JP5624953B2 - 有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法 - Google Patents
有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5624953B2 JP5624953B2 JP2011153423A JP2011153423A JP5624953B2 JP 5624953 B2 JP5624953 B2 JP 5624953B2 JP 2011153423 A JP2011153423 A JP 2011153423A JP 2011153423 A JP2011153423 A JP 2011153423A JP 5624953 B2 JP5624953 B2 JP 5624953B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- dopant
- emitting layer
- group
- organic light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y02B20/181—
-
- Y02T90/168—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
- Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
- Y04S30/12—Remote or cooperative charging
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
本発明は、有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法に関する。
有機ＬＥＤの製造方法は真空蒸着法と塗布法に大別される。そのうち、塗布法は大面積の成膜が容易，材料の利用効率が高いなどの利点がある。塗布法を用いるためには有機ＬＥＤの層数を少なくする必要があり、発光層を単層にすることが求められている。
これまでに単層の発光層を有する有機白色発光素子としては、電極間に、少なくとも（ａ）ポリマと（ｂ）発光中心形成化合物とを含有する組成物よりなる単層発光層を挿入した有機ＥＬ素子であって、前記組成物中には電子輸送性のものとホール輸送性のものがバランスよく包含されており、前記ポリマはそれ自体の発光色が青色またはそれよりも短波長を示すものであり、前記発光中心形成化合物はその２種以上が前記ポリマ中に分子分散した状態で存在しており、それぞれの発光中心形成化合物はそれぞれ単独で発光し、有機ＥＬ素子全体としての発色光は白色光に見えるように前記発光中心形成化合物を２種以上組合せて使用していることを特徴とする単層型白色発光有機ＥＬ素子が特許文献１にて報告されている。その他の文献として、特許文献２〜４が挙げられる。
従来の有機発光素子では、ドーパント濃度が非常に低く、ドーパントの濃度制御が難しいという問題があった。また、ドーパントの濃度制御を行おうとすると発光効率が低下し、高効率発光が得られないという問題があった。
本発明の目的は、簡便にドーパントの濃度を制御でき、高効率発光を実現する有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法を提供することである。
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化１）で表される有機発光素子。
（１）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化１）で表される有機発光素子。
（化１）において、Ａｒ１，Ａｒ２は芳香族炭化水素または芳香族複素環を表す。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ1はアルコキシ基またはアルキルチオ基を表す。Ｒ2は炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，パーフルオロポリエーテル基，炭素数１０以上のアルキル基またはシロキシ基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。
（２）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化２）で表される有機発光素子。
（２）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化２）で表される有機発光素子。
（化２）において、Ａｒ３，Ａｒ４は芳香族炭化水素または芳香族複素環を表す。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ3は炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，パーフルオロポリエーテル基またはシロキシ基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。
（３）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化３）で表される有機発光素子。
（３）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化３）で表される有機発光素子。
（化３）において、Ａｒ５，Ａｒ６は芳香族炭化水素または芳香族複素環を表す。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ4は−Ｏ−(ＣＨ2)ｘ−(Ｓｉ(ＣＨ3)2−Ｏ)ｙ−ＳｉＲ10Ｒ11Ｒ12（ｘは０以上の整数を表す。ｙは１以上の整数を表す。Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12はアルキル基を表す）を表す。Ｒ5はアルキル基，炭素数３以上のフルオロアルキル基または炭素数３以上のパーフルオロアルキル基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。
（４）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化４）で表される有機発光素子。
（４）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化４）で表される有機発光素子。
（化４）において、Ａｒ７，Ａｒ８は芳香族炭化水素，オキサゾール，チアゾール，ベンゾオキサゾールまたはベンゾチアゾールを表す。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ6はアルキル基，アルコキシ基，アルキルチオ基，フルオロアルキル基またはパーフルオロアルキル基のいずれかを表す。Ｒ7は炭素数１０以上のアルキル基，炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，シロキシ基，パーフルオロポリエーテル基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。
（５）上記において、発光層中にポリカーボネート，ポリスチレン，アクリル樹脂，ポリアミドまたはゼラチンのいずれか一つ以上が含まれる有機発光素子。
（６）上記において、第一のドーパントが発光層中で濃度分布を形成し、発光層形成時において、発光層の基板が存在する側とは反対側に、第一のドーパントのモル濃度が、発光層中の第一のドーパントの平均のモル濃度より高い領域が形成される有機発光素子。
（７）上記において、発光層が第二のドーパントを含み、第二のドーパントのＰＬスペクトルの最大強度を示す波長が第一のドーパントのＰＬスペクトルの最大強度を示す波長より長く、発光層における第二のドーパントの固形分中のモル濃度が、発光層における第一のドーパントの固形分中のモル濃度より大きい有機発光素子。
（８）上記において、発光層が第二のドーパントを含み、発光層は電荷輸送層上に形成され、電荷輸送層は、電荷輸送材料を含み、第二のドーパントは、第二のドーパントの置換基を含み、電荷輸送材料は、電荷輸送材料の置換基を含み、発光層形成時において、第二のドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基によって第二のドーパントは発光層の電荷輸送層が存在する側の表面に引き寄せられる有機発光素子。
（９）上記において、第二のドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基は、以下のいずれか一つ以上である有機発光素子
（Ａ）第二のドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基は、炭素数４以上のアルキル基である
（Ｂ）第二のドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基は、水素結合を形成する
（Ｃ）第二のドーパントの置換基はパーフルオロフェニル基、電荷輸送材料の置換基はフェニル基である。
（１０）上記の有機発光素子に用いられる発光層形成用塗液であって、有機発光素子形成用塗液は、ホスト，第一のドーパントおよび溶媒を含む有機発光素子形成用塗液。
（１１）上記の有機発光素子に用いられる発光層形成用材料であって、有機発光素子形成用材料は、ホストおよび第一のドーパントを含む有機発光素子形成用材料。
（１２）上記の有機発光素子と、有機発光素子を駆動する駆動装置と、を有する光源装置。
