(57)【要約】【課題】有機ＥＬ表示装置の駆動電圧を低減させつつ、発光層の駆動寿命の長期化を図る。  【解決手段】本例による有機ＥＬ発光素子によると、アノード電極１の上に、順番に、正孔注入層（ＨＩＬ）２，ｐ型にドーピングされた正孔輸送層３，ｐ型ドーパント拡散阻止層４，正孔輸送層（ＨＴＬ）５，発光層（ＥＭＬ）６，電子輸送層（ＥＴＬ）７及びカソード電極８を積層する。ｐ型ドーパント拡散阻止層４の厚さは、１ｎｍ以上２０ｎｍである。  【選択図】図１
2014063829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード電極とカソード電極との間に電圧が印加させることにより、有機材料からなる発光層から光を発光させる有機ＥＬ素子が集積された有機ＥＬ表示装置であり、前記有機ＥＬ素子は、前記アノード電極の側から順に、
ｐ型ドーパントがドーピングされた正孔輸送層と、
前記ｐ型ドーパントの拡散を阻止するｐ型ドーパント拡散阻止層と、
正孔輸送層と、
発光層と、
電子輸送層と
を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記ｐ型ドーパント拡散阻止層は、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンの層である
ことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記ｐ型ドーパント拡散阻止層の厚さは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
さらに、前記アノード電極と前記ｐ型ドーパントがドーピングされた正孔輸送層との間に、正孔注入層を備える
ことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ：電界発光）素子は、自発光型表示素子であって、視野角が広く、優れたコントラストおよび優れた応答時間を有する。ＥＬ素子は、発光層を形成する材料によって、無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とに区分される。有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子に比べて輝度、駆動電圧、および応答速度の特性に優れている。さらに、有機ＥＬ素子は多色化が可能である。
【０００３】
一般的に、有機ＥＬ素子は、基板の上部にアノード電極（Ａｎｏｄｅ）が形成されており、前記アノード電極の上部に、正孔輸送層（ＨｏｌｅＴｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）、発光層（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）、およびカソード電極（Ｃａｓｏｄｅ）が順次に積層されている構造を有する。ここで、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、および電子輸送層（ＥＴＬ）は、有機化合物から形成される有機薄膜である。
【０００４】
有機ＥＬ素子の前記アノード電極と前記カソード電極との間に電圧が印加されると、アノード電極から注入された正孔は、正孔輸送層（ＨＴＬ）を経て発光層（ＥＭＬ）に移動する。一方、電子は、カソード電極から電子輸送層（ＥＴＬ）を経て発光層（ＥＭＬ）に移動する。その後、発光層（ＥＭＬ）領域でのキャリアの再結合によって、励起子が生成される。この励起子が、励起状態から基底状態に変化し、これによって、発光層（ＥＭＬ）の蛍光性分子が発光する。以上の発光が画素毎に選択的になされることによって、有機ＥＬ素子を集積したパネル上に、画像が形成される。
【０００５】
有機ＥＬ素子においては、発光色の色純度を向上させるとともにコントラストを向上させるために、マイクロキャビティ構造が採用されている。このマイクロキャビティ構造とは、ＲＧＢの各原色光のスペクトルピーク波長に合致するように有機媒体中の光路長を調整したアノード電極及びカソード電極間において、発光層（ＥＭＬ）から発した光を繰り返し反射させることにより、当該ピーク波長の光のみを共振させて強調するとともに、当該ピーク波長から外れた光を減衰させる効果（マイクロキャビティ効果）を生じる構造である。すなわち、赤色光はより厚い有機層を用いて得られ、青色光はより薄い有機層を用いて得られる。このように、アノード電極及びカソード電極間における有機媒体の厚さは、ＲＧＢの各原色のスペクトルピークに依って制限されるので、その制限を超えて薄くすることができない。
【０００６】
ところで、有機ＥＬ素子には、有機薄膜の厚さが厚くなるほど駆動電圧が上昇するという性質があるので、かかる有機ＥＬ素子の駆動電力も、また、発光させたい原色のスペクトルピーク値に依存して決定されてしまうことになる。そこで、かかる制約に抗して、有機ＥＬ素子の駆動電圧を低減するための研究が、従来なされてきた。
【０００７】
例えば、特許文献１では、正孔輸送層（ＨＴＬ）の一部にｐ型にドーピングされた層を設けることが駆動電圧の低減に有効であると、主張されている。
【０００８】
