(57)【要約】【課題】正孔注入層材料としてポリエチレンジオキシチオフェンを使用する有機電界発光素子において、発光効率を向上させる。【解決手段】本発明の有機電界発光素子１０は、互いに離間して配置された陽極１２および陰極１７からなる一対の電極と、正孔輸送性ホスト材料、電子輸送性ホスト材料、および発光ドーパントを含む陰極側の第１領域１５ａと、前記正孔輸送性ホスト材料を含み前記電子輸送性ホスト材料を含まない陽極側の第２領域１５ｂとを有し、前記一対の電極間に配置された発光層１５と、前記陽極１２と前記発光層１５との間に配置され、ポリエチレンジオキシチオフェンを含有する正孔注入層１３と、前記正孔注入層１３と前記発光層１５との間に配置され、正孔輸送性の材料を含有する正孔輸送層１４とを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間して配置された陽極および陰極からなる一対の電極と、
正孔輸送性ホスト材料、電子輸送性ホスト材料、および発光ドーパントを含む陰極側の第１領域と、前記正孔輸送性ホスト材料を含み前記電子輸送性ホスト材料を含まない陽極側の第２領域とを有し、前記一対の電極間に配置された発光層と、
前記陽極と前記発光層との間に配置され、ポリエチレンジオキシチオフェンを含有する正孔注入層と、
前記正孔注入層と前記発光層との間に配置され、正孔輸送性の材料を含有する正孔輸送層と
を具備する有機電界発光素子。
【請求項２】
前記発光層の第２領域が発光ドーパントをさらに含有することを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記発光層の第１領域に含まれる前記正孔輸送性ホスト材料、前記電子輸送性ホスト材料、および前記発光ドーパントの濃度が、前記第１領域内において均一であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記発光層の第２領域の膜厚が２０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代ディスプレイや照明のための発光技術として、有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子とも称する）を用いた発光装置が開発されている。有機ＥＬ素子の研究初期は、有機層の発光機構として主に蛍光が用いられてきた。しかし、現状では、より内部量子効率の高いリン光を用いた有機ＥＬ素子に注目が集まっている。リン光を用いた有機ＥＬの主流は、有機材料からなるホスト材料中にイリジウムや白金などを中心金属とする発光性金属錯体をドープした構造の発光層を備えたものである。より発光効率の高い素子を得るために、この発光層およびその他の部材について種々の工夫がなされている。
【０００３】
例えば、陽極からの正孔注入特性向上および下層の平坦性改善のために、ポリエチレンジオキシチオフェン（以下、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳとも称する）を含有する正孔注入層を備えた有機ＥＬ素子が提案されている。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの溶媒は水であるため、有機溶媒を用いた発光層などを積層可能である。そのため、塗布プロセスを用いて作製する有機電界発光素子においてＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは特に多く用いられている。しかし、正孔注入層としてＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを用いた場合、リン光発光材料の三重項励起エネルギーがＰＥＤＯＴ：ＰＳＳへ移動して無輻射失活し、発光効率が低下するという問題が生じる。そこで、励起子の失活防止のために、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳと発光層との間に三重項励起子エネルギーが高い正孔輸送層を挿入した有機ＥＬ素子が提案されている。この場合、理論的には、発光ドーパントの三重項励起子エネルギーよりも正孔輸送層の三重項励起子エネルギーが高くなるような材料を選択することにより、発光層から正孔輸送層への三重項励起子エネルギーの移動が防止され、高い発光効率が得られると推測される。しかしながら本発明者らは、このように正孔輸送層を挿入した構成を用いると、発光効率が大幅に低下することを見出した。
【０００４】
