JP2003007467A

JP2003007467A - 有機エレクトロルミネッセンス素子

Info

Publication number: JP2003007467A
Application number: JP2001184995A
Authority: JP
Inventors: Hodaka Tsuge; 穂高柘植; Akihiro Komatsuzaki; 明広小松崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】高輝度の発光を可能にして、高い発光効率を有
する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】陽極層及び陰極層の両電極層間に形成さ
れ、ホスト剤と燐光を放射するドープ剤とを有する発光
層を具備する有機エレクトロルミネッセンス素子におい
て、ホスト剤として、式１で表されるオキサジアゾール基、または、式２で表されるトリアゾール基を有する電子輸送性物質
と、式３で表されるカルバゾリル基を有する正孔輸送性物質
とを用いてバイポーラ性を具備させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度での発光が
可能な有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、米国特許第６０９７１４７号によ
り、燐光を放射する物質を含有する発光層を備えた多層
積層構造で形成された有機エレクトロルミネッセンス素
子が知られている。

【０００３】このものでは、励起一重項状態による発
光、即ち、蛍光のみを利用して発光させる場合の内部量
子効率の理論的限界が２５％であるのに対し、燐光によ
る発光は、三重項状態の励起エネルギーが発光に寄与す
るため内部量子効率の理論的限界を１００％と考えてよ
い。このため、駆動電圧に対する発光輝度で定義される
発光効率の向上が期待できる。

【０００４】ところで、上記従来例の実施の態様では、
発光層中のホスト剤として、［化２４］に示すカルバゾ
ールビフェニル（以下ＣＢＰともいう。）を用い、ま
た、発光層中のドープ剤として、

【０００５】

【化２９】

【０００６】［化２９］に示す２，３，７，８，１２，
１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−白
金（II）ポルフィン（以下ＰｔＯＥＰとも言う。）を用
い、ホスト剤たるＣＢＰを励起子として作用させてドー
プ剤たるＰｔＯＥＰに燐光を放射させている。

【０００７】ところが、上記ＣＢＰは、構造中に有する
カルバゾリル基に起因して正孔移動性を有する。このた
め、陽極層と陰極層の各電極層からそれぞれ注入される
正孔と電子とが再結合するときのエネルギーを受容して
励起子として挙動する際に、本来は発光層中に拡散すべ
きホスト剤たるＣＢＰが、発光層中の陰極層側に偏在す
ることになる。これに伴い、発光領域も発光層に隣接す
る陰極層側の薄膜層（正孔ブロック層や電子輸送層な
ど）との界面部分に集中し、発光輝度が充分に得られな
いことがある。このような不具合は、有機エレクトロル
ミネッセンス素子の駆動電圧が高くなると特に顕著とな
り、量子効率の低下として示される。そして、これが所
期の発光効率の向上を阻害する要因になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、高輝度の発光を可能にして、高い発光効率を有
する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること
を課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、陽極層及び陰極層の両電極層間に形成さ
れ、ホスト剤と燐光を放射するドープ剤とを有する発光
層を具備する有機エレクトロルミネッセンス素子におい
て、前記ホスト剤が、バイポーラ性、即ち、ラジカルカ
チオン化及びラジカルアニオン化の複極性を有するよう
に構成する。このものは、正孔移動性と電子移動性との
両方を有するため、発光層中の特定界面側に集中せず、
発光輝度を向上することができる。

【００１０】また、この場合、前記ホスト剤として、正
孔輸送性物質と電子輸送性物質とを用いれば、バイポー
ラ性、即ち、ラジカルカチオン化及びラジカルアニオン
化し易い複極性をホスト剤に確実に具備できる。

【００１１】さらに、この場合、ホスト剤に用いる電子
輸送性物質は、構造式［化１］で表されるオキサジアゾ
ール基を有する化合物から成ることが好適である。

【００１２】そして、上記［化１］で表されるオキサジ
アゾール基を有する化合物としては、 [化２] に示す２
−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル
フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、（以下Ｐ
ＢＤともいう。）、［化３］に示す２，５−ビス（１−
ナフチル）−１．３．４−オキサジアゾール（以下にＢ
ＮＤともいう。）、［化４］に示す２，５−ビス（４−
ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下
ＢＢＤともいう。）、［化５］に示す１，３，５−トリ
（５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４
−オキサジアゾール）フェニル（以下ＯＸＤ−１ともい
う。）、［化６］に示す１，３―ジ（５−（４−ｔｅｒ
ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾー
ル）フェニル（以下ＯＸＤ−７ともいう。）、または、
［化７］若しくは［化８］で表されるオキサジアゾール
系高分子化合物のうち一種類以上を用いることが可能で
ある。

【００１３】また、ホスト剤に用いる電子輸送性物質と
して、構造式［化９］で表されるトリアゾール基を有す
る化合物を用いることも好適である。

【００１４】そして、上記［化９］で表されるトリアゾ
ール基を有する化合物としては、［化１０］に示す３−
（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェニル）−４−フェニル−１，２，４−トリアゾール
（以下、ＴＡＺともいう。）、［化１１］に示す３，
４，５―トリ（１−ナフチル）―１，２，４―トリアゾ
ール、［化１２］に示す３，５−ジ（４−ビフェニリ
ル）−４−フェニル―１，２，４―トリアゾール、［化
１３］に示す４−（１−ナフチル）―３，５―ジフェニ
ル−１，２，４―トリアゾール、［化１４］に示す１，
３，５―トリ（５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）
―１−フェニル−１，３，４−トリアゾール）フェニ
ル、［化１５］に示す１，３―ジ（５−（４−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）−１−フェニル−１，３，４―トリ
アゾール）フェニル、または、［化１６］乃至［化１
８］の一般式で示されるトリアゾール系高分子化合物の
うち一種類以上を用いることが可能である。

