TWI458382B - 有機電致發光元件 - Google Patents
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Description
本發明係關於有機電致發光元件，其具有於陽極以及陰極之間依序積層有電洞注入輸送層、發光層及電子注入輸送層的構造。
有機電致發光(以下，有時將電致發光簡稱為EL)元件，為了實現長壽命以及高效率化，通常採用使用具有電洞或電子之注入功能、輸送功能、阻擋(blocking)功能的材料，將數層積層而成之多層構造。另外，具有多層構造之有機EL元件，為了將電洞以及電子有效地封入發光層內，通常於電極與發光層之間，設置防止電洞或電子穿透至相對電極側之阻擋層。
然而，對於具有多層構造之有機EL元件有如下之擔憂，因於驅動中各層之界面會產生劣化，故而會導致發光效率降低、或元件劣化而使亮度降低“尤其，對於設置有阻擋層之有機EL元件，其於界面容易蓄積電荷，因此有於界面容易產生劣化而導致亮度劣化之擔憂。
為了抑制驅動中於各層之界面產生劣化之情況，提出有對電洞注入輸送層或電子注入輸送層所使用之材料進行處理之方法。
例如於專利文獻1中，為了改善自陽極之電洞之注入性以及自陰極之電子之注入性，提出有以有機化合物以及氧化性摻雜劑、或者有機化合物以及還原性摻雜劑、或者有
機化合物以及導電性微粒子構成有機半導體層(電洞注入輸送層或電子注入輸送層)之方法。
然而，專利文獻1中所記載之有機EL元件，於有機半導體層(電洞注入輸送層或電子注入輸送層)與有機發光層之間設置有無機電荷障壁層(阻擋層)，因此，如上所述，存在發光效率降低或元件劣化之擔憂。
另外，例如於專利文獻2中，為了降低將電洞自陽極注入有機化合物層(電洞注入輸送層)時之能量障壁，而揭示有於與陽極接觸之有機化合物層中摻雜電子接受性摻雜劑之方法。進而，例如於專利文獻3以及專利文獻4中，為了降低將電子自陰極注入有機化合物層(電子注入輸送層)時之能量障壁，而揭示有於與陰極接觸之有機化合物層中摻雜電子供應性摻雜劑之方法。
[專利文獻1]日本專利特開2000－315581號公報
[專利文獻2]日本專利特開平11－251067號公報
[專利文獻3]日本專利特開平10－270171號公報
[專利文獻4]日本專利特開平10－270172號公報
然而，為了有效地抑制發光效率之降低或元件之劣化，僅降低將電洞自陽極注入時之能量障壁、或將電子自陰極注入時之能量障壁下降並不充分，認為有效的是不具有防止電洞以及電子穿透至相對電極之層的元件構成。
本發明係鑑於上述實際情況而完成者，其目的在於提供
不具有防止電洞以及電子穿透至相對電極之層，且效率高、壽命長之有機EL元件。
本發明者等人鑑於上述實際情況而進行深入研究，結果發現：以相對於發光層之構成材料之離子化電位以及電子親和力並不防止電洞以及電子穿透至相對電極之方式，分別設定電子注入輸送層之構成材料之離子化電位及電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力，並適當選擇電洞注入輸送層、電子注入輸送層以及發光層各自所使用之材料，進一步將元件構成最佳化，藉此可獲得與習知之有機EL元件相比，效率更高且壽命更長之有機EL元件，從而完成了本發明。
此處，電子親和力係以基態之分子之能量E(0)與帶負電荷之陰離子狀態之能量E(－)之差值表示，將其記作為A。於氣體狀態(單分子)之情況下，加上g而表示為Ag，'於固體狀態(非晶性)之情況下，加上s而表示為As。
另外，離子化電位係以基態之分子之能量E(0)與帶正電荷之陽離子狀態之能量E(＋)之差值表示，將其記作為I。並且，與上述相同，於氣體狀態(單分子)之情況下，加上g而表示為Ig於固體狀態(非晶性)之情況下，加上s而表示為Is。
於氣體狀態(單分子)之情況下，電子親和力Ag係以Ag＝E(0)－E(－)表示，離子化電位Ig係以Ig＝E(＋)－E(0)表示。
於氣體狀態之情況下，以實驗方式難以求得Ag、Ig，但可根據分子軌道計算法而求得。例如，可利用分子軌道計算軟體Gaussian03，於B3LYP法中使用基底函數系6－31g(d)，將中性狀態之分子構造最佳化，對於其構造，針對電荷為正、負、中性之3種，於B3LYP法中利用6－311g＋＋(d,p)作為基底函數系，進行能量計算，從而求得上述陽離子狀態之能量E(＋)、基態之能量E(0)以及陰離子狀態之能量E(－)。另外，於該分子含有重原子之情況下，對於此原子，可使用ECP進行計算。例如，構造最佳化可使用LANL2DZ，能量計算可使用SBKJC VDZ等。
於如蒸鍍膜之固體狀態的情況下，若固體中之一個分子帶電荷，則會對其週邊分子引起介電極化。該週邊分子所產生之感應偶極所引起之電場會再次作用於原先帶電荷之分子，因此，此種電位(即，電化學電位)會產生偏移。此能量通常稱為極化能量P。因此，離子化電位以及電子親和力的固體狀態與氣體(單分子)狀態之差值與此P一致。固體狀態之離子化電位Is係由利用各材料之單體薄膜進行光電子分光或光電子產率分光所得之測定值而求得。根據此值，正電荷所接收之極化能量P＋可由Ig減去Is之值而求得。另外，於結晶之情況下，正電荷所接收之極化能量P＋與負電荷所接收之極化能量P－之間，由於其對象性不同而存在差異。另一方面，於非晶性之情況下，由於各分子係隨機配向，故正電荷所接收之極化能量P＋以及負電荷所接收之極化能量P－，於一階近似下對於
電洞及電子均為相同之值，因此，亦可認為P＋＝P－。
對於As，報告有利用逆光電子分光，藉由實驗而求得As等之情況，但As之定量較為困難。本發明中，係由所測定之Is及所算出之Ig而求得P＋，利用上述P＋＝P－之關係，推導出As＝Ag＋P－而推斷As。
圖1中，作為一例，顯示3－第三丁基－9,10－二(萘－2－基)蒽(TBADN)之能帶圖。藉由上述量子化學計算而求得氣體狀態(單分子)下之電子親和力Ag(0.82 eV)以及離子化電位Ig(6.56 eV)，Is(5.6 eV)藉由光量子收量分光裝置、理研計器AC－2而求得，根據其差值，得出P十＝P－＝0.96 eV，從而求得As＝1.78 eV。於本發明中以此方式推斷As之值。
本發明係提供一種有機EL元件，其具有陽極、形成於上述陽極上之電洞注入輸送層、形成於上述電洞注入輸送層上之發光層、形成於上述發光層上之電子注入輸送層以及形成於上述電子注入輸送層上之陰極；其特徵在於：將上述發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
、將上述電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3
時，Ip2
≧Ip3
，並且，將上述電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1
、將上述發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
時，Ea1
≧Ea2
。
根據本發明，可形成效率高、壽命長之有機EL元件，該有機EL元件之電子注入輸送層以及發光層之構成材料的離子化電位滿足Ip2
≧Ip3
，並且電洞注入輸送層以及發
光層之構成材料的電子親和力滿足Ea1
≧Ea2
，因此，驅動中之電洞注入輸送層、發光層以及電子注入輸送層之各層的界面不會蓄積無電荷，可抑制劣化。
另外，本發明係提供一種有機EL元件，其具有數個於相對向之陽極以及陰極之間依序積層有電洞注入輸送層、發光層及電子注入輸送層之發光單元，且於相鄰接之上述發光單元之間形成有電荷產生層；其特徵在於：將上述發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
、將上述電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3
時，Ip2≧Ip3
，並且，將上述電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1
、將上述發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
時，Ea1
≧Ea2
。
根據本發明，如上所述，電子注入輸送層以及發光層之構成材料之離子化電位為Ip2
≧Ip3
，並且電洞注入輸送層以及發光層之構成材料之電子親和力為Ea1
≧Ea2
，因此，可抑制驅動中之電洞注入輸送層、發光層、以及電子注入輸送層之各層之界面的劣化。另外，於陽極以及陰極之間，經由電荷產生層而形成有數個發光單元，故可於將電流密度保持為比較低之狀態下實現高亮度“因此，可形成高效率、高亮度、長壽命之有機EL元件。
於上述發明中，將上述電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip1
時，較佳為Ip1
<Ip2
。其原因在於，電洞自電洞注入輸送層向發光層輸送時，存在少量能量障壁，藉此可控制電洞向發光層之注入，而提高發光效率。
另外，於本發明中，將上述電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea3
時，較佳為Ea2
<Ea3
。其原因在於，電子自電子注入輸送層向發光層輸送時，存在少量能量障壁，藉此可控制電子向發光層之注入，而提高發光效率。
進而，於本發明中，上述電洞注入輸送層以及上述電子注入輸送層，較佳的是含有可輸送電洞以及電子之雙極材料。其原因在於，藉由將雙極材料用於電洞注入輸送層以及電子注入輸送層，可有效地控制驅動中之電洞注入輸送層、發光層、以及電子注入輸送層之界面的劣化。
於上述情況下，較佳的是上述電洞注入輸送層所含有之雙極材料與上述電子注入輸送層所含有之雙極材料相同。其原因在於，若此等雙極材料相同，則即使電洞穿透至電子注入輸送層，或電子穿透至電洞注入輸送層，此等層亦不易產生劣化。
另外，於上述情況下，上述發光層亦可含有可輸送電洞以及電子之雙極材料。於此情況下，較佳的是上述電洞注入輸送層所含有之雙極材料、上述電子注入輸送層所含有之雙極材料以及上述發光層所含有之雙極材料相同。其原因在於，如上所述，若此等雙極材料相同，則即使電洞穿透至電子注入輸送層，或電子穿透至電洞注入輸送層，此等層亦不易劣化。
另外，於本發明中，上述雙極材料較佳為二苯乙烯基芳烴(distyrylarene)衍生物、多芳香族化合物、芳香族縮合環化合物類、咔唑衍生物或雜環化合物。於此情況下，
上述雙極材料更佳為4,4’－雙(2,2－二苯基－乙烯－1－基)聯苯(DPVBi)、螺－4,4’－雙(2,2－二苯基－乙烯－1－基)聯苯(spiro－DPVBi)、4,4’－雙(咔唑－9－基)聯苯(CBP)、2,2’,7,7’－肆(咔唑－9－基)9,9’－螺－聯茀(spiro－CBP)、4，4’’－二(N－咔唑基)2,’3，,5’,6’－四苯基對聯三苯(CzTT)、1,3－雙(咔唑－9－基)苯(m－CP)、3－第三丁基－9,10－二(萘－2－基)蒽(TBADN)、或以下述式(I)所表示之化合物。
另外，於本發明中，上述電洞注入輸送層至少於與上述陽極之界面、或者至少於與上述陽極以及上述電荷產生層之界面，具有於電洞注入輸送層用有機化合物中混合有氧化性摻雜劑之區域；並且，上述電子注入輸送層至少於與上述陰極之界面、或者至少於與上述陰極以及上述電荷產生層之界面，具有於電子注入輸送層用有機化合物中混合有還原性摻雜劑之區域。其原因在於，藉此可縮小電洞自陽極注入電洞注入輸送層之障壁、以及電子自陰極注入電子注入輸送層之障壁，而降低驅動電壓。
於上述情況下，較佳的是上述氧化性摻雜劑係金屬氧化物。此時，更佳的是，上述金屬氧化物係MoO3
或V2
O5
。
另外，於上述情況下，較佳的是上述還原性摻雜劑係金
屬、金屬化合物或有機金屬錯合物中之任一種。此時，更佳的是上述金屬、金屬化合物或有機金屬錯合物含有功函數為4.2 eV以下之自包括鹼金屬、鹼土金屬、以及稀土類金屬之過渡金屬所組成群組中選擇之至少一種金屬。其原因在於，藉由將此等摻雜至電子注入輸送層用有機化合物中，可獲得良好之電子注入特性。
進而，於本發明中，亦可於上述電洞注入輸送層與上述發光層之間形成第2電洞注入輸送層，此時，較佳的是將上述第2電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea4
時，Ea1
≧Ea4
≧Ea2
，並且，將上述第2電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip4時，Ip1
<Ip4
<Ip2
。其原因在於，藉由設為Ea1
≧Ea4
≧Ea2
，可抑制驅動中之電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層以及發光層之界面的劣化。此外，藉由以滿足Ip1
<Ip4
<Ip2
之方式，於電洞注入輸送層與發光層之間形成第2電洞注入輸送層，可經由第2電洞注入輸送層，將電洞順利地自電洞注入輸送層輸送至發光層。
另外，於本發明中，亦可於上述電子注入輸送層與上述發光層之間形成第2電子注入輸送層，此時，較佳的是將上述第2電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip5
時，Ip2
≧Ip5
≧Ip3
，並且，將上述第2電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea5
時，Ea2
<Ea5
<Ea3
。其原因在於，藉由設為Ip2
≧Ip5
≧Ip3
，可抑制驅動中之電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層以及發光層之界面的
劣化。此外，藉由以滿足Ea2
<Ea5
<Ea3
之方式，於電子注入輸送層與發光層之間形成第2電子注入輸送層，可經由第2電子注入輸送層，將電子順利地自電子注入輸送層輸送至發光層。
進而，於本發明中，較佳的是上述發光層含有主體材料及發光摻雜劑，而上述發光層中之上述發光摻雜劑存在濃度分布。其原因在於，藉由使發光摻雜劑具有濃度分布，可實現注入發光層之電洞與電子之平衡。
另外，於本發明中，上述發光層亦可含有主體材料、兩種以上之發光摻雜劑。其原因在於，例如藉由使之含有與電子相比更容易輸送電洞之發光摻雜劑、及與電洞相比更容易輸送電子之發光摻雜劑，可實現注入發光層之電洞以與電子之平衡。此外，例如藉由進而含有於主體材料以及發光摻雜劑之激發能量之中間具有激發能量之發光摻雜劑，可順利地引起能量轉移。
根據本發明，藉由使電子注入輸送層及發光層之構成材料之離子化電位、以及電洞注入輸送層及發光層之構成材料之電子親和力滿足規定之關係，可發揮如下效果：可抑制驅動中之電洞注入輸送層、發光層、以及電子注入輸送層之各層之界面的劣化，實現高效率化，獲得穩定之壽命特性。
以下，對本發明之有機EL元件加以詳細說明。
本發明之有機EL元件根據層構成可分為2個實施態樣。以下，分為各個實施態樣而加以說明。
