(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、陽極、陰極およびこれら両極間に設けられた発光層を有する有機電界発光素子において、
励起三重項状態と基底状態のエネルギー差が２．９ｅＶ以上であり、第一酸化電位が１．６Ｖvs.ＳＣＥ以下であり、ガラス転移温度が１２０℃以上であり、トルエンに１重量％以上溶解する、分子量３０００以下の化合物からなる電荷輸送材料と、青色燐光発光材料と、溶媒とを含有する有機電界発光素子用組成物を用いて、湿式製膜法により形成された該発光層を有する、有機電界発光素子。
【請求項２】
前記化合物の第一還元電位が−２．８Ｖvs.ＳＣＥ以上である、請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記化合物の第一酸化電位と第一還元電位とのエネルギー差が３．９ｅＶ以下である、請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
下記（Ａ）と（Ｃ）との差が、０．９ｅＶ以下である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
（Ａ）前記化合物の励起三重項と基底状態のエネルギー差
（Ｃ）前記化合物の第一酸化電位と第一還元電位とのエネルギー差
【請求項５】
前記化合物が、部分構造として、下記式（Ｉ）で表されるＮ−カルバゾリル基を含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【化１】
0005555972.tif 000045
【請求項６】
前記化合物が、部分構造として、下記式（II）で表されるビフェニレン基を含まない、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【化２】
0005555972.tif 000046
（式中、環Ａ、環Ｂは置換基を有していてもよいベンゼン環を表す。ただし、環Ａの置換基と環Ｂの置換基が結合して環を形成することはない。）
【請求項７】
前記溶媒が芳香族炭化水素である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
下記（Ａ）と（Ｂ）とのギャップが、０．1ｅＶ以上０．８ｅＶ以下である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
（Ａ）前記化合物の励起三重項と基底状態のエネルギー差
（Ｂ）該青色燐光発光材料の励起三重項と基底状態のエネルギー差
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電荷輸送材料と、この電荷輸送材料を含有する有機電界発光素子用組成物と、この有機電界発光素子用組成物を用いて形成された有機電界発光素子用薄膜と、有機電界発光素子に関するものである。
【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。有機電界発光素子を構成する有機薄膜の形成方法としては、真空蒸着法と湿式製膜法が挙げられる。このうち、湿式製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】
湿式製膜法によって形成される発光層の材料としては、従来、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）誘導体やポリフルオレン誘導体等の高分子材料が主に用いられているが、高分子材料には以下のような問題がある。
・高分子材料は重合度や分子量分布を制御することが困難である。
・連続駆動時に末端残基による劣化が起こる。
・材料自体の高純度化が困難で、不純物を含む。
【０００４】
上記問題のために、湿式製膜法による素子は、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。
【０００５】
以上のような問題を解決する試みとして、特許文献１では、高分子化合物ではなく、複数の低分子材料（電荷輸送材料、発光材料）を混合して湿式製膜法により形成した有機薄膜を用いた有機電界発光素子が提案されている。しかしながら、特許文献１に記載されている素子は発光効率が不十分であった。
【０００６】
特許文献２では、素子の発光効率を高めるために、燐光発光を利用した素子が提案されている。しかしながら、特許文献２に記載されている電荷輸送材料は溶媒に対する溶解性が低く、クロロホルム等のハロゲン系溶媒を塗布溶媒に用いる必要があった。ハロゲン系溶媒は環境負荷が大きく、実用上問題がある。また、該電荷輸送材料は、結晶化の恐れがあり、有機電界発光素子には好適とはいえなかった。
【特許文献１】特開平１１−２７３８５９号公報
【特許文献２】特開２００５−７８８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、湿式製膜法により形成された層を有する有機電界発光素子であって、該層が結晶化しにくく、発光効率が高い有機電界発光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】
【０００８】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、湿式製膜法により有機発光層を形成するために用いられる組成物中の電荷輸送材料の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差およびガラス転移温度をある一定の値以上にすることにより、均一な膜質で、結晶化しにくい有機薄膜を得ることができ、さらには発光効率が高く実用性の高い有機電界発光素子を得ることができることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
