JP2002100480A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低電圧駆動、高輝度に加えて多数の色の発光が
容易に得られるという有機ＥＬ素子の特徴を維持しつ
つ、さらに発光効率の高い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】〔１〕少なくとも一方が透明または半透明
である一対の陽極および陰極からなる電極間に、少なく
とも正孔注入層と発光層とを有する有機ＥＬ素子におい
て、該正孔注入層は陽極に接しており、該正孔注入層の
陽極に接する側の部分の電気伝導度が陽極に接しない側
の部分の電気伝導度より低い有機ＥＬ素子。 〔２〕少なくとも一方が透明または半透明である一対の
陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも正孔注入
層と発光層とを有する有機ＥＬ素子において、該正孔注
入層は、少なくとも２層の正孔注入層を有し、これらの
うち１層は陽極に接する正孔注入層であり、該陽極に接
する正孔注入層の電気伝導度が、該陽極と最も反対側に
位置する正孔注入層の電気伝導度より低い有機ＥＬ素
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】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素子ということがあ
る。）に関する。

【0002】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、従来の無機ＥＬ素子に
比べ、低電圧駆動、高輝度に加えて多数の色の発光が容
易に得られるという特徴があることから素子構造や有機
蛍光色素、有機電荷輸送化合物について多くの試みが報
告されている〔ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプ
ライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．）第２７巻、Ｌ２６９頁（１９８８年）〕、〔ジャ
ーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．）第６５巻、３６１０頁（１９８９
年）〕。

【0003】また、有機ＥＬ素子のなかで高分子量の発光材
料（以下、高分子蛍光体と呼ぶ。）を用いる高分子発光
素子が、ＷＯ９０１３１４８号公開明細書、特開平３−
２４４６３０号公報、アプライド・フィジックス・レタ
ーズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）第５８巻、１
９８２頁（１９９１年）などに記載されている。高分子
蛍光体またはその前駆体は、溶媒に可溶であり、塗布法
により発光層を形成できるという利点がある。

【0004】有機ＥＬ素子は電流注入型の素子であり、注入
された電子と正孔の再結合で発光体の励起状態が生成
し、それからの蛍光が発光として観察される。素子の発
光効率は電子と正孔の再結合確率と陽極や陰極からそれ
ぞれ注入される正孔の数や電子の数のバランスに依存す
る。一方が多ければ、再結合されずに、他方の電極に到
達し、ジュール熱として、消費される。低分子を用いた
有機ＥＬ素子では、正孔輸送層と発光層の間にエネルギ
ー障壁が形成されているのが、一般的であるので、正孔
や電子は他方の電極に到達する割合は比較的小さい。一
方、高分子蛍光体を用いた有機ＥＬ素子では、陽極とそ
の上に形成された正孔注入層、および高分子蛍光体層、
陰極の構造とするものが一般的になってきている。この
ような構造では、注入された電子や正孔は他方の電極に
容易に到達し、再結合に寄与しない電流が生じ、効率は
低くなる傾向があった。これを改良するために、導電性
を有する正孔注入層材料や陰極の金属を仕事関数の小さ
い金属を使うなどの提案がなされてきた。すなわち、正
孔注入層として、特開平3-273087号公報にはポリアニリ
ンやポリアリーレンビニレンを正孔輸送層に使用するこ
とや特開平4-145192号公報にはこれら導電性高分子を電
荷輸送層と電極との間に用いることが、また、特開２０
００−９１０８１号公報にはポリチオフェンおよびその
誘導体などの導電性高分子の利用が開示されている。金
属材料としては、アルカリ土類金属、アルカリ金属が使
用されている。また、特開２０００−１５６２９１号公
報には正孔注入層あるいは正孔輸送層と発光層の間にフ
ッ素化合物層を形成することが開示されている。また、
ネイチャー、４０４巻４８１ページ（２０００）（Ｎａ
ｔｕｒｅ ４０４，４８１（２０００））には、ポリフ
ェニレンビニレン中間体とポリチオフェン誘導体の単分
子状の交互積層膜を熱処理して正孔注入層として用いる
ことが開示されている。

【0005】しかしながら、電子と正孔の注入数のバランス
は材料により異なり、必ずしも十分にバランスが取れて
いない状況であり、素子の発光効率も材料の特性に見合
ったものでない場合があった。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低電
圧駆動、高輝度に加えて多数の色の発光が容易に得られ
るという有機ＥＬ素子の特徴を維持しつつ、さらに発光
効率の高い有機ＥＬ素子を提供することにある。

【0007】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な事情をみて検討し、下記の有機ＥＬ素子が、正孔と電
子のバランスが取れ、発光効率が高いことを見出し、本
発明に至った。

【0008】すなわち本発明は、以下の〔１〕〜〔６〕に係
るものである。 〔１〕少なくとも一方が透明または半透明である一対の
陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも正孔注入
層と発光層とを有する有機ＥＬ素子において、該正孔注
入層は陽極に接しており、該正孔注入層の陽極に接する
側の部分の電気伝導度が陽極に接しない側の部分の電気
伝導度より低い有機ＥＬ素子。 〔２〕少なくとも一方が透明または半透明である一対の
陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも正孔注入
層と発光層とを有する有機ＥＬ素子において、該正孔注
入層は、少なくとも２層の正孔注入層を有し、これらの
うち１層は陽極に接する正孔注入層であり、該陽極に接
する正孔注入層の電気伝導度が、該陽極と最も反対側に
位置する正孔注入層の電気伝導度より低い有機ＥＬ素
子。 〔３〕上記〔１〕または〔２〕の有機ＥＬ素子を用いた
面状光源。 〔４〕上記〔１〕または〔２〕の有機ＥＬ素子を用いた
セグメント表示装置。 〔５〕上記〔１〕または〔２〕の有機ＥＬ素子を用いた
ドットマトリックス表示装置。 〔６〕上記〔１〕または〔２〕の有機ＥＬ素子をバック
ライトとする液晶表示装置。

【0009】

【発明の実施の形態】以下、本発明の有機ＥＬ素子につ
いて詳細に説明する。本発明〔１〕の有機ＥＬ素子は、
少なくとも一方が透明または半透明である一対の陽極お
よび陰極からなる電極間に、少なくとも正孔注入層と発
光層とを有する有機ＥＬ素子において、該正孔注入層は
陽極に接しており、該正孔注入層の陽極に接する側の部
分の電気伝導度が陽極に接しない側の部分の電気伝導度
より低いものである。また、本発明〔２〕の有機ＥＬ素
子は、少なくとも一方が透明または半透明である一対の
陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも正孔注入
層と発光層とを有する有機ＥＬ素子において、該正孔注
入層は、少なくとも２層の正孔注入層を有し、これらの
うち１層は陽極に接する正孔注入層であり、該陽極に接
する正孔注入層の電気伝導度が、該陽極と最も反対側に
位置する正孔注入層の電気伝導度より低いものである。