本發明之有機EL元件之第1實施態樣係具有：陽極、形成於上述陽極上之電洞注入輸送層、形成於上述電洞注入輸送層上之發光層、形成於上述發光層上之電子注入輸送層、形成於上述電子注入輸送層上之陰極；其特徵在於：將上述發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
、將上述電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3
時，Ip2
≧Ip3
，並且，將上述電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1
、將上述發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
時，Ea1
≧Ea2
。
針對本實施態樣之有機EL元件，一面參照圖式一面加以說明。
圖2係表示本實施態樣之有機EL元件之一例的概略剖面圖，圖3以及圖4分別係表示圖2所示之有機EL元件之能帶圖之一例的模式圖。
如圖2所例示，有機EL元件1於基板2上依序積層有陽極3、電洞注入輸送層4、發光層5、電子注入輸送層6及陰極7。
於此有機EL元件中，若將電洞注入輸送層4之離子化電位設為Ip1
、將發光層5之構成材料之離子化電位設為Ip2
、將電子注入輸送層6之構成材料之離子化電位設為Ip3
，可如圖3所例示，滿足Ip1
<Ip2
＝Ip3
，亦可如圖4所
例示，滿足Ip1
＝Ip2
＝Ip3
，雖未圖示，亦可滿足Ip2
>Ip1
、Ip2
>Ip3
。另外，若將電洞注入輸送層4之構成材料之電子親和力設為Ea1
、將發光層5之構成材料之電子親和力設為Ea2
、將電子注入輸送層6之構成材料之電子親和力設為Ea3
，可如圖3所例示滿足Ea1
＝Ea2
<Ea3
，亦可如圖4所例示，滿足Ea1
＝Ea2
＝Ea3
，雖未圖示亦可滿足Ea1
>Ea2
、Ea3
>Ea2
。
通常，此種有機EL元件滿足Ip2
≧Ip3
、Ea１
≧Ea2
，故難以於發光層內高效率地引起電荷再結合並產生激發狀態而使之放射失活，造成發光效率降低，或引起電洞以及電子穿透至相對電極，電子注入電洞注入輸送層，或電洞注入電子注入輸送層，故認定其壽命特性變差。然而，在本發明中，由於電子注入輸送層以及發光層之構成材料的離子化電位滿足Ip2
≧－Ip3
，並且電洞注入輸送層以及發光層之構成材料之電子親和力滿足Ea1
≧Ea2
，故而雖然引起電洞以及電子穿透至相對電極，但可於陽極以及陰極之間順利地輸送電洞以及電子，因此，可抑制'驅動中之電洞注入輸送層、發光層、以及電子注入輸送層之各層之界面的劣化。另外，藉由順利地輸送電洞以及電子，使電洞以及電子於整個發光層內再結合，故亦不存在電洞以及電子之再結合效率明顯降低之情況。因此，以電子注入輸送層以及發光層之構成材料之離子化電位成為滿足Ip2
≧Ip3
，且電洞注入輸送層以及發光層之構成材料之電子親和力成為滿足Ea1
≧Ea2
之方式，適當選擇電洞注入輸送層、電子注
入輸送層、以及發光層各自所使用之材料，藉此可實現高效率化，獲得顯著穩定之壽命特性。
圖5係表示本實施態樣之有機EL元件之一例的概略剖面圖，圖6以及圖7分別係表示圖5所示之有機EL元件之能帶圖之一例的模式圖。
於本發明中，如圖5所例示，可於電洞注入輸送層4與發光層5之間形成第2電洞注入輸送層8，另外亦可於電子注入輸送層6與發光層5之間形成第2電子注入輸送層9。
於此有機EL元件中，將電洞注入輸送層4之離子化電位設為Ip1
，將第2電洞注入輸送層8之離子化電位設為Ip4
，將發光層5之構成材料之離子化電位設為Ip2
，將電子注入輸送層6之構成材料之離子化電位設為Ip3
，將第2電子注入輸送層9之構成材料之離子化電位設為Ip5
，可如圖6所例示，滿足Ip2
>Ip4
>Ip1
、Ip2
>Ip5
>Ip3
，亦可如圖7所例示，滿足Ip2
>Ip4
>Ip1
、Ip2
＝Ip5
＝Ip3
。另外，將電洞注入輸送層4之構成材料之電子親和力設為Ea1
，將第2電洞注入輸送層8之構成材料之電子親和力設為Ea4
，將發光層5之構成材料之電子親和力設為Ea2
，將電子注入輸送層6之構成材料之電子親和力設為Ea3
，將第2電子注入輸送層9之構成材料之電子親和力設為Ea5
，可如圖6所例示，滿足Ea1
>Ea4
>Ea2
、Ea3
>Ea5
>Ea2
，亦可如圖7所例示，滿足Ea1
＝Ea4
＝Ea2
、Ea3
>Ea5
>Ea2
。
於此種有機EL元件中，電子注入輸送層、第2電子注
入輸送層以及發光層之構成材料之離子化電位滿足Ip2
≧Ip5
≧Ip3
，並且電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層以及發光層之構成材料之電子親和力滿足Ea1
≧Ea4
≧Ea2
，故與上述情況相同，可抑制驅動中之電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層、發光層、第2電子注入輸送層、以及電子注入輸送層之各層之界面的劣化。因此，可獲得效率高、壽命長之有機EL元件。
另外，於發光層之構成材料之能帶間隙能量較大之情況下，當電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位Ip1
與發光層之構成材料之離子化電位Ip2
之差值較大時，以滿足Ip1
<Ip4
<Ip2
之方式，於電洞注入輸送層與發光層之間形成第2電洞注入輸送層，藉此可經由第2電洞注入輸送層，將電洞順利地自電洞注入輸送層輸送至發光層。
另一方面，於發光層之構成材料之能帶間隙能量較大之情況下，當電子注入輸送層之構成材料之電子親和力Ea3
與發光層之構成材料之電子親和力Ea2
之差值較大時，以滿足Ea2
<Ea5
<Ea3
之方式，於電子注入輸送層與發光層之間形成第2電子注入輸送層，藉此可經由第2電子注入輸送層，將電子順利地自電子注入輸送層輸送至發光層。
於本發明中，並未設置習知之阻擋層，故亦認為，如上所述，難以於發光層內使電洞以及電子高效率地再結合。因此，為了提升發光效率，較為有效的是將元件構成最佳化。例如，(1)使發光層之膜厚變得較厚；(2)使其滿足Ip1
<Ip2
；(3)使其滿足Ea2
<Ea3
；(4)於發光層含有主體
材料及發光摻雜劑之情況下，使主體材料之能帶間隙內含有發光摻雜劑之能帶間隙；(5)於發光層含有主體材料及發光摻雜劑之情況下，使發光層中之發光摻雜劑存在濃度分布；(6)形成第2電洞注入輸送層；(7)形成第2電子注入輸送層；藉此可提升發光效率。
以下，對本實施態樣之有機EL元件中之各構成加以說明。
於本發明中，將發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
、將電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3
時，Ip2
≧Ip3
，並且，將電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1
、將發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
時，Ea1
≧Ea2
。
而且，所謂各層之構成材料之離子化電位，於各層由單一材料構成之情況下，係指此材料之離子化電位；另外，於各層由主體材料及摻雜劑構成之情況下，係指主體材料之離子化電位。另外，同樣地，所謂各層之構成材料之電子親和力，於各層由單一材料構成之情況下，係指此材料之電子親和力；另外於各層由主體材料及摻雜劑構成之情況下，係指主體材料之電子親和力。
關於發光層以及電子注入輸送層之構成材料的離子化電位之關係，將發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
、將電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3
時，滿足Ip2
≧Ip3
即可，其中較佳為Ip2
>Ip3
。其原因在
於，若Ip2
>Ip3
且Ea2
<Ea3
，則可使發光層之構成材料之能帶間隙能量變得較大，因此，例如於發光層含有主體材料及發光摻雜劑之情況下為了提升發光效率，可以主體材料以及發光摻雜劑之離子化電位以及電子親和力滿足規定之關係的方式，而容易地選擇主體材料以及發光摻雜劑。
於Ip2
>Ip3
之情況下，作為Ip2
與Ip3
之差值，其根據發光層以及電子注入輸送層之構成材料而有所不同，具體而言，較佳為0.2 eV以上。
另外，關於電洞注入輸送層以及發光層之構成材料之離子化電位的關係，將電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip1
、將發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
時，通常滿足Ip1
≦Ip2
。其中，較佳為Ip1
<Ip2
。其原因在於，自電洞注入輸送層向發光層輸送電洞時，藉由存在少量之能量障壁，可控制電洞之注入，而提高發光效率。
於Ip1
<Ip2
之情況下，作為Ip1
與Ip2
之差值，其根據電洞注入輸送層以及發光層之構成材料而有所不同，具體而言，較佳為0.2 eV以上。
而且，即使於Ip1
以及Ip2
之差值較大之情況下，若使驅動電壓較高，則可自電洞注入輸送層向發光層輸送電洞。
關於電洞注入輸送層以及發光層之構成材料之電子親和力的關係，將電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1
、將發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
時，
滿足Ea1
≧Ea2
即可，其中，較佳為Ea1
>Ea2
。其原因在於，若Ea1
>Ea2
且Ip1
<Ip2
，可使發光層之構成材料之能帶間隙能量變得較大，因此，例如於發光層含有主體材料及發光摻雜劑之情況下，為了提升發光效率，可以主體材料以及發光摻雜劑之離子化電位以及電子親和力滿足規定之關係之方式，選擇主體材料以及發光摻雜劑。
於Ea1
>Ea2
之情況下，作為Ea1
與Ea2
之差值，其根據電洞注入輸送層以及發光層之構成材料而有所不同，具體而言，較佳為0.2 eV以上。
另外，關於發光層以及電子注入輸送層之構成材料之電子親和力的關係，將發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
、將電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea3
時，通常滿足Ea2
≦Ea3
。其中，較佳的是滿足Ea2
<Ea3
。其原因在於，自電子注入輸送層向發光層輸送電子時，藉由存在少量之能量障壁，可控制電子之注入，而提高發光效率。
於Ea2
<Ea3
之情況下，作為Ea2
與Ea3
之差值，其根據發光層以及電子注入輸送層之構成材料而有所不同，具體而言，較佳為0.2 eV以上。
而且，即使於Ea2
以及Ea3
之差值較大之情況下，若使驅動電壓較高，則可自電子注入輸送層向發光層輸送電子。
於電洞注入輸送層與發光層之間形成有第2電洞注入輸送層之情況下，關於電洞注入輸送層、第2電洞注入輸
送層、以及發光層之電子親和力的關係，將電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1
、將第2電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea4
、將發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
時，較佳的是滿足Ea1
≧Ea4
≧Ea2
。其原因在於，藉此可抑制驅動中之電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層、以及發光層之各層之界面的劣化。
另外，於電洞注入輸送層與發光層之間形成有第2電洞注入輸送層之情況下，關於電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層、以及發光層之離子化電位的關係，將電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip1
、將第2電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip4
、將發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
時，通常滿足Ip1
≦Ip4
≦Ip2
。其中，較佳的是滿足Ip1
<Ip4
<Ip2
。其原因在於，於Ip2
與Ip2
之差值較大之情況下，難以自電洞注入輸送層向發光層輸送電洞，以滿足Ip1
<Ip4
<Ip2
之方式，於電洞注入輸送層與發光層之間形成第2電洞注入輸送層，藉此可經由第2電洞注入輸送層，順利地自電洞注入輸送層向發光層輸送電洞。此外，自電洞注入輸送層向第2電洞注入輸送層輸送電洞、以及自第2電洞注入輸送層向發光層輸送電洞時，藉由存在少量之能量障壁，可控制電洞之注入，而提高發光效率。
於Ip1
<Ip4
<Ip2
之情況下，作為Ip1
與Ip4
之差值、以及Ip4
與Ip2
之差值，根據電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層、以及發光層之構成材料而有所不同，具體而
言，較佳的是分別為0.2 eV以上，更佳的是在0.2 eV~0.5 eV之範圍內。
於電子注入輸送層與發光層之間形成有第2電子注入輸送層之情況下，關於電子注入輸送層、第2電子注入輸送層、以及發光層之離子化電位的關係，將發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
、將第2電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip5
、將電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3
時，較佳的是滿足Ip2
≧Ip5
≧Ip3
。其原因在於，藉此可抑制'驅動中之電子注入輸送層、第2電子注入輸送層、以及發光層之各層之界面的劣化。
另外，於電子注入輸送層與發光層之間形成有第2電子注入輸送層之情況下，關於電子注入輸送層、第2電子注入輸送層、以及發光層之電子親和力之關係，將發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
、將第2電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea5
、將電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea3時，通常可滿足Ea2
≦Ea5
≦Ea3
。其中，較佳的是滿足Ea2
<Ea5
<Ea3
。其原因在於，於Ea2
與Ea3
之差值較大之情況下，難以自電子注入輸送層向發光層輸送電子，以滿足Ea2
<Ea5
<Ea3
