JP2007329454A - 有機発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光素子を提供する。
【解決手段】第１電極１０と；第２電極１４と；第１電極１０と第２電極１４との間に順次介在する正孔注入層１１、正孔輸送層１６及び発光層１２とを備え、正孔注入層１１は、溶液工程によって製造され、正孔注入層１１の仕事関数、イオン化ポテンシャルまたはＨＯＭＯの絶対値が正孔輸送層１６のＨＯＭＯの絶対値と同じであるか、またはそれより大きいことを特徴とする有機発光素子である。これにより、有機層間のエネルギー関係を調節することにより、正孔注入を容易にして電荷バランスを最適化させ、その結果、素子の効率が向上して寿命がさらに延びることが可能である。
【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、有機発光素子に係り、さらに詳細には、有機発光素子を形成する層間のエネルギー関係を調節し、正孔注入を容易にして電荷バランスを最適化させることにより、向上した効率特性及び延びた寿命特性を有する有機発光素子に関する。

有機発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）は、蛍光または燐光の有機層に電流を流し、電子と正孔とが有機層で結合しつつ光が発生する現象を利用した自発光型素子であって、軽量で、部品が簡素で、製作工程が簡単であるという構造を有していて、高画質及び広視野角の具現が可能である。また、動映像を完璧に具現でき、高色純度の具現が可能であり、低消費電力、低電圧駆動により、携帯用電子機器に適した電気的特性を有している。

有機発光素子は、材料の特性と製作工程面で、低分子（量）物質を利用した素子と高分子物質を利用した素子に大別される。低分子物質を利用した素子の製造時には、真空蒸着によって薄膜を形成し、発光材料の精製と高純度化が容易であり、カラー画素を容易に具現できるという長所を有するが、実質的な応用のためには、量子効率の向上や薄膜の結晶化防止、色純度の向上などの解決しなければならない問題点が依然として残っている。

一方、高分子を利用した発光素子についての研究は、１９９０年ケンブリッジグループにより、π共役高分子であるポリ（１，４−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）に電気を加えたとき、発光するという事実が報告された後、活発な研究が進められている。π共役高分子は、単一結合（あるいはσ結合）と二重結合（あるいはπ結合）が交互にある化学構造であり、偏在化せずに結合鎖によって比較的自由に動くことができるπ−電子を有している。π共役高分子は、かような半導体的な性質により、それらを電界発光素子の発光層に適用するとき、最大占有分子軌道（ＨＯＭＯ）−最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）バンドギャップに該当する全可視光領域の光を、分子設計によって容易に得ることができ、スピンコーティング法あるいはプリンティング法で簡単に薄膜を形成でき、素子の製造工程が簡単であって費用が低廉であり、高いガラス転移温度を有しているため、優れた機械的性質の薄膜を提供できるという長所を有している。従って、長期的には、低分子電界発光ディスプレイより商業的な面で、さらに大きい競争力を有するものと予想される。

かような高分子発光素子は、効率向上及び駆動電圧の低下のため、有機層として、単一発光層のみを使用せず、ここに導電性高分子を利用した正孔注入層、発光層、電子注入層のような多層構造を有することが一般的である。

特に、バイエル（Ｂａｙｅｒ）ＡＧ社で製造され、バイトロン−Ｐ（Ｂａｙｔｒｏｎ−Ｐ）という製品名で市販されているポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）−ポリ（４−スチレンスルホン酸）（ＰＳＳ）水溶液は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）電極上にスピンコーティングして正孔注入層を形成する目的で、有機発光素子の製作時に広く利用されている。ここで、正孔注入物質であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは、下記の構造を有する。

しかし、前記ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、仕事関数が５．０ないし５．２ｅＶほどであるため、概して５．５ｅＶ以上のＨＯＭＯ値を有するポリフルオレン誘導体とＰＥＤＯＴ／ＰＳＳのエネルギー障壁が０．３ｅＶ以上になり、正孔注入が有利ではなくなる。従って、正極として主に使われるＩＴＯと発光層のエネルギーギャップが大きいため、最近の最適化された素子構造では、常に電子注入層と正孔輸送層を必要とし、正孔注入層、正孔輸送層の仕事関数、イオン化エネルギーあるいはＨＯＭＯの絶対値がＩＴＯから発光層に行くほどに階段式に大きくなるように、素子を設計することが一般的に行われてきた。既存の素子構造設計の概念としては、ＩＴＯ上に形成された正孔注入層の仕事関数、イオン化エネルギーあるいはＨＯＭＯの絶対値が正孔輸送層及び発光層のＨＯＭＯより大きい物質の層を形成すれば、仕事関数が４．７ないし４．９ｅＶと、ＩＴＯと正孔注入層の間の大きいエネルギー障壁が存在することにより、正孔注入が望ましくないということが、業界で一般的に受け入れられている。

代表的な素子の二種の場合を例にとって説明すると、図２Ａから分かるように、溶液工程を経る高分子の場合、ＩＴＯ電極上にＰＥＤＯＴ−ＰＳＳをコーティングし、その上に直ちに発光層を具備するか、またはＰＥＤＯＴ−ＰＳＳとフルオレン系高分子発光層（ポリ（スピロフルオレン−ｃｏ−フェノキサジン）（ＤＳ９））の間に、図２Ａから分かるように、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−（４−ブチルフェニル−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）のような正孔輸送層を具備する場合に、正孔輸送は、いずれも段階的になされるように設計することが一般的であった。そして、真空蒸着によって素子を製作する場合は、図３Ａから分かるように、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）のような正孔注入層を蒸着し、その後順にＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）のような正孔輸送層を蒸着した後、９，１０−ビス−（β−ナフチル）−アントラセン（ＡＤＮ）のような発光層を蒸着し、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）のような電子輸送層を蒸着した後、金属電極を最後に蒸着して素子を製作した。これもまた、正孔の流れが段階的になされるということが分かる。

しかし、導電性高分子組成物からなる正孔注入層は、ＩＴＯとオーミック接触（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）をなし、いったん導電性高分子組成物がＩＴＯ上にコーティングされれば、素子において、ビルト・イン・ポテンシャル（Ｂｕｉｌｔ−ｉｎ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が正孔注入層と電極との差ほどかかるため、実際的には、導電性高分子組成物が正孔注入に主導的な役割を担うことになる（非特許文献１）。
Ｔ． Ｍ． Ｂｒｏｗｎ ｅｔ ａｌ．， ＡＰＬ， ７５， １６７９（１９９９）

従って、正孔注入層の仕事関数、イオン化エネルギー、あるいはＨＯＭＯ値の絶対値が大きいほど、発光層及び正孔輸送層への正孔注入が良好に起こることとなる。本発明は、図２Ｂと図３Ｂとから分かるように、導電性高分子組成物を溶液工程によってコーティングして得た薄膜の仕事関数、イオン化エネルギーあるいはＨＯＭＯの絶対値が正孔輸送層のそれよりも大きく設計し、既存の素子の構造とは異なる正孔輸送層への正孔注入を円滑にしようとする素子の構造を設計するものである。

本発明がなそうとする技術的課題は、正孔注入を容易にして電荷バランスを最適化させることにより、向上した効率特性及び延びた寿命特性を有する有機発光素子を提供することにある。

前記技術的課題を達成するために、本発明の第１様態は、第１電極と；第２電極と；前記第１電極と前記第２電極との間に順次介在する正孔注入層、正孔輸送層及び発光層とを備え、前記正孔注入層の仕事関数、イオン化ポテンシャルまたはＨＯＭＯの絶対値が前記正孔輸送層のＨＯＭＯの絶対値と同じであるか、またはそれより大きいことを特徴とする有機発光素子を提供する。