特許文献１および２には、正孔輸送層と発光層との間に正孔輸送性ホスト材料のみを含む中間層が形成された構造の有機ＥＬ素子が開示されている。特許文献１および２における中間層は、発光層への正孔注入を容易にする機能を有する。しかし、特許文献１および２の有機ＥＬ素子は正孔注入層材料としてＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを使用することを想定しておらず、本発明とは目的が異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４２８７５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３４６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、正孔注入層材料としてポリエチレンジオキシチオフェンを使用する有機電界発光素子において、発光効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、互いに離間して配置された陽極および陰極からなる一対の電極と、正孔輸送性ホスト材料、電子輸送性ホスト材料、および発光ドーパントを含む陰極側の第１領域と、前記正孔輸送性ホスト材料を含み前記電子輸送性ホスト材料を含まない陽極側の第２領域とを有し、前記一対の電極間に配置された発光層と、前記陽極と前記発光層との間に配置され、ポリエチレンジオキシチオフェンを含有する正孔注入層と、前記正孔注入層と前記発光層との間に配置された正孔輸送層とを具備する有機電界発光素子が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、正孔注入層材料としてポリエチレンジオキシチオフェンを使用する有機電界発光素子において、発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る有機電界発光素子を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る有機電界発光素子のエネルギー図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施例１に係る素子の電圧と電流密度との関係を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施例１に係る素子の電圧と輝度との関係を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、実施例１に係る素子の輝度と発光効率との関係を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施例２に係る素子の電圧と電流密度との関係を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施例２に係る素子の電圧と輝度との関係を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、実施例２に係る素子の輝度と発光効率との関係を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、比較例１に係る素子の電圧と電流密度との関係を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、比較例１に係る素子の電圧と輝度との関係を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、比較例１に係る素子の輝度と発光効率との関係を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、比較例２に係る素子の電圧と電流密度との関係を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、比較例２に係る素子の電圧と輝度との関係を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、比較例２に係る素子の輝度と発光効率との関係を示す図である。
【図７】図７は、発光層の第２領域の膜厚と最大発光効率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る有機電界発光素子の断面図である。
【００１２】
有機電界発光素子１０は、基板１１上に、陽極１２、正孔注入層１３、正孔輸送層１４、発光層１５、電子注入・輸送層１６、および陰極１７が順次形成されている。発光層１５は、陰極側の第１領域１５ａと陽極側の第２領域１５ｂとからなる。電子注入・輸送層１６は、必要に応じて形成される。
【００１３】
図２に、本発明の実施形態に係る有機電界発光素子のエネルギー図を示す。
【００１４】
本実施形態では、発光層１５が、陰極側の第１領域１５ａおよび陽極側の第２領域１５ｂの２つの領域からなる。第１領域１５ａは、少なくとも１種の正孔輸送性ホスト材料と、少なくとも１種の電子輸送性ホスト材料と、少なくとも１種の発光ドーパントとを含む。一方、第２領域１５ｂは、前記第１領域１５ａに含まれる正孔輸送性ホスト材料を含み、電子輸送性ホスト材料を含まない。従来のように発光層中の電子輸送性ホスト材料と正孔輸送層とが接して位置する場合、電子輸送性ホスト材料と正孔輸送層との間にエキサイプレックスが形成され、発光効率が低下するという問題が生じる。しかし、本実施形態の構成によると、電子輸送性ホスト材料を含む発光層の第１領域１５ａと正孔輸送層１４との間に正孔輸送性ホスト材料を含み電子輸送性ホスト材料を含まない第２領域１５ｂを設けることにより、エキサイプレックスの形成を防止し、発光効率の低下を抑制することが可能になる。