之方式於電子注入輸送層與發光層之間形成第2電子注入輸送層，可經由第2電子注入輸送層，順利地自電子注入輸送層向發光層輸送電子。此外，自電子注入輸送層向第2電子注入輸送層輸送電子、以及自第2電子注入輸送層向發光層輸送電子輸送時，藉由存在少量之能量障壁，可控制電子之
注入，而提高發光效率。
於滿足Ea2
<Ea5
<Ea3
之情況下，作為Ea2
與Ea5
之差值、以及Ea5
與Ea3
之差值，根據電子注入輸送層、第2電子注入輸送層、以及發光層之構成材料而有所不同，具體而言，較佳的是分別為0.2 eV以上，更佳的是在0.2 eV~0.5 eV之範圍內。
而且，各層之構成材料之離子化電位以及電子親和力可藉由如下方式獲得。
首先，利用分子軌道計算軟體Gaussian03，針對上述構成材料，算出單分子之離子化電位以及電子親和力。具體而言，使用分子軌道計算軟體Gaussian03，以B3LYP/6－31g(d)，將中性狀態下之構造最佳化，對電荷為正、負、中性之3種情況，藉由B3LYP/6－311g＋＋(d,p)進行能量計算，算出其等之差值，藉此可求得單分子之離子化電位以及電子親和力。
接著，藉由真空蒸鍍法將上述構成材料製成膜，藉由UPS(紫外光電子分光)、或理研計器製作所(股)製造之紫外光電子分光測量儀AC－2或AC－3，而求得此蒸鍍膜之離子化電位。繼而，自單分子之電子親和力減去單分子之離子化電位與蒸鍍膜之離子化電位之差值，算出蒸鍍膜之電子親和力。一般而言，離子化電位以及電子親和力於單分子及固體時，表現出不同之值，但其取決於固體之極化能量分之差值。固體之極化能量無論對於電洞或對於電子，於一次近似下均取相同之值。因此，藉由取單分子之離子
化電位與固體之離子化電位之差值，而求得相對於電洞之極化能量，藉由自單分子之電子親和力減去相對於此電洞之極化能量之值，可推斷固體之電子親和力。
而且，關於蒸鍍膜之離子化電位以及電子親和力，測定誤差為±0.1 eV左右。
並且，將如此獲得之蒸鍍膜之離子化電位以及電子親和力設為各層之構成材料之離子化電位以及電子親和力。
本發明中所使用之電洞注入輸送層係形成於陽極與發光層之間，其具有將電洞自陽極穩定地注入或輸送至發光層之功能。
作為電洞注入輸送層，可為具有電洞注入功能之電洞注入層、以及具有電洞輸送功能之電洞輸送層中之任一者，或者亦可為具有電洞注入功能以及電洞輸送功能之兩種功能之單一層。
作為電洞注入輸送層之構成材料，若為可將自陽極注入之電洞穩定地輸送至發光層內的材料，則並無特別限定，除了上述發光層之發光材料所例示之化合物以外，亦可使用：芳胺類；星型(starburst)胺類；酞菁類；氧化釩、氧化鉬、氧化釘、氧化鋁等氧化物；非晶形碳、聚苯胺、聚噻吩、聚苯乙炔等導電性高分子以及該等之衍生物。聚苯胺、聚噻吩、聚苯乙炔等導電性高分子以及該等之衍生物中亦可摻雜入酸。具體而言，可舉出N,N’－雙(萘－1－基)N,N’－雙(苯基)聯苯胺(α－NPD)、4,4,4－參(3－甲基苯
基苯基胺基)三苯基胺(MTDATA)聚(3,4－伸乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)、聚乙烯咔唑(PVCz)等。
其中，電洞注入輸送層之構成材料較佳為可輸送電洞以及電子之雙極材料。
而且，所謂雙極材料，係可穩定地輸送電洞以及電子之任一種的材料，係指：於使用材料中摻雜有還原性摻雜劑者而製作電子之單極元件之情況下，可穩定地輸送電子，並且於使用材料中摻雜有氧化性摻雜劑者而製作電洞之單極元件之情況下，可穩定地輸送電洞的材料。製作單極元件時，具體而言，可使用於材料中摻雜有Cs或8－羥基喹啉鋰(Liq)作為還原性摻雜劑者，而製作電子之單極元件，可使用材料中摻雜有V2
O5
或MoO3
作為氧化性摻雜劑者，而製作電洞之單極元件。
藉由將此種雙極材料用於電洞注入輸送層，可有效抑制驅動中之發光層以及電洞注入輸送層之界面的劣化。
作為雙極材料，例如可舉出二苯乙烯基芳烴衍生物、多芳香族化合物、芳香族縮合環化合物類、咔唑衍生物、雜環化合物等。具體而言，可舉出以下述式所表示之4,4’－雙(2,2－二苯基乙烯－1－基)聯苯(DPVBi)螺－4,4’－雙(2,2－二苯基乙烯－1－基)聯苯(spiro－DPVBi)、spiro－6P、4,4’－雙(咔唑－9－基)聯苯(CBP)、2,2’,7,7’－肆(咔唑－9－基)9,9’－螺－聯茀(spiro－CBP)、4,4’’－二(N－咔唑基)2’,3’,5’,6’－四苯基對三聯苯(CzTT)、1,3－雙(咔唑－9－基)苯(m－CP)、3－第三丁基－9,10－二(萘－2－基)蒽
(TBADN)、以及此等之衍生物等。
而且，經確認可藉由上述手法而輸送電洞以及電子之兩載子之材料，均可用作本發明中之雙極材料。
另外，於電洞注入輸送層以及下述之電子注入輸送層均含有雙極材料之情況下，電洞注入輸送層以及電子注入輸送層所含有之雙極材料可相同亦可不同。其中，較佳的是電洞注入輸送層以及電子注入輸送層所含有之雙極材料相同。其原因在於，若此等雙極材料相同，則即使電洞穿透至電子注入輸送層、電子穿透至電洞注入輸送層，此等層亦不易產生劣化。另外，藉由真空蒸鍍法等將此等層製成膜之情況下，可使用共通之蒸鍍源，此於製造步驟上較
為有利
進而於電洞注入輸送層、電子注入輸送層以及發光層均含有雙極材料之情況下，電洞注入輸送層、電子注入輸送層以及發光層所含有之雙極材料可相同亦可不同。其中，較佳的是電洞注入輸送層、電子注入輸送層以及發光層所含有之雙極材料相同。其原因在於，若此等雙極材料相同，則如上所述，即使電洞穿透至電子注入輸送層、電子穿透至電洞注入輸送層，此等層亦不易產生劣化。另外，藉由真空蒸鍍法等將此等層製成膜之情況下，可使用共通之蒸鍍源，此於製造步驟上較為有利。
於上述電洞注入輸送層之構成材料為有機材料(電洞注入輸送層用有機化合物)之情況下，較佳的是電洞注入輸送層至少於與陽極之界面，具有於上述電洞注入輸送層用有機化合物中混合有氧化性摻雜劑之區域。其原因在於，藉由使電洞注入輸送層至少於與陽極之界面具有於電洞注入輸送層用有機化合物中混合有氧化性摻雜劑之區域，可使自陽極向電洞注入輸送層之電洞注入障壁減小，而降低驅動電壓。
於有機EL元件中，自陽極向基本上為絕緣物之有機層注入電洞之過程，係陽極表面之有機化合物之氧化，亦即自由基陽離子狀態之形成(Phys.Rev.Lett.,14,229(1965))。藉由預先將使有機化合物氧化之氧化性摻雜劑摻雜於接觸陽極之電洞注入輸送層中，可降低注入來自陽極之電洞時之能量障壁。因於
摻雜有氧化性摻雜劑之電洞注入輸送層中存在被氧化性摻雜劑氧化之狀態(即供應電子之狀態)之有機化合物，故電洞注入能量障壁較小，與習知之有機EL元件相比，可使驅動電壓降低。
作為氧化性摻雜劑，若為具有使電洞注入輸送層用有機化合物氧化之性質者，則並無特別限定，通常使用電子接受性化合物。
作為電子接受性化合物，可使用無機物以及有機物中之任一種。於電子接受性化合物為無機物之情況下，例如，可舉出三氯化鐵(ferric chloride)氯化鋁、氯化鎵、氯化銦、五氯化銻、三氧化鉬(MoO3
)、五氧化釩(V2
O5
)等路易斯酸。另外，於電子接受性化合物為有機物之情況下，例如可舉出三硝基茀酮等。
其中，作為電子接受性化合物，較佳為金屬氧化物，適合使用MoO3
、V2
O5
。
電洞注入輸送層具有於電洞注入輸送層用有機化合物中混合有氧化性摻雜劑之區域之情況下，電洞注入輸送層至少於與陽極之界面具有上述區域即可，例如，於電洞注入輸送層中，可均勻地摻雜氧化性摻雜劑，亦可以氧化性摻雜劑之含量自發光層側向陽極側連續性地增多之方式，摻雜氧化性摻雜劑，亦可僅於電洞注入輸送層與陽極之界面，局部地摻雜氧化性摻雜劑。
電洞注入輸送層中之氧化性摻雜劑濃度並無特別限定，較佳為電洞注入輸送層用有機化合物與氧化性摻雜劑
之莫耳比率，在電洞注入輸送層用有機化合物：氧化性摻雜劑＝1：0.1~1：10之範圍內。其原因在於，若氧化性摻雜劑之比率未滿上述範圍，則存在被氧化性摻雜劑氧化之電洞注入輸送層用有機化合物之濃度會過低，而無法充分獲得摻雜效果之情況。此外，若氧化性摻雜劑之比率超出上述範圍，則電洞注入輸送層中之氧化性摻雜劑濃度會遠遠超出電洞注入輸送層用有機化合物濃度，被氧化性摻雜劑氧化之電洞注入輸送層用有機化合物之濃度會極度地降低，故同樣存在無法充分獲得摻雜效果之情況。
作為電洞注入輸送層之成膜方法，例如可舉出真空蒸鍍法、濺鍍法等乾式法，或者印刷法、噴墨法、旋塗法、澆鑄法、浸漬法、棒塗法、刮塗法、輥塗法、凹版塗佈法、快乾印刷法(flexographic printing)、噴塗法等濕式法等。
其中，作為摻雜有氧化性摻雜劑之電洞注入輸送層之成膜方法，較佳的是使用使電洞注入輸送層用有機化合物與氧化性摻雜劑共蒸鍍之方法。於此共蒸鍍之方法中，可將三氯化鐵、氯化銦等飽和蒸氣壓比較低之氧化性摻雜劑放入坩鍋內，藉由一般之電阻加熱法而進行蒸鍍。另一方面，即使於常溫下，但因蒸氣壓較高而未將真空裝置內之氣壓保持為規定之真空度以下之情況下，可如針閥或質量流量控制器般，控制孔口(orifice)(開口徑)而控制蒸氣壓，或者將試料保持部分製成可獨立控制溫度之構造，藉由冷卻而控制蒸氣壓。
另外，作為以氧化性摻雜劑之含量自發光層側向陽極側連續性地增多之方式而於電洞注入輸送層用有機化合物中混合氧化性摻雜劑之方法，例如可使用與上述電洞注入輸送層用有機化合物與氧化性摻雜劑之蒸鍍速度連續性地變化之方法。
作為電洞注入輸送層之厚度，若為可充分發揮自陽極注入電洞、向發光層輸送電洞之功能的厚度，則並無特別限定，具體而言，可設定為0.5 nm~1000 nm左右，其中較佳的是在5 nm~500 nm之範圍內。
另外，對於摻雜有氧化性摻雜劑之電洞注入輸送層之厚度，並無特別限定，較佳為0.5 nm以上。摻雜有氧化性摻雜劑之電洞注入輸送層，即使於無電場之狀態下，電洞注入輸送層用有機化合物亦以自由基陽離子之狀態存在，作為內部電荷而發揮作用，故膜厚並無特別限定。另外，即使將摻雜有氧化性摻雜劑之電洞注入輸送層製成厚膜，亦不會導致元件之電壓上升，故藉由將陽極以及陰極之間的距離設定為大於一般之有機EL元件之情況，可大幅減少短路之危險性。
本發明中所使用之電子注入輸送層係形成於陰極與發光層之間，且具有將電子穩定地自陰極注入或輸送至發光層之功能。
作為電子注入輸送層，可為具有電子注入功能之電子注入層、以及具有電子輸送功能之電子輸送層中之任一者，
或者亦可為具有電子注入功能以及電子輸送功能之兩種功能的單一層。
作為電子注入層之構成材料，若為可使電子穩定地注入發光層內之材料，則並無特別限定，除了上述發光層之發光材料所例示之化合物以外，亦可舉出Ba、Ca、Li、Cs、Mg、Sr等鹼金屬或鹼土金屬之單質；氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、氟化鋇、氟化鋰、氟化銫等鹼金屬或鹼土金屬之氟化物；鋁鋰合金等鹼金屬之合金；氧化鎂、氧化鍶、氧化鋁等金屬氧化物；聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯磺酸鈉等鹼金屬之有機錯合物等。
另外，作為電子輸送層之構成材料，若為可將自陰極注入之電子輸送至發光層內之材料，則並無特別限定，例如可舉出bathocuproin(2,9－二甲基－4,7－二苯基－1,10－啡啉，BCP)、bathophenanthroline(4,7－二苯基－1,10－啡啉，Bpehn)等啡啉衍生物；三唑衍生物、二唑衍生物、參(8－羥基喹啉)鋁(Alq3)等喹啉酚鋁錯合物等。
其中，電子注入輸送層之構成材料較佳為可輸送電洞以及電子之雙極材料。藉由將雙極材料用於電子注入輸送層，可有效抑制驅動中之發光層以及電子注入輸送層之界面的劣化。
而且，關於雙極材料，已記載於上述電洞注入輸送層之項中，故此處省略說明。
上述電子注入輸送層之構成材料為有機化合物(電子注入輸送層用有機化合物)之情況下，較佳為電子注入輸送
層至少於與陰極之界面，具有於上述電子注入輸送層用有機化合物中混合有還原性摻雜劑之區域。其原因在於，藉由使電子注入輸送層至少於與陰極之界面，具有於電子注入輸送層用有機化合物中混合有還原性摻雜劑之區域，可使自陰極向電子注入輸送層之電子注入障壁變小，而降低驅動電壓。
於有機EL元件中，自陰極向基本上為絕緣物之有機層注入電子之過程，係陰極表面之有機化合物之還原，亦即自由基陰離子狀態之形成(Phys.Rev.Lett.,14,229(1965))。藉由預先將還原有機化合物之還原性摻雜劑摻雜至與陰極接觸之電子注入輸送層中，可降低注入來自陰極之電子時之能量障壁。因於電子注入輸送層中存在被還原性摻雜劑還原之狀態(即接受電子、注入電子之狀態)之有機化合物，故電子注入能量障壁較小，與習知之有機EL元件相比，可使驅動電壓降低。進而，陰極可使用通常可穩定用作配線材之Al之類的金屬。
作為還原性摻雜劑，若為具有還原電子注入輸送層用有機化合物之性質者，則並無特別限定，通常使用電子供應性化合物。
作為電子供應性化合物，較佳的是使用金屬(金屬單質)、金屬化合物或有機金屬錯合物。作為金屬(金屬單質)、金屬化合物或有機金屬錯合物，可舉出自含有自包括鹼金屬、鹼土金屬、以及稀土類金屬之過渡金屬所組成
群組中選擇之至少一種金屬者。其中，較佳為含有功函數為4.2 eV以下且自包括鹼金屬、鹼土金屬、以及稀土類金屬之過渡金屬所組成群組中選擇之至少一種金屬者。作為此種金屬(金屬單質)，例如可舉出Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Mg、Sm、Gd、Yb、W等。另外，作為金屬化合物，例如可舉出Li2
O、Na2
O、K2
O、Rb2
O、Cs2
O、MgO、CaO等金屬氧化物；LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2
、CaF2
、SrF2
、BaF2
、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2
、CaCl2
、SrCl2
、BaCl2
等金屬鹽等。作為有機金屬錯合物，例如可舉出含有W之有機金屬化合物、8－羥基喹啉鋰(Liq)等。其中，較佳的是使用Cs、Li、Liq。其原因在於，藉由將此等摻雜至電子注入輸送層用有機化合物中，可獲得良好之電子注入特性。
於電子注入輸送層具有於電子注入輸送層用有機化合物中混合有還原性摻雜劑之區域之情況下，電子注入輸送層至少於與陰極之界面具有上述區域即可，例如，可於電子注入輸送層中均勻地摻雜還原性摻雜劑，亦可以還原性摻雜劑之含量自發光層側向陰極側連續性地增多之方式，摻雜還原性摻雜劑，亦可僅於電子注入輸送層之與陰極之界面，局部地摻雜還原性摻雜劑。
電子注入輸送層中之還原性摻雜劑濃度，並無特別限定，較佳為0.1~99重量%左右。其原因在於，若還原性摻雜劑濃度未滿上述範圍，則被還原性摻雜劑還原之電子注入輸送層用有機化合物之濃度會過低，而存在無法充分
獲得摻雜效果之情況。此外，若還原性摻雜劑濃度超出上述範圍，則電子注入輸送層中之還原性摻雜劑濃度遠遠超出電子注入輸送層用有機化合物濃度，被還原性摻雜劑還原之電子注入輸送層用有機化合物之濃度極端下降，故同樣存在無法充分獲得摻雜效果之情況。