本願発明の有機発光素子は、有機層間のエネルギー関係を調節することにより、正孔注入を容易にして電荷バランスを最適化させ、その結果、該素子の効率が向上して寿命がさらに延びる。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明による有機発光素子は、第１電極と；第２電極と；前記第１電極と前記第２電極との間に順次介在する正孔注入層、正孔輸送層及び発光層とを備え、前記正孔注入層の仕事関数、イオン化ポテンシャルまたは最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）の絶対値が前記正孔輸送層のＨＯＭＯの絶対値と同じであるか、またはそれより大きい。

前記正孔注入層は、溶液工程によって製造されることが好ましい。

前記正孔注入層と第２電極との間に正孔ブロッキング層及び／または電子輸送層をさらに有していてもよい。

前記正孔注入層と前記正孔輸送層の仕事関数、イオン化ポテンシャルまたはＨＯＭＯの絶対値の差が０．２ｅＶ以上であることが好ましい。

前記電子輸送層の電子移動度が、電場８００〜１，０００（Ｖ／ｃｍ）^１／２の場合、１×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓないし１×１０^−２ｃｍ^２／Ｖｓの値を有することが好ましい。

前記正孔注入層は、導電性高分子及びフッ化イオノマーまたは過フッ化イオノマーを含む導電性（ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）高分子組成物を含んで形成されうる。

前記導電性高分子は、ポリチオフェン、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、それらの誘導体及び自己ドープ型導電性高分子からなる群から選択された一つ以上でありうる。

Ｔ．Ｍ．Ｂｒｏｗｎｅｔ ａｌ．によって、ＡＰＬ，７５，１６７９（１９９９）に報告された内容によれば、（ａ）ＩＴＯ／ポリ（４，４−ジフェニレンジフェニレンビニレン）（ＰＤＰＶ）／Ｃａ−Ａｌ構造の有機発光素子と、ＩＴＯ上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）−ポリ（４−スチレンスルホン酸）（ＰＳＳ）がコーティングされた（ｂ）ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＤＰＶ／Ｃａ−Ａｌ構造の有機発光素子とで、２．９５ｅＶのＤＣ電圧によるＥＡ応答（ｅｌｅｃｔｒｏａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を観察した。ΔＩ／Ｉが０であるとき、ＤＣ Ｂｉａｓ値は、（ａ）の場合２．０Ｖであり、これはＩＴＯ層と第２電極Ｃａ層とのＨＯＭＯレベル絶対値の差である。（ｂ）の場合、ＤＣ Ｂｉａｓ値は２．５Ｖであり、これはＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層と第２電極Ｃａ層とのＨＯＭＯレベル絶対値の差である。これは、ＩＴＯ層上に導電性高分子組成物により構成された正孔注入層を具備したときは、素子において、実質的にアノード側の仕事関数は、ＩＴＯではなく、正孔注入層で決定されるという内容を示す。

溶液の正孔注入層を使用する場合、アノード側の仕事関数は、ＩＴＯ層の影響を受けるよりは、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳのような溶液正孔注入層の仕事関数の影響を受けることになる。それにより、溶液正孔注入層が含まれる場合、ＩＴＯとのエネルギー障壁があるといっても、実際にその影響を受けないようになる該正孔注入層とＩＴＯの間にオーミック接触を維持することになる。従って、本発明において、大きい仕事関数を有する正孔注入層を使用しても、ＩＴＯ層と正孔注入層の間のエネルギー障壁は、ほとんど影響を受けない。

また、本発明に使われる正孔注入層が導電性高分子とフッ化イオノマーとによって基本的に構成されている場合、前記フッ化イオノマーがイオン化ポテンシャル（ＩＰ：Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）の絶対値を高める役割を果たすことになる。しかし、フッ化イオノマーに存在する双極子（ｄｉｐｏｌｅ）により、正孔注入層の真空準位（Ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）が高くなり、ＩＴＯ層と正孔注入層の間に存在するイオン化ポテンシャル差が相殺されるという効果がある。その結果、親水処理のされたＩＴＯとフッ化イオノマーのイオン結合により、接着力が良好で、正孔注入層とＩＴＯ層の接触抵抗がなく、オーミック接触を維持するようになり、ＩＴＯ層と正孔注入層の間にイオン化ポテンシャルの差が大きくても、正孔注入障壁（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｂａｒｒｉｅｒ）が存在しない。一方、正孔注入層のイオン化ポテンシャルの絶対値が、正孔輸送層のレベルと同一であるか、またはさらに大きくなると、いかなるエネルギー障壁もなくなって正孔輸送層への正孔注入が容易になる。

前記正孔注入層と正孔輸送層の仕事関数、イオン化ポテンシャルまたはＨＯＭＯの絶対値の差は、通常、０．２ｅＶ以上、さらに望ましくは、０．７ｅＶ以上である。前記正孔注入層と正孔輸送層の仕事関数、イオン化ポテンシャルまたはＨＯＭＯの絶対値の差が０ ｅＶに近づくほど、正孔注入層から正孔輸送層への正孔注入の量が少なくなり、本発明による効果が低減する。

望ましくは、前記正孔注入層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．３ないし６．５ｅＶ、最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）レベルが０ないし５．２ｅＶであり、前記正孔輸送層のＨＯＭＯレベルが５．２ないし６．１ｅＶ、ＬＵＭＯレベルが０ないし３．５ｅＶである。ただし、正孔注入層のＨＯＭＯレベルの絶対値が正孔輸送層のＨＯＭＯレベルの絶対値より常に大きいか、または同じでなければならないという点だけを除いては、他の条件は、独立に選択されうる。

本発明による有機発光素子は、前記発光層と第２電極の間に電子輸送層（ＥＴＬ）をさらに含むことができる。

望ましくは、電子輸送層の電子移動度が、電場８００〜１，０００（Ｖ／ｃｍ）^１／２の場合、１×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓないし１×１０^−２ｃｍ^２／Ｖｓの値を有する。本発明による有機発光素子において、前述のように、正孔注入が容易になり、正孔注入と共に電子注入も容易にしなければならないので、電子移動度の高い電子輸送層を用いることによって電荷バランスを最適化させ、それにより、該素子の効率や寿命がさらに大きく向上する。例えば、正孔注入層として多用されるＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ、あるいはα−ＮＰＤ）の場合、Ｈｕｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＡＰＬ，８８，０６４１０２（２００６）の論文によれば、正孔移動度が約１×１０^−３ｃｍ^２／Ｖｓであるが、既に電子輸送層として多用されているトリス（８−キノリノラート）−アルミニウム（Ａｌｑ３）の場合は、Ｌｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１４，１３１７（２００２）の論文によれば、電子移動度が約１×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓの低い電子移動度を有するので、電子移動度を１×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓ以上に調節することが望ましい。電子輸送層の電子移動度が１×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓ未満である場合、電子注入が不足して電荷バランスが崩れるという問題点があり、１×１０^−２ｃｍ^２／Ｖｓを超える場合、電子注入が過剰になり、電荷バランスが崩れるという問題点がある。