（１３）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子の製造方法であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化１）で表され、発光層は塗布で作製される有機発光素子。
（５）上記において、発光層中にポリカーボネート，ポリスチレン，アクリル樹脂，ポリアミドまたはゼラチンのいずれか一つ以上が含まれる有機発光素子。
（６）上記において、第一のドーパントが発光層中で濃度分布を形成し、発光層形成時において、発光層の基板が存在する側とは反対側に、第一のドーパントのモル濃度が、発光層中の第一のドーパントの平均のモル濃度より高い領域が形成される有機発光素子。
（７）上記において、発光層が第二のドーパントを含み、第二のドーパントのＰＬスペクトルの最大強度を示す波長が第一のドーパントのＰＬスペクトルの最大強度を示す波長より長く、発光層における第二のドーパントの固形分中のモル濃度が、発光層における第一のドーパントの固形分中のモル濃度より大きい有機発光素子。
（８）上記において、発光層が第二のドーパントを含み、発光層は電荷輸送層上に形成され、電荷輸送層は、電荷輸送材料を含み、第二のドーパントは、第二のドーパントの置換基を含み、電荷輸送材料は、電荷輸送材料の置換基を含み、発光層形成時において、第二のドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基によって第二のドーパントは発光層の電荷輸送層が存在する側の表面に引き寄せられる有機発光素子。
（９）上記において、第二のドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基は、以下のいずれか一つ以上である有機発光素子
（Ａ）第二のドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基は、炭素数４以上のアルキル基である
（Ｂ）第二のドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基は、水素結合を形成する
（Ｃ）第二のドーパントの置換基はパーフルオロフェニル基、電荷輸送材料の置換基はフェニル基である。
（１０）上記の有機発光素子に用いられる発光層形成用塗液であって、有機発光素子形成用塗液は、ホスト，第一のドーパントおよび溶媒を含む有機発光素子形成用塗液。
（１１）上記の有機発光素子に用いられる発光層形成用材料であって、有機発光素子形成用材料は、ホストおよび第一のドーパントを含む有機発光素子形成用材料。
（１２）上記の有機発光素子と、有機発光素子を駆動する駆動装置と、を有する光源装置。
（１３）第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子の製造方法であって、基板上に、第一の電極，発光層，第二の電極の順に形成され、発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、第一のドーパントは下記（化１）で表され、発光層は塗布で作製される有機発光素子。
（化１）において、Ａｒ１，Ａｒ２は芳香族炭化水素または芳香族複素環を表す。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ1はアルコキシ基またはアルキルチオ基を表す。Ｒ2は炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，パーフルオロポリエーテル基，炭素数１０以上のアルキル基またはシロキシ基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。
本発明により、簡便にドーパントの濃度を制御でき、高効率発光を実現できる有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法を提供できる。上記した以外の課題，構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
従来の塗布法で作製した有機発光素子では、青色ドーパントからのエネルギー移動を抑制するため、緑色ドーパント濃度が０.０２モル％、赤色ドーパント濃度が０.０２モル％および０.０１５モル％と非常に低く、ドーパントの濃度制御が難しくなる。また、各ドーパント間のエネルギー移動，発光領域でのキャリア閉じ込めが不十分であることなどのため、十分な発光効率を得られていない。
図１は本発明における光源装置の一実施の形態における断面図である。発光部は、基板１０，下部電極１１，上部電極１２，有機層１３，バンク１４，逆テーパバンク１５，樹脂層１６，封止基板１７および光取出し層１８で構成される。発光部として光取出し層１８はなくても構わない。
基板１０はガラス基板である。ガラス基板以外に、適切な透水性低下保護膜を施したプラスチック基板や金属基板も用いることができる。
基板１０上に下部電極１１が形成される。下部電極１１は陽極である。ＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明電極とＡｇなどの反射電極の積層体が用いられる。積層体以外に、Ｍｏ，Ｃｒや透明電極と光拡散層との組合せなども用いることができる。また、下部電極１１は陽極に限るものではなく、陰極も用いることができる。その場合はＡｌ，Ｍｏ、やＡｌとＬｉの積層体やＡｌＮｉなどの合金などが用いられる。上記の下部電極１１をフォトリソグラフィーにより基板１０上にパターニングして用いる。
有機層１３上に上部電極１２が形成される。上部電極１２は陰極である。ＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明電極とＭｇＡｇ，Ｌｉなどの電子注入性電極の積層体を用いる。積層体以外に、ＭｇＡｇやＡｇ薄膜単独でも用いることができる。また、ＩＴＯ，ＩＺＯをスパッタ法で形成する際には、スパッタによるダメージを緩和するため、上部電極１２および有機層１３の間にバッファー層を設けることがある。バッファー層には、酸化モリブデン，酸化バナジウムなどの金属酸化物を用いる。上記のように下部電極１１が陰極となる場合には、上部電極１２は陽極となる。その場合には、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明電極が用いられる。特定の発光部に存在する上部電極１２は、特定の発光部に隣接する発光部の下部電極１１と接続される。これにより、複数の発光部を直列接続することができる。直列接続された複数の発光部に駆動装置を接続することにより、光源装置が形成される。
下部電極１１上に有機層１３が形成される。有機層１３は発光層のみの単層構造、あるいは電子注入層，電子輸送層，正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一層以上を含む多層構造でも構わない。
バンク１４は下部電極１１の端部を覆い、発光部の部分的なショート故障を防止するために形成される。バンク１４の材料としては感光性ポリイミドが好ましい。但し、感光性ポリイミドに限定されるものではなく、アクリル樹脂なども用いることができる。また、非感光性材料も用いることができる。
逆テーパバンク１５は逆テーパ形状により隣接する発光部の上部電極１２が導通しないようにするために用いられる。逆テーパバンク１５としてネガ型フォトレジストを用いることが好ましい。ネガ型フォトレジスト以外に、各種ポリマや各種ポリマを積層して形成することもできる。
上部電極１２上に樹脂層１６が形成される。樹脂層１６は、発光部を封止するために用いられる。エポキシ樹脂などの各種ポリマを用いることができる。封止性能を向上するために上部電極１２および樹脂層１６の間に無機パッシベーション膜を用いることもできる。
樹脂層１６上に封止基板１７が形成される。封止基板１７はガラス基板である。封止基板１７としてガラス基板以外でも、適切なガスバリア膜を有するプラスチック基板も用いることができる。
封止基板１７上に光取出し層１８が形成される。光取出し層１８は有機層１３中の発光層で発光した光を効率よく取出すために用いられる。光取出し層１８として散乱性，拡散反射性を有するフィルムが用いられる。
図２は、本発明の一実施形態に係る有機発光素子の断面図である。この有機発光素子は、上部電極１２と、下部電極１１と、有機層１３と、を有する。上部電極１２および下部電極１１は、第一の電極および第二の電極のいずれかに相当する。図２の下側から基板１０，下部電極１１，有機層１３，上部電極１２の順に配置されており、図２の有機白色発光素子は下部電極１１側から発光層３の発光を取出すボトムエミッション型である。下部電極１１は陽極となる透明電極、上部電極１２は陰極となる反射電極である。なお、上部電極１２が陰極、下部電極１１が陽極であれば、上部電極１２を透明電極としたトップエミッション型の素子構造でも構わない。基板１０および下部電極１１，下部電極１１および有機層１３，有機層１３および上部電極１２はそれぞれ接していても構わず、各層の間に無機のバッファー層や注入層などを介在させてもよい。無機のバッファー層としては、酸化バナジウム，酸化モリブデン，酸化タングステン等が挙げられる。
有機層１３は発光層３のみの単層構造、あるいは電子注入層９，電子輸送層８，正孔輸送層２及び正孔注入層１のいずれか一層以上を含む多層構造でも構わない。電子注入層９および電子輸送層８，電子輸送層８および発光層３，発光層３および正孔輸送層２，正孔輸送層２および正孔注入層１はそれぞれ接していても構わず、各層の間に無機のバッファー層や注入層などを介在させてもよい。