【0010】本発明の有機ＥＬ素子は、正孔輸送層、電子注
入層、電子輸送層から選ばれる層を１層以上有していて
もよい。

【0011】また、本発明には、発光層、正孔輸送層、電子
輸送層、正孔注入層のいずれかの層を２層以上用いるこ
とも例示される。これらの各層の素子中での位置は、陰
極から陽極に向かって、電子注入層、電子輸送層、発光
層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に用いられるの
が一般的であるが、上記の１層構造や２層構造の場合は
それぞれ対応する層を省略する。また、それぞれの層を
複数用いる場合は、第２の層を用いる位置に特に制限は
なく、発光効率や素子寿命を勘案して適宜用いることが
できる。

【0012】次に、本発明の有機ＥＬ素子に用いる部材につ
いて説明する。本発明〔１〕の有機ＥＬ素子において、
正孔注入層は陽極に接しており、該正孔注入層の陽極に
接する側の部分の電気伝導度が陽極に接しない側の部分
の電気伝導度より低いものである。陽極に接する側の部
分と、陽極に接しない側の部分との間の部分の電気伝導
度については特に制限はなく、連続的に変化していても
よいし、段階的に変化していてもよいが、陽極に接する
側の部分の電気伝導度と陽極に接しない側の部分の電気
伝導度との間の電気伝導度であることが好ましい。

【0013】本発明〔１〕に用いる正孔注入層としては、陽
極上に電気伝導度の低い材料からなる層を形成した後、
該層の陽極に接しない表面の部分にのみ電荷移動性の材
料をドーピングしてなるものが例示される。この場合、
上記陽極に接する側の部分の電気伝導度とは、電気伝導
度の低い材料からなる層の電気伝導度であり、陽極に接
しない側の部分の電気伝導度とは、電荷移動性の材料が
ドーピングされた正孔注入層の陽極に接しない表面の部
分の電気伝導度をいう。

【0014】また、本発明〔２〕の有機ＥＬ素子において、
正孔注入層は、少なくとも２層の正孔注入層を有し、こ
れらのうち１層は陽極に接する正孔注入層であり、該陽
極に接する正孔注入層の電気伝導度が、該陽極と最も反
対側に位置する正孔注入層の電気伝導度より低いもので
ある。本発明〔２〕の有機ＥＬ素子は作成が簡便で効率
的である。なお陽極に接する正孔注入層と陽極と最も反
対側に位置する正孔注入層との間にさらに正孔注入層を
設けてもよい。該層の電気伝導度は特に限定されない
が、陽極に接する正孔注入層の電気伝導度と陽極に接し
ない正孔注入層の電気伝導度との間の電気伝導度である
ことが好ましい。

【0015】正孔注入層に用いる材料としては、低分子化合
物、高分子化合物があげられる。低分子化合物の場合に
は、高分子材料と複合して使用することが例示される。
高分子化合物としては導電性高分子として知られる材料
や、正孔輸送性の基を有する高分子材料があげられ、導
電性高分子が好ましい。

【0016】正孔注入層に用いる材料の具体例としては、ポ
リアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびそ
の誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリフェニ
レンビニレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレ
ンおよびその誘導体、ポリキノリンおよびその誘導体、
ポリキノキサリンおよびその誘導体、芳香族アミン構造
を主鎖または側鎖に含む重合体などの導電性高分子やカ
ーボンなどが例示される。

【0017】本発明〔１〕の有機ＥＬ素子に用いる正孔注入
層の陽極に接する側の部分の電気伝導度は素子の効率が
高くなるように正孔と電子の注入のバランスを考慮して
選択されるが、正孔の注入を制限する観点から、１×１
０^-3Ｓ／ｍ以下が好ましく、より好ましくは１０^-5Ｓ／
ｍ以下である。また、陽極と接しない側の部分の電気伝
導度は陽極に接する側の部分の電気伝導度より高いもの
を使用するが、高過ぎると、ドットマトリックス素子で
はクロストークなど発生するために、１×１０⁵Ｓ／ｍ
以下が好ましい。より好ましくは１×１０^-2〜１×１０
⁵Ｓ／ｍであり、さらに好ましくは１×１０^-2〜１×１
０¹Ｓ／ｍである。陽極に接する側の部分の電気伝導度
の、陽極に接しない側の部分の電気伝導度に対する比が
１×１０^-3以下であることが、正孔注入の制御性の観点
から好ましい。

【0018】また本発明〔２〕の有機ＥＬ素子に用いる正孔
注入層の陽極に接する正孔注入層の電気伝導度は素子の
効率が高くなるように正孔と電子の注入のバランスを考
慮して選択されるが、正孔の注入を制限する観点から、
１×１０^-3Ｓ／ｍ以下が好ましく、より好ましくは１０
^-5Ｓ／ｍ以下である。また、陽極と最も反対側に位置す
る正孔注入層の電気伝導度は陽極に接する層の電気伝導
度より高いものを使用するが、高過ぎると、ドットマト
リックス素子ではクロストークなど発生するために、１
×１０⁵Ｓ／ｍ以下が好ましい。より好ましくは１×１
０^-2〜１×１０⁵Ｓ／ｍであり、さらに好ましくは１×
１０^-2〜１×１０¹Ｓ／ｍである。陽極に接する正孔注
入層の電気伝導度の、陽極と最も反対側に位置する正孔
注入層の電気伝導度に対する比が１×１０^-3以下である
ことが、正孔注入の制御性の観点から好ましい。

【0019】本発明の正孔注入層の材料として導電性高分子
を用いる場合に、その電気伝導度を１×１０^-3Ｓ／ｍ以
上１×１０⁵Ｓ／ｍ以下とするために、該導電性高分子
に適量のイオンをドープする。ドープするイオンの種類
は、アニオンを用いる。アニオンの例としては、ポリス
チレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸
イオン、樟脳スルホン酸イオンなどが例示される。

【0020】正孔注入層の膜厚としては、例えば１０ｎｍ〜
４００ｎｍであり、２０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。
本発明〔２〕の有機ＥＬ素子の正孔注入層においては、
陽極に接する正孔注入層の膜厚として、５ｎｍ〜２００
ｎｍが例示され、好ましくは２０ｎｍ〜１５０ｎｍであ
る。陽極と最も反対側に位置する正孔注入層の膜厚とし
て、５ｎｍ〜２００ｎｍが例示され、好ましくは１０ｎ
ｍ〜１５０ｎｍである。