本発明の他の具現例において、正孔注入層のイオン化ポテンシャルの絶対値は正孔輸送層のイオン化ポテンシャルの絶対値と同じであるか、または大きく、また電子輸送層（ＥＴＬ）の電子移動度は、電場が８００〜１，０００（Ｖ／ｃｍ）^１／２の場合、正孔輸送層の正孔移動度の値の０．０１倍ないし１０倍になるように設計されうる。その場合も、正孔と電子の注入と輸送がいずれも容易であり、該素子の発光効率と寿命とが大きく向上することとなる。

電子輸送層（ＥＴＬ）の電子移動度が正孔輸送層の正孔移動度の値の０．０１倍未満である場合、電子の注入と輸送が正孔の注入と輸送に比べて落ちるようになり、本発明で期待される効果が得られず、一方、１０倍を超える場合、正孔の注入と輸送に比べて電子の注入と輸送がさらに容易になり、該素子の発光効率でも寿命においても非効率的である。

本発明の有機発光素子に含まれる電子輸送層は、望ましくは、ビス（１０−ヒドロベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム（Ｂｅｂｑ２）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、ターフルオレン（ｔｅｒｆｌｕｏｒｅｎｅ）（Ｅ３）、ビス（フェニルキノキサリン）、スターバースト・トリス（フェニルキノキサリン）、またはそれらの誘導体を含む。

本発明の有機発光素子に含まれる正孔輸送層は、望ましくは、アリールアミン誘導体またはそれを含む高分子を含む。さらに望ましくは、正孔輸送層は、カルバゾールまたはその誘導体、フェノキサジンまたはその誘導体、フェノチアジンまたはその誘導体、またはカルバゾール基、フェノキサジン基またはフェノチアジン基を含む高分子を含む。

さらに望ましくは、正孔輸送層は、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、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（ＮＰＢ）、ＩＤＥ３２０（出光社）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−（４−ブチルフェニル−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジ（フェニル）−Ｎ，Ｎ−ジ（３−カルボエトキシフェニル）ベンジジン、及びそれらの誘導体からなる群より選択されたいずれか一つ以上を含む。

本発明の有機発光素子に備わる正孔注入層に含まれる導電性高分子は、ポリチオフェン、ＰＥＤＯＴ、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、それらの誘導体及び自己ドープ型導電性高分子からなる群より選択された一つ以上でありうる。

前記自己ドープ型導電性高分子は、重合度１０ないし１０，０００，０００の化学式１で示される反復単位を有する：

ただし、式中、ｍ及びｎは、０＜ｍ＜１０，０００，０００、０＜ｎ＜１０，０００，０００、ａ及びｂは、０≦ａ≦２０、０≦ｂ≦２０、ｐは、２≦ｐ＜１０，０００，０００であり、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３及びＲ’_４のうち、少なくとも一つはイオン基を含んでおり、Ａ、Ｂ、Ａ’、Ｂ’はそれぞれ独立に、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｎまたはＰｂから選択され、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３及びＲ’_４はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ニトロ基、置換または非置換のアミノ基、シアノ基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_３０アルキル基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリール基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリールアルキル基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリールオキシ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_３０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_３０アルキルエステル基、及び置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリールエステル基からなる群より選択され、前記基の炭素に、選択的に水素またはハロゲン元素が結合し、
Ｒ_４は共役系導電性高分子鎖からなり、
Ｘ及びＸ’はそれぞれ独立に、単純結合、Ｏ、Ｓ、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０アルキレン基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアルキレン基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリーレン基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリールアルキレン基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリーレン基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０のヘテロアリールアルキレン基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_２０シクロアルキレン基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロシクロアルキレン基、及び置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリールエステル基からなる群より選択され、前記基の炭素に、選択的に水素またはハロゲン元素が結合されうる。

望ましくは、前記イオン基がＰＯ_３ ^２−、ＳＯ_３ ⁻、ＣＯＯ⁻、Ｉ⁻、ＣＨ_３ＣＯＯ⁻からなる群より選択された陰イオン基、及びＮａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｍｇ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ａｌ^３＋のうちから選択された金属イオン、Ｈ^＋、ＮＨ_４ ^＋、ＣＨ_３（−ＣＨ_２−）_ｎＯ^＋（ｎは１ないし５０の自然数）のうちから選択された有機イオンからなる群より選択され、前記陰イオン基と対をなす陽イオンを含む。

望ましくは、前記化学式１の自己ドープ型導電性高分子で、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３及びＲ’_４のうち、それぞれ少なくとも一つ以上はフッ素であるか、またはフッ素で置換された基である。

本発明の有機発光素子に備わる正孔注入層に含まれるフッ化イオノマーや過フッ化（パーフルオロ）イオノマーは、化学式２ないし１２のうち、いずれか一つの反復単位を有する高分子をさらに含むことを特徴とする有機発光素子である。

ただし、式中、ｍは１ないし１０，０００，０００の数であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立に、０ないし１０の数であり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ−；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍは１ないし１０，０００，０００の数である。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０＜ｍ≦１０，０００，０００、０≦ｎ＜１０，０００，０００であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立に、０ないし２０の数であり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ ⁻；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０＜ｍ≦１０，０００，０００、０≦ｎ＜１０，０００，０００であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立に、０ないし２０の数であり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ ⁻；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０＜ｍ≦１０，０００，０００、０≦ｎ＜１０，０００，０００であり、ｚは０ないし２０の数であり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ ⁻；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０＜ｍ≦１０，０００，０００、０≦ｎ＜１０，０００，０００であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立に、０ないし２０の数であり、Ｙは、−ＣＯＯ⁻Ｍ^＋、−ＳＯ_３ ⁻ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、−ＰＯ_３ ^２−（Ｍ^＋）_２のうちから選択された一つであり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ ⁻；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０＜ｍ≦１０，０００，０００、０≦ｎ＜１０，０００，０００であり、ｘは０ないし２０の数であり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ ⁻；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０＜ｍ≦１０，０００，０００、０≦ｎ＜１０，０００，０００であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立に、０ないし２０の数であり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ−；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０≦ｍ＜１０，０００，０００、０＜ｎ≦１０，０００，０００であり、Ｒ_ｆ＝−（ＣＦ_２）_ｚ−（ｚは１ないし５０の整数、ただし、２は除外）、−（ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_ｚＣＦ_２ＣＦ_２−（ｚは１ないし５０の整数）、または−（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_ｚＣＦ_２ＣＦ_２−（ｚは１ないし５０の整数）であり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ ⁻；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０≦ｍ＜１０，０００，０００、０＜ｎ≦１０，０００，０００であり、ｘ及びｙはそれぞれ独立に、０ないし２０の数であり、Ｙは、−ＳＯ_３ ⁻Ｍ^＋、−ＣＯＯ⁻Ｍ^＋、−ＳＯ_３ ⁻ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、−ＰＯ_３ ^２−（Ｍ^＋）_２のうちから選択された一つであり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒはアルキル基、すなわち、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎ−；ｎは０ないし５０の整数）を表す。

ただし、式中、ｍ及びｎは、０＜ｍ＜１０，０００，０００、０＜ｎ＜１０，０００，０００、ａ及びｂは、０≦ａ≦２０、０≦ｂ≦２０であり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ独立に、０ないし５の数であり、Ｍ^＋は、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｈ^＋、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＮＨ_３ ^＋（ｎは０ないし５０の整数）、ＮＨ_４ ^＋、ＮＨ_２ ^＋、ＮＨＳＯ_２ＣＦ_３ ^＋、ＣＨＯ^＋、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ^＋、ＣＨ_３ＯＨ^＋、またはＲＣＨＯ^＋（Ｒは、Ｃ_１−Ｃ_５１アルキル基）を表す。