発光層３は、ホスト及びドーパントを含む。発光層３とは、上部電極１２，下部電極１１，電子輸送層８または正孔輸送層２から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層である。発光する部分は発光層３の層内であってもよいし、発光層３と発光層３に隣接する層との界面であってもよい。
ドーパントとして、蛍光性化合物，リン光性化合物を用いることができる。ドーパントは、赤色ドーパント，緑色ドーパントまたは青色ドーパントのいずれか一種以上を含む。発光層３の形成用材料は、ホスト，赤色ドーパント，緑色ドーパント及び青色ドーパントからなる。発光層３から白色光を出射する場合、発光層３の形成用材料として、ホスト，赤色ドーパント及び青色ドーパントを含んだもの、ホスト，赤色ドーパント及び緑色ドーパントを含んだもの、ホスト，緑色ドーパント及び青色ドーパントを含んだものであっても構わない。発光層３から白色光以外を出射する場合、発光層３の形成用材料として例えば、ホストおよび単色のドーパントを含んだものでもよい。
赤色ドーパントの発光色，緑色ドーパントの発光色及び青色ドーパントの発光色は異なる。「発光色が異なる」とは、各ドーパントのＰＬスペクトルにおいて最大強度を示す波長が異なることを言う。
発光層３はバインダポリマを含んでもよい。バインダポリマとして、ポリカーボネート，ポリスチレン，アクリル樹脂，ポリアミド，ゼラチンのいずれか一つ以上などが挙げられる。バインダポリマを含有することにより、発光層３の粘性を上昇させることができ、印刷性を向上することができる。また、発光層３の膜の安定性を向上させることができる。
＜ホスト＞
ホストとは、電界により励起状態を形成した後に光を発する、ドーパントを固定化するために用いられる材料であり、一般にドーパントよりもＨＯＭＯとＬＵＭＯの差（バンドギャップ）が広い。ホストとして、カルバゾール誘導体，フルオレン誘導体またはアリールシラン誘導体などを用いることが好ましい。効率の良い発光を得るためには青色ドーパントの励起エネルギーよりも、ホストの励起エネルギーが十分大きいことが好ましい。なお、励起エネルギーは発光スペクトルを用いて測定される。
ホストとは、電界により励起状態を形成した後に光を発する、ドーパントを固定化するために用いられる材料であり、一般にドーパントよりもＨＯＭＯとＬＵＭＯの差（バンドギャップ）が広い。ホストとして、カルバゾール誘導体，フルオレン誘導体またはアリールシラン誘導体などを用いることが好ましい。効率の良い発光を得るためには青色ドーパントの励起エネルギーよりも、ホストの励起エネルギーが十分大きいことが好ましい。なお、励起エネルギーは発光スペクトルを用いて測定される。
＜表面エネルギーに関連するドーパント＞
本発明では、ドーパントに炭素数３以上のフルオロアルキル基などの表面エネルギーを下げられる置換基を有する材料を用い、ドーパントが発光層３中で濃度分布を形成し、発光層３上部で濃度を高くすることができる。以下、表面エネルギーを下げられる置換基を有する材料を表面ドーパントと称する。その場合、発光層３において発光層３形成時の基板とは反対側に、表面ドーパントのモル濃度が平均のモル濃度（発光層塗液を作製する際に混合した材料の量から計算されるモル濃度）より高い領域が形成される。そのようにすることにより、ドーパント濃度の微妙な調整をすることなしに、白色発光を実現することができる。（化１）〜（化４）のＲ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ7が表面エネルギーを下げられる置換基に該当する。
本発明では、ドーパントに炭素数３以上のフルオロアルキル基などの表面エネルギーを下げられる置換基を有する材料を用い、ドーパントが発光層３中で濃度分布を形成し、発光層３上部で濃度を高くすることができる。以下、表面エネルギーを下げられる置換基を有する材料を表面ドーパントと称する。その場合、発光層３において発光層３形成時の基板とは反対側に、表面ドーパントのモル濃度が平均のモル濃度（発光層塗液を作製する際に混合した材料の量から計算されるモル濃度）より高い領域が形成される。そのようにすることにより、ドーパント濃度の微妙な調整をすることなしに、白色発光を実現することができる。（化１）〜（化４）のＲ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ7が表面エネルギーを下げられる置換基に該当する。
物質の表面は、一般に物質の内部と異なり、片側に同種の分子が存在しないため、引力が働かずエネルギーが高く不安定である。そのため、表面エネルギーを低下させるために表面積を小さくするように変形させる力（表面張力）が働く。また、物質内に表面エネルギーの低い官能基を有する分子がある場合には、その官能基を表面に出すことで表面エネルギーを低下させ安定化する。
例えば、水と界面活性剤（両親媒性分子）の場合、界面活性剤は表面エネルギーの低い官能基である疎水基を分子内に有し、その疎水基を水面から出す形で水面に単分子膜を形成することで水面の表面エネルギーを低下させている。
本発明における表面ドーパントは、分子内にフルオロアルキル基などの表面エネルギーが低い官能基を有している。ドーパント中のベンゼン環などの部位は、表面エネルギーが低い官能基よりも表面エネルギーが高い。
発光層３が形成される際には、表面エネルギーを小さくするために、表面エネルギーの低い官能基を表面に出すように力が働く。この作用により、表面エネルギーの低い官能基を有する分子が膜表面に移動することとなり、表面ドーパントの濃度分布が形成され、発光層３の擬似的な相分離が形成される。
発光層３に含まれる全ての表面ドーパントに上記の置換基が付与されていても良いし、一部のドーパントに置換基が付与されていても良い。
発光層３に赤色ドーパント，緑色ドーパント及び青色ドーパントのうちいずれか二色以上のドーパントが含まれている場合、二色以上のドーパントのうち単独のドーパントのみに上記置換基が付与されていてもよいし、二色以上のドーパントのうち複数のドーパントに上記置換基が付与されていてもよい。
そのような置換基を金属錯体の表面ドーパントの補助配位子に導入した場合、ピコリネート（ｐｉｃ）などの発光性の補助配位子とは異なり、アセチルアセトネート（ａｃａｃ）などの補助配位子のＬＵＭＯ（最低空軌道：Lowest Unoccupied Molecular Orbital）が低下し、複素環配位子のＬＵＭＯとのミキシングが起こりやすくなる。それによって、元々非発光性の補助配位子が発光に寄与するようになる。アセチルアセトネートなどの非発光性の補助配位子が発光に寄与するようになると、蛍光収率が低下し、発光効率が低下する。そのため、非発光性の補助配位子を発光にほとんど寄与しないようにすることにより、高効率発光を実現することができる。具体的には、補助配位子に特定の置換基を導入する方法などで達成する。（化１），（化３），（化４）のＲ1，Ｒ6が上記の特定の置換基に該当する。
本発明の一実施形態に用いられる表面ドーパントとしては、以下の（化１）〜（化４）で表される化合物などがあげられる。
（化１）において、Ａｒ１，Ａｒ２は芳香族炭化水素または芳香族複素環を表す。Ａｒ１，Ａｒ２は同じものでも良い。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ1はアルコキシ基またはアルキルチオ基を表す。Ｒ2は、炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，パーフルオロポリエーテル基，炭素数１０以上のアルキル基またはシロキシ基のいずれかを表し、それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。フッ素数が多いほど、表面ドーパントは発光層３の表面近傍に局在化しやすくなる。
（化２）において、Ａｒ３，Ａｒ４は芳香族炭化水素または芳香族複素環を表す。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ3は炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，パーフルオロポリエーテル基，炭素数１０以上のアルキル基またはシロキシ基のいずれかを表す。
（化３）において、Ａｒ５，Ａｒ６は芳香族炭化水素または芳香族複素環を表す。Ａｒ１，Ａｒ２は同じものでも良い。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ4は−Ｏ−(ＣＨ2)ｘ−(Ｓｉ(ＣＨ3)2−Ｏ)ｙ−ＳｉＲ10Ｒ11Ｒ12（ｘは０以上の整数を表す。ｙは１以上の整数を表す。Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12はアルキル基を表す）を表す。Ｒ5は、アルキル基，炭素数３以上のフルオロアルキル基または炭素数３以上のパーフルオロアルキル基のいずれかを表し、それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。
（化３）の場合、Ｒ4が表面エネルギーを下げられる置換基となるので、Ｒ5がアルキル基の場合において炭素数が１０より小さくても本願の効果を奏する。
（化４）において、Ａｒ７，Ａｒ８は芳香族炭化水素，オキサゾール，チアゾール，ベンゾオキサゾールまたはベンゾチアゾールを表す。Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。Ｒ7はアルキル基，アルコキシ基，アルキルチオ基，フルオロアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ8は炭素数１０以上のアルキル基，炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，シロキシ基，パーフルオロポリエーテル基を表し、それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。