即ち、本発明の要旨は、
基板上に、陽極、陰極およびこれら両極間に設けられた発光層を有する有機電界発光素子において、励起三重項状態と基底状態のエネルギー差が２．９ｅＶ以上であり、第一酸化電位が１．６Ｖvs.ＳＣＥ以下であり、ガラス転移温度が１２０℃以上であり、トルエンに１重量％以上溶解する、分子量３０００以下の化合物からなる電荷輸送材料と、青色燐光発光材料と、溶媒とを含有する有機電界発光素子用組成物を用いて、湿式製膜法により形成された該発光層を有する有機電界発光素子、
に存する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電荷輸送材料を含む有機電界発光素子用組成物は、発光特性、熱安定性、均一性に優れる。また、製膜時の膜厚調整も容易である。このような本発明の有機電界発光素子用組成物を用いることにより、結晶化しにくい薄膜を得ることができる。さらには、発光効率、耐熱性を含めた駆動安定性に優れた有機電界発光素子を容易に得ることができる。特に、本発明の電荷輸送材料は、青色燐光発光材料のホスト材料として好適であり、従って、本発明によれば、従来、製造困難であった青色の有機電界発光素子も、湿式製膜法で形成することが可能となる。
【００１１】
本発明による有機電界発光素子は、フラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁掛けテレビ）、車載表示素子、携帯電話表示や面発光体としての特徴を生かした光源（例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の電荷輸送材料、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子用薄膜および有機電界発光素子の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に特定されない。
【００１３】
［電荷輸送材料］
本発明の電荷輸送材料は、励起三重項状態と基底状態のエネルギー差が２．９ｅＶ以上であり、ガラス転移温度が１２０℃以上である化合物（以下、「本発明の電荷輸送性化合物」と称す場合がある。）からなる。
通常、電荷輸送材料とは、与えられた電荷（即ち、電子や正孔）を移動させることができる材料であり、本発明の電荷輸送性化合物は、上記の条件を満たしていれば他に制限はない。
【００１４】
有機電界発光素子の層として、従来の電荷輸送材料を用いて湿式製膜法により成膜された層を使用すると、上記の通り、該層は結晶化しやすく、該層を有する素子は発光効率が低いものであった。
結晶化を防ぐには、まず、ガラス転移温度をある一定の温度以上にすることが必要である。これに加えて、該層を有する素子の発光効率を向上させるためには、電荷輸送性化合物のエネルギー物性を一定の範囲にすることが必要であることが確認された。
しかして、種々検討した結果、励起三重項状態と基底状態のエネルギー差が２．９ｅＶ以上となるような化合物を選択して用いれば、発光効率を従来よりも向上させることが出来ることが判明した。
【００１５】
本発明の電荷輸送材料は、発光層に用いることが好ましく、発光材料をドーパント材料、本発明の電荷輸送材料をホスト材料として発光層に用いることがより好ましい。中でも、本発明の電荷輸送材料は、りん光発光材料、特に青色りん光材料をドーパント材料として用いる場合のホスト材料として使用することにより、特に高い効果を発揮することができる。
【００１６】
〈励起三重項状態と基底状態のエネルギー差〉
本発明の電荷輸送性化合物の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差は２．９ｅＶ以上である。この励起三重項状態と基底状態のエネルギー差の求め方は以下の通りである。
【００１７】
最低三重項励起エネルギー状態の測定には、試料化合物を分光用に精製されたエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：２：２（体積比）の溶媒に溶かした溶液を筒状石英セルに入れ、石英デュアーに液体窒素を入れ、７７Ｋに冷却してフォトルミネッセンスを測定する。その最大エネルギーの燐光発光（０，０遷移ピーク形状）から求める。燐光発光と蛍光発光の分別は、励起光入射後、フォトルミネッセンス観測開始時間を遅らせることによって行う。フォトルミネッセンスの測定は、材料の吸収をあわせ、Ｎ２レーザー光源（波長３３７ｎｍ）を用い、これを励起光として試料化合物に当てることによって行う。
【００１８】
本発明の電荷輸送性化合物の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差は、通常、２．９ｅＶ〜３．４ｅＶであり、好ましくは、２．９ｅＶ〜３．１ｅＶである。電荷輸送性化合物の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差が小さいと青色燐光発光材料へのエネルギー移動の効率が悪くなる恐れがあり、大きすぎると、電荷輸送能が低下する恐れがあり、好ましくない。
励起三重項状態と基底状態のエネルギー差が２．９ｅＶ以上である本発明の電荷輸送性化合物は、以下の理由により、青色燐光発光材料のホスト材料として特に好ましい。
【００１９】
即ち、青色燐光発光材料の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差は、通常、２．６ｅＶ〜２．８ｅＶであり、本発明の電荷輸送性化合物の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差より小さいため、本発明の電荷輸送性化合物を青色燐光発光材料のホスト材料として有機電界発光素子を製造すると、高い効率で発光可能な青色燐光発光素子が得られる。
【００２０】