【００１５】また、これらの電子輸送性物質に対して、
ホスト剤に用いる正孔輸送性物質として、構造式［化１
９］で表されるカルバゾリル基を有する化合物を用いる
ことが好適である。

【００１６】そして、上記カルバゾリル基を有する化合
物として、［化２０］で示すカルバゾール、［化２１］
で示すＮメチルカルバゾール、［化２２］で示すＮビニ
ルカルバゾール、［化２３］で示すＮフェニルカルバゾ
ール、［化２４］で示すＣＢＰ、［化２５］で示すポリ
（Ｎ−ビニルカルバゾール）（以下ＰＶＫともい
う。）、一般式［化２６］で示されるポリカルバゾール
化合物のうち一種類以上を用いることが可能である。

【００１７】また、上記のようにバイポーラ性を有する
ホスト剤に対して、燐光を放射するドープ剤として一般
式［化２７］または［化２８］に示される化合物を用い
ると、このようなドープ剤は、発光層中に拡散・分散さ
れているホスト剤に励起されて燐光を放射するので、こ
れらのホスト剤とドープ剤とを有する発光層を備える有
機エレクトロルミネッセンス素子では、発光領域が偏在
せずに高輝度の発光が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、発光効率の向上を目的と
して多層に積層された素子構造を有する有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の基本構造を示す。有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の素子構造は、図外の基板上に形成
された陽極層１０に、正孔輸送層２０、電子ブロック層
３０、発光層４０、正孔ブロック層５０及び電子輸送層
６０の各薄膜層が、陽極層１０と陰極層７０との両電極
層間で順次積層されて成る多層積層構造であり、発光層
４０は、発光層ドープ剤４１と発光層ホスト剤４２とを
有して構成されている。

【００１９】図１で示される素子構造において、陽極層
１０は、例えばガラス基板のような透明絶縁性支持体に
形成された透明な導電性物質が用いられ、その材料とし
ては、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（Ｉ
ＴＯ）などの導電性酸化物、あるいは、金、銀、クロム
などの金属、よう化銅、硫化銅などの無機導電性物質、
ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電
性ポリマーなどを用いることができる。

【００２０】また、陰極層７０が透明な材料で形成され
ている場合には、陽極層１０は不透明な材料で形成され
ても良い。

【００２１】また、図１で示される素子構造において、
陰極層７０には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ル
ビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム、バリウム、硼素、アルミニウム、銅、銀、
金などの単体または合金が使用できる。さらに、これら
を積層して使用することもできる。また、テトラヒドロ
アルミン酸塩により湿式で形成することもできる。この
場合、陰極層７０に用いられるテトラヒドロアルミン酸
塩としては、特に、水素化アルミニウムリチウム、水素
化アルミニウムカリウム、水素化アルミニウムマグネシ
ウム、水素化アルミニウムカルシウムを挙げることがで
きる。この中で、水素化アルミニウムリチウムが、特に
電子輸送層への電子注入性に優れている。

【００２２】また、正孔輸送層２０は、陽極層１０から
注入される正孔を輸送するための層であり、正孔輸送性
有機物を含む有機層である。正孔輸送層性有機物の例と
して、［化２５］で示すＰＶＫ、［化２６］で示すポリ
カルバゾール化合物、

【００２３】

【化３０】

【００２４】［化３０］に示すポリ（パラ−フェニレン
ビニレン）、

【００２５】

【化３１】

【００２６】[化３１]で示されるＮ―フェニルポリカル
バゾールなどの高分子からなることが好ましい。あるい
は、［化２０］で示すカルバゾール、［化２１］で示す
Ｎメチルカルバゾール、［化２２］で示すＮビニルカル
バゾール、［化２３］で示すＮフェニルカルバゾール、
［化２４］で示すＣＢＰ、

【００２７】

【化３２】

【００２８】［化３２］に示すＮ，Ｎ’−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビ
フェニル−４，４’−ジアミン（以下ＴＰＤともい
う。）、

【００２９】

【化３３】

【００３０】［化３３］に示すＮ，Ｎ’−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）―１，１’−ビフェニ
ル−４，４’−ジアミン（以下、ＮＰＤとも言う。）

【００３１】

【化３４】

【００３２】［化３４］に示す４，４’−ビス（１０−
フェノチアジニル）ビフェニル、

【００３３】

【化３５】

【００３４】［化３５］に示すカッパーフタロシアニン
等が挙げられる。

【００３５】また、電子ブロック層３０は、陰極層７０
から発光層４０へ注入された電子がそのまま陽極層１０
へ通過してしまうことを防ぐため電子をブロックするた
めの層であり、電子ブロック性物質で構成される。電子
ブロック性物質としては、例えば、[化２５]で示すＰＶ
Ｋ、[化３０]で示されるポリ（パラ−フェニレンビニレ
ン）、［化２４］で示されるＣＢＰ、［化３２］で示さ
れるＴＰＤ、［化３３］で示されるＮＰＤ、[化３４]で
示される４，４’−ビス（１０−フェノチアジニル）ビ
フェニル、