本発明の導電性高分子組成物は、前記導電性高分子１００質量部に対し前記フッ化イオノマーまたは過フッ化イオノマーを０．０１〜５０００質量部を含むことが望ましく、さらに望ましくは５０〜２０００質量部を含む。前記フッ化イオノマーまたは過フッ化イオノマーの含量が０．０１質量部未満の場合、添加による導電性高分子の特性変化に効果がなく、５０００質量部を超える場合には、大幅に導電性に劣るから好ましくない。

本発明で使われる置換基であるアルキル基の具体的な例としては、直鎖型または分枝型であって、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ｉｓｏ−アミル、ヘキシルなどを挙げることができ、前記アルキル基に含まれる一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、置換または非置換のアミノ基（−ＮＨ_２、−ＮＨ（Ｒ）、−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）、Ｒ’とＲ”は、互いに独立に、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキル基である）、アミジノ基、ヒドラジン、またはヒドラゾン基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、Ｃ_１−Ｃ_２０アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_２０のハロゲン化されたアルキル基、Ｃ_２−Ｃ_２０アルケニル基、Ｃ_２−Ｃ_２０アルキニル基、Ｃ_１−Ｃ_２０ヘテロアルキル基、Ｃ_６−Ｃ_２０アリール基、Ｃ_６−Ｃ_２０アリールアルキル基、Ｃ_６−Ｃ_２０ヘテロアリール基、またはＣ_６−Ｃ_２０ヘテロアリールアルキル基に置換されうる。

前記本発明で使われる置換基であるヘテロアルキル基は、前記アルキル基の主鎖のうちの炭素原子のうち一つ以上、望ましくは、１ないし５個の炭素原子が酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子のようなヘテロ原子に置換されたものを意味する。

前記本発明で使われる置換基であるアリール基は、一つ以上の芳香族環を含む炭素環芳香族系を意味し、前記環は、ペンダント法で共に付着されるか、または融合（ｆｕｓｅｄ）されうる。アリール基の具体的な例としては、フェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチルなどの芳香族基を挙げることができ、前記アリール基のうち一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。

本発明で使われる置換基であるヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちから選択された１、２または３個のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである環原子数５ないし３０の環芳香族系を意味し、前記環は、ペンダント法で共に付着されるか、または融合されうる。そして前記ヘテロアリール基のうち一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。

本発明で使われる置換基であるアルコキシ基は、ラジカル−Ｏ−アルキルをいい、このときアルキルは、前記で定義されたところと同一である。具体的な例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソブチルオキシ、ｓｅｃ−ブチルオキシ、ペンチルオキシ、ｉｓｏ−アミルオキシ、ヘキシルオキシなどを挙げることができ、前記アルコキシ基のうち一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。

本発明で使われる置換基であるヘテロアルコキシ基は、１個以上のヘテロ原子、例えば、酸素、硫黄または窒素がアルキル鎖内に存在しうるということを除外すれば、本質的に前記アルコキシの意味を有し、例えば、ＣＨ_３ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ−、Ｃ_４Ｈ_９ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ−及びＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ−などである。

本発明で使われる置換基であるアリールアルキル基は、前記定義されたところのアリール基で、水素原子のうち一部が低級アルキル、例えば、メチル、エチル、プロピルなどのラジカルで置換されたものを意味する。例えば、ベンジル、フェニルエチルなどがある。前記アリールアルキル基のうち一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。

本発明で使われるヘテロアリールアルキル基は、ヘテロアリール基の水素原子の一部が低級アルキル基で置換されたものを意味し、ヘテロアリールアルキル基のうち、ヘテロアリールについての定義は、前述と同じである。前記ヘテロアリールアルキル基のうち一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。

本発明で使われるアリールオキシ基は、ラジカル−Ｏ−アリールをいい、このときアリールは、前記で定義された通りである。具体的な例として、フェノキシ、ナフトキシ、アントラセニルオキシ、フェナントレニルオキシ、フルオレニルオキシ、インデニルオキシなどがあり、アリールオキシ基のうち一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。

本発明で使われるヘテロアリールオキシ基は、ラジカル−Ｏ−ヘテロアリールをいい、このときヘテロアリールは、前記で定義された通りである。本発明で使われるヘテロアリールオキシ基の具体的な例として、ベンジルオキシ、フェニルエチルオキシ基などがあり、ヘテロアリールオキシ基のうち一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。

本発明で使われるシクロアルキル基は、炭素原子数５ないし３０の一価単環系を意味する。前記シクロアルキル基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。本発明で使われるヘテロシクロアルキル基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちから選択された１、２または３個のヘテロ原子を含み、残りの環原子が炭素原子である環原子数５ないし３０の一価単環系を意味する。前記シクロアルキル基のうち一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様の置換基に置換可能である。

本発明で使われるアルキルエステル基は、アルキル基とエステル基が結合している作用基を意味し、このときアルキル基は、前記定義と同一である。

本発明で使われるヘテロアルキルエステル基は、ヘテロアルキル基とエステル基が結合している作用基を意味し、前記ヘテロアルキル基は、前記定義と同一である。

本発明で使われるアリールエステル基は、アリール基とエステル基が結合している作用基を意味し、このときアリール基は、前記定義と同一である。

本発明で使われるヘテロアリールエステル基は、ヘテロアリール基とエステル基が結合している作用基を意味し、このときヘテロアリール基は、前記定義と同一である。

本発明で使われるアミノ基は、−ＮＨ_２、−ＮＨ（Ｒ）または−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）を意味し、Ｒ’とＲ”は、互いに独立にＣ_１−Ｃ_１０アルキル基である。

本発明で使われるハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨード、またはアスタチンであり、そのうち、フッ素が特に望ましい。

また、本発明の有機発光素子に備わる正孔注入層は、前記導電性高分子及びフッ化イオノマーとは異なる構造を有する第３イオノマーをさらに含むことができる。

前記第３イオノマーは、主鎖が非共役型及び／または共役型フルオロカーボンを含む。前記第３イオノマーは、ポリマー酸に起因するイオン基を含むことができる。すなわち、スルホン酸、カルボン酸、リン酸などの酸基を含むことができる。

本発明で使われる正孔注入層は、さらに望ましくは、下記化学式１３の化合物（ＰＳＳＡ−ｇ−ＰＡＮＩ）及びフッ化イオノマーを含む組成物である。

本発明の有機発光素子に含まれる正孔注入層は、第１電極上に、溶液工程によって備わりうる。溶液工程というのは、例えば、一つ以上の有機物質を所定の溶媒に溶解または分散させた後、これを所定の基板上部にコーティングした後、乾燥及び／または熱処理する段階を経る工程をいう。

前記溶媒は、有機物質に所定の粘度を提供する役割を担う。前記溶媒は、前記有機物質を溶解または分散させることができるものであるならば、特に限定されない。前記溶媒の例には、水、アルコール、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどが挙げられるが、それらに限定されない。

その後、有機物質を含む溶液を所定の基板上部にコーティングする、このとき、公知の多様なコーティング法、例えば、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレイプリンティング法、インクジェットプリンティング法、ノズルプリンティング法などを使用できるが、それらに限定されるものではない。その後、コーティングされた膜を乾燥及び／または熱処理することにより、層を形成する。

