JP2002313578A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な多層積層構造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】発光層４０を構成する有機物を、発光層４
０の陽極層１０側に積層して形成される正孔輸送層２０
を構成する有機物に対して溶解範囲外の溶解度パラメー
タを有する溶媒に可溶とする。

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、発光効率を向上させた有機エレク
トロルミネッセンス素子が知られている。

【０００３】このものにおいて、多層から成る薄膜の積
層形成に際して発光性物質の蒸着工程を用いる、いわゆ
る乾式法を採用しているため、製造工程が複雑になり生
産効率が悪い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明では上記問題点
に鑑み、簡易な多層積層構造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。

【０００５】

【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と、ホスト
剤と燐光を放射するドープ剤とを有する発光層と、前記
両電極層の間で該発光層に積層する有機層とを具備し、
前記電極層の一方が基板上に形成される有機エレクトロ
ルミネッセンス素子において、前記発光層を構成する有
機物を、前記発光層の前記基板側に積層して形成される
有機層を構成する有機物に対して溶解範囲外の溶解度パ
ラメータを有する溶媒に可溶とした。

【０００６】ここで、モル蒸発熱ΔＨ、モル体積Ｖの液
体の絶対温度Ｔにおける溶解度パラメータＳＰは、 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。

【０００７】本発明では、発光層を構成する有機物を、
有機層を構成する有機物に対して溶解範囲外の溶解度パ
ラメータを有する溶媒に溶解して、有機エレクトロルミ
ネッセンス素子を多層積層構造として形成する。この
際、有機層を構成する有機物は、発光層を構成する有機
物の溶解に用いた溶媒に対して溶解度が僅小であるの
で、有機層と発光層とは、互いに隣接して積層した場
合、各薄膜層を構成する有機物が溶解・混合することな
く薄膜層を形成できる。即ち、発光層及び有機層の各薄
膜層を構成する有機物を溶解する溶媒をそれぞれ用いた
湿式法により簡便な薄膜形成が可能である。

【０００８】この場合、前記有機層を構成する有機物
を、正孔注入性物質、正孔輸送性物質、電子ブロック性
物質のうち一種類以上から構成することが望ましい。

【０００９】そして、この場合、前記有機層を構成する
有機物は、室温において８．９（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2未
満の溶解度パラメータを有する溶媒に不溶であり、前記
発光層を構成する有機物は、室温において７．０（ｃａ
ｌ／ｃｍ³）^1/2以上８．９（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2未満の
溶解度パラメータを有する溶媒に可溶であるように構成
することが望ましい。

【００１０】また、この場合、前記有機層を構成する有
機物は、室温において１０．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2よ
り大きく、且つ、１３．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2以下の
溶解度パラメータを有する溶媒に不溶であり、前記発光
層を構成する有機物は、室温において１０．０（ｃａｌ
／ｃｍ³）^1/2より大きく、且つ、１３．０（ｃａｌ／ｃ
ｍ³）^1/2以下の溶解度パラメータを有する溶媒に可溶で
あるように構成することも可能である。

【００１１】これらの場合、前記ドープ剤は、化学式
［化１］又は［化２］で表される化合物を用いるのが好
適である。

【００１２】

【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、陽極層１０と陰極層
７０との両電極層の間に、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。

【００１３】図１乃至図５で示される各素子構造におい
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（ＩＴＯ）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。

【００１４】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。

【００１５】また、図１乃至図５で示される各素子構造
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。

【００１６】また、正孔輸送層２０は、陽極から注入さ
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、

【００１７】

【化３】

【００１８】［化３］に示すポリ（Ｎ−ビニルカルバゾ
ール）（以下ＰＶＫともいう。）、

【００１９】

【化４】

【００２０】［化４］に示すポリ（パラ−フェニレンビ
ニレン）、

【００２１】

【化５】

【００２２】（化学式[化５]中、ＲはＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎで
構成する置換基である）[化５]を繰り返し単位として有
するポリカルバゾール化合物などの高分子からなること
が好ましい。あるいは、

