JP2006245021A - 有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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Abstract

【課題】 正孔輸送性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を得る。
【解決手段】 硫黄原子を有するヘテロ環化合物からなる第１のユニットと、２級または３級アミン化合物からなる第２のユニットとを有する共重合体からなることを特徴としており、好ましくは、共役構造を有する第３のユニットをさらに有しており、第１のユニットのヘテロ環化合物としては、チオフェン誘導体などが好ましく用いられ、第２のユニットの２級または３級アミン化合物としては、ジフェニルアミン誘導体やトリフェニルアミン誘導体が好ましく用いられ、第３のユニットとしては、フルオレン誘導体またはフェニレン誘導体などの構造を含むことが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
近年、情報機器の多様化に伴い、一般に使用されているＣＲＴ（陰極線管）に比べて消費電力の少ない平面表示素子に対するニーズが急増している。その一つとして、高効率・薄型・軽量・低視野角依存性等の特徴を有する有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）が注目されている。
特に駆動電圧においては、同じＥＬ素子である無機ＥＬ素子が１００Ｖ以上と高電圧を必要としているのに対し、有機ＥＬ素子では１０Ｖ程度の低電圧で１００〜１０００００ｃｄ／ｍ2以上の高い発光輝度が得られる。このため、有機ＥＬ素子のフルカラーディスプレイや照明用発光素子への応用が期待される。
しかしながら、その実用化を考えた場合、素子の駆動電圧の更なる低電圧化を図ることが必要である。
有機ＥＬ素子の基本構造は、正孔（ホール）注入電極と電子注入電極との間に発光層を有する構造であり、正孔と電子の再結合により発光層において発光する。正孔（ホール）あるいは電子といった、キャリアの発光層への注入効率を高めるため、各電極と発光層の間にキャリア注入層、キャリア輸送層などを設ける場合もある。
素子駆動電圧の低電圧化を実現するためには、キャリアの移動度を向上する、あるいは発光層へのキャリア注入効率を高める必要がある。
その一方法として、陽極を酸化処理し、その仕事関数を大きくして正孔の注入効率を高めた素子が提案されている（特許文献１参照）。
また、正孔注入層の材料として、正孔輸送性高分子に電子受容性化合物を添加したものを用いた素子が提案されている（特許文献２参照）。
また、従来の有機ＥＬ素子においては、正孔注入層もしくは正孔輸送層として、例えば銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等が一般的に広く用いられてきた。
特開２００１−３１９７７７号公報 特開２００３−２１７８６２号公報
しかし、これらの従来技術においては、特性の改善が図られたとはいえ、十分に低い駆動電圧ではなかった。それは、正孔輸送材料のキャリア移動度や、有機ＥＬ素子に特有の界面におけるキャリア注入障壁の改善が十分ではなかったからである。
有機ＥＬ素子の低駆動電圧化を実現するためには、正孔と電子が各注入電極から注入され、発光層まで移動する際に発生する抵抗を軽減する必要がある。抵抗発生の主な原因として、バルク抵抗とキャリア注入障壁の２つが挙げられる。
バルク抵抗は、各層の中をキャリアが移動する際生じるもので、層の成分等により決定される。例えば、共役系分子はπ電子の非局在化によりキャリア移動を容易にするが、非共役系分子はその逆となる。
バルク抵抗は、比抵抗という数値で表されるが、比抵抗を少なくするためには、比抵抗の逆数である、電気伝導率を向上させればよい。電気伝導率は、キャリア濃度と電荷と移動度の積で表され、移動度の高い材料ほど高い電気伝導率を示し、比抵抗を少なくすることができる。すなわち、バルク抵抗を少なくするためには、電気伝導率の高い、あるいは、移動度の高い材料を開発することが必要不可欠である。
キャリア注入障壁は、隣接し、異なる２層間の界面に存在する。層の成分や作成方法などの様々な要因により、２層は異なるエネルギーレベルを持つ。キャリアは、正孔の場合、有機材料の最高占有軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、以下ＨＯＭＯ）へ、電子は最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、以下ＬＵＭＯ）へ注入されるが、隣合う２層の界面におけるＨＯＭＯレベル同士、又は、ＬＵＭＯレベル同士のギャップの大きさがキャリア注入障壁となり、キャリア注入効率を左右する。
また、キャリア注入障壁は、異なる２種の材質の間に生じやすい。例えば、有機材料と無機材料の界面には、ほとんどの場合、キャリア注入障壁を生じ、障壁がない場合の方がむしろまれである。同じ有機材料間においても、基本構造の異なる有機材料を用いた２層の間では、キャリア注入障壁を生じやすい。
有機エレクトロルミネッセンス素子の低駆動電圧化のためには、正孔注入層、正孔輸送層から、発光層までの材料構成が大きなウェイトを占めており、各層のバルク抵抗の低減と、各層の間のキャリア注入障壁の低減が重要だと考えられる。
また、従来用いられてきた銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）の場合は、着色しているため、正孔注入層もしくは正孔輸送層に用いた際に、有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光成分を吸収し、発光効率を見かけ上、低下させてしまうという問題があった。そのような問題を防ぐためには、可視光域での光の透過率が高い材料を開発する必要がある。
本発明の目的は、上記のような背景の下、正孔輸送性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料は、硫黄原子を有するヘテロ環化合物からなる第１のユニットと、２級または３級アミン化合物からなる第２のユニットとを有する共重合体であることを特徴としている。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料は、上記第１のユニット及び第２のユニットを有している。第１のユニット及び第２のユニットはそれぞれ正孔輸送性に優れたものであり、本発明の正孔輸送材料は、これらのユニットを共重合により共に有するものであるので、これら２つのユニットを有することによる相乗効果により、正孔輸送性がさらに優れた共重合体となっている。従って、本発明の正孔輸送材料を有機ＥＬ素子に用いることにより有機ＥＬ素子の正孔移動度あるいは電気伝導率を著しく向上させることができ、すなわち、バルク抵抗を減少させ、駆動電圧を低下させることができる。
また、本発明においては、第１または第２のユニットと同種の化合構造を持つユニットが、本発明の正孔輸送材料が用いられた有機層と隣り合う有機層に含まれていることが好ましい。同種の化学構造を持った有機材料同士の間では、ＨＯＭＯあるいはＬＵＭＯのレベルが近い場合が多く、また、同種の化学構造、同程度の双極子モーメントを有する有機材料同士の間では、積層時の密着性が高まり、キャリア注入障壁の低減が容易となる。