【0021】本発明における有機ＥＬ素子の発光層に使用す
る発光体には特に制限はなく、通常有機ＥＬ素子で使用
される低分子蛍光体、高分子蛍光体ともに使用できる
が、高分子蛍光体が好ましい。

【0022】低分子蛍光体としてはナフタレン誘導体、アン
トラセンもしくはその誘導体、ペリレンもしくはその誘
導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シア
ニン系などの色素類、８−ヒドロキシキノリンもしくは
その誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニル
シクロペンタジエンもしくはその誘導体、またはテトラ
フェニルブタジエンもしくはその誘導体などがあげられ
る。具体的には、例えば特開昭５７−５１７８１号およ
び特開昭５９−１９４３９３号公報に記載されているも
のがあげられる。。

【0023】高分子蛍光体としては、固体状態で蛍光を示
し、ポリスチレン換算の数平均分子量が１×１０⁴〜１
×１０⁷であるものが好ましい。さらに好ましくは、固
体状態で蛍光を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量
が１×１０⁴〜１×１０⁷であり、下式（１）で示される
繰り返し単位を少なくとも一種類含むものが好ましい。

【化2】 −Ａｒ₁−（ＣＲ₁＝ＣＲ₂）_k− ・・・・・（１） 〔ここで、Ａｒ₁は、隣接する２つの基とそれぞれ炭素
−炭素結合を形成する２価の基であり、共役に関与する
炭素原子の数が６個以上６０個以下からなるアリーレン
基、または共役に関与する炭素原子の数が４個以上６０
個以下からなる複素環化合物基であるものを示し、該ア
リーレン基、複素環化合物基は置換基を有していてもよ
い。 またＲ₁、Ｒ₂は、それぞれ独立に水素原子、炭素
数１〜２０の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基、
炭素数６〜６０のアリール基、炭素数４〜６０の複素環
化合物基およびシアノ基からなる群から選ばれる基を示
し、該アリール基、複素環化合物基は置換基を有してい
てもよい。ｋは０または１である。〕 ここで、上式（１）で示される繰り返し単位の合計が全
繰り返し単位の５０モル％以上であるものが好ましく、
９０モル％以上であるものがさらに好ましい。さらに、
上式（１）で示されるが、異なる構造の繰り返し単位を
２種類以上含む共役系高分子蛍光体も本発明に含まれ
る。

【0024】本発明の有機ＥＬ素子においては、高分子蛍光
体に、低分子化合物からなる発光材料を混合して使用し
てもよい。上記高分子蛍光体以外の発光材料を含む発光
層が、上記高分子蛍光体を含む発光層と積層されていて
もよい。

【0025】Ａｒ₁としては、高分子蛍光体の蛍光特性を損
なわないように選択すればよく、具体的な例としては以
下に例示される二価の基があげられる。

【0026】

【0027】

【0028】

【0029】

【0030】

【0031】

【0032】

【0033】

【0034】

【0035】

【0036】

【0037】

【0038】

【0039】

【0040】ここで、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０の直
鎖状、分岐状または環状のアルキル基、炭素数１〜２０
の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基を持つアルコ
キシ基、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状または環状の
アルキル基を持つアルキルチオ基、炭素数１〜６０のモ
ノ、ジまたはトリアルキルシリル基、炭素数１〜４０の
モノまたはジアルキルアミノ基、炭素数６〜６０のアリ
ール基、炭素数６〜６０のアリールオキシ基、炭素数７
〜６０のアリールアルキル基、炭素数７〜６０のアリー
ルアルコキシ基、炭素数８〜６０のアリールアルケニル
基、炭素数８〜６０のアリールアルキニル基、炭素数６
〜６０のモノアリールアミノ基またはジアリールアミノ
基（以下、モノまたはジアリールアミノ基ということが
ある）、炭素数２〜６０の複素環化合物基ならびにシア
ノ基からなる群から選ばれる置換基をあらわし、アリー
ル基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリー
ルアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアル
キニル基、モノまたはジアリールアミノ基および複素環
化合物基はさらに置換基を有していてもよい。

【0041】上記の例において、１つの構造式中に複数のＲ
を有しているが、それらは同一であってもよいし、異な
る基であってもよく、それぞれ独立に選択される。ま
た、Ａｒ₁の置換基の炭素原子は、酸素原子または硫黄
原子と置き換えられていてもよいし、Ａｒ₁の置換基の
一つ以上の水素原子はフッ素原子に置き換えられていて
もよい。

【0042】溶媒への溶解性を高めるためには、水素原子で
ない置換基を少なくとも１つ以上有していることが好ま
しく、また置換基を含めた繰り返し単位の形状の対称性
が少ないことが好ましい。

【0043】さらに、Ｒは−Ｘ−ＲとしてＡｒ₁に結合して
もよい。この時、Ｘは−Ｏ−，−Ｓ−、−ＣＲ₃Ｒ₄−、
−ＳｉＲ₅Ｒ₆−、―ＮＲ₇−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、
−ＳＯ₂−、−ＣＲ₈＝ＣＲ₉−、および−Ｃ≡Ｃ−から
なる群から選ばれる基を示すが、−Ｏ−，−Ｓ−、−Ｃ
Ｒ₁₀＝ＣＲ₁₁−、および−Ｃ≡Ｃ−が好ましく、−Ｏ−
がさらに好ましい。Ｒ₃からＲ₁₁は、それぞれ独立に水
素原子、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状または環状の
アルキル基、炭素数６〜６０のアリール基、炭素数４〜
６０の複素環化合物基およびシアノ基からなる群から選
ばれる基を示し、アリール基および複素環化合物基はさ
らに置換基を有していてもよい。

【0044】Ｒの具体的な例として、炭素数１〜２０の直鎖
状、分岐状または環状のアルキル基としては、メチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、
ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、ノニル基、デシル基、ラウリル基、シクロプロピル
基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノ
ニル基、シクロドデシル基などが例示され、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、シクロヘキシ
ル基が好ましい。

【0045】炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状または環状の
アルキル基を持つアルコキシ基としては、メトキシ基、
エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、ｉｓｏ−プロピル
オキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｉｓｏ−ブトキシ基、ｔｅ
ｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ
基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキ
シ基、デシルオキシ基、ラウリルオキシ基、シクロプロ
ピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチル
オキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオ
キシ基などが例示され、ペンチルオキシ基、ヘキシルオ
キシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、シクロヘ
キシルオキシ基、が好ましい。

【0046】炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状または環状の
アルキル基を持つアルキルチオ基としては、メチルチオ
基、エチルチオ基、ｎ−プロピルチオ基、ｉｓｏ−プロ
ピルチオ基、ｎ−ブチルチオ基、ｉｓｏ−ブチルチオ
基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシ
ルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、ノニルチ
オ基、デシルチオ基、ラウリルチオ基、シクロプロピル
チオ基、シクロブチルチオ基、シクロペンチルチオ基、
シクロヘキシルチオ基、シクロヘプチルチオ基などが例
示され、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチ
オ基、デシルチオ基、シクロヘキシルチオ基が好まし
い。