【００２３】

【化６】

【００２４】［化６］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。）、

【００２５】

【化７】

【００２６】［化７］に示すカルバゾールビフェニル
（以下、ＣＢＰとも言う。）、

【００２７】

【化８】

【００２８】［化８］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。）

【００２９】

【化９】

【００３０】［化９］に示す４，４’−ビス（１０−フ
ェノチアジニル）ビフェニル、

【００３１】

【化１０】

【００３２】［化１０］に示すカッパーフタロシアニン
等が挙げられる。

【００３３】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３]、[化４]、
[化６]乃至[化９]で示される化合物や、

【００３４】

【化１１】

【００３５】[化１１]に示す２，４，６−トリフェニル
−１，３，５−トリアゾール、

【００３６】

【化１２】

【００３７】[化１２]に示すフローレン、などを挙げる
ことができる。

【００３８】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。ホスト剤４２は、陽極層１０及び陰極
層７０からそれぞれ注入された正孔と電子とが発光層４
０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、

【００３９】

【化１３】

【００４０】［化１３］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。）

【００４１】

【化１４】

【００４２】（化学式[化１４]中、ＲはＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎ
で構成する置換基を示す。）[化１４]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。

【００４３】一方、発光層４０のドープ剤４１は、励起
子たるホスト剤の励起エネルギーにより燐光を放射する
物質であり、

【００４４】

【化１５】

【００４５】［化１５］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。）、

【００４６】

【化１６】

【００４７】

【化１７】

【００４８】

【化１８】

【００４９】

【化１９】

【００５０】

【化２０】

【００５１】

【化２１】

【００５２】（化学式[化２１]中、ａｃａｃは、

【００５３】

【化２２】

【００５４】[化２２]で示される官能基を示す。下記
[化２３]乃至[化２７]に示す化学式において同じ。）

【００５５】

【化２３】

【００５６】

【化２４】

【００５７】

【化２５】

【００５８】

【化２６】

【００５９】

【化２７】

【００６０】[化１６]乃至[化２１]、[化２３]乃至[化
２７]で示されるイリジウム錯体化合物、

【００６１】

【化２８】

【００６２】［化２８］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。）など
を挙げることができる。

【００６３】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。

【００６４】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、

【００６５】

【化２９】

【００６６】[化２９] 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ＰＢＤともい
う。）、

【００６７】

【化３０】

【００６８】[化３０]に示すバソキュプロイン（以下Ｂ
ＣＰともいう。）、[化１３]に示すＯＸＤ−１、

【００６９】

【化３１】

【００７０】［化３１］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。）、

【００７１】

【化３２】

【００７２】［化３２］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。）、

【００７３】

【化３３】

【００７４】［化３３］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３４】

【００７６】［化３４］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ＢＮＤ
ともいう。）

【００７７】

【化３５】

【００７８】［化３５］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。）、

【００７９】

【化３６】

【００８０】［化３６］に示される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。）、

【００８１】

【化３７】

【００８２】

【化３８】

【００８３】［化３７］、［化３８］に示すようなオキ
サジアゾール系高分子化合物、

【００８４】

【化３９】

【００８５】

【化４０】

【００８６】［化３９］、［化４０］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。

【００８７】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。

【００８８】ここで、電子輸送性低分子の例として、
［化２９］に示すＰＢＤ、［化３１］に示すＡｌｑ３、
［化３２］に示すＴＡＺ、［化３３］に示すＤＰＶＢ
ｉ、［化３４］に示すＢＮＤ、［化３５］に示すＤＴＶ
Ｂｉ、［化３６］に示すＢＢＤなどを挙げることができ
る。

【００８９】また、電子輸送性高分子の例として、［化
３７］、［化３８］で示されるようなオキサジアゾール
系高分子化合物、［化３９］、［化４０］で示されるよ
うなトリアゾール系高分子化合物、

