ピーク強度Ｃとの比（Ａ：Ｃ）は、１：０．１〜１：３であることが好ましく、１：０．２〜１：２であることがより好ましく、１：０．２〜１：１．５であることが更に好ましい。
前記比（Ａ：Ｃ）のＣが、０．１未満であると、第二ドーパント材料からの発光が弱く、白色の演色性が向上しないことがあり、３を超えると、第二ドーパント材料からの発光が強くなり、白色の演色性が悪くなることがある。
ここで、前記モノマー体からの発光ピーク強度、前記凝集体からの発光ピーク強度、及び前記第二ドーパント材料からの発光ピーク強度は、例えば第一ドーパント材料（モノマー体）もしくは第二ドーパント材料をジクロロメタンに１０のマイナス４乗ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶かし、そのときの溶液の発光スペクトルを測定する。次に、各材料を用いて各々素子を作製し、各素子の発光スペクトルを測定し、実質的に溶液の発光スペクトルと同じ発光スペクトルであるのが、第一ドーパント材料（モノマー体）もしくは第二ドーパント材料からの発光であり、これより発光強度の最大値を求めることができる。また、第一ドーパント材料の凝集体からの発光ピーク強度は、第一ドーパント材料の濃度を変化させて素子を作製し、濃度増加にしたがってモノマー体からの発光とは異なった発光波長に発光スペクトルが現れることを利用することで発光強度を測定することができる。
【００２４】
前記ホスト材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）は、前記第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）よりも大きいことが、第二ドーパント材料が正孔トラップ材となる点で好ましい。前記ホスト材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）は、前記第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）よりも０．２ｅＶ以上大きいことがより好ましく、０．４ｅＶ以上大きいことが更に好ましい。
ここで、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）及び前記第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）は、例えば真空蒸着法により、ガラス基板上に各材料を１００ｎｍの厚みに蒸着したサンプル薄膜を作製し、得られた薄膜を大気中で光電子分光装置ＡＣ−２（理研計器社製）を用いて測定することができる。
【００２５】
前記ホスト材料の三重項励起準位（Ｔｌ）は、前記第一ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも大きいことが、効率よく第一ドーパント材料を発光させる点で好ましい。
また、前記第一ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）は、前記第二ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも大きいことが、効率よく第二ドーパント材料を発光させる点で好ましい。前記第一ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）は、前記第二ドーパント材料の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上大きいことがより好ましく、１０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上大きいことが更に好ましい。
また、前記第二ドーパント材料の三重項励起準位は、前記ホスト材料の三重項励起準位、及び前記第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも小さいことが、効率よく第二ドーパント材料を発光させ、発光効率を向上できる点で好ましい。
ここで、前記ホスト材料の三重項励起準位、前記第一ドーパント材料の三重項励起準位、及び前記第二ドーパント材料の三重項励起準位は、例えばホスト材料の蒸着膜を７７Ｋ以下の温度で発光させることにより測定することができる。また、第一ドーパント材料及び第二ドーパント材料の三重項励起準位は、ｍＣＰと該ｍＣＰに対し１０質量%の第一ドーパント材料もしくは第二ドーパント材料をドープした膜を、室温で発光させることにより測定することができる。
【００２６】
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長と、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が、それぞれ５ｎｍ以上離れていることが好ましく、１０ｎｍ以上離れていることがより好ましい。前記発光強度が最大となる波長の差は、５ｎｍ未満であると、白色の演色性が向上しないことがある。
【００２７】
以上説明した特性を満たすホスト材料、第一ドーパント材料、及び第二ドーパント材料の具体的な化合物について、以下に説明する。
【００２８】
−ホスト材料−
前記ホスト材料としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト材料を用いることができる。
【００２９】
−−正孔輸送性ホスト材料−−
前記正孔輸送性ホスト材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、又はそれらの誘導体、などが挙げられる。
これらの中でも、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、分子内にインドール骨格、カルバゾール骨格、アザインドール骨格、アザカルバゾール骨格、又は芳香族第三級アミン骨格を有するものがより好ましく、カルバゾール骨格を有する化合物が特に好ましい。
また、本発明においては、前記ホスト材料の水素を一部又はすべて重水素に置換したホスト材料を用いることができる（特願２００８−１２６１３０号明細書、特表２００４−５１５５０６号公報）。
【００３０】
このような正孔輸送性ホスト材料としての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【００３１】
前記正孔輸送性ホスト材料の含有量は、発光層を形成する全化合物質量に対して、１０質量％〜９９．９質量％が好ましく、２０質量％〜９９．５質量％がより好ましく、３０質量％〜９９質量％が更に好ましい。
【００３２】
−−電子輸送性ホスト材料−−
前記電子輸送性ホスト材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、オキサール、オキサジアゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、又はそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、などが挙げられる。
【００３３】
前記電子輸送性ホスト材料としては、例えば金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）などが挙げられる。これらの中でも、本発明においては、耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。前記金属錯体化合物は、金属に配位する少なくとも１つの窒素原子又は酸素原子又は硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
前記金属錯体中の金属イオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、パラジウムイオンなどが挙げられる。これらの中でも、ベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、又はパラジウムイオンが好ましく、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、又はパラジウムイオンがより好ましい。