高輝度、長寿命の有機電界発光素子を実現するために、ホスト分子の励起三重項状態を利用する方法が知られている。電極から注入された電子と正孔は発光層の中で再結合してホスト分子を電子励起する。その際、励起一重項状態が生成する確率と、励起三重項状態が生成する確率は約１：３の割合である。励起一重項状態は発光性色素分子を発光させるのに寄与するが、一般に励起三重項状態は発光性分子の発光には寄与しない。しかしながら、希土類金属錯体や直鎖状のπ電子共役分子のように、エネルギー準位が高度に縮退している発光性色素分子を使用した場合には、励起一重項状態のホスト分子から色素分子へのエネルギー移動だけでなく、励起三重項状態のホスト分子から色素分子へのエネルギー移動を利用して、色素分子を発光させることができる。このような観点から、希土類金属錯体をホスト分子中にドーピングし、励起三重項状態のホスト分子のエネルギーを希土類金属錯体に移動させて、希土類金属イオンを発光させることが提案されている。
【００２１】
即ち、高効率発光の青色燐光素子を得るには、素子構造の最適化が必要である。設計指針パラメーターのうち重要なものの一つとして、電荷輸送材料の励起三重項状態と青色燐光発光材料の励起三重項状態のエネルギーレベルを制御する必要がある。理想的には、電流励起で生成された励起子を青色燐光発光材料へ全てエネルギー的に移動させるとよい。本発明の電荷輸送性化合物は、青色燐光発光材料より高い励起三重項状態であるので、効率良くエネルギーの移動が行われる。即ち、三重項励起状態を発光層内部に閉じ込めることが可能となる。
【００２２】
本発明の電荷輸送性化合物の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差と、併用する青色燐光発光材料の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差とのギャップには、適切な範囲が必要であり、本発明の電荷輸送性化合物の（Ａ）励起三重項と基底状態のエネルギー差と、併用する青色燐光発光材料の（Ｂ）励起三重項と基底状態のエネルギー差とのギャップは、好ましくは０．1ｅＶ以上０．８ｅＶ以下、より好ましくは０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下、特に好ましくは０．１ｅＶ以上０．４ｅＶ以下である。このギャップが大き過ぎたり、小さ過ぎたりすると、青色燐光発光材料の三重項励起状態を効率よく生成させることができない恐れがある。
【００２３】
〈ガラス転移温度〉
本発明の電荷輸送性化合物のガラス転移温度は、１２０℃以上、好ましくは１２０℃〜３００℃である。このガラス転移温度は、示差走査熱量分析（ＤＳＣ分析）によって測定することができる。
【００２４】
本発明の電荷輸送性化合物のガラス転移温度が低すぎると、有機電界発光素子に用いた場合の耐熱性が低下するおそれがあるほか、駆動寿命が短くなる可能性がある。また、湿式製膜法により有機薄膜を形成する際は、１００℃以上の温度で、液膜を加熱乾燥することが好ましいが、本発明の電荷輸送性化合物のガラス転移温度が１２０℃以上であることにより、１００℃以上の温度で加熱乾燥した場合にも、結晶化や凝集が起こらず、均一な薄膜を得ることができる。
【００２５】
〈トルエン溶解性〉
後述するように、本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる溶媒は芳香族炭化水素系溶媒が好ましい。このため、本発明の電荷輸送性化合物は芳香族炭化水素系溶媒に対する溶解度が高いことが好ましい。例えば、トルエンに１重量％以上溶解することが好ましく、２重量％以上溶解することがより好ましく、５重量％以上溶解することがさらに好ましく、１０重量％以上溶解することが特に好ましい。尚、本発明におけるトルエン溶解度の測定方法は、下記実施例にて詳述するものである。
【００２６】
〈第一酸化電位，第一還元電位〉
本発明の電荷輸送性化合物の第一酸化電位は１．６Ｖvs.ＳＣＥ以下であることが、正孔注入輸送性が高いため好ましく、１．４Ｖvs.ＳＣＥ以下であることがさらに好ましい。また、本発明の電荷輸送性化合物の第一還元電位は−２．８Ｖvs.ＳＣＥ以上であることが、電子注入輸送性が高いため好ましく、−２．６vs.ＳＣＥ以上であることがさらに好ましい。
【００２７】
また、本発明の電荷輸送性化合物の第一酸化電位と第一還元電位とのエネルギー差が３．９ｅＶ以下であることが、高い正孔輸送性と高い電子輸送性を両立するため好ましい。即ち、発光層の電荷輸送材料は正孔及び電子の両方を輸送する必要がある。発光層の電荷輸送材料の第一酸化電位と第一還元電位とのエネルギー差が大きいと、正孔又は電子、もしくは、その両方を輸送する能力が低いために、素子が高電圧化し、実用輝度を得るためには非常に大きな電力が必要となる。電荷輸送性化合物の第一酸化電位と第一還元電位とのエネルギー差が３．９ｅＶ以下であれば、正孔及び電子の両方を円滑に輸送することができる。
【００２８】
また、本発明の電荷輸送性化合物の第一酸化電位、第一還元電位、励起三重項状態と基底状態のエネルギー差は、下記の関係にあることが、高い発光効率と低い駆動電圧を両立する青色燐光発光素子が得られるため好ましい。
下記（Ｃ）と（Ａ）との差が、０．９ｅＶ以下
（Ａ）前記化合物の励起三重項と基底状態のエネルギー差
（Ｃ）前記化合物の第一酸化電位と第一還元電位とのエネルギー差
【００２９】
本発明における第一酸化電位，第一還元電位は、以下に述べるような電気化学測定（サイクリックボルタンメトリー）によって測定することができる。なお、測定に用いられる支持電解質、溶媒および電極については、以下に示す例示物に限定されるわけではなく、同程度の測定が可能なものであれば任意のものを用いることができる。
【００３０】
（電気化学測定）