【００９０】

【化４１】

【００９１】（化学式[化４１]中、ＲはＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎ
で構成する置換基を示す。）[化４１]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。

【００９２】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５に示
す素子構造が可能である。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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、

【００９７】

【化４２】

【００９８】[化４２]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。

【００９９】図５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を省略し、陽極層１０と正孔輸送層２０
との間に正孔注入性物質から成る正孔注入層２１を追加
し、陰極層７０と電子輸送層６０との間に電子注入層６
１を追加したものである。

【０１００】正孔注入性物質としては、例えば、[化１
０]に示すカッパーフタロシアニンなどの金属フタロシ
アニンや、

【０１０１】

【化４３】

【０１０２】[化４３]で示される、ポリ（３，４）エチ
レンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネート
（以下ＰＥＤＴ／ＰＳＳともいう。）、などが挙げられ
る。

【０１０３】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。

【０１０４】まず、図外の基板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。

【０１０５】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上に有機層とし
て正孔輸送層２０を形成する。

【０１０６】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。

【０１０７】その後、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。

【０１０８】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。

【０１０９】例えば、正孔輸送層２０に含まれる有機物
が正孔輸送性高分子たる、[化３]に示すＰＶＫの時、こ
のＰＶＫの可溶範囲を示す溶解度パラメータは、室温に
おいて、８．９（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2以上１０．０（ｃ
ａｌ／ｃｍ³）^1/2以下である。従って、第２の溶液に用
いる溶媒として、この溶解度パラメータの範囲外にある
溶媒を用いると、正孔輸送層２０に含まれるＰＶＫを溶
解することなく発光層４０を形成することができる。こ
のような溶媒の例として、キシレン（溶解度パラメータ
が８．８（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2）、エチルベンゼン（溶
解度パラメータが８．７（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2）、２−
ニトロプロパン（溶解度パラメータが１０．１（ｃａｌ
／ｃｍ³）^1/2）、シクロヘキサン（溶解度パラメータが
８．２（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2）などが挙げられる。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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３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３と同様に陰
極層７０を形成する製造工程を経て得られる。

【０１１６】さらに、図５は、本発明の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の第４の実施形態であり、上記図４
で示される素子構造の製造工程中、正孔輸送層２０の形
成前に、陽極層１０上に、[化１０]で示すカッパーフタ
ロシアニンなどの正孔注入性物質を蒸着法により成膜し
て正孔注入層２１を形成し、次に、上記図４と同様に、
電子輸送層２０、発光層４０、正孔ブロック層５０、電
子輸送層６０を順次形成し、その後、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、さらに、電子注入
層６１上に、上記図３と同様に陰極層７０を形成する。

【０１１７】

【実施例】[実験１]所定の膜厚を有する薄膜を基板上に
積層したテストピースを作成し、所定の溶解度パラメー
タを有する溶媒に対する溶解範囲を測定した。

【０１１８】有機エレクトロルミネッセンス素子を構成
する、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロ
ック層、電子輸送層、電子注入層などの薄膜層の材料６
ｍｇを、可溶な溶媒１ｍｌに溶解して、溶液を作成す
る。この溶液を用いて、酸素プラズマ処理を施した市販
のＩＴＯ基板（旭硝子社製：２０Ω／□）上に、スピン
コート法により膜厚が５０ｎｍとなるように、回転数及
び時間を調整して、薄膜付の基板を作成し、テストピー
スとする。

【０１１９】

【表１】

【０１２０】[表１]に示す溶解度パラメータを有する溶
媒を、これら溶解度パラメータ値の昇順に用意し、図６
（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、それらの溶媒１で
満たされたビーカー２にテストピース３をそれぞれ１０
秒間浸漬させ、その後、図６（ｃ）に示すように、テス
トピース３を取り出して薄膜が溶解したか否かを目視で
確認する。