【００３４】
前記金属錯体中に含まれる配位子としては、特に制限はなく、種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
【００３５】
前記配位子としては、例えば含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であってもよい。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
前記配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる）、ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、及び２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、及びトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、及びアントラニルアニオンなどが挙げられる）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、及びベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、又はシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、又は芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
【００３６】
前記金属錯体電子輸送性ホスト材料としては、例えば特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００４−２１４１７９号公報、特開２００４−２２１０６２号公報、特開２００４−２２１０６５号公報、特開２００４−２２１０６８号公報、特開２００４−３２７３１３号公報などに記載の化合物が挙げられる。
【００３７】
このような電子輸送性ホスト材料としては、具体的には、以下の材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【化６】
【化７】
【化８】
【００３８】
前記電子輸送性ホスト材料の含有量は、前記発光層を形成する全化合物質量に対して、１０質量％〜９９．９質量％が好ましく、２０質量％〜９９．５質量％がより好ましく、３０質量％〜９９質量％が更に好ましい。
【００３９】
−第一ドーパント材料−
前記第一ドーパント材料としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば中心金属が白金である錯体などが挙げられる。
前記錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社、１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、又はナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、又はフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子などが挙げられる。これらの中でも、含窒素ヘテロ環配位子が特に好ましい。
【００４０】
前記錯体は、化合物中に遷移金属原子を１つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。これらの中でも、燐光発光材料としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４１】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【００４２】
−第二ドーパント材料−
前記第二ドーパント材料としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、中心金属が白金及びイリジウムのいずれかである錯体などが挙げられる。これらの中でも、中心金属がイリジウムを含む錯体が特に好ましい。
前記中心金属が白金である錯体としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、上記第一ドーパント材料と同様のものの中から適宜選択して用いることができる。
【００４３】
前記中心金属がイリジウムを含む錯体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、下記一般式（１）、（２）及び（３）のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
【化１６】
ただし、前記一般式（１）、（２）及び（３）中、ｎは、１〜３の整数を表す。Ｘ−Ｙは、二座配位子を表す。環Ａは、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環構造を表す。Ｒ１１は、置換基を表し、ｍ１は、０〜６の整数を表す。ｍ１が２以上の場合には隣接するＲ１１どうしが結合して窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環を形成してもよく、該環は更に置換基により置換されていてもよい。Ｒ1２は、置換基を表し、ｍ２は、０〜４の整数を表す。ｍ２が２以上の場合には隣接するＲ１２どうしが結合して窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環を形成してもよく、該環は更に置換基により置換されていてもよい。なお、Ｒ１１とＲ１２とが結合して窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環を形成してもよく、該環は更に置換基により置換されていてもよい。
【００４４】
前記環Ａは、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子のいずれかを含んでいてもよい環構造を表し、５員環、６員環などが好適に挙げられる。該環は置換基で置換されていてもよい。
【００４５】
Ｘ−Ｙは、二座配位子を表し、二座のモノアニオン性配位子などが好適に挙げられる。
前記二座のモノアニオン性配位子としては、例えば、ピコリナート（ｐｉｃ）、アセチルアセトナート(ａｃａｃ)、ジピバロイルメタナート（ｔ−ブチルａｃａｃ）などが挙げられる。
上記以外の配位子としては、例えば、Ｌａｍａｎｓｋｙらの国際公開第２００２／１５６４５号パンフレットの８９頁〜９１頁に記載の配位子が挙げられる。
【００４６】
前記Ｒ１１及びＲ１２における置換基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、シクロアルキル基、窒素原子又は硫黄原子を含んでいてもよいアリール基、窒素原子又は硫黄原子を含んでいてもよいアリールオキシ基を表し、これらは更に置換されていてもよい。
前記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに隣接するものどうしで結合して、窒素原子、硫黄原子又は酸素原子を含んでいてもよい環を形成してもよく、５員環、６員環などが好適に挙げられる。該環は更に置換基で置換されていてもよい。
【００４７】
前記一般式（１）、（２）、及び（３）のいずれかで表される具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【００４８】
前記燐光発光材料のその他の例としては、以下のような化合物が挙げられる。
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【００４９】
前記発光層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば抵抗加熱蒸着法、真空蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）などの方法が挙げられる。これらの中でも、真空蒸着法が特に好ましい。