また、特許文献２では、アノード電極と正孔輸送層（ＨＴＬ）との間に、アノード電極側から順に、正孔注入層（Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｎ  Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ），ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）からなる層（「電荷発生層」と称されている）を介在させることにより、有機ＥＬ素子の駆動電圧の低減効果が得られると、報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−５１４２５７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構造によると、確かに駆動電圧の低減の効果は得られるものの、ｐ型ドーパントが、本来ドーピングされた層から発光層（ＥＭＬ）に拡散してしまう等の原因に因り、駆動電圧の継時的な安定性において完全ではないと同時に、発光層の駆動寿命が短い傾向にあるという問題を、内在する。他方、上記特許文献２に記載の構造によると、Ｌｅａｋ発生等に因る品位の低下を回避する為には電荷発生層の膜厚範囲が最大でも２０ｎｍの範囲に限定されるので、上記特許文献１に記載の構造を採用した場合よりも、定電圧化の効果が限定的であるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、ｐ型にドーピングされた層を設けることによって有機ＥＬ素子の駆動電圧を十分に低減させつつ、ｐ型ドーパンントの拡散を防止することによって、駆動電圧の経時的安定化及び発光層の駆動寿命の長期化を図り、もって、長期信頼性に優れた有機ＥＬ表示装置を、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記問題点に鑑み、鋭意研究を積み重ねた結果、所定膜厚を有するヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）の膜には、ｐ型ドーパントの拡散をブロックする機能があるとの新規な知見を、得ることができた。そこで、本発明による有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子は、当該新規な知見に基づき、前記アノード電極の側から順に、ｐ型ドーパントがドーピングされた正孔輸送層と、前記ｐ型ドーパントの拡散を阻止するｐ型ドーパント拡散阻止層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層とを備えられたことを、特徴とする。
【００１３】
ｐ型ドーパント拡散阻止層は、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンの層とすることができ、その厚さは、１ｎｍ以上とされることが望ましい。さらに望ましくは、２０ｎｍ以下とされることが望ましい。
【００１４】
ｐ型ドーパントとしては、四フッ化テトラシアノキノジメタンが用いられ得る。このようなｐ型ドーパントがドーピングされる正孔輸送層の材料としては、ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）が用いられ得る。なお、ｐ型ドーパントおよび正孔輸送層の材料はこれらに限定されることはなく、公知、非公知のｐ型ドーパントおよび正孔輸送材料を任意に組み合わせて使用することが可能である。
【００１５】
また、ｐ型ドーパントがドーピングされた正孔輸送層の厚さは、厚いほど好ましいが、他の各層との相関により、アノード電極とカソード電極との間の距離が、発光させようとする原色光の波長に対応し、かかる原色光に対してマイクロキャビティ効果を生じる距離となるように、調整されることが望ましい。
【００１６】
アノード電極とｐ型にドーピングされた層との間には、正孔注入層が介在していても良く、カソード電極と電子輸送層との間には、電子注入層が介在していても良い。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように構成される本発明の有機ＥＬ表示装置によれば、ｐ型にドーピングされた層を設けることによって、有機ＥＬ素子の駆動電圧が低減されると同時に、ｐ型ドーパンントの拡散が防止されるので、駆動電圧の経時的安定化が実現されるとともに、駆動寿命が長期化する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態による有機ＥＬ素子の層構造を示す断面図
【図２】本発明の第２実施形態による有機ＥＬ素子の層構造を示す断面図
【図３】比較例１の層構造を示す断面図
【図４】比較例２の層構造を示す断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
（実施形態１）