支持電解質として、例えば過塩素酸テトラブチルアンモニウムやヘキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウム等を０．１ｍｏｌ／Ｌ程度含有させた有機溶媒に、測定対象材料（本発明の電荷輸送性化合物）を０．１〜２ｍＭ程度溶解させる。こうして得られた溶液を、乾燥窒素バブリング、減圧脱気、超音波照射などの手法により、酸素を除去した後、作用電極として例えばグラッシーカーボン電極を用い、対電極として例えば白金電極を用い、掃引速度１００ｍＶ／ｓｅｃにて電気的中性状態から電解酸化又は還元する。電解酸化又は還元時に検出される最初のピーク値の電位を、例えばフェロセン等の基準物質の酸化還元電位と比較することにより、測定対象材料の酸化又は還元電位を得る。こうして得られた酸化又は還元電位を、さらに飽和甘コウ電極（ＳＣＥ）を基準電極として換算した値が、本発明における第一酸化電位又は第一還元電位である。
【００３１】
なお、測定用の有機溶媒としては、十分に水分含有量を低減したものを使用するものとし、例えば、アセトニトリル、塩化メチレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、あるいはテトラヒドロフランなど、本発明の電荷輸送性化合物を良く溶解させ、且つ、それ自体が電解酸化又は還元されにくい、従って、電位窓を広くとることができるものが用いられる。
【００３２】
〈分子量〉
本発明の電荷輸送性化合物の分子量は、通常５０００以下、好ましくは４０００以下、より好ましくは３０００以下であり、また通常４００以上、好ましくは５００以上、より好ましくは６００以上である。
分子量がこの上限値を超えると、不純物の高分子量化によって精製が困難となる場合があり、また分子量がこの下限値を下回ると、ガラス転移温度が低下するため、耐熱性が著しく損なわれるおそれがある。
【００３３】
＜物性ないし特性の調整＞
本発明の電荷輸送材料、即ち、励起三重項状態と基底状態のエネルギー差が２．９ｅＶ以上であり、ガラス転移温度が１２０℃以上である化合物を得るための方法としては、以下のような方法が挙げられる。
【００３４】
ガラス転移温度を１２０℃以上とするためには、例えば化合物の構造に、縮合多環を導入したり、かさ高い基を導入したりすることや、二量化などにより化合物を高分子量化するなどの方法が挙げられる。
また、励起三重項状態と基底状態のエネルギー差を２．９ｅＶ以上とするには、例えば化合物の構造において、立体障害を利用して共役系を切断させたり、水添によって共役系を切断させたり、あるいは、ＳＰ３混成の原子で連結させることによって共役系を切断させたりすることや、ＨＯＭＯの分布とＬＵＭＯの分布の重なりを低減させたりする方法が挙げられる。
【００３５】
具体的には、例えば、下記式（Ｉ）で表されるＮ−カルバゾリル基を部分構造として有する化合物を用いると、励起三重項状態と基底状態のエネルギー差やガラス転移温度を向上させることができる。
【００３６】
【化３】
0005555972.tif 000002
【００３７】
また、例えば、下記式（II）で表されるようなビフェニレン基を部分構造として有する化合物を用いると、励起三重項状態のエネルギーを大きく低下させる場合があるので好ましくない。
【００３８】
【化４】
0005555972.tif 000003
（式中、環Ａ、環Ｂは置換基を有しても良いベンゼン環を表すが、環Ａの置換基と環Ｂの置換基が結合して環を形成することはない。）
【００３９】
〈具体例〉
本発明の電荷輸送性化合物の具体例としては以下に構造式を示すものが挙げられるが、何ら以下のものに限定されるものではない。
【００４０】
【化５】
0005555972.tif 000004
【００４１】
【化６】
0005555972.tif 000005
【００４２】
［有機電界発光素子用組成物］
本発明の有機電界発光素子用組成物は、上述の本発明の電荷輸送性化合物よりなる電荷輸送材料と溶媒とを含有するものであり、さらに好ましくは燐光発光材料を含有する。
【００４３】
〈溶媒〉
本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる溶媒としては、電荷輸送材料等の溶質が良好に溶解する溶媒であれば特に限定されない。
【００４４】
例えば、トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素；クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素；１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、２−メトキシトルエン、３−メトキシトルエン、４−メトキシトルエン、２，３−ジメチルアニソール、２，４−ジメチルアニソール等の芳香族エーテル；酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ｎ−ブチル等の芳香族エステル；シクロヘキサノン、シクロオクタノン等の脂環を有するケトン；メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン；メチルエチルケトン、シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環を有するアルコール；ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール；エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）等の脂肪族エーテル；酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−ブチル等の脂肪族エステル等が利用できる。これらのうち、水の溶解度が低い点、容易には変質しない点で、トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素が好ましい。