本発明の有機発光素子は、前記発光層と電子輸送層の間に正孔ブロッキング層をさらに有することができる。

図２Ａは、従来の有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムを表すものであり、正孔注入層はＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、正孔輸送層はポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−（４−ブチルフェニル−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）、発光層はポリ（スピロフルオレン−ｃｏ−フェノキサジン）（ＤＳ９）を含む場合の例である。正孔輸送層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．２０ｅＶであり、正孔注入層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．１５ｅＶであって、正孔輸送層に比べて小さい。

図２Ｂは、本発明の一具現例による有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムを表すものであり、正孔注入層は、本発明で使われうる導電性高分子及びフッ化イオノマーを含む導電性高分子組成物を含み、正孔輸送層はＰＦＢ、発光層はＤＳ９を含む場合の例である。正孔輸送層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．２０ｅＶであり、正孔注入層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．３ないし５．９ｅＶであって、正孔輸送層に比べて大きい。

図３Ａは、従来の有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムを表すものであり、正孔注入層は４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、正孔輸送層はＮＰＢ、発光層は９，１０−ビス−（β−ナフチル）−アントラセン（ＡＤＮ）、電子輸送層はＴＰＢＩを含む場合の例である。正孔輸送層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．４ｅＶであり、正孔注入層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．０ｅＶであって、正孔輸送層に比べて小さい。

図３Ｂは、本発明の他の具現例による有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムを表すものであり、正孔注入層は、本発明で使われうる導電性高分子及びフッ化イオノマーを含む導電性高分子組成物を含み、正孔輸送層はＮＰＢ、発光層はＡＤＮ、電子輸送層はＴＰＢＩを含む場合の例である。正孔輸送層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．４ｅＶであり、正孔注入層のＨＯＭＯレベルの絶対値が５．４ないし６．０ｅＶであって、正孔輸送層に比べて同じであるか、または大きい。

本発明の導電性高分子組成物を採用した有機発光素子と、その製造方法について述べる。

図１Ａないし図１Ｄは、本発明の望ましい具現例による有機発光素子の積層構造を概略的に表す図面である。

図１Ａの有機発光素子において、第１電極１０の上部に発光層１２が積層され、前記電極と発光層の間に正孔注入層（ＨＩＬ）（または「バッファ層」とも命名する）１１が積層され、前記発光層１２の上部に正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）１３が積層されており、その上部に、第２電極１４が形成される。

図１Ｂの有機発光素子は、発光層１２の上部に形成された正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）１３の代わりに、電子輸送層（ＥＴＬ）１５が形成されたことを除いては、図１Ａの場合と同様な積層構造を有する。

図１Ｃの有機発光素子は、発光層１２の上部に形成された正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）１３の代わりに正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）１３と電子輸送層１５とが順に積層された二層膜を用いることを除いては、図１Ａの場合と同様の積層構造を有する。

図１Ｄの有機発光素子は、正孔注入層１１と発光層１２の間に正孔輸送層１６をさらに形成したことを除いては、図１Ｃの有機発光素子と同じ構造を有している。このとき、正孔輸送層１６は、正孔注入層１１から発光層１２への不純物侵入を抑制する役割を担う。

前述の図１Ａないし１Ｄの積層構造を有する有機発光素子は、一般的な製作方法によって形成可能であり、その製作方法が特に限定されるものではない。

従来のＡｌｑ３を用いる有機発光素子おいて、電子移動度は、一般的に約１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓであるが、本発明で使われうる電子輸送物質は、約１０^−４ないし１０^−３ｃｍ^２／Ｖｓの値を有する。

正孔及び電子移動度は、当業界でＴｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ法によって主に測定される。該方法は、素子の一方の電極にレーザによって光を照射し、フォトキャリア（ｐｈｏｔｏｃａｒｒｉｅｒｓ）を生成させて電場をかけ、このフォトキャリアが動いて他方の電極に移動して行くのに要する転移時間（ｔｒａｎｓｉｔ ｔｉｍｅ）を測定する。このとき、素子の厚さと電場とを知っていれば、移動度を計算できることになる。すなわち、移動度は、素子の厚さ（フォトキャリアの動いた距離）を電場の強さと転移時間とで割ればよい。

以下、本発明の望ましい具現例による有機発光素子の製作方法について述べる。

まず、基板（図示せず）上部に、パターニングされた第１電極１０を形成する。ここで、前記基板は、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれたガラス基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして、前記基板の厚さは、０．３ないし１．１ｍｍであることが望ましい。

前記第１電極１０の形成材料は、特に制限されるものではない。もし第１電極がアノードである場合には、アノードは、正孔注入の容易な導電性金属またはその酸化物からなり、具体的な例として、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）などを使用する。

前記第１電極１０の形成された基板を洗浄した後、ＵＶオゾン処理を実施する。このとき、洗浄方法としては、イソプロパノール（ＩＰＡ）、アセトンなどの有機溶媒を利用する。

洗浄した基板の第１電極１０上部に、本発明の導電性高分子組成物を含む正孔注入層１１を形成する。このように正孔注入層１１を形成すれば、第１電極１０と発光層１２の接触抵抗を低下させると同時に、発光層１２に対する第１電極１０の正孔輸送能が向上し、素子の駆動電圧と寿命特性とが全般的に改良される効果を得ることができる。

正孔注入層１１は、本発明による有機発光素子のエネルギーバンドレベルを有するように設計された導電性高分子組成物を溶媒に溶解させて製造した、正孔注入層の形成用の組成物を、第１電極１０上部にスピンコーティングした後、これを乾燥して形成する。ここで、前記正孔注入層の形成用の組成物は、水、アルコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドまたはジクロロエタンなどの有機溶媒を使用し、０．５ないし１０質量％に希釈して使用する。

ここで、前記正孔注入層１１の厚さは、５ｎｍないし１，０００ｎｍ、望ましくは、１０ｎｍないし１００ｎｍでありうる。このうち、５０ｎｍの厚さを利用できる。前記正孔注入層の厚さが５ｎｍ未満の場合、あまりにも薄くて正孔注入が望ましく行えないという問題点があり、前記正孔注入層の厚さが１，０００ｎｍを超える場合、光の透過度が低下しうる。

前記正孔注入層１１上部に、発光層１２を形成する。発光層を形成する物質は、特に制限されるものではない。さらに具体的に、オキサジアゾールダイマー染料（Ｂｉｓ−ＤＡＰＯＸＰ））、スピロ化合物（Ｓｐｉｒｏ−ＤＰＶＢｉ、Ｓｐｉｒｏ−６Ｐ）、トリアリールアミン化合物、ビス（スチリル）アミン（ＤＰＶＢｉ、ＤＳＡ）、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＰＢｅ）、９Ｈ−カルバゾール−３，３’−（１，４−フェニレン−ジ−２，１−エテン−ジイル）ビス［９−エチル−（９Ｃ）］（ＢＣｚＶＢ）、４，４−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン（ＤＰＡＶＢ）、４，４’−ビス［４−（ジフェニルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＢＤＡＶＢｉ）、ビス（３，５−ジフルオロ−２−（２−ピリジル）フェニル−（２−カルボキシピリジル）イリジウムＩＩＩ（ＦＩｒＰｉｃ）など（以上、青色）；３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−（ジエチルアミノ）クマリン（Ｃｏｕｍａｒｉｎ ６）２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１，５，１１Ｈ−１０−（２−ベンゾチアゾリル）キノリジノ−［９，９ａ、１ｇｈ］クマリン（Ｃ５４５Ｔ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−キナクリドン（ＤＭＱＡ）、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）など（以上、緑色）；テトラフェニルナフタセン（ルブレン）、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）_３）、ビス（２−ベンゾ［ｂ］チオフェン−２−イル−ピリジン）（アセチルアセテート）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ））、トリス（ジベンゾイルメタン）フェナントロリンユウロビウム（ＩＩＩ）（Ｅｕ（ｄｂｍ）_３（ｐｈｅｎ））、トリス［４，４’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−（２，２’）−ビピリジン］ルテニウム（ＩＩＩ）錯体（Ｒｕ（ｄｔｂ−ｂｐｙ）_３＊２（ＰＦ_６））、ジクロロメタン（ＤＣＭ）１、ＤＣＭ２、Ｅｕ（三フッ化テノイルアセトン）３（Ｅｕ（ＴＴＡ）３）、ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）など（以上、赤色）を使用できる。また、高分子発光物質としては、フェニレン系、フェニレンビニレン系、チオフェン系、フルオレン系及びスピロフルオレン系の高分子のような、高分子と窒素とを含む芳香族化合物などを含むことができるが、これらに限定されるものではない。