さらに、本発明の正孔輸送材料においては、第１のユニットと第２のユニットの配合比を調整することにより、可視光域での光の透過率の高い材料を提供することができる。従来の単一ユニットのみからなるポリチオフェン系材料においては、移動度は高いものの、可視光域で強く着色しているため、発光成分の取り出しに問題があったが、第１のユニットと第２のユニットが配合された本発明の正孔輸送材料においては、可視光域での着色が非常に少ない材料を提供することができる。
本発明の共重合体における第１のユニットのヘテロ環化合物としては、チオフェンまたは置換基を有するチオフェン誘導体であることが好ましい。
例えば、式（１）で示されるチオフェン誘導体、式（２）で示される環状エーテルを含むチオフェン誘導体、式（３）で示されるチオフェン誘導体、式（４）で示されるチオフェン誘導体などが挙げられる。
Figure 2006245021
（Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
Figure 2006245021
（Ｒ3は、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
Figure 2006245021
Figure 2006245021
本発明の共重合体における第２のユニットの２級または３級アミン化合物としては、ジアリールアミン化合物、トリアリールアミン化合物、またはそれらに置換基の付いたジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、窒素原子を２つ有するジアミン誘導体などが挙げられる。
上記２級または３級アミン化合物の具体例としては、式（５）で示される窒素原子を２つ有するジアミン誘導体、式（６）で示されるトリフェニルアミン誘導体、式（７）で示されるカルバゾール誘導体、式（８）で示されるナフチルアミン誘導体、式（９）で示されるアニリン化合物などが挙げられる。
Figure 2006245021
（Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
Figure 2006245021
（Ｒ6は、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
Figure 2006245021
（Ｒ7は、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
Figure 2006245021
Figure 2006245021
本発明の共重合体は、共役構造を有する第３のユニットをさらに有することが好ましい。このような第３のユニットとしては、フルオレンまたはフルオレン誘導体の構造、あるいはフェニレンまたはフェニレン誘導体の構造を含むものが好ましい。
上記第３のユニットの具体例としては、式（１０）で示されるフルオレン誘導体、式（１１）で示されるフルオレン誘導体、式（１２）で示されるフェニレン誘導体、式（１３）で示されるフェニレン誘導体などが挙げられる。
Figure 2006245021
（Ｒ8及びＲ9は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
Figure 2006245021
（Ｒ14〜Ｒ21は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
Figure 2006245021
（Ｒ10〜Ｒ13は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
Figure 2006245021
（Ｒ22〜Ｒ25は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に配置される発光層と、陽極及び発光層の間に配置される正孔輸送層とを備え、正孔輸送層が、上記本発明の正孔輸送材料を含むことを特徴としている。
本発明の有機ＥＬ素子においては、正孔輸送層に本発明の正孔輸送材料を含むことにより、有機ＥＬ素子内の正孔移動度を向上させることができ、駆動電圧を低減させることができる。
本発明の有機ＥＬ素子においては、陽極と正孔輸送層の間に、正孔注入層が設けられていることが好ましい。正孔注入層を設けることにより、さらに駆動電圧を低減させることができる。
また、本発明の有機ＥＬ素子においては、正孔注入層、正孔輸送層及び発光層のうちの隣り合う２層において、一方の層に含まれる単位構造と同一の構造または類似の構造が、他方の層に含まれていることが好ましい。例えば、正孔輸送層に本発明の共重合体が含まれている場合、共重合体の中の第１のユニットまたは第２のユニットと同一または類似の構造が正孔注入層または発光層に含有されていることが好ましい。これにより、正孔移動における界面障壁を軽減することができ、駆動電圧をさらに低減させることができる。
例えば、本発明の共重合体の第１のユニットが、チオフェンまたはチオフェン誘導体の構造を有する場合、正孔注入層にポリチオフェン系化合物が含まれることが好ましい。
また、正孔輸送層が、陽極側に配置される第１の正孔輸送層と、陰極側に配置される第２の正孔輸送層とから構成されている場合、第１の正孔輸送層に本発明の正孔輸送材料が含まれ、第２の正孔輸送層にフェニルアミン誘導体が含まれることが好ましい。この場合、第１の正孔輸送層に含まれる共重合体の第２のユニットは、フェニルアミン誘導体の構造を含むことが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子用正孔輸送材料は、硫黄原子を有するヘテロ環化合物からなる第１のユニットと、２級または３級アミン化合物からなる第２のユニットとを有する共重合体からなる。これらのユニットは正孔輸送性に優れた構造であり、本発明の共重合体はこのようなユニットを共に有するものであるので、これらのユニットの相乗効果によりさらに優れた正孔輸送性を示す。従って、本発明の正孔輸送材料を有機ＥＬ素子に用いることにより、正孔移動度を向上させることができ、有機ＥＬ素子の駆動電圧を低下させることができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図１は、本発明に従う一実施例の有機ＥＬ素子を示す模式的断面図である。
図１に示す有機ＥＬ素子は、基板１上に、陽極２が設けられており、陽極２の上に、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、及び電子注入層７がこの順に設けられている。電子注入層７の上には、陽極８が設けられている。
基板１としては、例えば、ガラスまたはプラスチック等からなる透明基板が用いられる。陽極２としては、例えば、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜が用いられる。
正孔注入層３としては、例えばポリチオフェン化合物が好ましく用いられる。以下の式で示されるポリエチレンジオキシチオフェンとポリ（ｐ−スチレンスルホン酸）の混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を用いることにより、正孔注入層３を溶液の塗布により形成することができる。
Figure 2006245021
正孔輸送層４は、上記本発明の共重合体から形成することができる。
本発明の共重合体の具体例としては、以下に示す各式で表される共重合体が挙げられる。