【００４５】
有機電界発光素子には、陰極等の水分により著しく劣化する材料が多く使用されているため、組成物中の水分の存在は、乾燥後の膜中に水分が残留し、素子の特性を低下させる可能性が考えられ好ましくない。
【００４６】
組成物中の水分量を低減する方法としては、例えば、蒸留や乾燥剤の使用などにより溶媒を予め脱水する、窒素ガスシール、水の溶解度が低い溶媒を使用する等が挙げられる。なかでも、水の溶解度が低い溶媒を使用する場合は、湿式製膜工程中に、溶液膜が大気中の水分を吸収して白化する現象を防ぐことができるため好ましい。この様な観点からは、本実施の形態が適用される有機電界発光素子用組成物は、例えば、２５℃における水の溶解度が１重量％以下、好ましくは０．１重量％以下である溶媒を、組成物中１０重量％以上含有することが好ましい。
【００４７】
より均一な膜を得るためには、製膜直後の液膜から溶媒が適当な速度で蒸発することが必要であり、このためには通常沸点８０℃以上、好ましくは沸点１１０℃以上で、通常沸点２７０℃未満、好ましくは沸点２５０℃未満の溶媒を用いることが有効である。
【００４８】
有機電界発光素子用組成物の溶媒としては、上述の条件、即ち溶質の溶解性、蒸発速度、水の溶解度の条件を満足する溶媒を単独で用いても良いが、すべての条件を満たす溶媒が選定できない場合は、２種類以上の溶媒を混合して用いることもできる。
【００４９】
〈発光材料〉
本発明の有機電界発光素子用組成物は、発光材料を含有することが好ましい。
【００５０】
発光材料とは、本発明の有機電界発光素子用組成物において、主として発光する成分を指し、有機電界発光デバイスにおけるドーパント成分に当たる。即ち、有機電界発光素子用組成物から発せられる光量（単位：ｃｄ／ｍ２）の内、通常１０〜１００％、好ましくは２０〜１００％、より好ましくは５０〜１００％、最も好ましくは８０〜１００％が、ある成分材料からの発光と同定される場合、それを発光材料と定義する。
【００５１】
発光材料としては、任意の公知材料を適用可能であり、蛍光発光材料或いは燐光発光材料を単独若しくは複数を混合して使用できるが、内部量子効率の観点から、好ましくは、燐光発光材料である。
この発光材料の最大発光ピーク波長は３９０〜４９０ｎｍの範囲にあることが好ましい。
【００５２】
発光材料が青色燐光発光材料である場合には、前述のとおり、組成物中の（Ａ）電荷輸送性化合物の励起三重項と基底状態のエネルギー差と（Ｂ）青色燐光発光材料の励起三重項と基底状態のエネルギー差とのギャップが、０．１ｅＶ以上、０．８ｅＶ以下であることが好ましい。
【００５３】
なお、溶媒への溶解性を向上させる目的で、発光材料分子の対称性や剛性を低下させたり、或いはアルキル基などの親油性置換基を導入したりすることも、重要である。
【００５４】
青色発光を与える蛍光色素としては、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、ｐ−ビス（２−フェニルエテニル）ベンゼンおよびそれらの誘導体等が挙げられる。緑色蛍光色素としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体等が挙げられる。黄色蛍光色素としては、ルブレン、ペリミドン誘導体等が挙げられる。赤色蛍光色素としては、ＤＣＭ系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
【００５５】
燐光発光材料としては、例えば周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む有機金属錯体が挙げられる。
【００５６】
周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む燐光性有機金属錯体における金属として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金等が挙げられる。これらの有機金属錯体として、好ましくは下記一般式（Ｖ）又は式（VI）で表される化合物が挙げられる。  
ＭＬ（ｑ−ｊ）Ｌ’ｊ        （Ｖ）  
（一般式（Ｖ）中、Ｍは金属を表し、ｑは上記金属の価数を表す。また、ＬおよびＬ’は二座配位子を表す。ｊは０、１又は２を表す。）
【００５７】
【化７】
0005555972.tif 000006
（一般式（VI）中、Ｍ７は金属を表し、Ｔは炭素又は窒素を表す。Ｒ９２〜Ｒ９５は、それぞれ独立に、置換基を表す。ただし、Ｔが窒素の場合は、Ｒ９４およびＲ９５は無い。）
【００５８】
以下、まず、一般式（Ｖ）で表される化合物について説明する。  
一般式（Ｖ）中、Ｍは任意の金属を表し、好ましいものの具体例としては、周期表７ないし１１族から選ばれる金属として前述した金属が挙げられる。  
また、一般式（Ｖ）中の二座配位子ＬおよびＬ’は、それぞれ、以下の部分構造を有する配位子を示す。
【００５９】
【化８】
0005555972.tif 000007
【００６０】
【化９】
0005555972.tif 000008
【００６１】
Ｌ’として、錯体の安定性の観点から、特に好ましくは、下記のものが挙げられる。  
【化１０】
0005555972.tif 000009
【００６２】
上記Ｌ，Ｌ’の部分構造において、環Ａ１は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表し、これらは置換基を有していてもよい。また、環Ａ２は、含窒素芳香族複素環基を表し、これらは置換基を有していてもよい。
【００６３】