【0047】炭素数１〜６０のモノ、ジまたはトリアルキル
シリル基としては、モノメチルシリル基、ジメチルシリ
ル基、トリメチルシリル基、モノエチルシリル基、ジエ
チルシリル基、トリエチルシリル基、モノプロピルシリ
ル基、ジプロピルシリル基、トリプロピルシリル基、モ
ノブチルシリル基、ジブチルシリル基、トリブチルシリ
ル基、モノペンチルシリル基、ジペンチルシリル基、ト
リペンチルシリル基、モノヘキシルシリル基、ジヘキシ
ルシリル基、トリヘキシルシリル基、モノへプチルシリ
ル基、ジへプチルシリル基、トリへプチルシリル基、モ
ノオクチルシリル基、ジオクチルシリル基、モノオクチ
ルシリル基、ジオクチルシリル基、トリオクチルシリル
基、モノノニルシリル基、ジノニルシリル基、トリノニ
ルシリル基、モノデシルシリル基、ジデシルシリル基、
トリデシルシリル基、モノラウリルシリル基、ジラウリ
ルシリル基、トリラウリルシリル基、エチルジメチルシ
リル基、プロピルジメチルシリル基、ブチルジメチルシ
リル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチル
シリル基、ヘプチルジメチルシリル基、オクチルジメチ
ルシリル基、ノニルジメチルシリル基、デシルジメチル
シリル基、ラウリルジメチルシリル基などが例示され、
トリペンチルシリル基、トリヘキシルシリル基、トリオ
クチルシリル基、トリデシルシリル基、ペンチルジメチ
ルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、オクチルジメ
チルシリル基、デシルジメチルシリル基が好ましい。

【0048】炭素数１〜４０のモノまたはジアルキルアミノ
基としては、モノメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、
モノエチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モノプロピル
アミノ基、ジプロピルアミノ基、モノブチルアミノ基、
ジブチルアミノ基、モノペンチルアミノ基、ジペンチル
アミノ基、モノヘキシルアミノ基、ジヘキシルアミノ
基、モノヘプチルアミノ基、ジヘプチルアミノ基、モノ
オクチルアミノ基、ジオクチルアミノ基、モノノニルア
ミノ基、ジノニルアミノ基、モノデシルアミノ基、ジデ
シルアミノ基、モノラウリルアミノ基、ジラウリルアミ
ノ基などが例示され、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミ
ノ基、オクチルアミノ基、デシルアミノ基、ジペンチル
アミノ基、ジヘキシルアミノ基、ジオクチルアミノ基、
ジデシルアミノ基が好ましい。

【0049】炭素数７〜６０のアリールアルコキシ基として
は、フェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基（Ｃ₁〜Ｃ₁₂は、
炭素数１〜１２であることを示す。以下も同様であ
る。）、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アル
コキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アル
コキシ基、１−ナフチル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、２
−ナフチル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基などが例示され、
フェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキ
シフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキ
ルフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基が好ましい。炭素
数６〜６０のアリール基としては、フェニル基、ナフチ
ル基、アンスリル基、ピレニル基、ペリレニル基などが
例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ
基、Ｃ ₆〜Ｃ₂₀アリール基をさらに置換基として有して
いてもよく、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基を有するフェニル
基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基を有するフェニル基が好まし
い。

【0050】炭素数６〜６０のアリールオキシ基としては、
フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アンスリルオキシ基
などが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アル
コキシ基、Ｃ₆〜Ｃ₂₀アリール基をさらに置換基として
有していてもよく、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基を有するフ
ェノキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基を有するフェノキシ
基が好ましい。

【0051】炭素数７〜６０のアリールアルキル基として
は、フェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、ナフチル−Ｃ₁〜
Ｃ₁₂アルキル基、アンスリル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基な
どが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコ
キシ基、Ｃ₆〜Ｃ₂₀アリール基をさらに置換基として有
していてもよく、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基を有するフェ
ニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基を有
するフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基が好ましい。

【0052】炭素数７〜６０のアリールアルコキシ基として
は、フェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、ナフチル−Ｃ₁
〜Ｃ₁₂アルコキシ基、アンスリル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキ
シ基などが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂
アルコキシ基、Ｃ₆〜Ｃ_{2 0}アリール基をさらに置換基と
して有していてもよく、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基を有す
るフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキ
ル基を有するフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基が好ま
しい。

【0053】炭素数８〜６０のアリールアルケニル基として
は、フェニルエテニル基、ナフチルエテニル基、アンス
リルエテニル基、ピレニルエテニル基などが例示され、
Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₆〜
Ｃ₂₀アリール基をさらに置換基として有していてもよ
く、フェニルエテニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基を有
するフェニルエテニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基を有す
るフェニルエテニル基が好ましい。

【0054】炭素数８〜６０のアリールアルキニル基として
は、フェニルエチニル基、ナフチルエチニル基、アンス
リルエチニル基、ピレニルエチニル基などが例示され、
Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₆〜
Ｃ₂₀アリール基をさらに置換基として有していてもよ
く、フェニルエチニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基を有
するフェニルエチニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基を有す
るフェニルエチニル基が好ましい。

【0055】炭素数６〜６０のモノまたはジアリールアミノ
基としては、モノフェニルアミノ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキ
ル−フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、モノナフ
チルアミノ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル−ナフチルアミノ
基、ジナフチルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基な
どが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコ
キシ基、Ｃ₆〜Ｃ₂₀アリール基をさらに置換基として有
していてもよく、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニルアミノ
基、ジ（Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル）アミノ基が好ま
しい。。

【0056】炭素数２〜６０の複素環化合物基としては、ピ
ロリル基、ピリジル基、ピペラジル基、キノリル基、キ
ノキサリル基、インドリル基、カルバゾイル基、フリル
基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、チエニル基、
ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、オキサジアゾ
リル基、オキサゾリル基、トリアゾリル基、チオジアゾ
リル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾジアゾリル基、
シロリル基、ベンゾシロリル基などが例示され、Ｃ₁〜
Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₆〜Ｃ₂₀ア
リール基をさらに置換基として有していてもよく、チエ
ニル基、Ｃ₁ 〜Ｃ₁₂アルキル基を有するチエニル基、ピ
リジル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基を有するピリジル基が
好ましい。

