WO2015064432A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル - Google Patents

Abstract

本発明は、発光効率を充分に高め、製造効率を優れたものとすることができる有機エレクトロルミネッセンス素子と、上記有機エレクトロルミネッセンス素子を備える有機エレクトロルミネッセンス表示パネルとを提供する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、発光層と、陰極とを順に備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、上記発光層は、発光ドーパント層及び発光ホスト層を有し、上記発光ドーパント層は、発光ドーパント材料を含有し、発光ホスト材料を実質的に含有せず、上記発光ホスト層は、発光ホスト材料を含有し、発光ドーパント材料を実質的に含有しないものである。　

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」とも言う。）、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル（以下、「有機ＥＬ表示パネル」とも言う。）に関する。より詳しくは、発光効率の高い有機ＥＬ素子、及び、上記有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示パネルに関するものである。

近年、薄型表示装置に用いられる表示素子として、有機材料の電界発光を利用した有機ＥＬ素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とが両電極間に配置された発光層内で再結合することによって発光するものである。このような自発光型の有機ＥＬ素子は、高輝度発光、高速応答、広視野角、薄型軽量等の優れた特徴を有しており、表示パネルや照明等の様々な分野に応用されることが期待されている。

有機ＥＬ素子の発光層としては、通常、発光を主に担う発光ドーパント材料と、正孔及び電子の輸送を主に担う発光ホスト材料とが共蒸着により混合された層が用いられている。このような構成に対して、有機ＥＬ素子を更に高機能化させることが検討されており、例えば、以下が挙げられる。

上述したような通常の発光層の他に、発光ドーパント材料の濃度が１００重量％である層が配置された有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。

通常の発光層の他に、発光ホスト材料を主成分として発光ドーパント材料を含まない層が配置された有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献２参照）。

通常の発光層の代わりに、再結合中心として働いて発光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚よりも薄い島状薄膜が配置された有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献３参照）。

通常の発光層の他に、陽極及び陰極間に配置された有機化合物層と陰極との間に、金属又は金属塩でドーピングした金属ドーピング層が配置された有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献４、５参照）。

通常の発光層を構成する材料の特性を所定のものとし、所定の特性を有する障壁層が配置された有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献６参照）。また、通常の発光層を構成する材料の特性を所定のものとして複数積層させた有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献７、８参照）。

通常の発光層の他に、効率増強層が配置された有機ＥＬ素子が知られている（例えば、非特許文献１、２参照）。

特開２００９－４８８９３号公報 特開２００４－２５３３７３号公報 特開２００１－２６７０７７号公報 特開２０１０－１６４１３号公報 特開２０１０－４５４１５号公報 国際公開第２０１０／１３４３５２号 特開２０１０－５０２２７号公報 特開２００８－１９８８０１号公報

アラカネ等（Ｔ．Ａｒａｋａｎｅ，ｅｔ　ａｌ）、「新しいディープブルー蛍光材料と高性能化への応用（Ｎｅｗ　Ｄｅｅｐ　Ｂｌｕｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｈｉｇｈ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）」、ＩＤＷ’１１、２０１１、ｐ．７９９－８０２ カワムラ等（Ｍ．Ｋａｗａｍｕｒａ，ｅｔ　ａｌ）、「効率増強層を伴う高効率蛍光の青色有機発光ダイオード（Ｈｉｇｈｌｙ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｂｌｕｅ　ＯＬＥＤｓ　ｗｉｔｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ－ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ　Ｌａｙｅｒ）」、ＳＩＤ１０　ＤＩＧＥＳＴ、２０１０、ｐ．５６０－５６３

有機ＥＬ素子において、発光ホスト材料及び発光ドーパント材料が混合された発光層を用いると、発光領域が広がり、発光効率が低下することがあった。特に、青色蛍光材料で遅延蛍光させる場合、三重項－三重項融合（ＴＴＦ：Ｔｒｉｐｌｅｔ－Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ｆｕｓｉｏｎ）現象が発生しにくく、発光効率が高まらないことがあった。この理由について、以下に説明する。

図１６は、従来の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図１６に示すように、有機ＥＬ表示パネル１０１ｃは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子１０３ｃとを有している。有機ＥＬ素子１０３ｃは、基板２側から順に、陽極４、正孔輸送層７、発光層１０８ｂ、電子輸送層９、及び、陰極５を有している。発光層１０８ｂは、発光ドーパント材料１９、及び、発光ホスト材料２０が共蒸着により混合された構成を有している。この場合、発光ドーパント材料１９は発光層１０８ｂ全体に分散されているため、図１６に示すように、有機ＥＬ素子１０３ｃの発光領域ＥＲ３は発光層１０８ｂ全体に広がっている。

高効率な発光を実現するためには、発光層内で生成される励起子の領域を狭い領域に限定し、励起子の密度を増加させることが考えられる。特に、青色蛍光材料で遅延蛍光させる場合は、ＴＴＦ現象が発生しやすいように励起子の密度を増加させることが重要である。

しかしながら、図１６に示すような有機ＥＬ素子１０３ｃにおいては、発光領域ＥＲ３が発光層１０８ｂ全体に広がっているため、励起子の密度が減少し、発光効率が低下することがあった。特に、青色蛍光材料で遅延蛍光を利用する場合は、ＴＴＦ現象が発生しにくくなり、発光効率が低下することがあった。

また、発光領域ＥＲ３が発光層１０８ｂ全体に広がることによって、励起子が発光層１０８ｂに隣接する層（例えば、正孔輸送層７、電子輸送層９）に流出してしまうことが考えられる。この現象は、発光層１０８ｂに隣接する層の最低三重項状態のエネルギー準位（以下、「Ｔ１準位」とも言う。）が、発光層１０８ｂを構成する材料のＴ１準位よりも低いと生じてしまう。このため、発光層１０８ｂに隣接する層の種類が限定されるだけでなく、励起子の流出を防止するための層を更に配置することが必要になり、その結果、有機ＥＬ素子の構造が複雑し、製造効率が低下することがあった。

更に、発光層１０８ｂは、発光ドーパント材料１９、及び、発光ホスト材料２０を共蒸着することにより形成されるため、各材料の所望の重量比を実現するように蒸着速度を制御することが困難であり、製造効率が低下することがあった。

以上より、従来の有機ＥＬ素子１０３ｃは、発光効率を充分に高め、製造効率を優れたものとする点において工夫の余地があった。

上記特許文献１は、駆動電圧が低く、発光効率が高い有機ＥＬ素子を提供すると開示している。しかしながら、上記特許文献１に記載の発明は、上記特許文献１の図１に示されたように、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された発光層を有しているため、発光効率を充分に高める点において工夫の余地があった。また、このような発光層は、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することにより形成されるため、製造効率を優れたものとする点において工夫の余地があった。

上記特許文献２は、耐久性を損なうことなく低電圧の駆動が可能な有機ＥＬ素子を提供すると開示している。しかしながら、上記特許文献２に記載の発明は、上記特許文献２の図１に示されたように、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された発光層を有しているため、発光効率を充分に高める点において工夫の余地があった。また、このような発光層は、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することにより形成されるため、製造効率を優れたものとする点において工夫の余地があった。

上記特許文献３は、新たな層構成を有し、蛍光性有機化合物を有効に活用することが可能な有機ＥＬ素子を提供すると開示している。しかしながら、上記特許文献３に記載の発明では、正孔輸送層と電子輸送層との間に発光を担う島状薄膜が配置されており、島状薄膜が分布していない領域では、正孔輸送層と電子輸送層とが直結してしまうため、正孔及び電子の再結合が島状薄膜内で発生せず、その結果、発光効率が低下してしまうことが考えられる。よって、上記特許文献３に記載の発明は、発光効率を充分に高める点において工夫の余地があった。

上記特許文献４は、駆動電圧が低く、高効率、高輝度発光素子の作製を可能とする有機ＥＬ素子を提供すると開示している。しかしながら、上記特許文献４に記載の発明は、上記特許文献４の図１に示されたように、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された発光層を有しているため、発光効率を充分に高める点において工夫の余地があった。また、このような発光層は、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することにより形成されるため、製造効率を優れたものとする点において工夫の余地があった。

上記特許文献５は、駆動電圧を低下させるとともに、発光スペクトルの制御が可能な有機ＥＬ素子を提供すると開示している。しかしながら、上記特許文献５に記載の発明は、上記特許文献５の図１に示されたように、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された発光層を有しているため、発光効率を充分に高める点において工夫の余地があった。また、このような発光層は、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することにより形成されるため、製造効率を優れたものとする点において工夫の余地があった。これは、上記特許文献７、８についても同様である。