（化４）のＡｒ７またはＡｒ８に上記の複素環配位子を用いた場合、アセチルアセトネートにアルコキシ基を付与しなくても、ある程度発光するドーパントが得られる。
芳香族炭化水素として、ベンゼン，ナフタレン，アントラセン，フェナントレン，ペリレン，テトラセン，ピレン，ベンズピレン，クリセン，トリフェニレン，フルオランテンなどが挙げられる。上記の芳香族炭化水素は置換基を有していても良い。
芳香族複素環として、フラン，ベンゾフラン，チオフェン，ベンゾチオフェン，ピロール，ピラゾール，イミダゾール，オキサジアゾール，インドール，カルバゾール，ピロロイミダゾール，ピロロピラゾール，ピロロピロール，チエノピロール，チエノチオフェン，フロピロール，フロフラン，チエノフラン，ベンゾイソオキサゾール，ベンゾイソチアゾール，ベンゾイミダゾール，ピリジン，ピラジン，ピリダジン，ピリミジン，トリアジン，キノリン，イソキノリン，シノリン，キノキサリン，ベンゾイミダゾール，ペリミジン，キナゾリンなどが挙げられる。上記の芳香族複素環は置換基を有していても良い。
アルキル基として、メチル基，エチル基，プロピル基、１−メチルエチル基，ブチル基、１−メチルプロピル基、２−メチルプロピル基、１，１−ジメチルエチル基，ペンチル基、１−メチルブチル基、２−メチルブチル基、３−メチルブチル基、１，１−ジメチルプロピル基、１，２−ジメチルプロピル基、２，２−ジメチルプロピル基、１−エチルプロピル基、２−エチルプロピル基，ヘキシル基，シクロヘキシル基などが挙げられる。
アルコキシ基として、メトキシ基，エトキシ基，プロポキシ基、１−メチルエトキシ基，ブトキシ基、１−メチルプロポキシ基、２−メチルプロポキシ基、１，１−ジメチルエトキシ基，ペンチルオキシ基、１−メチルブトキシ基、２−メチルブトキシ基、３−メチルブトキシ基、１，１−ジメチルプロポキシ基、１，２−ジメチルプロポキシ基、２，２−ジメチルプロポキシ基、１−エチルプロポキシ基などが挙げられる。
アルキルチオ基として、メチルチオ基，エチルチオ基，プロピルチオ基、１−メチルエチルチオ基，ブチルチオ基、１−メチルプロピルチオ基、３−メチルプロピルチオ基、１，１−ジメチルエチルチオ基，ペンチルチオ基、１−メチルブチルチオ基、２−メチルブチルチオ基、３−メチルブチルチオ基、１，１−ジメチルブチルチオ基、１，２−ジメチルブチルチオ基、２，２−ジメチルブチルチオ基などが挙げられる。
＜電荷輸送材料との相互作用に関連するドーパント＞
表面エネルギーを下げられる置換基がついたドーパント以外のドーパントおよび電荷輸送材料に適切な置換基を付与し、ドーパントと電荷輸送材料との相互作用を用いることにより、ドーパントを発光層３における電荷輸送層が存在する側の表面に局在化させる。電荷輸送層とは、図２における正孔輸送層２または電子輸送層８である。電荷輸送材料との相互作用を用いるドーパントを、下地ドーパントと称する。下地ドーパントと電荷輸送材料のいずれにも炭素数４以上のアルキル基を設けることにより、アルキル鎖間の相互作用により、下地ドーパントが電荷輸送層の近傍に局在化する。この場合、ドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基により、発光層３内の下地ドーパントは発光層３における電荷輸送層が存在する側の表面へ引き寄せられる。よって、一回の塗布で擬似的な積層形成ができる。この場合、（化１），（化２），（化３）の表面ドーパントのＲ2，Ｒ3，Ｒ5にはアルキル基を用いないようにする。そのことにより、発光層３の表面に局在化する機能を維持することができる。
表面エネルギーを下げられる置換基がついたドーパント以外のドーパントおよび電荷輸送材料に適切な置換基を付与し、ドーパントと電荷輸送材料との相互作用を用いることにより、ドーパントを発光層３における電荷輸送層が存在する側の表面に局在化させる。電荷輸送層とは、図２における正孔輸送層２または電子輸送層８である。電荷輸送材料との相互作用を用いるドーパントを、下地ドーパントと称する。下地ドーパントと電荷輸送材料のいずれにも炭素数４以上のアルキル基を設けることにより、アルキル鎖間の相互作用により、下地ドーパントが電荷輸送層の近傍に局在化する。この場合、ドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基により、発光層３内の下地ドーパントは発光層３における電荷輸送層が存在する側の表面へ引き寄せられる。よって、一回の塗布で擬似的な積層形成ができる。この場合、（化１），（化２），（化３）の表面ドーパントのＲ2，Ｒ3，Ｒ5にはアルキル基を用いないようにする。そのことにより、発光層３の表面に局在化する機能を維持することができる。
この時、発光層３内で下地ドーパントは濃度分布を形成し、発光層３の膜厚方向において、下地ドーパントの濃度がピークとなる位置は発光層３の中央より電荷輸送層側に存在することになる。また、発光層３の膜厚方向において、下地ドーパントの濃度がピークとなる位置から発光層３における電荷輸送層が存在しない側の表面に向かって、下地ドーパントの濃度は単調減少する。下地ドーパントと電荷輸送材料との相互作用を用いる場合、下地ドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基として、ヒドロキシ基またはカルボキシル基を用いてもよい。
また、下地ドーパントの置換基および電荷輸送材料の置換基として水素結合を形成できる置換基を設けることにより、下地ドーパントと電荷輸送材料との相互作用が強まり、下地ドーパントが電荷輸送層の近傍に局在化する。水素結合を形成できる置換基としては、以下の態様が考えられるが、この限りではない。水素結合を形成できる置換基として以下の態様を少なくとも一種類存在していれば良く、二種類以上存在していても良い。水素結合を形成できる置換基として以下の態様のいずれか一種類だけを選択することが望ましい。これにより、ドーパント同士での水素結合を抑制できる。
（１）下地ドーパントの置換基がヒドロキシ基、電荷輸送材料の置換基がカルボキシル基
（２）下地ドーパントの置換基がカルボキシル基、電荷輸送材料の置換基がヒドロキシ基
（３）下地ドーパントの置換基がアミド基、電荷輸送材料の置換基がアシル基
（４）下地ドーパントの置換基がアシル基、電荷輸送材料の置換基がアミド基
（５）下地ドーパントの置換基がアミノ基、電荷輸送材料の置換基がヒドロキシ基
（１）下地ドーパントの置換基がヒドロキシ基、電荷輸送材料の置換基がカルボキシル基
（２）下地ドーパントの置換基がカルボキシル基、電荷輸送材料の置換基がヒドロキシ基
（３）下地ドーパントの置換基がアミド基、電荷輸送材料の置換基がアシル基
（４）下地ドーパントの置換基がアシル基、電荷輸送材料の置換基がアミド基
（５）下地ドーパントの置換基がアミノ基、電荷輸送材料の置換基がヒドロキシ基
アシル基として、カルボキシル基，アセチル基などのアルカノイル基，ベンゾイル基，スルホニル基，ホスホノイル基などが挙げられる。以上に述べた置換基は、下地ドーパントまたは電荷輸送材料の主骨格に直接付与してもよいが、アミド結合やエステル結合などを介して付与しても構わない。
また、下地ドーパントの置換基をパーフルオロフェニル基、電荷輸送材料の置換基をフェニル基とすることで、水素結合並みの強い分子間引力を形成する。以上をまとめると、ドーパントの機能性基および電荷輸送材料の置換基として以下の態様が考えられる。このとき、下の態様を少なくとも一種類存在していれば良く、二種類以上存在していても良い。
（１）下地ドーパントの置換基及び電荷輸送材料の置換基は、炭素数４以上のアルキル基である。
（２）下地ドーパントの置換基及び電荷輸送材料の置換基は、水素結合を形成する。
（３）下地ドーパントの置換基はパーフルオロフェニル基、電荷輸送材料の置換基はフェニル基である。
（１）下地ドーパントの置換基及び電荷輸送材料の置換基は、炭素数４以上のアルキル基である。
（２）下地ドーパントの置換基及び電荷輸送材料の置換基は、水素結合を形成する。
（３）下地ドーパントの置換基はパーフルオロフェニル基、電荷輸送材料の置換基はフェニル基である。
発光層３に含まれる全ての下地ドーパントに機能性基が付与されていても良いし、一部の下地ドーパントに機能性基が付与されていても良い。また、電荷輸送層に含まれる全ての電荷輸送材料に機能性基が付与されていても良いし、一部の電荷輸送材料に機能性基が付与されていても良い。
発光層３に赤色ドーパント，緑色ドーパント及び青色ドーパントのうちいずれか二色以上のドーパントが含まれている場合、二色以上のドーパントのうち単独のドーパントのみに上記置換基が付与されていてもよいし、二色以上のドーパントのうち複数のドーパントに上記置換基が付与されていてもよい。
＜青色ドーパント＞
青色ドーパントは４００ｎｍから５００ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。青色ドーパントには、Ｉｒ錯体が用いられる。また、Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌなどの各種金属錯体やスチリルアミン系，トリアジン誘導体などの有機材料も用いることができる。