【0057】Ａｒ₁の置換基の例のうち、アルキル鎖を含む
置換基においては、それらは直鎖、分岐または環状のい
ずれかまたはそれらの組み合わせであってもよく、直鎖
でない場合、例えば、イソアミル基、２−エチルヘキシ
ル基、３，７−ジメチルオクチル基、シクロヘキシル
基、４−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルシクロヘキシル基などが例
示される。高分子蛍光体の溶媒への溶解性を高めるため
には、Ａｒ₁の置換基のうちの１つ以上に環状または分
岐のあるアルキル鎖が含まれることが好ましい。また、
２つのアルキル鎖の先端が連結されて環を形成していて
もよい。さらに、アルキル鎖の一部の炭素原子がヘテロ
原子を含む基で置き換えられていてもよく、それらのヘ
テロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子など
が例示される。

【0058】さらに、Ａｒ₁の置換基の例のうち、アリール
基や複素環化合物基をその一部に含む場合は、それらが
さらに１つ以上の置換基を有していてもよい。

【0059】Ｒ₁〜Ｒ₁₁が、水素原子またはシアノ基以外の
置換基である場合について述べると、炭素数１〜２０の
直鎖状、分岐状または環状のアルキル基としては、メチ
ル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル
基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチ
ル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、ノニル基、デシル基、ラウリル基、シクロプロピル
基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノ
ニル基、シクロドデシル基などが例示され、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、シクロヘキシ
ル基が好ましい。

【0060】炭素数６〜６０のアリール基としては、フェニ
ル基、ナフチル基、アンスリル基、ピレニル基、ペリレ
ニル基などが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ
₁₂アルコキシ基、Ｃ₆〜Ｃ₂₀アリール基をさらに置換基
として有していてもよく、フェニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アル
キル基を有するフェニル基が好ましい。

【0061】炭素数２〜６０の複素環化合物基としては、ピ
ロリル基、ピリジル基、ピペラジル基、キノリル基、キ
ノキサリル基、インドリル基、カルバゾイル基、フリル
基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、チエニル基、
ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、オキサジアゾ
リル基、オキサゾリル基、トリアゾリル基、チオジアゾ
リル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾジアゾリル基、
シロリル基、ベンゾシロリル基などが例示され、Ｃ₁〜
Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₆〜Ｃ₂₀ア
リール基をさらに置換基として有していてもよく、チエ
ニル基、Ｃ₁ 〜Ｃ₁₂アルキル基を有するチエニル基、ピ
リジル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基を有するピリジル基が
好ましい。

【0062】また、高分子蛍光体の末端基は、重合活性基が
そのまま残っていると、素子にしたときの発光特性や寿
命が低下する可能性があるので、安定な基で保護されて
いてもよい。主鎖の共役構造と連続した共役結合を有し
ているものが好ましく、例えば、ビニレン基を介してア
リール基または複素環化合物基と結合している構造が例
示される。具体的には、特開平９−４５４７８号公報の
化１０に記載の置換基等が例示される。

【0063】該蛍光体の合成法としては、主鎖にビニレン基
を有する場合には、例えば特開平５−２０２３５５号公
報に記載の方法が挙げられる。すなわち、ジアルデヒド
化合物とジホスホニウム塩化合物との重合やジアルデヒ
ド化合物とジ燐酸エステル化合物とのＨｏｒｎｅｒ−Ｗ
ａｄｓｗｏｒｔｈ−Ｅｍｍｏｎｓ法による重合などのＷ
ｉｔｔｉｇ反応による重合、ジビニル化合物とジハロゲ
ン化合物とのもしくはビニルハロゲン化合物単独でのＨ
ｅｃｋ反応による重合、ハロゲン化メチル基を２つ有す
る化合物の脱ハロゲン化水素法による重縮合、スルホニ
ウム塩基を２つ有する化合物のスルホニウム塩分解法に
よる重縮合、ジアルデヒド化合物とジアセトニトリル化
合物とのＫｎｏｅｖｅｎａｇｅｌ反応による重合などの
方法が例示される。これらのうち、特開平３−２４４６
３０号公報に開示されている、Ｗｉｔｔｉｇ反応による
重合、脱ハロゲン化水素法による重縮合、スルホニウム
塩分解法による重縮合が、実施が容易である。

【0064】また、主鎖にビニレン基を有しない場合には、
例えば該当するモノマーからＳｕｚｕｋｉカップリング
反応により重合する方法、Ｇｒｉｇｎａｒｄ反応により
重合する方法、Ｎｉ（０）触媒により重合する方法、Ｆ
ｅＣｌ₃等の酸化剤により重合する方法、電気化学的に
酸化重合する方法、あるいは適当な脱離基を有する中間
体高分子の分解による方法などが例示される。より具体
的には、特開平６−７３３７４号公報、ＷＯ９９／２０
６７５号公報、ＷＯ９９／４８１６０号公報に記載の材
料が例示される。

【0065】また、該高分子蛍光体は、交互、ランダム、ブ
ロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それ
らの中間的な構造を有する高分子、例えばブロック性を
帯びたランダム共重合体であってもよい。蛍光の量子収
率の高い高分子蛍光体を得る観点からは完全なランダム
共重合体よりブロック性を帯びたランダム共重合体やブ
ロックまたはグラフト共重合体が好ましい。主鎖に枝分
かれがあり、末端部が３つ以上ある場合やデンドリマー
も含まれる。

【0066】また、薄膜からの発光を利用するので該高分子
蛍光体は、固体状態で蛍光を有するものが好適に用いら
れる。該高分子蛍光体に対する良溶媒としては、クロロ
ホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロ
フラン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリ
ン、デカリン、ｎ−ブチルベンゼンなどが例示される。
高分子蛍光体の構造や分子量にもよるが、通常はこれら
の溶媒に０．１重量％以上溶解させることができる。

【0067】該高分子蛍光体は、数平均分子量がポリスチレ
ン換算で１×１０⁴〜１×１０⁷であり、それらの重合度
は、繰り返し構造やその割合によっても変わる。成膜性
の点から一般には繰り返し構造の合計数が、好ましくは
２０〜１００００、さらに好ましくは３０〜１０００
０、特に好ましくは５０〜５０００である。

【0068】発光層の膜厚としては、用いる材料によって最
適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるよ
うに選択すればよいが、例えば１ｎｍから１μｍであ
り、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ま
しくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

【0069】これらの高分子蛍光体を有機ＥＬ素子の発光材
料として用いる場合、その純度が発光特性に影響を与え
るため、重合前のモノマーを蒸留、昇華精製、再結晶等
の方法で精製したのちに重合することが好ましく、また
合成後、再沈精製、クロマトグラフィーによる分別等の
純化処理をすることが好ましい。