ポリ〔（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン−４′，４″−ジイル）−コ−（チオフェン−２，５−ジイル）〕（以下、ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈ）
Figure 2006245021
ポリ〔（２，３−ジオクタノキシベンゼン−１，４−ジイル）−コ−（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン−４′，４″−ジイル）−コ−（チオフェン−２，５−ジイル）〕（以下、ＰＤＯ−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈ）
Figure 2006245021
ポリ〔（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（Ｎ−トリカルバゾール−３，６−ジイル）−コ−（チオフェン−２，５−ジイル）〕（以下、ＰＦ８−Ｃｚ−Ｔｈ）
Figure 2006245021
ポリ〔（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン−４′，４″−ジイル）−コ−（３，４−エチレンジオキシチオフェン−２，５−ジイル）〕（以下、ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−ＥＤＯＴ）
Figure 2006245021
ポリ〔（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（トリフェニルアミン−４′，４″−ジイル）−コ−（３−シクロヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）〕（以下、ＰＦ８−ＴＰＡ−ＣｙＴｈ）
Figure 2006245021
ポリ〔（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（Ｎ，Ｎ′−ビフェニル−Ｎ−ナフタ−１−イルアミン−４′，４″−ジイル）−コ−（チオフェン−２，５−ジイル）〕（以下、ＰＦ８−ＮＰＡ−Ｔｈ）
Figure 2006245021
ポリ〔（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン−４′，４″−ジイル）−コ−（チオフェン−３，４−ジイル）〕（以下、ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈｂ）
Figure 2006245021
ポリ〔（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン−４′，４″−ジイル）−コ−（チオフェン−２，３−ジイル）〕（以下、ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈｃ）
Figure 2006245021
ポリ〔（９−スピロフルオロフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（N,N'−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン−４′，４″−ジイル）−コ−（チオフェン−２，５−ジイル）〕（以下、Ｓｐｉｒｏ−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈ）
Figure 2006245021
ポリ〔（３−エチルベンズ−１，５−ジイル）−コ−（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン−４′，４″−ジイル）−コ−（チオフェン−２，５−ジイル）〕（以下、ＥＢ−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈ）
Figure 2006245021
発光層５は、有機ＥＬ素子の発光層に用いることができるものであればよく、例えば、以下の構造を有するトリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（以下Ａｌｑ３）が挙げられる。
Figure 2006245021
発光層５は、ホスト材料にドーパント材料を混合させて形成したものであってもよい。ドーパント材料としては、一重項発光材料を用いてもよいし、三重項発光材料を用いてもよい。また、複数のドーパント材料を用いてもよい。また、発光層５は、高分子材料から形成してもよい。発光層５を構成する材料を選択することにより、発光色を調整することができる。また、発光層を２層以上で構成することもできる。
電子輸送層６は、電子移動度の高い材料から形成することが好ましい。例えば、上記のＡｌｑ３を用いて形成することができる。また、以下に示す構造を有する２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（以下ＢＣＰ）から形成することができる。
Figure 2006245021
電子注入層７は、電子注入効率の高い材料を用いて形成することが好ましい。例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）から形成することができる。
陰極８は、例えばアルミニウム等から形成することができる。
図２は、本発明に従う他の実施例の有機ＥＬ素子を示す模式的断面図である。
図２に示す有機ＥＬ素子は、基板１上に、陽極２、正孔注入層３、第１の正孔輸送層４ａ、第２の正孔輸送層４ｂ、発光層５、電子注入層７、及び陰極８をこの順序で設けることにより構成されている。
本実施例では、正孔輸送層を、第１の正孔輸送層４ａと第２の正孔輸送層４ｂから形成している。第１の正孔輸送層４ａは、例えば、図１に示す実施例の正孔輸送層４と同様の材料を用いて形成することができる。第２の正孔輸送層４ｂは、例えば、フェニルアミン誘導体などから形成することができる。このようなフェニルアミン誘導体として、以下の構造を有するＮ，Ｎ′−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ベンジジン（以下、ＮＰＢ）が挙げられる。
Figure 2006245021
第２の正孔輸送層４ｂを形成する材料は、第１の正孔輸送層４ａを形成する共重合体の第２のユニットの構造と同一または類似の構造を有する化合物から形成されていることが好ましい。
その他の層については、図１に示す実施例と同様にして形成することができる。
図３は、本発明に従うさらに他の実施例の有機ＥＬ素子を示す模式的断面図である。
図３に示す有機ＥＬ素子は、基板１上に、陽極２、正孔注入層３、第１の正孔輸送層４ａ、第２の正孔輸送層４ｂ、第１の発光層５ａ、第２の発光層５ｂ、第１の電子輸送層６ａ、第２の電子輸送層６ｂ、電子注入層７、及び陽極８をこの順序で設けることにより構成されている。
本実施例では、図２に示す実施例と同様に正孔輸送層が第１の正孔輸送層４ａ及び第２の正孔輸送層４ｂから形成されている。これらは、図２に示す実施例と同様にして形成することができる。
また、本実施例では、発光層が第１の発光層５ａ及び第２の発光層５ｂから形成されている。例えば、第１の発光層５ａとして、橙色〜赤色発光層を形成し、第２の発光層５ｂとして青色発光層を形成することにより、白色発光の有機ＥＬ素子とすることができる。この場合、赤色、緑色及び青色のフィルタを組み合わせることにより、光の三原色の表示（ＲＧＢ表示）が可能なフルカラー表示の有機ＥＬ素子とすることができる。