【０１２１】薄膜が溶解する溶媒の溶解度パラメータの
うち、最小値と最大値とをテストピースの溶解範囲と定
義する。 ［実施例１］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
という。） １，１００，０００のＰＶＫ６ｍｇを１ｍ
ｌの１，２ジクロロエタンで溶解して、溶液１を作成し
た。

【０１２２】ＯＸＤ−１として２．５ｍｇとＩｒ（ｐｐ
ｙ）₃として０．１７ｍｇ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（溶解度パラメータ８．８（ｃａｌ／ｃｍ
³）^1/2）１ｍｌに溶解して、溶液２を作成した。

【０１２３】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
を回転数１５００ｒｐｍ、１秒間スピンコートする事に
より５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。この、正孔輸送
層の溶解範囲は８．９〜１０．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2
であった。

【０１２４】さらに、正孔輸送層上に溶液２を回転数１
０００ｒｐｍ、１秒間でスピンコートする事により２０
ｎｍの発光層を得た。

【０１２５】真空蒸着装置により電子輸送層としてＡｌ
ｑ３を真空度１０−³Ｐａで蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃで
５０ｎｍの薄膜層を形成し、最後に、アルミニウムとリ
チウムを、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。

【０１２６】このようにして得られる図２に示す素子構
造において、９Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で４８０ｃｄ／ｍ²の
緑色の発光を得た。

【０１２７】[実施例２] [実施例１]の溶液２の溶媒を
下記に示す[表２]の溶媒にした以外は[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]のよう
な発光効率の発光が得られた。

【０１２８】

【表２】

【０１２９】[実施例３] [実施例１]で電子輸送層をＡ
ｌｑ３に替えＯＸＤ−１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。この時、８．５
Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で５２０ｃｄ／ｍ²の緑色の発光であ
った。

【０１３０】[実施例４] [実施例１]で発光層と電子輸
送層との間に正孔ブロック層として、ＢＣＰを６ｎｍ真
空蒸着で成膜した以外は[実施例１]と同様にして図３に
示す素子構造を作成した。

【０１３１】この時、９．２Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で５６
０ｃｄ／ｍ²の緑色の発光であった。

【０１３２】[実施例５] [実施例４]で電子輸送層と陰
極との間に電子注入層として、フッ化リチウムを５ｎｍ
真空蒸着で成膜し、陰極をアルミニウムに替えた以外は
[実施例４]と同様にして図４に示す素子構造を作成し
た。

【０１３３】この時、８．７Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で５６
０ｃｄ／ｍ²の緑色の発光であった。

【０１３４】[実施例６] [実施例５]で陽極のＩＴＯと
正孔輸送層との間に正孔注入層としてカッパーフタロシ
アニンを蒸着で、真空度１０−⁴Ｐａ、蒸着速度０．１
ｎｍ／ｓｅｃにより２ｎｍに形成した以外は[実施例５]
と同様にして図５に示す素子構造を作成した。

【０１３５】この時、 ８．２Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²で５７
０ｃｄ／ｍ²の緑色の発光であった。

【０１３６】[実施例７] [実施例１]で発光層ドープ剤
をＩｒ（ｐｐｙ）₃に替え、下記[表３]のドープ剤を使
用した以外は[実施例１]と同様に図１に示す素子構造を
作成したところ、下記[表３]に示す発光効率の発光が得
られた。

【０１３７】

【表３】

【０１３８】[実施例８][化５]のＲを直鎖のアルキル
（−Ｃ_nＨ_2n+1）とした時の溶解度パラメータでの溶解
範囲を[実験１]の手順にしたがい測定した。この時重合
体は分子量１００，０００のものを使用した。