【００３６】

【化３６】

【００３７】[化３６]に示す２，４，６−トリフェニル
−１，３，５−トリアゾール、

【００３８】

【化３７】

【００３９】[化３７]に示すフローレン、などを挙げる
ことができる。

【００４０】また、発光層４０はドープ剤４１とホスト
剤４２とを有し、これらドープ剤４１とホスト剤４２と
を均一に分散させるため、バインダ高分子を添加するこ
とも可能である。

【００４１】ホスト剤４２は、陽極層１０及び陰極層７
０からそれぞれ注入された正孔と電子とが発光層４０に
おいて再結合する際に賦活されて励起子として作用する
物質であり、[化２] に示すＰＢＤ、［化３］に示すＢ
ＮＤ、［化４］に示すＢＢＤ、［化５］に示すＯＸＤ−
１、［化６］に示すＯＸＤ−７、または、［化７］若し
くは［化８］で表されるオキサジアゾール系高分子化合
物、［化１０］に示すＴＡＺ、［化１１］に示す３，
４，５―トリ（１−ナフチル）―１，２，４―トリアゾ
ール、［化１２］に示す３，５−ジ（４−ビフェニリ
ル）−４−フェニル―１，２，４―トリアゾール、［化
１３］に示す４−（１−ナフチル）―３，５―ジフェニ
ル−１，２，４―トリアゾール、［化１４］に示す１，
３，５―トリ（５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）
―１−フェニル−１，３，４−トリアゾール）フェニ
ル、［化１５］に示す１，３―ジ（５−（４−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）−１−フェニル−１，３，４―トリ
アゾール）フェニル、

【００４２】

【化３８】

【００４３】

【化３９】

【００４４】

【化４０】

【００４５】［化３８］乃至［化４０］で示されるよう
なトリアゾール系高分子化合物、［化２０］で示すカル
バゾール、［化２１］で示すＮメチルカルバゾール、
［化２２］で示すＮビニルカルバゾール、［化２３］で
示すＮフェニルカルバゾール、［化２４］で示すＣＢ
Ｐ、［化２５］で示すポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）
（以下ＰＶＫともいう。）、一般式［化２６］で示され
るポリカルバゾール化合物などのカルバゾール系化合
物、

【００４６】

【化４１】

【００４７】（化学式[化４１]中のＲは、それぞれ独立
に脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、エーテル基、
複素環基のいずれかを示す。）示す。） [化４１]を繰り返し単位として有するポリフルオレン化
合物、などが挙げられる。

【００４８】また、これらのホスト剤を二種類以上併用
することも可能である。このような併用は、例えば、電
子輸送性を有する、[化２]乃至[化８]に示されオキサジ
アゾール系化合物や[化１０]乃至[化１５]及び[化３８]
乃至[化４０]に示されるトリアゾール系化合物に対し
て、正孔輸送性を有する、[化２０]乃至[化２６]に示さ
れるカルバゾール系化合物を併用したときに、発光領域
の特定界面側への偏在を防止できるという効果がある。

【００４９】一方、発光層４０のドープ剤４１は、励起
子たるホスト剤４２の励起エネルギーにより燐光を放射
する物質であり、

【００５０】

【化４２】

【００５１】［化４２］に示すトリ（２フェニルピリジ
ン）イリジウム錯体（以下Ｉｒ（ｐｐｙ）₃とも言
う。）、

【００５２】

【化４３】

【００５３】

【化４４】

【００５４】

【化４５】

【００５５】

【化４６】

【００５６】

【化４７】

【００５７】

【化４８】

【００５８】（化学式[化４８]中、ａｃａｃは、

【００５９】

【化４９】

【００６０】[化４９]で示される官能基を示す。下記
[化５０]乃至[化５４]に示す化学式において同じ。）

【００６１】

【化５０】

【００６２】

【化５１】

【００６３】

【化５２】

【００６４】

【化５３】

【００６５】

【化５４】

【００６６】[化４３]乃至[化４８]、[化５０]乃至[化
５４]で示されるイリジウム錯体化合物、［化２９］に
示すＰｔＯＥＰ、などを挙げることができる。

【００６７】また、発光層４０に添加可能なバインダ高
分子の例として、ポリスチレン、ポリビニルビフェニ
ル、ポリビニルフェナントレン、ポリビニルアントラセ
ン、ポリビニルペリレン、ポリ（エチレン−ｃｏ−ビニ
ルアセテート）、ポリブタジエンのｃｉｓとｔｒａｎ
ｓ、ポリ（２−ビニルナフタレン）、ポリビニルピロリ
ドン、ポリスチレン、ポリ（メチルメタクリレート）、
ポリ（ビニルアセテート）、ポリ（２−ビニルピリジン
−ｃｏ−スチレン）、ポリアセナフチレン、ポリ（アク
リロニトリル−ｃｏ−ブタジエン）、ポリ（ベンジルメ
タクリレート）、ポリ（ビニルトルエン）、ポリ（スチ
レン−ｃｏ−アクリロニトリル）、ポリ（４−ビニルビ
フェニル）、ポリエチレングリコールなどが挙げられ
る。

【００６８】また、正孔ブロック層５０は、陽極層１０
から発光層４０へ注入された正孔がそのまま陰極層７０
へ通過してしまうことを防ぐため正孔をブロックするた
めの層であり、正孔ブロック性物質で構成される。正孔
ブロック性物質としては、例えば、[化２] に示すＰＢ
Ｄ、［化３］に示すＢＮＤ、［化４］に示されるＢＢ
Ｄ、[化５]に示すＯＸＤ−１、［化７］または［化８］
に示すようなオキサジアゾール系高分子化合物、［化１
０］に示すＴＡＺ、

