JP2020077628A - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】効率が向上された有機電界発光素子を提供する。【解決手段】 有機電界発光素子は、第１電極と、第１電極の上に提供される正孔輸送領域と、正孔輸送領域の上に提供され、第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含む第１発光層と、第１発光層の上に提供され、第１電子輸送物質及び第２発光ドーパントを含む第２発光層と、第２発光層の上に提供され、第２電子輸送物質を含む電子輸送領域と、電子輸送領域の上に提供される第２電極と、を含み、第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１a、第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１b、及び第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１cはＴ１a＜Ｔ１b＜Ｔ１cの関係を満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、有機電界発光素子に関する。

映像表示装置として、有機電界発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）の開発が活発に行われている。有機電界発光素子は液晶表示装置などとは異なり、第１電極及び第２電極から注入された正孔及び電子を発光層で再結合させることで、発光層に含まれる有機化合物である発光材料を発光させて表示を実現する、いわゆる自発光型表示装置である。

有機電界発光素子を表示装置に応用するにあたっては、有機電界発光素子の低駆動電圧化、高発光効率化、及び長寿命化が要求されており、これを安定的に実現し得る有機電界発光素子用材料の開発が持続的に要求されている。

本発明は、効率が向上された有機電界発光素子を提供することを一つの目的とする。

本発明の実施形態の一つにおいて、有機電界発光素子は、第１電極と、第１電極の上に提供される正孔輸送領域と、正孔輸送領域の上に提供され、第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含む第１発光層と、第１発光層の上に提供され、第１電子輸送物質及び第２発光ドーパントを含む第２発光層と、第２発光層の上に提供され、第２電子輸送物質を含む電子輸送領域と、電子輸送領域の上に提供される第２電極と、を含み、第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_a、第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_b、及び第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cは、Ｔ１_a＜Ｔ１_b＜Ｔ１_cの関係を満たす。

第２発光ドーパントと第１発光ホストの三重項エネルギーの差（Ｔ１_b−Ｔ１_a）は０．３ｅＶ以上であってもよい。

第２電子輸送物質と第２発光ドーパントの三重項エネルギーの差（Ｔ１_c−Ｔ１_b）は０．４ｅＶ以上であってもよい。

第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_aは１．３ｅＶ以上２．０ｅＶ以下であってもよい。

第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_bは１．７ｅＶ以上２．８ｅＶ以下であってもよい。

第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cは２．２ｅＶ以上３．３ｅＶ以下であってもよい。

電子輸送領域は複数の有機層を含み、複数の有機層のうち第２発光層に隣接する有機層は第２電子輸送物質を含んでもよい。

電子輸送領域は、第２発光層の上に提供されるバッファ層と、バッファ層の上に提供される電子輸送層と、電子輸送層の上に提供される電子注入層と、を含んでもよく、バッファ層は第２電子輸送物質を含んでもよい。

第１発光層は平面上で隣り合って配置される第１サブ発光層と、第２サブ発光層と、第３サブ発光層と、を含んでもよく、第１サブ発光層は第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含んでもよい。

第１発光ドーパントと第２発光ドーパントは同じ色の光を放出してもよい。

第１サブ発光層は青色発光層であってもよく、第２サブ発光層は緑色発光層であってもよく、第３サブ発光層は赤色発光層であってもよい。

本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子は、優れた効率を有する。本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子は、長寿命である。

本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。 本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。 本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。 本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の平面図である。 本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。 本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。

上述した本発明の目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付した図面及び下記の好ましい実施形態を介して容易に理解できるはずである。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限らず、他の形態で具体化されてもよい。むしろ、ここで記載される実施形態は開示された内容が完璧で完全なものになるように、そして通常の技術者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために提供されるものである。

本明細書において、ある構成要素（または領域、層、部分など）が他の構成要素の「上にある」、「接続される」、または「結合される」と言及されれば、それは他の構成要素の上に直接配置・接続・結合されるか、またはそれらの間に第３の構成要素が配置されることを意味する。

同じ図面符号は同じ構成要素を指す。また、図面において、構成要素の厚さ、割合、及び寸法は技術的内容の効果的な説明のために誇張されている。

「及び／または」は、関連する構成が定義する一つ以上の組み合わせを全て含む。

第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使用されるが、これらの構成要素は本用語によって制約されるものではない。これらの用語は一つの構造要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第１構成要素は第２構成要素と称されてもよく、同様に、第２構成要素も第１構成要素と称されてもよい。単数の表現は、特筆しない限り、複数の表現を含む。

また、「下に」、「下側に」、「上に」、「上側に」などの用語は、図面に示した構成の位置関係を説明するために使用される。この用語は相対的な概念を表すものであって、図面に示した方向を基準に用いられる。

特に定義されない限り、本明細書で使用された全ての用語（技術的及び科学的用語を含む）は、本発明の属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、関連技術における意味と同一の意味を有すると解釈すべきであり、明示的に定義されない限り、理想的な、または過度に形式的な意味に解釈されないと理解すべきである。

「含む」または「有する」などの用語は、明細書に記載された特徴、数字、ステップ、操作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを特定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、操作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在する、または付加される可能性を予め排除しないと理解すべきである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図４は、本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の上面図である。

図４を参照すると、有機電界発光素子は、第１画素領域ＰＡＸ１、第２画素領域ＰＡＸ２、及び第３画素領域ＰＡＸ３を含む。第１画素領域ＰＡＸ１、第２画素領域ＰＡＸ２、及び第３画素領域ＰＡＸ３は平面上で隣り合って配置されることができ、異なる色の光を提供してもよい。例えば、第１画素領域ＰＡＸ１は青色の光を提供し、第２画素領域ＰＡＸ２は緑色の光を提供し、第３画素領域ＰＡＸ３は赤色の光を提供してもよい。

第１から第３画素領域ＰＡＸ１、ＰＡＸ２、ＰＡＸ３それぞれの面積は異なってもよい。ここで面積とは、各画素領域を平面視した際の面積を意味する。例えば、青色の光を提供する第１画素領域ＰＡＸ１の面積が最も大きく、赤色の光を提供する第３画素領域ＰＡＸ３の面積が２番目に大きくてもよい。緑色光を提供する第２画素領域ＰＡＸ２の面積が最も小さくてもよいが、本実施形態はこのような態様に限られない。

図４に示した画素領域の配列構造はペンタイル構造と称される。但し、本実施形態において画素領域の配列構造は図４に示した画素領域の配列構造に限られない。例えば、本発明の他の実施形態において、画素領域は、第１方向ＤＲ１に沿って、第１画素領域ＰＡＸ１、第２画素領域ＰＡＸ２、及び第３画素領域ＰＡＸ３が順次に交互に配列されるストライプ状構造を有してもよい。

図１は、本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。図１は、一つの画素領域の断面図である。

図１を参照すると、有機電界発光素子１０は、第１電極ＥＬ１、及び第１電極ＥＬ１と向かい合って配置される第２電極ＥＬ２を含み、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２との間に配置される複数の有機層を含むことができる。複数の有機層は正孔輸送領域ＨＴＲ、第１発光層ＥＭＬ１、第２発光層ＥＭＬ２、及び電子輸送層領域ＥＴＲを含んでもよい。

実施形態の一つにおいて、第１発光層ＥＭＬ１は第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含み、電子輸送領域ＥＴＲは第２電子輸送物質を含む。第２発光層ＥＭＬ２は第１発光層ＥＭＬ１と電子輸送領域ＥＴＲとの間に提供され、第１電子輸送物質及び第２発光ドーパントを含む。