【００５０】
前記発光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜４０ｎｍがより好ましい。
【００５１】
＜電子注入層、電子輸送層＞
前記電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。
前記電子輸送層としては、前記電子輸送性ホスト材料、前記電子供与性ドーパント等の材料を含み形成される。
【００５２】
前記電子注入層、電子輸送層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
前記電子輸送層の厚みとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
前記電子注入層の厚みとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
前記電子注入層、電子輸送層は、１種又は２種以上の材料からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００５３】
＜正孔注入層、正孔輸送層＞
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。該正孔注入層及び正孔輸送層は、単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
これらの層に用いられる正孔注入材料又は正孔輸送材料としては、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
前記正孔注入材料又は正孔輸送材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５４】
前記正孔注入層及び正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。
前記電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。
前記無機化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモン等のハロゲン化金属；五酸化バナジウム、三酸化モリブデン等の金属酸化物、などが挙げられる。
前記有機化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基等を有する化合物；キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記電子受容性ドーパントの使用量は、特に制限はなく、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料又は正孔注入材料に対して０．０１質量％〜５０質量％が好ましく、０．０５質量％〜３０質量％がより好ましく、０．１質量％〜３０質量％が更に好ましい。
【００５５】
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができるが、例えば、蒸着法、スパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布法、転写法、印刷法、インクジェット方式、などにより好適に形成することができる。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の厚さは、１ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜２５０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍが更に好ましい。
【００５６】
＜正孔ブロック層、電子ブロック層＞
前記正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が陰極側に通り抜けることを防止する機能を有する層であり、通常、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として設けられる。
前記電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が陽極側に通り抜けることを防止する機能を有する層であり、通常、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として設けられる。
前記正孔ブロック層を構成する化合物としては、例えばＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、などが挙げられる。
前記電子ブロック層を構成する化合物としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが利用できる。
【００５７】
前記電子ブロック層及び正孔ブロック層は、特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができるが、例えば、蒸着法、スパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布法、転写法、印刷法、インクジェット方式、などにより好適に形成することができる。
前記正孔ブロック層及び電子ブロック層の厚さは、１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであるのがより好ましく、３ｎｍ〜１０ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔ブロック層及び電子ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００５８】
＜電極＞
本発明の有機電界発光素子は、一対の電極、即ち陽極と陰極とを含む。前記有機電界発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は透明であることが好ましい。通常、陽極は有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、陰極は有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよい。
前記電極としては、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
前記電極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物等が好適に挙げられる。
【００５９】
−陽極−
前記陽極を構成する材料としては、例えば、アンチモン、フッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル等の金属；これらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物；ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、又はこれらとＩＴＯとの積層物、などが挙げられる。これらの中でも、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが特に好ましい。
【００６０】
−陰極−
前記陰極を構成する材料としては、例えば、アルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
これらの中でも、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
前記アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）を魅する。
【００６１】