【００６９】

【化５５】

【００７０】[化５５]に示すバソキュプロイン（以下Ｂ
ＣＰともいう。）、

【００７１】

【化５６】

【００７２】［化５６］に示すトリス（８−ヒドロキシ
キノリナート）アルミニウム（以下Ａｌｑ３ともい
う。）、

【００７３】

【化５７】

【００７４】［化５７］に示す４，４’−ビス（１，１
−ジフェニルエテニル）ビフェニル（以下にＤＰＶＢｉ
ともいう。）、

【００７５】

【化５８】

【００７６】［化５８］に示される４，４’−ビス
（１，１−ビス（４−メチルフェニル）エテニル）ビフ
ェニル（以下ＤＴＶＢｉとも言う。）、

【００７７】

【化５９】

【００７８】

【化６０】

【００７９】［化５９］、［化６０］で示すようなトリ
アゾール系高分子化合物、などを挙げることができる。

【００８０】また、電子輸送層６０は、陰極層７０から
注入される電子を輸送するための層であり、電子輸送剤
を含む。電子輸送剤は、電子輸送性高分子で構成され、
さらに電子輸送性低分子を含む構成が可能である。

【００８１】ここで、電子輸送性低分子の例として、
［化２］に示すＰＢＤ、［化３］に示すＢＮＤ、［化
４］に示すＢＢＤ、［化５］に示すＯＸＤ−１、［化
６］に示すＯＸＤ−７、［化１０］に示すＴＡＺ、［化
１１］に示す３，４，５―トリ（１−ナフチル）―１，
２，４―トリアゾール、［化１２］に示す３，５−ジ
（４−ビフェニリル）−４−フェニル―１，２，４―ト
リアゾール、［化１３］に示す４−（１−ナフチル）―
３，５―ジフェニル−１，２，４―トリアゾール、［化
１４］に示す１，３，５―トリ（５−（４−ｔｅｒｔ−
ブチルフェニル）―１−フェニル−１，３，４−トリア
ゾール）フェニル、［化１５］に示す１，３―ジ（５−
（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１−フェニル−
１，３，４―トリアゾール）フェニル、［化５６］に示
すＡｌｑ３、［化５７］に示すＤＰＶＢｉ、［化５８］
に示すＤＴＶＢｉなどを挙げることができる。

【００８２】また、電子輸送性高分子の例として、［化
７］、［化８］で示されるようなオキサジアゾール系高
分子化合物、［化３８］乃至［化４０］及び［化５
９］、［化６０］で示されるようなトリアゾール系高分
子化合物、

【００８３】

【化６１】

【００８４】（化学式[化６１]中、Ｒはそれぞれ独立に
脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、エーテル基、複
素環基のいずれかを示す。） [化６１]を繰り返し単位に有するポリフルオレン化合
物、などが挙げられる。

【００８５】発光効率のさらなる向上や構造の簡素化の
ため、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子の
基本構造に変更を加えたものとして、図２乃至図４に示
す素子構造が可能である。

【００８６】図２で示される有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の素子構造は、本発明の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子の第１の実施形態を示す。図１の電子ブロ
ック層３０と正孔ブロック層５０とが省略されている
が、図２において、正孔輸送層２０に電子ブロック効果
を、電子輸送層６０に正孔ブロック効果をそれぞれ持た
せて、発光効率を維持させることができる。

【００８７】図３で示される有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の素子構造は、図１で示す素子構造において、
電子ブロック層３０を省略したものである。

【００８８】図４で示される有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の素子構造は、図１で示す素子構造から、電子
ブロック層３０と正孔ブロック層５０とを省略し、陰極
層７０と電子輸送層６０との間に電子注入性物質で構成
される電子注入層６１を追加したものである。

【００８９】電子注入性物質としては、たとえば、フッ
化リチウム、酸化リチウム、

【００９０】

【化６２】

【００９１】[化６２]で示される８−ヒドロキシキノリ
ナートリチウム（以下Ｌｉｑともいう。）などが挙げら
れる。

【００９２】次に、図２を本発明の第１の実施形態とし
て、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を説
明する。

【００９３】まず、基板（図示せず）となる透明絶縁性
支持体、例えばガラス基板上に陽極層１０を蒸着法また
はスパッタ法にて形成する。

【００９４】次に、正孔輸送性高分子または正孔輸送性
低分子を溶媒に溶解または分散した第１の溶液を作成す
る。ここで、第１の溶液に、さらにバインダ高分子を溶
解または分散することも可能である。そして、第１の溶
液を用いた湿式法によって、陽極層１０上に正孔輸送層
２０を形成する。

【００９５】さらに、発光層４０のドープ剤４１とホス
ト剤４２とを溶媒に溶解または分散した第２の溶液を作
成する。ここで、第２の溶液に、さらにバインダ高分子
を溶解または分散することも可能である。そして、その
第２の溶液を用いた湿式法によって、上記正孔輸送層２
０上に発光層４０を形成する。

【００９６】さらに、電子輸送性高分子または電子輸送
性低分子を溶媒に溶解または分散した第３の溶液を作成
する。ここで、第３の溶液に、さらにバインダ高分子を
溶解または分散することも可能である。その第３の溶液
を用いた湿式法によって、発光層４０上に電子輸送層６
０を形成する。

【００９７】また、第２の溶液に用いた溶媒の溶解度パ
ラメータは、発光層４０の成膜温度において、正孔輸送
層２０に含まれる物質（正孔輸送性高分子または正孔輸
送性低分子など）に対して可溶範囲外を示す値を有す
る。このような溶媒を用いた、湿式法による発光層４０
の形成において、下層の正孔輸送層２０に含まれる有機
物を溶解することがない。