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態による有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子の層構造を示す断面図である。この図１に示すように、本実施形態による有機ＥＬ素子は、透明基板（図示略）上に順次形成されたアノード電極（Ａｎｏｄｅ）１，正孔注入層（Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｎ  Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）２，ｐ型にドーピングされた層（Ｐ−ｄｏｐｅｄ  Ｌａｙｅｒ）３，ｐ型ドーパント拡散阻止層（ＰＤ−Ｂｌｏｃｋｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ）４，正孔輸送層（ＨｏｌｅＴｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）５，発光層（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）６，電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）７及びカソード電極（Ｃａｔｈｏｄｅ）８を、主要構成としている。
【００２１】
アノード電極１は、透明電極層であり、図示せぬ駆動回路によって駆動電圧が印加されて、正孔が供給される。
【００２２】
アノード電極１の材料としては、仕事関数の大きい（好ましくは４．５ｅＶ以上）金属，インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ），インジウム亜鉛酸化物（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ），酸化スズ（ＳｎＯ２），酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが、例示される。
【００２３】
ＨＩＬ２は、アノード電極１から正孔を取り入れる機能を有する。
【００２４】
ＨＩＬ２の材料としては、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ），ＴＣＴＡ，ｍ−ＭＴＤＡＴＡなどが、例示される。
【００２５】
ｐ型にドーピングされた層３は、ｐ型ドーパントがドーピングされた正孔輸送層であり、ＨＩＬ２に注入された正孔をＥＭＬ６の側へ輸送する。このｐ型にドーピングされた層３には、有機ＥＬ素子全体の駆動電圧を低減させる効果があり、その効果は、当該層３の膜厚が厚いほど大きい。
【００２６】
ｐ型ドーパントの例としては、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、Ｆ４−ＴＣＮＱ，ＦｅＣｌ３，Ｆ１６ＣｕＰｃ，金属酸化物（Ｖ２Ｏ５、Ｒｅ２Ｏ７，ＩＴＯ）などが、例示される。
【００２７】
ｐ型ドーパント拡散阻止層４は、層３によって輸送された正孔を更にＥＭＬ６の側へ輸送する。ｐ型ドーパント拡散阻止層４は、層３にドーピングされたｐ型ドーパントの拡散を阻止して層３内に封止することにより、ＥＭＬ６に悪影響が生じることを排除する効果を有する。その結果、ｐ型にドーピングされた層３を厚くすることができるので、電圧低減の効果を最大限に活かすことが可能になる。
【００２８】
かかるＥＭＬ６への悪影響排除の効果を生じるためには、ｐ型ドーパント拡散阻止層４は、ｐ型にドーピングされた層３とＨＴＬ５との間に介在している必要がある。
【００２９】
また、ｐ型ドーパント拡散阻止効果を十分に発揮する為には、当該ｐ型ドーパント拡散阻止層４の厚さは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。ｐ型ドーパント拡散阻止層４の厚さが１ｎｍ未満であると、ｐ型ドーパントの拡散を阻止する効果が無くなり、当該ｐ型ドーパント拡散阻止層４の厚さが２０ｎｍを超えると、Ｌｅａｋ発生などにより品位の低下を生じる。
【００３０】
さらに、ｐ型ドーパント拡散阻止層４の厚さは、他の層２，３，５，６，７の厚さと併せて、両電極１，８の距離が、発光させるべき原色光の波長を共振させてマイクロキャビティ効果を生じさせる厚さに調整されることが、望ましい。
【００３１】
ｐ型ドーパント拡散阻止層４の材料としては、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）が挙げられる。
【００３２】
ＨＴＬ５は、ｐ型ドーパント拡散阻止層４によって輸送された正孔をＥＭＬ６へ輸送するが、ＥＭＬ６側からの電子の侵入を阻止する機能を有する。
【００３３】
ＨＴＬ５の材料としては、ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）が挙げられる。
【００３４】
カソード電極８は、反射電極層であり、図示せぬ駆動回路のグランド電極に接続されて、電子が供給される。
【００３５】
カソード電極８の材料としては、リチウム（Ｌｉ），マグネシウム（Ｍｇ），アルミニウム（Ａｌ），アルミニウム−リチウム合金（Ａｌ−Ｌｉ），カルシウム（Ｃａ），マグネシウム−インジウム合金（Ｍｇ−Ｉｎ），マグネシウム−銀合金（Ｍｇ−Ａｇ）などが、例示される。
【００３６】
ＥＴＬ７は、カソード電極８から伝達された電子をＥＭＬ６へ輸送するが、ＥＭＬ６側からの正孔の侵入を阻止する機能を有する。
【００３７】
ＥＴＬ７の材料としては、Ａｌｑ３が挙げられる。
【００３８】
なお、カソード電極８とＥＴＬ７との間に、電子注入層が形成されてもよい。前記電子注入層の材料としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ），塩化ナトリウム（ＮａＣｌ），フッ化セシウム（ＣｓＦ），酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ），酸化バリウム（ＢａＯ），Ｌｉｑなどが、例示される。