環Ａ１，Ａ２が置換基を有する場合、好ましい置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基；フェニル基、ナフチル基、フェナンチル基等の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
【００６４】
一般式（Ｖ）で表される化合物として、さらに好ましくは、下記一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（Ｖｃ）で表される化合物が挙げられる。
【００６５】
【化１１】
0005555972.tif 000010
（一般式（Ｖａ）中、ＭａはＭと同様の金属を表し、ｗは上記金属の価数を表す。また、環Ａ１は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、環Ａ２は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
【００６６】
【化１２】
0005555972.tif 000011
（一般式（Ｖｂ）中、ＭｂはＭと同様の金属を表し、ｗは上記金属の価数を表す。また、環Ａ１は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、環Ａ２は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
【００６７】
【化１３】
0005555972.tif 000012
（一般式（Ｖｃ）中、ＭｃはＭと同様の金属を表し、ｗは上記金属の価数を表す。また、ｊは０、１又は２を表す。さらに、環Ａ１および環Ａ１’は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。また、環Ａ２および環Ａ２’は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
【００６８】
上記一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（Ｖｃ）において、環Ａ１および環Ａ１’の基としては、好ましくは、例えばフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、カルバゾリル基等が挙げられる。
【００６９】
また、環Ａ２、環Ａ２’の基としては、好ましくは、例えばピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、フェナントリジル基等が挙げられる。
【００７０】
さらに、一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（Ｖｃ）で表される化合物が有していてもよい置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられる。
【００７１】
上記置換基がアルキル基である場合は、その炭素数は通常１以上６以下である。さらに、置換基がアルケニル基である場合は、その炭素数は通常２以上６以下である。また、置換基がアルコキシカルボニル基である場合は、その炭素数は通常２以上６以下である。さらに、置換基がアルコキシ基である場合は、その炭素数は通常１以上６以下である。また、置換基がアリールオキシ基である場合は、その炭素数は通常６以上１４以下である。さらに、置換基がジアルキルアミノ基である場合は、その炭素数は通常２以上２４以下である。また、置換基がジアリールアミノ基である場合は、その炭素数は通常１２以上２８以下である。さらに、置換基がアシル基である場合は、その炭素数は通常１以上１４以下である。また、置換基がハロアルキル基である場合は、その炭素数は通常１以上１２以下である。
【００７２】
なお、これら置換基は互いに連結して環を形成してもよい。具体例としては、環Ａ１が有する置換基と環Ａ２が有する置換基とが結合するか、又は、環Ａ１’が有する置換基と環Ａ２’が有する置換基とが結合するかして、一つの縮合環を形成してもよい。このような縮合環基としては、７，８−ベンゾキノリン基等が挙げられる。
【００７３】
中でも、環Ａ１、環Ａ１’、環Ａ２および環Ａ２’の置換基として、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ジアリールアミノ基、カルバゾリル基が挙げられる。
【００７４】
また、一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（Ｖｃ）におけるＭａ，Ｍｂ，Ｍｃとして好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金又は金が挙げられる。
【００７５】
上記一般式（Ｖ）、（Ｖａ）、（Ｖｂ）又は（Ｖｃ）で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるものではない（以下において、Ｐｈはフェニル基を表す。）。
【００７６】
【化１４】
0005555972.tif 000013
【００７７】
【化１５】
0005555972.tif 000014
【００７８】
上記一般式（Ｖ）、（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（Ｖｃ）で表される有機金属錯体の中でも、特に、配位子Ｌおよび／又はＬ’として２−アリールピリジン系配位子、即ち、２−アリールピリジン、これに任意の置換基が結合したもの、および、これに任意の基が縮合してなるものを有する化合物が好ましい。
また、ＷＯ２００５／０１９３７３号公報に記載の化合物も使用することができる。
【００７９】
次に、前記一般式（VI）で表される化合物について説明する。  
一般式（VI）中、Ｍ７は金属を表し、具体例としては、周期表７ないし１１族から選ばれる金属として前述した金属が挙げられる。中でも好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金又は金が挙げられ、特に好ましくは、白金、パラジウム等の２価の金属が挙げられる。