前記発光層１２の厚さは、１０ｎｍないし５００ｎｍ、望ましくは、５０ｎｍないし１２０ｎｍである。このうち、特に、青色発光層の厚さは、７０ｎｍでありうる。もし発光層の厚さが１０ｎｍ未満である場合には、漏れ電流が増加し、効率が低下して寿命が短縮し、５００ｎｍを超える場合には、駆動電圧の上昇幅が高まって望ましくない。

場合によっては、前記発光層は、発光層ホストに前記発光ドーパントをさらに加えて製造してもよい。蛍光発光型ホストの材料としては、トリス（８−ヒドロキシ−キノリナート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＡＮＤ）、３−Ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）−４，４’−ジメチルフェニル（ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）−４，４’−ジメチルフェニル（ｐ−ＤＭＤＰＶＢｉ）、Ｔｅｒｔ（９，９−ジアリールフルオレン）ｓ（ＴＤＡＦ）、２−（９，９’−スピロビフルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレン（ＢＳＤＦ）、２，７−ビス（９，９’−スピロビフルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレン（ＴＳＤＦ）、ビス（９，９−ジアリールフルオレン）ｓ（ＢＤＡＦ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）−４，４’−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル（ｐ−ＴＤＰＶＢｉ）などが使われ、リン光型ホストの材料としては、１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ｍＣＰ）、１，３，５−トリス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ｔＣＰ）、４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（ＴｃＴａ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−２，２’−ジメチル−ビフェニル（ＣＢＤＰ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−９，９−ジメチル−フルオレン（ＤＭＦＬ−ＣＢＰ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−９，９−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）フルオレン（ＦＬ−４ＣＢＰ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−９，９−ジ−トリル−フルオレン（ＤＰＦＬ−ＣＢＰ）、９，９−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）フルオレン（ＦＬ−２ＣＢＰ）などが使われうる。

このとき、ドーパントの含有量は、発光層の形成材料によって可変的であるが、一般的に、発光層形成材料（ホストとドーパントとの総質量）１００質量部を基準として、３０ないし８０質量部であることが望ましい。もしドーパントの含有量が前記範囲を外れれば、有機発光素子の発光特性が低下して望ましくない。本発明で、例えば、４，４’−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）が使われ、蛍光ホストとしては、９，１０−ジ（ナフト−２−チル）アントラセン（ＡＤＮ）または３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−チル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）が使われうる。

前記正孔注入層１１と発光層１２の間に、正孔輸送層１６を形成できる。

前記正孔輸送層を形成する物質は、正孔注入層の仕事関数、イオン化ポテンシャルまたはＨＯＭＯの絶対値が正孔輸送層のＨＯＭＯの絶対値と同じであるか、またはそれより大きいならば、特に制限されない、例えば、正孔輸送の役割を担うカルバゾール基、フェノキサジン基、フェノチアジン基及び／またはアリールアミン基を有する化合物、フタロシアニン系化合物、及びトリフェニレン誘導体からなる群より選択された一つ以上を含む物質からなりうる。さらに具体的に、前記正孔輸送層は、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−カルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、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（ＮＰＢ）、ＩＤＥ３２０（出光社）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）、及びポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−（４−ブチルフェニル−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジ（フェニル）−Ｎ，Ｎ−ジ（３−カルボエトキシフェニル）ベンジジン（ＢＦＥ）からなる化合物のうち一つ以上からなりうるが、それらに限定されるものではない。

前記正孔輸送層は、１ｎｍないし１００ｎｍ、望ましくは、５ｎｍないし５０ｎｍの厚さを有することができる。このうち、３０ｎｍ以下の厚さを有することが望ましい。前記正孔輸送層の厚さが１ｎｍ未満の場合、薄すぎて正孔輸送能が低下し、前記正孔輸送層の厚さが１００ｎｍを超える場合、駆動電圧が上昇しうるという問題点があるためである。

前記発光層１２上部に、蒸着またはスピンコーティング方法を利用して正孔ブロッキング層１３及び／または電子輸送層１５を形成する。ここで、正孔ブロッキング層１３は、発光物質で形成された励起子の電子輸送層１５への移動をブロックしたり、または正孔の電子輸送層１５への移動をブロックしたりする役割を担う。

前記正孔ブロッキング層１３の形成材料としては、フェナントロリン系化合物（例：ＵＤＣ社、ＢＣＰ）、イミダゾール系化合物、トリアゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物（例：ＰＢＤ）、アルミニウム錯体（ＵＤＣ社、下記構造式のＢＡｌｑ）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）などを使用する。

前記電子輸送層１５の形成材料としては、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、トリアゾール系化合物、イソチアゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、ペリレン系化合物、アルミニウム錯体（例：Ａｌｑ３、ＢＡｌｑ、ＳＡｌｑ、Ａｌｍｑ３）、ガリウム錯体（例：Ｇａｑ’２ＯＰｉｖ、Ｇａｑ’２ＯＡｃ、２（Ｇａｑ’２））、ビス（フェニルキノキサリン）（ＢＰＱ）、スターバースト・トリス（フェニルキノキサリン）（ＴＰＱ）（下記構造式のＴＰＱ１、ＴＰＱ２は、ＴＰＱの例である）、１，３，５−トリアジン、下記構造式の２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）、ＢｅＢｑ２（ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム）、２，２’，２″−（１，３，５−フェニレン）トリス（１−フェニルｌ−１Ｈ−ベンズイミダゾール）（ＴＰＢＩ）、ｔｅｒｆｌｕｏｒｅｎｅ（Ｅ３）を使用する。

前述のように、当業界で使われる正孔輸送層材料はほとんど約１×１０^−３ｃｍ^２／Ｖ．ｓの移動度を有するため、電子輸送層の移動度が可能な限り大きくなってこそ望ましい。従って、前記電子輸送層に用いられる材料は、Ａｌｑ３の電子移動度（約１×１０^−５ｃｍ^２／Ｖ．ｓ）より高い値を示す正孔輸送層用の材料を用いることが望ましい。Ｌｉｅｔ ａｌ．，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１４，１３１７（２００２）とＨｕｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＡＰＬ，８８，０６４１０２（２００６）の論文によれば、ＴＰＢＩとＥ３がＡｌｑ３より高い移動度を有しており、Ｂｅｂｑ２も、それより高い移動度（約１×１０^−４ｃｍ^２／Ｖ．ｓ）を有するので、本発明で用いることが望ましい物質である。また、Ｍ．Ｒｅｄｅｃｋｅｒ ｅｔ ａｌ．，ＡＰＬ，７５，１０９（１９９９）によれば、ＴＰＱ１とＴＰＱ２が約１×１０^−４ｃｍ^２／Ｖ．ｓの電子移動度を有するので、用いることが望ましい物質である。