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る有機電界発光素子の各部材について詳細に説明する。
【００１６】
発光層１５は、陽極側から正孔を、陰極側から電子をそれぞれ受け取り、正孔と電子との再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。この結合によるエネルギーで、発光層中のホスト材料が励起される。励起状態のホスト材料から発光ドーパントへエネルギーが移動することにより、発光ドーパントが励起状態となり、発光ドーパントが再び基底状態に戻る際に発光する。
【００１７】
発光層の第１領域１５ａは、有機材料からなるホスト材料中に、発光ドーパントとして、例えばイリジウムや白金などを中心金属とする発光性金属錯体をドープしたものである。ホスト材料としては、少なくとも１種の正孔輸送性ホスト材料と少なくとも１種の電子輸送性ホスト材料を使用する。
【００１８】
有機電界発光素子は、発光層中に正孔および電子を注入し、正孔と電子が結合して励起子が生成することにより発光する。従って、発光層は正孔と電子の両方を効率よく輸送する材料を含むことが望ましい。しかし、そのような特性を持つ材料は少なく、高い発光効率を実現できるという特性を併せ持つ材料を見出すのは困難である。そこで、本実施形態では、発光層中に正孔輸送性ホスト材料と電子輸送性ホスト材料を混在させることにより、正孔および電子の両方を効率よく輸送することを可能にする。
【００１９】
下記に、正孔輸送性ホスト材料の例を示す。
【化１】
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【００２０】
下記に、電子輸送性ホスト材料の例を示す。
【化２】
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【００２１】
発光ドーパントとしては、任意の公知の発光材料を使用することができる。発光ドーパントは、蛍光発光ドーパントであってもリン光発光ドーパントであってもよいが、内部量子効率の高いリン光発光ドーパントであることが好ましい。発光ドーパントには、青色発光ドーパント、緑色発光ドーパント、赤色発光ドーパント等がある。
【００２２】
下記に青色発光ドーパントの代表例を示す。
【化３】
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【００２３】
下記に緑色発光ドーパントの代表例を示す。
【化４】
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【００２４】
下記に赤色発光ドーパントの代表例を示す。
【化５−１】
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【００２５】
【化５−２】
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【００２６】
下記に黄色発光ドーパントの代表例を示す。
【化６】
2011146598.tif 000009
【００２７】
発光層の第１領域１５ａの成膜方法は、薄膜を形成できる方法であれば特に限定されないが、例えば、スピンコート法、真空蒸着法等を使用することが可能である。発光ドーパント、電子輸送性ホスト材料、および正孔輸送性ホスト材料を含む溶液を所望の膜厚に塗布した後、ホットプレート等で加熱乾燥する。塗布する溶液は、予めフィルターでろ過したものを使用してもよい。
【００２８】
第１領域１５ａの厚さは、５〜１００ｎｍであることが好ましい。第１領域１５ａにおける電子輸送性ホスト材料、正孔輸送性ホスト材料、および発光ドーパントの割合は、本発明の効果を損なわない限り任意であるが、電子輸送性ホスト材料は４〜９５重量％、正孔輸送性ホスト材料は４〜９５重量％、発光ドーパントは１〜１５重量％であることが好ましい。これら正孔輸送性ホスト材料、電子輸送性ホスト材料、および発光ドーパントの濃度は、第１領域１５ａ内において濃度勾配がなく均一であることが好ましい。
【００２９】
発光層の第２領域１５ｂは、前記第１領域１５ａに含まれる正孔輸送性ホスト材料と同一の材料からなる。第２領域１５ｂには、さらに発光ドーパントが含まれてもよい。第２領域１５ｂは、第１領域１５ａと同様の方法で成膜することができ、その厚さは０ｎｍ超２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