【００３９】
ＥＭＬ６では、ＨＴＬ５によって輸送された正孔とＥＴＬ７によって輸送された電子とが再結合して励起子が生成され、この励起子が励起状態から基底状態に変化することによって光が発する。
【００４０】
このようにして発光した光は、あらゆる方向へ放射されるが、ＥＴＬ７を通してカソード電極８に入射した光はこのカソード電極８との界面によって反射される。ＥＭＬ６にて発してから直接ＨＴＬ５に入射した光及びカソード電極８にて反射した光は、ＨＴＬ５，ｐ型ドーパント拡散阻止層４，ｐ型にドーピングされた層３，ＨＩＬ２を通じてアノード電極１に入射する。そして、上述したマイクロキャビティ効果のための反射を経て、当該アノード電極１を透過し、図示せぬ透明基板を通じて、外部へ射出される。
（実施例１）
【００４１】
本出願人は、本第１実施形態による有機ＥＬ素子を、以下の通りの詳細構成を持つものとして作製した（実施例１）。即ち、アノード電極１を、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）から形成し、ＨＩＬ２を、膜厚５０ｎｍのスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）の層として形成し、ｐ型にドーピングされた層３を、ｐ型ドーパントとしての四フッ化テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を１％ドーピングした膜厚５０ｎｍのＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）の層として形成し、ｐ型ドーパント拡散阻止層４を、膜厚５ｎｍのヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）の層として形成し、ＨＴＬ５を、膜厚２０ｎｍのＮＰＢの層として形成し、ＥＭＬ６を、膜厚３０ｎｍの膜として形成し、ＥＴＬ７を、膜厚３０ｎｍのトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）の膜として形成し、カソード電極８を、膜厚２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）の膜として形成した。なお、実施例１では、カソード電極８とＥＴＬ７との間に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層を設けた。
【００４２】
以上のように構成された実施例１の効果は、以下のように測定された。即ち、アノード電極１とのカソード電極８との間に定電流源を接続し、単位断面積（１ｃｍ２）当たり１０ｍＡの電流を供給する。その際に、発光した光をスペクトル輝度計によって計測し、計測された光量に基づいて外部量子効率（％）を得る。また、その際における両電極１，８間の電位差を測定することにより、駆動電圧（Ｖ）を得る。また、発光した光の光量が初期値から５％低下するまでに要した時間を計測し、計測した時間（ｈ）を「寿命」と定義する。また、発光した光の光量が初期値から５％低下した時点における両電極１，８間の電位差を測定し、初期値との差として、電圧上昇値（Ｖ）を得る。
【００４３】
実施例１について上記測定を行ったところ、外部量子効率は１８．５％，駆動電圧は６．６Ｖ，寿命は３３０時間，電圧上昇値は０．１２Ｖであった。
（実施例２）
【００４４】
また、本出願人は、両電極１，８間の距離を同一に保ちつつ上述した実施例１から各層の厚さを若干変更して、本第１実施形態による有機ＥＬ素子を作製した（実施例２）。即ち、アノード電極１を、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）から形成し、ＨＩＬ２を、膜厚３５ｎｍのスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）の層として形成し、ｐ型にドーピングされた層３を、ｐ型ドーパントとしての四フッ化テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を１％ドーピングした膜厚５０ｎｍのＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）の層として形成し、ｐ型ドーパント拡散阻止層４を、膜厚２０ｎｍのヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）の層として形成し、ＨＴＬ５を、膜厚２０ｎｍのＮＰＢの層として形成し、ＥＭＬ６を、膜厚３０ｎｍの膜として形成し、ＥＴＬ７を、膜厚３０ｎｍのトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）の膜として形成し、カソード電極８を、膜厚２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）の膜として形成した。なお、実施例２でも、カソード電極８とＥＴＬ７との間に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層を設けた。
【００４５】