【００９８】また、第３の溶液に用いる溶媒の溶解度パ
ラメータは、電子輸送層６０の成膜温度において、発光
層４０に含まれる物質（ドープ剤４１、ホスト剤４２及
びバインダ高分子など）に対して可溶範囲外を示す値を
有する。このような溶媒を用いた、湿式法による電子輸
送層６０の形成において、下層の発光層４０に含まれる
有機物を溶解することがない。

【００９９】この時、上記の第１乃至第３の溶液に用い
る溶媒は自然乾燥によって蒸発することにより、正孔輸
送層２０と発光層４０と電子輸送層６０とが形成され
る。この場合、加熱、紫外線の照射による重合、硬化等
の処理を行う必要がなく、従って、製造工程が簡単であ
り、生産効率を向上させることができる。

【０１００】本発明で使用される湿式法には、たとえば
キャスティング法、ブレードコート法、浸漬塗工法、ス
ピンコート法、スプレイコート法、ロール塗工法、イン
クジェット塗工法などの通常の塗工法が含まれる。

【０１０１】最後に、電子輸送層６０上に、蒸着法など
を用いて陰極層７０を形成し、本発明の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子が得られる。

【０１０２】なお、溶解度パラメータＳＰは、モル蒸発
熱ΔＨ、モル体積Ｖの液体の絶対温度Ｔにおいて、ＳＰ＝｛（ΔＨ−ＲＴ）／Ｖ｝^1/2 で定義される。ただし、上記式中、ＳＰは溶解度パラメ
ータ（単位：（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2）であり、ΔＨはモ
ル蒸発熱（単位：ｃａｌ／ｍｏｌ）であり、Ｒは気体定
数（単位：ｃａｌ／（ｍｏｌ・Ｋ））であり、Ｔは絶対
温度（単位：Ｋ）であり、Ｖはモル体積（単位：ｃｍ³
／ｍｏｌ）である。

【０１０３】また、図３は、本発明の有機エレクトロル
ミネッセンス素子の第２の実施形態であり、上記図２で
示される素子構造の製造工程中、電子輸送層６０の形成
前に、発光層４０上に［化２］に示すＰＢＤなどの正孔
ブロック性物質を湿式法により成膜して正孔ブロック層
５０を形成した後に、該正孔ブロック層５０上に、上記
図２と同様に電子輸送層６０と陰極層７０とを順次形成
する製造工程を経て得られる。

【０１０４】また、図４は、本発明の有機エレクトロル
ミネッセンス素子の第３の実施形態であり、上記図２で
示される素子構造の製造工程中、陰極層７０の形成前
に、電子輸送層６０上に、フッ化リチウムなどの電子注
入性物質を蒸着法により成膜して電子注入層６１を形成
した後に、該電子注入層６１上に、上記図２と同様に陰
極層７０を形成する製造工程を経て得られる。

【０１０５】

【実施例】［実施例１］酸素プラズマ処理を行なったＩ
ＴＯ基板上（市販ＩＴＯ、旭硝子社製：２０Ω／□以
下）に真空蒸着装置により真空度１０^-3Ｐａで、正孔輸
送層として[化３３]に示すＮＰＤを蒸着速度１ｎｍ／ｓ
ｅｃで６０ｎｍの膜厚で成膜し、発光層として[化５]に
示すＯＸＤ−１（イオン化ポテンシャル６．１ｅＶ、電
子親和力２．４ｅＶ）と[化２４]に示すＣＢＰ（イオン
化ポテンシャル６．１５ｅＶ、電子親和力２．３３ｅ
Ｖ）と[化４２]に示すＩｒ（ｐｐｙ）₃（イオン化ポテ
ンシャル５．３ｅＶ、電子親和力３．０４ｅＶ）とを、
それぞれの重量比が１：１：０．０３になるように蒸着
速度１ｎｍ／ｓｅｃで共蒸着し、２０ｎｍの膜厚で成膜
し、電子輸送層として[化５６]に示すＡｌｑ３を蒸着速
度１ｎｍ／ｓｅｃで５０ｎｍの膜厚で成膜し、最後に、
アルミニウムとリチウムとを、リチウムが１％となるよ
うに蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃで共蒸着して陰極を形成し
て、図２に示す素子構造を作成した。

【０１０６】この時、５Ｖ（駆動電圧、以下同じ）、１
ｍＡ／ｃｍ²（電流密度、以下おなじ）で５００ｃｄ／
ｍ²（輝度、以下同じ）、６．５Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²
で４５００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光を得た。［比較例１］発光層ホスト剤をＣＢＰのみとした以外は
［実施例１］と同様に図２に示す素子構造を作成した。
この時、５Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で４００ｃｄ／ｍ²、及
び、６．５Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で３２００ｃｄ／ｍ²の
緑色の発光が得られた。［比較例２］発光層ホスト剤をＯＸＤ−１のみとした以
外は［実施例１］と同様に図２に示す素子構造を作成し
た。この時、５Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で５００ｃｄ／ｍ²、
及び、６．５Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で４１００ｃｄ／ｍ²
の緑色の発光が得られた。 [実施例２]〜[実施例５]ＯＸＤ−１の替わりに下記[表
１]に示す化合物を使用した以外は、[実施例１]と同様
に図２に示す素子構造を作成したところ、[表１]に示す
発光効率の発光が得られた。