【0070】本発明において、電子注入層を設けた有機ＥＬ
素子としては、陰極に隣接して電子注入層を設けた有機
ＥＬ素子があげられる。使用される電子注入層の具体的
な例としては、陰極と発光層との間や陰極と電子輸送層
との間に設けられ、陰極材料と発光材料との、あるいは
陰極材料と電子輸送層に含まれる電子輸送材料との中間
の値の電子親和力を有する材料を含む層、導電性高分子
を含む層、ドープした電子輸送製材料層や２ｎｍ以下の
絶縁薄膜などが例示される。

【0071】上記電子注入層が導電性高分子を含む層の場
合、該導電性高分子の電気伝導度は、１０^-3Ｓ／ｍ以上
１０⁵Ｓ／ｍ以下であることが好ましく、発光画素間の
リーク電流を小さくするためには、１０^-3Ｓ／ｍ以上１
０⁴Ｓ／ｍ以下がより好ましく、１０^-3Ｓ／ｍ以上１０³
Ｓ／ｍ以下がさらに好ましい。通常は該導電性高分子の
電気伝導度を１０^-3Ｓ／ｍ以上１０⁵Ｓ／ｍ以下とする
ために、該導電性高分子に適量のイオンをドープする。

【0072】導電性高分子や電子輸送材料にドープするイオ
ンの種類は、金属イオンやアンモニウムイオンである。
これらのイオンの例としては、リチウムイオン、ナトリ
ウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウ
ムイオンなどが例示される。ドープする方法としては、
導電性高分子では金属と蒸気で接触させる方法や電気化
学的にドーピングする方法、また、電子輸送材料では共
蒸着する方法が例示される。電子注入層の膜厚として
は、例えば１ｎｍ〜１００ｎｍであり、２ｎｍ〜５０ｎ
ｍが好ましい。

【0073】電子注入層に用いる導電性高分子は、電極や隣
接する層の材料との関係で適宜選択すればよく、ポリア
ニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘
導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリフェニレン
ビニレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンお
よびその誘導体、ポリキノリンおよびその誘導体、ポリ
キノキサリンおよびその誘導体が例示される。

【0074】ドープした電子輸送材料層として用いることが
できる電子輸送材料は、オキサジアゾール誘導体、ベン
ゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくは
その誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはそ
の誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導
体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオ
レンもしくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェ
ニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，
４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノ
ン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、バソク
プロイン、バソフェナンスロリン、フラーレン、カーボ
ン、ポリキノリンが例示される。好ましくは８−ヒドロ
キシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、バソクプ
ロイン、バソフェナンスロリン、フラーレンおよびカー
ボンである。

【0075】膜厚２ｎｍ以下の絶縁層は電子注入を容易にす
る機能を有するものである。該絶縁層の材料としては、
金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等があげられ
る。膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けた有機ＥＬ素子とし
ては、陰極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けた
有機ＥＬ素子、陽極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層
を設けた有機ＥＬ素子があげられる。

【0076】本発明の有機ＥＬ素子が正孔輸送層を有する場
合、使用される正孔輸送材料としては、ポリビニルカル
バゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその
誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリ
シロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン
誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導
体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェン
もしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導
体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導
体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしく
はその誘導体などが例示される。

【0077】具体的には、該正孔輸送材料として、特開昭６
３−７０２５７号公報、同６３−１７５８６０号公報、
特開平２−１３５３５９号公報、同２−１３５３６１号
公報、同２−２０９９８８号公報、同３−３７９９２号
公報、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの
等が例示される。

【0078】これらの中で、正孔輸送層に用いる正孔輸送材
料として、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導
体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖
に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導
体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェン
もしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）
もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレン
ビニレン）もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料
が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール
もしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、
側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサ
ン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高
分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。

【0079】ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体
は、例えばビニルモノマーからカチオン重合またはラジ
カル重合によって得られる。

【0080】ポリシランもしくはその誘導体としては、ケミ
カル・レビュー（Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．）第８９巻、１３
５９頁（１９８９年）、英国特許ＧＢ２３００１９６号
公開明細書に記載の化合物等が例示される。合成方法も
これらに記載の方法を用いることができるが、特にキッ
ピング法が好適に用いられる。

【0081】ポリシロキサンもしくはその誘導体は、シロキ
サン骨格構造には正孔輸送性がほとんどないので、側鎖
または主鎖に上記低分子正孔輸送材料の構造を有するも
のが好適に用いられる。特に正孔輸送性の芳香族アミン
を側鎖または主鎖に有するものが例示される。

【0082】正孔輸送層の成膜の方法に制限はないが、低分
子正孔輸送材料では、高分子バインダーとの混合溶液か
らの成膜による方法が例示される。また、高分子正孔輸
送材料では、溶液からの成膜による方法が例示される。

【0083】溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸
送材料を溶解させるものであれば特に制限はない。該溶
媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタ
ン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系
溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、
アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸
エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等の
エステル系溶媒が例示される。

【0084】溶液からの成膜方法としては、溶液からのスピ
ンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコー
ト法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート
法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレ
ーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフ
セット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法を
用いることができる。

【0085】混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送
を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対す
る吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分子バ
インダーとして、ポリカーボネート、ポリアクリレー
ト、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等
が例示される。

【0086】正孔輸送層の膜厚としては、用いる材料によっ
て最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値とな
るように選択すればよいが、少なくともピンホールが発
生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子
の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸
送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、
好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましく
は５ｎｍ〜２００ｎｍである。

【0087】本発明の有機ＥＬ素子が電子輸送層を有する場
合、使用される電子輸送材料としては公知のものが使用
でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン
もしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導
体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノン
もしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタ
ンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニ
ルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノ
ン誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその
誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、
ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレン
もしくはその誘導体等が例示される。

【0088】具体的には、特開昭６３−７０２５７号公報、
同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９
号公報、同２−１３５３６１号公報、同２−２０９９８
８号公報、同３−３７９９２号公報、同３−１５２１８
４号公報に記載されているもの等が例示される。

【0089】これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベン
ゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくは
その誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはそ
の誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導
体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオ
レンもしくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェ
ニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，
４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノ
ン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキ
ノリンがさらに好ましい。

【0090】電子輸送層の成膜法としては特に制限はない
が、低分子電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、
または溶液もしくは溶融状態からの成膜による方法が、
高分子電子輸送材料では溶液または溶融状態からの成膜
による方法がそれぞれ例示される。溶液または溶融状態
からの成膜時には、高分子バインダーを併用してもよ
い。

【0091】溶液からの成膜に用いる溶媒としては、電子輸
送材料および／または高分子バインダーを溶解させるも
のであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロホル
ム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テ
トラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチ
ルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、
エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒が例示
される。