上記特許文献６は、発光層内部においてＴＴＦ現象を効率的に引き起こし、従来の蛍光素子の限界値と言われていた内部量子効率２５％を大きく超える高効率な有機ＥＬ素子を提供すると開示している。しかしながら、ＴＴＦ現象は二つの励起子間で発生する現象であるため、発光ドーパント材料の濃度が低い場合は、ＴＴＦ現象が発生しにくくなると考えられる。よって、上記特許文献６に記載の発明は、発光効率を充分に高める点において工夫の余地があった。これは、上記非特許文献１、２についても同様である。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、発光効率を充分に高め、製造効率を優れたものとすることができる有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示パネルとを提供することを目的とするものである。

本発明者らは、発光効率を充分に高め、製造効率を優れたものとすることができる有機ＥＬ素子について種々検討したところ、発光層を、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が別々の層に含有された構成とすることに着目した。そのような構成とすることによって、発光領域を、発光ドーパント材料から構成される発光ドーパント層と、発光ホスト材料から構成される発光ホスト層との界面付近の狭い領域に限定することができるため、励起子の密度が増加し、発光効率を高めることができることを見出した。また、発光ドーパント材料と発光ホスト材料との間の励起発光を活用することもできるようになるため、それによっても発光効率を高めることができることを見出した。更に、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することなく発光層を形成できるため、製造効率を優れたものとすることができることを見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明の一態様は、陽極と、発光層と、陰極とを順に備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、上記発光層は、発光ドーパント層及び発光ホスト層を有し、上記発光ドーパント層は、発光ドーパント材料を含有し、発光ホスト材料を実質的に含有せず、上記発光ホスト層は、発光ホスト材料を含有し、発光ドーパント材料を実質的に含有しない有機エレクトロルミネッセンス素子であってもよい。

本発明の別の一態様は、基板と、上記基板上に配置された上記有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであってもよい。

本発明によれば、発光効率を充分に高め、製造効率を優れたものとすることができる有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示パネルとを提供することができる。

実施例１の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 図１中の有機ＥＬ素子の駆動原理を説明する説明図である。 実施例２の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 図３中の有機ＥＬ素子の駆動原理を説明する説明図である。 実施例３の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 比較例１の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 比較例２の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 実施例４の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 実施例５の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 実施例６の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 実施例７の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 実施例７の有機ＥＬ表示パネルの陰極側のバンド相関図である。 実施例８の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 実施例８の有機ＥＬ表示パネルの陰極側のバンド相関図である。 実施例９の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。 従来の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。

以下に実施例を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、各実施例の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。

本明細書中、発光層は、発光ドーパント層及び発光ホスト層からなる。発光ホスト層は、単層であってもよく、複数の層から構成されるものであってもよい。発光ホスト層を構成する複数の層は、本発明の効果を阻害しない範囲で、その一部に微量の発光ドーパント材料を含有した層を有してもよく、その濃度を層内で変化させてもよい。この場合の発光ドーパント材料の濃度は、２０重量％以下であることが好ましい。また、本明細書中、有機エレクトロルミネッセンスは、「有機ＥＬ」とも表記する。有機ＥＬは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）とも呼ばれる。

（実施例１）
実施例１は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ドーパント層を有し、陰極側に発光ホスト層を有する構成に関する。

図１は、実施例１の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図１に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ａは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ａとを有している。有機ＥＬ素子３ａは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ａ、電子輸送層９、電子注入層１０、及び、陰極５を有している。発光層８ａは、陽極４側に発光ドーパント層１１ａを有し、陰極５側に発光ホスト層１２ａを有している。

基板２としては、薄膜トランジスタ素子を有するアクティブマトリックス基板を用い、陽極４と薄膜トランジスタ素子とを接続することで、有機ＥＬ素子３ａを駆動させた。基板２としては、その他に、例えば、透明基板等を用いることができる。透明基板としては、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。透明基板として、折り曲げ可能なプラスチック基板を用いる場合、フレキシブルな有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。

実施例１の有機ＥＬ表示パネル１ａは、陽極４が光反射性を有し、陰極５が光透過性を有する場合で、陰極５側から光を出射するトップ・エミッション型である。

陽極４としては、基板２側から順に、アルミニウム（Ａｌ）とインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）とが積層されたもの（以下、「Ａｌ／ＩＺＯ」とも言う。）を用い、その厚みを、例えば、５０ｎｍとする。光反射性を有する電極としては、その他に、例えば、Ａｌ、インジウム（Ｉｎ）等を用いることができる。

陰極５としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）を用い、その厚みを、例えば、１００ｎｍとする。ＩＴＯはスパッタ法にて蒸着した。光透過性を有する電極としては、その他に、例えば、ＩＺＯ等を用いることができる。

正孔注入層６としては、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ］－ビフェニル（α－ＮＰＤ）と三酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）とを重量比８０：２０で共蒸着したものを用い、その厚みを、例えば、４０ｎｍとする。正孔注入層６としては、その他に、通常の有機ＥＬ素子が有するものを用いることができる。

正孔輸送層７としては、α－ＮＰＤを用い、その厚みを、例えば、３０ｎｍとする。正孔輸送層７としては、その他に、通常の有機ＥＬ素子が有するものを用いることができる。

電子輸送層９としては、バトフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ：Ｂａｔｈｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）を用い、その厚みを、例えば、１５ｎｍとする。電子輸送層９としては、その他に、通常の有機ＥＬ素子が有するものを用いることができる。

電子注入層１０としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を用い、その厚みを、例えば、１ｎｍとする。電子注入層１０としては、その他に、通常の有機ＥＬ素子が有するものを用いることができる。

発光ドーパント層１１ａを構成する発光ドーパント材料としては、ジアミンピレン系の青色遅延蛍光材料を用い、その濃度を１００重量％とした。発光ドーパント層１１ａの厚みは、例えば、０．１ｎｍとする。発光ドーパント材料としては、蛍光ドーパント材料又は燐光ドーパント材料のどちらでも用いることができ、燐光ドーパント材料としては、例えば、トリス（２－フェニルピリジナート）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）等が挙げられる。発光ドーパント層１１ａは、発光ホスト材料を実質的に含有せず、例えば、発光ドーパント材料以外の微量の不純物が含有されていてもよい。発光ドーパント層が発光ホスト材料を実質的に含有しないとは、発光ドーパント層の特性に影響を及ぼす材料として含有しないとの意味であり、コンタミネーション又は不純物として、発光ホスト材料を数重量％以下（好ましくは、３重量％以下）の範囲で含有することも含む。発光ドーパント層１１ａ中の発光ドーパント材料の濃度は、９０重量％以上であることが好ましく、１００重量％であることが特に好ましい。発光ドーパント材料の濃度が９０重量％以上である場合、ＴＴＦ現象を積極的に利用して発光効率を更に高めることができる。発光ドーパント層１１ａの厚みは、５ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以下であることがより好ましく、０．１ｎｍ以下であることが特に好ましい。発光ドーパント層１１ａの厚みが５ｎｍ以下である場合、励起子の密度が更に増加し、発光効率を更に高めることができる。また、発光ドーパント層１１ａの厚みを薄くすることによって、発光ドーパント材料の使用量を抑制することができるため、製造コストを低減して製造効率を更に優れたものとしたり、隣接する画素間での混色の発生を充分に防止したりすることができる。

発光ホスト層１２ａを構成する発光ホスト材料としては、バイポーラ特性を有し、電子輸送特性が高い蛍光材料系の出光興産社製のＢＨ－２３２を用いた。蛍光材料系の発光ホスト材料としては、他に、例えば、上記特許文献７に記載のアントラセン誘導体を用いることができる。燐光材料系の発光ホスト材料としては、例えば、上記特許文献８に記載の電子輸送特性が高い発光ホスト材料（電子輸送性ホスト）を用いることができ、イミダゾール誘導体等が挙げられる。発光ホスト層１２ａの厚みは、例えば、３０ｎｍとする。発光ホスト層１２ａは、発光ドーパント材料を実質的に含有しない。発光ホスト層が発光ドーパント材料を実質的に含有しないとは、発光ホスト層の特性に影響を及ぼす材料として含有しないとの意味であり、コンタミネーション又は不純物として、微量（好ましくは、２０重量％以下）の発光ドーパント材料を含有することも含む。発光ホスト材料の最高被占軌道（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｅｓｔ　Ｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）準位は、発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位よりも低く、発光ホスト材料のＨＯＭＯ準位と発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位との差は、０．２ｅＶ以下であることが好ましい。また、発光ホスト材料の最低空軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ　Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）準位は、発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、発光ホスト材料のＬＵＭＯ準位と発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位との差は、０．２ｅＶ以下であることが好ましい。