実施形態の一つにおいて、有機電界発光素子１０は、第１発光層ＥＭＬ１、第２発光層ＥＭＬ２、及び電子輸送領域ＥＴＲの間の三重項エネルギーレベルＴ１が制御される。より詳しくは、第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cは第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_a、及び第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_bより大きく、第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_bは、第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_aより大きい。つまり、第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_a、第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_b、及び第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cは、Ｔ１_a＜Ｔ１_b＜Ｔ１_cの関係式を満足する。このように三重項エネルギーレベルが制御されれば、第１発光層ＥＭＬ１の第１発光ホスト上で発生した三重項エネルギー励起子が第１発光層ＥＭＬ１以外の層に拡散することを防止することができるため、発光効率が向上する。

実施形態の一つにおいて、第２発光ドーパントと第１発光ホストの三重項エネルギーの差（Ｔ１_b−Ｔ１_a）は０．３ｅＶ以上であってもよい。第２発光ドーパントと第１発光ホストの三重項エネルギーの差が０．３ｅＶ以上であれば、第１発光ホスト上で発生した三重項励起子が第２発光ドーパントに移動せず、三重項励起子をより効率的に第１発光層ＥＭＬ１に束縛することができる。

実施形態の一つにおいて、第２電子輸送物質と第２発光ドーパントの三重項エネルギーの差（Ｔ１_c−Ｔ１_b）は０．４ｅＶ以上であってもよい。第２電子輸送物質と第２発光ドーパントの三重項エネルギーの差が０．４ｅＶ以上であれば、より効率的に第２発光ドーパントの三重項励起子が第１発光層ＥＭＬ１以外の層に拡散することを防止することができる。

実施形態の一つにおいて、第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_aは１．３ｅＶ以上２．０ｅＶ以下であってもよく、上記三重項エネルギーの関係式を満足すれば、特に限られない。

実施形態の一つにおいて、第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_bは１．７ｅＶ以上２．５ｅＶ以下であってもよく、上記三重項エネルギーの関係式を満足すれば、特に限られない。

実施形態の一つにおいて、第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cは２．２ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であってもよく、上記三重項エネルギーの関係式を満足すれば、特に限られない。

第１発光層ＥＭＬ１において、第１発光ホストは第１発光ドーパントによってドーピングされてもよい。第２発光層ＥＭＬ２において、第１電子輸送物質は第２発光ドーパントによってドーピングされてもよい。実施形態の一つにおいて、第１発光ホストのドーピング率と第１電子輸送物質のドーピング率は同じでも異なってもよく、第１発光ホストのドーピング率は第１電子輸送物質のドーピング率以下でもよい。例えば、第１発光ホストは０．１重量％以上３重量％以下でドーピングされ、第１電子輸送物質は３重量％以上１０重量％以下でドーピングされてもよいが、ドーピング率はこれに限られない。

実施形態の一つにおいて、第１発光ドーパントは第２発光ドーパントと同じ色の光を放出する。例えば、第１発光ドーパントが青色光を放出するドーパントであれば、第２発光ドーパントも青色光を放出するドーパントであってもよい。第１発光ドーパントと第２発光ドーパントは同じ化合物を含んでもよい。但し、これに限らず、第１発光ドーパントと第２発光ドーパントは異なる化合物を含んでもよい。

図５は、本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。図５は画素領域に対応する断面図である。

図５を参照すると、第１発光層ＥＭＬ１は第１サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ１、第２サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ２、及び第３サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ３を含むことができる。第１サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ１、第２サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ２、及び第３サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ３は、互いに異なる色を放出する発光層であってもよい。第１サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ１、第２サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ２、及び第３サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ３のうち少なくとも一つの層は、第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含む。例えば、第１サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ１は第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含んでもよい。

図６は、図４のＩＩ−ＩＩ´線に対応する断面図である。図２は、本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。図３は、本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子の断面図である。

図６を参照すると、実施形態の一つの有機電界発光素子は、ベース基板ＢＳの上に提供される第１電極ＥＬ１、第１電極ＥＬ１の上に提供される正孔輸送領域ＨＴＲ、正孔輸送領域ＨＴＲの上に提供される第１発光層ＥＭＬ１、第１発光層ＥＭＬ１の上に提供される第２発光層ＥＭＬ２、第２発光層ＥＭＬ２の上に提供される電子輸送領域ＥＴＲ、及び電子輸送領域ＥＴＲの上に提供される第２電極ＥＬ２を含む。

ベース基板は、ガラス基板、金属基板、またはプラスチップ基板であってもよいが、これに限られない。

第１電極ＥＬ１は、ベース基板ＢＳの上に提供される。第１電極ＥＬ１は導電性を有する。第１電極ＥＬ１は画素電極または陽極とすることができる。第１電極ＥＬ１は、透過型電極、半透過型電極、または反射型電極であってもよい。第１電極ＥＬ１が透過型電極であれば、第１電極ＥＬ１は透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などを含むことができる。第１電極ＥＬ１が半透過型電極または反射型電極であれば、第１電極ＥＬ１はＡｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含んでもよい。または、第１電極ＥＬ１は、上記物質からなる反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどからなる透明導電膜を含む複数の層を有してもよい。例えば、第１電極ＥＬ１はＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの３層構造を有してもよいが、これに限られない。

第１電極ＥＬ１の厚さは、約１００ｎｍから約１０００ｎｍ、例えば約１００ｎｍから約３００ｎｍとすることができる。

正孔輸送領域ＨＴＲは第１電極ＥＬ１の上に提供される。正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、正孔バッファ層、及び電子阻止層ＥＢＬのうち少なくとも一つを含むことができる。

正孔輸送領域ＨＴＲは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。正孔輸送領域ＨＴＲは正孔注入層ＨＩＬまたは正孔輸送層ＨＴＬの単一層の構造を有してもよく、正孔注入物質と正孔輸送物質からなる単一構造を有してもよい。

図２を参照すると、正孔輸送領域ＨＴＲは、第１電極ＥＬ１から順番に積層された正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬの構造を有してもよい。図３を参照すると、正孔輸送領域ＨＴＲは、第１電極ＥＬ１から順番に積層された正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／電子阻止層ＥＢＬの構造を有することができるが、正孔輸送領域ＨＴＲはこれらの構造に限られない。

正孔輸送領域ＨＴＲは、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法、インクジェットプリント法、レーザプリント法、レーザ熱転写法（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ、ＬＩＴＩ）などの多様な方法を利用して形成される。

実施形態の一つの有機電界発光素子１０の正孔注入層ＨＩＬは、公知の正孔注入材料を含むことができる。例えば、正孔注入層ＨＩＬは、トリフェニルアミン含有ポリエーテルケトン（ＴＰＡＰＥＫ）、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート（ＰＰＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−ジ（ｍ−トリル）アミノフェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＤＮＴＰＤ）、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、４，４’，４”−トリ（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４”−トリ｛Ｎ−２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ｝トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（ＰＡＮＩ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（ＰＡＮＩ／ＣＳＡ）、ポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホン酸）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）、またはＨＡＴ−ＣＮ（ジピラジノ［２，３−ｆ：２’、３’−ｈ］キノキサリン−２、３、６、７、１０、１１−ヘキサカルボニトリル）などを含んでもよい。しかし、正孔注入層ＨＩＬに含まれる材料はこれらに限られない。

実施形態の一つの有機電界発光素子１０の正孔輸送層ＨＴＬは、公知の正孔輸送材料を含むことができる。例えば、正孔輸送層ＨＴＬは、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’，４”−トリス（Ｎーカルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、またはＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ．Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）などを含んでもよい。しかし、正孔輸送層ＨＴＬに含まれる材料はこれらに限られない。