【０１３９】溶解範囲の測定結果を下記［表４］に示
す。

【０１４０】

【表４】

【０１４１】Ｒに付くアルキル基の長さで溶解範囲が調
整できる事が判る。

【０１４２】この時、溶解範囲を９．０〜１０．０（ｃ
ａｌ／ｃｍ³）^1/2に調整すると、上層成膜時の溶媒の選
択範囲が広くなる。

【０１４３】ここで、[化５]のＲを直鎖のアルキル（−
Ｃ_nＨ_2n+1）とした分子量１００，０００の重合体６ｍ
ｇを１ｍｌのトリクロロメタンで溶解して、溶液１を作
成した。

【０１４４】ＯＸＤ−１として２．５ｍｇとＩｒ（ｐｐ
ｙ）₃として０．１７ｍｇ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
をトルエン１ｍｌに溶解して、溶液２を作成した。

【０１４５】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
を回転数１５００ｒｐｍ、１秒間スピンコートする事に
より５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。

【０１４６】さらに、正孔輸送層上に溶液２を回転数１
０００ｒｐｍ、１秒間でスピンコートする事により２０
ｎｍの発光層を得た。

【０１４７】真空蒸着装置により電子輸送層としてＡｌ
ｑ３を真空度１０−³Ｐａで蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃで
５０ｎｍの膜を付け、最後アルミニウムとリチウムを、
リチウムが１％となるように蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃの
速度で共蒸着して陰極を形成して図１に示す素子構造を
作成した。この時の性能を下記［表５］に示す。

【０１４８】

【表５】

【０１４９】［実施例９］[実施例８]の溶液２の溶媒に
トリクロロメタンを使用した以外は、[実施例８]と同様
に図１に示す素子構造を作成した。

【０１５０】この時、全ての素子で上層成膜時に下層が
溶解してしまう為、発光むらが非常に多く測定不能であ
った。

【０１５１】［実施例１０］[実施例８]の溶液２の溶媒
にαブロモナフタレンを使用した以外は、[実施例８]と
同様に図１に示す素子構造を作成したところ、下記[表
６]に示す発光効率の発光が得られた。

【０１５２】

【表６】

【０１５３】ｎ＝１１〜１２では、上層成膜時に下層が
溶解してしまう為、素子は作成できなかった。

【０１５４】［実施例１１］[化５]のＲを直鎖の−Ｃ₈
Ｈ₁₇とした時の各分子量で溶解度パラメータでの溶解範
囲を[実験１]の手順にしたがい測定した。

【０１５５】

【表７】

【０１５６】これにより、分子量で溶解範囲が調整でき
る事が判る。

【０１５７】ここで、[化５]のＲを直鎖の−Ｃ₈Ｈ₁₇と
したときの各分子量の重合体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。

【０１５８】ＯＸＤ−１として２．５ｍｇとＩｒ（ｐｐ
ｙ）₃として０．１７ｍｇ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
をエチルベンゼン１ｍｌに溶解して、溶液２を作成し
た。

【０１５９】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
を回転数１０００ｒｐｍ、１秒間スピンコートする事に
より５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。

【０１６０】さらに、正孔輸送層上に溶液２を回転数１
０００ｒｐｍ、１秒間でスピンコートする事により２０
ｎｍの発光層を得た。

【０１６１】真空蒸着装置により電子輸送層としてAlq3
を真空度１０−³Ｐａで蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃで５０
ｎｍの薄膜層を形成し、最後に、アルミニウムとリチウ
ムを、リチウムが１％となるように蒸着速度１ｎｍ／ｓ
ｅｃの速度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、下記[表８]に示す発光効率
の発光が得られた。

【０１６２】

【表８】

【０１６３】分子量１０，０００では、上層成膜時に下
層が溶解してしまう為、素子は作成できなかった。[実
施例８]乃至[実施例１１]の結果より、正孔輸送層の溶
解範囲を調整する事により、上層である発光層を成膜す
る溶媒の選択範囲が広がる事が判る。

【０１６４】[実施例１２] ここで、[化５]のＲを直鎖
の−Ｃ₈Ｈ₁₇とした分子量１００，０００の重合体６ｍ
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。