発光ホスト材料としては、発光ドーパント材料の励起子の生成を促進し、正孔及び電子の両方を輸送できるバイポーラ特性を有するものであることが好ましく、例えば、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（ＴＰＢＩ）が挙げられる。この場合、発光ホスト材料の正孔移動度をμ_ｈ、電子移動度をμ_ｅとすると、発光効率を更に高める観点から、１＜μ_ｅ／μ_ｈであることが好ましい。ここで、バイポーラ特性が失われるにつれて正孔及び電子が移動しにくくなり、その結果、駆動電圧の上昇や素子寿命の低下につながるため、μ_ｅ／μ_ｈが１００以上の場合は、これらのデメリットの方が発光効率の上昇よりも大きくなってしまうことがある。よって、μ_ｅ／μ_ｈは、１＜μ_ｅ／μ_ｈ＜１００であることがより好ましく、１＜μ_ｅ／μ_ｈ＜１０であることが特に好ましい。μ_ｅ／μ_ｈが１００未満である場合は、発光効率の上昇の方がこれらのデメリットよりも大きくなる。μ_ｅ／μ_ｈが１０未満である場合は、通常の有機ＥＬ素子の厚みが数１０ｎｍ程度であり、発光領域が発光ドーパント層１１ａ側に充分に寄るため、発光効率を更に高めることができる。また、これとともに、電子注入層１０、及び、電子輸送層９の電子注入・輸送特性が、正孔注入層６、及び、正孔輸送層７の正孔注入・輸送特性よりも高いことが好ましく、有機ＥＬ素子３ａを駆動する際に発光ホスト層１２ａ内の電子の個数が正孔の個数よりも多い状態であることが好ましい。

実施例１の有機ＥＬ素子３ａは、以下の原理で駆動させることができる。

図２は、図１中の有機ＥＬ素子の駆動原理を説明する説明図である。図２に示すように、陽極４から正孔注入層６、及び、正孔輸送層７を介して、発光ドーパント層１１ａの発光ホスト層１２ａ側に正孔が注入される。これに対して、陰極５から電子注入層１０、電子輸送層９、及び、発光ホスト層１２ａを介して、発光ドーパント層１１ａの発光ホスト層１２ａ側に電子が注入される。その結果、有機ＥＬ素子３ａでは、正孔及び電子が発光ドーパント層と発光ホスト層との界面付近（発光ドーパント層１１ａの発光ホスト層１２ａ側）で再結合することによって発光する。この場合、発光領域ＥＲ１が、発光ドーパント層１１ａと発光ホスト層１２ａとの界面付近の狭い領域に限定されて、励起子の密度が増加するため、正孔及び電子が再結合する確率が増加し、その結果、発光効率を充分に高めることができる。特に、ドーパント材料として、遅延蛍光が生じる青色蛍光材料を用いる場合は、励起子の密度の増加に伴ってＴＴＦ現象が発生する確率も増加し、その結果、発光効率を更に高めることができる。また、発光ドーパント層１１ａと発光ホスト層１２ａとの間で励起子の遷移が発生することによっても、発光効率を充分に高めることができる。

また、発光層８ａは、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することなく形成されるため、蒸着速度の制御が容易であり、発光層の特性のばらつきが発生しにくくなる。よって、製造効率を優れたものとすることができる。

更に、上述したように、発光層が分布していない領域では、正孔輸送層と電子輸送層とが直結してしまうため、正孔及び電子の再結合が発光層内で発生せず、その結果、発光効率が低下してしまうことが懸念される。しかしながら、実施例１の有機ＥＬ素子３ａでは、発光ドーパント層１１ａ上に発光ホスト層１２ａが配置されており、正孔輸送層７と電子輸送層９との間の距離が離れているため、上述したような発光効率の低下を充分に防止することができる。

なお、有機ＥＬ素子３ａは、実施例１の構成以外に、正孔ブロッキング層、及び、電子ブロッキング層を適宜含んでもよいし、正孔注入層６と正孔輸送層７とを一体化した正孔注入層兼正孔輸送層や、電子輸送層９と電子注入層１０とを一体化した電子注入層兼電子輸送層のような２以上の機能を有する層を含んでもよい。また、実施例１の有機ＥＬ素子３ａが有する各層の配置を逆転させた構成、すなわち、基板２側から順に、陰極５、電子注入層１０、電子輸送層９、発光ホスト層１２ａ、発光ドーパント層１１ａ、正孔輸送層７、正孔注入層６、及び、陽極４が配置された構成で、陰極５側から光を出射するボトム・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルであっても、実施例１と同様な効果を奏することは明らかである。

（実施例２）
実施例２は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ホスト層を有し、陰極側に発光ドーパント層を有する構成に関する。実施例２の有機ＥＬ素子は、発光ドーパント層及び発光ホスト層の配置以外、実施例１の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図３は、実施例２の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図３に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ｂは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ｂとを有している。有機ＥＬ素子３ｂは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ｂ、電子輸送層９、電子注入層１０、及び、陰極５を有している。発光層８ｂは、陽極４側に発光ホスト層１２ａを有し、陰極５側に発光ドーパント層１１ａを有している。

発光ホスト層１２ａを構成する発光ホスト材料としては、バイポーラ特性を有し、正孔輸送特性が高い燐光材料系の４，４’－Ｎ，Ｎ’－ジカルバゾール－ビフェニル（ＣＢＰ）を用いた。燐光材料系の発光ホスト材料としては、他に、例えば、上記特許文献８に記載の正孔輸送特性が高い発光ホスト材料（正孔輸送性ホスト）を用いることができ、１，３－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（ｍＣＰ）や、４，４’，４’’－トリス（Ｎ－カルバゾリル）－トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）のようなカルバゾール誘導体等が挙げられる。発光ホスト層１２ａの厚みは、例えば、３０ｎｍとする。発光ホスト材料としては、発光ドーパント材料の励起子の生成を促進し、正孔及び電子の両方を輸送できるバイポーラ特性を有するものであることが好ましい。この場合、発光ホスト材料の正孔移動度をμ_ｈ、電子移動度をμ_ｅとすると、発光効率を更に高める観点から、１＜μ_ｈ／μ_ｅであることが好ましい。ここで、バイポーラ特性が失われるにつれて正孔及び電子が移動しにくくなり、その結果、駆動電圧の上昇や素子寿命の低下につながるため、μ_ｈ／μ_ｅが１００以上の場合は、これらのデメリットの方が発光効率の上昇よりも大きくなってしまうことがある。よって、μ_ｈ／μ_ｅは、１＜μ_ｈ／μ_ｅ＜１００であることがより好ましく、１＜μ_ｈ／μ_ｅ＜１０であることが特に好ましい。μ_ｈ／μ_ｅが１００未満である場合は、発光効率の上昇の方がこれらのデメリットよりも大きくなる。μ_ｈ／μ_ｅが１０未満である場合は、通常の有機ＥＬ素子の厚みが数１０ｎｍ程度であり、発光領域が発光ドーパント層１１ａ側に充分に寄るため、発光効率を更に高めることができる。また、これとともに、正孔注入層６、及び、正孔輸送層７の正孔注入・輸送特性が、電子注入層１０、及び、電子輸送層９の電子注入・輸送特性よりも高いことが好ましく、有機ＥＬ素子３ｂを駆動する際に発光ホスト層１２ａ内の正孔の個数が電子の個数よりも多い状態であることが好ましい。

実施例２の有機ＥＬ素子３ｂは、以下の原理で駆動させることができる。

図４は、図３中の有機ＥＬ素子の駆動原理を説明する説明図である。図４に示すように、陽極４から正孔注入層６、正孔輸送層７、及び、発光ホスト層１２ａを介して、発光ドーパント層１１ａの発光ホスト層１２ａ側に正孔が注入される。これに対して、陰極５から電子注入層１０、及び、電子輸送層９を介して、発光ドーパント層１１ａの発光ホスト層１２ａ側に電子が注入される。その結果、有機ＥＬ素子３ｂでは、正孔及び電子が発光ドーパント層と発光ホスト層との界面付近（発光ドーパント層１１ａの発光ホスト層１２ａ側）で再結合することによって発光する。この場合、発光領域ＥＲ２が、発光ドーパント層１１ａと発光ホスト層１２ａとの界面付近の狭い領域に限定されて、励起子の密度が増加するため、実施例１と同様に発光効率を充分に高めることができる。

また、発光層８ｂは、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することなく形成されるため、実施例１と同様に製造効率を優れたものとすることができる。

なお、有機ＥＬ素子３ｂは、実施例２の構成以外に、正孔ブロッキング層、及び、電子ブロッキング層を適宜含んでもよいし、正孔注入層６と正孔輸送層７とを一体化した正孔注入層兼正孔輸送層や、電子輸送層９と電子注入層１０とを一体化した電子注入層兼電子輸送層のような２以上の機能を有する層を含んでもよい。また、実施例２の有機ＥＬ素子３ｂが有する各層の配置を逆転させた構成、すなわち、基板２側から順に、陰極５、電子注入層１０、電子輸送層９、発光ドーパント層１１ａ、発光ホスト層１２ａ、正孔輸送層７、正孔注入層６、及び、陽極４が配置された構成で、陰極５側から光を出射するボトム・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルであっても、実施例２と同様な効果を奏することは明らかである。