電子阻止層ＥＢＬは、電子輸送領域ＥＴＲから正孔輸送領域ＨＴＲへの電子の注入を防止する役割を有する層である。電子阻止層ＥＢＬは、当該技術分野で知られている一般的な材料を含むことができる。電子阻止層ＥＢＬは、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、フルオレン誘導体、ＴＰＤ（Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−［１、１−ビフェニル］−４、４’−ジアミン）、ＴＣＴＡ（４、４’、４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）などのようなトリフェニルアミン誘導体、ＮＰＢ（Ｎ、Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）、ＴＡＰＣ（４、４’−シクロへキシリデンビス［Ｎ、Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）ベンゼンアミン］）、ＨＭＴＰＤ（４、４’−ビス［Ｎ、Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３、３’−ジメチルビフェニル）、またはｍＣＰなどを含んでもよい。

正孔輸送領域ＨＴＲの厚さは、約１０ｎｍから約１０００ｎｍ、例えば約１０ｎｍから約５００ｎｍであってもよい。正孔注入層ＨＩＬの厚さは、例えば約３ｎｍから約１００ｎｍであり、正孔輸送層ＨＴＬの厚さは、約３ｎｍから約１００ｎｍであってもよい。例えば、電子阻止層ＥＢＬの厚さは、約１ｎｍから約１００ｎｍであってもよい。正孔輸送領域ＨＴＲ、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、及び電子阻止層ＥＢＬの厚さが上述したような範囲を満足すれば、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる正孔輸送特性が得られる。

正孔輸送領域ＨＴＲは、上述した物質以外に、導電性を向上するために電荷生成物質を更に含んでもよい。電荷生成物質は、正孔輸送領域ＨＴＲ内に均一にまたは不均一に分散される。電荷発生物質は、例えば、ｐ−ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）であってもよい。ｐ−ドーパントはキノン誘導体、金属酸化物、及びシアノ基含有化合物のうちいずれか一つであってもよいが、これに限られない。例えば、ｐ−ドーパントの非制限的な例としては、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）及びＦ４−ＴＣＮＱ（２、３、５、６−テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン）などのようなキノン誘導体、タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物などが挙げられるが、これに限られない。

第１発光層ＥＭＬ１は正孔輸送領域ＨＴＲの上に提供される。第１発光層ＥＭＬ１は後述する第２発光層ＥＭＬ２より厚くてもよい。例えば、第１発光層ＥＭＬ１と第２発光層ＥＭＬ２の厚さの割合は２：１から５：１であってもよい。第１発光層ＥＭＬ１の厚さはこの割合を満足すれば特に限られず、例えば、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、または約１０ｎｍから約５０ｎｍの厚さを有してもよい。第１発光層ＥＭＬ１は、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。

第１発光層ＥＭＬ１は、例えば、蛍光物質、りん光物質、または熱活性遅延蛍光物質を含んでもよいが、これらに限られない。実施形態の一つにおいて、第１発光層ＥＭＬ１は第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含むことができる。

実施形態の一つにおいて、第１発光ホストの材料は、上述した三重項エネルギー関係式を満足すれば特に限られず、例えば、第１発光ホストはアントラセン系化合物を含んでもよい。

本明細書において、「置換の」とは、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、シリル基、ホウ素基、ホスフィンオキシド基、ホスフィンスルフィド基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、及びヘテロ環基からなる群より選択される一つ以上の置換基に置換されることを意味し、「非置換の」とは、置換されないことを意味する。また、上記置換基のそれぞれは置換されていてもよく、非置換であってもよい。例えば、ビフェニル基はアリール基と解釈されてもよく、フェニル基に置換されたフェニル基と解釈されてもよい。

本明細書において、「隣接する基と結合して環を形成」するとは、隣接する基と互いに結合して置換若しくは非置換の炭化水素環、または置換若しくは非置換のヘテロ環を形成することを意味する。炭化水素環は、脂肪族炭化水素環及び芳香族炭化水素環を含む。ヘテロ環は、脂肪族ヘテロ環及び芳香族ヘテロ環を含む。炭化水素環及びヘテロ環は、単環または多環である。また、隣接する基と互いに結合して形成された環は、他の環と連結されてスピロ構造を形成してもよい。

本明細書において、「隣接する基」とは、ある置換基が結合する原子と直接結合された原子に置換された置換基、ある置換基が結合する原子に結合する他の置換基、またはある置換基と立体的に最も近い置換基を意味する。例えば、１，２−ジメチルベンゼンにおける２つのメチル基は互いに「隣接する基」と解釈され、１，１−ジエチルシクロペンテンにおける２つのエチル基は互いに「隣接する基」と解釈される。

本明細書において、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子が挙げられる。

本明細書において、アルキル基は直鎖、分枝鎖、または環である。アルキル基の炭素数は、１以上３０以下、１以上２０以下、１以上１０以下、または１以上６以下であってもよい。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、２−エチルブチル基、３、３−ジメチルブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−ペンチル基、シクロペンチル基、１−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−エチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、２−ブチルヘキシル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルペプチル基、２、２−ジメチルヘプチル基、２−エチルヘプチル基、２−ブチルヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｔーオクチル基、２−エチルオクチル基、２−ブチルオクチル基、２−ヘキシルオクチル基、３、７−ジメチルオクチル基、シクロオクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、アダマンチル基、２−エチルデシル基、２−ブチルデシル基、２−ヘキシルデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、２−エチルドデシル基、２−ブチルドデシル基、２−ヘキシルドデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、２−エチルヘキサデシル基、２−ブチルヘキサデシル基、２−ヘキシルヘキサデシル基、２−オクチルヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、２−エチルイコシル基、２−ブチルイコシル基、２−ヘキシルイコシル基、２−オクチルイコシル基、ｎ−ヘンイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−トリコシル基、ｎ−テトラコシル基、ｎ−ペンタコシル基、ｎ−ヘキサコシル基、ｎ−ヘプタコシル基、ｎ−オクタコシル基、ｎ−ノナコシル基、及びｎ−トリアコンチル基などが挙げられるが、これに限られない。

本明細書において、アルコキシ基は、上述のように定義されたアルキル基に酸素原子が結合された基を意味する。アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ｉｓｏ−アミルオキシ基、ヘキシルオキシ基などが挙げられるが、これらに限られない。

本明細書において、アリール基は、芳香族炭化水素環から誘導された任意の官能基または置換基を意味する。アリール基は、単環式アリール基または多環式アリール基である。アリール基の環形成炭素数は、６以上６０以下、６以上３０以下、６以上２０以下、または６以上１５以下である。アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、テルフェニル基、クォーターフェニル基、クインクフェニル基、セクシフェニル基、ビフェニレン基、トリフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基などが挙げられるが、これらに限られない。

本明細書において、フルオレニル基は置換されてもよく、２つの置換基が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。フルオレニル基が置換される場合の例は以下に示される。但し、フルオレニル基はこれらに限られない。

本明細書において、アリールオキシ基は、上述のように定義されたアリール基に酸素原子が結合された基を意味する。アリールオキシ基の例としては、ｐ−トリルオキシ基、ｍ−トリルオキシ基、３，５−ジメチルフェノキシ基、２，４，６−トリメチルフェノキシ基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、３−ビフェニルオキシ基、４−ビフェニルオキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、４−メチル−１−ナフチルオキシ基、５−メチル−２−ナフチルオキシ基、１−アントリルオキシ基、２−アントリルオキシ基、９−アントリルオキシ基、１−フェナントリルオキシ基、３−フェナントリルオキシ基、９−フェナントリルオキシ基などが挙げられるが、これらに限られない。