実施例１について上述した測定を実施例２について行ったところ、外部量子効率は１８．５％，駆動電圧は６．５Ｖ，寿命は３３５時間，電圧上昇値は０．１２Ｖであった。
（実施形態２）
【００４６】
図２は、本発明の第２の実施形態による有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子の層構造を示す断面図である。この図２に示すように、本実施形態による有機ＥＬ素子は、上述した第１実施形態のものと比較して、ＨＩＬ２が省略され、ＨＩＬ２の厚さ分だけ、ｐ型にドーピングされた層３が厚く形成されている点のみが異なり、他の構成を共通とする。従って、本第２実施形態においても、ｐ型にドーピングされた層３とＨＴＬ５との間に、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚さを有するｐ型ドーパント拡散阻止層４が介在しているので、ｐ型にドーピングされた層３内にｐ型ドーパントを封止し、かかるｐ型ドーパントが拡散してＥＭＬ７に悪影響を及ぼすことを阻止することができる。しかも、上述した第１実施形態と比較して、ＨＩＬ２を省略することにより、発光したい原色光の波長に対するマイクロキャビティ効果を発揮するのに必要なアノード電極１とカソード電極８との間の距離を確保しつつ、ｐ型にドーピングした層３の厚さを大幅に厚くすることができるので、電圧低減の効果をより大きくすることができる。
（実施例３）
【００４７】
本出願人は、本第２実施形態による有機ＥＬ素子を、以下の通りの詳細構成を持つものとして実施した（実施例３）。即ち、アノード電極１を、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）から形成し、ｐ型にドーピングされた層３を、ｐ型ドーパントとしての四フッ化テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を１％ドーピングした膜厚１００ｎｍのＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）の層として形成し、ｐ型ドーパント拡散阻止層４を、膜厚５ｎｍのヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）の層として形成し、ＨＴＬ５を、膜厚２０ｎｍのＮＰＢの層として形成し、ＥＭＬ６を、膜厚３０ｎｍの膜として形成し、ＥＴＬ７を、膜厚３０ｎｍのトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）の膜として形成し、カソード電極８を、膜厚２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）の膜として形成した。なお、実施例２でも、カソード電極８とＥＴＬ７との間に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層を設けた。
【００４８】
実施例１について上述した測定を実施例３について行ったところ、外部量子効率は１８．６％，駆動電圧は６．２Ｖ，寿命は３３５時間，電圧上昇値は０．１３Ｖであった。
（比較例）
【００４９】
本出願人は、上述した実施例１及び２の効果を検証するために、上述した第１及び第２実施形態の構成を一部変更した有機ＥＬ素子を種々作成し、それぞれについて、実施例１について上述した測定を行った。以下、これら各比較例の構成及び測定結果を示す。
（比較例１）
【００５０】
図３は、比較例１による有機ＥＬ表示素子の層構造を示す断面図である。この図３に示すように、比較例１は、上述した第１実施形態と比較して、ｐ型にドーピングされた層３及びｐ型ドーパント拡散阻止層４の双方を省略し、それらの厚さ分だけＨＴＬ５を厚く形成し、その他の構成を共通としたものである。
【００５１】
具体的には、アノード電極１を、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）から形成し、ＨＩＬ２を、膜厚５０ｎｍのスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）の層として形成し、ＨＴＬ５を、膜厚７０ｎｍのＮＰＢの層として形成し、ＥＭＬ６を、膜厚３０ｎｍの膜として形成し、ＥＴＬ７を、膜厚３０ｎｍのトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）の膜として形成し、カソード電極８を、膜厚２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）の膜として形成した。なお、比較例１でも、カソード電極８とＥＴＬ７との間に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層を設けた。
実施例１について上述した測定を比較例１について行ったところ、外部量子効率は１８．５％，駆動電圧は７．５Ｖ，寿命は２２０時間，電圧上昇値は０．５０Ｖであった。
（比較例２）
【００５２】
図４は、比較例２による有機ＥＬ表示素子の層構造を示す断面図である。この図４に示すように、比較例２は、上述した第１実施形態と比較して、ｐ型ドーパント拡散阻止層４を省略し、それらの厚さ分だけｐ型にドーピングされた層４を厚く形成し、その他の構成を共通としたものである。