【００８０】
また、一般式（VI）において、Ｒ９２およびＲ９３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。
【００８１】
さらに、Ｔが炭素の場合、Ｒ９４およびＲ９５は、それぞれ独立に、Ｒ９２およびＲ９３と同様の例示物で表される置換基を表す。また、前述の如く、Ｔが窒素の場合はＲ９４およびＲ９５は無い。
【００８２】
また、Ｒ９２〜Ｒ９５はさらに置換基を有していてもよい。この場合のさらに有していてもよい置換基には特に制限はなく、任意の基を置換基とすることができる。  
さらに、Ｒ９２〜Ｒ９５は互いに連結して環を形成してもよく、この環がさらに任意の置換基を有していてもよい。
【００８３】
一般式（VI）で表される有機金属錯体の具体例（Ｔ−１，Ｔ−１０〜Ｔ−１５）を以下に示すが、下記の例示化合物に限定されるものではない。なお、以下において、Ｍｅはメチル基を表し、Ｅｔはエチル基を表す。
【００８４】
【化１６】
0005555972.tif 000015
【００８５】
〈その他の成分〉
本発明の有機電界発光素子用組成物中には、前述した溶媒および発光材料以外にも、必要に応じて、各種の他の溶媒を含んでいてもよい。このような他の溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。  
また、レベリング剤や消泡剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
【００８６】
また、２層以上の層を湿式製膜法により積層する際に、これらの層が相溶することを防ぐため、製膜後に硬化させて不溶化させる目的で光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂を含有させておくこともできる。
【００８７】
〈有機電界発光素子用組成物中の材料濃度と配合比〉
有機電界発光素子用組成物中の電荷輸送材料、発光材料および必要に応じて添加可能な成分（レベリング剤など）などの固形分濃度は、通常０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、さらに好ましくは０．５重量％以上、最も好ましくは１重量％以上であり、通常８０重量％以下、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは４０重量％以下、さらに好ましくは３０重量％以下、最も好ましくは２０重量％以下である。この濃度が下限を下回ると、薄膜を形成する場合、厚膜を形成するのが困難となり、上限を超えると、薄膜を形成するのが困難となる恐れがある。
【００８８】
また、本発明の有機電界発光素子用組成物において、発光材料／電荷輸送材料の重量混合比は、通常、０．１／９９．９以上であり、より好ましくは０．５／９９．５以上であり、さらに好ましくは１／９９以上であり、最も好ましくは２／９８以上で、通常、５０／５０以下であり、より好ましくは４０／６０以下であり、さらに好ましくは３０／７０以下であり、最も好ましくは２０／８０以下である。この比が下限を下回ったり、上限を超えたりすると、著しく発光効率が低下する恐れがある。
【００８９】
〈有機電界発光素子用組成物の調製方法〉
本発明の有機電界発光素子用組成物は、電荷輸送材料、発光材料、および必要に応じて添加可能なレベリング剤や消泡剤等の各種添加剤よりなる溶質を、適当な溶媒に溶解させることにより調製される。溶解工程に要する時間を短縮するため、および組成物中の溶質濃度を均一に保つため、通常、液を撹拌しながら溶質を溶解させる。溶解工程は常温で行ってもよいが、溶解速度が遅い場合は加熱して溶解させることもできる。溶解工程終了後、必要に応じて、フィルタリング等の濾過工程を経由してもよい。
【００９０】
〈有機電界発光素子用組成物の性状、物性等〉
（水分濃度）
有機電界発光素子を、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いた湿式製膜法により層形成して製造する場合、用いる有機電界発光素子用組成物に水分が存在すると、形成された膜に水分が混入して膜の均一性が損なわれるため、本発明の有機電界発光素子用組成物中の水分含有量はできるだけ少ない方が好ましい。また一般に、有機電界発光素子は、陰極等の水分により著しく劣化する材料が多く使用されているため、有機電界発光素子用組成物中に水分が存在した場合、乾燥後の膜中に水分が残留し、素子の特性を低下させる可能性が考えられ好ましくない。
【００９１】
具体的には、本発明の有機電界発光素子用組成物中に含まれる水分量は、通常１重量％以下、好ましくは０．１重量％以下、より好ましくは０．０１重量％以下である。
【００９２】
有機電界発光素子用組成物中の水分濃度の測定方法としては、日本工業規格「化学製品の水分測定法」（ＪＩＳ  Ｋ００６８：２００１）に記載の方法が好ましく、例えば、カールフィッシャー試薬法（ＪＩＳ  Ｋ０２１１−１３４８）等により分析することができる。
【００９３】
（均一性）
本発明の有機電界発光素子用組成物は、湿式製膜プロセスでの安定性、例えば、インクジェット製膜法におけるノズルからの吐出安定性を高めるためには、常温で均一な液状であることが好ましい。常温で均一な液状とは、組成物が均一相からなる液体であり、かつ組成物中に粒径０．１μｍ以上の粒子成分を含有しないことをいう。
【００９４】
（物性）