本明細書において、ヘテロ環はヘテロ原子としてＢ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、及びＳのうち一つ以上を含むことができる。ヘテロ環がヘテロ原子を２つ以上含む場合、２つ以上のヘテロ原子は互いに同じであってもよく、異なってもよい。ヘテロ環は単環式ヘテロ環または多環式ヘテロ環であってもよく、ヘテロアリール基を含む概念である。ヘテロ環の環形成炭素数は、２以上３０以下、２以上２０以下、または２以上１０以下であってもよい。ヘテロ環の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジン基、ビピリジン基、ピリミジン基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピリジン基、キノリン基、キナゾリン基、キノキサリン基、フェノキサジン基、フタラジン基、ピリドピリミジン基、ピリドピラジン基、ピラジノピラジン基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、Ｎ−アリールカルバゾール基、Ｎ−ヘテロアリールカルバゾール基、Ｎ−アルキルカルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、チエノチオフェン基、ベンゾフラン基、フェナントロリン基、チアゾール基、イソオキサゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、フェノチアジン基、ジベンゾシロール基、及びジベンゾフラン基などが挙げられるが、これに限られない。

本明細書において、シリル基はアルキルシリル基及びアリールシリル基を含んでもよい。シリル基の例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などが挙げられるが、これらに限られない。

詳しくは、第１発光ホストは下記化学式１で表される化合物を含む。
＜化学式１＞

化学式１において、Ａｒ₁とＡｒ₂はそれぞれ独立して、置換または非置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換または非置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であってもよい。

実施形態の一つにおいて、Ａｒ₁及びＡｒ₂はそれぞれ独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のフェナントリル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換フルオレニル基、置換または非置換ピレニル基、または置換または非置換のジベンゾフラニル基であってもよい。

化学式１において、Ｒ₁とＲ₂はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換または非置換のシリル基、置換または非置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換または非置換の炭素数１以上１０以下のアルコキシ基、置換または非置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換または非置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリールオキシ基、置換または非置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基でもよく、または隣接する基と互いに結合して環を形成してもよい。

化学式１において、ａ及びｂはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であってもよい。ａが２以上の場合、複数のＲ₁は互いに同じであるか異なり、ｂが２以上の場合、複数のＲ₂は互いに同じであるか異なる。

第１発光ホストは、下記第１化合物群に示した化合物のうちから選択することができるが、これらに限られない。

＜第１化合物群＞

第１発光層ＥＭＬ１は、第１発光ホスト物質として公知の材料をさらに含んでもよい。例えば、ＤＰＥＰＯ（ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキシド）、ＣＢＰ（４，４−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル）、ｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン）、ＰＰＦ（２，８−ビス（ジフェニルホスホリル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン）、ＴｃＴａ（４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン）、及びＴＰＢｉ（１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン）のうち少なくとも一つを含んでもよい。但し、第１発光ホスト物質はこれに限られず、例えば、Ａｌｑ₃（トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム）、ＣＢＰ（４、４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１、１’−ビフェニル）、ＰＶＫ（ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）、ＡＤＮ（９、１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、ＴＣＴＡ（４、４’、４”−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン）、ＴＰＢｉ（１、３、５−トリス（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン）、ＴＢＡＤＮ（３−ｔｅｒｔ−ブチル−９、１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン）、ＤＳＡ（ジスチリルアリレン）、ＣＤＢＰ（４、４’−ビス（９−カルバゾリル）−２、２’−ジメチル−ビフェニル）、ＭＡＤＮ（２−メチル−９、１０−ビス（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、ＤＰＥＰＯ（ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキシド）、ＣＰ１（ヘキサフェニルシクロトリホスファゼン）、ＵＧＨ２（１、４−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン）、ＤＰＳｉＯ₃（ヘキサフェニルシクロトリシロキサン）、ＤＰＳｉＯ₄（オクタフェニルシクロテトラシロキサン）、ＰＰＦ（２、８−ビス（ジフェニルホスフォリル）ジゼンゾフラン）などを使用してもよい。

第１発光ドーパントは、りん光ドーパント、蛍光ドーパント、または熱活性遅延蛍光ドーパントである。例えば、第１発光ドーパントは、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−ピレン−１，６−ジアミン）、ＢＣｚＶＢｉ（４，４’−ビス（２−（９−エチル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ビニル）−１，１’−ビフェニル；４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル）、ＡＣＲＳＡ（１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９．９’−アントラセン］−１０’−オン）、ＡＣＲＦＬＣＮ（１０−フェニル−１０Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−フルオレン］−２’，７’−ジカルボニトリル）、ＡＣｚＰＮ（３，４，５，６−テトラ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル−１，２−ベンゼンジカルボニトリル）、４ＣｚＩＰＮ（２，４，５，６−テトラ−９Ｈ−カルバゾールー９−イル−イソフタロニトリル）、ＤＭＡＣ−ＤＰＳ（ビス［４−９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］ソルホン）、ＰＩＣ−ＴＲＺ（２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン）、ＰＩＣ−ＴＲＺ２（１２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−フェニル−５，１２−ジヒトロインドロ［３，２−ａ］カルバゾール）、ＰＸＺ−ＴＲＺ（１０−４−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル）−１０Ｈ−フェノキサジン）、及びＰＳＺ−ＴＲＺ（２−フェノキサジン−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン）のうち少なくとも一つを含んでもよい。

また、第１発光ドーパントは、ホウ素含有ドーパント、例えば、下記化合物Ｄ−１からＤ−１３のうち少なくとも一つを含んでもよい。

また、第１発光層ＥＭＬ１は公知のドーパント材料として、スチリル誘導体（例えば、１，４−ビス［２−（３−Ｎ−エチルカルバゾリル）ビニル］ベンゼン（ＢＣｚＶＢ）、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン（ＤＰＡＶＢ）、Ｎ−（４−（（Ｅ）−２−（６−（（Ｅ）−４−（ジフェニルアミノ）スチリル）ナフタレン−２−イル）ビニル）フェニル）−Ｎ−フェニルベンゼンアミン（Ｎ−ＢＤＡＶＢｉ）、ぺリレン及びその誘導体（例えば、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルぺリレン（ＴＢＰ））、ピレン及びその誘導体（例えば、１，１−ジピレン、１，４−ジピレニルベンゼン、１，４−ビス（Ｎ、Ｎ−ジフェニルアミノ）ピレン））などを含んでもよい。

図６を参照すると、実施形態の一つにおいて、第１発光層ＥＭＬ１は第１サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ１、第２サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ２、及び第３サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ３を含むことができる。

第１サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ１は第１画素領域ＰＡＸ１に重畳してもよく、第２サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ２は第２画素領域ＰＡＸ２に重畳してもよく、第３サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ３は第３画素領域ＰＡＸ３に重畳してもよい。

第１サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ１は、４１０ｎｍから４８０ｎｍ波長の光を発光する青色発光層であってもよい。第１サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ１は、第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含むことができる。

第２サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ２は、５００ｎｍから５７０ｎｍ波長の光を発光する緑色発光層であってもよい。第２サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ２は、例えば、Ａｌｑ₃（トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム）を含む蛍光ホスト材料を含むことができ、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃（ｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム）のような有機金属錯化合物（ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）や金属錯体（ｍｅｔａｌ ｃｏｍｐｌｅｘ）、またはクマリン（ｃｏｕｍａｒｉｎ）誘導体を含む蛍光ドーパントを含んでもよい。