【００５３】
具体的には、アノード電極１を、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）から形成し、ＨＩＬ２を、膜厚５０ｎｍのスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）の層として形成し、ｐ型にドーピングされた層３を、ｐ型ドーパントとしての四フッ化テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を１％ドーピングした膜厚５５ｎｍのＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）の層として形成し、ＨＴＬ５を、膜厚２０ｎｍのＮＰＢの層として形成し、ＥＭＬ６を、膜厚３０ｎｍの膜として形成し、ＥＴＬ７を、膜厚３０ｎｍのトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）の膜として形成し、カソード電極８を、膜厚２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）の膜として形成した。なお、比較例２でも、カソード電極８とＥＴＬ７との間に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層を設けた。
【００５４】
実施例１について上述した測定を比較例２について行ったところ、外部量子効率は１８．３％，駆動電圧は６．９Ｖ，寿命は１９０時間，電圧上昇値は０．３０Ｖであった。
（比較例３）
【００５５】
比較例３は、上述した第１実施形態と比較して、ｐ型ドーパント拡散阻止層４をＣＢＰ（４，４’−Ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）の層に置き換え、その他の構成を共通としたものである。
具体的には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）からなるアノード電極を形成し、その上に、膜厚５０ｎｍのスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）からなるＨＩＬを形成し、その上に、ｐ型ドーパントとしての四フッ化テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を１％ドーピングした膜厚５０ｎｍのＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）からなるｐ型にドーピングされた層を形成し、その上に、膜厚５ｎｍのＣＢＰの層を形成し、その上に、膜厚２０ｎｍのＮＰＢからなるＨＴＬを形成し、その上に、膜厚３０ｎｍのＥＭＬを形成し、その上に、膜厚３０ｎｍのトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）からなるＥＴＬを形成し、その上に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層を形成し、その上に、膜厚２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなるカソード電極を形成した。
【００５６】
実施例１について上述した測定を比較例３について行ったところ、外部量子効率は１８．１％，駆動電圧は７．９Ｖ，寿命は１６０時間，電圧上昇値は０．４５Ｖであった。
（比較例４）
【００５７】
比較例４は、上述した第１実施形態と比較して、ｐ型ドーパント拡散阻止層４をスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）の層に置き換え、その他の構成を共通としたものである。
【００５８】
具体的には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）からなるアノード電極を形成し、その上に、膜厚５０ｎｍのスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）からなるＨＩＬを形成し、その上に、ｐ型ドーパントとしての四フッ化テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を１％ドーピングした膜厚５０ｎｍのＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）からなるｐ型にドーピングされた層を形成し、その上に、膜厚５ｎｍのスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）の層を形成し、その上に、膜厚２０ｎｍのＮＰＢからなるＨＴＬを形成し、その上に、膜厚３０ｎｍのＥＭＬを形成し、その上に、膜厚３０ｎｍのトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）からなるＥＴＬを形成し、その上に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層を形成し、その上に、膜厚２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなるカソード電極を形成した。
【００５９】