基板１１は、他の部材を支持するためのものである。この基板１１は、熱や有機溶剤によって変質しないものが好ましい。基板１１の材料としては、例えば、無アルカリガラス、石英ガラス等の無機材料、ポリエチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー等のプラスチック、高分子フィルム、ＳＵＳ、シリコン等の金属基板等が挙げられる。発光を取り出すため、ガラス、合成樹脂等からなる透明な基板を用いることが好ましい。基板１１の形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、用途、目的等に応じて適宜選択することができる。基板１１の厚さは、その他の部材を支持するために十分な強度があれば、特に限定されない。
【００３１】
陽極１２は、基板１１の上に積層される。陽極１２は、正孔注入層１３に正孔を注入する。陽極１２の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されない。通常は、透明または半透明の導電性を有する材料を、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法、塗布法等で成膜する。例えば、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等を陽極１２として使用することができる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ錫酸化物（ＦＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）等や、金、白金、銀、銅等が用いられる。特に、ＩＴＯからなる透明電極であることが好ましい。また、電極材料として、有機系の導電性ポリマーであるポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体等を用いてもよい。
【００３２】
陽極１２の膜厚は、ＩＴＯの場合、３０〜３００ｎｍであることが好ましい。３０ｎｍより薄くすると、導電性が低下して抵抗が高くなり、発光効率低下の原因となる。３００ｎｍよりも厚くすると、ＩＴＯに可撓性がなくなり、応力が作用するとひび割れが生じる。陽極１２は、単層であってもよく、異なる仕事関数の材料からなる層を積層したものであってもよい。
【００３３】
ＩＴＯと基板との間には各種パシベーション膜や屈折率マッチング層、カラーフィルター層等が形成されてもよく、これらは基板のＩＴＯとは逆側の面に形成されてもよい。また、ＩＴＯへの給電にはＴＦＴを用いた回路を用いてもよく、補助配線によって高電流密度の場合に電位降下を防げる構造を用いてもよい。素子のエッジ部には、絶縁層からなる隔壁を形成することもできる。
【００３４】
正孔注入層１３は、陽極１２の上に積層される。正孔注入層１３は、陽極１２から正孔を受け取り、発光層側へ注入する機能を有する層である。正孔注入層１３の材料としては、例えば、導電性インクであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（スチレン・スルホン酸）［以下、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳと記す］のようなポリチオフェン系ポリマーを使用することができる。以下に、ＰＥＤＯＴおよびＰＳＳの構造式を示す。
【化７】
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【００３５】
正孔注入層１３の成膜方法は、薄膜を形成できる方法であれば特に限定されないが、例えば、スピンコート法、スリットコーター、メニスカス塗布法、グラビア印刷法、凸版印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法等を使用することが可能である。スピンコート法を用いる場合、正孔注入層１３の材料を所望の膜厚に塗布した後、ホットプレート等で加熱乾燥する。塗布する溶液は、予めフィルターでろ過したものを使用してもよい。
【００３６】
正孔輸送層１４は、正孔注入層１３の上に積層される。正孔輸送層１４は、正孔注入層１３から正孔を受け取り、発光層１５へ輸送する機能を有する層である。正孔輸送層１４は、正孔注入層１３と同様の方法により成膜することができる。下記に正孔輸送層１４の材料の代表例を示す。
【化８】
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【００３７】
電子注入・輸送層１６は、任意に、発光層１５と陰極１７との間に配置される。電子注入・輸送層１６は、陰極１７から電子を受け取り、発光層側へ輸送する機能を有する層である。電子注入・輸送層１６の材料としては、例えば、ＣｓＦ、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム［Ａｌｑ３とも称する］、ＬｉＦ等を使用することができるが、これらに限定されない。電子注入・輸送層１６の成膜方法は、正孔注入層１３および正孔輸送層１４と同様である。