青色ドーパントは４００ｎｍから５００ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。青色ドーパントには、Ｉｒ錯体が用いられる。また、Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌなどの各種金属錯体やスチリルアミン系，トリアジン誘導体などの有機材料も用いることができる。
発光層３中に青色ドーパントとＰＬスペクトルの最大強度を示す波長が青色ドーパントより長いドーパント（緑色ドーパント，赤色ドーパント）とが存在し、緑色ドーパントまたは赤色ドーパントが表面ドーパントである場合、青色ドーパントから励起エネルギーの低い緑色ドーパントや赤色ドーパントへとエネルギー移動が抑制されるので、青色ドーパントの発光層３の固形分中のモル濃度を緑色ドーパントや赤色ドーパントの発光層３の固形分中のモル濃度よりも大きくできる。
＜緑色ドーパント＞
緑色ドーパントは５００ｎｍから５９０ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。緑色ドーパントにはＩｒ錯体が用いられる。また、Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｚｎなどの各種金属錯体やクマリン色素，キナクリドン，トリアジン誘導体などの有機材料も用いることができる。
緑色ドーパントは５００ｎｍから５９０ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。緑色ドーパントにはＩｒ錯体が用いられる。また、Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｚｎなどの各種金属錯体やクマリン色素，キナクリドン，トリアジン誘導体などの有機材料も用いることができる。
発光層３中に緑色ドーパントとＰＬスペクトルの最大強度を示す波長が緑色ドーパントより長いドーパント（赤色ドーパント）とが存在し、赤色ドーパントが表面ドーパントである場合、緑色ドーパントから励起エネルギーの低い赤色ドーパントへとエネルギー移動が抑制されるので、緑色ドーパントの発光層３の固形分中のモル濃度を赤色ドーパントの発光層３の固形分中のモル濃度よりも大きくできる。
＜赤色ドーパント＞
赤色ドーパントは５９０ｎｍから７８０ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。赤色ドーパントには、Ｉｒ錯体が用いられる。また、Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｚｎなどの各種金属錯体やＤＣＭ（［２−[(Ｅ)−４−(ジメチルアミノ)スチリル]−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン］マロノニトリル），トリアジン誘導体などの有機材料も用いることができる。
赤色ドーパントは５９０ｎｍから７８０ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。赤色ドーパントには、Ｉｒ錯体が用いられる。また、Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｚｎなどの各種金属錯体やＤＣＭ（［２−[(Ｅ)−４−(ジメチルアミノ)スチリル]−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン］マロノニトリル），トリアジン誘導体などの有機材料も用いることができる。
＜正孔注入層＞
正孔注入層１とは発光効率や寿命を改善する目的で使用される。また、特に必須ではないが、陽極の凹凸を緩和する目的で使用される。正孔注入層１を単層もしくは複数層設けてもよい。正孔注入層１としては、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート）等の導電性高分子が好ましい。その他にも、ポリピロール系やトリフェニルアミン系のポリマ材料を用いることができる。また、低分子（重量平均分子量１００００以下）材料系と組合せてよく用いられる、フタロシアニン類化合物やスターバーストアミン系化合物も適用可能である。
正孔注入層１とは発光効率や寿命を改善する目的で使用される。また、特に必須ではないが、陽極の凹凸を緩和する目的で使用される。正孔注入層１を単層もしくは複数層設けてもよい。正孔注入層１としては、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート）等の導電性高分子が好ましい。その他にも、ポリピロール系やトリフェニルアミン系のポリマ材料を用いることができる。また、低分子（重量平均分子量１００００以下）材料系と組合せてよく用いられる、フタロシアニン類化合物やスターバーストアミン系化合物も適用可能である。
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層２は陽極から注入された正孔を発光層に輸送するために使用される。正孔輸送層２としては、フルオレン，カルバゾール，アリールアミンなどの単独あるいは共重合体が用いられる。共重合体としては、チオフェン系，ピロール系を骨格に有する材料でも用いることができる。また、側鎖にフルオレン，カルバゾール，アリールアミン，チオフェン，ピロールなどの骨格を有するポリマも用いることができる。また、ポリマに限ることはなく、スターバーストアミン系化合物やアリールアミン系化合物，スチルベン誘導体，ヒドラゾン誘導体，チオフェン誘導体なども用いることができる。また、上記の材料を含むポリマを用いてもよい。また、これらの材料に限られるものではなく、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
正孔輸送層２は陽極から注入された正孔を発光層に輸送するために使用される。正孔輸送層２としては、フルオレン，カルバゾール，アリールアミンなどの単独あるいは共重合体が用いられる。共重合体としては、チオフェン系，ピロール系を骨格に有する材料でも用いることができる。また、側鎖にフルオレン，カルバゾール，アリールアミン，チオフェン，ピロールなどの骨格を有するポリマも用いることができる。また、ポリマに限ることはなく、スターバーストアミン系化合物やアリールアミン系化合物，スチルベン誘導体，ヒドラゾン誘導体，チオフェン誘導体なども用いることができる。また、上記の材料を含むポリマを用いてもよい。また、これらの材料に限られるものではなく、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
＜電子輸送層＞
電子輸送層８は発光層３に電子を供給する層である。広い意味で電子注入層９，正孔阻止層も電子輸送層８に含まれる。電子輸送層８を単層もしくは複数層設けてもよい。電子輸送層８の材料としては、例えば、ビス（２−メチル−８−キノリノラト)−４−(フェニルフェノラト）アルミニウム（以下、ＢＡｌｑ）や、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３）、Ｔｒｉｓ（２，４，６−trimethyl−３−(pyridin−３−ｙｌ）phenyl）borane（以下、３ＴＰＹＭＢ）、１，４−Ｂｉｓ（triphenylsilyl）benzene（以下、ＵＧＨ２）、オキサジアゾール誘導体，トリアゾール誘導体，フラーレン誘導体，フェナントロリン誘導体，キノリン誘導体などを用いることができる。
電子輸送層８は発光層３に電子を供給する層である。広い意味で電子注入層９，正孔阻止層も電子輸送層８に含まれる。電子輸送層８を単層もしくは複数層設けてもよい。電子輸送層８の材料としては、例えば、ビス（２−メチル−８−キノリノラト)−４−(フェニルフェノラト）アルミニウム（以下、ＢＡｌｑ）や、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３）、Ｔｒｉｓ（２，４，６−trimethyl−３−(pyridin−３−ｙｌ）phenyl）borane（以下、３ＴＰＹＭＢ）、１，４−Ｂｉｓ（triphenylsilyl）benzene（以下、ＵＧＨ２）、オキサジアゾール誘導体，トリアゾール誘導体，フラーレン誘導体，フェナントロリン誘導体，キノリン誘導体などを用いることができる。
＜電子注入層＞
電子注入層９は陰極から電子輸送層８への電子注入効率を向上させる。具体的には、弗化リチウム，弗化マグネシウム，弗化カルシウム，弗化ストロンチウム，弗化バリウム，酸化マグネシウム，酸化アルミニウムが望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
電子注入層９は陰極から電子輸送層８への電子注入効率を向上させる。具体的には、弗化リチウム，弗化マグネシウム，弗化カルシウム，弗化ストロンチウム，弗化バリウム，酸化マグネシウム，酸化アルミニウムが望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
＜基板＞
基板１０として、ガラス基板，金属基板，ＳｉＯ2，ＳｉＮｘ，Ａｌ2Ｏ3等の無機材料を形成したプラスチック基板等が挙げられる。金属基板材料としては、ステンレス，４２アロイなどの合金が挙げられる。プラスチック基板材料としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリメチルメタクリレート，ポリサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド等が挙げられる。