第３サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ３は、６２５ｎｍから６７５ｎｍ波長の光を発光する赤色発光層でもよい。第３サブ発光層Ｓｕｂ−Ｅ３は、例えば、ＰＤＢ：Ｅｕ（ＤＢＭ）₃（Ｐｈｅｎ）（トリス（ジベンゾイルメタナト）フェナントロリンユーロピウム）またはペリレンを含む蛍光ホスト材料を含むことができ、例えば、ＰＩＱＩｒ（ａｃａｃ）（ビス（１−フェニルイソキノリン）アセチルアセトネートイリジウム）、ＰＱＩｒ（ａｃａｃ）（ビス（１−フェニルキノリン）アセチルアセトネートイリジウム）、ＰＱＩｒ（トリス（１−フェニルキノリン）イリジウム）、及びＰｔＯＥＰ（白金オクタエチルポルフィリン）のような有機金属化合物若しくは金属錯体、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）誘導体若しくは４−ジシアノメチレン−２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−６−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）誘導体を含む蛍光ドーパントを含んでもよい。

第２発光層ＥＭＬ２は第１発光層ＥＭＬ１の上に提供される。図６を参照すると、第２発光層ＥＭＬ２は第１画素領域から第３画素領域ＰＡＸ１、ＰＡＸ２、ＰＡＸ３に重畳する共通層であってもよい。

第２発光層ＥＭＬ２は第１発光層ＥＭＬ１より小さい厚さを有することができる。第２発光層ＥＭＬ２の厚さは上述した第１発光層ＥＭＬ１との厚さの比を満足すれば特に限られず、例えば、第２発光層ＥＭＬ２は約１ｎｍから約約４０ｎｍ、または約３ｎｍから約３０ｎｍの厚さを有してもよい。第２発光層ＥＭＬ２は、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。

第２発光層ＥＭＬ２は青色光を放出する発光層である。第２発光層ＥＭＬ２は蛍光発光層であってもよい。第２発光層ＥＭＬ２は、蛍光発光物質を第２発光ドーパントとして含むことができる。実施形態の一つにおいて、第２発光ドーパントは青色光を放出する蛍光ドーパントであってもよい。

第２発光ドーパントの材料は、本発明の実施形態の一つによる三重項エネルギーレベルの関係式を満足すれば特に限られない。例えば、第２発光ドーパントは、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−ピレン−１，６−ジアミン）、ＢＣｚＶＢｉ（４，４’−ビス（２−（９−エチル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ビニル）−１，１’−ビフェニル；４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル）、ＡＣＲＳＡ（１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン）、４ＣｚＰＮ（３，４，５，６−テトラ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル−１，２−ベンゼンジカルボニトリル）、４ＣｚＩＰＮ（２，４，５，６−テトラ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル−イソフタロニトリル）、ＤＭＡＣ−ＤＰＳ（ビス［４−９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン）、及びＰＳＺ−ＴＲＺ（２−フェノキサジン−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン）のうち少なくとも一つを含んでもよい。また、第２発光層ＥＭＬ２は公知のドーパントとして、スチリル誘導体（例えば、１，４−ビス［２−（３−Ｎ−エチルカルバゾリル）ビニル］ベンゼン（ＢＣｚＶＢ）、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン（ＤＰＡＶＢ）、Ｎ−（４−（（Ｅ）−２−（６−（（Ｅ）−４−（ジフェニルアミノ）スチリル）ナフタレン−２−イル）ビニル）フェニル）−Ｎ−フェニルベンゼンアミン（Ｎ−ＢＤＡＶＢｉ）、ぺリレン及びその誘導体（例えば、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルぺリレン（ＴＢＰ））、ピレン及びその誘導体（例えば、１，１−ジピレン、１，４−ジピレニルベンゼン、１，４−ビス（Ｎ、Ｎ−ジフェニルアミノ）ピレン））などを含むことができる。

実施形態の一つにおいて、第２発光ドーパントと第１発光ドーパントは同じ材料を含んでもよい。

実施形態の一つにおいて、第２発光層ＥＭＬ２は第１電子輸送物質を更に含んでもよい。第１電子輸送物質は、電子輸送の役割を有する材料であれば特に限られない。例えば、第１電子輸送物質は、Ａｌｑ₃（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）、１，３，５−トリ［（３−ピリジル）−フェン−３−イル］ベンゼン、２，４，６−トリス（３’−ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル−１−イルフェニル）−９，１０−ジナフチルアントラセン、ＴＰＢｉ（１，３，５−トリ（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェニル）、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、Ｂｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、ＴＡＺ（３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−テルト−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール）、ＮＴＡＺ（４−（ナフタレン−１−イル）−３，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール）、ｔＢｕ−ＰＢＤ（２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−テルトーブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、ＢＡｌｑ（ビス（２−メチル−８−キノリノラト−Ｎ１，Ｏ８）−（１，１’−ビフェニル−４−オラト）アルミニウム）、Ｂｅｂｑ₂（ベリリウムビス（ベンゾキノリン−１０−オラト）、ＡＤＮ（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、及びこれらの混合物を含んでもよい。

電子輸送領域ＥＴＲは第２発光層ＥＭＬ２の上に提供される。電子輸送領域ＥＴＲは、正孔阻止層、電子輸送層ＥＴＬ、及び電子注入層のＥＩＬうち少なくとも一つを含むことができるが、電子輸送領域ＥＴＲの構造これに限られない。

電子輸送領域ＥＴＲは、下記式２Ａから２Ｅ及び３Ａと３Ｂから選択される少なくとも一つを含んでもよい。但し、電子輸送領域ＥＴＲに含まれる化合物はこれらに限られない。
＜化学式２Ａ＞
＜化学式２Ｂ＞
＜化学式２Ｃ＞
＜化学式２Ｄ＞
＜化学式２Ｅ＞
＜化学式３Ａ＞
＜化学式３Ｂ＞

化学式２Ｄ及び２Ｅのうち、環Ａ₁及びＡ₂は、互いに独立して、Ｃ₅−Ｃ₆₀炭化水素環、またはＣ₁−Ｃ₃₀ヘテロ環基であり、

環Ａ₂₁、Ａ₂₂、及びＡ₂₃は、互いに独立して、少なくとも一つの＊−［（Ｌ₂₂）_a22−（Ｒ₂₂）_b22］に置換された、Ｃ₅−Ｃ₆₀炭化水素環、またはＣ₁−Ｃ₃₀ヘテロ環基であり、

Ｔ₁₁及びＴ₁₂は、互いに独立して、炭素または窒素であり、化学式３Ａの３つのＴ₁₁のうち任意の２つ以上は互いに同じであるか異なり、Ｔ₁₃はＮまたはＣ（Ｒ₂₇）であり、Ｔ₁₄はＮまたはＣ（Ｒ₂₈）であり、化学式３Ａの３つのＴ₁₂のうち任意の２つ以上は互いに同じであるか異なり、化学式３Ｂの２つのＴ₁₁のうち任意の２つ以上は互いに同じであるか異なり、化学式３Ｂの２つのＴ₁₂のうち任意の２つ以上は互いに同じであるか異なり、Ｔ₁₁とＴ₁₂との間の結合はそれぞれ単一結合または二重結合であり、化学式３Ａのうち３つのＴ₁₁及び３つのＴ₁₂が全て窒素である場合は除外され、化学式２Ｈのうち２つのＴ₁₁、２つのＴ₁₂、Ｔ₁₃、及びＴ₁₄が全て窒素である場合は除外され、

環Ａ₂₁、Ａ₂₂、及びＡ₂₃それぞれはＴ₁₁及びＴ₁₂を共有しながら、化学式３Ａ及び３Ｂのうち７員環と縮合されており、Ｘ₁はＮまたはＣ−（Ｌ₁）_a1−（Ｒ₁）_b1であり、