【００３８】
陰極１７は、発光層１５（または電子注入・輸送層１６）の上に積層される。陰極１７は、発光層１５（または電子注入・輸送層１６）に電子を注入する。通常、透明または半透明の導電性を有する材料を真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法、塗布法等で成膜する。電極材料としては、導電性の金属酸化物膜、金属薄膜等が挙げられる。陽極１２を仕事関数の高い材料を用いて形成した場合、陰極１７には仕事関数の低い材料を用いることが好ましい。仕事関数の低い材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が挙げられる。具体的には、Ｌｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｙｂ、Ｃｓ等を挙げることができる。
【００３９】
陰極１７は、単層であってもよく、異なる仕事関数の材料で構成される層を積層したものであってもよい。また、２種以上の金属の合金を使用してもよい。合金の例としては、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
【００４０】
陰極１７の膜厚は、２０〜３００ｎｍであることが好ましい。膜厚が前記範囲より薄い場合は、抵抗が大きくなりすぎる。膜厚が厚い場合には、陰極１７の成膜に長時間を要し、隣接する層にダメージを与えて性能が劣化する。
【００４１】
陽極から正孔輸送層への正孔注入を効率よく行うためには、正孔輸送層材料のＨＯＭＯが陽極のエネルギーレベルと発光ドーパントのＨＯＭＯの間にあることが好ましい。同様に、電子輸送性ホスト材料のＬＵＭＯは、陰極のエネルギーレベルと発光ドーパントのＬＵＭＯとの間、もしくは陰極のエネルギーレベルより低いことが好ましい。そのような材料を使用した場合、必然的に正孔輸送層のＨＯＭＯと電子輸送性ホスト材料のＬＵＭＯのエネルギーレベルが近くなり、エキサイプレックスが形成され易くなると考えられる。そこで、上述したように、ＨＯＭＯの深い発光層第２領域、すなわち電子輸送性ホスト材料を含まない層を設ける。その結果として、隣接する発光層第１領域に含まれる電子輸送性ホスト材料のＬＵＭＯとのエネルギー差が大きくなり、エキサイプレックスの形成を抑制することができる。
【００４２】
また、エキサイプレックスが形成された場合、ドナーとなる正孔輸送層材料のＨＯＭＯと電子輸送性ホスト材料のＬＵＭＯのエネルギー差が大きい方が高エネルギー（短波長）の発光を得られる傾向がある。そのため、エキサイプレックスから発光ドーパントへエネルギー移動が起こる場合であっても、ドナーとなる正孔輸送層材料のＨＯＭＯは深い方がよいと言える。ただし、電子輸送性ホスト材料を含まない発光層第２領域のＨＯＭＯが発光層中の正孔輸送性ホスト材料のＨＯＭＯより深いと、正孔注入が非効率となるため好ましくない。
【００４３】
以上、基板上に陽極、発光層および陰極を配置した構成の有機電界発光素子について説明したが、基板上に陰極、発光層および陽極を配置してもよい。
【実施例】
【００４４】
次に、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されない。
【００４５】
（実施例１）
実施例１として、上記で説明したように、正孔輸送性ホスト材料を含み、電子輸送性ホスト材料を含まない、発光層の第２領域を備えた有機ＥＬ素子を作製した。
【００４６】
ガラス基板上に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる厚さ５０ｎｍの陽極を真空蒸着により形成した。正孔注入層の材料として、ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を使用した。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの水溶液をスピンコートによって陽極上に塗布し、加熱して乾燥することにより、厚さ６０ｎｍの正孔注入層を形成した。続いて、ジ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）を真空蒸着することにより、正孔注入層の上に厚さ２０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【００４７】
正孔輸送性ホスト材料である１，３−ビス（カルバゾル−９−イル）ベンゼン（ｍＣＰ）を正孔輸送層の上に真空蒸着することにより、厚さ１０ｎｍの発光層の第２領域を形成した。発光層の第１領域の材料には、正孔輸送性ホスト材料としてｍＣＰ、青色発光ドーパントとしてビス（２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナートイリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒｐｉｃ）、電子輸送性ホスト材料として１，３-ビス［５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾル−５−イル］ベンゼン（ＯＸＤ−７）を使用した。これらを重量比でｍＣＰ：ＦＩｒｐｉｃ：ＯＸＤ−７＝６５：５：３０となるように秤量し、発光層の第２領域上に共蒸着して、厚さ８０ｎｍの発光層の第１領域を形成した。