前記正孔ブロッキング層の厚さは、１ｎｍないし１００ｎｍで、前記電子輸送層の厚さは、５ｎｍないし１００ｎｍであることが望ましい。もし前記正孔ブロッキング層の厚さと電子輸送層の厚さが前記範囲を外れる場合には、電子輸送能や正孔ブロッキング能の側面で望ましくない。

次に、前記結果物に、第２電極１４を形成し、前記結果物を封止して有機発光素子を完成する。

前記第２電極１４の形成材料は、特に制限されず、仕事関数の小さな金属、すなわち、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＢａＦ_２／Ｃａ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌやそれらの合金を利用し、あるいはそれらを多層とし、または積層して形成する。前記第２電極１４の厚さは、５０ないし３，０００Åであることが望ましい。

本発明の有機発光素子は、特別の装置や方法を必要とせず、通常の高分子または低分子の有機物を利用した有機発光素子の製作方法によって得られる。

以下、本発明は実施例によってさらに詳細に説明するが、下記の実施例は、単に説明の目的のためであって、本発明を制限するものではない。

（製造例１：ＰＡＮＩ導電性高分子組成物の製造）
自己ドープ型導電性高分子であって、ポリスチレンスルホン酸−グラフト−ピロアニリン（ＰＳＳＡ−ｇ−ＰＡＮＩ）を周知の合成方法（Ｗ．Ｊ．Ｂａｅ ｅｔ ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，ｐｐ．２７６８−２７６９，２００３）］によって重合した。このとき、ＰＳＳＡ高分子鎖とグラフトされたＰＡＮＩ鎖との質量比は１：０．１５であった。そして、ＰＳＳＡ−ｇ−ＰＡＮＩの数平均分子量は、３５，０００であった。この物質を、水に質量比で１．０ｗｔ％で溶かし、そして、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．から、下記構造式の、水とアルコールの０．４５：０．５５の体積比の溶媒に、質量比５ｗｔ％で分散している過フッ化イオノマーを購入し、１．０ｗｔ％ ＰＳＳＡ−ｇ−ＰＡＮＩ溶液に、イソプロピルアルコールと５ｗｔ％過フッ化イオノマー（ＰＦＩ）を質量比１：１：０．１５の割合で混合した後、正孔注入層材料として使用する。これを「サンプルＡ」とする。

ただし、式中、ｘ＝１，３００、ｙ＝２００、ｚ＝１である。

（製造例２：ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ／ＰＦＩ導電性高分子組成物の製造）
バイエル（Ｂａｙｅｒ）ＡＧ社の子会社であるＨ．Ｃ．Ｓｔａｃｋ社から脱イオン（ｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）過程によって精製を行い、Ｎａと硫酸塩との含有量を５ｐｐｍ以下に調節したＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（モデル名：Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ ＶＰ ＡＩ４０８３）を購入した。その後、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．から化学式１４の、水とアルコールに５ｗｔ％で分散している過フッ化イオノマー（ＰＦＩ）を購入した。その後、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ／ＰＦＩの各組成を異にしつつ正孔注入層組成物を製造した。それら組成物の組成比を下記表１に整理する。

（評価例１−導電性高分子フィルムの仕事関数評価）
製造例１及び２で得た導電性高分子組成物をＩＴＯ基板上にスピンコーティングして５０ｎｍの薄膜を形成した後、空気中でホットプレート（ｈｏｔ ｐｌａｔｅ）上で、２００℃の温度で５分間熱処理をした後、仕事関数を評価した。評価に使われた装備は、理研計器（株）で製造したＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｉｎ ａｉｒ（ＰＥＳＡ）であるＳｕｒｆａｃｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＡＣ２を使用した。測定値は、サンプルＡは５．７ｅＶ、サンプルＢは５．５５ｅＶ、サンプルＣは５．６３ｅＶ、サンプルＤは５．７２ｅＶ、サンプルＥは５．７９ｅＶ、そしてサンプルＦは５．９５ｅＶであった。

評価例１のように、本発明によって得られた高分子組成物薄膜は、仕事関数を大きくできるということが分かる。

（比較評価例１−導電性高分子フィルムの仕事関数評価）
ＡＣ２評価用薄膜として、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｃｋ社のＢａｙｔｒｏｎ Ｐ ＶＰ ＡＩ４０８３を使用したことを除いては、評価例１と同じ方式で測定した仕事関数は、５．２０ｅＶであった。また、真空で仕事関数を測定する装備は、ＵＰＳ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を使用して得た値は、５．１５ｅＶと類似した値を示した。

（実施例１）
コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）１５Ω／ｃｍ^２（１５０ｎｍ）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水の中で、それぞれ５分間超音波洗浄し、３０分間、ＵＶ、オゾンの洗浄を行った後に使用した。
前記基板上部に、製造例２で得たＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ／ＰＦＩ導電性高分子組成物の溶液１．５質量％（サンプルＤ）をスピンコーティングし、５０ｎｍ厚の正孔注入層を形成した。前記正孔注入層上部に、ＮＰＢ（ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ またはＨＯＭＯ：約５．５ｅＶ、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ--Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ３，２００３--Ｖｏｌｕｍｅ ８３， Ｉｓｓｕｅ １８， ｐｐ．３８１８−３８２０）を真空蒸着して３０ｎｍ厚の正孔輸送層を形成した。
前記正孔輸送層の上部に、９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ、Ｌｕｍｔｅｃ Ｃｏｒｐ．、ＬＴ−Ｅ４０３）を発光ホストとして、４，４−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ、Ｌｕｍｔｅｃ Ｃｏｒｐ．、ＬＴ−Ｅ６０５）を発光ドーパントとして用い、５０ｎｍ厚の発光層を形成した後、前記発光層上部に、Ａｌｑ３（Ｌｕｍｔｅｃ Ｃｏｒｐ．、ＬＴ−Ｅ４０１）を蒸着して３０ｎｍ厚の電子輸送層を形成し、有機発光素子を製造した。得られた有機発光素子を「サンプル１」とする。

（実施例２）
実施例１のうち、電子輸送層はＴＰＢＩを用いて形成した点を除いては、実施例１と同じ方法で有機発光素子を製造した。得られた有機発光素子を「サンプル２」とする。

（実施例３）
実施例１のうち、電子輸送層はＢｅｂｑ２を用いて形成した点を除いては、実施例１と同じ方法で有機発光素子を製造した。得られた有機発光素子を「サンプル３」とする。

（比較例１）
コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）１５Ω／ｃｍ^２（１５０ｎｍ）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水の中でそれぞれ５分間超音波洗浄し、３０分間、ＵＶ、オゾンの洗浄を行った後に使用した。
前記基板上部に、４，４’，４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノトリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、Ｌｕｍｔｅｃ Ｃｏｒｐ．）を真空蒸着して５０ｎｍ厚の正孔注入層を形成した。前記正孔注入層の上部に、ＮＰＢを真空蒸着して３０ｎｍ厚の正孔輸送層を形成した。
前記正孔輸送層の上部に、９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ、Ｌｕｍｔｅｃ Ｃｏｒｐ．のＬＴ−Ｅ４０３）を発光ホストとして、４，４−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ、Ｌｕｍｔｅｃ Ｃｏｒｐ．、ＬＴ−Ｅ６０５）を発光ドーパントとして用い、５０ｎｍ厚の発光層を形成した後、前記発光層の上部に、Ａｌｑ３（Ｌｕｍｔｅｃ Ｃｏｒｐ．、ＬＴ−Ｅ４０１）を蒸着して３０ｎｍ厚の電子輸送層を形成し、有機発光素子を製造した。得られた有機発光素子を「サンプル４」とする。