前記電極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができ、例えば印刷方式、コーティング方式等の湿式方式；真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式；ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などが挙げられる。これらの中でも、前記電極を構成する材料との適性を考慮し、適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料としてＩＴＯを選択する場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って形成することができる。陰極の材料として金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って形成することができる。
【００６２】
なお、前記電極を形成する際にパターニングを行う場合は、フォトリソグラフィー等による化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザー等による物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００６３】
＜基板＞
本発明の有機電界発光素子は、基板上に設けられていることが好ましく、電極と基板とが直接接する形で設けられていてもよいし、中間層を介在する形で設けられていてもよい。
前記基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス（無アルカリガラス、ソーダライムガラス等）等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル；ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料、などが挙げられる。
【００６４】
前記基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。基板は透明でも不透明でもよく、透明な場合は無色透明でも有色透明でもよい。
【００６５】
前記基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
前記透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、例えば窒化珪素、酸化珪素等の無機物などが挙げられる。
前記透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
【００６６】
−その他の構成−
前記その他の構成としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、保護層、封止容器、樹脂封止層、封止接着剤などを挙げることができる。
前記保護層、前記封止容器、前記樹脂封止層、前記封止接着剤などの内容としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開２００９−１５２５７２号公報等に記載の事項を適用することができる。
【００６７】
図３は、本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す概略図である。有機ＥＬ素子１０は、ガラス基板１上に形成された陽極２（例えばＩＴＯ電極）と、正孔注入層３と、正孔輸送層４と、発光層５と、第一電子輸送層６と、第二電子輸送層７と、電子注入層（不図示）、陰極８（例えばＡｌ−Ｌｉ電極）とをこの順に積層してなる層構成を有する。なお、陽極２（例えばＩＴＯ電極）と陰極８（例えばＡｌ−Ｌｉ電極）とは電源を介して互いに接続されている。
【００６８】
−駆動−
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によりアクティブマトリックスへ適用することができる。薄膜トランジスタの活性層としてアモルファスシリコン、高温ポリシリコン、低温ポリシリコン、微結晶シリコン、酸化物半導体、有機半導体、カーボンナノチューブ等を適用することができる。
本発明の有機電界発光素子は、例えば国際公開２００５／０８８７２６号パンフレット、特開２００６−１６５５２９号公報、米国特許出願公開２００８／０２３７５９８号明細書などに記載の薄膜トランジスタを適用することができる。
【００６９】
本発明の有機電界発光素子は、特に制限はなく、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板、ＩＴＯ層、有機層の屈折率を制御する、基板、ＩＴＯ層、有機層の厚みを制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
本発明の有機電界発光素子からの光取り出し方式は、トップエミッション方式であってもボトムエミッション方式であってもよい。
【００７０】
本発明の有機電界発光素子は、共振器構造を有してもよい。例えば、第１の態様では、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明又は半透明電極、発光層、及び金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
第２の態様では、透明基板上に、透明又は半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。
共振構造を形成するためには、２つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長を得るのに最適な値となるよう調整される。
前記第１の態様の場合の計算式は、特開平９−１８０８８３号公報に記載されている。
前記第２の態様の場合の計算式は、特開２００４−１２７７９５号公報に記載されている。
【００７１】
−用途−
本発明の有機電界発光素子は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等に好適に利用できる。
前記有機ＥＬディスプレイをフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の有機電界発光素子による白色発光をカラーフィルターを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の有機電界発光素子による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７３】
（比較例１）
−有機電界発光素子の作製−
厚み０．５ｍｍ、２．５ｃｍ角のガラス基板を洗浄容器に入れ、中性洗剤中で超音波洗浄した後、純水中で超音波洗浄し、１２０℃で１２０分間熱処理を行った。その後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。このガラス基板上に真空蒸着法にて以下の各層を蒸着した。なお、以下の実施例及び比較例における蒸着速度は、特に断りのない場合は０．２ｎｍ／秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。また、以下の各層の厚みは水晶振動子を用いて測定した。
【００７４】
まず、ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を厚み１００ｎｍにスパッタ蒸着した。
次に、前記陽極（ＩＴＯ）上に、下記構造式で表される４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）に、下記構造式で表されるＦ４−ＴＣＮＱを１質量％ドープした正孔注入層を厚みが４５ｎｍになるように真空蒸着法にて形成した。
【化４９】
【化５０】
【００７５】
次に、前記正孔注入層上に、正孔輸送層としてα−ＮＰＤ（Ｂｉｓ[Ｎ−(１−ｎａｐｈｔｈｙｌ)−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ]ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）を厚みが７ｎｍとなるように真空蒸着法にて形成した。