（実施例３）
実施例３は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備えるトップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ドーパント層を有し、陰極側に発光ホスト層を有する構成に関する。また、発光ホスト層と陰極との間に、電子輸送特性を有する物質にｎ型の不純物がドープされた材料から構成されるドープ電子輸送層が配置された場合である。実施例３の有機ＥＬ素子は、電子輸送層の代わりにドープ電子輸送層が配置され、電子注入層を配置しないこと以外、実施例１の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図５は、実施例３の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図５に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ｃは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ｃとを有している。有機ＥＬ素子３ｃは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ｃ、ドープ電子輸送層１３、及び、陰極５を有している。発光層８ｃは、陽極４側に発光ドーパント層１１ｂを有し、陰極５側に発光ホスト層１２ｂを有している。発光ドーパント層１１ｂは、その厚みを１ｎｍとしたこと以外、実施例１の発光ドーパント層１１ａと同様である。発光ホスト層１２ｂは、その厚みを２９ｎｍとしたこと以外、実施例１の発光ホスト層１２ａと同様である。また、正孔輸送層７のＴ１準位（２．５ｅＶ）は、発光ドーパント層１１ｂのＴ１準位（２．０ｅＶ）よりも高い。

ドープ電子輸送層１３としては、電子輸送層を構成する材料であるＢｐｈｅｎに、ｎ型の不純物として炭酸セシウム（Ｃｓ_２ＣＯ_３）を、その濃度が１重量％となるようにドープしたものを用い、その厚みを１５ｎｍとした。ｎ型の不純物としては、その他に、例えば、アルカリ金属の酸化物又は炭酸塩や、アルカリ土類金属の酸化物又は炭酸塩を用いることができ、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）や炭酸バリウム（ＢａＣｏ_３）等が挙げられるが、原子量が大きい元素の方が熱拡散等の影響を受けにくく、信頼性がより高いため、ＢａＣｏ_３の方がより好ましい。

実施例３の有機ＥＬ素子の発光層８ｃは、実施例１の有機ＥＬ素子の発光層８ａと同様な構成であるため、発光領域が発光ドーパント層１１ｂと発光ホスト層１２ｂとの界面付近の狭い領域に限定されて、発光効率が充分に高まることは明らかである。

また、発光層８ｃは、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することなく形成されるため、実施例１と同様に製造効率を優れたものとすることができる。

実施例３の有機ＥＬ表示パネルによれば、これらの効果に加えて、以下の追加効果を更に奏することができる。

まず、１つ目の追加効果について説明する。図１６に示すような従来の有機ＥＬ表示パネル１０１ｃにおいて、トップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとするために、陰極５としてＩＴＯ又はＩＺＯを用いると、ＩＴＯ又はＩＺＯの仕事関数（約－５ｅＶ）と電子輸送層のＬＵＭＯ準位との差が大きい場合は、電子輸送層側への電子注入性能が低下してしまうことが懸念される。しかしながら、実施例３の有機ＥＬ表示パネル１ｃでは、発光ホスト層１２ｂと陰極５との間にドープ電子輸送層１３が配置されており、ドープ電子輸送層１３自身が電荷を有しているため、陰極５とオーミックに接続することができ、上述したような電子注入性能の低下を充分に防止することができる。また、ドープ電子輸送層１３の電子輸送特性は高いため、ドープ電子輸送層１３のＬＵＭＯ準位を発光ホスト層１２ｂのＬＵＭＯ準位に近づければ、発光ホスト層１２ｂに電子をより容易に注入することができる。

次に、２つ目の追加効果について説明する。図１６に示すような従来の有機ＥＬ表示パネル１０１ｃにおいて、トップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとするために、陰極５としてＩＴＯ又はＩＺＯを用いる場合、陰極５の形成時（例えば、スパッタ時）に放出される二次電子、プラズマ等によって、既に形成された各層（例えば、電子輸送層９）がダメージを受けてしまい、それらの層の機能が低下してしまうことが懸念される。しかしながら、実施例３の有機ＥＬ表示パネル１ｃでは、発光ホスト層１２ｂと陰極５との間にドープ電子輸送層１３が配置されており、ドープ電子輸送層１３自身が電荷を有しているため、陰極５の形成時にドープ電子輸送層１３の表面がダメージを受けても、ドープ電子輸送層１３の電子輸送特性の低下を充分に防止することができる。また、ドープ電子輸送層１３の厚みを意図的に厚くすることで、陰極５より前に既に形成された各層へのダメージを充分に防止することができる。上述したようなダメージを充分に防止する観点から、ドープ電子輸送層１３の厚みは、５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましい。なお、ドープ電子輸送層１３の厚みを数１００ｎｍ程度まで厚くしても透明性が維持されるため、光学的なロスはない。

なお、図１６に示すような従来の有機ＥＬ表示パネル１０１ｃの発光層１０８ｂのように、発光ドーパント材料１９、及び、発光ホスト材料２０が混合された構成である場合、発光領域ＥＲ３が発光層１０８ｂ全体に広がっていることは既に説明したが、この場合、発光層１０８ｂの陰極５側にも発光点が存在する。ここで、従来の有機ＥＬ表示パネル１０１ｃにおいて、発光層１０８ｂ上に、実施例３で用いたドープ電子輸送層１３を配置すると、発光層１０８ｂの陰極５側に発生した励起子がドープ電子輸送層１３によってクエンチングされてしまうため、発光効率が低下してしまう。よって、従来の有機ＥＬ表示パネル１０１ｃに対して、実施例３で用いたドープ電子輸送層１３を配置するためには、発光層１０８ｂとドープ電子輸送層１３との間に、別の緩衝層（例えば、電子輸送層）を更に配置する必要があるが、この場合、製造効率が低下してしまう。しかしながら、実施例３の有機ＥＬ表示パネル１ｃでは、発光ドーパント層１１ｂとドープ電子輸送層１３との間に発光ホスト層１２ｂが配置されており、発光ドーパント層１１ｂとドープ電子輸送層１３との間の距離が離れているため、励起子がドープ電子輸送層１３によってクエンチングされることがない。

（比較例１）
比較例１は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された混合層である構成に関する。比較例１の有機ＥＬ素子は、発光層の構成以外、実施例３の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図６は、比較例１の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図６に示すように、有機ＥＬ表示パネル１０１ａは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子１０３ａとを有している。有機ＥＬ素子１０３ａは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層１０８ａ、ドープ電子輸送層１３、及び、陰極５を有している。発光層１０８ａは、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された混合層１１４ａである。

混合層１１４ａとしては、発光ドーパント材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３と発光ホスト材料であるＣＢＰとを重量比９０：１０で共蒸着したものを用い、その厚みを３０ｎｍとした。

（比較例２）
比較例２は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された混合層である構成に関する。比較例２の有機ＥＬ素子は、発光層の構成、陰極の構成、及び、ドープ電子輸送層の代わりに電子輸送層と電子注入層とを順に積層させたものを配置したこと以外、実施例３の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図７は、比較例２の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図７に示すように、有機ＥＬ表示パネル１０１ｂは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子１０３ｂとを有している。有機ＥＬ素子１０３ｂは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層１０８ａ、電子輸送層９、電子注入層１０、及び、陰極１０５を有している。発光層１０８ａは、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された混合層１１４ａである。陰極１０５は、基板２側から順に、金属層１５ａ、及び、透明導電層１８を有している。

電子輸送層９としては、Ｂｐｈｅｎを用い、その厚みを１５ｎｍとした。

電子注入層１０としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を用い、その厚みを０．５ｎｍとした。

陰極１０５を構成する金属層１５ａとしては、マグネシウム（Ｍｇ）及び銀（Ａｇ）の合金（以下、「Ｍｇ－Ａｇ」とも言う。）を用い、その厚みを１ｎｍとした。陰極１０５を構成する透明導電層１８としては、ＩＴＯを用い、その厚みを１００ｎｍとした。

［評価結果］
比較例１、２の有機ＥＬ素子について、実施例３の有機ＥＬ素子に対する発光効率を評価した。発光効率は、検出器としてトプコン社製の色彩輝度計（ＢＭ－５Ａ）を備えた、大塚電子社製のＦＰＤモジュール検査装置（ＭＤ　ｓｅｒｉｅｓ）用いて、輝度１０００ｃｄ／ｍ^２において評価した。