（比較例２）
比較例１のうち、電子輸送層はＴＰＢＩを用いて形成した点を除いては、比較例１と同じ方法で有機発光素子を製造した。得られた有機発光素子を「サンプル５」とする。

（評価例２−スレショルド電圧及び効率特性の評価）
前記サンプル１ないし５のスレショルド電圧及び効率は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２３８ ｓｏｕｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔとＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ ＰＲ６５０スペクトロラジオメータ（ｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ）を利用して測定した。その結果を表２に示す。

（評価例３−寿命特性の評価）
前記サンプル１ないし５について寿命特性を評価した。寿命特性の評価は、フォトダイオードを利用し、経時的に輝度を測定することによって評価する、ここで、寿命は最初の発光輝度が５０％まで減少する時間として表す。その結果を表２に示す。

本発明の有機発光素子は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

一般的な有機発光素子の構造を表す図面である。 一般的な有機発光素子の構造を表す図面である。 一般的な有機発光素子の構造を表す図面である。 一般的な有機発光素子の構造を表す図面である。 従来の有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムである。 本発明の一具現例による有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムである。 従来の他の有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムである。 本発明の他の具現例による有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムである。

符号の説明

１０ 第１電極
１１ 正孔注入層
１２ 発光層
１３ 正孔ブロッキング層
１４ 第２電極
１５ 電子輸送層
１６ 正孔輸送層。

Claims (20)

1. 第１電極と；第２電極と；前記第１電極と前記第２電極との間に順次介在する正孔注入層、正孔輸送層及び発光層とを備え、前記正孔注入層の仕事関数、イオン化ポテンシャルまたはＨＯＭＯの絶対値が前記正孔輸送層のＨＯＭＯの絶対値と同じであるか、またはそれより大きいことを特徴とする有機発光素子。
2. 前記正孔注入層は、第１電極上に溶液工程によって形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
3. 前記正孔注入層は、導電性高分子とフッ化イオノマーあるいは過フッ化イオノマーにより構成された組成物で形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
4. 前記正孔注入層と正孔輸送層との仕事関数、イオン化ポテンシャルまたはＨＯＭＯの絶対値の差が０．２ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
5. 前記正孔注入層のＨＯＭＯの値が５．３ないし６．５ｅＶ、ＬＵＭＯの値が０ないし５．２ｅＶであり、前記正孔輸送層のＨＯＭＯの値が５．２ないし６．１ｅＶ、ＬＵＭＯの値が０ないし３．５ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
6. 前記導電性高分子は、ポリチオフェン、ＰＥＤＯＴ、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、それらの誘導体及び自己ドープ型導電性高分子からなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
7. 前記発光層と第２電極との間に、電子輸送層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
8. 前記電子輸送層の電子移動度が、電場８００〜１，０００（Ｖ／ｃｍ）^１／２の場合、１×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓないし１×１０^−２ｃｍ^２／Ｖｓの範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
9. 前記電子輸送層の電子移動度が、電場８００〜１，０００（Ｖ／ｃｍ）^１／２の場合、正孔輸送層の正孔移動度の値の０．０１倍ないし１０倍の範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の有機発光素子。
10. 前記電子輸送層は、ビス（１０−ヒドロベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン、ターフルオレン（ｔｅｒｆｌｕｏｒｅｎｅ）、ビス（フェニルキノキサリン）、スターバースト・トリス（フェニルキノキサリン）、及びそれらの誘導体からなる群より選択されたいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
11. 前記正孔輸送層は、アリールアミン誘導体、またはそれを含む高分子を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
12. 前記正孔輸送層は、カルバゾールまたはその誘導体、フェノキサジンまたはその誘導体、フェノチアジンまたはその誘導体、またはカルバゾール基、フェノキサジン基またはフェノチアジン基を含む高分子を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
13. ” 前記正孔輸送層は、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−カルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、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（ＮＰＢ）、ＩＤＥ３２０（出光社）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−（４−ブチルフェニル−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジ（フェニル）−Ｎ，Ｎ−ジ（３−カルボエトキシフェニル）ベンジジン）、及びそれらの誘導体からなる群より選択されたいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
14. 前記自己ドープ型導電性高分子は、重合度１０ないし１０，０００，０００の化学式１で示される反復単位を有することを特徴とする請求項６に記載の有機発光素子：
    

    

    前記式で、ｍ及びｎは、０＜ｍ＜１０，０００，０００、０＜ｎ＜１０，０００，０００、ａ及びｂは、０≦ａ≦２０、０≦ｂ≦２０、ｐは、２≦ｐ＜１０，０００，０００であり、
    Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３及びＲ’_４のうち、少なくとも一つはイオン基を含んでおり、Ａ、Ｂ、Ａ’、Ｂ’はそれぞれ独立に、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｎまたはＰｂから選択され、
    Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３及びＲ’_４はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ニトロ基、置換または非置換のアミノ基、シアノ基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_３０アルキル基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリール基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリールアルキル基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリールアルキル基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリールオキシ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_３０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_３０アルキルエステル基、及び置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリールエステル基からなる群より選択され、前記基の炭素に、選択的に水素またはハロゲン元素が結合し、
    Ｒ_４は、共役系導電性高分子鎖からなり、
    Ｘ及びＸ’はそれぞれ独立に、単純結合、Ｏ、Ｓ、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０アルキレン基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアルキレン基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリーレン基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリールアルキレン基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリーレン基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロアリールアルキレン基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_２０シクロアルキレン基、置換または非置換のＣ_２−Ｃ_３０ヘテロシクロアルキレン基、及び置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０のアリールエステル基からなる群より選択され、前記基の炭素に、選択的に水素またはハロゲン元素が結合する。
15. 前記イオン基がＰＯ_３ ^２−、ＳＯ_３ ⁻、ＣＯＯ⁻、Ｉ⁻、ＣＨ_３ＣＯＯ⁻からなる群より選択された陰イオン基、及びＮａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｍｇ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ａｌ^３＋のうちから選択された金属イオン、Ｈ^＋、ＮＨ_４ ^＋、ＣＨ_３（−ＣＨ_２−）_ｎＯ^＋（ｎは、１ないし５０の自然数）のうちから選択された有機イオンからなる群より選択され、前記陰イオン基と対をなす陽イオンを含むことを特徴とする請求項１４に記載の有機発光素子。
16. 前記化学式１の自己ドープ型導電性高分子で、Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３及びＲ’_４のうち、それぞれ少なくとも一つ以上は、フッ素であるか、またはフッ素で置換された基であることを特徴とする請求項１４に記載の有機発光素子。
17. 前記導電性高分子及び過フッ化イオノマーとは異なる構造を有する第３イオノマーをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
18. 前記第３イオノマーは、ポリマー酸に起因するイオン基を含むことを特徴とする請求項１７に記載の有機発光素子。
19. 前記溶液工程は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレイプリンティング法、インクジェットプリンティング法、ノズルプリンティング法によるコーティング、乾燥及び熱処理の段階のうち、いずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
20. 前記発光層と電子輸送層との間に、正孔ブロッキング層をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の有機発光素子。

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