次に、前記正孔輸送層上に、下記構造式で表される正孔輸送材料１を真空蒸着して、厚み３ｎｍの第二正孔輸送層を形成した。
【化５１】
【００７６】
次に、前記第二正孔輸送層の上に、ホスト材料としてｍＣＰ(1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene)と、該ｍＣＰに対して４０質量％の燐光発光材料である下記構造式で表される白金錯体１をドープした発光層を３０ｎｍの厚みに真空蒸着した。
【化５２】
【００７７】
次に、前記発光層上に、第一電子輸送層としてＢＡｌｑ（Ｂｉｓ−（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）−４−（ｐｈｅｎｙｌ−ｐｈｅｎｏｌａｔｅ）−ａｌｕｍｉｎｉｕｍ（ＩＩＩ））を厚みが２９ｎｍとなるように真空蒸着した。
【化５３】
【００７８】
次に、前記第一電子輸送層上に、第二電子輸送層としてＢＣＰ（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline）を厚みが１ｎｍとなるように真空蒸着した。
次に、前記第二電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを厚みが０．１ｎｍとなるように真空蒸着した。
次に、前記電子注入層上に、パターニングしたマスク（発光領域が２ｍｍ×２ｍｍとなるマスク）を設置し、金属アルミニウムを厚みが７０ｎｍとなるように真空蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、窒素ガスで置換したグローブボックス内に入れ、ガラス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ株式会社製）を用いて封止した。以上により、比較例１の有機電界発光素子を作製した。
この比較例１の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【００７９】
（実施例１）
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．１質量％の燐光発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例１の有機電界発光素子を作製した。
この実施例１の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％Ｉｒ（ｐｐｙ）３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【００８０】
次に、比較例１及び実施例１の発光層に使用した材料を、以下のようにして、イオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）を算出した。結果を表１に示す。
【００８１】
＜イオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、三重項励起準位（Ｔｌ）の計算＞
イオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算は、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェア（Ｇａｕｓｓｉａｎ０３（Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３， Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄ．０２，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔａｌ， Ｇａｕｓｓｉａｎ， Ｉｎｃ．， Ｗａｌｌｉｎｇ ｆｏｒｄ ＣＴ，２００４．）を用いて計算した計算値であり、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した。なお、この手法で求めた計算値は実験値との相関が強い。
【００８２】
【表１】
【００８３】
次に、比較例１及び実施例１で作製した有機電界発光素子について、発光スペクトル測定システム（ＥＬＳ１５００、島津製作所製）により、発光スペクトル形状を求めた。結果を図４に示す。
次に、比較例１及び実施例１で作製した有機電界発光素子について、以下のようにして、色度座標（ＣＲＩ）、平均演色評価数（Ｒａ）、発光強度比率（Ａ：Ｂ、又はＡ：Ｂ：Ｃ）、外部量子効率、及び耐久性の評価を行った。結果を表２に示す。
【００８４】
＜色度座標（ＣＲＩ）＞
ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電流を各素子に印加し、発光させた。発光スペクトルと発光波長を、浜松ホトニクス株式会社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。得られたスペクトルからＣＩＥ表色系を用い、色度座標を求めた。
【００８５】
＜平均演色評価数（Ｒａ）＞
ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電流を各素子に印加し、発光させた。発光スペクトルと発光波長を、浜松ホトニクス株式会社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。得られたスペクトルから、ＣＩＥ昼光を基準としてＲ１〜Ｒ８の演色評価数を平均して平均演色評価数（Ｒａ）を求めた。
【００８６】
＜発光強度比率（Ａ：Ｂ又はＡ：Ｂ：Ｃの測定＞
ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電流を各素子に印加し、発光させた。発光スペクトルと発光波長を、浜松ホトニクス株式会社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。得られたスペクトルから、発光強度比率を求めた。
【００８７】
＜外部量子効率（ＥＱＥ）の測定＞
ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電流を各素子に印加し、発光させた。発光時の輝度を、トプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は、浜松ホトニクス株式会社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。これらの数値をもとに、外部量子効率を輝度換算法により算出した。
【００８８】
＜耐久性（半減期）＞
各有機電界発光素子に０．２ｍＡの一定電流を通電し、輝度が初期輝度の半分になるまでの時間を測定した。
【００８９】
【表２】
表２の結果から、比較例１では、モノマーからの発光極大波長４７０ｎｍ付近に、凝集体からの発光極大波長が６１０ｎｍ付近に現れた。
また、実施例１では、発光層にＩｒ（ｐｐｙ）３をドープしたＩｒ（ｐｐｙ）３からの発光も足し合わさったことで、実施例１は比較例１よりも平均演色評価数（Ｒａ）が大幅に向上した。外部量子効率が比較例１より向上した。この理由としては、Ｉｒ（ｐｐｙ）３のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）がｍＣＰ及び白金錯体１のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）よりも小さいため、Ｉｒ（ｐｐｙ）３が正孔トラップ材となり発光層内のキャリアバランスが整ったためと考えられる。同時に、Ｉｒ（ｐｐｙ）３の三重項励起準位（Ｔｌ）が、発光層内のｍＣＰや白金錯体１の三重項励起準位（Ｔｌ）よりも低いため、白金錯体１からＩｒ（ｐｐｙ）３に効率よくエネルギー移動したことも起因していると考えられる。また、実施例１は比較例１と比べ、耐久性が向上した。これは、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を添加したことで、白金錯体１に対する負荷が低減したためと考えられる。