基板１０として、ガラス基板，金属基板，ＳｉＯ2，ＳｉＮｘ，Ａｌ2Ｏ3等の無機材料を形成したプラスチック基板等が挙げられる。金属基板材料としては、ステンレス，４２アロイなどの合金が挙げられる。プラスチック基板材料としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリメチルメタクリレート，ポリサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド等が挙げられる。
＜陽極＞
陽極材料としては、高い仕事関数を有する材料であれば用いることができる。具体的には、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの導電性酸化物や、薄いＡｇなどの仕事関数の大きい金属が挙げられる。電極のパターン形成は、一般的にはガラス等の基板上にフォトリソグラフィーなどを用いて行うことができる。
陽極材料としては、高い仕事関数を有する材料であれば用いることができる。具体的には、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの導電性酸化物や、薄いＡｇなどの仕事関数の大きい金属が挙げられる。電極のパターン形成は、一般的にはガラス等の基板上にフォトリソグラフィーなどを用いて行うことができる。
＜陰極＞
陰極材料は、発光層３に電子を注入するための電極である。具体的には、ＬｉＦとＡｌの積層体やＭｇ：Ａｇ合金などが好適に用いられる。また、これらの材料に限定されるものではなく、例えばＬｉＦの代わりとして、Ｃｓ化合物，Ｂａ化合物，Ｃａ化合物などを用いることができる。
陰極材料は、発光層３に電子を注入するための電極である。具体的には、ＬｉＦとＡｌの積層体やＭｇ：Ａｇ合金などが好適に用いられる。また、これらの材料に限定されるものではなく、例えばＬｉＦの代わりとして、Ｃｓ化合物，Ｂａ化合物，Ｃａ化合物などを用いることができる。
＜塗液＞
塗液はホストおよびドーパントを適切な溶媒に溶解させたものである。ここで用いる溶媒は、例えばトルエン，アニソールなど芳香族炭化水素系溶媒，テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒，アルコール類，フッ素系溶媒など各材料が溶解するものであればよい。また、各材料の溶解度や、乾燥速度の調整のために前述の溶媒を複数混合した混合溶媒でもかまわない。
塗液はホストおよびドーパントを適切な溶媒に溶解させたものである。ここで用いる溶媒は、例えばトルエン，アニソールなど芳香族炭化水素系溶媒，テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒，アルコール類，フッ素系溶媒など各材料が溶解するものであればよい。また、各材料の溶解度や、乾燥速度の調整のために前述の溶媒を複数混合した混合溶媒でもかまわない。
発光層３を成膜するための塗布法としては、スピンコート法，キャスト法，ディップコート法，スプレーコート法，スクリーン印刷法，インクジェット印刷法，反転印刷法，スロットダイコート法などを挙げることができる。これらの方法のうち１つを用いて、発光層３を形成する。
第１の実施例の有機白色発光素子の断面図は図２である。各層には以下の材料を用いた。基板１０にはガラス基板を用い、下部電極１１には、ＡｇとＩＴＯの積層膜を用いた。正孔注入層１には、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート）を用いた。正孔輸送層２には、トリフェニルアミン系ポリマを用いた。
発光層３のホストには、（化５）であらわされるカルバゾール誘導体を用いた。
また、赤色ドーパントには、（化６）であらわされるＩｒ錯体を用いた。
また、青色ドーパントには、（化７）であらわされるＩｒ錯体を用いた。
また、緑色ドーパントには、（化８）であらわされるＩｒ錯体を用いた。
発光層塗液はホスト材料，赤色ドーパント，緑色ドーパント及び青色ドーパントを適切な溶媒に溶解させたものである。本実施例では、ホスト材料，赤色ドーパント，緑色ドーパント及び青色ドーパントの固形分中のモル濃度は、赤色ドーパントが０.５％、緑色ドーパントが１.０％、青色ドーパントが５.８％である。溶媒には、トルエンを用いた。
電子輸送層８には、（化９）と（化１０）の積層構造を用いた。
電子注入層９には、ＭｇＡｇを用いた。また、上部電極にはＩＺＯを用いた。
本実施例の下部電極に＋電位を上部電極に−電位を印加したところ、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。また、輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定した。更に、斜め切削ＴＯＦ−ＳＩＭＳにより発光層３の赤色ドーパント濃度分布を測定したところ、発光層の上部表面の赤色ドーパントの濃度が発光層の中央部分と比較して、５倍以上であることを確認した。
本実施例の有機白色発光素子を用いた光源の装置の断面図は、図１である。
上記の有機発光素子を樹脂層１６にエポキシ樹脂を用いて、封止基板１７と貼り合わせて封止した。封止基板の反対側に散乱性の光取出し層１８を設けた。下部電極に＋電位、上部電極に−電位を印加したところ、白色に発光する光源装置が得られた。
〔比較例１〕
赤色ドーパントとして下記の（化１１）を用いた以外は実施例１と同様に発光素子を作製したところ、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。また、輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定した。実施例１の電流効率を１として、本比較例の電流効率は０.７であった。
赤色ドーパントとして下記の（化１１）を用いた以外は実施例１と同様に発光素子を作製したところ、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。また、輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定した。実施例１の電流効率を１として、本比較例の電流効率は０.７であった。
赤色ドーパントとして、（化１２）を用いた以外は実施例１と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率は実施例の電流効率を１とすると、０.９であり、比較例１と比べて高効率発光が得られた。
緑色ドーパントとして、（化１３）、赤色ドーパントとして、（化１４）を用いた以外は実施例１と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
また、輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定した。
〔比較例２〕
緑色ドーパントとして、（化１５）を用いた以外は実施例３と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
緑色ドーパントとして、（化１５）を用いた以外は実施例３と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
また、その輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定したところ、実施例３の電流効率を１として、０.５であった。
緑色ドーパントとして、（化１６）を用いた以外は実施例３と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
その輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定したところ、実施例３の電流効率を１として、０.９であった。
赤色ドーパントとして、（化１７）を用いた以外は実施例１と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
その輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定したところ、実施例１の電流効率を１として、０.９であった。
赤色ドーパントとして、（化１８）を用いた以外は実施例１と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
その輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定したところ、実施例１の電流効率を１として、０.９であった。
赤色ドーパントとして、（化１９）を用いた以外は実施例１と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
その輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定したところ、実施例１の電流効率を１として、１.０であった。
青色ドーパントとして（化２０）、緑色ドーパントとして（化７）を用いた以外は実施例３と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
また、輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定した。
〔比較例３〕
青色ドーパントとして、（化２１）を用いた以外は実施例８と同様に有機発光素子を作製した。その結果、青色の発光が見られず、白色発光が得られなかった。
青色ドーパントとして、（化２１）を用いた以外は実施例８と同様に有機発光素子を作製した。その結果、青色の発光が見られず、白色発光が得られなかった。
また、輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定した結果、実施例８の電流効率を１として、０.７であった。