作為電子注入輸送層之成膜方法，例如可舉出真空蒸鍍法、濺鍍法等乾式法，或者印刷法、噴墨法、旋塗法、澆鑄法、浸塗法、棒塗法、刮塗法、輥塗法、凹版塗佈法、快乾印刷法、噴塗法等濕式法等。
其中，作為摻雜有還原性摻雜劑之電子注入輸送層之成膜方法，較佳的是使用使上述電子注入輸送層用有機化合物與還原性摻雜劑共蒸鍍之方法。
而且，於藉由塗佈溶液可形成薄膜之情況下，作為摻雜有還原性摻雜劑之電子注入輸送層之成膜方法，可使用旋塗法或浸塗法等。於此情況下，可將電子注入輸送層用有機化合物及還原性摻雜劑，分散於非活性聚合物中而進行使用。
另外，作為以還原性摻雜劑之含量自發光層側向陰極側連續性地增多之方式而於電子注入輸送層用有機化合物中混合還原性摻雜劑之方法，例如可使用使上述電子注入輸送層用有機化合物與還原性摻雜劑之蒸鍍速度連續性地變化之方法。
作為電子注入層之厚度，若為可充分發揮電子注入功能之厚度，則並無特別限定。另外，作為電子輸送層之厚度，
若為可充分發揮電子注入功能之厚度，則並無特別限定。
另外，對於摻雜有還原性摻雜劑之電子注入輸送層之厚度，並無特別限定，較佳的是在0.1 nm~300 nm之範圍內，更佳的是在0.5 nm~200 nm之範圍內。其原因在於，若厚度未滿上述範圍，則存在於陰極界面附近之被還原性摻雜劑還原之電子注入輸送層用有機化合物的量較少，因此，存在無法充分獲得摻雜效果之情況。此外，若厚度超出上述範圍，則可能使電子注入輸送層整體之膜厚變得過厚，而導致驅動電壓上升。
本發明中所使用之發光層係具有提供電子與電洞再結合之場所而進行發光之功能者。作為發光層之構成材料，可舉出色素系材料、金屬錯合物系材料、高分子系材料。
作為色素系材料，例如可舉出環戊二烯衍生物、四苯基丁二烯衍生物、三苯基胺衍生物、二唑衍生物、吡唑并喹啉衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、二苯乙烯基芳烴衍生物、噻咯(silole)衍生物、噻吩環化合物、吡啶環化合物、哌瑞酮(perinone)衍生物、苝衍生物、低聚噻吩衍生物、三富馬醯基胺衍生物、香豆素(coumalin)衍生物、二唑二聚物、吡唑啉二聚物等。
作為金屬錯合物系材料，例如可舉出喹啉酚鋁錯合物、苯并喹啉酚鈹錯合物、苯并唑鋅錯合物、苯并噻唑鋅錯合物、偶氮甲基鋅錯合物、卟啉鋅錯合物、銪錯合物、銥金屬錯合物、鉑金屬錯合物等於中心金屬上具有Al、Zn、
Be、Ir、Pt等或Tb、Eu、Dy等稀土類金屬，且於配位基上具有二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯并咔唑、喹啉構造等的金屬錯合物等。具體而言，可使用三(8－羥基喹啉)鋁(Alq3)。
作為高分子系材料，例如可舉出聚對苯乙炔衍生物、聚噻吩衍生物、聚對伸苯基衍生物、聚矽烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚乙烯咔唑、聚茀酮衍生物、聚茀衍生物、聚喹啉衍生物、聚二烷基茀衍生物、以及該等之共聚合體等。另外，亦可舉出使上述色素系材料以及金屬錯合物系材料高分子化而成者。
另外，發光層之構成材料亦可為雙極材料。其原因在於，藉由將雙極材料用於發光層，可有效抑制驅動中之電洞注入輸送層、發光層、以及電子注入輸送層之各層之界面的劣化。
此發光層所使用之雙極材料，可為其自身可進行螢光發光或磷光發光之發光材料，亦可為摻雜有下述發光摻雜劑之主體材料。
而且，關於雙極材料，已記載於上述電洞注入輸送層之項中，故此處省略說明。
另外，於發光層中，以提升發光效率、改變發光波長等為目的，亦可添加可進行螢光發光或磷光發光之發光摻雜劑。即，發光層亦可含有上述色素系材料、金屬錯合物系材料、高分子系材料、雙極材料等主體材料、發光摻雜劑。
作為發光摻雜劑，例如，可舉出苝衍生物、香豆素衍生
物、紅螢烯衍生物、喹吖啶酮(quinacridone)衍生物、角鯊烯鎓(squalium)衍生物、卟啉衍生物、苯乙烯基色素、四(tetracene)衍生物、吡唑啉衍生物、十環烯(decacyclene)、吩酮(phenoxazone)、喹啉衍生物、咔唑衍生物、茀衍生物等。
於發光層含有主體材料及發光摻雜劑之情況下，較佳的是將主體材料之電子親和力設為Agh
、將發光摻雜劑之電子親和力設為Agd
時，Agh
<Agd
，並且，將主體材料之離子化電位設為Igh
、將發光摻雜劑之離子化電位設為Igd時，Igh
>Igd
。其原因在於，於主體材料及發光摻雜劑之電子親和力以及離子化電位滿足上述關係之情況下，電洞以及電子可被發光摻雜劑捕捉，故可提升發光效率。
此處，構成發光層之主體材料以及發光摻雜劑之單分子中之離子化電位以及電子親和力，可以如下方式獲得。
首先，利用分子軌道計算軟體Gaussian03，針對上述構成材料，算出單分子之離子化電位以及電子親和力。具體而言，使用分子軌道計算軟體Gaussian03，以B3LYP/6－31g(d)，將中性狀態之構造最佳化，對電荷為正、負、中性之3種，藉由B3LYP/6－311g＋＋(d,p)進行能量計算，取此等之差值，藉此可求得單分子之離子化電位以及電子親和力。
而且，如上所述，蒸鍍膜之離子化電位以及電子親和力，僅固體狀態之極化能量分會產生偏移，但於主體材料以及發光摻雜劑之情況下，係共同接受相同之極化能量。
即，於保持分子階層之電子親和力Ag與離子化電位Ig之差值之狀態下，於相同層內具有能階。因此，構成發光層之主體材料以及發光摻雜劑各自之離子化電位以及電子親和力之關係，可利用分子階層之電子親和力Ag以及離子化電位Ig之關係加以定義。
另外，於發光層含有主體材料及發光摻雜劑之情況下，較佳的是發光層中之發光摻雜劑存在濃度分布。其原因在於，藉此可控制發光摻雜劑對電洞或電子之捕捉，而獲得高效率之元件。
於本發明中，未設置防止注入發光層之電洞以及電子穿透至相對電極之阻擋層故而難以藉由與習知之具有阻擋層之有機EL元件之方式，實現注入發光層之電洞以及電子之平衡。
因此，本發明者等人進行了各種研究，結果發現，藉由使發光層中之發光摻雜劑具有濃度分布，可提升發光效率。例如，於發光摻雜劑係與電子相比更容易輸送電洞者之情況下，存在電洞之注入會過剩之傾向，因此，藉由以發光層中之發光摻雜劑之濃度自陰極側向陽極側逐漸增加之方式賦予濃度梯度，可提升發光效率。一般認為其原因在於，藉由於陽極側提高發光摻雜劑之濃度，自陽極注入電洞注入輸送層而輸送至發光層之電洞，會於發光層中更多地被發光摻雜劑捕捉，特別是會於陽極側更多地被發光摻雜劑捕捉，而防止其向陰極穿透。另外，例如於發光摻雜劑與電洞相比更容易輸送電子之情況下，存在電子之
注入會過剩之傾向，因此，藉由以發光層中之發光摻雜劑之濃度自陽極側向陰極側逐漸增加之方式賦予濃度梯度，可提升發光效率。一般認為其原因在於，藉由於陰極側提高發光摻雜劑之濃度，自陰極注入電正注入輸送層而輸送至發光層之電子，於發光層中更多地被發光摻雜劑捕捉，特別是會於陰極側更多地被發光摻雜劑捕捉，而防止其向陽極穿透。
作為發光層中之發光摻雜劑之濃度分布，發光摻雜劑濃度具有分布即可，例如，可具有發光摻雜劑濃度於發光層之厚度方向上連續性地變化之濃度梯度，亦可混合存在發光摻雜劑濃度相對較高之區域及相對較低之區域。
於具有發光摻雜劑濃度於發光層之厚度方向上連續性地變化之濃度梯度之情況下，發光摻雜劑濃度可於電洞注入輸送層側較高，亦可於電子注入輸送層側較高，可以取得電洞以及電子之注入平衡之方式進行適當選擇。例如，於電洞之注入過剩之情況下，較佳的是發光摻雜劑濃度於電洞注入輸送層側較高，以使所注入之電洞可於陽極側被捕捉。另外例如，於電子之注入過剩之情況下，較佳的是發光摻雜劑濃度於電子注入輸送層側較高，以使所注入之電子可於陰極側被捕捉。
另外，於混合存在發光摻雜劑濃度相對較高之區域及相對較低之區域之情況下，例如，可於電洞注入輸送層側設置發光摻雜劑濃度相對較高之區域，而於電子注入輸送層側設置發光摻雜劑濃度相對較低之區域；亦可於電洞注入
輸送層側設置發光摻雜劑濃度相對較低之區域，而於電子注入輸送層側設置發光摻雜劑濃度相對較高之區域；亦可為發光摻雜劑濃度於發光層之厚度方向上週期性地變化，以取得電洞以及電子之注入平衡之方式進行適當選擇。例如，於電洞之注入過剩之情況下，於電洞注入輸送層側設置發光摻雜劑濃度相對較高之區域，以使所注入之電洞可於陽極側被捕捉，較佳的是於電子注入輸送層側設置發光摻雜劑濃度相對較低之區域。另外，例如於電子之注入過剩之情況下，於電洞注入輸送層側設置發光摻雜劑濃度相對較低之區域，以使所注入之電子可於陰極側被捕捉，較佳的是於電子注入輸送層側設置發光摻雜劑濃度相對較高之區域。
進而，發光層亦可含有主體材料、及兩種以上之發光摻雜劑。例如，於主體材料與發光摻雜劑之激發能量之差值較大之情況下，藉由進而含有於主體材料以及發光摻雜劑之激發能量之中間具有激發能量之發光摻雜劑，可順利地產生能量轉移，而提升發光效率。另外，例如藉由含有與電子相比更容易輸送電洞之發光摻雜劑、與電洞相比更容易輸送電子之發光摻雜劑，可實現注入發光層之電洞以及電子之平衡，而提升發光效率。
而且，於發光層含有兩種以上之發光摻雜劑之情況下，可為各發光摻雜劑分別發光，亦可為僅一種發光摻雜劑發光。例如，於發光層含有第1發光摻雜劑、及具有小於主體材料之激發能量而大於第1發光摻雜劑之激發能量的
激發能量之第2發光摻雜劑之情況下，或發光層含有與電子相比更容易輸送電洞之第3發光摻雜劑、及與電洞相比更容易輸送電子之第4發光摻雜劑之情況等任一情況下，根據此發光摻雜劑之激發能量之大小、分布狀態、以及濃度，而獲得一種或各發光摻雜劑所發出之光。
於發光層含有兩種以上之發光摻雜劑之情況下，就提升發光效率之觀點而言，發光層中可含有第1發光摻雜劑、及具有小於主體材料之激發能量而大於第1發光摻雜劑之激發能量的激發能量之第2發光摻雜劑，或者，含有與電子相比更容易輸送電洞之第3發光摻雜劑、及與電洞相比更容易輸送電子之第4發光摻雜劑。
於發光層含有第1發光摻雜劑、及具有小於主體材料之激發能量而大於第1發光摻雜劑之激發能量的激發能量之第2發光摻雜劑之情況下，作為第1發光摻雜劑以及第2發光摻雜劑，可自上述發光摻雜劑之中適當選擇使用。例如，於使用發綠色光之Alq3作為主體材料、使用發紅色光之DCM作為第1發光摻雜劑之情況下，藉由使用發黃色光之紅螢烯作為第2發光摻雜劑，可以Alq3(主體材料)→紅螢烯(第2發光摻雜劑)→DCM(第1發光摻雜劑)之順序順利地引起能量轉移。
另外，於發光層含有與電子相比更容易輸送電洞之第3發光摻雜劑、及與電洞相比更容易輸送電子之第4發光摻雜劑之情況下，作為第3發光摻雜劑以及第4發光摻雜劑，可根據電洞注入輸送層及電子注入輸送層之構成材
料、以及發光層之主體材料之組合，而自上述發光摻雜劑之中適當選擇使用。例如，於電洞注入輸送層以及電子注入輸送層使用spiro－DPVBi、發光層之主體材料使用TBADN、發光摻雜劑使用紅螢烯之情況下，紅螢烯成為與電子相比更容易輸送電洞之發光摻雜劑。另外，例如於電洞注入輸送層以及電子注入輸送層使用spiro－DPVBi、發光層之主體材料使用TBADN、發光摻雜劑使用蒽二胺之情況下，蒽二胺成為與電洞相比更容易輸送電子之發光摻雜劑。
而且，包含主體材料以及發光摻雜劑之發光層，係與電子相比更容易輸送電洞者、或者是與電洞相比更容易輸送電子者，可藉由對具有含有主體材料與單一發光摻雜劑之發光層的有機EL元件之發光光譜之放射圖案之角度依存性進行評價，而加以確認。即，可根據發光光譜之波長、材料之折射率、於有機EL元件中自發光層至光射出為止的光程長、以及放射圖案之角度依存性進行確認。
於發光層含有與電子相比更容易輸送電洞之第3發光摻雜劑、及與電洞相比更容易輸送電子之第4發光摻雜劑之情況下，較佳的是發光層中之第3發光摻雜劑以及第4發光摻雜劑之濃度分別具有於發光層之厚度方向上連續性地變化之濃度梯度。另外，較佳的是，發光層具有第3發光摻雜劑以及第4發光摻雜劑之濃度係分別相對較高之區域及相對較低之區域。其原因在於，藉此可實現注入發光層之電洞以及電子之平衡。
於發光層中之第3發光摻雜劑以及第4發光摻雜劑之濃度具有濃度梯度之情況下，可為第3發光摻雜劑之濃度於電洞注入輸送層側較高，而第4發光摻雜劑之濃度於電子注入輸送層側較高；亦可為第3發光摻雜劑之濃度於電子注入輸送層側較高，而第4發光摻雜劑之濃度於電洞注入輸送層側較高；亦可為第3發光摻雜劑之濃度以及第4發光摻雜劑之濃度於電洞注入輸送層側均較高；亦可為第3發光摻雜劑之濃度以及第4發光摻雜劑之濃度於電子注入輸送層側均較高。
上述中，較佳的是與電子相比更容易輸送電洞之第3發光摻雜劑之濃度於電洞注入輸送層側較高，並且與電洞相比更容易輸送電子之第4發光摻雜劑之濃度於電子注入輸送層側較高。另外，較佳的是與電子相比更容易輸送電洞之第3發光摻雜劑之濃度於電子注入輸送層側較高，並且與電洞相比更容易輸送電子之第4發光摻雜劑之濃度於電洞注入輸送層側較高。其原因在於，藉此可有效地實現電洞以及電子之注入平衡。
另外，於發光層具有第3發光摻雜劑以及第4發光摻雜劑之濃度分別相對較高之區域及相對較低之區域的情況下，可將第3發光摻雜劑濃度相對較高之區域設置於電洞注入輸送側，而將第3發光摻雜劑濃度相對較低之區域設置於電子注入輸送層側；亦可將第3發光摻雜劑濃度相對較低之區域設置於電洞注入輸送側，而將第3發光摻雜劑濃度相對較高之區域設置於電子注入輸送層側。另外，可
將第4發光摻雜劑濃度相對較高之區域設置於電洞注入輸送側，而將第4發光摻雜劑濃度相對較低之區域設置於電子注入輸送層側；亦可將第4發光摻雜劑濃度相對較低之區域設置於電洞注入輸送側，而將第4發光摻雜劑濃度相對較高之區域設置於電子注入輸送層側。
上述中，較佳的是，將與電子相比更容易輸送電洞之第3發光摻雜劑濃度相對較低之區域設置於電洞注入輸送側，將第3發光摻雜劑濃度相對較高之區域設置於電子注入輸送層側，並且將與電洞相比更容易輸送電子之第4發光摻雜劑濃度相對較高之區域設置於電洞注入輸送側，將第4發光摻雜劑濃度相對較低之區域設置於電子注入輸送層側。另外，較佳的是將與電子相比更容易輸送電洞之第3發光摻雜劑濃度相對較高之區域設置於電洞注入輸送側，將第3發光摻雜劑濃度相對較低之區域設置於電子注入輸送層側，並且將與電洞相比更容易輸送電子之第4發光摻雜劑濃度相對較低之區域設置於電洞注入輸送側，將第4發光摻雜劑濃度相對較高之區域設置於電子注入輸送層側。其原因在於，藉此可有效地實現電洞以及電子之注入平衡。
作為發光層之厚度，若為表現出可提供電子與電洞再結合之場所而進行發光之功能的厚度，則並無特別限定，例如可設定為1nm~200 nm左右。其中藉由加厚發光層之厚度，可提升電洞以及電子之注入平衡，藉此可提高發光效率，因此，發光層之厚度較佳的是在10 nm~100 nm
之範圍內，更佳的是在30 nm~80 nm之範圍內。
作為發光層之成膜方法，例如可舉出真空蒸鍍法、濺鍍法等乾式法，或者印刷法、噴墨法、旋塗法、澆鑄法、浸漬法、棒塗法、刮塗法、輥塗法、凹版塗佈法、快乾印刷法、噴塗法等濕式法等。
另外，於將發光層圖案化時，可藉由成為不同發光色之像素之遮蔽法來進行分色塗佈或蒸鍍，或者可於發光層之間形成隔壁。作為此隔壁之構成材料，可使用感光性聚醯亞胺樹脂、丙烯酸系樹脂等光硬化型樹脂、或熱硬化型樹脂、以及無機材料等。進而，亦可進行使隔壁之表面能量(濕潤性)發生變化之處理。