【００９０】
（比較例２）
−有機電界発光素子の作製−
比較例１において、発光層を、ｍＣＰと該ｍＣＰに対して３質量％の燐光発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３をドープした層を５ｎｍの厚みに蒸着し、次に、ｍＣＰと該ｍＣＰに対して４０質量％の燐光発光材料である白金錯体１をドープした層を２５ｎｍの厚みに蒸着した以外は、比較例１と同様にして、比較例２の有機電界発光素子を作製した。
【００９１】
＜色度変化の測定＞
次に、比較例２及び実施例１で作製した有機電界発光素子について、以下のようにして、色度変化を評価した。結果を表３に示す。
まず、東陽テクニカ株式会社製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧を各有機電界発光素子に印加して発光させた。得られた発光スペクトルを発光スペクトル測定システム（ＥＬＳ１５００、島津製作所製）で測定した。
得られたスペクトルからＣＩＥ表色系を用いｘ値とｙ値を算出した。色度変化（Δ色度）は、電流密度を０．１ｍＡ／ｃｍ２〜１０ｍＡ／ｃｍ２に変化させた時のｘ値、ｙ値の変化量(Δｘ、Δｙ)より、Δ色度＝（Δｙ２＋Δｘ２）０．５を算出した。
【００９２】
【表３】
表３の結果から、比較例２で作製した有機電界発光素子は発光層を積層したタイプであり、実施例１よりも色度変化が大きかった。これは、駆動電流により発光する位置が変化したためである。一方、発光層が単層構造である実施例１は色度変化が比較例２よりも小さかった。
【００９３】
（実施例２）
−有機電界発光素子の作製−
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して５質量％の燐光発光材料である下記構造式で表されるイリジウム錯体１をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例２の有機電界発光素子を作製した。
この実施例２の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋５質量％イリジウム錯体１（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５４】
次に、比較例１及び実施例２の有機電界発光素子における発光層で使用した材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算結果を表４に示す。
【００９４】
【表４】
【００９５】
次に、比較例１及び実施例２で作製した各有機電界発光素子について、比較例１及び実施例１と同様にして、スペクトル形状を求めた。結果を図５に示す。
また、比較例１、及び実施例２の各有機電界発光素子について、色度座標（ＣＲＩ）、平均演色評価数（Ｒａ）、発光強度比率、外部量子効率、及び耐久性の評価結果を表５に示す。なお、実施例２に関して、第一ドーパント材料（モノマー体）からの発光と、第二ドーパント材料からの発光とが重なっているため、発光強度比率を求めることができなかった。しかし、比較例１とくらべ、実施例２で発光強度が最大となる発光波長が長波長側にシフトしていることから、第一ドーパント材料（モノマー体と凝集体）・第二ドーパント材料共に発光していると考えられる。
【００９６】
【表５】
表５の結果から、実施例２では、第一ドーパント材料のモノマー体からの発光強度が最大となる波長域と第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が重なっているために、第二ドーパント材料を添加しても、Ｒａ値が向上しなかった。また、第二ドーパント材料の正孔トラップ性が弱いため、第二ドーパント材料を添加しても外部量子効率が向上しなかった。なお、実施例２は比較例１と比べ、耐久性が向上した。これは、イリジウム錯体１を添加したことで、白金錯体１に対する負荷が低減したためと考えられる。
【００９７】
（実施例３）
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．１質量％の燐光発光材料である下記構造式で表される白金錯体２をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例３の有機電界発光素子を作製した。
この実施例３の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％白金錯体２（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５５】
【００９８】
（実施例４）
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．１質量％の燐光発光材料である下記構造式で表される白金錯体３をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例４の有機電界発光素子を作製した。
この実施例４の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％白金錯体３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５６】
【００９９】
（実施例５）
比較例１において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．１質量％の燐光発光材料である下記構造式で表されるイリジウム錯体２をドープした以外は、比較例１と同様にして、実施例５の有機電界発光素子を作製した。
この実施例５の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％イリジウム錯体２（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５７】
【０１００】
次に、実施例３〜５の有機電界発光素子における発光層で使用した材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算結果を表６に示す。
【０１０１】
【表６】
【０１０２】
次に、比較例１及び実施例１、３〜５で作製した各有機電界発光素子について、比較例１及び実施例１と同様にして、スペクトル形状を求めた。結果を図６に示す。
また、比較例１、及び実施例１、３〜５の各有機電界発光素子について、色度座標（ＣＲＩ）、平均演色評価数（Ｒａ）、発光強度比率、外部量子効率、及び耐久性の評価結果を表７に示す。
【０１０３】
【表７】
【０１０４】
（比較例３）
−有機電界発光素子の作製−
比較例１において、ｍＣＰの代わりに下記構造式で表されるホスト材料１を用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例３の有機電界発光素子を作製した。
【化５８】
【０１０５】
（実施例６）
比較例３において、第二ドーパント材料としてホスト材料１に対して０．１質量％の燐光発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３をドープした以外は、比較例３と同様にして、実施例６の有機電界発光素子を作製した。
この実施例６の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ホスト材料１＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％Ｉｒ（ｐｐｙ）３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【０１０６】
（実施例７）
比較例３において、第二ドーパント材料としてホスト材料１に対して０．１質量％の燐光発光材料である上記構造式で表される白金錯体２をドープした以外は、比較例３と同様にして、実施例７の有機電界発光素子を作製した。