第１の発光層５ａとして、橙色発光層を形成する場合、例えば、ホスト材料としてＮＰＢを用い、第１のドーパントとして以下の構造を有する５，１２―ビス（４−ターシャリー−ブチルフェニル）−ナフタセン（以下、ｔＢｕＤＰＮ）を用い、第２のドーパントとして、以下の構造を有する５，１２−ビス（４−（６−メチルベンゾチアゾール−２−イル）フェニル）−６，１１−ジフェニルナフタセン（以下、ＤＢｚＲ）を用いて形成することができる。この場合、第２のドーパントが発光し、第１のドーパントは、ホスト材料から第２のドーパントへのエネルギーの移動を促進することにより第２のドーパントの発光を補充する役割を担う。これにより、橙色発光層５ａは、５００ｎｍよりも大きく、６５０ｎｍよりも小さいピーク波長を有する橙色を発光する。
Figure 2006245021
Figure 2006245021
また、第２の発光層５ｂとして、青色発光層を形成する場合、例えば、以下に示す構造を有するターシャリー−ブチル置換ジナフチルアントラセン（以下、ＴＢＡＤＮ）をホスト材料として用い、ＮＰＢを第１のドーパントとして用い、以下に示す構造を有する１，４，７，１０−テトラ−ターシャリー−ブチルペリレン（以下、ＴＢＰ）を第２のドーパントとして用いて青色発光層を形成してもよい。この場合、第２のドーパントが発光し、第１のドーパントはキャリアの輸送を促進することにより第２のドーパントの発光を補助する役割を担う。これにより、青色発光層５ｂは、４００ｎｍよりも大きく、５００ｎｍよりも小さいピーク波長を有する青色を発光する。
Figure 2006245021
Figure 2006245021
本発明の有機ＥＬ素子は、上記実施例の構造の有機ＥＬ素子に限定されるものではなく、例えば、緑色発光する発光層を備えた有機ＥＬ素子と、橙色または赤色発光する発光層を備えた有機ＥＬ素子と、青色発光する発光層を備えた有機ＥＬ素子を組み合わせ、フルカラー表示の有機ＥＬ素子としてもよい。
以下の実施例においては、上記実施例の有機ＥＬ素子を作製し、発光時における駆動電圧を評価した。
〔実験１〕
実施例１〜７及び比較例１においては、図２に示す構造を有する有機ＥＬ素子を、以下のようにして作製した。
（実施例１）
本発明に従う共重合体ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈを以下のようにして合成した。
＜ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈの合成＞
Figure 2006245021
撹拌装置を備え付けた反応装置をよく乾燥させ、窒素／真空ラインに接続し、反応器内に、２，５−ジブロモチオフェン（４８．４ｍｇ、０．２ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブロモフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−ベンジジン（２２７．４ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）、９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）（３２１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）、スズキカップリング触媒、トルエン（５ｍｌ）、塩基性水溶液（８ｍｌ）を加えた。反応器の開口部をゴム栓で閉じた後、短時間の真空引きと窒素パージを３回繰り返し、反応器内の空気の窒素への置換と溶媒の脱ガスを行った。その後、反応器を９０℃に加熱し、窒素雰囲気下で９０℃を保ったまま、約３時間反応させた。その後、フェニルボロン酸（６１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。その後、ブロモベンゼン（０．１２ｍｌ、１．１ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。反応終了後、室温にまで冷やし、反応溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に滴下し、ポリマー生成物を析出させた。ポリマー生成物をメタノールで３回洗浄した後、真空中で乾燥させた。その後、高分子生成物を約１０ｍｌのトルエンに溶解させ、シリカゲルを用いた短いカラムの中をトルエンを抽出液として通し、不純物を除去した。カラムを通った溶液を、ロータリーエバポレータを用いて濃縮した後、ポリマー溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に、メタノールを撹拌しながら滴下し、ポリマー生成物を再沈殿させた。ポリマー生成物はメタノールで３回洗浄した後、真空乾燥させ、最終生成物とした。最終生成物は、灰白色粉末状のポリマーであった。合成収率としては約８２％であった。ＧＰＣによる分子量測定結果は、ポリスチレン換算で、数平均分子量Ｍｎが３２０００、重量平均分子量Ｍｗが８４０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．６３であった。
＜有機ＥＬ素子の作製＞
ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず陽極２上に、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリ（ｐ−スチレンスルホン酸）の混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法により４５ｎｍの膜厚を有するように形成し、２００℃１５分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。
正孔注入層３上に、ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈをスピンコート法により３０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において１５０℃で１５分ベークすることにより第１の正孔輸送層４ａを形成した。この際、ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈはキシレン溶液として用いた。
続いて、第１の正孔輸送層４ａ上に、膜厚６０ｎｍのＡｌｑ３からなる発光層５、膜厚１ｎｍのＬｉＦからなる電子注入層７、及び膜厚２００ｎｍのＡｌからなる陰極8を真空蒸着法により形成した。
なお、本実施例では、第１の正孔輸送層４ａの上に第２の正孔輸送層４ｂを設けずに、直接発光層５を第１の正孔輸送層４ａの上に設けている。
（実施例２）
実施例１において、第１の正孔輸送層４ａの上に、膜厚３０ｎｍのＮＰＢからなる第２の正孔輸送層４ｂを設け、この第２の正孔輸送層４ｂの上に発光層５を設ける以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（実施例３）
本発明に従う共重合体ＰＤＯ−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈを以下のようにして合成した。
＜ＰＤＯ−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈの合成＞
Figure 2006245021