Ｘ₂はＮまたはＣ−（Ｌ₂）_a2−（Ｒ₂）_b2であり、Ｘ₃はＮまたはＣ−（Ｌ₃）_a3−（Ｒ₃）_b3であり、Ｘ₁からＸ₃のうち少なくとも一つはＮであり、

Ｘ₁₁はＮまたは（Ｌ₁₁）_a11−（Ｒ₁₁）_b11であり、Ｘ₁₂はＮまたは（Ｌ₁₂）_a12−（Ｒ₁₂）_b12であり、

Ｘ₂₁はＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｃ（Ｒ₂₃）（Ｒ₂₄）、Ｓｉ（Ｒ₂₃）（Ｒ₂₄）、及びＮ−［（Ｌ₂₁）_a21−（Ｒ₂₁）_b21］のうちから選択され、

Ｌ₁からＬ₁₄、Ｌ₂₁及びＬ₂₂は互いに独立して、置換または非置換のＣ₃−Ｃ₁₀シクロアルキレン基、置換または非置換のＣ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキレン基、置換または非置換のＣ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニレン基、置換または非置換のＣ₃−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニレン基、置換または非置換のＣ₆−Ｃ₆₀アリレン基、置換または非置換のＣ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリレン基、置換または非置換の２価非芳香族縮合多環基、及び置換または非置換の２価非芳香族ヘテロ縮合多環基から選択され、ａ１からａ１４、ａ２１及びａ２２は互いに独立して、０乃至５の整数から選択され、

Ｒ₁からＲ₁₄、Ｒ₂₁からＲ₂₄、Ｒ₂₇及びＲ₂₈は互いに独立して、水素、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換または非置換のＣ₁−Ｃ₆₀アルキル基、置換または非置換のＣ₂−Ｃ₆₀アルケニル基、置換または非置換のＣ₂−Ｃ₆₀アルキニル基、置換または非置換のＣ₁−Ｃ₆₀アルコキシ基、置換または非置換のＣ₃−Ｃ₁₀シクロアルキル基、置換または非置換のＣ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキル基、置換または非置換のＣ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニル基、置換または非置換のＣ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニル基、置換または非置換のＣ₆−Ｃ₆₀アリール基、置換または非置換のＣ₆−Ｃ₆₀アリールオキシ基、置換または非置換のＣ₆−Ｃ₆₀アリールチオ基、置換または非置換のＣ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、置換または非置換の１価非芳香族縮合多環基、置換または非置換の１価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Ｓｉ（Ｑ₁）（Ｑ₂）（Ｑ₃）、−Ｎ（Ｑ₁）（Ｑ₂）、−Ｂ（Ｑ₁）（Ｑ₂）、−Ｃ（＝Ｏ）（Ｑ₁）、−Ｓ（＝Ｏ）₂（Ｑ₁）、及び−Ｐ（＝Ｏ）（Ｑ₁）（Ｑ₂）から選択され、

ｂ１からｂ１４、ｂ２１及びｂ２２は互いに独立して、０乃至４の整数から選択され、

ｃ１３及びｃ１４は互いに独立して、０乃至５の整数から選択され、

置換されたＣ₃−Ｃ₁₀シクロアルキレン基、置換されたＣ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキレン基、置換されたＣ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニレン基、置換されたＣ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニレン基、置換されたＣ₆−Ｃ₆₀アリレン基、置換されたＣ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリレン基、置換された２価非芳香族縮合多環基、置換された２価非芳香族ヘテロ縮合多環基、置換されたＣ₁−Ｃ₆₀アルキル基、置換されたＣ₂−Ｃ₆₀アルケニル基、置換されたＣ₂−Ｃ₆₀アルキニル基、置換されたＣ₁−Ｃ₆₀アルコキシ基、置換されたＣ₃−Ｃ₁₀シクロアルキル基、置換されたＣ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキル基、置換されたＣ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニル基、置換されたＣ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニル基、置換されたＣ₆−Ｃ₆₀アリール基、置換されたＣ₆−Ｃ₆₀アリールオキシ基、置換されたＣ₆−Ｃ₆₀アリールチオ基、置換されたＣ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、置換された１価非芳香族縮合多環基、及び置換された１価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基のうち少なくとも一つは、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、Ｃ₁−Ｃ₆₀アルキル基、Ｃ₂−Ｃ₆₀アルケニル基、Ｃ₂−Ｃ₆₀アルキニル基、及びＣ₁−Ｃ₆₀アルコキシ基と、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルキル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキル基、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニル基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリール基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリールオキシ基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリールチオ基、Ｃ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、１価非芳香族縮合多環基、１価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Ｓｉ（Ｑ₁₁）（Ｑ₁₂）（Ｑ₁₃）、−Ｎ（Ｑ₁₁）（Ｑ₁₂）、−Ｂ（Ｑ₁₁）（Ｑ₁₂）、−Ｃ（＝Ｏ）（Ｑ₁₁）、−Ｓ（＝Ｏ）₂（Ｑ₁₁）、及び−Ｐ（＝Ｏ）（Ｑ₁₁）（Ｑ₁₂）から選択された少なくとも一つに置換された、Ｃ₁−Ｃ₆₀アルキル基、Ｃ₂−Ｃ₆₀アルケニル基、Ｃ₂−Ｃ₆₀アルキニル基、及びＣ₁−Ｃ₆₀アルコキシ基と、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルキル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキル基、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニル基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリール基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリールオキシ基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリールチオ基、Ｃ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、１価非芳香族縮合多環基、１価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニル基及びテルフェニル基と、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、Ｃ₁−Ｃ₆₀アルキル基、Ｃ₂−Ｃ₆₀アルケニル基、Ｃ₂−Ｃ₆₀アルキニル基、Ｃ₁−Ｃ₆₀アルコキシ基、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルキル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキル基、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニル基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリール基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリールオキシ基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリールチオ基、Ｃ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、１価非芳香族縮合多環基、１価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Ｓｉ（Ｑ₂₁）（Ｑ₂₂）（Ｑ₂₃）、−Ｎ（Ｑ₂₁）（Ｑ₂₂）、−Ｂ（Ｑ₂₁）（Ｑ₂₂）、−Ｃ（＝Ｏ）（Ｑ₂₁）、−Ｓ（＝Ｏ）₂（Ｑ₂₁）、及び−Ｐ（＝Ｏ）（Ｑ₂₁）（Ｑ₂₂）から選択された少なくとも一つに置換された、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルキル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキル基、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニル基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリール基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリールオキシ基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリールチオ基、Ｃ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、１価非芳香族縮合多環基、及び１価非芳香族ヘテロ縮合多環基と、−Ｓｉ（Ｑ₃₁）（Ｑ₃₂）（Ｑ₃₃）、−Ｎ（Ｑ₃₁）（Ｑ₃₂）、−Ｂ（Ｑ₃₁）（Ｑ₃₂）、−Ｃ（＝Ｏ）（Ｑ₃₁）、−Ｓ（＝Ｏ）₂（Ｑ₃₁）、及び−Ｐ（＝Ｏ）（Ｑ₃₁）（Ｑ₃₂）と、から選択され、