進而，作為含有主體材料以及發光摻雜劑之發光層的成膜方法，較佳的是使用將主體材料以及發光摻雜劑進行共蒸鍍之方法。
而且，於藉由塗佈溶液可形成薄膜之情況下，作為含有主體材料以及發光摻雜劑之發光層之成膜方法，可使用旋塗法或浸塗法等。於此情況下，亦可將主體材料以及發光摻雜劑分散於非活性聚合物中而進行使用。
另外，使發光層中之發光摻雜劑存在濃度分布之情況下，例如可使用連續地或週期性地使主體材料以及發光摻雜劑之蒸鍍速度發生變化的方法。
於本發明中，可於電洞注入輸送層與發光層之間形成第2電洞注入輸送層。於此情況下，較佳的是電洞注入輸送
層、第2電洞注入輸送層、以及發光層之構成材料之離子化電位以及電子親和力滿足上述關係。
於電洞注入輸送層與發光層之間形成有第2電洞注入輸送層之情況下，通常電洞注入輸送層係作為電洞注入層而發揮功能，第2電洞注入輸送層係作為電洞輸送層而發揮功能。
作為第2電洞注入輸送層之構成材料，若為可將自陽極注入之電洞穩定地向發光層內輸送之材料，則並無特別限定，除了上述發光層之發光材料所例示之化合物以外，亦可使用：芳胺類；星型胺類；酞菁類；氧化釩、氧化鉬、氧化釕、氧化鋁等氧化物；非晶形碳、聚苯胺、聚噻吩、聚苯乙炔等導電性高分子以及該等之衍生物。聚苯胺、聚噻吩、聚苯乙炔等導電性高分子以及該等之衍生物可摻雜有酸。具體而言，可舉出N,N’－雙(萘－1－基)－N,N’－雙(苯基)聯苯胺(α－NPD)、4,4,4－參(3－甲基苯基苯基胺基)三苯基胺(MTDATA)、聚(3,4－伸乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)、聚乙烯咔唑(PVCz)等。
其中，較佳的是第2電洞注入輸送層之構成材料為雙極材料。藉由將雙極材料用於第2電洞注入輸送層，可有效抑制驅動中之發光層以及第2電洞注入輸送層之界面的劣化。
而且，關於雙極材料，已記載於上述電洞注入輸送層之項中，故此處省略其說明。
於電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層、第2電子注
入輸送層、以及電子注入輸送層均含有雙極材料之情況下，此等層所含有之雙極材料可相同，亦可不同。進而，於電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層、第2電子注入輸送層、電子注入輸送層、以及發光層均含有雙極材料之情況下，此等層所含有之雙極材料可相同，亦可不同。
而且，關於第2電洞注入輸送層之成膜方法以及厚度，因與上述電洞注入輸送層相同，故此處省略其說明。
於本發明中，可於電子注入輸送層與發光層之間形成第2電子注入輸送層。於此情況下，較佳的是電子注入輸送層、第2電子注入輸送層、以及發光層之構成材料之離子化電位以及電子親和力滿足上述關係。
於電子注入輸送層與發光層之間形成有第2電子注入輸送層之情況下，通常電子注入輸送層作為電子注入層而發揮功能，第2電子注入輸送層作為電子輸送層而發揮功能。
作為第2電子注入輸送層之構成材料，若為可將自陰極注入之電子輸送至發光層內之材料，則並無特別限定，例如可舉出：2,9－二甲基－4,7－二苯基－1,10－啡啉(BCP)、4,7－二苯基－1,10－啡啉(Bpehn)等啡啉衍生物，三唑衍生物、二唑衍生物、三(8－羥基喹啉)鋁(Alq3)等喹啉酚鋁錯合物等。
其中，較佳的是第2電子注入輸送層之構成材料為雙極材料。藉由將雙極材料用於第2電子注入輸送層，可有效
抑制驅動中之發光層以及第2電子注入輸送層之界面的劣化。
而且，關於雙極材料，已記載於上述電洞注入輸送層之項中，故此處省略其說明。
而且，關於第2電子注入輸送層之成膜方法以及厚度，因與上述電子注入輸送層相同，故此處省略其說明。
本發明中所使用之陽極，可為透明，亦可為不透明，但自陽極側射出光之情況下，陽極、須為透明電極。
陽極較佳的是使用功函數較大之導電性材料，而容易注入電洞。另外，陽極較佳的是電阻儘可能地小，一般而言，係使用金屬材料，但亦可使用有機物或者無機化合物。具體而言，可舉出：氧化錫、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)等。
陽極可利用通常之電極之形成方法而形成，例如可舉出：濺鍍法、真空蒸鍍法、離子電鍍法等。
另外，作為陽極之厚度，可根據目標之電阻值或可見光線穿透率、以及導電性材料之種類而適當選擇。
本發明中所使用之陰極，可為透明，亦可為不透明，但自陰極側射出光之情況下，陰極必須為透明電極。
陰極較佳的是使用功函數較小之導電性材料，而容易注入電子。另外，陰極較佳的是電阻儘可能地小，一般而言，係使用金屬材料，但亦可使用有機物或者無機化合物。具
體而言，作為單質，可舉出Al、 Cs、Er等；作為合金，可舉出MgAg、AlLi、AlLi、AlMg、CsTe等；作為積層體，可舉出Ca/Al、Mg/Al、Li/Al、Cs/Al、Cs2
O/Al、LiF/Al、ErF3
/Al等。
陰極可利用通常之電極之形成方法而形成，例如可舉出濺鍍法、真空蒸鍍法、離子電鍍法等。
另外，作為陰極之厚度，可根據目標之電阻值或可見光線穿透率、以及導電性材料之種類而適當選擇。
本發明中之基板，係支持上述陽極、電洞注入輸送層、發光層、電子注入輸送層、以及陰極等者。於陽極或陰極具有規定之強度的情況下，可將陽極或陰極兼用作基板，但通常係於具有規定之強度的基板上形成陽極或陰極。另外，一般於製造有機EL元件時，自陽極側進行積層可穩定地製作有機EL元件，故而通常可於基板上依序積層陽極、電洞注入輸送層、發光層、電子注入輸送層、以及陰極。
基板可為透明，亦可為不透明，而於自基板側射出光之情況下，必須為透明基板。作為透明基板，例如可使用：鈉鈣玻璃、鹼玻璃、鉛鹼玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、二氧化矽玻璃等玻璃基板，或可形成為薄膜狀之樹脂基板等。
本發明之有機EL元件之第2實施態樣係如下之有機EL
元件：於相對向之陽極以及陰極之間具有數個依序積層有電洞注入輸送層、發光層及電子注入輸送層之發光單元，於相鄰接之上述發光單元之間形成有電荷產生層；此有機EL元件之特徵在於：將上述發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2
、將上述電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3
時，Ip2
≧Ip3
，並且將上述電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1
、將上述發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2
時，Ea1
≧Ea2
。
以下，參照圖式，對本實施態樣之有機EL元件加以說明。
圖8表示本實施態樣之有機EL元件之一例的概略剖面圖，圖9表示圖8所示之有機EL元件之動作機構的模式圖。
如圖8所例示，有機EL元件1於基板2上依序積層有陽極3、發光單元10a、電荷產生層11a、發光單元10b、電荷產生層11b、發光單元10c及陰極7。即，於陽極以及陰極之間交替反覆形成有發光單元以及電荷產生層。通常，於有機EL元件中，電洞(h)自陽極側注入，電子(e)自陰極側注入，於發光單元內電洞以及電子再結合，產生激發狀態，而進行發光。於上述有機EL元件中，經由電荷產生層11a、11b，積層有3個發光單元10a、10b、10c，如圖9所例示，電洞(h)自陽極3側注入，電子(e)自陰極7側注入，另外，藉由電荷產生層11a、11b，向陰極7方向注入電洞(h)，向陽極3方向注入電子(e)，於各發光單
元10a、10b、10c內，產生電洞以及電子之再結合，於陽極3以及陰極7間產生數個發光。
另外，發光單元10a、10b、10c分別為自陽極3側依序積層有電洞注入輸送層4、發光層5及電子注入輸送層6而成者。
電洞注入表示自層之價電帶奪取電子而生成自由基陽離子。自與電荷產生層之陰極側相接觸之電洞注入輸送層之價電帶所奪取之電子，可進行再利用，即藉由將其注入至與電荷產生層之陽極側相接觸之電子注入輸送層之導電帶，而形成發光性激發狀態。於電荷產生層中，自由基陰離子狀態(電子)與自由基陽離子狀態(電洞)，於施加電壓施加時分別向陽極方向以及陰極方向移動，藉此將電子注入至與電荷產生層之陽極側相接觸之發光單元中，且將電洞注入至與電荷產生層之陰極側接觸之發光單元中。即，於陽極以及陰極之間施加電壓時，自陽極側注入電洞，自陰極側注入電子，同時電子以及電洞產生於電荷產生層並自電荷產生層分離，電荷產生層中所產生之電子向陽極方向而注入至相鄰接之發光單元中，電荷產生層中所產生之電洞向陰極之方向而注入至相鄰接之發光單元中。接著，此等電子以及電洞於發光單元中進行再結合而產生光。
因此，根據本實施態樣，於陽極以及陰極之間施加電壓時，以串聯方式連接各發光單元而其同時發光，藉此可實現高電流效率。
具有於陽極以及陰極間夾持有單一發光單元之構成的有機EL元件(以下，於此項中稱為單一發光單元之有機EL元件)，作為「光子(數)/秒相對於以外部電路所測定之電子(數)/秒的比值」之量子效率之上限，理論上為1(＝100%)。相對於此，於本實施態樣之有機EL元件中，並無理論上之限界。其原因在於，如上所述，圖9所例示之電洞(h)注入表示自發光單元10b、10c之價電帶奪取電子，自與電荷產生層11a、11b之陰極7側相接觸之發光單元10b、10c之價電帶所奪取之電子，可進行再利用，即藉由將其注入至與電荷產生層11a、11b之陽極3側相接觸之發光單元10a、10b之導電帶，而形成發光性激發狀態。因此，經由電荷產生層而積層之各發光單元之量子效率(於此情況下，定義為通過各發光單元(表觀上)之電子(數)/秒與自各發光單元放出之光子(數)/秒之比值)之總和成為本實施態樣之有機EL元件之量子效率，此值並無上限。
另外，單一發光單元之有機EL元件之亮度與電流密度大致成正比，為了獲得高亮度，則必需具有高電流密度。另一方面，元件壽命係與電流密度成反比，而並非與驅動電壓成反比，故而高亮度發光會縮短元件壽命。相對於此，本實施態樣之有機EL元件，例如於欲藉由所需電流密度而獲得n倍之亮度時，若將存在於陽極以及陰極之間之相同構成的發光單元設為n個，則可無需提高電流密度而實現n倍之亮度。藉此可不犧牲元件壽命，而實現n倍
之亮度。
進而，單一發光單元之有機EL元件會由於'驅動電壓之上升而導致電力轉換效率(W/W)降低。相對於此，於本實施態樣之有機EL元件之情況下，若使陽極以及陰極之間存在n個發光單元，則發光起始電壓(turn on Voltage)等亦會達到大約n倍，故而用以獲得所需亮度之電壓亦會達到大約n倍，而量子效率(電流效率)亦會達到大約n倍，因此，於原理上，電力轉換效率(W/W)不會發生變化。
另外，根據本實施態樣，因其存在多層發光單元，故而具有可減少元件短路之危險性的優點。單一發光單元之有機EL元件，僅具有1個發光單元，故而可能由於發光單元中所存在之針孔等之影響，而於陽極以及陰極之間產生(電性)短路，即可能會導致發光元件不發光。相對於此，於本實施態樣之有機EL元件之情況下，因其於陽極以及陰極間積層有數個發光單元，故其為厚膜，可使短路之危險性下降。進而，即使某特定發光單元短路，其他發光單元亦可發光，可避免不發光之情況。特別是，若為固定電流驅動，則僅驅動電壓短路之發光單元部分會下降，而未短路之發光單元仍可正常發光。
進而，例如將有機EL元件應用於單純矩陣構造之顯示裝置之情況下，藉由電流密度之減小，與單一發光單元之有機EL元件之情況相比，可大幅度降低配線電阻所引起之電壓降下或基板溫度上升。就此方面而言，本實施態樣之有機EL元件亦較為有利。
另外，例如將有機EL元件應用於大面積均勻發光之類的用途、特別是照明之情況下，上述特徵可充分有利地發揮作用。於單一發光單元之有機EL元件中，電極材料、特別是以ITO等為代表之透明電極材料之比電阻(~10－4
Ω．cm)與金屬之比電阻(~10－6
Ω．cm)相比高2位數左右，故隨著遠離供電部分，施加於發光單元之電壓(V)(或電場E(V/cm))會降低，結果有可能引起供電部分附近與遠處的亮度不均(亮度差)。相對於此，以本實施態樣之有機EL元件之方式而獲得所需亮度時，若與單一發光單元之有機EL元件相比可大幅度降低電流值，則可減少電位之降下，結果可獲得大致均勻之大面積的發光。
圖10(a)、圖10(b)係分別表示圖8所示之有機EL元件中之發光單元的能帶圖之一例的模式圖。
於上述有機EL元件中，若將電洞注入輸送層4之離子化電位設為Ip1
，將發光層5之構成材料之離子化電位設為Ip2
，將電子注入輸送層6之構成材料之離子化電位設為Ip3
，則可如圖10(a)所例示，滿足Ip2
>Ip1
、Ip2
>Ip3
，亦可如圖10(b)所例示，滿足Ip1
＝Ip2
＝Ip3
。另外，若將電洞注入輸送層4之構成材料之電子親和力設為Ea1
，將發光層5之構成材料之電子親和力設為Ea2，將電子注入輸送層6之構成材料之電子親和力設為Ea3
，則可如圖10(a)所例示，滿足Ea1
>Ea2
、Ea3
>Ea2
；亦可如圖10(b)所例示，滿足Ea1
＝Ea2
＝Ea3
。
於本發明中，電子注入輸送層以及發光層之構成材料之
離子化電位滿足Ip2
≧Ip3
，並且電洞注入輸送層以及發光層之構成材料之電子親和力滿足Ea1
≧Ea2
，故與上述第1實施態樣之情況相同，可抑制驅動中之電洞注入輸送層、發光層、以及電子注入輸送層之各層之界面的劣化。因此，可獲得效率高、壽命長之有機EL元件。
於本實施態樣中，如圖11所例示，可於電洞注入輸送層4與發光層5之間形成第2電洞注入輸送層8，另外，亦可於電子注入輸送層6與發光層5之間形成第2電子注入輸送層9。
圖12(a)、圖12(b)分別係表示圖11所示之有機EL元件中之發光單元的能帶圖之一例的模式圖。
於上述有機EL元件中，若將電洞注入輸送層4之離子化電位設為Ip1
，將第2電洞注入輸送層8之離子化電位設為Ip4
，將發光層5之構成材料之離子化電位設為Ip2
，將電子注入輸送層6之構成材料之離子化電位設為Ip3
，將第2電子注入輸送層9之構成材料之離子化電位設為Ip5
，則可如圖12(a)所例示，滿足Ip2
>Ip4
>Ip1
、Ip2
>Ip5
>Ip3
，亦可如圖12(b)所例示，滿足Ip2
>Ip4
>Ip1
、Ip2
＝Ip5
＝Ip3
。另外，若將電洞注入輸送層4之構成材料之電子親和力設為Ea1
，將第2電洞注入輸送層8之構成材料之電子親和力設為Ea4
，將發光層5之構成材料之電子親和力設為Ea2
將電子注入輸送層6之構成材料之電子親和力設為Ea3
將第2電子注入輸送層9之構成材料之電子親和力設為Ea5
，則可如圖12(a)所例示，滿足Ea1
>Ea4
>Ea2
、Ea3
>Ea5
>Ea2
，亦可如圖12(b)所例示，滿足Ea1
＝Ea4
＝Ea2
、Ea3
>Ea5
>Ea2
。
於此種有機EL元件中，電子注入輸送層、第2電子注入輸送層以及發光層之構成材料之離子化電位滿足Ip2
≧Ip5
≧Ip3
，並且電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層以及發光層之構成材料之電子親和力滿足Ea1