【０１０７】

【表１】

【０１０８】[実施例３]でホスト剤として用いた[化３]
で示すＢＮＤは、電子親和力がドープ剤たるＩｒ（ｐｐ
ｙ）₃（３．０４ｅＶ）とほぼ同等の為、ホスト剤から
ドープ剤へのエネルギー移動が効率良く行われない。こ
のため、ＢＮＤと同じくオキサジアゾール基を持つ、
[実施例１]（ＯＸＤ−１使用）、[実施例２]（ＰＢＤ使
用）、[実施例４]（ＢＢＤ使用）、[実施例５]（ＯＸＤ
−７使用）に比べ輝度が低い値になっている。効率の良
い素子を作る為には、ドープ剤より小さい電子親和力を
示すホスト剤が必要となる。また、同様に、イオン化ポ
テンシャルに付いても、ドープ剤より大きいイオン化ポ
テンシャルを示すホスト剤を選ぶと効率の良い素子が得
られる。これは、上記のような電子輸送性のホスト剤だ
けでなく、正孔輸送性のホスト剤に付いても同様であ
る。 [実施例６]〜［実施例１１］ＯＸＤ−１の替わりに下記
[表２]に示す化合物を使用した以外は、[実施例１]と同
様に図２に示す素子構造を作成したところ、［表２］に
示す発光効率の発光が得られた。

【０１０９】

【表２】

【０１１０】[実施例１２]〜[実施例１５] [実施例１]
のＣＢＰの替わりに下記[表３]に示す化合物を使用した
以外は、[実施例１]と同様に図２に示す素子構造を作成
したところ、[表３]に示す発光効率の発光が得られた。

【０１１１】

【表３】

【０１１２】[実施例１６]〜［実施例２７］[実施例１]
で発光層ドープ剤のＩｒ（ｐｐｙ）₃に替え下記[表４]
に化合物として示すドープ剤を使用した以外は[実施例
１]と同様に図２に示す素子構造を作成したところ、[表
４]に示す発光効率の発光が得られた。

【０１１３】

【表４】

【０１１４】［実施例２８］電子輸送層をＡｌｑ３に替
えＯＸＤ−１により形成した以外は［実施例１］と同様
に図２に示す素子構造を作成した。この時、５．５Ｖ、
１ｍＡ／ｃｍ²で５００ｃｄ／ｍ²及び、７Ｖ、１０ｍＡ
／ｃｍ²で４７００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光が得られた。 [実施例２９]発光層と電子輸送層との間に正孔ブロック
層として、真空度１０^-3Ｐａ、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓ
ｅｃで真空蒸着により、[化５５]に示すＢＣＰを６ｎｍ
の膜厚で成膜した以外は［実施例１］と同様に図３に示
す素子構造を作成した。この時、５．２Ｖ、１ｍＡ／ｃ
ｍ²で５００ｃｄ／ｍ²及び、６．７Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ
²で４５００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光が得られた。［実施例３０］［実施例１］で電子輸送層と陰極層との
間に電子注入層として、真空度１０^-3Ｐａ、蒸着速度
０．１ｎｍ／ｓｅｃ条件の真空蒸着により、フッ化リチ
ウムを５ｎｍの膜厚で成膜したことと、陰極をアルミニ
ウムに替えたこと以外は［実施例１］と同様に図４に示
す素子構造を作成した。この時、５Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²
で５００ｃｄ／ｍ²、及び６．５Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で
４５００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光が得られた。［実施例３１］ゲルパーエイションクロマトグラフィー
により測定したポリスチレン換算重量平均量（以下分子
量と言う。）１，１００，０００の[化２５]で示すＰＶ
Ｋ６ｍｇを１ｍｌの１，２ジクロロエタンで溶解して、
溶液１を作成した。酸素プラズマ処理を行なったＩＴＯ
基板上（市販ＩＴＯ、旭硝子社製：２０Ω／□以下）に
溶液１を１０００ｒｐｍで１秒間スピンコートする事に
より５０ｎｍの膜厚の正孔輸送層を得た。正孔輸送層上
に真空蒸着装置により、真空度１０^-3Ｐａ、蒸着速度１
ｎｍ／ｓｅｃでＯＸＤ−１とＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）₃
とを、それぞれの重量比が１：１：０．０３になるよう
に共蒸着し２０ｎｍの膜厚の発光層を成膜し、蒸着速度
１ｎｍ／ｓｅｃでＡｌｑ３を蒸着し５０ｎｍの膜厚の電
子輸送層を成膜し、最後に、アルミニウムとリチウムと
を、リチウムが１％となるように蒸着速度１ｎｍ／ｓｅ
ｃで共蒸着して陰極を形成して図２に示す素子構造を作
成した。この時、７Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で５００ｃｄ／
ｍ²、及び８．３Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で４５００ｃｄ／
ｍ²の緑色の発光を得た。［実施例３２］正孔輸送層の材料をＰＶＫから[化３１]
で示す重合体（分子量６０，０００）に変えた以外は
［実施例３１］と同様に図２に示す素子構造を作成し
た。この時、６Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で５００ｃｄ／ｍ²及
び７．３Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ ²で４５００ｃｄ／ｍ²の緑
色の発光が得られた。 [実施例３３]分子量１，１００，０００のＰＶＫとして
６ｍｇを１ｍｌの１，２ジクロロエタンで溶解して、溶
液１を作成した。ＯＸＤ−１として１．２５ｍｇとＣＢ
Ｐとして１．２５ｍｇとＩｒ（ｐｐｙ）₃として０．１
７ｍｇとバインダ高分子として分子量１１５，０００の
ポリビニルビフェニル２．５ｍｇとをキシレン１ｍｌに
溶解して、溶液２を作成した。酸素プラズマ処理を行な
ったＩＴＯ基板上（市販ＩＴＯ、旭硝子社製：２０Ω／
□以下）に溶液１を１０００ｒｐｍで１秒間スピンコー
トする事により５０ｎｍの正孔輸送層を得た。さらに、
正孔輸送層上に溶液２を１０００ｒｐｍで１秒間スピン
コートする事により２０ｎｍの発光層を得た。真空蒸着
装置により真空度１０^-3ＰａでＡｌｑ３を蒸着速度１ｎ
ｍ／ｓｅｃで５０ｎｍの膜厚で電子輸送層を成膜し、最
後に、アルミニウムとリチウムとを、リチウムが１％と
なるように蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃで共蒸着して陰極を
形成して図２に示す素子構造を作成した。この時、９
Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で４８０ｃｄ／ｍ²、及び１０．５
Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で４５００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光
が得られた。 [実施例３４]〜［実施例３７］ＯＸＤ−１の替わりに下
記[表５]に示す化合物を使用した以外は、[実施例３３]
と同様に図２に示す素子構造を作成したところ、[表５]
に示す発光効率の発光が得られた。