Ｑ₁からＱ₃、Ｑ₁₁からＱ₁₃、Ｑ₂₁からＱ₂₃、及びＱ₃₁からＱ₃₃は、それぞれ独立して、水素、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、Ｃ₁−Ｃ₆₀アルキル基、Ｃ₂−Ｃ₆₀アルケニル基、Ｃ₂−Ｃ₆₀アルキニル基、Ｃ₁−Ｃ₆₀アルコキシ基、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルキル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルキル基、Ｃ₃−Ｃ₁₀シクロアルケニル基、Ｃ₁−Ｃ₁₀ヘテロシクロアルケニル基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリール基、Ｃ₁−Ｃ₆₀アルキル基に置換されたＣ₆−Ｃ₆₀アリール基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリール基に置換されたＣ₆−Ｃ₆₀アリール基、テルフェニル基、Ｃ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、Ｃ₁−Ｃ₆₀アルキル基に置換されたＣ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、Ｃ₆−Ｃ₆₀アリール基に置換されたＣ₁−Ｃ₆₀ヘテロアリール基、１価非芳香族縮合多環基、及び１価非芳香族ヘテロ縮合多環基から選択される。

電子輸送領域ＥＴＲは、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェットプリント法、レーザプリント法、レーザ熱転写法などのような多様な方法を利用して形成することができる。電子輸送領域ＥＴＲの厚さは、例えば、約１００ｎｍから約１５０ｎｍであってもよい。

実施形態の一つにおいて、電子輸送領域ＥＴＲは第２電子輸送物質を含むことができる。第２電子輸送物質は、上記三重項エネルギーの関係式を満足すれば特に限られない。例えば、Ａｌｑ₃（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）、１，３，５−トリ［（３−ピリジル）−フェン−３−イル］ベンゼン、２，４，６−トリス（３’−ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル−１−イルフェニル）−９，１０−ジナフチルアントラセン、ＴＰＢｉ（１，３，５−トリ（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェニル）、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、Ｂｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、ＴＡＺ（３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−テルト−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール）、ＮＴＡＺ（４−（ナフタレン−１−イル）−３，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール）、ｔＢｕ−ＰＢＤ（２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−テルトーブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、ＢＡｌｑ（ビス（２−メチル−８−キノリノラト−Ｎ１，Ｏ８）−（１，１’−ビフェニル−４−オラト）アルミニウム）、Ｂｅｂｑ₂（ベリリウムビス（ベンゾキノリン−１０−オラト）、ＡＤＮ（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、及びこれらの混合物を含んでもよい。

実施形態の一つにおいて、第２電子輸送物質は第１電子輸送物質と同じであってもよく、または異なってもよい。

電子輸送領域ＥＴＲは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。例えば、電子輸送領域ＥＴＲは電子注入層のＥＩＬまたは電子輸送層ＥＴＬの単一層の構造を有してもよく、電子注入物質と電子輸送物質からなる単一層構造を有してもよい。

図２及び図３を参照すると、電子輸送領域ＥＴＲは複数の有機層を含むことができる。図２を参照すると、電子輸送領域ＥＴＲは、第２発光層ＥＭＬ２から順番に積層された電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬを含んでもよい。図３を参照すると、電子輸送領域ＥＴＲは、第２発光層ＥＭＬ２から順番に積層されたバッファ層ＢＦＬ／電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬの構造を有しているが、電子輸送領域ＥＴＲの構成はこれらに限られない。

電子輸送領域ＥＴＲが複数の有機層を含む場合、第２発光層に隣接する有機層が第２電子輸送物質を含んでもよい。例えば、図３の場合、第２発光層ＥＭＬ２と接するバッファ層ＢＦＬは上述した第２電子輸送物質を含んでもよい。

電子輸送物質ＥＴＲの厚さは、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、例えば約１０ｎｍから約５０ｎｍであってもよい。電子輸送領域ＥＴＲの厚さが上述したような範囲を満足すれば、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる電子輸送特性が得られる。

電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬを含む場合、電子輸送領域ＥＴＲは、ＬｉＦ、ＬｉＱ（リチウムキノリナート）、Ｌｉ₂Ｏ、ＢａＯ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｙｂのようなランタン族金属、またはＲｂＣｌ、ＲｂＩのようなハロゲン化金属などをさらに含んでもよいが、電子輸送領域ＥＴＲに含まれる材料はこれに限られない。電子注入層ＥＩＬはまた、第２電子輸送物質と絶縁性の有機酸の金属塩（ｍｅｔａｌ ｓａｌｔ）が混合された物質からなる。有機酸の金属塩は、エネルギーバンドギャップ（ｅｎｅｒｇｙ ｂａｎｄ ｇａｐ）が約４ｅＶ以上の物質である。詳しくは、例えば、有機酸の金属塩は、金属酢酸塩（ｍｅｔａｌ ａｃｅｔａｔｅ）、金属安息香酸塩（ｍｅｔａｌ ｂｅｎｚｏａｔｅ）、金属アセト酢酸塩（ｍｅｔａｌ ａｃｅｔｏａｃｅｔａｔｅ）、金属アセチルアセトナート（ｍｅｔａｌ ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）、または金属ステアレート（ｍｅｔａｌ ｓｔｅａｒａｔｅ）を含む。電子注入層ＥＩＬの厚さは、約０．１ｎｍから約１００ｎｍ、約０．３ｎｍから約９ｎｍであってもよい。電子注入層ＥＩＬの厚さが上述したような範囲を満足すれば、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる電子注入特性が得られる。

電子輸送領域ＥＴＲは正孔阻止層を更に含むことができる。正孔阻止層は、例えば、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、及びＢｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）のうち少なくとも一つを含んでもよいが、正孔阻止層に含まれる材料はこれらに限られることはない。

第２電極ＥＬ２は、電子輸送領域ＥＴＲの上に提供される。第２電極ＥＬ２は、共通電極または陰極である。第２電極ＥＬ２は、透過型電極、半透過型電極、または反射型電極とすることができる。第２電極ＥＬ２が透過型電極であれば、第２電極ＥＬ２は透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどを含んでもよい。

第２電極ＥＬ２が半透過型電極または反射型電極の場合、第２電極ＥＬ２はＡｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらを含む化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含むことができる。あるいは、上記物質からなる反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどからなる透明導電膜を含む複数の層構造を有してもよい。

図示しないが、第２電極ＥＬ２は補助電極と連結されてもよい。第２電極ＥＬ２が補助電極と連結されることにより、第２電極ＥＬ２の抵抗に起因する電圧降下を軽減させることができる。

有機電解発光素子１０において、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２にそれぞれ電圧が印加されることで、第１電極ＥＬ１から注入された正孔（ｈｏｌｅ）は正孔輸送領域ＨＴＲを経て第１発光層ＥＭＬ１に移動し、第２電極ＥＬ２から注入された電子は電子輸送領域ＥＴＲを経て第１発光層ＥＭＬに移動する。電子と正孔は第１発光層ＥＭＬで再結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を生成し、励起子が励起状態から基底状態に緩和する際に発光を与えることができる。

有機電界発光素子１０が上面発光型であれば、第１電極ＥＬ１は反射型電極であって、第２電極はＥＬ２を透過型電極または半透過型電極とすることができる。有機電界発光素子１０が下面発光型であれば、第１電極ＥＬ１は透過型電極または半透過型電極とすることができ、第２電極はＥＬ２は反射型電極とすることができる。

以下、具体的な実施例及び比較例を介して本発明をより詳細に説明する。下記実施例は、本発明の理解を助けるための例示に過ぎず、本発明の範囲はこれに限ることはない。

（素子作成例１）
表１のように材料を使用して、実施例１の有機電界発光素子を下記のように作製した。

１２０ｎｍの厚さのＩＴＯ層が形成されたＩＴＯガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさに切り、イソプロピルアルコールと純水を利用して各１５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射し、オゾンに露出させて洗浄し、真空蒸着装置内に設置した。

