JP5690677B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、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。塗布法で白色の光源装置を得る方法としては、（１）青、緑、赤それぞれに発光する有機発光素子を平面上に配置する、２）青、緑、赤其々に発光する発光層を積層する、（３）青、緑、赤のそれぞれの色で発光する１層の発光層を有する方法がある。

（１）の青、緑、赤其々に発光する有機発光素子を用いる方法は、特に青色発光素子で積層する層数が多くなるため、層数を少なくすることが求められている。これまでに青色発光層を有する高効率な有機発光素子としては、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／青色発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極の順番に構成されており、特許文献１にて報告されている。

特開平９−６３７７０号公報

従来の有機発光素子では、ドーパントおよび電荷輸送層に所望の機能性基がなく、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、従来の高効率発光素子では積層数が多いため、製造工程において手間やコストが多くかかるという課題があった。この課題は特に青色で顕著であった。

本発明の目的は、積層数が少なく、かつ高効率発光を実現する有機発光素子および光源装置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。

下部電極と、上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に配置された電荷輸送層および発光層と、を有する有機発光素子を複数有する光源装置であって、面内に発光色の異なる有機発光素子が並び、前記複数の有機発光素子のうち、少なくとも一つの青色の有機発光素子において、前記発光層にはホスト、第一のドーパントが含まれ、前記第一のドーパントには第一の機能性基が含まれ、前記第一のドーパントの濃度は、前記発光層において前記上部電極が存在する側の領域は前記下部電極が存在する側の領域よりも高い、または前記発光層において前記下部電極が存在する側の領域は前記上部電極が存在する側の領域よりも高い、のいずれかである。

本発明により、積層数が少なく、かつ高効率発光を実現する有機発光素子および光源装置を提供できる。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。

本発明における実施例１の光源装置における断面図である。 本発明における有機発光素子の一実施の形態における断面図である。 比較例１の光源装置の断面図である。 本発明における実施例２の光源装置の断面図である。 比較例４の光源装置における断面図である。 実施例１〜９、比較例１〜４の各層で用いられる材料のまとめ表。 本発明の光源装置の構成図である。

以下、図面等により本発明を詳細に説明する。

従来の青色燐光材料を用いた高効率有機発光素子では、青色ドーパントからのエネルギー移動を抑制するため、高い最低三重項励起エネルギー（Ｔ１）を有する電子阻止層や正孔阻止層を用いてきた。

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。

基板１はガラス基板である。但し、ガラス基板に限るものではなく、適切な透水性低下保護膜を施したプラスティック基板や金属基板も用いることができる。

下部電極２は陽極である。ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明電極が用いられる。但し、それらに限られるものではなく、Ａｌ、Ａｇなどの積層体や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。また、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明電極を用いてもよい。

上部電極９は陰極である。Ａｌと電子注入性のＬｉＦ、Ｌｉ２０などのアルカリ金属のフッ化物、酸化物などの積層体が用いられる。また、Ａｌとアルカリ金属の共蒸着物も用いられる。また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こともできる。但し、それらに限られるものではなく、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、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が陰極となる場合には、上部電極は陽極となる。その場合には、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明電極が用いられる。また、Ａｇ薄膜などの金属薄膜を用いることができる。ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明電極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、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。

正孔注入層３は下部電極２から正孔を注入するための層である。単層もしくは複数層設けてもよい。正孔注入層３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ー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４は正孔注入層３から発光層に効率よく正孔を注入するための層である。正孔輸送層としては、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ーも用いることができる。また、ポリマーに限ることはなく、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。

通常、青色燐光発光素子の場合には、正孔輸送層材料として、電子阻止性能の高い、いわゆる最低空軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーが高い材料を用いる必要がある。その材料は赤、緑発光層に正孔を注入しやすい材料と異なってしまう。そのため、青色燐光発光素子においては、赤、緑発光層に用いる正孔輸送材料と異なる材料を電子阻止層として、正孔輸送層と発光層の間に設置する必要がある。しかしながら、本発明においてはそのような電子阻止層を形成する必要がなく、積層数を低減することができる。