比較例１の有機ＥＬ素子の発光効率は、実施例３の有機ＥＬ素子の発光効率と比較して、２０％低下した。これは、比較例１の有機ＥＬ素子の発光層１０８ａが、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された構成であるため、発光領域が広がってしまい、その結果、発光効率が低下したためであると考えられる。更に、比較例１の有機ＥＬ素子において、ドープ電子輸送層１３が発光層１０８ａ上に配置されているため、発光層１０８ａのドープ電子輸送層１３側に発生した励起子がドープ電子輸送層１３によってクエンチングされてしまい、その結果、発光効率が低下したためであると考えられる。

比較例２の有機ＥＬ素子は、ほとんど発光しなかった。これは、陰極１０５側から光を出射するために厚みを薄くしたＭｇ－Ａｇ（金属層１５ａ）が、ＩＴＯ（透明導電層１８）を形成する際にダメージを受けてしまい、その影響が電子注入層１０、電子輸送層９等まで及んでしまったためであると考えられる。

以上より、実施例３の有機ＥＬ素子は、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が別々の層に含有された発光層８ｃを有し、ドープ電子輸送層１３が配置された構成であるため、発光効率を充分に高めるとともに、陰極５を形成する際のダメージを充分に防止することができる。

（実施例４）
実施例４は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備えるトップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ドーパント層を有し、陰極側に発光ホスト層を有する構成に関する。また、発光ホスト層が、２種類の発光ホスト材料から構成された場合である。実施例４の有機ＥＬ素子は、発光ホスト層の構成以外、実施例３の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図８は、実施例４の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図８に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ｄは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ｄとを有している。有機ＥＬ素子３ｄは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ｄ、ドープ電子輸送層１３、及び、陰極５を有している。発光層８ｄは、陽極４側に発光ドーパント層１１ｂを有し、陰極５側に発光ホスト層１２ｃを有している。発光ホスト層１２ｃは、２種類の発光ドーパント材料から構成されている。

発光ホスト層１２ｃとしては、バイポーラ特性を有し、電子輸送特性が高いＴＰＢＩと正孔輸送特性を有するＣＢＰとを重量比８０：２０で混合させたものを用い、その厚みを２９ｎｍとした。発光ホスト層１２ｃは、発光ドーパント材料を実質的に含有しない。

実施例４の有機ＥＬ素子の発光層８ｄは、発光ホスト層の構成以外、実施例３の有機ＥＬ素子の発光層８ｃと同様な構成であるため、発光領域が発光ドーパント層１１ｂと発光ホスト層１２ｃとの界面付近の狭い領域に限定されて、発光効率が充分に高まることは明らかである。

また、発光層８ｄは、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することなく形成されるため、実施例３と同様に製造効率を優れたものとすることができる。

更に、実施例４の有機ＥＬ表示パネルは、ドープ電子輸送層１３が配置されているため、実施例３の追加効果を奏することができる。

実施例４の有機ＥＬ表示パネルによれば、これらの効果に加えて、以下の追加効果を更に奏することができる。

実施例３で用いた発光ホスト材料のような、バイポーラ特性を有し、電子輸送特性が高い材料（以下、「発光ホスト材料Ａ」とも言う。）を用いると、発光ホスト材料Ａで構成される発光ホスト層中の電子の個数は正孔の個数よりも多くなり、発光ドーパント層まで電子を輸送することができる。一方、発光ホスト材料Ａは、正孔に対する耐性が低いことがある。正孔が過剰に注入される場合は、発光ドーピング層で発光に利用しきれなかった正孔が発光ホスト層に流入し、発光ホスト層内に滞積してしまうため、発光ホスト材料Ａを劣化させてしまうことがある。そこで、発光ホスト層を構成する材料として、発光ホスト材料Ａ以外に正孔輸送特性を有する材料（以下、「発光ホスト材料Ｂ」とも言う。）を更に加えることで、発光ホスト層内に滞積した正孔を発光ホスト材料Ａから逃がすことができ、発光ホスト材料Ａの劣化を充分に防止することができる。ここで、発光ホスト材料Ｂの方に正孔を移動しやすくする観点からは、発光ホスト材料ＢのＬＵＭＯ準位が発光ホスト材料ＡのＬＵＭＯ準位よりも高いことが好ましい。また、発光ホスト材料Ｂの方に電子を移動しにくくする観点からは、発光ホスト材料ＢのＨＯＭＯ準位が発光ホスト材料ＡのＨＯＭＯ準位よりも高いことが好ましい。

［評価結果］
実施例３、４の有機ＥＬ表示パネルを構成する有機ＥＬ素子について、素子寿命を評価した。素子寿命は、常温下で、初期輝度が２０００ｃｄ／ｍ^２の場合の電流値を維持しながら駆動し、輝度をモニタリングし続けることで測定された駆動時間に対する輝度劣化率を用いて評価した。使用装置としては、システム技研社製の寿命評価システム（有機ＥＬデバイスＬｉｆｅ－Ｔｉｍｅ　Ｔｅｓｔシステム）を用い、フォトダイオードで輝度を測定してモニタリングを行った。その結果、実施例４の有機ＥＬ素子の素子寿命は、実施例３の有機ＥＬ素子の素子寿命と比較して長かった。これは、２０００ｃｄ／ｍ^２の高い初期輝度で発光させた場合、正孔が発光ホスト層に過剰に流入してしまうが、実施例４のように発光ホスト材料Ｂを加えたことで、発光ホスト材料Ａの劣化が抑制されたためである。

（実施例５）
実施例５は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備えるトップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ドーパント層を有し、陰極側に発光ホスト層を有する構成に関する。また、発光ホスト層が、陽極側から順に、その一部に発光ドーパント材料が混入された混合層と、発光ドーパント材料を含有しない発光ホスト層とを有する場合である。実施例５の有機ＥＬ素子は、発光層の構成以外、実施例３の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図９は、実施例５の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図９に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ｅは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ｅとを有している。有機ＥＬ素子３ｅは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ｅ、ドープ電子輸送層１３、及び、陰極５を有している。発光層８ｅは、陽極４側に発光ドーパント層１１ｂを有し、陰極５側に発光ホスト層１２ｅを有している。発光ホスト層１２ｅは、陽極４側から順に、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された混合層１４ａ、及び、発光ドーパント材料を含有しない発光ホスト層１２ｄを有している。発光ホスト層１２ｄは、その膜厚を１９ｎｍとしたこと以外、実施例３の発光ホスト層１２ｂと同様である。

混合層１４ａとしては、発光ドーパント材料であるジアミンピレン系の青色遅延蛍光材料と発光ホスト材料である蛍光材料系の出光興産社製のＢＨ－２３２とを重量比５：９５で共蒸着したものを用い、その厚みを１０ｎｍとした。

実施例４で既に説明したように、印加電圧や正孔輸送層を構成する材料の種類によっては、発光ホスト層に正孔が流入することがあり、これは発光ホスト層を構成する発光ホスト材料の劣化を招くだけでなく、発光ホスト層自身で励起子を生成させることになる。発光ホスト層内で生成された励起子は、エネルギーを伴って発光ドーパント層に移動することで発光するが、その一部は拡散して、発光ホスト材料が発光してしまったり、失活したりすることがあり、その結果、混色の発生や発光効率の低下につながることがある。そこで、発光ホスト層の一部に発光ドーパント材料を混入する、すなわち、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された混合層１４ａを更に配置することによって、発光ホスト層内で生成された励起子も発光に利用することができるため、発光効率を更に高めることができる。また、発光ホスト材料の劣化を充分に防止することができるため、有機ＥＬ素子の素子寿命を長くすることができる。

なお、発光ホスト層内で生成された励起子は、発光ドーパント層１１ｂとの界面付近に多く分布しているため、発光効率を更に高める観点から、混合層１４ａ中の発光ドーパント材料の濃度は、発光ホスト層１２ｄ側から発光ドーパント層１１ｂ側へ高くすることが好ましい。

また、発光層８ｅの一部は、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料を共蒸着することなく形成されるため、実施例３と同様に製造効率を優れたものとすることができる。

更に、実施例５の有機ＥＬ表示パネルは、ドープ電子輸送層１３が配置されているため、実施例３の追加効果を奏することができる。

［評価結果］
実施例３、５の有機ＥＬ表示パネルを構成する有機ＥＬ素子について、初期輝度が２０００ｃｄ／ｍ^２の場合の素子寿命を評価した。その結果、実施例５の有機ＥＬ素子の素子寿命は、実施例３の有機ＥＬ素子の素子寿命と比較して長かった。これは、混合層１４ａを配置したことで、発光ホスト層内で生成された励起子が発光に効率よく利用されたためである。