【０１６５】この重合体の溶解範囲は溶解度パラメータ
で９．１〜９．９（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2である。

【０１６６】ＰＢＤ２．５ｍｇと［化２１］で示すイリ
ジウム錯体化合物０．１７ｍｇとバインダ高分子として
ポリスチレン（分子量１０，０００）２．５ｍｇとをシ
クロヘキサンの溶媒１ｍｌに溶解して、溶液２を作成し
た。

【０１６７】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
を回転数１０００ｒｐｍ、１秒間スピンコートする事に
より５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。

【０１６８】さらに、正孔輸送層上に溶液２を回転数１
０００ｒｐｍ、１秒間でスピンコートする事により２０
ｎｍの発光層を得た。

【０１６９】真空蒸着装置により電子輸送層としてＡｌ
ｑ３を真空度１０−³Ｐａで蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃで
５０ｎｍの膜を付け、最後アルミニウムとリチウムを、
リチウムが１％となるように蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃの
速度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。

【０１７０】この時、１ｍＡ／ｃｍ²時、４．１Ｖ、５
１０ｃｄ／ｍ²であった。

【０１７１】[実施例１３] [化５]のＲを直鎖のアルキ
ル（−Ｃ_nＨ_2n+1)とした分子量１００，０００の重合体
の溶解度パラメータでの溶解範囲を[実験１]の手順にし
たがい測定した。

【０１７２】

【表９】

【０１７３】Ｒに付くアルキル基の長さで溶解範囲が調
整できる事が判る。

【０１７４】この時、溶解範囲を８．９（ｃａｌ／ｃｍ
³）^1/2未満に調整すると、下層の正孔輸送層の材料選択
範囲が広がる。

【０１７５】又、８．４（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2未満又は
１０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2より大きい溶媒に不溶である
ように調整すると上層成膜時の溶媒の選択範囲が広くな
る。

【０１７６】ここで、分子量１，１００，０００の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。

【０１７７】[化５]のＲを直鎖のアルキル（−Ｃ_nＨ
_2n+1）とした分子量１００，０００の重合体５ｍｇとＩ
ｒ（ｐｐｙ）₃０．１７ｍｇとをエチルベンゼン１ｍｌ
に溶解して、溶液２を作成した。

【０１７８】ＰＢＤ２．５ｍｇ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をシクロ
ヘキサン１ｍｌに溶解して、溶液３を作成した。

【０１７９】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
を回転数１５００ｒｐｍ、１秒間スピンコートする事に
より５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。この、正孔輸送
層の溶解範囲は８．９〜１０．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2
であった。

【０１８０】さらに、正孔輸送層上に溶液２を回転数１
０００ｒｐｍ、１秒間でスピンコートする事により２０
ｎｍの発光層を得た。

【０１８１】さらに、発光層上に溶液３を回転数１００
０ｒｐｍ、１秒間でスピンコートする事により５０ｎｍ
の電子輸送層を得た。

【０１８２】最後に、アルミニウムとリチウムを、リチ
ウムが１％となるように蒸着速度１ｎｍ／ｓｅｃの速度
で共蒸着して陰極を形成した。この時の性能を下記[表
１０]に示す。

【０１８３】

【表１０】

【０１８４】Ｎ≦８では、電子輸送層成膜時に発光層が
溶解してしまう為、素子は作成できなかった。

【０１８５】［実施例１４］[実施例１３]の溶液３の溶
媒にαブロモナフタリンを使用した以外は、[実施例１
３]と同様に素子を作成したところ、下記[表１１]に示
すような発光効率の発光が得られた。