≧Ea4
≧Ea2
，故與上述情況相同，可抑制驅動中之電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層、發光層、第2電子注入輸送層、以及電子注入輸送層之各層之界面的劣化。因此，可獲得效率高、壽命長之有機EL元件。
另外，於發光層之構成材料之能帶間隙能量較大之情況下，當電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位Ip1
與發光層之構成材料之離子化電位Ip2
之差值較大時，以滿足Ip1
<Ip4
<Ip2
之方式，於電洞注入輸送層與發光層之間形成第2電洞注入輸送層，藉此可經由第2電洞注入輸送層將電洞順利地自電洞注入輸送層輸送至發光層。
另一方面，於發光層之構成材料之能帶間隙能量較大之情況下，當電子注入輸送層之構成材料之電子親和力Ea3
與發光層之構成材料之電子親和力Ea2
之差值較大時，以滿足Ea2
<Ea5
<Ea3
之方式，於電子注入輸送層與發光層之間形成第2電子注入輸送層，藉此可經由第2電子注入輸送層，將電子順利地自電子注入輸送層輸送至發光層。
於本實施態樣中，發光位置分散地分離而存在數個。已習知，經由電荷產生層而積層有數個發光單元之有機EL
元件(多光子發射)，存在隨著元件之厚度加厚而干涉效果逐漸明顯、色調(即，發光光譜形狀)大幅度變化之不良情況。具體而言，會導致發光光譜形狀發生變化，或者原先之發光波峰位置之發光由於顯著之干涉效果而被抵消，結果使發光效率大幅度降低，或者產生發光之放射圖案之角度依存性。一般而言，藉由控制發光位置至反射電極之光學膜厚，可應對干涉效果所導致之不良情況。
然而，即使藉由控制光學膜厚，可改善正面亮度，亦存在因為光程長度發生變化，而使斜向之亮度由於干涉效果而降低之傾向。
相對於此，於本實施態樣中，並非如習知般，主要於發光層與阻擋層之界面進行電洞以及電子之再結合，而係電洞以及電子於整個發光層內進行再結合，因此，與習知之多光子發射相比，可改善發光色之視角依存性。
以下，對本實施態樣之有機EL元件中之各構成加以說明。而且，因陽極、陰極、以及基板與上述第1實施態樣中所記載者相同，故此處省略記載。
於本實施態樣中，所謂電荷產生層，係具有規定之比電阻的電氣絕緣性之層，係指起到於施加電壓時向元件之陰極方向注入電洞、向陽極方向注入電子之作用的層。
電荷產生層較佳的是比電阻為1.0×102
Ω．cm以上，更佳的是1.0×105
Ω．cm以上。
另外，電荷產生層較佳的是可見光之穿透率為50%以
上。其原因在於，若可見光之穿透率未滿上述範圍，則所生成之光於通過電荷產生層時可能會被吸收，即使具有數個發光單元，亦無法獲得所需之量子效率(電流效率)。
作為電荷產生層中所使用之材料，若為具有上述比電阻者，則並無特別限定，可使用無機物以及有機物中之任一種。
其中，電荷產生層較佳的是可藉由氧化還原反應，而形成包含自由基陽離子及自由基陰離子之電荷移動錯合物之，含有兩種不同物質者。此兩種物質之間，藉由氧化還原反應，而形成有包含自由基陽離子及自由基陰離子之電荷移動錯合物，此電荷移動錯合物中之自由基陽離子狀態(電洞)與自由基陰離子狀態(電子)，於施加電壓時會分別向陰極方向或陽極方向移動，藉此可向與電荷產生層之陰極側相接觸之發光單元注入電洞，向與電荷產生層之陽極側相接觸之發光單元注入電子。
電荷產生層可為積層有分別包含兩種不同物質之層者，亦可為含有兩種不同物質之單一層。
作為電荷產生層中所使用之兩種物質，較佳為(a)離子化電位小於5.7 eV，且具有電洞輸送性，即電子供應性之有機化合物、以及(b)可藉由上述(a)之有機化合物之氧化還原反應而形成電荷移動錯合物之無機物或有機物。另外，較佳的是，於此(a)成分與(b)成分之間，形成有藉由氧化還原反應而產生之電荷移動錯合物。
而且，構成電荷產生層之兩種物質，是否可藉由氧化還
原反應形成電荷移動錯合物，可藉由分光分析手段而進行確認。具體而言，若兩種物質分別單獨時，於波長800 nm~2000 nm之近紅外區域不顯示吸收光譜之波峰，而兩種物質之混合膜於波長800 nm~2000 nm之近紅外區域顯示出吸收光譜之波峰，則作為明確提示兩種物質之間的電子移動之證據，可確認藉由兩種物質之間之氧化還原反應，而形成有電荷移動錯合物。
(a)成分之有機化合物之離子化電位小於5.7 eV即可。其原因在於，一般而言，為了使具有電子供應性之有機化合物容易成為自由基陽離子狀態，較佳的是離子化電位小於5.7 eV。另一方面，其原因在於，若(a)成分之有機化合物之離子化電位為5.7 eV以上，則有可能難以引起與(b)成分之物質的氧化還原反應，亦難以形成電荷移動錯合物。
作為(a)成分之有機化合物，例如可舉出芳胺化合物。芳胺化合物較佳的是具有以下述式(1)所示之構造。
此處，於上述式中，Ar1
、Ar2
、Ar3
分別獨立，表示可具有取代基之芳香族烴基。
作為此種芳胺化合物，例如可使用日本專利特開2003－272860號公報中所記載之芳胺化合物。
另外，(b)成分之物質例如可舉出V2
O5
、Re2
O7
、4F－TCNQ
等。進而，作為(b)成分之物質，亦可為電洞注入輸送層中所使用之材料。
而且，關於電荷產生層，於日本專利特開2003－272860號公報中加以詳細敍述。
本實施態樣中之發光單元，可於相對向之陽極以及陰極之間形成數個，另外，其依序積層有電洞注入輸送層、發光層及電子注入輸送層。進而，構成發光單元之電洞注入輸送層、發光層、以及電子注入輸送層之各層之構成材料的離子化電位以及電子親和力滿足規定之關係。
另外，於發光單元中，於發光層與電洞注入輸送層之間亦可形成第2電洞注入輸送層。於此情況下，較佳的是電洞注入輸送層、第2電洞注入輸送層、以及發光層之各層之構成材料之離子化電位以及電子親和力滿足規定之關係。
進而，於發光單元中，於發光層與電子注入輸送層之間，亦可形成第2電子注入輸送層。於此情況下，電子注入輸送層、第2電子注入輸送層、以及發光層之各層之構成材料之離子化電位以及電子親和力滿足規定之關係。
而且，關於發光層、電洞注入輸送層、電子注入輸送層、第2電洞注入輸送層、以及第2電子注入輸送層，與上述第1實施態樣中所記載者相同，故此處省略其說明。
於本實施態樣中，經由電荷產生層，而積層有數個發光單元。作為發光單元之積層數，若為數層，即2層以上，
則並無特別限定，例如可為3層、4層或4層以上。此發光單元之積層數較佳為可獲得高亮度之層數。
另外，各發光單元之構成可相同，亦可不同。
例如，可積層分別發出紅色光、綠色光以及藍色光之3層發光單元。於此情況下，可發出白色光。將發出此種白色光之有機EL元件，例如用於照明用途之情況下，可獲得大面積產生之高亮度。
於製成產生白色光之有機EL元件之情況下，自各發光單元所發出光之強度以及色相，可以組合該等而產生白色光或近似白色光之光之方式加以選擇。作為用以生成顯現白色之光的發光單元，除上述紅色光、綠色光以及藍色光之組合以外，存在較多之組合。例如，可舉出藍色光與黃色光、紅色光與青色光、或綠色光與深紅色光之組合，如此利用分別發出二色光之2層發光單元，可生成白色光。另外，使用數種此等組合，亦可獲得有機EL元件。
另外，亦可利用產生藍色光之有機EL元件，藉由色彩轉換方式，而將其應用於彩色顯示裝置。已習知，產生藍色光之發光材料存在壽命短之不良情況，因本實施態樣之有機EL元件效率高且壽命長，故亦有利於此種彩色顯示裝置。
而且，本發明並不限定於上述實施形態。上述實施形態係例示，而具有與本發明之專利申請專利範圍所記載之技術思想實質性相同之構成、且發揮相同作用效果者，均包括於本發明之技術範圍內。
以下，利用實施例以及比較例對本發明進行具體說明。
首先，將實施例中所使用之材料之離子化電位以及電子親和力示於下述表1。
而且，於表1中，Ig、Ag、Is、As如下所述。
Ig：單分子之離子化電位
Ag：單分子之電子親和力
Is：薄膜之離子化電位
As：薄膜之電子親和力
Ig以及Ag可藉由如下方式求得：利用分子軌道計算軟體Gaussian03，以B3LYP/6－31g(d)，優化中性狀態之構造，對電荷為正、負、中性之3種，藉由B3LYP/6－311g＋＋(d,p)進行能量計算，再取此等之差值。
Is可藉由如下方式獲得：對藉由真空蒸鍍使材料成膜而成之膜，使用UPS(紫外光電子分光)、或理研計器製作所(股)製造之紫外光電子分光測量儀AC－2或AC－3，而
測定離子化電位。
由於Is以及Ig之極化能量之差值即使對於電子，於一階近似下，亦取相同之值，故而As係使用根據As＝(Ig－Is)十Ag所算出之值。
此處，電洞注入層、電洞輸送層、發光層、電子輸送層、電子注入層之構成材料之離子化電位Ip以及電子親和力Ea之大小關係之討論，如上述第1實施態樣之「1.離子化電位以及電子親和力」之項所揭示，分別採用上述膜之離子化電位Is以及膜之電子親和力As。另外，構成發光層之摻雜劑材料以及主體材料之離子化電位以及電子親和力之大小關係之討論，如上述第1實施態樣之「4.發光層」之項所揭示，分別採用上述單分子之離子化電位Ig以及單分子之電子親和力Ag。
而且，上述離子化電位Is以及電子親和力As，係設為具有±0.1 eV之測定誤差者。
(有機EL元件之製作)
首先，準備於玻璃基板上，將ITO圖案化為2 mm寬之線狀，而作為陽極之ITO基板。於此ITO基板上，以重量比67：33，將spiro－DPVBi與MoO3
於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以1.5/sec之蒸鍍速度，製成膜厚合計達到10 nm之膜，而形成電洞注入層。
其次，於上述電洞注入層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以1.0/sec之蒸鍍速度，以膜厚達到10 nm之方式
真空蒸鍍spiro－DPVBi，而形成電洞輸送層。
其次，使用以下述式(2)所表示之3－第三丁基－9,10－二(萘－2－基)蒽(TBADN)作為主體材料，使用以下述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將TBADN以及紅螢烯製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
其次，於上述發光層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－DPVBi製成厚度為20 nm之膜，而形成電子輸送層。
其次，於上述電子輸送層上，以重量比1：1，將
spiro－DPVBi與以下述式(4)所表示之Liq，於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以蒸鍍速度1/sec，製成膜厚為12 nm之膜，而形成電子注入層。
最後，於上述電子注入層上，以蒸鍍速度5/sec，將Al蒸鍍成厚度為100 nm之膜，而作為陰極。
(有機EL元件之製作)
首先，準備於玻璃基板上，將ITO圖案化為2 mm寬之線狀，而作為陽極之ITO基板。於此ITO基板上，以重量比75：25，將以下述式(5)所表示之N,N’－雙(萘－1－基)N,N’－雙(苯基)聯苯胺(α－NPD)與MoO3
於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以1.25/sec之蒸鍍速度，製成膜厚合計達到10 nm之膜，而形成電洞注入層。
其次，於上述電洞注入層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以1.0/sec之蒸鍍速度，以達到20 nm之厚度之方式，真空蒸鍍以上述式(5)所表示之α－NPD，而形成電洞輸送層。
其次，使用spiro－DPVBi作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－DPVBi以及紅螢烯製成厚度為30 nm之膜，而形成發光層。
其次，於發光層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將以下述式(6)所表示之Alq3製成厚度為30 nm之膜，而形成電子輸送層。
其次，於上述電子輸送層上，以重量比1：1，將以上述式(6)所表示之Alq3與以上述式(4)所表示之Liq，於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍以蒸鍍速度1/sec，製成膜厚為10 nm之膜，而形成電子注入層。
最後，於上述電子注入層上，以蒸鍍速度5/sec，將Al蒸鍍為厚度為100 nm之膜，而作為陰極。
(評價)
圖13表示實施例1以及比較例1之有機EL元件之亮度－電壓特性，圖14表示發光效率－電流密度特性。
自實施例1以及比較例1之有機EL元件，觀測來自紅螢烯之黃色發光。對於實施例1之有機EL元件，其正面亮度之發光效率為8.4 cd/A，由觀察向全角度射出之發光而獲得光子數、及所投入之電子數算出外部量子產率，結果為2.3%。另一方面，對於比較例1之有機EL元件，其亮度－電壓特性良好，正面亮度之發光效率為4.4 cd/A，外部量子產率為1.2%。另外，關於壽命特性，以250 A/m2
之固定電流密度使之驅動，結果實施例1之有機EL元件可將100%以上之亮度保持率維持3700小時，亮度減半之推測時間為10000小時以上。另一方面，比較例1之有機EL元件，其亮度於2000小時之時減半。
(有機EL元件之製作)
除了將電洞輸送層之膜厚改變為20 nm、將發光層之膜厚改變為35 nm、將電子輸送層之膜厚改變為45 nm以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。
(有機EL元件之製作)
除了將電洞輸送層之膜厚改變為30 nm、將發光層之膜
厚改變為10 nm、將電子輸送層之膜厚改變為60 nm以外以與實施例1相同之方式，製作有機EL元件。
(評價)
圖15表示實施例1~3之有機EL元件之亮度－電壓特性，圖16表示發光效率－電流密度特性。
對實施例1~3之有機EL元件進行比較，關於亮度－電壓特性，發光層之膜厚為35 nm之實施例2的有機EL元件，顯示出良好之結果；關於發光效率，發光層之膜厚為70 nm之實施例1的有機EL元件獲得了最佳特性。
(有機EL元件之製作)
首先，準備於玻璃基板上，將ITO圖案化為2 mm寬之線狀，而作為陽極之ITO基板。於此ITO基板上，以重量比67：33，將spiro－DPVBi與MoO3
，於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以1.5/sec之蒸鍍速度，製成膜厚合計達到10 nm之膜，而形成電洞注入層。
其次，於上述電洞注入層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1.0/sec，以達到10 nm之厚度之方式真空蒸鍍spiro－DPVBi，而形成電洞輸送層。