撹拌装置を備え付けた反応装置をよく乾燥させ、窒素／真空ラインに接続し、反応器内に、２，５−ジブロモチオフェン（２４．２ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブロモフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−ベンジジン（３０３．０ｍｇ、０．４ｍｍｏｌ）、２，３−ジオクタノキシルベンゼン−１，４−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）（２９３．０ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）、スズキカップリング触媒、トルエン（５ｍｌ）、塩基性水溶液（８ｍｌ）を加えた。反応器の開口部をゴム栓で閉じた後、短時間の真空引きと窒素パージを３回繰り返し、反応器内の空気の窒素への置換と溶媒の脱ガスを行った。その後、反応器を９０℃に加熱し、窒素雰囲気下で９０℃を保ったまま、約３時間反応させた。その後、フェニルボロン酸（６１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。その後、ブロモベンゼン（０．１２ｍｌ、１．１ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。反応終了後、室温にまで冷やし、反応溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に滴下し、ポリマー生成物を析出させた。ポリマー生成物をメタノールで３回洗浄した後、真空中で乾燥させた。その後、高分子生成物を約１０ｍｌのトルエンに溶解させ、シリカゲルを用いた短いカラムの中をトルエンを抽出液として通し、不純物を除去した。カラムを通った溶液を、ロータリーエバポレータを用いて濃縮した後、ポリマー溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に、メタノールを撹拌しながら滴下し、ポリマー生成物を再沈殿させた。ポリマー生成物はメタノールで３回洗浄した後、真空乾燥させ、最終生成物とした。最終生成物は、黄緑色粉末状のポリマーであった。合成収率としては約８６％であった。ＧＰＣによる分子量測定結果は、ポリスチレン換算で、数平均分子量Ｍｎが１１０００、重量平均分子量Ｍｗが３２０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．９１であった。
＜有機ＥＬ素子の作製＞
上記の共重合体ＰＤＯ−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈを用いて第１の正孔輸送層４ａを形成する以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。なお、第１の正孔輸送層４ａは、実施例１と同様にスピンコート法により形成した。
（実施例４）
本発明に従う共重合体ＰＦ８−Ｃｚ−Ｔｈを以下のようにして合成した。
＜ＰＦ８−Ｃｚ−Ｔｈの合成＞
Figure 2006245021
撹拌装置を備え付けた反応装置をよく乾燥させ、窒素／真空ラインに接続し、反応器内に、２，５−ジブロモチオフェン（２４．２ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）、３，６−ジブロモ−Ｎ−トリルカルバゾール（１６６．０ｍｇ、０．４ｍｍｏｌ）、９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）（３２１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）、スズキカップリング触媒、トルエン（５ｍｌ）、塩基性水溶液（８ｍｌ）を加えた。反応器の開口部をゴム栓で閉じた後、短時間の真空引きと窒素パージを３回繰り返し、反応器内の空気の窒素への置換と溶媒の脱ガスを行った。その後、反応器を９０℃に加熱し、窒素雰囲気下で９０℃を保ったまま、約３時間反応させた。その後、フェニルボロン酸（６１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。その後、ブロモベンゼン（０．１２ｍｌ、１．１ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。反応終了後、室温にまで冷やし、反応溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に滴下し、ポリマー生成物を析出させた。ポリマー生成物をメタノールで３回洗浄した後、真空中で乾燥させた。その後、高分子生成物を約１０ｍｌのトルエンに溶解させ、シリカゲルを用いた短いカラムの中をトルエンを抽出液として通し、不純物を除去した。カラムを通った溶液を、ロータリーエバポレータを用いて濃縮した後、ポリマー溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に、メタノールを撹拌しながら滴下し、ポリマー生成物を再沈殿させた。ポリマー生成物はメタノールで３回洗浄した後、真空乾燥させ、最終生成物とした。最終生成物は、黄色粉末状のポリマーであった。合成収率としては約８８％であった。ＧＰＣによる分子量測定結果は、ポリスチレン換算で、数平均分子量Ｍｎが２５０００、重量平均分子量Ｍｗが７３０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．９２であった。
＜有機ＥＬ素子の作製＞
第１の正孔輸送層４ａを共重合体ＰＦ８−Ｃｚ−Ｔｈを用い、実施例１と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（実施例５）
本発明に従う共重合体ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−ＥＤＯＴを以下のようにして合成した。
＜ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−ＥＤＯＴの合成＞
Figure 2006245021
撹拌装置を備え付けた反応装置をよく乾燥させ、窒素／真空ラインに接続し、反応器内に、２，５−ジブロモ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（３０．０ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブロモフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ターシャルブチルフェニル）−ベンジジン（３０３．２ｍｇ、０．４ｍｍｏｌ）、９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）（３２１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）、スズキカップリング触媒、トルエン（５ｍｌ）、塩基性水溶液（８ｍｌ）を加えた。反応器の開口部をゴム栓で閉じた後、短時間の真空引きと窒素パージを３回繰り返し、反応器内の空気の窒素への置換と溶媒の脱ガスを行った。その後、反応器を９０℃に加熱し、窒素雰囲気下で９０℃を保ったまま、約３時間反応させた。その後、フェニルボロン酸（６１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。その後、ブロモベンゼン（０．１２ｍｌ、１．１ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。反応終了後、室温にまで冷やし、反応溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に滴下し、ポリマー生成物を析出させた。ポリマー生成物をメタノールで３回洗浄した後、真空中で乾燥させた。その後、高分子生成物を約１０ｍｌのトルエンに溶解させ、シリカゲルを用いた短いカラムの中をトルエンを抽出液として通し、不純物を除去した。カラムを通った溶液を、ロータリーエバポレータを用いて濃縮した後、ポリマー溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に、メタノールを撹拌しながら滴下し、ポリマー生成物を再沈殿させた。ポリマー生成物はメタノールで３回洗浄した後、真空乾燥させ、最終生成物とした。最終生成物は、黄色粉末状のポリマーであった。合成収率としては約８８％であった。ＧＰＣによる分子量測定結果は、ポリスチレン換算で、数平均分子量Ｍｎが４３０００、重量平均分子量Ｍｗが１０２０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．３７であった。
＜有機ＥＬ素子の作製＞
第１の正孔輸送層４ａを、共重合体ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−ＥＤＯＴを用い、実施例１と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（実施例６）
本発明に従う共重合体ＰＦ８−ＴＰＡ−ＣｙＴｈを以下のようにして合成した。
＜ＰＦ８−ＴＰＡ−ＣｙＴｈの合成＞
Figure 2006245021
撹拌装置を備え付けた反応装置をよく乾燥させ、窒素／真空ラインに接続し、反応器内に、２，５−ジブロモ−３−シクロヘキシルチオフェン（３２．４ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）、４，４−ジブロモ−トリフェニルアミン（１６１．２ｍｇ、０．４ｍｍｏｌ）、９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）（３２１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）、スズキカップリング触媒、トルエン（５ｍｌ）、塩基性水溶液（８ｍｌ）を加えた。反応器の開口部をゴム栓で閉じた後、短時間の真空引きと窒素パージを３回繰り返し、反応器内の空気の窒素への置換と溶媒の脱ガスを行った。その後、反応器を９０℃に加熱し、窒素雰囲気下で９０℃を保ったまま、約３時間反応させた。その後、フェニルボロン酸（６１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。その後、ブロモベンゼン（０．１２ｍｌ、１．１ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。反応終了後、室温にまで冷やし、反応溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に滴下し、ポリマー生成物を析出させた。ポリマー生成物をメタノールで３回洗浄した後、真空中で乾燥させた。その後、高分子生成物を約１０ｍｌのトルエンに溶解させ、シリカゲルを用いた短いカラムの中をトルエンを抽出液として通し、不純物を除去した。カラムを通った溶液を、ロータリーエバポレータを用いて濃縮した後、ポリマー溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に、メタノールを撹拌しながら滴下し、ポリマー生成物を再沈殿させた。ポリマー生成物はメタノールで３回洗浄した後、真空乾燥させ、最終生成物とした。最終生成物は、緑色粉末状のポリマーであった。合成収率としては約８７％であった。ＧＰＣによる分子量測定結果は、ポリスチレン換算で、数平均分子量Ｍｎが２１０００、重量平均分子量Ｍｗが６５０００、Ｍｗ／Ｍｎが３．１０であった。
＜有機ＥＬ素子の作製＞
第１の正孔輸送層４ａを、共重合体ＰＦ８−ＴＰＡ−ＣｙＴｈを用いて、実施例１と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（実施例７）
本発明に従う共重合体ＰＦ８−ＮＰＡ−Ｔｈを以下のようにして合成した。
＜ＰＦ８−ＮＰＡ−Ｔｈの合成＞
Figure 2006245021
撹拌装置を備え付けた反応装置をよく乾燥させ、窒素／真空ラインに接続し、反応器内に、２，５−ジブロモチオフェン（２４．２ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）、４，４′−ジブロモ−Ｎ，Ｎ′−ビフェニル−Ｎ−ナフタ−１−イル−アミン（１８１．２ｍｇ、０．４ｍｍｏｌ）、９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）（３２１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）、スズキカップリング触媒、トルエン（５ｍｌ）、塩基性水溶液（８ｍｌ）を加えた。反応器の開口部をゴム栓で閉じた後、短時間の真空引きと窒素パージを３回繰り返し、反応器内の空気の窒素への置換と溶媒の脱ガスを行った。その後、反応器を９０℃に加熱し、窒素雰囲気下で９０℃を保ったまま、約３時間反応させた。その後、フェニルボロン酸（６１ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。その後、ブロモベンゼン（０．１２ｍｌ、１．１ｍｍｏｌ）を反応溶液中に加え、さらに窒素雰囲気下で２時間、９０℃で反応を行った。反応終了後、室温にまで冷やし、反応溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に滴下し、ポリマー生成物を析出させた。ポリマー生成物をメタノールで３回洗浄した後、真空中で乾燥させた。その後、高分子生成物を約１０ｍｌのトルエンに溶解させ、シリカゲルを用いた短いカラムの中をトルエンを抽出液として通し、不純物を除去した。カラムを通った溶液を、ロータリーエバポレータを用いて濃縮した後、ポリマー溶液をメタノール（３００ｍｌ）中に、メタノールを撹拌しながら滴下し、ポリマー生成物を再沈殿させた。ポリマー生成物はメタノールで３回洗浄した後、真空乾燥させ、最終生成物とした。最終生成物は、灰白色粉末状のポリマーであった。合成収率としては約８９％であった。ＧＰＣによる分子量測定結果は、ポリスチレン換算で、数平均分子量Ｍｎが５４０００、重量平均分子量Ｍｗが１３２０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．４４であった。
＜有機ＥＬ素子の作製＞
第１の正孔輸送層４ａを、共重合体ＰＦ８−ＮＰＡ−Ｔｈを用いて、実施例１と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（比較例１）
＜有機ＥＬ素子の作製＞
第１の正孔輸送層４ａを、以下に示す構造を有するポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）を用い、実施例１と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
Figure 2006245021
（有機ＥＬ素子の評価）