バンク８は発光色の異なる発光層を分離するために形成される。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。

発光層５−１、２、３は所望の発光色の発光を得るための層である。発光層５−１、２、３はホスト１１−１、２、３及びドーパント１２−１、２、３を含む。ドーパントとして、蛍光性化合物、燐光性化合物を用いることができる。但し、高効率発光を得る場合には燐光性ドーパントを用いる方が望ましい。発光層５−１、２、３の形成用材料は、ホスト１１−１、２、３、赤色のドーパント１２−１、緑色のドーパント１２−２及び青色のドーパント１２−３からなる。ただし、赤発光層と緑発光層を混合し、赤緑発光層としてもかまわない。その場合は、赤緑発光層はホストと赤色のドーパント１２−１及び緑色のドーパント１２−２を含む。発光層５−１、２、３はホスト、ドーパント以外に電荷輸送材料（正孔輸送材料或いは電子輸送材料）を含んでいてもよい。それらは、発光層中のチャージバランスを向上させるために用いられる。また、発光層はバインダポリマを含んでもよい。

ドーパント１２−３に適切な機能性基を付与し、ドーパント１２−３を発光層５−３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。また、電荷輸送材料に機能性基を付与しても良い。以下では、電荷輸送材料に機能性基を付与する場合について説明する。

ドーパント１２−３に付与される機能性基、電荷輸送材料に付与される機能性基を、例えば、ドーパント１２−３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、ドーパント１２−３が電荷輸送層の近傍に局在化する。この場合、ドーパント１２−３の機能性基および電荷輸送材料の機能性基により、発光層内のドーパント１２−３は発光層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。

この時、発光層内でドーパント１２−３は濃度分布を形成し、発光層の膜厚方向において、ドーパント１２−３の濃度がピークとなる位置は発光層の中央より電荷輸送層側に存在することになる。また、発光層の膜厚方向において、ドーパント１２−３の濃度がピークとなる位置から発光層における電荷輸送層が、発光層の形成時に存在しない側の表面に向かって、ドーパント１２−３の濃度は単調減少する。ドーパント１２−３と電荷輸送材料との相互作用を用いる場合、ドーパント１２−３の機能性基および電荷輸送材料の機能性基として、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、ドーパント１２−３の機能性基および電荷輸送材料の機能性基に水素結合を形成できる置換基を設けることにより、ドーパント１２−３と電荷輸送材料との相互作用が強まり、ドーパント１２−３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１２−３同士での水素結合を抑制できる。
（１）ドーパント１２−３の機能性基がヒドロキシ基、電荷輸送材料の機能性基がカルボキシル基。
（２）ドーパント１２−３の機能性基がカルボキシル基、電荷輸送材料の機能性基がヒドロキシ基。
（３）ドーパント１２−３の機能性基がアミド基、電荷輸送材料の機能性基がアシル基。
（４）ドーパント１２−３の機能性基がアシル基、電荷輸送材料の機能性基がアミド基。
（５）ドーパント１２−３の機能性基がアミノ基、電荷輸送材料の機能性基がヒドロキシ基。

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。以上に述べた機能性基は、ドーパント１２−３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、ドーパント１２−３の機能性基をパーフルオロフェニル基、電荷輸送材料の機能性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１２−３の機能性基および電荷輸送材料の機能性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）ドーパント１２−３の機能性基及び電荷輸送材料の機能性基は、炭素数４以上のアルキル基である。
（２）ドーパント１２−３の機能性基及び電荷輸送材料の機能性基は、水素結合を形成する。
（３）ドーパント１２−３の機能性基はパーフルオロフェニル基、電荷輸送材料の機能性基はフェニル基である。

発光層５−３に含まれる全てのドーパント１２−３に機能性基が付与されていても良いし、一部のドーパント１２−３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。

ホスト１１として、トリフェニルアミン誘導体、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。また、８−キノリノールの金属錯体なども用いることができる。また、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、ゼラチンなどのバインダポリマも合わせて用いることができる。効率の良い発光を得るためにはドーパント１２の励起エネルギーよりも、ホスト１１の励起エネルギーが十分大きいことが好ましい。そのため、通常、発光ドーパントのバンドギャップ（最高被占軌道（ＨＯＭＯ）と最低空軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー差）よりホストのバンドギャップは大きくなる。通常青、緑、赤ドーパントのバンドギャップは青＞緑＞赤となるため、ホストのバンドギャップも青用ホスト＞緑用ホスト＞赤用ホストとなる。バンドギャップが大きいホスト材料は通常深いＨＯＭＯエネルギーと浅いＬＵＭＯエネルギーをもつ。従って、通常は青用ホストのＨＯＭＯエネルギーが最も深くなる。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。

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。

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。

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。

正孔阻止層６−１、２、３は正孔が発光層から電子輸送層に移動するのを防ぐための層である。また、発光ドーパントの励起エネルギーが正孔阻止層や電子輸送層に移動することを防ぐ役割も有する。正孔阻止層の材料としては、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、ベンズイミダゾール誘導体等を用いることができる。青色燐光発光層の正孔阻止層として用いる層は、特に最高被占軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーが深い材料を用いる必要がある。正孔阻止層は発光層から電子輸送層への正孔注入を阻止するため、発光層のＨＯＭＯエネルギーよりも十分深いＨＯＭＯエネルギーを持っている必要がある。また、発光ドーパントの励起エネルギーが移動することを防ぐためには、正孔阻止層の励起エネルギーが発光ドーパントより十分大きい必要がある。そのためには、通常発光ドーパントより十分浅いＬＵＭＯエネルギーと深いＨＯＭＯエネルギーを持つ必要がある。前述したように通常ホスト、ドーパントのＨＯＭＯエネルギーは青、緑、赤の順で深くなる。従って、青用正孔阻止層のＨＯＭＯエネルギーが最も深くなる必要がある。また、エネルギー抑制の観点からは、通常最も浅いＬＵＭＯエネルギーをもつ。正孔阻止の観点からは、青用正孔阻止層材料を緑、赤用に用いることができる。しかしながら、ＨＯＭＯエネルギーが深く、ＬＵＭＯエネルギーが浅い正孔阻止層ほど、安定性、電子輸送性が低くなる課題を有する。そのため、青、緑、赤用に別々の正孔阻止層を選択する方がすべての発光色での性能、安定性向上の観点からは望ましい。

電子輸送層７は電子を正孔阻止層を介して発光層に輸送するための層である。電子輸送層の材料としては、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、ベンズイミダゾール誘導体等を用いることができる。

図２は、図１の本発明の一実施形態に係る光源装置の上面図である。この光源装置では、下部電極２−１上が赤、２−２上が緑、２−３上が青に発光する発光層を有している。
下部電極２−１、２−２、２−３と上部電極９との間に印加する電圧を調整することにより、白色などの所望の発光色を得ることができる。

以下に具体的な実施例を示して、本願発明の内容をさらに詳細に説明する。以下の実施例は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの実施例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。

図６に、実施例１〜９、比較例１〜４の各層で用いられる材料の内容をまとめたものを説明する。

第１の実施例の光源装置の断面図は図１である。各層には以下の材料を用いた。

基板１にはガラス基板を用い、下部電極２には、ＩＴＯを用いた。正孔注入層３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４には、トリフェニルアミン系ポリマーを用いた。

発光層５−１のホスト１１−１には、ＢＡｌｑを用いた。基板１上において主面に沿う方向に発光色の異なる発光層５−１、２、３が形成されている。

また、ドーパント１２−１（赤色ドーパント）には、〔化１〕であらわされるＩｒ錯体を用いた。

また、発光層５−２のホスト１１−２には、〔化２〕で表される材料を用いた。

ドーパント１２−２（緑ドーパント）には、〔化３〕であらわされるＩｒ錯体を用いた。

発光層５−３のホスト１１−３には、〔化４〕で表される材料を用いた。

ドーパント１２−３（青ドーパント）には、〔化５〕であらわされるＩｒ錯体を用いた。

なお、〔化５〕には、フルオロアルキル基が含まれる。

発光層５−３において、ドーパント１２−３はホスト１１−３に対して、重量比で１％である。発光層５−３を形成するための塗液は溶媒にトルエンを用い、溶媒に対して、固形分の重量比が１％となるように作製した。この塗液を用い、インクジェット法を用いて、発光層５−３を形成した。

正孔阻止層６−１には、ＢＡｌｑを用いた。また、正孔阻止層６−２には、Ｎ−arylbenzimidazoles Trimerを用いた。また、正孔阻止層６−３には、〔化６〕で表される材料を用いた。

電子輸送層７には、Ａｌｑ３を用いた。

上部電極９には、ＬｉＦ／Ａｌの積層構造を用いた。

本実施例の下部電極２−１、２、３に＋電位を上部電極９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５−３のドーパント１２−３（青色ドーパント）の濃度分布を測定したところ、発光層５−３の上部表面の濃度が発光層５−３の中央部分と比較して、５倍以上であることを確認した。このように、ドーパント１２−３が発光層５−３の上部表面に多く存在することにより、ドーパント１２−３から正孔輸送層４にエネルギー移動することなく発光するので、有機発光素子は発光効率が向上する。

なお、実施例１においては、発光層５−３のドーパント１２−３の濃度は、発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在しない側よりも発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在する側の方が高くなっている。この濃度の違いは、ドーパント１２−３が発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在する側へ移動することにより生じるものと考えられる。

〔比較例１〕
比較例１は発光層５−３のドーパント１２−３（青色ドーパント）に〔化７〕を用いた以外は実施例１と同様に光源装置を作製した。

その結果、青発光の効率が実施例１より低く、実施例１の青色発光の電流効率を１とすると０.６程度であった。これは発光ドーパントの〔化７〕が発光層全体に分布するため、正孔輸送層４近傍でできた発光ドーパントの励起状態のエネルギーが正孔輸送層に移動し、青に発光しなくなったため、全体として、発光効率が低下したためである。実施例１の発光層５−３ではドーパント１２−３（青ドーパント）が正孔阻止層近傍に局在化しているため、ドーパント上の励起状態が正孔輸送層４に移動することなく発光するため、効率が低下することがない。

〔比較例２〕
図３は比較例１の光源装置の断面図である。比較例２は、正孔輸送層４と発光層５−３の間に、電子阻止層１０を設置したこと以外は比較例１と同様に光源装置を作製した。電子阻止層１０には４、４′−cyclohexylidenebis［Ｎ、Ｎ−ｂｉｓ（４−methylphenyｌ）−benzenamine］（以下、ＴＡＰＣ）を用いた。その結果、青発光の効率は比較例１より向上し、青色発光の電流効率は実施例１を１とすると、１.０となった。

この結果は、ＴＡＰＣを用いたことにより、電子が電子阻止層１０でブロッキングされ、さらに発光ドーパント１２−３にできた励起状態が正孔輸送層４に移動することなしに発光するため、効率が向上したと考えられる。このように、実施例１では、比較例２のように電子阻止層１０を形成することなしに、比較例２と同等の電流効率が得られる。したがって、実施例１の構成とすることにより、製膜工程数を低減して、より簡略に高効率発光光源装置を得ることができる。

実施例２の光源装置の断面図を図４に示した。実施例２では、正孔輸送層４に〔化８〕を用い、ドーパント１２−３に〔化９〕、正孔阻止層６−３に６−２と同じ材料を用いた以外は実施例１と同様に光源装置を作製した。

本実施例の下部電極２−１、２、３に＋電位を上部電極９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。

本実施例の正孔輸送層４の材料である〔化８〕はＯＨ基を有し、ドーパント１２−３である〔化９〕にはＣＯＯＨ基を有する。この両者の官能基の水素結合により、ドーパント１２−３は正孔輸送層４との界面近傍に高濃度領域を形成する。そのため、正孔阻止層６−３にエネルギー移動することなく、高効率な発光が得られる。

なお、実施例２においては、発光層５−３のドーパント１２−３の濃度は、発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在しない側よりも発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在する側の方が高くなっている。この濃度の違いは、ドーパント１２−３が発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在する側へ移動することにより生じるものと考えられる。

なお、〔化９〕には、カルボキシル基が含まれる。

〔比較例３〕
比較例３の光源装置はドーパント１２−３に〔化７〕を用いた以外は、実施例２と同様に作製した。

その結果、青発光の効率が実施例２より低く、青発光の電流効率は実施例２の電流効率を１とすると、０.７であった。これは発光ドーパントの〔化７〕が発光層全体に分布するため、正孔阻止層６近傍でできた発光ドーパントの励起状態のエネルギーが正孔阻止層に移動し、青に発光しなくなったため、全体として、発光効率が低下したためである。

〔比較例４〕
図５は比較例４の光源装置の断面図である。比較例４は、正孔阻止層６−３に〔化６〕を用いた以外は比較例３と同様に光源装置を作製した。その結果、青発光の効率は比較例１より向上し、青発光の電流効率は実施例２を１とすると、１.０であった。

この結果は、正孔阻止層６−３に〔化６〕を用いたことにより、正孔が正孔阻止層６−３でブロッキングされ、さらに発光ドーパント１２−３にできた励起状態が正孔阻止層６−３に移動することなしに発光するため、効率が向上したと考えられる。

このように、正孔阻止層６−３と正孔阻止層６−２を別の材料を用いることで、実施例２と同等の効率が得られる。正孔阻止層６−３と正孔阻止層６−２を別材料とすると、６−２と６−３は別々に製膜しなければならない。実施例２の場合には、正孔阻止層６−２と６−３が同じ材料であるため、正孔阻止層６−２と６−３を同時に形成できる。従って、比較例４と比べて、製膜工程数を１回低減しても同等の効率が得られるという効果を有する。