実施例１について上述した測定を比較例４について行ったところ、外部量子効率は１７．６％，駆動電圧は７．７Ｖ，寿命は１４５時間，電圧上昇値は０．５５Ｖであった。
（比較例５）
【００６０】
比較例５は、上述した第１実施形態（実施例１）と比較して、両電極１，８間の距離を同一に保ちつつ、ＨＩＬの厚さを５ｎｍとして、ｐ型ドーパント拡散阻止層の厚さを５０ｎｍとし、その他の構成を共通としたものである。
【００６１】
具体的には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）からなるアノード電極を形成し、その上に、膜厚５ｎｍのスターバーストアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）からなるＨＩＬを形成し、その上に、ｐ型ドーパントとしての四フッ化テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を１％ドーピングした膜厚５０ｎｍのＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）からなるｐ型にドーピングされた層を形成し、その上に、膜厚５０ｎｍのヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）からなるｐ型ドーパント拡散阻止層を形成し、その上に、膜厚２０ｎｍのＮＰＢからなるＨＴＬを形成し、その上に、膜厚３０ｎｍのＥＭＬを形成し、その上に、膜厚３０ｎｍのトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）からなるＥＴＬを形成し、その上に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層を形成し、その上に、膜厚２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなるカソード電極８を形成した。
【００６２】
実施例１について上述した測定を比較例５について行ったところ、外部量子効率は１８．１％，駆動電圧は６．０Ｖ，寿命は３３０時間，電圧上昇値は０．１２Ｖであった。
（評価）
【００６３】
上述したように構成された各実施例及び各比較例について夫々得られた測定結果を、下記表１に纏める。
【００６４】
【表１】
2014063829.tif 000003
【００６５】
上記表１において実施例１を比較例１と比較すれば明らかなように、ｐ型にドーピングした層３及びｐ型ドーパント拡散阻止層４が備えられることにより、駆動電圧の低減と長寿命化を同時に達成することができる。
【００６６】
また、上記表１において実施例２を比較例１と比較すれば明らかなように、ｐ型ドーパント拡散阻止層４の厚さが２０ｎｍであれば、駆動電圧の低減と長寿命化との同時に達成が可能である。もっとも、実施例２の有機ＥＬ素子を集積してマトリックス画素を有する表示パネルを構成した場合には、隣接画素間のリーク電流が、実施例１のものの２倍程度となったが、この程度では未だ、画像の表示性能に影響が認められない。さらに、比較例５のように、ｐ型ドーパント拡散阻止層４の厚さを５０ｎｍにした場合には、駆動電圧の低減と長寿命化との同時達成は可能であるものの、隣接画素間のリーク電流が、実施例１の有機ＥＬ素子からなる表示パネルの１０倍程度に上昇してしまった。このことから、ｐ型ドーパント拡散阻止層４の厚さは、２０ｎｍが上限であるといえる。
【００６７】
また、上記表１において実施例３を実施例１と比較すれば明らかなように、駆動電圧の低減と長寿命化の同時達成は、ＨＩＬの有無には依存せず、ｐ型にドーピングした層３が厚いほど駆動電圧の低減効果が大きくなることが判る。
【００６８】
また、上記表１において比較例２を実施例１及び比較例１と比較すれば明らかなように、ｐ型ドーパント拡散阻止層４が省略され、ｐ型にドーピングされた層３が厚く形成されたた場合には、駆動電圧低減効果はある程度得られるものの、寿命が短いことが判る。
【００６９】
また、上記表１において比較例３及び比較例４を実施例１と比較すれば明らかなように、ｐ型ドーパント拡散阻止層４が他の物質に置き換えらえた場合には、駆動電圧の低減効果も長寿命化の効果も、得られないことが判る。なお、本出願人は、ｐ型ドーパント拡散阻止剤４をその他の正孔輸送性材料（ＴＰＤ，ＴＣＴＡ，ＣｕＰＣ）に置き換えて有機ＥＬ素子の作製を試みたが、いずれにおいても、寿命の向上を確認することはできなかった。
【００７０】
以上の説明は、透明基板上にアノード電極１から順に積層することによって構成されるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を前提としているが、透明基板上にカソード電極８から順に積層することによって構成されるトップエミッション型の有機ＥＬ素子として、本発明による有機ＥＬ表示装置を実施しても良いことは、勿論である。
【符号の説明】
【００７１】
１  アノード電極
２  ｐ型にドーピングされた層
３  ｐ型ドーパント拡散阻止層
５  ＨＴＬ
６  ＥＭＬ
７  ＥＴＬ
８  カソード電極
【図１】
2014063829.tif 000004
【図２】
2014063829.tif 000005
【図３】
2014063829.tif 000006
【図４】
2014063829.tif 000007