（実施例６）
実施例６は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備えるトップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ドーパント層を有し、陰極側に発光ホスト層を有する構成に関する。また、発光ホスト層が、陽極側から順に、その一部に発光ドーパント材料が混入された混合層と、発光ドーパント材料を含有しない発光ホスト層とを有する場合である。実施例６の有機ＥＬ素子は、発光層の構成以外、実施例５の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図１０は、実施例６の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図１０に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ｆは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ｆとを有している。有機ＥＬ素子３ｆは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ｆ、ドープ電子輸送層１３、及び、陰極５を有している。発光層８ｆは、陽極４側に発光ドーパント層１１ｂを有し、陰極５側に発光ホスト層１２ｆを有している。発光ホスト層１２ｆは、陽極４側から順に、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された混合層１４ｂ、及び、発光ドーパント材料を含有しない発光ホスト層１２ｄを有している。

混合層１４ｂとしては、発光ドーパント材料であるジアミンピレン系の青色遅延蛍光材料と発光ホスト材料である蛍光材料系の出光興産社製のＢＨ－２３２とを共蒸着したものを用い、その厚みを１０ｎｍとした。ここで、混合層１４ｂ中の発光ドーパント材料の濃度は、発光ホスト層１２ｄ側が０重量％で、発光ドーパント層１１ｂ側が１００重量％となるように、発光ホスト層１２ｄ側から発光ドーパント層１１ｂ側へ連続的に高くなるように設定した。このように混合層１４ｂ中の発光ドーパント材料の濃度が変化する状態は、傾斜蒸着法を用いることで実現できる。

実施例６の有機ＥＬ素子は、発光層の構成以外、実施例５の有機ＥＬ素子と同様であり、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された混合層が更に配置された点でも実施例５と同様であるため、実施例５と同様な効果を奏することは明らかである。

［評価結果］
実施例３、６の有機ＥＬ表示パネルを構成する有機ＥＬ素子について、初期輝度が２０００ｃｄ／ｍ^２の場合の素子寿命を評価した。その結果、実施例６の有機ＥＬ素子の素子寿命は、実施例３の有機ＥＬ素子の素子寿命と比較して長かった。これは、混合層１４ｂを配置したことで、発光ホスト層内で生成された励起子が発光に効率よく利用されたためである。

（実施例７）
実施例７は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備えるトップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ドーパント層を有し、陰極側に発光ホスト層を有する構成に関する。また、発光ホスト層と陰極との間に、電子輸送層、金属層、及び、ｐ型の酸化物層が順に配置された場合である。実施例７の有機ＥＬ素子は、ドープ電子輸送層の代わりに、電子輸送層、金属層、及び、ｐ型の酸化物層を順に積層させたものを配置したこと以外、実施例３の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図１１は、実施例７の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図１１に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ｇは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ｇとを有している。有機ＥＬ素子３ｇは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ｃ、電子輸送層９、金属層１５ｂ、ｐ型の酸化物層１６、及び、陰極５を有している。

電子輸送層９としては、Ｂｐｈｅｎを用い、その厚みを１５ｎｍとした。電子輸送層９としては、その他に、通常の有機ＥＬ素子が有するものを用いることができる。

金属層１５ｂとしては、Ｌｉを用い、その厚みを１ｎｍとした。Ｌｉはアルカリディスペンサーを用いて蒸着した。金属層１５ｂとしては、その他に、カルシウム（Ｃａ）等を用いることができる。

ｐ型の酸化物層１６としては、ＭｏＯ_３を用い、その厚みを１５ｎｍとした。ｐ型の酸化物層１６としては、その他に、五酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）等を用いることができる。

実施例７の有機ＥＬ素子の発光層８ｃは、実施例３の有機ＥＬ素子の発光層８ｃと同様な構成であるため、実施例７の有機ＥＬ素子は、発光効率を充分に高め、製造効率を優れたものとすることができる。

実施例７の有機ＥＬ表示パネルによれば、これらの効果に加えて、以下の追加効果を更に奏することができる。

金属層１５ｂ（Ｌｉ）、ｐ型の酸化物層１６（ＭｏＯ_３）、陰極５（ＩＴＯ）は、自身が電荷を有している導電性材料であるため、互いにオーミックに接続されており、電荷の受け渡しをスムーズに行うことができる。これらの電荷の受け渡しについて、図１２を用いて説明する。図１２は、実施例７の有機ＥＬ表示パネルの陰極側のバンド相関図である。図１２に示すように、ｐ型の酸化物層１６（ＭｏＯ_３、仕事関数：－５．８ｅＶ）は電荷発生層として機能し、陰極５（ＩＴＯ、仕事関数：－５．０ｅＶ）から正孔が注入されると、金属層１５ｂ（Ｌｉ）に電子を注入することができる。このように、陰極５（ＩＴＯ）から金属層１５ｂ（Ｌｉ）までは電荷をスムーズに輸送することができる。ここで、電子輸送層９を構成する材料のＬＵＭＯ準位は－３．０５ｅＶであり、金属層１５ｂ（Ｌｉ）の仕事関数－２．９ｅＶよりも低い。よって、電子を金属層１５ｂ（Ｌｉ）から電子輸送層９へ障壁なく注入することができる。

また、ＭｏＯ_３は無機の酸化物であるため、実施例３で既に説明したようなドープ電子輸送層を構成する材料によっては、ドープ電子輸送層１３上に陰極５（ＩＴＯ）を形成する際のダメージは、ｐ型の酸化物層１６（ＭｏＯ_３）上に陰極５（ＩＴＯ）を形成する際のダメージと比較して大きくなってしまうことがある。このような場合、実施例７のような構成を用いることで、電子輸送層を構成する材料にドーパントをドープすることなく陰極５（ＩＴＯ）形成時のダメージを充分に防止することができ、電子を陰極５（ＩＴＯ）から電子輸送層９側へ障壁なく注入することができる。

［評価結果］
実施例３、７の有機ＥＬ表示パネルを構成する有機ＥＬ素子について、特性（駆動電圧）を評価した。駆動電圧は、検出器としてトプコン社製の色彩輝度計（ＢＭ－５Ａ）を備えた、大塚電子社製のＦＰＤモジュール検査装置（ＭＤ　ｓｅｒｉｅｓ）用いて、輝度１０００ｃｄ／ｍ^２において測定した。その結果、実施例７の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、実施例３の有機ＥＬ素子の駆動電圧と比較して低下した。これは、陰極５（ＩＴＯ）形成時における、ｐ型の酸化物層１６（ＭｏＯ_３）へのダメージと実施例３のドープ電子輸送層１３へのダメージとの違いによるものである。ドープ電子輸送層１３を構成するドーパント自身は活性度が強く、反応性が高いため、ドープ量を増加させても、わずかに残った活性材料が陰極５（ＩＴＯ）形成時にダメージを受けることがある。一方、ｐ型の酸化物層１６（ＭｏＯ_３）は活性度が低いため、陰極５（ＩＴＯ）形成時にほとんどダメージを受けない。また、電子輸送層を構成する材料によっては、ドープ電子輸送層を配置する効果が得られない場合もあるため、実施例７の構成を用いることで、有機ＥＬ素子を構成する材料の選択肢が増え、製造効率を更に優れたものとすることができる。

（実施例８）
実施例８は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備えるトップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ドーパント層を有し、陰極側に発光ホスト層を有する構成に関する。また、発光ホスト層と陰極との間に、電子輸送層、金属層、及び、ｐ型のドーパントがドープされた材料から構成されるｐ型ドープ層が順に配置された場合である。実施例８の有機ＥＬ素子は、ｐ型の酸化物層の代わりに、ｐ型ドープ層を配置したこと以外、実施例７の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図１３は、実施例８の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図１３に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ｈは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ｈとを有している。有機ＥＬ素子３ｈは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ｃ、電子輸送層９、金属層１５ｂ、ｐ型ドープ層１７、及び、陰極５を有している。

ｐ型ドープ層１７としては、ＭｏＯ_３（ｐ型のドーパント）と正孔輸送層を構成する材料であるα－ＮＰＤとを重量比２０：８０で共蒸着したものを用い、その厚みを１５ｎｍとした。

実施例８の有機ＥＬ素子の発光層８ｃは、実施例３の有機ＥＬ素子の発光層８ｃと同様な構成であるため、実施例８の有機ＥＬ素子は、発光効率を充分に高め、製造効率を優れたものとすることができる。