其次，使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，使用以下述式(7)所表示之N,N,N’,N’－四對甲苯基－蒽－9,10－二胺(蒽二胺)作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，以蒽二胺濃度達到5 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1.1/sec，
藉由真空蒸鍍，將TBADN以及蒽二胺製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
其次，於上述發光層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－DPVBi製成厚度為20 nm之膜，而形成電子輸送層。
其次，以重量比1：1，將spiro－DPVBi與以上述式(4)所表示之Liq，於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以蒸鍍速度1/sec，製成膜厚為12 nm之膜，而形成電子注入層。
最後，於上述電子注入層上，以蒸鍍速度5/sec，將Al蒸鍍為100 nm之厚度，而作為陰極。
(評價)
圖17表示實施例4之有機EL元件之亮度－電壓特性，圖18表示發光效率－電流密度特性，圖19表示壽命特性。
自實施例4之有機EL元件，觀測來自蒽二胺之綠色發光。另外，正面亮度之發光效率為15 cd/A，由觀測向全角度射出之發光所得之光子數、及所投入之電子數，算出
外部量子產率，結果為4.6%壽命特性係以250 A/m2
之固定電流密度進行測定，結果推斷達到亮度減半之時間為6000小時，確認壽命特性良好。
於電子注入輸送層側，預測其注入障壁與實施例1不同，結果顯示發光效率提升。由實施例4可知，於發光層之主體材料之Ig、Ag之能帶隙內，存在發光摻雜劑Ig、Ag，藉此可獲得效率高、壽命長之元件。
(有機EL元件之製作)
首先，準備於玻璃基板上，將ITO圖案化為2 mm寬之線狀，而作為陽極之ITO基板。於此ITO基板上，以重量比67：33，將spiro－DPVBi與MoO3
於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以1.5/sec之蒸鍍速度，製成膜厚合計達到10 nm之膜，而形成電洞注入層。
其次，於上述電洞注入層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以1.0/sec之蒸鍍速度，以膜厚達到10 nm之方式，真空蒸鍍spiro－DPVBi，而形成電洞輸送層。
其次，使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將TBADN以及紅螢烯製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
其次，於上述發光層上，於真空度10－5
Pa之條件下，
以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－DPVBi製成厚度為20 nm之膜，而形成電子輸送層。
其次，於上述電子輸送層上，以重量比1：1，將spiro－DPVBi與以上述式(4)所表示之Liq，於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以蒸鍍速度1/sec ，製成膜厚為12 nm之膜，而形成電子注入層。進而，以蒸鍍速度5/sec將A1蒸鍍為2 nm之厚度。
其次，於上述A1膜上，以重量比4：1，將以上述式(5)所表示之α－NPD與MoO3
於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以蒸鍍速度1.25/sec，製成厚度為20 nm之膜，而形成電荷產生層。
接著，於上述電荷產生層上，以重量比67：33，將spiro－DPVBi與MoO3
於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以1.5/sec之蒸鍍速度，製成膜厚合計達到10 nm之膜，而形成電洞注入層。
其次，於上述電洞注入層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以1.0/sec之蒸鍍速度，以膜厚達到18 nm之方式真空蒸鍍spiro－DPVBi，而形成電洞輸送層。
其次，使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將TBADN以及紅螢烯製成厚度為60 nm之膜，而形成發光層。
其次，於上述發光層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－DPVBi製成厚度為27 nm之膜，而形成電子輸送層。
其次，於上述電子輸送層上，以重量比1：1，將spiro－DPVBi與以上述式(4)所表示之Liq，於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以蒸鍍速度1/sec，製成膜厚為20 nm之膜。
最後，於上述電子注入層上，以蒸鍍速度5/sec，將Al蒸鍍為100 nm之厚度。
(評價)
圖20表示實施例1、5之有機EL元件之亮度－電壓特性，圖21表示發光效率－電流密度特性，圖22表示壽命特性。
自實施例5之有機EL元件，觀測來自紅螢烯之黃色發光。另外，正面亮度之發光效率為16.5 cd/A，由觀測向全角度放射之發光而獲得之光子數、及所投入之電子數算出外部量子產率，結果為5.0%。壽命特性係以250 A/m2
之定電流密度進行測定，結果推斷出達到亮度減半之時間為10000小時以上，確認壽命特性良好。
(有機EL元件之製作)
首先，準備於玻璃基板上，將ITO圖案化為2 mm寬之線狀，而作為陽極之ITO基板。於此ITO基板上，以重量比67：33，將spiro－DPVBi與MoO3
於真空度10－5
Pa之
條件下，藉由共蒸鍍，以1.5/sec之蒸鍍速度，製成膜厚合計達到10 nm之膜，而形成電洞注入層。
其次，於上述電洞注入層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以1.0/sec之蒸鍍速度，以膜厚達到10 nm之方式真空蒸鍍spiro－DPVBi，而形成電洞輸送層。
其次，使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以TBADN之蒸鍍速度1/sec，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，將TBADN以及紅螢烯製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
其次，於上述發光層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－DPVBi製成厚度為20 nm之膜，而形成電子輸送層。
其次，於上述電子輸送層上，以重量比1：1，將spiro－DPVBi與以下述式(4)所表示之Liq，於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以蒸鍍速度1/sec ，製成膜厚為12 nm之膜，而形成電子注入層。
最後，於上述電子注入層上，以蒸鍍速度5/sec，將Al蒸鍍為100 nm之厚度，而作為陰極。此時，以正交於ITO之線、並且發光區域為2 mm□之方式，經由蔽蔭遮罩，將Al膜形成線狀。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例6相同之方式製作有機EL元件。
使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以TBADN之蒸鍍速度1/sec，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，將TBADN以及紅螢烯製成厚度為30 nm之膜，接著，一面以紅螢烯濃度自1 wt%提升至3 wt%之方式提高紅螢烯之蒸鍍速度，一面將其製成厚度為10 nm之膜，進而以紅螢烯濃度達到3 wt%之方式，將其製成厚度為30 nm之膜，而形成發光層。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例6相同之方式製作有機EL元件。
使用上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以TBADN之蒸鍍速度1/sec，以紅螢烯濃度達到3 wt%之方式，將TBADN以及紅螢烯製成厚度為30 nm之膜，接著，一面以紅螢烯濃度自3 wt%降低為1 wt%之方式減慢紅螢烯之蒸鍍速度，一面將其製成厚度為10 nm之膜，進而以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式將其製成厚度為30 nm之膜，而形成發光層。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例6相同之方式製作有機EL元件。
使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以TBADN之蒸鍍速度1/sec，以紅螢烯濃度達到3 wt%之方式，將TBADN以及紅螢烯製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
(評價)
圖23表示實施例6~9之有機EL元件之亮度－電壓特性，圖24表示發光效率－電流密度特性。另外，表2表示實施例6~9之有機EL元件之發光效率、外部量子產率以及壽命。
自實施例6~9之有機EL元件，觀測自紅螢烯所發出之黃色光。另外，壽命特性係以250A/m2
之固定電流密度使之驅動，結果為，實施例6~8之有機EL元件均可將100%以上之亮度保持率保持3700小時，亮度減半之推斷時間為10000小時以上。關於實施例6~9中使用之電洞注入
輸送層、發光層、電子注入輸送層之構成材料之組合，藉由於陽極側提高作為發光摻雜劑之紅螢烯之濃度梯度，可確認發光效率以及外部量子產率提高。
(有機EL元件之製作)
首先，準備於玻璃基板上，將ITO圖案化為2 mm寬之線狀，而作為陽極之ITO基板。於此ITO基板上，以重量比67：33，將spiro－DPVBi與MoO3
於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍以1.5/sec之蒸鍍速度，製成膜厚合計達到10 nm之膜，而形成電洞注入層。
其次，於上述電洞注入層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以1.0/sec之蒸鍍速度，以膜厚達到10 nm之方式真空蒸鍍spiro－DPVBi，而形成電洞輸送層。
使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯以及以上述式(7)所表示之蒽二胺作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以TBADN之蒸鍍速度1/sec，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，將TBADN以及紅螢烯製成厚度為35 nm之膜，進而以蒽二胺濃度達到10 wt%之方式，將BADN以及蒽二胺製成厚度為35 nm之膜，而形成發光層。
其次，於上述發光層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－DPVBi製成厚度為20 nm之膜，而形成電子輸送層。
其次，於上述電子輸送層上，以重量比1：1，將spiro－DPVBi與以下述式(4)所表示之Liq於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以蒸鍍速度1/sec，製成膜厚為12 nm之膜，而形成電子注入層。
最後，於上述電子注入層上，以蒸鍍速度5/sec，將Al蒸鍍為100 nm之厚度，而作為陰極。此時，以正交於ITO之線、並且發光區域為2 mm□之方式，經由蔽蔭遮罩將Al膜形成線狀。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例10相同之方式製作有機EL元件。
使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以上述式(7)所表示之蒽二胺作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以TBADN之蒸鍍速度1/sec，以蒽二胺濃度達到10 wt%之方式，將TBADN以及蒽二胺製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
(評價)
圖25表示實施例10之有機EL元件之亮度－電壓特‘性，圖26表示發光效率－電流密度特性，圖27表示壽命特性。另外，表3表示實施例6、1011之有機EL元件之發光效率外部量子產率以及壽命。
自實施例6、10、11之有機EL元件，獲得了良好之發光效率、外部量子產率。另外，實施例10之有機EL元件之壽命特性係以250A/m2
之固定電流密度使之驅動，結果推斷亮度減半之推斷時間為8000小時以上。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。
使用以下述式(8)所表示之BAlq(雙(2－甲基－8－羥基喹啉基)－4－(苯基酚氧基)鋁)作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於電洞輸送層上，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍使BAlq以及紅螢烯製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
[化10]
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。
使用以下述式(9)所表示之CBP作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於電洞輸送層上，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將CBP以及紅螢烯製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。
使用以下述式(10)所表示之spiro－6P作為主體材料，且使用以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於電洞輸送層上，以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－6P以及紅螢烯製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