この実施例７の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ホスト材料１＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％白金錯体２（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【０１０７】
（実施例８）
比較例３において、第二ドーパント材料としてホスト材料１に対して０．１質量％の燐光発光材料である上記構造式で表される白金錯体３をドープした以外は、比較例３と同様にして、実施例８の有機電界発光素子を作製した。
この実施例８の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ホスト材料１＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％白金錯体３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【０１０８】
（実施例９）
比較例３において、第二ドーパント材料としてホスト材料１に対して０．１質量％の燐光発光材料である上記構造式で表されるイリジウム錯体２をドープした以外は、比較例３と同様にして、実施例９の有機電界発光素子を作製した。
この実施例９の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ホスト材料１＋４０質量％白金錯体１＋０．１質量％イリジウム錯体２（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【０１０９】
次に、比較例３、及び実施例６、７、８、９で作製した各有機電界発光素子の発光層で使用した材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算結果を表８に示す。
【表８】
【０１１０】
次に、比較例３、及び実施例６〜９で作製した各有機電界発光素子について、比較例１及び実施例１と同様にして、発光スペクトル形状を求めた。結果を図７に示す。
また、色度座標（ＣＲＩ）、発光強度比率、平均演色評価数（Ｒａ）、外部量子効率、及び耐久性の評価結果を表９に示す。
【０１１１】
【表９】
【０１１２】
（比較例４）
−有機電界発光素子の作製−
比較例１において、第一ドーパント材料としてｍＣＰに対して５０質量％の燐光発光材料である下記構造式で表される白金錯体４をドープした以外は、比較例１と同様にして、比較例４の有機電界発光素子を作製した。
この比較例４の有機電界発光素子の層構成は、以下に示すとおりである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋５０質量％白金錯体４（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化５９】
【０１１３】
（実施例１０）
比較例４において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．０５質量％の燐光発光材料である下記構造式で表されるイリジウム錯体３をドープした以外は、比較例４と同様にして、実施例１０の有機電界発光素子を作製した。
この実施例１０の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。（ ）内は厚みを表す。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋５０質量％白金錯体４＋０．０５質量％イリジウム錯体３（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化６０】
【０１１４】
（実施例１１）
比較例４において、第二ドーパント材料としてｍＣＰに対して０．０５質量％の燐光発光材料である下記構造式で表されるイリジウム錯体４をドープした以外は、比較例４と同様にして、実施例１１の有機電界発光素子を作製した。
この実施例１１の有機電界発光素子の層構成は、以下に示す通りである。
＜ＩＴＯ（１００ｎｍ）／２−ＴＮＡＴＡ＋１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（４５ｎｍ）／ＮＰＤ（７ｎｍ）／正孔輸送材料１（３ｎｍ）／ｍＣＰ＋５０質量％白金錯体４＋０．０５質量％イリジウム錯体４（３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（２９ｎｍ）／ＢＣＰ（１ｎｍ）／ＬｉＦ（０．１ｎｍ）／Ａｌ（７０ｎｍ）＞
【化６１】
【０１１５】
次に、比較例４、及び実施例１０〜１１で作製した各有機電界発光素子の発光層で使用した材料のイオン化ポテンシャル値（Ｉｐ）、及び三重項励起準位（Ｔｌ）の計算結果を表１０に示す。
【０１１６】
【表１０】
【０１１７】
次に、比較例４、及び実施例１０〜１１で作製した各有機電界発光素子について、比較例１及び実施例１と同様にして、発光スペクトル形状を求めた。結果を図８に示す。
また、比較例４、及び実施例１０〜１１の有機電界発光素子について、色度座標（ＣＲＩ）、平均演色評価数（Ｒａ）、発光強度比率、外部量子効率、及び耐久性の評価結果を表１１に示す。
【０１１８】
【表１１】
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の有機電界発光素子は、単層構造の発光層で白色の演色性を改善できると共に、外部量子効率及び耐久性を向上させることができるので、例えば表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１２０】
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 第一電子輸送層
７ 第二電子輸送層
８ 陰極
１０ 有機電界発光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極及び陰極の間に、少なくとも発光層を含む有機電界発光素子であって、
前記発光層が、ホスト材料、第一ドーパント材料、及び第二ドーパント材料を含む単層構造であり、
前記第一ドーパント材料がモノマー体と凝集体を含み、前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満にあり、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下にあり、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下にあって、
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長と、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長とがそれぞれ異なり、
前記第一ドーパント材料と前記第二ドーパント材料からの複合発光が白色発光となることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
第一ドーパント材料及び第二ドーパント材料が、いずれも燐光発光材料である請求項１から２のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
燐光発光材料を含む凝集体が、エキシマーである請求項１から３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、第二ドーパント材料の中心金属が白金及びイリジウムのいずれかである請求項１から４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、第二ドーパント材料の中心金属がイリジウムである請求項１から５のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