【０１８６】

【表１１】

【０１８７】Ｎが１２〜１５では、電子輸送層成膜時に
発光層が溶解してしまう為、素子は作成できなかった。

【０１８８】[実施例１５] [化５]のＲを直鎖の−Ｃ₈Ｈ
₁₇とした時の各分子量で溶解度パラメータでの溶解範囲
を[実験１]の手順にしたがい測定した。

【０１８９】

【表１２】

【０１９０】分子量で溶解範囲が調整できる事が判る。

【０１９１】ここで、上記の分子量を調整した重合体を
使用して、[実施例１３]と同様に図２に示す素子構造を
作成したところ、下記[表１３]に示す発光効率の発光が
得られた。

【０１９２】

【表１３】

【０１９３】［実施例１６］[実施例１３]の溶液２を、
[化５]のＲを直鎖の−Ｃ₉Ｈ₁₉とした分子量１００，０
００の重合体５ｍｇとＩｒ（ｐｐｙ）₃０．１７ｍｇと
を下記［表１４］に示す各溶媒１ｍｌに溶解して作成し
た以外は、［実施例１３]と同様に図２に示す素子構造
を作成したところ、下記[表１４]に示す発光効率の発光
が得られた。

【０１９４】

【表１４】

【０１９５】溶媒が変化しても、１ｍＡ／ｃｍ²での輝
度性能のばらつきは１０％以内である。［実施例１７］
[化５]のＲを直鎖のアルキル（−Ｃ_nＨ_2n+1）とした時
の溶解度パラメータでの溶解範囲を[実験１]の手順にし
たがい測定した。

【０１９６】

【表１５】

【０１９７】Ｒに付くアルキル基の長さで溶解範囲が調
整できる事が判る。

【０１９８】この時、溶解範囲を８．９（ｃａｌ／ｃｍ
³）^1/2未満に調整すると、下層の正孔輸送層の材料選択
範囲が広がる。

【０１９９】又、８．４（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2未満又は
１０．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2より大きい溶媒に不溶で
あるように調整すると上層成膜時の溶媒の選択範囲が広
くなる。

【０２００】ここで、分子量１，１００，０００の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。

【０２０１】[化５]のＲを直鎖のアルキル（−Ｃ_nＨ
_2n+1）とした分子量１０，０００の重合体５ｍｇとＩｒ
（ｐｐｙ）₃０．１７ｍｇとをキシレン１ｍｌに溶解し
て、溶液２を作成した。

【０２０２】ＰＢＤ２．５ｍｇ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をシクロ
ヘキサン１ｍｌに溶解して、溶液３を作成した。

【０２０３】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
を回転数１５００ｒｐｍ、１秒間スピンコートする事に
より５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。この、正孔輸送
層の溶解範囲は８．９〜１０．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2
であった。

【０２０４】さらに、正孔輸送層上に溶液２を回転数１
０００ｒｐｍ、１秒間でスピンコートする事により２０
ｎｍの発光層を得た。

【０２０５】さらに、発光層上に溶液３を回転数１００
０ｒｐｍ、１秒間でスピンコートする事により５０ｎｍ
の電子輸送層を得た最後に、アルミニウムとリチウム
を、リチウムが１％となるように蒸着速度１ｎｍ／ｓｅ
ｃの速度で共蒸着して陰極を形成し、図２に示す素子構
造を作成した。この時の性能を下記[表１６]に示す。

【０２０６】

【表１６】

【０２０７】Ｎ＝１５では、電子輸送層成膜時に発光層
が溶解してしまう為、素子は作成できなかった。

【０２０８】[実施例１８] [実施例１７]の溶液３の溶
媒をニトロエタンを使用した以外は、[実施例１７]と同
様に図２に示す素子構造を作成したところ、下記[表１
７]に示す発光効率の発光が得られた。