【００４８】
続いて発光層上にＣｓＦを真空蒸着することにより、厚さ１ｎｍの電子注入・輸送層を形成した。さらにＡｌを真空蒸着することにより、電子注入・輸送層の上に厚さ１５０ｎｍの陰極を形成した。
【００４９】
この素子の層構成を以下のように表記する。  
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ  ６０ｎｍ／ＴＡＰＣ  ２０ｎｍ／ｍＰＣ  １０ｎｍ／ｍＣＰ：ＦＩｒｐｉｃ：ＯＸＤ−７  ８０ｎｍ／ＣｓＦ  １ｎｍ／Ａｌ  １５０ｎｍ
上記のように作製された有機ＥＬ素子について、発光効率の測定を行った。発光効率は、輝度測定と電流および電圧の測定を同時に行うことによって求めた。輝度は、トプコン社製  輝度計ＢＭ−７を用いて測定した。また、電流および電圧の測定は、ＨＰ社製  半導体パラメータアナライザー４１５６Ｂを用いて行った。図３Ａは、実施例１に係る素子の電圧と電流密度との関係を示す図である。図３Ｂは、実施例１に係る素子の電圧と輝度との関係を示す図である。図３Ｃは、実施例１に係る素子の輝度と発光効率との関係を示す図である。実施例１の有機ＥＬ素子において、最大発光効率は３５ｃｄ／Ａであった。
【００５０】
（実施例２）
発光層の第２領域の厚さを２０ｎｍとしたことを除いて、実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製した。図４Ａは、実施例２に係る素子の電圧と電流密度との関係を示す図である。図４Ｂは、実施例２に係る素子の電圧と輝度との関係を示す図である。図４Ｃは、実施例２に係る素子の輝度と発光効率との関係を示す図である。最大発光効率は２９ｃｄ／Ａであった。
【００５１】
（比較例１）
比較のために、正孔輸送層および発光層の第２領域を含まない有機ＥＬ素子を実施例１と同様にして作製した。この素子の層構成は、以下の通りである。
【００５２】
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ  ６０ｎｍ／ｍＣＰ：ＦＩｒｐｉｃ：ＯＸＤ−７  ８０ｎｍ／  ＣｓＦ  １ｎｍ／Ａｌ  １５０ｎｍ
図５Ａは、比較例１に係る素子の電圧と電流密度との関係を示す図である。図５Ｂは、比較例１に係る素子の電圧と輝度との関係を示す図である。図５Ｃは、比較例１に係る素子の輝度と発光効率との関係を示す図である。最大発光効率は２５ｃｄ／Ａであった。
【００５３】
（比較例２）
比較のために、発光層の第２領域を含まない有機ＥＬ素子を実施例１と同様にして作製した。この素子の層構成は、以下の通りである。
【００５４】
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ  ６０ｎｍ／ＴＡＰＣ  ２０ｎｍ／ｍＣＰ：ＦＩｒｐｉｃ：ＯＸＤ−７  ８０ｎｍ／  ＣｓＦ  １ｎｍ／Ａｌ  １５０ｎｍ
図６Ａは、比較例２に係る素子の電圧と電流密度との関係を示す図である。図６Ｂは、比較例２に係る素子の電圧と輝度との関係を示す図である。図６Ｃは、比較例２に係る素子の輝度と発光効率との関係を示す図である。最大発光効率は６ｃｄ／Ａであった。
【００５５】
測定結果より、実施例１および２の有機ＥＬ素子は、比較例１および２の有機ＥＬ素子よりも高い発光効率を示すことが確認できた。比較例１と比較例２の結果を比較すると、正孔輸送層を設けた比較例２の方が発光効率が低下していることが分かる。これは、電子輸送性ホスト材料であるＯＸＤ−７と正孔輸送層の材料であるＴＡＰＣとの間でエキサイプレックスが形成されたことによると考えられる。
【００５６】
次に、発光層の第２領域の最適な膜厚を決定するために、実施例１と実施例２の有機ＥＬについて最大発光効率を比較した。図７は、発光層の第２領域の膜厚と最大発光効率との関係を示す図である。図から、発光層の第２領域を２０ｎｍとした実施例２の方が１０ｎｍとした実施例１よりも発光効率が低くなることが分かる。発光層の第２領域の厚さは、２０ｎｍ未満であることが好ましいと言える。
【符号の説明】
【００５７】
１０…有機電界発光素子、１１…基板、１２…陽極、１３…正孔注入層、１４…正孔輸送層、１５…発光層、１５ａ…第１領域、１５ｂ…第２領域、１６…電子注入・輸送層、１７…陰極。
【図１】
2011146598.tif 000012
【図２】
2011146598.tif 000013
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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