実施例１〜７及び比較例１の有機ＥＬ素子の発光特性を評価した。駆動電流を２０ｍＡ／ｃｍ2として駆動させたときの駆動電圧を表１に示した。なお、表１には、正孔注入層、第１の正孔輸送層及び第２の正孔輸送層の材料も併せて示している。
Figure 2006245021
表１に示すように、実施例１〜７の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、比較例１に比べ、低くなっている。
実施例１〜７の有機ＥＬ素子においては、本発明に従う共重合体を用いて第１の正孔輸送層４ａを形成しているため、有機ＥＬ素子内での正孔の移動度が向上し、これによって低い駆動電圧が得られたと考えられる。
また、実施例１〜７においては、正孔注入層３にポリチオフェン化合物を用いており、正孔注入層３に隣接する第１の正孔輸送層４ａに、チオフェン誘導体の構造を第１のユニットとして有した本発明の共重合体を用いている。また、実施例２〜７においては、第２の正孔輸送層４ｂにフェニルアミン誘導体であるＮＰＢを用いており、第２の正孔輸送層４ｂに隣接する第１の正孔輸送層４ａにおいて、フェニルアミン誘導体の構造を第２のユニットとして有した本発明の共重合体を用いている。これらのことにより、正孔注入層３と第１の正孔輸送層４ａにおける界面、及び第１の正孔輸送層４ａと第２の正孔輸送層４ｂにおける界面にそれぞれ存在する正孔移動における障壁を軽減し、駆動電圧を低減させているものと考えられる。
一方、比較例１においては、第１の正孔輸送層４ａとしてＰＶＫを用いているため、上記のような隣接する２層間の関係が存在しておらず、駆動電圧が高くなっていると考えられる。
〔実験２〕
図３に示した構造を有する実施例８〜１３及び比較例２の有機ＥＬ素子を以下のようにして作製した。
（実施例８）
＜有機ＥＬ素子の作製＞
ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板を用い、陽極２の上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４５ｎｍの膜厚を有するように形成し、２００℃１５分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。
正孔注入層３上に、ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈをスピンコート法により３０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において１５０℃で１５分ベークすることにより第１の正孔輸送層４ａを形成した。この際、ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈはキシレン溶液として用いた。
続いて、正孔輸送層４ａ上に、膜厚３０ｎｍのＮＰＢからなる第２の正孔輸送層４ｂを真空蒸着法により形成した。橙色発光層５ａは、膜厚３０ｎｍを有し、ＮＰＢからなるホスト材料にｔＢｕＤＰＮからなる第１のドーパントを１０重量％添加し、ＤＢｚＲからなる第２のドーパントを３重量％添加することにより形成した。
青色発光層５ｂは、膜厚６０ｎｍを有し、ＴＢＡＤＮからなるホスト材料にＮＰＢからなる第１のドーパントを２０重量％添加し、ＴＢＰからなる第２のドーパントを１重量％添加することにより形成した。
続いて、膜厚３ｎｍのＡｌｑ３からなる第１の電子輸送層６ａ、膜厚７ｎｍのＢＣＰから成る第２の電子輸送層６ｂ、膜厚１ｎｍのＬｉＦから成る電子注入層７と、膜厚２００ｎｍのＡｌからなる陰極８を真空蒸着法により形成した。
（実施例９）
第１の正孔輸送層４ａを、本発明に従う共重合体ＰＤＯ−ｔＢｕＴＰＤ−Ｔｈを用い、実施例８と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（実施例１０）
第１の正孔輸送層４ａを、本発明に従う共重合体ＰＦ８−Ｃｚ−Ｔｈを用い、実施例８と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（実施例１１）
第１の正孔輸送層４ａを、本発明に従う共重合体ＰＦ８−ｔＢｕＴＰＤ−ＥＤＯＴを用い、実施例８と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（実施例１２）
第１の正孔輸送層４ａを、本発明に従う共重合体ＰＦ８−ＴＰＡ−ＣｙＴｈを用い、実施例８と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（実施例１３）
第１の正孔輸送層４ａを、本発明に従う共重合体ＰＦ８−ＮＰＡ−Ｔｈを用い、実施例８と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（比較例２）
第１の正孔輸送層４ａを、ＰＶＫを用い、実施例８と同様のスピンコート法により形成する以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
（有機ＥＬ素子の評価）
実施例８〜１３及び比較例２の有機ＥＬ素子の発光特性を評価した。駆動電流を２０ｍＡ／ｃｍ2とし、そのときの駆動電圧を表２に示した。なお、表２には、正孔注入層、第１の正孔輸送層及び第２の正孔輸送層の材料も併せて示している。
Figure 2006245021
表２に示すように、実施例８〜１３の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、比較例２に比べ、低くなっている。
実施例８〜１３の有機ＥＬ素子においては、本発明に従う共重合体を用いて第１の正孔輸送層４ａを形成しているため、有機ＥＬ素子内での正孔の移動度が向上し、これによって低い駆動電圧が得られたと考えられる。
また、実施例８〜１３においては、正孔注入層３にポリチオフェン化合物を用いており、正孔注入層３に隣接する第１の正孔輸送層４ａに、チオフェン誘導体の構造を第１のユニットとして有した本発明の共重合体を用いている。また、第２の正孔輸送層４ｂにフェニルアミン誘導体であるＮＰＢを用いており、第２の正孔輸送層４ｂに隣接する第１の正孔輸送層４ａにおいて、フェニルアミン誘導体の構造を第２のユニットとして有した本発明の共重合体を用いている。これらのことにより、正孔注入層３と第１の正孔輸送層４ａにおける界面、及び第１の正孔輸送層４ａと第２の正孔輸送層４ｂにおける界面にそれぞれ存在する正孔移動における障壁を軽減し、駆動電圧を低減させているものと考えられる。
一方、比較例２においては、第１の正孔輸送層４ａとしてＰＶＫを用いているため、上記のような隣接する２層間の関係が存在しておらず、駆動電圧が高くなっていると考えられる。
本発明に従う一実施例の有機ＥＬ素子を示す模式的断面図。 本発明に従う他の実施例の有機ＥＬ素子を示す模式的断面図。 本発明に従うさらに他の実施例の有機ＥＬ素子を示す模式的断面図。
符号の説明
１…基板
２…陽極
３…正孔注入層
４…正孔輸送層
４ａ…第１の正孔輸送層
４ｂ…第２の正孔輸送層
５…発光層
５ａ…第１の発光層
５ｂ…第２の発光層
６…電子輸送層
６ａ…第１の電子輸送層
６ｂ…第２の電子輸送層
７…電子注入層
８…陰極

Claims (21)

  1. 硫黄原子を有するヘテロ環化合物からなる第１のユニットと、２級または３級アミン化合物からなる第２のユニットとを有する共重合体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用正孔輸送材料。