【0092】溶液または溶融状態からの成膜方法としては、
スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビア
コート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコ
ート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、ス
プレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、
オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布
法を用いることができる。

【0093】混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送
を極度に阻害しないものが好ましく、また、可視光に対
する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分子
バインダーとして、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、
ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもし
くはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もし
くはその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）
もしくはその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレ
ート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、またはポリシロ
キサンなどが例示される。

【0094】電子輸送層の膜厚としては、用いる材料によっ
て最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値とな
るように選択すればよいが、少なくともピンホールが発
生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子
の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該電子輸
送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、
好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましく
は５ｎｍ〜２００ｎｍである。

【0095】本発明の有機ＥＬ素子を形成する基板は、電極
を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないもので
あればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子フィ
ルム、シリコン基板などが例示される。不透明な基板の
場合には、反対の電極が透明または半透明であることが
好ましい。

【0096】本発明において、陽極が透明または半透明であ
ることが好ましいが、該陽極の材料としては、導電性の
金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が用いられる。具体
的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、および
それらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド
（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる
導電性ガラスを用いて作成された膜（ＮＥＳＡなど）
や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ＩＴＯ、インジウ
ム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。作製方法
としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、メッキ法等があげられる。また、該陽極
として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフ
ェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用い
てもよい。

【0097】陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考
慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍ
から１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであ
り、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

【0098】また、陽極と、本発明の正孔注入層との間に電
荷注入を容易にするために、フタロシアニン誘導体、カ
ーボンなどからなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ
化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚２ｎｍ以下の層
を設けてもよい。

【0099】本発明の有機ＥＬ素子で用いる陰極の材料とし
ては、仕事関数の小さい材料が好ましい。上記アルカリ
金属またはアルカリ金属を含む合金を用いることができ
るがそれ以外の金属として、例えば、ベリリウム、マグ
ネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ア
ルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イット
リウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピ
ウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、および
それらのうち２つ以上の合金、あるいはそれらのうち１
つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバ
ルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１つ以上との
合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物等が
用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合
金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−ア
ルミニウム合金、インジウム−銀合金、カルシウム−ア
ルミニウム合金などがあげられる。陰極を２層以上の積
層構造としてもよい。

【0100】陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮し
て、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍから
１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、
さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

【0101】陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッ
タリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等
が用いられる。また、陰極と有機物層との間に、導電性
高分子からなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ化
物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚２ｎｍ以下の層を
設けてもよく、陰極作製後、該有機ＥＬ素子を保護する
保護層を装着していてもよい。該有機ＥＬ素子を長期安
定的に用いるためには、素子を外部から保護するため
に、保護層および／または保護カバーを装着することが
好ましい。

【0102】該保護層としては、高分子化合物、金属酸化
物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることがで
きる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低
透水率処理を施したプラスチック板などを用いることが
でき、該カバーを熱効果樹脂や光硬化樹脂で素子基板と
貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペー
サーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを防
ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような
不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止すること
ができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に設
置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタメ
ージを与えるのを抑制することが容易となる。これらの
うち、いずれか１つ以上の方策をとることが好ましい。

【0103】本発明の有機ＥＬ素子を用いて面状の発光を得
るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置
すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、
前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマ
スクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く
形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のい
ずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する
方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成
し、いくつかの電極を独立にＯｎ／ＯＦＦできるように
配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表
示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更
に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰
極をともにストライプ状に形成して直交するように配置
すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子蛍光体
を塗り分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換
フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マル
チカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子
は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴなどと組み合
わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子
は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カー
ナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーな
どの表示装置として用いることができる。

【0104】さらに、前記面状の発光素子は、自発光薄型で
あり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、ある
いは面状の照明用光源として好適に用いることができ
る。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光
源や表示装置としても使用できる。

【0105】

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明するために
実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。ここで、数平均分子量については、クロロホルム
を溶媒として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー（ＧＰＣ）によりポリスチレン換算の数平均分子量を
求めた。

【0106】参考合成例１ ＜正孔注入材料の合成＞特開昭５９―１９９７４５号公
報の記載に従い、ｐ−キシリレン−ビス（ジエチルスル
ホニウムブロミド）を水溶液中、水酸化ナトリウム水溶
液を滴下して重合し、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン
（以下ＰＰＶ）の中間体水溶液（ＰＰＶ中間体１）を得
た。さらに、ｐ−キシリレン−ビス（テトラメチレンス
ルホニウムクロリド）を用いて同様に重合し、ＰＰＶ中
間体２を得た。

【0107】参考合成例２ ＜高分子蛍光体１の合成＞４−ビス（クロロメチル）−
２−｛４’−（３，７−ジメチルオクチルオキシ）フェ
ニル｝ベンゼン０．４１ｇと１，４−ビス（ブロムメチ
ル）−２−（ジメチルオクチルシリル）ベンゼン０．１
８４ｇと２−メチル−５−（３，７−ジメチルオクチ
ル）−ｐ−キシリレンジブロミド０．１８ｇと２−メト
キシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−ｐ−キシリ
レンジクロライド０．０５３３ｇとを、１，４−ジオキ
サン（脱水）２００ｇに溶解した。この溶液を、２０分
間窒素バブリングすることで系内を窒素置換した後、窒
素雰囲気中、９５℃まで昇温した。次にこの溶液に、あ
らかじめ、カリウム−ｔ−ブトキシド １．１ｇを１，
４−ジオキサン（脱水）３０ｍｌに溶解し、窒素ガスで
バブリングすることで、窒素ガス置換した溶液を、約１
０分間で滴下した。滴下後、引き続き９５℃で２時間反
応した。なお、反応は窒素ガス雰囲気中で行った。

【0108】次に、この溶液を冷却した後、酢酸を加え中和
した。この溶液に、メタノールを加え、生成した沈殿を
回収した。次に、この沈殿をエタノールで洗浄した後、
減圧乾燥して、重合体０．４０ｇを得た。次に、この沈
殿をＴＨＦ約１２０ｇに溶解した後、この溶液に、メタ
ノールを加える方法で、再沈精製した。得られた沈殿
を、エタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、重合体
０．３６ｇを得た。得られた重合体を高分子蛍光体１と
呼ぶ。該高分子蛍光体１のポリスチレン換算の数平均分
子量は、１．２×１０⁵であった。