青色ドーパントとして、（化２２）を用いた以外は実施例８と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
また、輝度１００ｃｄ／ｍ2での電流効率を測定した結果、実施例９の電流効率を１.０として、０.９であった。
発光層３にそれぞれ、ポリカーボネート，ポリスチレン，アクリル樹脂，ポリアミド，ゼラチンを実施例１の固形分に対して１０％添加し、印刷法を用いて発光層を製膜した以外は実施例１と同様に有機発光素子を作製した。その結果、均一な発光層が得られ、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
〔比較例４〕
赤色ドーパントに（化１４）を用いた以外は実施例１と同様に、有機発光素子を作製した。その結果、実施例１と比べて、青発光が弱く、赤発光がつよい赤みがかった発光しか得られなかった。赤色ドーパントの発光層３中での濃度分布を測定したところ、中央部と発光層上部界面で違いは殆ど見られなかった。
赤色ドーパントに（化１４）を用いた以外は実施例１と同様に、有機発光素子を作製した。その結果、実施例１と比べて、青発光が弱く、赤発光がつよい赤みがかった発光しか得られなかった。赤色ドーパントの発光層３中での濃度分布を測定したところ、中央部と発光層上部界面で違いは殆ど見られなかった。
正孔輸送層として（化２３）、緑色ドーパントとして（化２４）を用いた以外は実施例１と同様に有機発光素子を作製した。その結果、赤，緑，青色の３色からなる白色発光が得られた。
１ 正孔注入層
２ 正孔輸送層
３ 発光層
４ ホスト
５ 赤色ドーパント
６ 緑色ドーパント
７ 青色ドーパント
８ 電子輸送層
９ 電子注入層
１０ 基板
１１ 下部電極
１２ 上部電極
１３ 有機層
１４ バンク
１５ 逆テーパバンク
１６ 樹脂層
１７ 封止基板
１８ 光取出し層
２ 正孔輸送層
３ 発光層
４ ホスト
５ 赤色ドーパント
６ 緑色ドーパント
７ 青色ドーパント
８ 電子輸送層
９ 電子注入層
１０ 基板
１１ 下部電極
１２ 上部電極
１３ 有機層
１４ バンク
１５ 逆テーパバンク
１６ 樹脂層
１７ 封止基板
１８ 光取出し層
Claims (12)
- 第一の電極と、
第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、
基板上に、前記第一の電極，前記発光層，前記第二の電極の順に形成され、
前記発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、
前記第一のドーパントは下記（化１）で表される有機発光素子。
Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。
Ｒ1はアルコキシ基またはアルキルチオ基を表す。
Ｒ2は炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，パーフルオロポリエーテル基，炭素数１０以上のアルキル基またはシロキシ基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。 - 第一の電極と、
第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、
基板上に、前記第一の電極，前記発光層，前記第二の電極の順に形成され、
前記発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、
前記第一のドーパントは下記（化２）で表される有機発光素子。
Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。
Ｒ3は炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，パーフルオロポリエーテル基またはシロキシ基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。 - 第一の電極と、
第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子であって、
基板上に、前記第一の電極，前記発光層，前記第二の電極の順に形成され、
前記発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、
第一のドーパントは下記（化３）で表される有機発光素子。
Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。
Ｒ4は−Ｏ−(ＣＨ2)ｘ−(Ｓｉ(ＣＨ3)2−Ｏ)ｙ−ＳｉＲ10Ｒ11Ｒ12（ｘは０以上の整数を表す。ｙは１以上の整数を表す。Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12はアルキル基を表す）を表す。
Ｒ5はアルキル基，炭素数３以上のフルオロアルキル基または炭素数３以上のパーフルオロアルキル基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。 - 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記発光層中にポリカーボネート，ポリスチレン，アクリル樹脂，ポリアミドまたはゼ
ラチンのいずれか一つ以上が含まれる有機発光素子。 - 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第一のドーパントが前記発光層中で濃度分布を形成し、
前記発光層形成時において、前記発光層の前記基板が存在する側とは反対側に、前記第一のドーパントのモル濃度が、前記発光層中の前記第一のドーパントの平均のモル濃度より高い領域が形成される有機発光素子。 - 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記発光層が第二のドーパントを含み、
前記第二のドーパントのＰＬスペクトルの最大強度を示す波長が前記第一のドーパントのＰＬスペクトルの最大強度を示す波長より長く、
前記発光層における前記第二のドーパントの固形分中のモル濃度が、前記発光層における前記第一のドーパントの固形分中のモル濃度より大きい有機発光素子。 - 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記発光層が第二のドーパントを含み、
前記発光層は電荷輸送層上に形成され、
前記電荷輸送層は、電荷輸送材料を含み、
前記第二のドーパントは、第二のドーパントの置換基を含み、
前記電荷輸送材料は、電荷輸送材料の置換基を含み、
前記発光層形成時において、前記第二のドーパントの置換基および前記電荷輸送材料の置換基によって前記第二のドーパントは前記発光層の前記電荷輸送層が存在する側の表面に引き寄せられる有機発光素子。 - 請求項７において、
前記第二のドーパントの置換基および前記電荷輸送材料の置換基は、以下のいずれか一つ以上である有機発光素子
（１）前記第二のドーパントの置換基および前記電荷輸送材料の置換基は、炭素数４以上のアルキル基である
（２）前記第二のドーパントの置換基および前記電荷輸送材料の置換基は、水素結合を形成する
（３）前記第二のドーパントの置換基はパーフルオロフェニル基、前記電荷輸送材料の置換基はフェニル基である。 - 請求項１乃至８のいずれかの有機発光素子に用いられる発光層形成用塗液であって、
前記発光層形成用塗液は、前記ホスト，前記第一のドーパントおよび溶媒を含む有機発光素子形成用塗液。 - 請求項１乃至８のいずれかの有機発光素子に用いられる発光層形成用材料であって、
前記発光層形成用材料は、前記ホストおよび前記第一のドーパントを含む有機発光素子形成用材料。 - 請求項１乃至８のいずれかの有機発光素子と、
前記有機発光素子を駆動する駆動装置と、を有する光源装置。 - 第一の電極と、
第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に配置された発光層を有する有機発光素子の製造方法であって、
基板上に、前記第一の電極，前記発光層，前記第二の電極の順に形成され、
前記発光層はホストおよび第一のドーパントを含み、
前記第一のドーパントは下記（化１）で表され、
前記発光層は塗布で作製される有機発光素子。
Ｍは周期律表における第８，９または１０族の元素を表す。
Ｒ1はアルコキシ基またはアルキルチオ基を表す。
Ｒ2は炭素数３以上のフルオロアルキル基，炭素数３以上のパーフルオロアルキル基，パーフルオロポリエーテル基，炭素数１０以上のアルキル基またはシロキシ基のいずれかを表す。それぞれの置換基が別の置換基と結合しても良い。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011153423A JP5624953B2 (ja) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | 有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法 |
| US14/131,852 US9954193B2 (en) | 2011-07-12 | 2012-07-11 | Material for forming organic light-emitting layer, coating liquid for forming organic light-emitting element, organic light-emitting element and light source device, and method for manufacturing same |