(評價)
自實施例12~14之有機EL元件，可觀測到自紅螢烯所發出之黃色光。將此等有機EL元件之正面亮度之發光效率、由觀測向全角度放射之發光而獲得之光子數與所投入之電子數所算出之外部量子產率、以及藉由1 mA之固定電流驅動所獲得之達到發光亮度減半之時間示於表4。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。
使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，使用以下述式(11)所表示之2,5, ,11－四第三丁基苝(TBPe)作為成為發光中心之發光摻雜劑，於電洞輸送層上，以TBPe濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將TBADN以及TBPe製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
(有機EL元件之製作)
首先，率備於玻璃基板上，將ITO圖案化為2 mm寬之線狀，而作為陽極之ITO基板。於此ITO基板上，以重量
比67：33，將TBADN與MoO3
於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍以1.5/sec之蒸鍍速度，製成膜厚合計達到10 nm之膜，而形成電洞注入層。
其次，於上述電洞注入層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以1.0/sec之蒸鍍速度，以膜厚達到10 nm之方式真空蒸鍍TBADN，而形成電洞輸送層。
其次，使用以上述式(10)所表示之spiro－6P作為主體材料，且使用以上述式(11)所表示之TBPe作為成為發光中心之發光摻雜劑，於上述電洞輸送層上，以TBPe濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－6P以及TBPe製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
其次，於上述發光層上，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將TBADN製成厚度為10 nm之膜，而形成電子輸送層。
其次，於上述電子輸送層上，以重量比1：1，將TBADN與以上述式(4)所表示之Liq，於真空度10－5
Pa之條件下，藉由共蒸鍍，以蒸鍍速度1/sec ，製成膜厚為12 nm之膜，而形成電子注入層。
最後，於上述電子注入層上，以蒸鍍速度5/sec，將Al蒸鍍為100 nm之厚度，而作為陰極。
(評價)
自實施例15、16之有機EL元件，可觀測到藍色發光。將此等有機EL元件之正面亮度之發光效率、由觀測向全
角度放射之發光所獲得之光子數與所投入之電子數而算出之外部量子產率、以及藉由1 mA之固定電流'驅動所獲得之達到發光亮度減半之時間示於表5。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。
使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以下述式(12)所表示之DCJTB作為成為發光中心之發光摻雜劑，於電洞輸送層上，以DCJTB濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將TBADN以及DCJTB製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。
使用以上述式(2)所表示之TBADN作為主體材料，且使用以上述式(12)所表示之DCJTB以及以上述式(3)所表示之紅螢烯作為成為發光中心之發光摻雜劑，於電洞輸送層上，以DCJTB濃度達到1 wt%、紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec ，藉由真空蒸鍍，將TBADN、DCJTB以及紅螢烯製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
(評價)
自實施例17、18之有機EL元件，可觀測到自DCJTB所發出之紅色光。將此等有機EL元件之正面亮度之發光效率、由觀測向全角度射出之發光而獲得之光子數及所投入之電子數而算出之外部量子產率、以及藉由1 mA之固定電流驅動所獲得之達到發光亮度減半之時間示於表6。
摻雜有DCJTB以及紅螢烯之情況(實施例17)，與僅摻雜有DCJTB之情況(實施例16)相比，紅色之特性提高。
(有機EL元件之製作)
除了以如下方式形成發光層以外以與實施例1相同之
方式製作有機EL元件。
使用以上述式(10)所表示之spiro－6P作為主體材料，且使用以上述式(11)所表示之TBPe以及以上述式(3)所表示之紅螢烯作為發光摻雜劑，於電洞輸送層上，首先，以TBPe濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－6P以及TBPe製成厚度為35 nm之膜，接著以紅螢烯濃度達到1 wt%之方式，於真空度10－5 Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將spiro－6P以及紅螢烯製成厚度為35 nm之膜，而形成發光層。
(評價)
自實施例19之有機EL元件，可觀測到自TBPe以及紅螢烯所發出之白色發光。此有機EL元件之正面亮度之發光效率為8 cd/A，外部量子產率為3%，藉由1 mA之定電流'驅動所獲得之達到發光亮度減半之時間為2000小時。
除了以如下方式形成發光層以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。
使用以上述式(9)所表示之CBP作為主體材料，且使用以下述式(13)所表示之Ir(piq) 3作為發光摻雜劑，於電洞輸送層上，以Ir(piq)3
濃度達到5 wt%之方式，於真空度10－5
Pa之條件下，以蒸鍍速度1/sec，藉由真空蒸鍍，將CBP以及Ir(piq)3
製成厚度為70 nm之膜，而形成發光層。
(評價)
此有機EL元件之正面亮度之發光效率為5 cd/A，外部量子產率為5%，以1000 cd/m2
開始發光之壽命時間為2000小時。
1‧‧‧有機EL元件
2‧‧‧基板
3‧‧‧陽極
4‧‧‧電洞注入輸送層
5‧‧‧發光層
6‧‧‧電子注入輸送層
7‧‧‧陰極
3‧‧‧第2電洞注入輸送層
9‧‧‧第2電子注入輸送層
10a、1ob、10c‧‧‧發光單元
11、11a、11b‧‧‧電荷產生層
圖1係表示用以說明離子化電位以及電子親和力之能帶圖的模式圖。
圖2係表示本發明之有機EL元件之一例的概略剖面圖。
圖3係表示本發明之有機EL元件之能帶圖之一例的模式圖。
圖4係表示本發明之有機EL元件之能帶圖之另一例的模式圖。
圖5係表示本發明之有機EL元件之另一例的概略剖面圖。
圖6係表示本發明之有機EL元件之能帶圖之一例的模式圖。
圖7係表示本發明之有機EL元件之能帶圖之另一例的
模式圖。
圖8係表示本發明之有機EL元件之另一例的概略剖面圖。
圖9係表示本發明之有機EL元件之動作機構之說明圖。
圖10(a)及(b)係表示本發明之有機EL元件之能帶圖之另一例的模式圖。
圖11係表示本發明之有機EL元件之另一例的概略剖面圖。
圖12(a)及(b)係表示本發明之有機EL元件之能帶圖之另一例的模式圖。
圖13係表示實施例1以及比較例1之亮度－電壓特性的圖表。
圖14係表示實施例1以及比較例1之發光效率－電流密度特性的圖表。
圖15係表示實施例1~3之亮度－電壓特性的圖表。
圖16係表示實施例1~3之發光效率－電流密度特性的圖表。
圖17係表示實施例4之亮度－電壓特性的圖表。
18係表示實施例4之發光效率－電流密度特性的圖圖表。
圖19係表示實施例4之壽命特性的圖表。
圖20係表示實施例1、5之亮度－電壓特性的圖表。
圖21係表示實施例1、5之發光效率－電流密度特性的圖表。
圖22係表示實施例1、5之壽命特性的圖表。
圖23係表示實施例6~9之亮度－電壓特性的圖表。
圖24係表示實施例6~9之發光效率－電流密度特性的圖表。
圖25係表示實施例10之亮度－電壓特性的圖表。
圖26係表示實施例10之發光效率－電流密度特性的圖表。
圖27係表示實施例10之壽命特性的圖表。
1‧‧‧有機EL元件
2‧‧‧基板
3‧‧‧陽極
4‧‧‧電洞注入輸送層
5‧‧‧發光層
6‧‧‧電子注入輸送層
7‧‧‧陰極
Claims (14)
- 一種有機電致發光元件，係具有陽極、形成於上述陽極上之電洞注入輸送層、形成於上述電洞注入輸送層上之發光層、形成於上述發光層上之電子注入輸送層、及形成於上述電子注入輸送層上之陰極者；其特徵在於，將上述發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2 、將上述電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3 時，Ip2 ≧Ip3 ，並且，將上述電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1 、將上述發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2 時，Ea1 ≧Ea2 ；上述電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip1 時，Ip1 <Ip2 ；上述電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea3 時，Ea2 <Ea3 ；上述電洞注入輸送層、上述電子注入輸送層、上述發光層係可含有輸送電洞以及電子之雙極材料；上述電洞注入輸送層所含有之雙極材料與上述發光層所含有之雙極材料相異；上述電子注入輸送層所含有之雙極材料與上述發光層所含有之雙極材料相異。
- 一種有機電致發光元件，係具有數個於相對向之陽極以及陰極之間依序積層有電洞注入輸送層、發光層及電子注入輸送層的發光單元，且於相鄰接之上述發光單元之間形成有電荷產生層者；其特徵在於， 將上述發光層之構成材料之離子化電位設為Ip2 、將上述電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip3 時，Ip2 ≧Ip3 ，並且，將上述電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea1 、將上述發光層之構成材料之電子親和力設為Ea2 時，Ea1 ≧Ea2 ；上述電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip1 時，Ip1 <Ip2 ；上述電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea3 時，Ea2 <Ea3 ；上述電洞注入輸送層、上述電子注入輸送層、上述發光層係含有可輸送電洞以及電子之雙極材料；上述電洞注入輸送層所含有之雙極材料與上述發光層所含有之雙極材料相異；上述電子注入輸送層所含有之雙極材料與上述發光層所含有之雙極材料相異。
- 如申請專利範圍第1或2項之有機電致發光元件，其中，上述電洞注入輸送層所含有之雙極材料與上述電子注入輸送層所含有之雙極材料相同。
- 如申請專利範圍第1或2項之有機電致發光元件，其中，上述雙極材料係二苯乙烯基芳烴(distyrylarene)衍生物、多芳香族化合物、芳香族縮合環化合物類、咔唑衍生物或雜環化合物。
- 如申請專利範圍第4項之有機電致發光元件，其中，上述雙極材料係4,4’-雙(2,2-二苯基-乙烯-1-基)聯苯 (DPVBi)、螺-4,4’-雙(2,2-二苯基乙烯-1-基)聯苯(Spiro-DPVBi)、4,4’-雙(咔唑-9-基)聯苯(CBP)、2,2’,7,7’-肆(咔唑-9-基)-9,9’-螺二茀(spiro-CBP)、4,4”-二(N-咔唑基)-2’,3’,5’,6’-四苯基對聯三苯(CzTT)、1,3-雙(咔唑-9-基)苯(m-CP)、3-第三丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽(TBADN)或以下述式(I)表示之化合物：
- 如申請專利範圍第1或2項之有機電致發光元件，其中，上述電洞注入輸送層係至少於與上述陽極之界面上具有電洞注入輸送層用有機化合物中混合有氧化性摻雜劑之區域；並且，上述電子注入輸送層係至少於與上述陰極之界面上具有於電子注入輸送層用有機化合物中混合有還原性摻雜劑之區域。
- 如申請專利範圍第6項之有機電致發光元件，其中，上述氧化性摻雜劑係金屬氧化物。
- 如申請專利範圍第7項之有機電致發光元件，其中，上述金屬氧化物係MoO3 或V2 O5 。
- 如申請專利範圍第6項之有機電致發光元件，其中，上述還原性摻雜劑係金屬、金屬化合物或有機金屬錯合物中之任一者。
- 如申請專利範圍第9項之有機電致發光元件，其中，上述金屬、金屬化合物或有機金屬錯合物係含有功函數為4.2eV以下且自包含鹼金屬、鹼土金屬以及稀土類金屬之過渡金屬所組成群組中選擇之至少一種金屬。
- 如申請專利範圍第1或2項之有機電致發光元件，其中，於上述電洞注入輸送層與上述發光層之間形成有第2電洞注入輸送層，將上述第2電洞注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea4 時，Ea1 ≧Ea4 ≧Ea2 ，並且，將上述電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip1 、上述第2電洞注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip4 時，Ip1 <Ip4 <Ip2 。
- 如申請專利範圍第1或2項之有機電致發光元件，其中，於上述電子注入輸送層與上述發光層之間形成有第2電子注入輸送層，將上述第2電子注入輸送層之構成材料之離子化電位設為Ip5 時，Ip2 ≧Ip5 ≧Ip3 ，並且，將上述電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea3 、上述第2電子注入輸送層之構成材料之電子親和力設為Ea5 時，Ea2 <Ea5 <Ea3 。
- 如申請專利範圍第1或2項之有機電致發光元件，其中，上述發光層含有主體材料及發光摻雜劑，上述發光層中之上述發光摻雜劑存在濃度分布。
- 如申請專利範圍第1或2項之有機電致發光元件，其中，上述發光層含有主體材料及兩種以上之發光摻雜劑。
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