【0109】実施例１ スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けた
ガラス基板に、参考合成例１で得たＰＰＶ中間体１の溶
液を一部濃縮したのち、スピンコートした。これを窒素
気流下で２００℃で１時間３０分間熱処理し、ＰＰＶの
構造を有する層を形成した。この層の上に、ポリ（３，
４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホ
ン酸（Ｂａｙｅｒ製、Ｂｙｔｒｏｎ Ｐ ＴＰ ＡＩ ４０
８３）の懸濁液を、スピンコートにより約５０ｎｍの厚
みで成膜し、１２０゜Cで１０分間乾燥して層を形成し、
２層からなる正孔注入層を作成した。さらに、その上
に、上記高分子蛍光体１のトルエン溶液をスピンコート
により約８０ｎｍの厚みで発光層を成膜した。さらに、
これを減圧下８０℃で１時間乾燥した後、５×１０^-5Ｐ
ａに真空度が到達したのち、０．５％のＬｉを含有する
ＡＬ−Ｌｉ合金を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作
製した。得られた素子に窒素気流下で電圧を印加したと
ころ、黄色のＥＬ発光が観測された。窒素気流下、電圧
を印加し、電流と輝度を測定して、発光効率を求めたと
ころ、２．３Ｖで１ｃｄ／ｍ²を越え、３．９Ｖで１
７．６ｃｄ／Ａの効率を示した。なお、同一条件でガラ
ス板上で得たＰＰＶ膜とポリ（３，４）エチレンジオキ
シチオフェン／ポリスチレンスルホン酸膜はそれぞれ、
約７２ｎｍと５１ｎｍであった。また、このときの電気
伝導度を電極長１．２５ｃｍ、電極間隔０．３２ｃｍの
表面伝導型セルで測定したところ、ＰＰＶ膜は４．２×
１０^-7Ｓ／ｍ、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフ
ェン／ポリスチレンスルホン酸膜は６．６×１０^-1Ｓ／
ｍであった。

【0110】実施例２ 実施例１と同様にＰＰＶ中間体２の溶液を用いて、２層
の正孔注入層と高分子蛍光体１を有する有機ＥＬ素子を
作製した。得られた素子に窒素気流下で電圧を印加した
ところ、黄色のＥＬ発光が観測された。窒素気流下、電
圧を印加し、電流と輝度を測定して、発光効率を求めた
ところ、２．３Ｖで１ｃｄ／ｍ²を越え、４．３Ｖで１
６．９ｃｄ／Ａの効率を示した。なお、ＰＰＶ中間体２
の溶液から製膜され、２００℃の熱処理で得られる薄膜
はＰＰＶ中間体１から得られるＰＰＶとほぼ同様の構造
を有しており、同様の電気伝導度を示す。

【0111】比較例１ 実施例１と同様にＰＰＶ中間体２の溶液から、ＰＰＶ膜
を製膜した後に、高分子蛍光体１を製膜して、有機ＥＬ
素子を作製した。得られた素子に窒素気流下で電圧を印
加したところ、黄色のＥＬ発光が観測された。窒素気流
下、電圧を印加し、電流と輝度を測定して、発光効率を
求めたところ、２．６Ｖで１ｃｄ／ｍ²を越え、３．３
Ｖで７．１ｃｄ／Ａの効率を示した。

【0112】比較例２ 実施例１でＰＰＶ膜を製膜することなしに、ポリ（３，
４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホ
ン酸を製膜し、熱処理後に、高分子蛍光体１を製膜し
て、有機ＥＬ素子を作製した。得られた素子に窒素気流
下で電圧を印加したところ、黄色のＥＬ発光が観測され
た。窒素気流下、電圧を印加し、電流と輝度を測定し
て、発光効率を求めたところ、２．３Ｖで１ｃｄ／ｍ²
を越え、３．１Ｖで１２．８ｃｄ／Ａの効率を示した。

【0113】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子
の特徴を維持しつつ、発光効率が高いことから、バック
ライトとしての面状光源，フラットパネルディスプレイ
等の装置として好ましく使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB04 AB06 BA06 CA01 CA03 CA05 CA06 CB01 CB03 DB03 EB00 FA01 5G435 AA03 AA04 AA16 BB05 CC05 CC09 EE26 LL04 LL07 LL08 LL14 LL17

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】少なくとも一方が透明または半透明である
   一対の陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも正
   孔注入層と発光層とを有する有機エレクトロルミネッセ
   ンス素子において、該正孔注入層は陽極に接しており、
   該正孔注入層の陽極に接する側の部分の電気伝導度が陽
   極に接しない側の部分の電気伝導度より低いことを特徴
   とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
2. 【請求項2】正孔注入層の陽極に接する側の部分の電気
   伝導度の、陽極に接しない側の部分の電気伝導度に対す
   る比が１×１０^-3以下であることを特徴とする請求項１
   記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 【請求項3】少なくとも一方が透明または半透明である
   一対の陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも正
   孔注入層と発光層とを有する有機エレクトロルミネッセ
   ンス素子において、該正孔注入層は、少なくとも２層の
   正孔注入層を有し、これらのうち１層は陽極に接する正
   孔注入層であり、該陽極に接する正孔注入層の電気伝導
   度が、該陽極と最も反対側に位置する正孔注入層の電気
   伝導度より低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。
4. 【請求項4】陽極に接する正孔注入層の電気伝導度の、陽
   極と最も反対側に位置する正孔注入層の電気伝導度に対
   する比が１×１０^-3以下であることを特徴とする請求項
   ３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 【請求項5】発光層が、固体状態で蛍光を有し、ポリス
   チレン換算の数平均分子量が１×１０⁴〜１×１０⁷であ
   り、下記一般式（１）で示される繰り返し単位を少なく
   とも一種類含む高分子蛍光体を含有することを特徴とす
   る請求項１〜４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。 【化1】 −Ａｒ₁−（ＣＲ₁＝ＣＲ₂）_k− ・・・・・（１） 〔ここで、Ａｒ₁は、隣接する２つの基とそれぞれ炭素
   −炭素結合を形成する２価の基であり、共役に関与する
   炭素原子の数が６個以上６０個以下からなるアリーレン
   基、または共役に関与する炭素原子の数が４個以上６０
   個以下からなる複素環化合物基であるものを示し、該ア
   リーレン基、複素環化合物基はさらに置換基を有してい
   てもよい。またＲ₂、Ｒ₃は、それぞれ独立に水素原子、
   炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状または環状のアルキル
   基、炭素数６〜６０のアリール基、炭素数４〜６０の複
   素環化合物基およびシアノ基からなる群から選ばれる基
   を示し、該アリール基、複素環化合物基はさらに置換基
   を有していてもよい。ｋは０または１である。〕
6. 【請求項6】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を用いたことを特徴とする面
   状光源。
7. 【請求項7】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を用いたことを特徴とするセ
   グメント表示装置。
8. 【請求項8】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を用いたことを特徴とするド
   ットマトリックス表示装置。
9. 【請求項9】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をバックライトとすることを
   特徴とする液晶表示装置。