実施例８の有機ＥＬ表示パネルによれば、これらの効果に加えて、以下の追加効果を更に奏することができる。

ｐ型ドープ層１７のように、正孔輸送層を構成する材料にｐ型のドーパントをドープすることで電荷移動錯体が形成されるため、ｐ型ドープ層１７内には充分な量の電荷が存在している。金属層１５ｂ（Ｌｉ）、ｐ型ドープ層１７、陰極５（ＩＴＯ）は、自身が電荷を有している導電性材料であるため、互いにオーミックに接続されており、電荷の受け渡しをスムーズに行うことができる。これらの電荷の受け渡しについて、図１４を用いて説明する。図１４は、実施例８の有機ＥＬ表示パネルの陰極側のバンド相関図である。図１４に示すように、ｐ型ドープ層１７（仕事関数：－５．８ｅＶ）は電荷発生層として機能し、陰極５（ＩＴＯ、仕事関数：－５．０ｅＶ）から正孔が注入されると、金属層１５ｂ（Ｌｉ）に電子を注入することができる。このように、陰極５（ＩＴＯ）から金属層１５ｂ（Ｌｉ）までは電荷をスムーズに輸送することができる。ここで、電子輸送層９を構成する材料のＬＵＭＯ準位は－３．０５ｅＶであり、金属層１５ｂ（Ｌｉ）の仕事関数－２．９ｅＶよりも低い。よって、電子を金属層１５ｂ（Ｌｉ）から電子輸送層９へ障壁なく注入することができる。

ｐ型ドープ層１７は、活性度の低い材料（ＭｏＯ_３）をドープしたものであるため、陰極５（ＩＴＯ）形成時に受けるダメージが小さい。また、実施例３で既に説明したようなドープ電子輸送層を構成する材料によっては、ドープ電子輸送層１３上に陰極５（ＩＴＯ）を形成する際のダメージは、ｐ型ドープ層１７上に陰極５（ＩＴＯ）を形成する際のダメージと比較して大きくなってしまうことがある。このような場合、実施例８のような構成を用いることで、電子輸送層を構成する材料にドーパントをドープすることなく陰極５（ＩＴＯ）形成時のダメージを充分に防止することができ、電子を陰極５（ＩＴＯ）から電子輸送層９側へ障壁なく注入することができる。

［評価結果］
実施例３、８の有機ＥＬ表示パネルを構成する有機ＥＬ素子について、特性を評価した。その結果、実施例８の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、実施例３の有機ＥＬ素子の駆動電圧と比較して低下した。これは、陰極５（ＩＴＯ）形成時における、ｐ型ドープ層１７へのダメージと実施例３のドープ電子輸送層１３へのダメージとの違いによるものである。ドープ電子輸送層１３を構成するドーパント自身は活性度が強く、反応性が高いため、ドープ量を増加させても、わずかに残った活性材料が陰極５（ＩＴＯ）形成時にダメージを受けることがある。一方、ｐ型ドープ層１７は活性度が低いため、陰極５（ＩＴＯ）形成時にほとんどダメージを受けない。また、電子輸送層を構成する材料によっては、ドープ電子輸送層を配置する効果が得られない場合もあるため、実施例８の構成を用いることで、有機ＥＬ素子を構成する材料の選択肢が増え、製造効率を更に優れたものとすることができる。

また、実施例８の有機ＥＬ表示パネルにおいて、金属層１５ｂとｐ型ドープ層１７との間に、実施例７で用いたようなＭｏＯ_３等のｐ型の酸化物層を配置しても同様な効果を奏することができる。

（実施例９）
実施例９は、基板側から順に、陽極、発光層、及び、陰極を含む有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子を備えるトップ・エミッション型の有機ＥＬ表示パネルとに関し、発光層が、陽極側に発光ドーパント層を有し、陰極側に発光ホスト層を有する構成に関する。また、発光ホスト層と陰極との間に実施例３で既に説明したようなドープ電子輸送層が配置され、陰極が、基板側から順に金属層及び透明導電層を有する場合である。実施例９の有機ＥＬ素子は、陰極の構成以外、実施例３の有機ＥＬ素子と同様であるため、重複する点については説明を省略する。

図１５は、実施例９の有機ＥＬ表示パネルを示す断面模式図である。図１５に示すように、有機ＥＬ表示パネル１ｉは、基板２と、基板２上に配置された有機ＥＬ素子３ｉとを有している。有機ＥＬ素子３ｉは、基板２側から順に、陽極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８ｃ、ドープ電子輸送層１３、及び、陰極５ａを有している。陰極５ａは、基板２側から順に、金属層１５ｃ、及び、透明導電層１８を有している。

陰極５ａを構成する金属層１５ｃとしては、Ａｇを用い、その厚みを１９ｎｍとした。金属層１５ｃとしては、その他に、一般的な金属を用いることができる。陰極５ａを構成する透明導電層１８としては、ＩＴＯを用い、その厚みを１００ｎｍとした。

実施例９の有機ＥＬ素子の発光層８ｃは、実施例３の有機ＥＬ素子の発光層８ｃと同様な構成であるため、実施例９の有機ＥＬ素子は、発光効率を充分に高め、製造効率を優れたものとすることができる。

実施例９の有機ＥＬ表示パネルによれば、これらの効果に加えて、以下の追加効果を更に奏することができる。

Ａｇは、光半透過性を有しているが干渉効果を強めることができるため、正面輝度を高めることができる。また、金属層１５ｃ（Ａｇ）を配置することで、陰極５（ＩＴＯ）形成時におけるドープ電子輸送層１３へのダメージを更に防止することができる。

［評価結果］
実施例３、９の有機ＥＬ表示パネルを構成する有機ＥＬ素子について、特性を評価した。その結果、実施例９の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、実施例３の有機ＥＬ素子の駆動電圧と比較して低下した。これは、陰極５（ＩＴＯ）形成時において、金属層１５ｃ（Ａｇ）がドープ電子輸送層１３を保護する役割を果たし、ドープ電子輸送層１３へのダメージが充分に低下したためである。

［付記］
以下に、本発明に係る有機ＥＬ素子の好ましい態様の例を挙げる。各例は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。

上記発光層は、上記陽極側に上記発光ドーパント層を有し、上記陰極側に上記発光ホスト層を有するものであってもよい。これにより、上記発光ホスト材料の電荷輸送特性に合わせて、上記発光ドーパント層及び上記発光ホスト層を効果的に活用することができる。

上記発光ホスト材料は、バイポーラ特性を有し、上記発光ホスト材料の正孔移動度は、電子移動度よりも小さいものであってもよい。上記発光ホスト材料の正孔移動度及び電子移動度は、１０^－７～１０^－４ｍ^２／（Ｖ・ｓ）程度であり、正孔移動度が電子移動度よりも１／１０程度小さいことが好ましい。これにより、上記発光ドーパント層及び上記発光ホスト層の配置に合わせて、発光効率を更に高めることができる。なお、上記発光ホスト材料を複数有する場合は、上記発光ホスト材料の正孔移動度の中の最大値が、電子移動度の中の最小値よりも小さいことが好ましい。

上記発光層は、上記陽極側に上記発光ホスト層を有し、上記陰極側に上記発光ドーパント層を有するものであってもよい。これにより、上記発光ホスト材料の電荷輸送特性に合わせて、上記発光ドーパント層及び上記発光ホスト層を効果的に活用することができる。

上記発光ホスト材料は、バイポーラ特性を有し、上記発光ホスト材料の正孔移動度は、電子移動度よりも大きいものであってもよい。上記発光ホスト材料の正孔移動度及び電子移動度は、１０^－７～１０^－４ｍ^２／（Ｖ・ｓ）程度であり、正孔移動度が電子移動度よりも１０倍程度大きいことが好ましい。これにより、上記発光ドーパント層及び上記発光ホスト層の配置に合わせて、発光効率を更に高めることができる。なお、上記発光ホスト材料を複数有する場合は、上記発光ホスト材料の正孔移動度の中の最小値が、電子移動度の中の最大値よりも大きいことが好ましい。

上記発光ドーパント層の厚みは、５ｎｍ以下であってもよい。これにより、励起子の密度が更に増加し、発光効率を更に高めることができる。また、上記発光ドーパント層の厚みを薄くすることによって、上記発光ドーパント材料の使用量を抑制することができるため、製造効率を更に優れたものとし、隣接する画素間での混色の発生を充分に防止することができる。

上記発光ドーパント層中の上記発光ドーパント材料の濃度は、９０重量％以上であってもよい。これにより、特に、青色蛍光材料で遅延蛍光させる場合は、ＴＴＦ現象を積極的に利用して発光効率を更に高めることができる。

次に、本発明に係る有機ＥＬ表示パネルの好ましい態様の例を挙げる。各例は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。

上記有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、上記陰極側から光を出射するトップ・エミッション型であり、上記有機エレクトロルミネッセンス素子は、上記基板側から順に、上記陽極、正孔輸送層、上記発光ドーパント層、上記発光ホスト層、ドープ電子輸送層、及び、上記陰極を含み、上記ドープ電子輸送層は、電子輸送特性を有する物質にドーパントがドープされた材料から構成されるものであってもよい。これにより、ドープ電子輸送層自身が電荷を有していることを利用して、上記陰極からの電子注入性能の低下を充分に防止することができる。また、ドープ電子輸送層を配置することで、上記陰極より前に既に形成された各層に対して、上記陰極を形成する際のダメージを充分に防止することができる。