| PCT/JP2012/067660 WO2013008835A1 (ja) | 2011-07-12 | 2012-07-11 | 有機発光層形成用材料、有機発光素子形成用塗液、有機発光素子及び光源装置、並びにそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011153423A JP5624953B2 (ja) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | 有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013021138A JP2013021138A (ja) | 2013-01-31 |
| JP5624953B2 true JP5624953B2 (ja) | 2014-11-12 |
Family
ID=47692287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011153423A Expired - Fee Related JP5624953B2 (ja) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | 有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5624953B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014162566A1 (ja) * | 2013-04-04 | 2014-10-09 | 株式会社日立製作所 | 発光層用材料及び発光層用分散液、並びに発光素子 |
| KR102078296B1 (ko) * | 2013-06-21 | 2020-02-18 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 소자 |
| KR101618279B1 (ko) * | 2014-01-29 | 2016-05-09 | 홍익대학교 산학협력단 | 유기전기발광소자용 유기금속 화합물, 그의 제조방법 및 그를 이용한 유기전기발광소자 |
| US9397302B2 (en) * | 2014-10-08 | 2016-07-19 | Universal Display Corporation | Organic electroluminescent materials and devices |
| US10854826B2 (en) | 2014-10-08 | 2020-12-01 | Universal Display Corporation | Organic electroluminescent compounds, compositions and devices |
| JP7512917B2 (ja) | 2021-01-29 | 2024-07-09 | コニカミノルタ株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びにそれを具備した照明装置、表示装置及び印刷造形物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006290781A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Takasago Internatl Corp | 良溶解性イリジウム錯体 |
| JP4790298B2 (ja) * | 2005-04-08 | 2011-10-12 | 日本放送協会 | 良溶解性イリジウム錯体及び有機ｅｌ素子 |
-
2011
- 2011-07-12 JP JP2011153423A patent/JP5624953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013021138A (ja) | 2013-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102018091B1 (ko) | 광효율 개선층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치 | |
| WO2014128945A1 (ja) | 有機発光材料及び有機発光素子 | |
| Hou et al. | Efficient solution-processed small-molecule single emitting layer electrophosphorescent white light-emitting diodes | |
| WO2013114674A1 (ja) | イリジウム錯体化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置 | |
| JP5624953B2 (ja) | 有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗液，有機発光層形成用塗液を用いた有機発光素子，有機発光素子を用いた光源装置およびそれらの製造方法 | |
| JP5011401B2 (ja) | 有機発光層材料，有機発光層材料を用いた有機発光層形成用塗布液，有機発光層形成用塗布液を用いた有機発光素子および有機発光素子を用いた光源装置 | |
| JP5349105B2 (ja) | 有機電界発光素子 | |
| KR20160068641A (ko) | 지연 형광 화합물, 이를 포함하는 유기발광다이오드소자 및 표시장치 | |
| JP2010514749A (ja) | 電子注入層としてアゾメチン−リチウム−錯体を使用するエレクトロルミネッセンス素子 | |
| KR20160064956A (ko) | 지연 형광 화합물, 이를 포함하는 유기발광다이오드소자 및 표시장치 | |
| JP5638629B2 (ja) | 有機発光素子及びこれを用いた光源装置並びに有機発光層材料及び有機発光層形成用塗布液並びに当該素子の製造方法 | |
| JP2010514186A (ja) | エレクトロルミネッセンス素子 | |
| CN108276450B (zh) | 芳基取代的四齿配体配位的铂配合物及其合成方法和应用 | |
| KR100252976B1 (ko) | 적색 유기전계발광소자용 화합물, 그 제조방법 및 그를 이용한유기 전계발광 소자 | |
| WO2013008835A1 (ja) | 有機発光層形成用材料、有機発光素子形成用塗液、有機発光素子及び光源装置、並びにそれらの製造方法 | |
| US9306177B2 (en) | Organic light-emitting layer material, coating liquid for use in forming organic light-emitting layer with organic material, organic light-emitting device produced with coating liquid, light source apparatus with organic light-emitting device, and methods for manufacture thereof | |
| JP6020473B2 (ja) | イリジウム錯体化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置 | |
| JP5337896B2 (ja) | 有機発光層形成用材料，有機発光層形成用材料を用いた有機発光層形成用塗布液，有機発光層形成用塗布液を用いた有機発光素子および有機発光素子を用いた光源装置 | |
| JP7408125B2 (ja) | 電荷輸送材料および有機発光素子 | |
| KR101514799B1 (ko) | 새로운 구조의 포스피노 유도체 및 이를 이용한 유기 전기 소자 | |
| JP5643723B2 (ja) | 有機発光素子、光源装置、有機発光層形成用塗液及び有機発光層材料 | |
| JP5690677B2 (ja) | 有機発光層材料、有機発光層形成用塗液、有機発光素子および光源装置 | |
| KR20230068349A (ko) | 청색 발광 tadf 재료의 화학적 안정성 개선 | |
| KR20230028333A (ko) | 스피로비플로렌계 화합물, 이로 이루어진 정공 수송층 및 이를 포함하는 유기발광소자 | |
| JP5740231B2 (ja) | 有機発光層形成用材料，有機発光層形成用材料を用いた有機発光素子及び有機発光素子を用いた光源装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130806 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140701 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140902 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140929 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5624953 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |