(57)【要約】      （修正有）【課題】正孔輸送層を湿式法で作製できる高性能の有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】陽極１、正孔注入層２、正孔輸送層３、発光層４、電子輸送層５、陰極６をこの順に有し、前記正孔輸送層３は、オキセタン基含有化合物、好ましくはオキセタン基含有芳香族ジアミン化合物と、架橋基を含まない芳香族アミン誘導体を含む有機ＥＬ素子。【選択図】図１
2010092940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極をこの順に有し、
前記正孔輸送層は、オキセタン基含有化合物と、架橋基を含まない芳香族アミン誘導体を含む有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記オキセタン基含有化合物が、芳香族ジアミン化合物である請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記オキセタン基含有化合物が、下記式（１）で表される請求項２記載の有機ＥＬ素子。
【化１】
2010092940.tif 000071
［式（１）において、Ｌは、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基からなる連結基であり、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
Ａｒ１’，Ａｒ３’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基である。
Ａｒ２，Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基である。
Ｒ１は水素又は炭素数１〜６のアルキル基である。
ｌ，ｍ，ｎは１〜３の整数であり、ｔは０〜２の整数である。］
【請求項４】
前記架橋基を含まない芳香族アミン誘導体が、下記式（１０）で表される化合物である請求項１〜３のいずれか記載の有機ＥＬ素子
【化２】
2010092940.tif 000072
［式（１０）において、Ｌ１０は、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基からなる連結基であり、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
Ａｒ１１〜Ａｒ１４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基である。
Ａｒ１１とＡｒ１２は、結合して置換又は無置換の含窒素複素環を形成してもよい。］
【請求項５】
発光層が分子量４０００以下の材料から形成される請求項１〜３のいずれか記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正孔輸送層がオキセタン基含有化合物を含む有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機薄膜を用いた電界発光素子（有機電界発光素子）の開発が行われている。有機電界発光素子における有機薄膜の形成方法としては、真空蒸着法と湿式成膜法が挙げられる。真空蒸着法は積層化が可能であるため、陽極及び／又は陰極からの電荷注入の改善、励起子の発光層封じ込めが容易であるという利点を有する。湿式成膜法は真空プロセスが要らず、大面積化が容易で、１つの層（塗布液）に様々な機能をもった複数の材料を混合して入れることが容易である等の利点がある。
【０００３】
しかしながら、湿式成膜法は積層化が困難であるため、真空蒸着法による素子に比べて駆動安定性に劣り、一部を除いて実用レベルに至っていないのが現状である。特に、湿式成膜法での積層化は、有機溶媒と水系溶媒を使用する等して二層の積層は可能であるが、三層以上の積層化は困難であった。
【０００４】
このような積層化における問題点を解決するために、特許文献１と非特許文献１では、オキセタン基含有化合物を用いて有機発光素子の電荷輸送層を形成することが記載されている。しかしながら、これらの素子の性能は実用性を考慮すると十分なものではなかった。
【０００５】
特許文献２には、電子写真感光体の表面を形成する層に、オキセタン基含有化合物と連鎖重合性官能基を有さない化合物を混合して用いることが記載されている。しかしながら、オキセタン基含有化合物は、芳香族アミン部位にオキセタン基が直接結合しているため、オキセタン基の動きが制限され、不溶化しにくいと考えられる。
【０００６】
特許文献３には架橋性基を有する化合物と架橋性基を有しない化合物を混合し塗布した後、架橋させて発光層を形成することが開示されている。しかしながら、開示された化合物では架橋反応が十分に進行しないため、形成した薄膜を溶剤でリンスし、薄膜中に取り込まれなかった化合物を除去する工程を必要とした。さらに、開示された化合物では実用レベルに達した十分な性能を有する素子が得られなかった。
【０００７】
特許文献４は、オキセタン基含有化合物とポリマーを用いて正孔輸送層を形成することが開示されているが、実用レベルに達した十分な性能を有する素子が得られなかった。
【特許文献１】公表特許公報２００７−５２７１１９号
【特許文献２】特開２００５−０６２３０１号公報
【特許文献３】特開２００７−２４２３８８号公報
【特許文献４】特開２００７−３０２８８６号公報
【非特許文献１】ＣＨＥＭＰＨＹＳＣＨＥＭ２０００，Ｎｏ．４，ｐ２０７−２１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、正孔輸送層を湿式法で作製できる高性能の有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子等を提供できる。
１．陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極をこの順に有し、
前記正孔輸送層は、オキセタン基含有化合物と、架橋基を含まない芳香族アミン誘導体を含む有機ＥＬ素子。
２．前記オキセタン基含有化合物が、芳香族ジアミン化合物である１記載の有機ＥＬ素子。
３．前記オキセタン基含有化合物が、下記式（１）で表される２記載の有機ＥＬ素子。
【化３】
2010092940.tif 000003
［式（１）において、Ｌは、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基からなる連結基であり、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
Ａｒ１’，Ａｒ３’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基である。
Ａｒ２，Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基である。
Ｒ１は水素又は炭素数１〜６のアルキル基である。
ｌ，ｍ，ｎは１〜３の整数であり、ｔは０〜２の整数である。］
４．前記架橋基を含まない芳香族アミン誘導体が、下記式（１０）で表される化合物である１〜３のいずれか記載の有機ＥＬ素子
【化４】
2010092940.tif 000004
［式（１０）において、Ｌ１０は、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基からなる連結基であり、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
Ａｒ１１〜Ａｒ１４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基である。
Ａｒ１１とＡｒ１２は、結合して置換又は無置換の含窒素複素環を形成してもよい。］
５．発光層が分子量４０００以下の材料から形成される１〜３のいずれか記載の有機ＥＬ素子。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、正孔輸送層を湿式法で作製できる高性能の有機ＥＬ素子を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極をこの順に有し、正孔輸送層が、オキセタン基含有化合物と、架橋基を含まない（非架橋基）芳香族アミン誘導体を含むことを特徴とする。オキセタン基含有化合物と、非架橋基芳香族アミン誘導体は、それぞれ１以上含むことができる。正孔輸送層におけるオキセタン基含有化合物の含有量は、通常３〜９７重量％の範囲内であり、好ましくは１０〜９０重量％であり、より好ましくは３０〜８０重量％である。
【００１２】
本発明では、オキセタン基含有化合物と非架橋基芳香族アミン誘導体を溶剤に溶解してインクを調製し、このインクを用いてインクジェット法やスピンコート法等の湿式法により正孔輸送層を形成できる。なお、オキセタン基を架橋させるために塗布膜形成時に加熱したり、光酸発生剤を正孔輸送層形成インクに含め光を照射してもよい。光酸発生剤としては、２００〜８００ｎｍの光照射によってオキセタン基を重合させる能力を発現するものであればよく、特に限定されないが、例えば、下記式に示すようなスルホニウム塩、ヨードニウム塩、フェロセン誘導体、ナフタレンイミド誘導体、ニトロソイオン等が挙げられる。
【化５】
2010092940.tif 000005
ＮＯ＋Ｘ−
（式中、ＸはＳｂＦ６、（Ｃ６Ｆ５）４Ｂ、ＣＦ３ＳＯ３、ＰＦ６、ＢＦ４、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３、ＣＨ３Ｃ６Ｈ４ＳＯ３等を表す。）
本発明の正孔輸送層は、耐溶剤性が高いため、発光層を続けて湿式法で形成できる。正孔輸送層、発光層と続けて湿式法により形成すると、製造プロセスが簡略化でき、好ましい。
【００１３】
オキセタン基含有化合物は、好ましくは芳香族ジアミン化合物であり、より好ましくは下記式で表される。
【化６】
2010092940.tif 000006
式（１）において、Ｌは、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基からなる連結基であり、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
Ａｒ１’，Ａｒ３’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基である。
Ａｒ２，Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基である。
Ｒ１は水素又は炭素数１〜６のアルキル基である。
ｌ，ｍ，ｎは１〜３の整数であり、ｔは０〜２の整数である。
【００１４】
本願明細書において、アリール基又はアリーレン基は、複数のアリール基が縮合又は単結合で結合して構成される基を含む。また、炭化水素環と複素環を含む。核原子数は、縮合又は結合したアリール基を構成する全ての環の原子数の合計をいう。
【００１５】
Ｌは、好ましくは１〜３のベンゼン環からなる連結基であり、より好ましくはフェニレン、ビフェニレンであり、特に好ましくはフェニレンである。
Ａｒ１’，Ａｒ３’は、それぞれ、好ましくはフェニレン、ビフェニレンであり、より好ましくはフェニレンである。
Ａｒ２，Ａｒ４は、それぞれ、好ましくはフェニル、ナフチルであり、より好ましくはナフチルである。
Ｒ１は、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基であり、より好ましくはメチルである。
l，m，nは、好ましくは１又は２であり、より好ましくは１である。tは、好ましくは０又は１であり、より好ましくは０である。
【００１６】
オキセタン基含有化合物を以下に例示する。
【化７】
2010092940.tif 000007
【００１７】
正孔輸送層は、上記のオキセタン基含有化合物の他、オキセタン基等の架橋基を含まない芳香族アミン誘導体を含む。
【００１８】
非架橋基芳香族アミン誘導体として、好ましくは、下記式（１０）で表される化合物を挙げられる。
【化８】
2010092940.tif 000008
［式（１０）において、Ｌ１０は、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリーレン基からなる連結基であり、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
Ａｒ１１〜Ａｒ１４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基である。］
【００１９】
Ｌ１０は、好ましくは、置換もしくは無置換の１〜４、より好ましくは１〜３のベンゼン環から形成される基、又は置換もしくは無置換のフルオレニル基である。１〜３のベンゼン環から形成される基として、フェニレン基、ビフェニレン基、テルフェニレン基が例示される。さらに好ましくはビフェニレン基である。
【００２０】
Ａｒ１１〜Ａｒ１４のうち、好ましくは、３以上は互いに異なるアリール基である。
また、好ましくは、Ａｒ１２〜Ａｒ１４が同じ基で、Ａｒ１１と異なる。ただし、Ａｒ１がナフチル基のときにＡｒ１２〜Ａｒ１４が無置換のフェニル基となる場合は除く。
【００２１】
式（１０）において、Ａｒ１１〜Ａｒ１４は、好ましくは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の１〜４のベンゼン環から形成される基、又は置換もしくは無置換のフルオレニル基である。１〜４のベンゼン環から形成される基として、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、ナフチル基、ベンゾナフチル基、ナフチルフェニル基が例示される。より好ましくは置換もしくは無置換のフェニル基である。
【００２２】
上記式（１）、（１０）において、置換基として、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核原子数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基で置換されたアミノ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基又はカルボキシル基が例示される。好ましくは、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基である。
【００２３】
具体的な式（１０）の化合物として、以下の化合物を例示できる。
【００２４】
表に示す化合物は、式（１０）において、Ａｒ１２、Ａｒ１３、Ａｒ１４が同一の化合物である。表中、Ｍｅはメチルを示す。
【化９】
2010092940.tif 000009
【００２５】
【化１０】
2010092940.tif 000010
【００２６】
【化１１】
2010092940.tif 000011
【００２７】
【化１２】
2010092940.tif 000012
【００２８】
【化１３】
2010092940.tif 000013
【００２９】
【化１４】
2010092940.tif 000014
【００３０】
【化１５】
2010092940.tif 000015
【００３１】
【化１６】
2010092940.tif 000016
【００３２】
【化１７】
2010092940.tif 000017
【００３３】
【化１８】
2010092940.tif 000018
【００３４】
【化１９】
2010092940.tif 000019
【００３５】
【化２０】
2010092940.tif 000020
【００３６】
【化２１】
2010092940.tif 000021
【００３７】
【化２２】
2010092940.tif 000022
【００３８】
【化２３】
2010092940.tif 000023
【００３９】
【化２４】
2010092940.tif 000024
【００４０】
【化２５】
2010092940.tif 000025
【００４１】
【化２６】
2010092940.tif 000026
【００４２】
【化２７】
2010092940.tif 000027
【００４３】
【化２８】
2010092940.tif 000028
【００４４】
【化２９】
2010092940.tif 000029
【００４５】
【化３０】
2010092940.tif 000030
【００４６】
【化３１】
2010092940.tif 000031
【００４７】
【化３２】
2010092940.tif 000032
【００４８】
【化３３】
2010092940.tif 000033
【００４９】
【化３４】
2010092940.tif 000034
【００５０】
【化３５】
2010092940.tif 000035
【００５１】
【化３６】
2010092940.tif 000036
【００５２】
【化３７】
2010092940.tif 000037
【００５３】
【化３８】
2010092940.tif 000038
【００５４】
【化３９】
2010092940.tif 000039
【００５５】
【化４０】
2010092940.tif 000040
【００５６】
【化４１】
2010092940.tif 000041
【００５７】
【化４２】
2010092940.tif 000042
【００５８】
【化４３】
2010092940.tif 000043
【００５９】
【化４４】
2010092940.tif 000044
【００６０】
式（１０）において、Ａｒ１１とＡｒ１２は、結合して置換又は無置換の含窒素複素環を形成してもよい。含窒素複素環として、イミダゾール、カルバゾール、インドール、インドリジン、イミダゾピリジン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン等が挙げられ、好ましくは、カルバゾールである。Ａｒ１１とＡｒ１２が結合して置換Ｎ−カルバゾリル基を形成するとき、置換基がさらに結合してカルバゾリル基に縮合するベンゼン環を形成してもよい。
【００６１】
Ｎ−カルバゾリル基を含む式（１０）の化合物として、以下の化合物を例示できる。
【００６２】
【化４５】
2010092940.tif 000045
【００６３】
【化４６】
2010092940.tif 000046
【００６４】
【化４７】
2010092940.tif 000047
【００６５】
【化４８】
2010092940.tif 000048
【００６６】
【化４９】
2010092940.tif 000049
【００６７】
【化５０】
2010092940.tif 000050
【００６８】
また、式（１０）において、好ましくは、Ａｒ１１〜Ａｒ１４のうち少なくとも１つは下記式（１１）、(１２)又は（１３）で表される基である。
【化５１】
2010092940.tif 000051
［式中、Ｒ２〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリール基で置換されたアミノ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、又はカルボキシル基である。
Ｘは酸素又は硫黄である。
ｃは０〜６、ｄは０〜３、ｅは１〜３、ｆは０〜４、ｈは０〜４、ｇは０〜３、ｉは１〜３、ｊは０〜４、ｋは１〜３の整数である。
複数のＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７同士は、互いに結合して飽和もしくは不飽和の置換されてもよい５員環又は６員環の環状構造を形成してもよい。
Ａｒ５及びＡｒ６は、Ａｒ１１〜Ａｒ１４と同じであるが、少なくとも１つは式（１２）で表される基である。］
【００６９】
式（１０）において、好ましくは、Ａｒ１１〜Ａｒ１４の１つ又は２つが、式（１１）、(１２)又は（１３）で表される基である。
式（１０）において、好ましくは、ｅ，ｉ，ｋは１である。好ましくは、Ｘは酸素原子である。
【００７０】
上記式（１１）、(１２)又は（１３）を含む式（１０）の化合物として、以下の化合物を例示できる。
【００７１】
【化５２】
2010092940.tif 000052
【００７２】
【化５３】
2010092940.tif 000053
【００７３】
【化５４】
2010092940.tif 000054
【００７４】
【化５５】
2010092940.tif 000055
【００７５】
有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、下記（i）〜（iv）等の構造を挙げることができる。
（i）  陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）  陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（iii）  陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iv）  陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
これらの中で通常（i）の構成が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００７６】
図１に本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す。この有機ＥＬ素子は、陽極１、正孔注入層２、正孔輸送層３、発光層４、電子輸送層５、陰極６からなり、正孔輸送層３がオキセタン基含有化合物と非架橋基芳香族アミン誘導体を含む。
【００７７】
以下に、本発明の有機ＥＬ素子を構成する、正孔輸送層以外の各層について説明する。
【００７８】
電子輸送層は発光層への電子の注入を助ける層であって、電子注入・輸送の役割をし、電子移動度が大きい。
【００７９】
電子輸送層は、２．５×１０５Ｖ／ｃｍの電界強度において、電子移動度、１×１０−４〜１×１０−２ｃｍ２／Ｖｓの化合物を含有することが好ましい。特に、下記式（１）で表される含窒素複素環誘導体を含むことが好ましい。
ＨＡｒ−Ｌ−Ａｒ１−Ａｒ２          （１）
式（１）中、ＨＡｒは、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の含窒素複素環基である。
Ｌは、単結合、置換もしくは無置換の炭素数６〜６０のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基または置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
Ａｒ１は、置換もしくは無置換の炭素数６〜６０の２価の芳香族炭化水素基である。
Ａｒ２は、置換もしくは無置換の炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。
【００８０】
また、電子輸送層を構成する半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等の１種単独または２種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶または非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
【００８１】
有機ＥＬ素子は、陰極と前記電子輸送層の間に絶縁体や半導体で構成される電子注入層をさらに設けてもよい。この時、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも１つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲニド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲニドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２ＳｅおよびＮａ２Ｏが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、およびＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌおよびＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２およびＢｅＦ２といったフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
また、電子注入層を構成する半導体としては、前記電子輸送層で説明した半導体と同様のものが挙げられる。
【００８２】
前記電子注入層の製膜方法は特に限定されない。前記正孔注入層と同様に、従来公知の真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法により行うことができる。前記電子注入層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。
【００８３】
続いて、本発明の有機ＥＬ素子を構成する発光層について説明する
有機ＥＬ素子の発光層は以下の機能を併せ持つものである。
すなわち、
(1)注入機能；電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又
は電子注入層より電子を注入することができる機能、
(2)輸送機能；注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能、
(3)発光機能；電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能、
がある。
ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよいが、どちらか一方の電荷を移動することが好ましい。
この発光層を形成する方法としては、特に限定されない。前記正孔注入層と同様に、従来公知の真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法により行うことができる。
発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。
ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また、特開昭５７−５１７８１号公報に開示されているように、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。
さらに、発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは７〜５０ｎｍ、最も好ましくは１０〜５０ｎｍである。５ｎｍ未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となる恐れがあり、５０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。
【００８４】
発光層は、ホストとドーパントとを含むことが好ましい。
ホストは、分子量４０００以下の材料により構成されることが好ましく、３環以上の縮合環化合物を含むことがより好ましい。３環以上の縮合環化合物は、下記式（２）で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。
【００８５】
【化５６】
2010092940.tif 000056
【００８６】
式（２）中、Ａｒは、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜５０の縮合芳香族基である。
Ａｒ’は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基である。
Ｘ１〜Ｘ３は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基、置換もしくは無置換の５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。
ａ、ｂおよびｃは、それぞれ０〜４の整数である。ａが２以上の場合、複数のＸ１は、同じでも異なっていてもよい。ｂが２以上の場合、複数のＸ２は、同じでも異なっていてもよい。ｃが２以上の場合、複数のＸ３は、同じでも異なっていてもよい。
ｎは１〜３の整数である。ｍは０または１である。また、ｎが２以上の場合は、［  ］内の
【００８７】
【化５７】
2010092940.tif 000057
【００８８】
は、同じでも異なっていてもよい。
【００８９】
アントラセン誘導体は、下記一般式（３）で表される非対称モノアントラセン誘導体であってもよい。
【００９０】
【化５８】
2010092940.tif 000058
式（３）中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基であり、ｍ及びｎは、それぞれ１〜４の整数である。ただし、ｍ＝ｎ＝１でかつＡｒ１とＡｒ２のベンゼン環への結合位置が左右対称型の場合には、Ａｒ１とＡｒ２は同一ではなく、ｍ又はｎが２〜４の整数の場合にはｍとｎは異なる整数である。
Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基である。
【００９１】
アントラセン誘導体は、下記一般式（４）で表される化合物であってもよい。
【００９２】
【化５９】
2010092940.tif 000059
【００９３】
式（４）中、Ａｒ１、Ａｒ２の少なくとも一方は、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜３０の縮合環基を有する置換基である。
Ｘ１、Ｘ２は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基、置換もしくは無置換の５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。
ａおよびｂは、それぞれ０〜４の整数である。ａが２以上の場合、複数のＸ１は、同じでも異なっていてもよい。ｂが２以上の場合、複数のＸ２は、同じでも異なっていてもよい。
【００９４】
式（４）におけるＡｒ１、Ａｒ２の核炭素数１０〜３０の縮合環基を有する置換基の例としては、置換もしくは無置換のα−ナフチル基、置換もしくは無置換のβ−ナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のテトラセニル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のフェニルナフチル基、置換もしくは無置換のナフチルナフチル基、置換もしくは無置換のナフチルフェニル基、置換もしくは無置換のフェニルピレニル基、置換もしくは無置換のピレニルフェニル基、置換もしくは無置換のナフチルナフチルナフチル基、置換もしくは無置換のナフチルナフチルフェニル基、置換もしくは無置換のナフチルフェニルナフチル基、置換もしくは無置換のフェニルナフチルナフチル基、置換もしくは無置換のフェニルナフチルフェニル基、置換もしくは無置換のフェニルフェニルナフチル基等が挙げられる。
これらの中でも、置換もしくは無置換のα−ナフチル基、置換もしくは無置換のβ−ナフチル基、置換もしくは無置換のフェニルナフチル基、置換もしくは無置換のナフチルナフチル基、または、置換もしくは無置換のナフチルフェニル基が好ましい。
【００９５】
上記アントラセン誘導体により構成したホストに組み合わせるドーパントとしては、例えば、下記式（５）で表されるスチリルアミン誘導体、式（６）で表されるアリールアミンの置換誘導体が挙げられる。
【００９６】
【化６０】
2010092940.tif 000060
式（５）中、Ａｒ４〜Ａｒ６のうち少なくとも一つはスチリル基を含む。また、好ましくは、Ａｒ４は、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、スチルベン、ジスチリルアリールから選ばれる基であり、Ａｒ５およびＡｒ６は、それぞれ水素原子または炭素数が６〜２０の芳香族基であり、ｐ’は、１〜４の整数である。
【００９７】
ここで、炭素数が６〜２０の芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、テルフェニル基等が好ましい。
【００９８】
【化６１】
2010092940.tif 000061
式（６）中、Ａｒ７〜Ａｒ９は、置換または無置換の核炭素数５〜４０のアリール基である。ｑ’は、１〜４の整数である。
【００９９】
ここで、核原子数が５〜４０のアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリル、ピレニル、クリセニル、コロニル、ビフェニル、テルフェニル、ピローリル、フラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、オキサジアゾリル、ジフェニルアントラセニル、インドリル、カルバゾリル、ピリジル、ベンゾキノリル、フルオレニル、フルオランテニル、アセナフトフルオランテニル、スチルベン、または、下記一般式（Ａ）、（Ｂ）で示される基等が好ましい。
一般式（Ａ）においてｒは１〜３の整数である。
【０１００】
【化６２】
2010092940.tif 000062
【０１０１】
なお、核原子数が５〜４０のアリール基は、さらに置換基により置換されていてもよく、好ましい置換基としては、炭素数２〜６のアルキル基（エチル基、メチル基、イソプロピル基、ｎ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）が挙げられる。
【０１０２】
正孔注入層に用いる材料は、電極や隣接する層の材料との関係で適宜選択すればよく、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子、金属フタロシアニン（銅フタロシアニン等）、カーボン等が例示される。また、該導電性高分子には適量のイオンをドープするほうが好ましい。ドープするイオン種としてはポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、過フッ化ポリマースルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオン等が挙げられる。
【０１０３】
有機ＥＬ素子の好ましい形態では、電子を輸送する領域又は陰極と有機層の界面領域に、還元性ドーパントを含有する。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元ができる物質と定義される。従って、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物又は希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩、希土類金属の炭酸塩、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を好適に使用することができる。
【０１０４】
また、より具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、Ｌｉ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）及びＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属や、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、及びＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられる仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属であり、さらに好ましくは、Ｒｂ又はＣｓであり、最も好ましいのは、Ｃｓである。
【０１０５】
これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントとして、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂあるいはＣｓとＮａとＫとの組み合わせであることが好ましい。
Ｃｓを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子注入域への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
【０１０６】
有機ＥＬ素子は超薄膜に電界を印可するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層を挿入することが好ましい。
絶縁層に用いられる材料としては例えば酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられ、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
【０１０７】
有機ＥＬ素子は基板上に作製する。ここでいう基板は素子を支持する基板であり、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましい。
【０１０８】
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
尚、光取り出し方向の反対側に支持基板が位置する場合には透光性は不要である。
【０１０９】
陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する機能を有するものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
陽極は、これらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
このように発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が１０％より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選択される。
【０１１０】
陰極としては、電子注入・輸送層又は発光層に電子を注入するため、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気導電性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム・カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属等が挙げられる。
この陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
ここで発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍである。
【実施例】
【０１１１】
実施例１
（１）正孔注入材料の調製
正孔注入材料として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ／Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）の混合物を用いた。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ材料である、ＢａｙｔｒｏｎＰ  ＡＩ４０８３  ＬＶＷ１４２（Ｓｔａｒｃｋ社製：固形分濃度１．５ｗｔ％、一次粒子系５０ｎｍ）２．８１ｇと、含フッ素ポリマー有機酸として、低級脂肪族アルコール及び水の混合物中のＮａｆｉｏｎ（登録商標）の濃度５重量％の溶液（Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）過フッ化イオン交換樹脂、低級脂肪族アルコール／Ｈ２Ｏ中５重量％、ＣＡＳ−Ｎｏ．６６７９６−３０−３、アルドリッチ注文Ｎｏ．２７４７０）０．６９ｇと、イソプロピルアルコール４６．５０ｇを混合した。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ／Ｎａｆｉｏｎの重量比は１：６：７である。
【０１１２】
（２）正孔輸送材料の調製
下記化合物Ｈ１  ０．５ｇと下記オキセタン化合物（ＯＸ−１）０．５ｇをテトラヒドロフラン１０ｇに溶解し、正孔輸送層形成用溶液を調製した。
【０１１３】
【化６３】
2010092940.tif 000063
（３）有機ＥＬ素子作製
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマテック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄１５分間行った後、ＵＶオゾン洗浄を５分間実施した。この基板上に上記で調製したＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ−Ｎａｆｉｏｎ混合液をスピンコート法（１５００ｒｐｍ、６０秒）によりＩＴＯ基板上に薄膜を作製し、２００℃１５分乾燥した。この層は正孔注入層として機能する。次に、上記の正孔輸送層形成用溶液（１質量％）をスピンコート法で成膜し、１７０℃で３０分間乾燥した。この層は正孔輸送層として機能する。
【０１１４】
ついでＥＭ１：Ｄ１（ＥＭ１：Ｄ１＝２０：１（質量比））の１質量％トルエン溶液を用いて発光層をスピンコート法で成膜した。この時の膜厚は５０ｎｍであった。この膜上に膜厚１０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム膜（以下「Ａｌｑ膜」と略記する。）を成膜した。このＡｌｑ膜は、電子輸送層として機能する。この上に、電子注入層としてフッ化リチウムを１ｎｍの膜厚に成膜した。最後にアルミニウムを膜厚２００ｎｍで成膜し、陰極を形成した。
【０１１５】
この素子は青色発光し、発光面は均一であった。効率は３．８ｃｄ／Ａであり、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２、室温、ＤＣ定電流駆動での発光の半減時間は３５０時間であった。
【０１１６】
【化６４】
2010092940.tif 000064
【０１１７】
実施例２〜２９
Ｈ１の代わりに表１に示す非架橋基アミン化合物を用いた以外は実施例１（３）と同様に有機ＥＬ素子を作製した。素子特性の評価結果を表１に示す。
【０１１８】
比較例１
実施例１（３）において、正孔輸送材料として、Ｈ１を使用しないでＯＸ−１だけを用いて有機ＥＬ素子を作成した。結果を表１に示す。
【０１１９】
比較例２
実施例１（３）において、正孔輸送材料として、ＯＸ−１の代わりに下記のモノアミン化合物を用いた以外は実施例１（３）と同様に有機ＥＬ素子を作製した。この素子は青色発光したが、発光面は不均一であった。効率は１．１ｃｄ／Ａであり、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２、室温、ＤＣ定電流駆動での発光の半減時間は５０時間であった。
【０１２０】
【化６５】
2010092940.tif 000065
【０１２１】
以上のように、オキセタン化合物と非架橋基アミン化合物を混合して塗布法により正孔輸送層を形成することで、素子特性が飛躍的に向上した。
【表１】
2010092940.tif 000066
【０１２２】
実施例２〜２９で使用した非架橋基アミン化合物を以下に示す。
【化６６】
2010092940.tif 000067
【０１２３】
【化６７】
2010092940.tif 000068
【０１２４】
【化６８】
2010092940.tif 000069
【０１２５】
【化６９】
2010092940.tif 000070
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明の有機ＥＬ素子は、平面発光体やディスプレイのバックライト等の光源、携帯電話、ＰＤＡ、カーナビゲーション、車のインパネ等の表示部、照明等に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  陽極
２  正孔注入層
３  正孔輸送層
４  発光層
５  電子輸送層
６  陰極
【図１】
2010092940.tif 000073