【０１１５】

【表５】

【０１１６】[実施例３８]〜［実施例４３］ＯＸＤ−１
の替わりに下記[表６]に示す化合物を使用した以外は、
[実施例３３]と同様に図２に示す素子構造を作成したと
ころ、[表６]に示す発光効率の発光が得られた。

【０１１７】

【表６】

【０１１８】［実施例４４］〜［実施例４７］ＣＢＰの
替わりに下記[表７]に示す化合物を使用した以外は、
[実施例３３]と同様に図２に示す素子構造を作成したと
ころ、[表７]に示す発光効率の発光が得られた。

【０１１９】

【表７】

【０１２０】[実施例４８]〜［実施例５９］溶液２のＩ
ｒ（ｐｐｙ）₃の替りに下記[表８]に示す化合物を使用
した以外は[実施例３３]と同様に図２に示す素子構造を
作成したところ、[表８]に示す発光効率の発光が得られ
た。

【０１２１】

【表８】

【０１２２】［実施例６０］溶液２を、[化７]で示され
る重合体（分子量６０，０００）として２．５ｍｇとＣ
ＢＰ２．５ｍｇとＩｒ（ｐｐｙ）₃として０．１７ｍｇ
とをキシレン１ｍｌに溶解して作成した以外は［実施例
３３］と同様に図２に示す素子構造を作成した。この
時、８Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で４８０ｃｄ／ｍ² ９Ｖ、１
０ｍＡ／ｃｍ²で４５００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光が得ら
れた。［実施例６１］溶液２を、[化７]で示される重合体の替
りに、[化８]（分子量６０，０００）で示される重合体
を用いて作成した以外は［実施例６０］と同様に図２に
示す素子構造を作成した。この時、８Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ
²で４８０ｃｄ／ｍ²及び、９Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で４
５００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光が得られた。［実施例６２］〜［実施例６４］溶液２を、[化７]で示
される重合体の替りに、下記[表９]に示す[化３８]乃至
[化４０]（各分子量６０，０００）で示される重合体を
用いて作成した以外は［実施例６０］と同様に図２に示
す素子構造を作成したところ、[表９]に示す発光効率の
発光が得られた。

【０１２３】

【表９】

【０１２４】［実施例６５］溶液２を、［化３１］に示
すＮ-フェニルポリカルバゾール（分子量６０，００
０）として２．５ｍｇとＯＸＤ−１として２．５ｍｇと
Ｉｒ（ｐｐｙ）₃として０．１７ｍｇとをキシレン１ｍ
ｌに溶解して作成した以外は［実施例３３］と同様に図
２に示す素子構造を作成した。この時、７Ｖ、１ｍＡ／
ｃｍ²で４８０ｃｄ／ｍ² ８Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で４
５００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光が得られた。［実施例６６］分子量１，１００，０００のＰＶＫ６ｍ
ｇを１ｍｌの１，２ジクロロエタンで溶解して、溶液１
を作成した。ＯＸＤ−１として１．２５ｍｇとＣＢＰと
して１．２５ｍｇとＩｒ（ｐｐｙ）₃として０．１７ｍ
ｇとバインダ高分子として分子量１００，０００のポリ
ビニルビフェニル２．５ｍｇとをキシレン１ｍｌに溶解
して、溶液２を作成した。ＰＢＤとして２．５ｍｇとバ
インダ高分子として分子量５０，０００のポリスチレン
２．５ｍｌとをシクロヘキサン１ｍｌに溶解して、溶液
３を作成した。

【０１２５】酸素プラズマ処理を行なったＩＴＯ基板上
（市販ＩＴＯ、旭硝子社製：２０Ω／□以下）に溶液１
を、１０００ｒｐｍで１秒スピンコートする事により５
０ｎｍの正孔輸送層を得た。正孔輸送層上に溶液２を、
１０００ｒｐｍで１秒スピンコートする事により２０ｎ
ｍの発光層を得た。さらに、発光層上に溶液３を、１０
００ｒｐｍで１秒スピンコートする事により５０ｎｍの
電子輸送層を得た。