ＩＴＯガラス基板の上に、公知の化合物ｍ−ＭＴＤＴＡを真空蒸着し、６０ｎｍの厚さでまず正孔注入層を形成した後、ＮＰＢを１０ｎｍの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した。

正孔輸送層の上に第１発光ホストと第１発光ドーパントを重量比９７：３で共蒸着し、３０ｎｍの厚さで第１発光層を形成した。

第１発光層の上に第１電子輸送物質と第２発光ドーパントを重量比９７：３で共蒸着し、１０ｎｍの厚さで第２発光層を形成した。

次に、第２発光層の上に電子輸送層として第２電子輸送物質を２０ｎｍの厚さで蒸着した後、この電子輸送層の上にハロゲン化アルカリ金属であるＬｉＦを電子注入層として１ｎｍの厚さで蒸着し、Ａｌを２００ｎｍ（第２電極）の厚さで真空蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成することで、有機電界発光素子を作製した。

（素子作成例２）
表１のように材料を使用して、比較例１の有機電界発光素子を下記のように制作した。

１２０ｎｍの厚さのＩＴＯ層が形成されたＩＴＯガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさに切り、イソプロピルアルコールと純水を利用して各１５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射し、オゾンに露出させて洗浄して、真空蒸着装置内に設置した。

ＩＴＯガラス基板の上に、まず公知の化合物ｍ−ＭＴＤＴＡを真空蒸着し、６０ｎｍの厚さで正孔注入層形成した後、ＮＰＢを１０ｎｍの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した。

正孔輸送層の上に第１発光ホストと第１発光ドーパントを重量比９７：３で共蒸着し、３０ｎｍの厚さで第１発光層を形成した。

次に、第１発光層の上に電子輸送層として第２電子輸送物質を２０ｎｍの厚さで蒸着した後、この電子輸送層の上にハロゲン化アルカリ金属であるＬｉＦを電子注入層として１ｎｍの厚さで蒸着し、Ａｌを２００ｎｍ（第２電極）の厚さで真空蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成することで、有機電界発光素子を作製した。

＜素子作製材料＞

実施例１及び比較例１による有機電界発光素子の駆動電圧、及び効率を測定し、結果の一部を表２に示す。

表２の結果を参照すると、実施例１は比較例１に比べ低駆動電圧化、高効率化されていることが分かる。実施例１の有機電界発光素子は、第１発光層、第２発光層、及び電子輸送領域を順番に含み、第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_a、第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_b、及び第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cがＴ１_a＜Ｔ１_b＜Ｔ１_cの関係を満足する。よって、三重項励起子が第１発光層ＥＭＬ１以外の層に拡散することを防止することができ、第１発光層ＥＭＬ１に束縛された三重項励起子は衝突融合で一重項励起子に変化され、素子の発光効率が向上される。

比較例１の有機電界発光素子は第２発光層を含まず、第１発光層ＥＭＬ１の三重項励起子が電子輸送領域に容易に拡散される。よって、実施例に比べ素子の発光効率が低下することが分かる。

本発明の実施形態の一つによる有機電界発光素子は、第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含む第１発光層、第２電子輸送物質を含む電子輸送領域、及び第１発光層と電子輸送領域との間に提供され、第１電子輸送物質及び第２発光ドーパントを含む第２発光層を含み、第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_a、第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_b、及び第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cをＴ１_a＜Ｔ１_b＜Ｔ１_cとなるように制御することで、素子の優れた効率を達成している。

これまで本発明の実施形態と実施例を説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須的特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施され得ることを理解できるはずである。よって、上述した実施形態と実施例は全ての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解すべきである。

１０：有機電界発光素子 ＥＬ１：第１電極
ＨＴＲ：正孔輸送領域 ＨＩＬ：正孔注入層
ＨＴＬ：正孔輸送層 ＥＭＬ１：第１発光層
ＥＭＬ２：第２発光層 ＥＴＲ：： 電子輸送領域
ＥＴＬ：電子輸送層 ＥＩＬ：電子注入層
ＥＬ２：第２電極

Claims (13)

1. 第１電極と、
   前記第１電極の上に提供される正孔輸送領域と、
   前記正孔輸送領域の上に提供され、第１発光ホスト及び第１発光ドーパントを含む第１発光層と、
   前記第１発光層の上に提供され、第１電子輸送物質及び第２発光ドーパントを含む第２発光層と、
   前記第２発光層の上に提供され、第２電子輸送物質を含む電子輸送領域と、
   前記電子輸送領域の上に提供される第２電極と、を含み、
   前記第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_a、前記第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_b、及び前記第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cは、Ｔ１_a＜Ｔ１_b＜Ｔ１_cの関係を満たす、有機電界発光素子。
2. 前記第２発光ドーパントと前記第１発光ホストの三重項エネルギーの差（Ｔ１_b−Ｔ１_a）は０．３ｅＶ以上である、請求項１に記載の有機電界発光素子。
3. 前記第２電子輸送物質と前記第２発光ドーパントの三重項エネルギーの差（Ｔ１_c−Ｔ１_b）は０．４ｅＶ以上である、請求項１に記載の有機電界発光素子。
4. 前記第１発光ホストの三重項エネルギーＴ１_aは１．３ｅＶ以上２．０ｅＶ以下である、請求項１に記載の有機電界発光素子。
5. 前記第２発光ドーパントの三重項エネルギーＴ１_bは１．７ｅＶ以上２．８ｅＶ以下である、請求項１に記載の有機電界発光素子。
6. 前記第２電子輸送物質の三重項エネルギーＴ１_cは２．２ｅＶ以上３．３ｅＶ以下である、請求項１に記載の有機電界発光素子。
7. 前記第１発光ホストは前記第１発光ドーパントによってドーピングされ、前記第１電子輸送物質は前記第２発光ドーパントにドーピングされ、前記第１発光ホストのドーピング率は、前記第１電子輸送物質のドーピング率以下である、請求項１に記載の有機電界発光素子。
8. 前記電子輸送領域は複数の有機層を含み、
   前記複数の有機層のうち前記第２発光層に隣接する有機層が前記第２電子輸送物質を含む、請求項１に記載の有機電界発光素子。
9. 前記電子輸送領域は、
   前記第２発光層の上に提供されるバッファ層と、
   前記バッファ層の上に提供される電子輸送層と、
   前記電子輸送層の上に提供される電子注入層と、を含み、
   前記バッファ層が前記第２電子輸送物質を含む、請求項１に記載の有機電界発光素子。
10. 前記第１発光層は、平面上で隣り合って配置される第１サブ発光層と、第２サブ発光層と、第３サブ発光層と、を含み、
    前記第１サブ発光層が前記第１発光ホスト及び前記第１発光ドーパントを含む、請求項１に記載の有機電界発光素子。
11. 前記第１発光ドーパントと前記第２発光ドーパントは同じ色の光を放出する、請求項１０に記載の有機電界発光素子。
12. 前記第１サブ発光層は青色発光層であり、前記第２サブ発光層は緑色発光層であり、前記第３サブ発光層は赤色発光層である、請求項１０に記載の有機電界発光素子。
13. 前記第１発光ホストは、下記化学式１で表される化合物を含み、
    前記化学式１において、
    Ａｒ₁及びＡｒ₂はそれぞれ独立して置換または非置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換または非置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ｒ₁及びＲ₂はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換または非置換のシリル基、置換または非置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換または非置換の炭素数１以上１０以下のアルコキシ基、置換または非置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換または非置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリールオキシ基、置換または非置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    ａ及びｂはそれぞれ独立して０以上４以下の整数である、請求項１に記載の有機電界発光素子。