  2. 前記第１のユニットのヘテロ環化合物が、チオフェンまたは置換基を有するチオフェン誘導体であ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用正孔輸送材料。
  3. 前記第２のユニットの２級または３級アミン化合物が、ジアリールアミン化合物、トリアリールアミン化合物、またはそれらに置換基の付いたジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体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用正孔輸送材料。
  4. 前記ジアリールアミン化合物、トリアリールアミン化合物またはそれらに置換基の付いたジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体において、アリール基がフェニルまたはナフチル基であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
  5. 前記第２のユニットの２級または３級アミン化合物が、窒素原子を２つ有するジアミン誘導体であることを特徴とする請求項１〜４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用正孔輸送材料。
  6. 前記共重合体が、共役構造を有する第３のユニットをさらに有することを特徴とする請求項１〜５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用正孔輸送材料。
  7. 前記第３のユニットが、フルオレンまたはフルオレン誘導体の構造を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
  8. 前記第３のユニットが、フェニレンまたはフェニレン誘導体の構造を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
  9. 前記第１のユニットのヘテロ環化合物が、式（１）で示されるチオフェン誘導体であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
    Figure 2006245021
     （Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
  10. 前記第１のユニットのヘテロ環化合物が、式（２）で示される環状エーテルを含むチオフェン誘導体であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
    Figure 2006245021
     （Ｒ3は、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
  11. 前記第２のユニットの２級または３級アミン化合物が、式（５）で示される窒素原子を２つ有するジアミン誘導体であることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
    Figure 2006245021
     （Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
  12. 前記第２のユニットの２級または３級アミン化合物が、式（６）で示されるトリフェニルアミン誘導体であることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
    Figure 2006245021
     （Ｒ6は、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
  13. 前記第２のユニットの２級または３級アミン化合物が、式（７）で示されるカルバゾール誘導体であ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用正孔輸送材料。
    Figure 2006245021
     （Ｒ7は、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
  14. 前記第２のユニットの２級または３級アミン化合物が、式（８）で示されるナフチルアミン誘導体であ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用正孔輸送材料。
    Figure 2006245021
  15. 前記第３のユニットが、式（１０）で示されるフルオレン誘導体の構造を有することを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
    Figure 2006245021
     （Ｒ8及びＲ9は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
  16. 前記第３のユニットが、式（１２）で示されるフェニレン誘導体の構造を有することを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料。
    Figure 2006245021
     （Ｒ10〜Ｒ13は、それぞれ独立に、水素、炭素1〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基、ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群のうちのいずれかの基である。）
  17. 陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に配置される発光層と、前記陽極及び前記発光層の間に配置される正孔輸送層とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    前記正孔輸送層が、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の正孔輸送材料を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  18. 前記陽極及び前記正孔輸送層の間に、正孔注入層が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  19. 前記正孔注入層、前記正孔輸送層及び前記発光層のうちの隣り合う２層において、一方の層に含まれる単位構造と同一の構造または類似の構造が、他方の層に含まれていることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  20. 前記正孔注入層が、ポリチオフェン系化合物を含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  21. 前記正孔輸送層が、前記陽極側に配置される第１の正孔輸送層と、前記陰極側に配置される第２の正孔輸送層とから構成されており、前記第１の正孔輸送層が、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の正孔輸送材料を含み、前記第２の正孔輸送層がフェニルアミン誘導体を含むことを特徴とする請求項１７〜２０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。
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