第一ドーパント材料のドープ濃度が、ホスト材料に対して１０質量％〜９０質量％である請求項１から６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、凝集体からの発光ピーク強度Ｂとの比（Ａ：Ｂ）が、１：０．１〜１：３である請求項１から７のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、第二ドーパント材料からの発光ピーク強度Ｃとの比（Ａ：Ｃ）が、１：０．１〜１：３である請求項１から８のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
第二ドーパント材料のドープ濃度が、ホスト材料に対して０．０１質量％〜１０質量％である請求項１から９のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、凝集体からの発光強度が最大となる波長と、第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が、それぞれ５ｎｍ以上離れている請求項１から１０のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
第二ドーパント材料の三重項励起準位が、ホスト材料の三重項励起準位、及び第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも小さい請求項１から１１のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
第二ドーパント材料の三重項励起準位が、ホスト材料の三重項励起準位、及び第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上小さい請求項１から１２のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１４】
第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値が、ホスト材料のイオン化ポテンシャル値、及び第一ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値よりも小さい請求項１から１３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１５】
第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値が、ホスト材料のイオン化ポテンシャル値、及び第一ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値よりも０．２ｅＶ以上小さい請求項１から１４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１】
陽極及び陰極の間に、少なくとも発光層を含む有機電界発光素子であって、
前記発光層が、ホスト材料、第一ドーパント材料、及び第二ドーパント材料を含む単層構造であり、
前記第一ドーパント材料がモノマー体と凝集体を含み、前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満にあり、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下にあり、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下にあって、
前記モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、前記凝集体からの発光強度が最大となる波長と、前記第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長とがそれぞれ異なり、
前記第一ドーパント材料と前記第二ドーパント材料からの複合発光が白色発光となることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
第一ドーパント材料及び第二ドーパント材料が、いずれも燐光発光材料である請求項１から２のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
燐光発光材料を含む凝集体が、エキシマーである請求項１から３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、第二ドーパント材料の中心金属が白金及びイリジウムのいずれかである請求項１から４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
第一ドーパント材料の中心金属が白金であり、第二ドーパント材料の中心金属がイリジウムである請求項１から５のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
第一ドーパント材料のドープ濃度が、ホスト材料に対して１０質量％〜９０質量％である請求項１から６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、凝集体からの発光ピーク強度Ｂとの比（Ａ：Ｂ）が、１：０．１〜１：３である請求項１から７のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
モノマー体からの発光ピーク強度Ａと、第二ドーパント材料からの発光ピーク強度Ｃとの比（Ａ：Ｃ）が、１：０．１〜１：３である請求項１から８のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
第二ドーパント材料のドープ濃度が、ホスト材料に対して０．０１質量％〜１０質量％である請求項１から９のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
モノマー体からの発光強度が最大となる波長と、凝集体からの発光強度が最大となる波長と、第二ドーパント材料からの発光強度が最大となる波長が、それぞれ５ｎｍ以上離れている請求項１から１０のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
第二ドーパント材料の三重項励起準位が、ホスト材料の三重項励起準位、及び第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも小さい請求項１から１１のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
第二ドーパント材料の三重項励起準位が、ホスト材料の三重項励起準位、及び第一ドーパント材料の三重項励起準位よりも５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上小さい請求項１から１２のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１４】
第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値が、ホスト材料のイオン化ポテンシャル値、及び第一ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値よりも小さい請求項１から１３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１５】
第二ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値が、ホスト材料のイオン化ポテンシャル値、及び第一ドーパント材料のイオン化ポテンシャル値よりも０．２ｅＶ以上小さい請求項１から１４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１９２８２９（Ｐ２０１１−１９２８２９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５８２３６（Ｐ２０１０−５８２３６）
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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