上記ドーパントは、ｎ型の不純物であってもよい。これにより、上記ドープ電子輸送層で電子を好適に輸送することができる。

上記正孔輸送層を構成する材料の最低三重項状態のエネルギー準位は、上記発光ドーパント材料の最低三重項状態のエネルギー準位よりも高いものであってもよい。これにより、正孔を上記正孔輸送層から上記発光ドーパント層へ障壁なく輸送することができる。なお、上記正孔輸送層を構成する材料、及び、上記発光ドーパント材料を複数有する場合は、上記正孔輸送層を構成する材料の最低三重項状態のエネルギー準位の中の最小値が、上記発光ドーパント材料の最低三重項状態のエネルギー準位の中の最大値よりも高いことが好ましい。

上記発光ホスト層は、少なくとも２種類の発光ホスト材料を含有するものであってもよい。上記少なくとも２種類の発光ホスト材料は、電子輸送特性を有する材料、及び、正孔輸送特性を有する材料を含んでいるものであってもよい。これにより、上記正孔輸送特性を有する材料で上記電子輸送特性を有する材料の劣化を充分に防止する効果を利用して、上記発光ホスト層を効果的に活用することができる。

上記正孔輸送特性を有する材料の最高被占軌道準位は、上記電子輸送特性を有する材料の最高被占軌道準位よりも高いものであってもよい。これにより、上記正孔輸送特性を有する材料の方に電子を移動しにくくする効果を利用して、上記発光ホスト層を効果的に活用することができる。なお、上記正孔輸送特性を有する材料、及び、上記電子輸送特性を有する材料を複数有する場合は、上記正孔輸送特性を有する材料の最高被占軌道準位の中の最小値が、上記電子輸送特性を有する材料の最高被占軌道準位の中の最大値よりも高いことが好ましい。

上記正孔輸送特性を有する材料の最低空軌道準位は、上記電子輸送特性を有する材料の最低空軌道準位よりも高いものであってもよい。これにより、上記正孔輸送特性を有する材料の方に正孔を移動しやすくする効果を利用して、上記発光ホスト層を効果的に活用することができる。なお、上記正孔輸送特性を有する材料、及び、上記電子輸送特性を有する材料を複数有する場合は、上記正孔輸送特性を有する材料の最低空軌道準位の中の最小値が、上記電子輸送特性を有する材料の最低空軌道準位の中の最大値よりも高いことが好ましい。

上記発光ホスト層は、上記陽極側に混合層を有し、上記混合層は、発光ドーパント材料及び発光ホスト材料が混合された層であってもよい。これにより、上記発光ホスト層内で生成された励起子も発光に利用することができるため、発光効率を更に高めることができる。また、上記発光ホスト材料の劣化を充分に防止することができるため、有機ＥＬ素子の素子寿命を長くすることができる。

上記混合層中の上記発光ドーパント材料の濃度は、上記陰極側から上記陽極側へ高くなるものであってもよい。これにより、上記発光ホスト層内で生成された励起子に加えて、上記発光ドーパント層と上記混合層との界面付近に分布している励起子も効率よく発光に利用することができるため、発光効率を更に高めることができる。また、上記発光ホスト材料の劣化を充分に防止することができるため、有機ＥＬ素子の素子寿命を長くすることができる。

上記有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、上記陰極側から光を出射するトップ・エミッション型であり、上記有機エレクトロルミネッセンス素子は、上記基板側から順に、上記陽極、正孔輸送層、上記発光ドーパント層、上記発光ホスト層、電子輸送層、金属層、ｐ型の酸化物層、及び、上記陰極を含むものであってもよい。これにより、電子を上記陰極から上記電子輸送層側へ障壁なく輸送することができる。また、上記ｐ型の酸化物層を配置することで、上記陰極より前に既に形成された各層に対して、上記陰極を形成する際のダメージを充分に防止することができる。

上記有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、上記陰極側から光を出射するトップ・エミッション型であり、上記有機エレクトロルミネッセンス素子は、上記基板側から順に、上記陽極、正孔輸送層、上記発光ドーパント層、上記発光ホスト層、電子輸送層、金属層、ｐ型ドープ層、及び、上記陰極を含み、上記ｐ型ドープ層は、ｐ型のドーパントがドープされた材料から構成されるものであってもよい。これにより、電子を上記陰極から上記電子輸送層側へ障壁なく輸送することができる。また、上記ｐ型ドープ層を配置することで、上記陰極より前に既に形成された各層に対して、上記陰極を形成する際のダメージを充分に防止することができる。

上記ｐ型ドープ層は、正孔輸送特性を有する物質に上記ｐ型のドーパントがドープされた材料から構成されるものであってもよい。これにより、上記ｐ型ドープ層内に充分な量の電荷が存在する効果を利用して、上記ｐ型ドープ層を効果的に活用することができる。

上記金属層の仕事関数は、上記電子輸送層を構成する材料の最低空軌道準位よりも高いものであってもよい。これにより、電子を上記金属層から上記電子輸送層へ障壁なく輸送することができる。なお、上記電子輸送層を構成する材料を複数有する場合は、上記金属層の仕事関数が、上記電子輸送層を構成する材料の最低空軌道準位の中の最大値よりも高いことが好ましい。

上記陰極は、上記基板側から順に、金属層、及び、透明導電層を有するものであってもよい。これにより、上記陰極より前に既に形成された各層に対して、上記陰極を形成する際のダメージを充分に防止することができる。

以上に、本発明に係る有機ＥＬ表示パネルの好ましい態様の例を挙げたが、それらの例の中で有機ＥＬ素子の特徴に関係するものは、本発明に係る有機ＥＬ素子の好ましい態様の例でもある。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ：有機ＥＬ表示パネル
２：基板
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ：有機ＥＬ素子
４：陽極
５、５ａ、１０５：陰極
６：正孔注入層
７：正孔輸送層
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ、１０８ａ、１０８ｂ：発光層
９：電子輸送層
１０：電子注入層
１１ａ、１１ｂ：発光ドーパント層
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ：発光ホスト層
１３：ドープ電子輸送層
１４ａ、１４ｂ、１１４ａ：混合層
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ：金属層
１６：ｐ型の酸化物層
１７：ｐ型ドープ層
１８：透明導電層
１９：発光ドーパント材料
２０：発光ホスト材料
ＥＲ１、ＥＲ２、ＥＲ３：発光領域
　

Claims (15)

1. 陽極と、
   発光層と、
   陰極とを順に備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
   前記発光層は、発光ドーパント層及び発光ホスト層を有し、
   前記発光ドーパント層は、発光ドーパント材料を含有し、発光ホスト材料を実質的に含有せず、
   前記発光ホスト層は、発光ホスト材料を含有し、発光ドーパント材料を実質的に含有しないことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
2. 前記発光層は、前記陽極側に前記発光ドーパント層を有し、前記陰極側に前記発光ホスト層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 前記発光ホスト材料は、バイポーラ特性を有し、
   前記発光ホスト材料の正孔移動度は、電子移動度よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記発光層は、前記陽極側に前記発光ホスト層を有し、前記陰極側に前記発光ドーパント層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 前記発光ホスト材料は、バイポーラ特性を有し、
   前記発光ホスト材料の正孔移動度は、電子移動度よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 前記発光ドーパント層の厚みは、５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 前記発光ドーパント層中の前記発光ドーパント材料の濃度は、９０重量％以上であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 基板と、前記基板上に配置された請求項１～７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とを備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
9. 前記有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、前記陰極側から光を出射するトップ・エミッション型であり、
   前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板側から順に、前記陽極、正孔輸送層、前記発光ドーパント層、前記発光ホスト層、ドープ電子輸送層、及び、前記陰極を含み、
   前記ドープ電子輸送層は、電子輸送特性を有する物質にドーパントがドープされた材料から構成されることを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
10. 前記ドーパントは、ｎ型の不純物であることを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
11. 前記正孔輸送層を構成する材料の最低三重項状態のエネルギー準位は、前記発光ドーパント材料の最低三重項状態のエネルギー準位よりも高いことを特徴とする請求項９又は１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
12. 前記発光ホスト層は、少なくとも２種類の発光ホスト材料を含有することを特徴とする請求項９～１１のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
13. 前記少なくとも２種類の発光ホスト材料は、電子輸送特性を有する材料、及び、正孔輸送特性を有する材料を含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
14. 前記正孔輸送特性を有する材料の最高被占軌道準位は、前記電子輸送特性を有する材料の最高被占軌道準位よりも高いことを特徴とする請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
15. 前記正孔輸送特性を有する材料の最低空軌道準位は、前記電子輸送特性を有する材料の最低空軌道準位よりも高いことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
    　

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