【０２０９】

【表１７】

【０２１０】Ｎ≧８では、電子輸送層成膜時に発光層が
溶解してしまう為、素子は作成できなかった。

【０２１１】［実施例１９］[化５]のＲを直鎖の−Ｃ₈
Ｈ₁₇とした時の各分子量で溶解度パラメータでの溶解範
囲を[実験１]の手順にしたがい測定した。

【０２１２】

【表１８】

【０２１３】分子量で溶解範囲が調整できる事が判る。

【０２１４】ここで、上記の分子量を調整した重合体を
使用して、[実施例１７]と同様に図２に示す素子構造を
作成したところ、下記[表１９]に示す発光効率の発光が
得られた。

【０２１５】

【表１９】

【０２１６】１００，０００〜１，０００，０００は溶
液２が作成できなかった。

【０２１７】［実施例２０］[実施例１７]の溶液２を、
［化５］のＲを直鎖の−Ｃ₁₂Ｈ₂₅とした分子量１０，０
００の重合体５ｍｇとＩｒ（ｐｐｙ）₃０．１７ｍｇと
を下記 [表２０]に示す各溶媒１ｍｌに溶解して作成し
た以外は、[実施例１７]と同様に図２に示す素子構造を
作成したところ、下記[表２０]に示す発光効率の発光が
得られた。

【０２１８】

【表２０】

【０２１９】溶媒が変化しても、正孔輸送層の溶解範囲
外では、１ｍＡ／ｃｍ²での輝度のばらつきは１０％以
内である。

【０２２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する
発光層と該発光層に積層する有機層とを溶液にした状態
で、すなわち湿式法で、多層に積層形成できるので、簡
易に形成し得る素子構造を有する有機エレクトロルミネ
ッセンス素子が得られる。

【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

【図５】本発明の素子構造の第４の実施形態

【図６】（ａ）〜（ｃ）サンプルピースの溶解範囲の溶
解度パラメータの測定手順

【符号の説明】

１０ 陽極層 ２０ 正孔輸送層（有機層） ４０ 発光層 ４１ ドープ剤 ４２ ホスト剤 ６０ 電子輸送層 ７０ 陰極層

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB04 AB18 CA01 CB01 DA01 DB03 EB00 FA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極層及び陰極層の両電極層と、ホスト剤
   と燐光を放射するドープ剤とを有する発光層と、前記両
   電極層の間で該発光層に積層する有機層とを具備し、前
   記電極層の一方が基板上に形成される有機エレクトロル
   ミネッセンス素子において、前記発光層を構成する有機
   物が、前記発光層の前記基板側に積層して形成される有
   機層を構成する有機物に対して溶解範囲外の溶解度パラ
   メータを有する溶媒に可溶であ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。
2. 【請求項２】前記有機層を構成する有機物は、正孔注入
   性物質、正孔輸送性物質、電子ブロック性物質のうち一
   種類以上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。
3. 【請求項３】前記有機層を構成する有機物は、室温にお
   いて８．９（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2未満の溶解度パラメー
   タを有する溶媒に不溶であり、前記発光層を構成する有
   機物は、室温において７．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2以上
   ８．９（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2未満の溶解度パラメータを
   有する溶媒に可溶であることを特徴とする請求項１また
   は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 【請求項４】前記有機層を構成する有機物は、室温にお
   いて１０．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2より大きく、且つ、
   １３．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2以下の溶解度パラメータ
   を有する溶媒に不溶であり、前記発光層を構成する有機
   物は、室温において１０．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2より
   大きく、且つ、１３．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2以下の溶
   解度パラメータを有する溶媒に可溶であることを特徴と
   する請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッ
   センス素子。
5. 【請求項５】前記ドープ剤の分子構造は、 【化１】 （化学式［化１］中、Ａｒはアリール基、Ｘ₁₂及びＸ₁₃
   はそれぞれ独立に任意の置換基を示し、ＡｒとＸ₁₂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。）として示されることを特徴とする請求項１
   乃至４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。
6. 【請求項６】前記ドープ剤の分子構造は、 【化２】 （化学式［化２］中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に水
   素または任意の置換基を示し、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。）として示されること
   を特徴とする請求項１乃至４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。