【０１２６】最後に、真空蒸着装置によりアルミニウム
とリチウムとを、リチウムが１％となるように蒸着速度
１ｎｍ／ｓｅｃで共蒸着して陰極を形成した。この時、
９．５Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で４８０ｃｄ／ｍ² 及び１
０．５Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で４５００ｃｄ／ｍ²の緑
色の発光が得られた。［実施例６７］溶液２を、[化７]で示される重合体（分
子量６０，０００）２．５ｍｇとＣＢＰとＩｒ（ｐｐ
ｙ）₃として０．１７ｍｇとをキシレン１ｍｌに溶解し
て作成した以外は［実施例６６］と同様に図２に示す素
子構造を作成した。この時、８．５Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²
で４８０ｃｄ／ｍ²及び、９Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ²で４５
００ｃｄ／ｍ²の緑色の発光が得られた。［実施例６８］溶液１を、ＰＶＫの替わりに[化３１]で
示す重合体（分子量６０，０００）を用いて作成した以
外は［実施例６７］と同様に図２に示す素子構造を作成
した。この時、８Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で４８０ｃｄ／ｍ²
及び９．０Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ ²で４５００ｃｄ／ｍ²の
緑色の発光が得られた。［実施例６９］溶液３を、[化７]で示されるオキサジア
ゾール系高分子化合物（分子量６０，０００）として５
ｍｇをシクロヘキサン１ｍｌに溶解して作成した以外は
［実施例６８］と同様に図２に示す素子構造を作成し
た。この時、７Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で４６０ｃｄ／ｍ²及
び７．５Ｖ、１０ｍＡ／ｃｍ ²で４３００ｃｄ／ｍ²の緑
色の発光であった。

【０１２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に用いる発光層のホスト剤は、バイポーラ性、即ち、即
ち、ラジカルカチオン化及びラジカルアニオン化し易い
複極性を有するので、発光層中で偏在せずにドープ剤を
励起して燐光の放射が可能になる。このように形成され
た発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子で
は、発光層中の発光領域が特定部分に集中せずに高輝度
の発光が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造

【図２】本発明の素子構造の第１の実施形態

【図３】本発明の素子構造の第２の実施形態

【図４】本発明の素子構造の第３の実施形態

【符号の説明】

１０陽極層４０発光層４１ドープ剤４２ホスト剤７０陰極層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極層及び陰極層の両電極層間に形成さ
れ、ホスト剤と燐光を放射するドープ剤とを有する発光
層を具備する有機エレクトロルミネッセンス素子におい
て、前記ホスト剤がバイポーラ性を有することを特徴と
する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】前記バイポーラ性を有するホスト剤が、正
孔輸送性物質と電子輸送性物質とから成ることを特徴と
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。
【請求項３】前記ホスト剤に用いる電子輸送性物質は、【化１】構造式［化１］で表されるオキサジアゾール基を有する
化合物から成る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。
【請求項４】前記オキサジアゾール基を有する化合物
は、【化２】【化３】【化４】【化５】【化６】【化７】【化８】構造式［化２］乃至［化８］で表される化合物のうち一
種類以上から成ることを特徴とする請求項３に記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】前記ホスト剤に用いる電子輸送性物質は、【化９】構造式［化９］で表されるトリアゾール基を有する化合
物から成る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。
【請求項６】前記トリアゾール基を有する化合物は、【化１０】【化１１】【化１２】【化１３】【化１４】【化１５】【化１６】（一般式［化１６］中、Ｘ₅は、水素、脂肪族炭化水素
基、芳香族炭化水素基、エーテル基、複素環基のいずれ
かから、Ｘ₆は、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素
基、エーテル基、複素環基のいずれかから、それぞれ独
立に選ばれる。）【化１７】（一般式［化１７］中、Ｘ₇は、脂肪族炭化水素基、芳
香族炭化水素基、エーテル基、複素環基のいずれかか
ら、Ｘ₈及びＸ₉は、水素、脂肪族炭化水素基、芳香族炭
化水素基、エーテル基、複素環基のいずれかから、それ
ぞれ独立に選ばれる。）【化１８】（一般式［化１８］中、Ｘ₁₀及びＸ₁₁は、それぞれ独立
に水素、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、エーテ
ル基、複素環基のいずれかから選ばれる。）構造式［化１０］乃至［化１５］、または、一般式［化
１６］乃至［化１８］で表される化合物のうち一種類以
上から成ることを特徴とする請求項５に記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子。
【請求項７】前記ホスト剤に用いる正孔輸送性物質は、【化１９】構造式［化１９］で表されるカルバゾリル基を有する化
合物から成ることを特徴とする請求項２乃至６のいずれ
か１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】前記カルバゾリル基を有する化合物は、【化２０】【化２１】【化２２】【化２３】【化２４】【化２５】【化２６】（一般式［化２６］中のＲは、それぞれ独立に、水素、
脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、エーテル基、複
素環基のいずれかを示す。）構造式［化２０］乃至［化２５］、または、一般式［化
２６］で表される化合物のうち一種類以上から成ること
を特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子。
【請求項９】前記ドープ剤は、【化２７】（一般式［化２７］中、Ａｒはアリール基、Ｘ₁₂及びＸ
₁₃はそれぞれ独立に脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素
基、エーテル基、複素環基のいずれかを示し、ＡｒとＸ
₁₂とにおいて芳香環が縮合しても良く、ｎは１以上３以
下の整数である。）一般式［化２７］で表される化合物から成ることを特徴
とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】前記ドープ剤の分子構造は、【化２８】（一般式［化２８］中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立
に、水素、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、エー
テル基、複素環基のいずれかを示し、あるいは／および
隣接するＲｎ（ｎは１以上８以下のいずれかから成る整
数）において芳香環が縮合しても良い。）一般式［化２８］で表される化合物から成ることを特徴
とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子。