実施例３はドーパント１２−３に〔化１０〕の化合物を用いた以外は実施例１と同様に光源装置を作製した。

実施例１と同様に白色発光が得られ、青色発光の電流効率は実施例１を１とすると、０.９であった。

なお、〔化１０〕には、アルキル基が含まれる。

実施例４はドーパント１２−３に〔化１１〕の化合物を用いた以外は実施例１と同様に光源装置を作製した。

実施例１と同様に白色発光が得られ、青色発光の電流効率は実施例１と比較して、１.０であった。

なお、〔化１１〕には、シロキシ基が含まれる。

実施例５はドーパント１２−３に〔化１２〕の化合物を用いた以外は実施例２と同様に、光源装置を作製した。

実施例２と同様に白色発光が得られ、青色発光の電流効率は実施例２を１とすると、０.９であった。

なお、〔化１２〕には、アシル基が含まれる。

実施例６はドーパント１２−３に〔化１３〕の化合物を用いた以外は実施例２と同様に、光源装置を作製した。

実施例２と同様に白色発光が得られ、青色発光の電流効率は実施例２を１とすると、１.０であった。

なお、〔化１３〕には、アシル基が含まれる。

実施例７は正孔輸送層４に〔化１４〕の化合物を、ドーパント１２−３に〔化１５〕の化合物を用いた。それ以外は実施例２と同様に、光源装置を作製した。

実施例２と同様に白色発光が得られ、青色発光の電流効率も実施例２を１とすると、０.９であった。

なお、〔化１５〕には、アシル基、パーフルオロフェニル基が含まれる。

実施例８はドーパント１２−３に〔化１６〕の化合物を用いた以外は実施例１と同様に、光源装置を作製した。

実施例１と同様に白色発光が得られ、青の電流効率は実施例１を１すると、０.９であった。

なお、〔化１６〕には、フルオロアルキル基が含まれる。〔化１６〕は下記の一般式（１）で表される。

（Ａｒ１、２：芳香族炭化水素または芳香族複素環、Ｍ：周期律表第８、９、１０族元素、Ｒ１：アルキル基、フルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基またはシロキシ基、Ｒ２：アルキル基、フルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基またはシロキシ基または置換されていてもよいフェニル基、ピリジル基またはチオフェン基）

この一般式は、有機発光素子に用いられる有機発光素子形成用材料を構成する。またこの有機発光素子形成用材料に、ホストおよび溶液を加えて有機発光素子形成用塗液を構成する。

実施例９の光源装置の断面図を図４に示した。実施例９では、ドーパント１２−３に〔化１７〕を用いた以外は実施例１と同様に光源装置を作製した。

その結果、青発光の効率が実施例１とほぼ同等であり、実施例１の青色発光の電流効率を１とすると０.９程度であった。

なお、〔化１７〕には、フルオロアルキル基を含まれる。

また、実施例１、３、４、８、９で規定するドーパント１２−３は、アルキル基、フルオロアルキル基、シロキシ基のうちのいずれか１つ以上を含んでいる。また、実施例２、５、６、７で規定するドーパント１２−３はアシル基、カルボキシル基、パーフルオロフェニル基のうちのいずれか１つ以上を含んでいる。

実施例１においては、発光層５−３のドーパント１２−３の濃度は、発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在しない側よりも発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在する側の方が高くなっている。ドーパント１２−３がアルキル基、フルオロアルキル基、シロキシ基のうちのいずれか１つ以上を含んでいることにより、実施例３、４、８、９においても、発光層５−３のドーパント１２−３の濃度は、発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在しない側よりも発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在する側の方が高くなっている。

実施例２においては、発光層５−３のドーパント１２−３の濃度は、発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在しない側よりも発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在する側の方が高くなっている。ドーパント１２−３がアシル基、カルボキシル基、パーフルオロフェニル基のうちのいずれか１つ以上を含んでいることにより、実施例５、６、７においても、発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在しない側よりも発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在する側の方が高くなっている。

なお、正孔輸送層４、電子輸送層７は電荷輸送層の１つである。従って、実施例１、３、４、８、９の状態（発光層５−３のドーパント１２−３の濃度は、発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在しない側よりも発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在する側の方が高くなっている状態）、実施例２、５、６、７の状態（発光層５−３のドーパント１２−３の濃度は、発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在しない側よりも発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在する側の方が高くなっている状態）を総じて、発光層５−３のドーパント１２−３の濃度は、発光層５−３において、上部電極９が存在する側または下部電極２が存在する側のいずれか一方が高くなっているといえる。

すなわち、本発明においては発光層５−３において上部電極９が存在する側と下部電極２が存在する側とではドーパント１２−３に関して大きな濃度差が生じる。一方、機能性基を付与していない発光層５−１、２では上部電極９が存在する側と下部電極２が存在する側とではドーパント１２−１、２に関してほぼ均一である、または濃度差があっても小さい。

ここで、発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在する側とは、それぞれ電子輸送層７及び上部電極９が位置する方向に向かって中央より端部の領域を指す。発光層５−３における電子輸送層７及び上部電極９が存在しない側とは、それぞれ電子輸送層７及び上部電極９が位置する方向と反対の方向に向かって中央より端部の領域を指す。

また、発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在する側とは、それぞれ正孔輸送層４及び下部電極２が位置する方向に向かって中央より端部の領域を指す。また、発光層５−３における正孔輸送層４及び下部電極２が存在しない側とは、それぞれ正孔輸送層４及び下部電極２が位置する方向と反対の方向に向かって中央より端部の領域を指す。

本発明の実施例として、図７に示す光源装置１９を作製した。光源装置１９の構成要素である有機発光素子は実施例１と同様の基板１、下部電極２、有機層１３、上部電極９からなる。有機発光素子は有機層１３が外気から遮断されるように、乾燥剤付きの封止管ガラス１４で封止されている。また下部電極２及び上部電極９は、それぞれ配線１５を通じて駆動回路１６に接続されている。そして、封止管ガラス１４付きの有機発光素子及び駆動回路１６は筺体１８により覆われ、全体として光源装置１８となる。なお、駆動回路１６はプラグ１７を通じて外部電源に接続されることで点灯する。

１ 基板
２ 下部電極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５−１、５−２、５−３ 発光層
６−１、６−２、６−３ 正孔阻止層
７ 電子輸送層
８ バンク
９ 上部電極
１０ 電子阻止層
１１−１、１１−２、１１−３ ホスト
１２−１、１２−２、１２−３ ドーパント
１３ 有機層
１４ 封止管ガラス
１５ 配線
１６ 駆動回路
１７ プラグ
１８ 筐体
１９ 光源装置

Claims (8)

1. 基板と、
   下部電極と、
   上部電極と、
   前記下部電極と前記上部電極との間に配置された電荷輸送層および発光層と、を有する有機発光素子を複数有する光源装置であって、
   前記基板上の主面に沿う方向に発光色の異なる有機発光素子が形成され、
   前記複数の有機発光素子のうち、少なくとも一つの青色の有機発光素子において、
   前記発光層にはホスト、第一のドーパントが含まれ、
   前記第一のドーパントには、前記発光層内において前記上部電極が存在する側の領域に移動するためのフルオロアルキル基（Ｃを３以上含む）を含む第一の機能性基、または前記下部電極が存在する側の領域に移動するためのアシル基、カルボキシル基、パーフルオロフェニル基のうちのいずれか１つ以上を含む第一の機能性基が含まれ、
   前記第一のドーパントの濃度について、前記発光層において前記上部電極が存在する側の領域は前記下部電極が存在する側の領域よりも高い、または前記発光層において前記下部電極が存在する側の領域は前記上部電極が存在する側の領域よりも高い、のいずれかであり、
   前記第一の機能性基がアシル基の場合、前記電荷輸送層はアミド基を含み、
   前記第一の機能性基がカルボキシル基の場合、前記電荷輸送層はヒドロキシ基を含み、
   前記第一の機能性基がパーフルオロフェニル基の場合、前記電荷輸送層はフェニル基を含む光源装置。
2. 請求項１において、
   前記第一のドーパントの濃度の違いは、前記第一のドーパントが前記発光層における前記上部電極が存在する側の領域、または前記下部電極が存在する側の領域へ移動することにより生じる光源装置。
3. 請求項１において、
   前記第一のドーパントは一般式（１）で示される光源装置。
   （Ａｒ１、２：芳香族炭化水素または芳香族複素環、Ｍ：周期律表第８、９、１０族元素、Ｒ１：水素、Ｒ２：フルオロアルキル基（Ｃを３以上含む））
4. 請求項１において、
   前記電荷輸送層が電子輸送層である光源装置。
5. 請求項１において、
   前記電荷輸送層は正孔輸送層である光源装置。
6. 請求項５において、
   前記正孔輸送層の上に前記発光層が隣接して存在する光源装置。
7. 有機発光素子に用いられる有機発光素子形成用材料であって、
   下記の一般式（１）で表される第一のドーパントを有する有機発光素子形成用材料。
   （Ａｒ１、２：芳香族炭化水素または芳香族複素環、Ｍ：周期律表第８、９、１０族元素、Ｒ１：水素、Ｒ２：フルオロアルキル基（Ｃを３以上含む））
8. 請求項７に記載の有機発光素子形成用材料、ホストおよび溶液を含む有機発光素子形
   成用塗液。