本発明の有機電界発光素子用組成物の粘度については、極端に低粘度の場合は、例えば製膜工程における過度の液膜流動による塗面不均一、インクジェット製膜におけるノズル吐出不良等が起こりやすくなり、極端に高粘度の場合は、インクジェット製膜におけるノズル目詰まり等が起こりやすくなる。このため、本発明の組成物の２５℃における粘度は、通常２ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは３ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上であり、通常１０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以下である。
【００９５】
また、本発明の有機電界発光素子用組成物の表面張力が高い場合は、基板に対する製膜溶液の濡れ性が低下する、液膜のレベリング性が悪く、乾燥時の製膜面乱れが起こりやすくなる等の問題が発生するため、本発明の組成物の２０℃における表面張力は、通常５０ｍＮ／ｍ未満、好ましくは４０ｍＮ／ｍ未満である。
【００９６】
さらに、本発明の有機電界発光素子用組成物の蒸気圧が高い場合は、溶媒の蒸発による溶質濃度の変化等の問題が起こりやすくなる。このため、本発明の組成物の２５℃における蒸気圧は、通常５０ｍｍＨｇ以下、好ましくは１０ｍｍＨｇ以下、より好ましくは１ｍｍＨｇ以下である。
【００９７】
〈有機電界発光素子用組成物の保存方法〉
本発明の有機電界発光素子用組成物は、紫外線の透過を防ぐことのできる容器、例えば、褐色ガラス瓶等に充填し、密栓して保管することが好ましい。保管温度は、通常−３０℃以上、好ましくは０℃以上で、通常３５℃以下、好ましくは２５℃以下である。
【００９８】
［有機電界発光素子用薄膜］
本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式製膜法により形成された本発明の有機電界発光素子用薄膜は、均一な膜質で、結晶化しにくく、発光特性、耐熱性に優れた膜であり、通常有機電界発光素子の陰極と陽極との間の層として使用される。
【００９９】
ここで、本発明における湿式製膜法とは、溶媒を含む組成物を、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法などの塗布法を用いて製膜することを言う。
【０１００】
本発明の有機電界発光素子用薄膜の膜厚は用途に応じて適宜決定され、例えば、有機電界発光素子の発光層であれば、後述の如く、通常１０ｎｍ以上、好ましくは２０ｎｍ以上で、通常３００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下、或いは、通常３０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上、通常５００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下である。
【０１０１】
［有機電界発光素子］
本発明の有機電界発光素子は、基板上に陽極、陰極、およびこれら両極間に設けられた発光層を有するものであって、本発明の電荷輸送材料を含有する層を有することを特徴とする。或いは、本発明の有機電界発光素子は、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式製膜法により形成された層を有することを特徴とする。該電荷輸送材料を含有する層或いは有機電界発光素子用組成物を用いて湿式製膜法により形成された層は、発光層であることが好ましい。また、該電荷輸送材料を含有する層或いは有機電界発光素子用組成物を用いて湿式製膜法により形成された層に、有機金属錯体がドープされていることが好ましい。この有機金属錯体としては、前記発光材料として例示したものを使用できる。
【０１０２】
図１〜９は本発明の有機電界発光素子に好適な構造例を示す断面の模式図であり、図１において、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は発光層、５は電子注入層、６は陰極を各々表す。
【０１０３】
［１］基板
基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
【０１０４】
［２］陽極
基板１上には陽極２が設けられる。陽極２は発光層側の層（正孔注入層３又は発光層４など）への正孔注入の役割を果たすものである。
【０１０５】
この陽極２は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウムおよび／又はスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。
【０１０６】
陽極２の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われることが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などを用いて陽極を形成する場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散させて、基板１上に塗布することにより陽極２を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもできる（Ａppl．Phys．Lett．，60巻，2711頁，1992年）。
【０１０７】
陽極２は通常は単層構造であるが、所望により複数の材料からなる積層構造とすること
も可能である。
【０１０８】
陽極２の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが望ましい。この場合、陽極の厚みは通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下程度である。不透明でよい場合は陽極２の厚みは任意であり、陽極２は基板１と同一でもよい。また、さらには上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
【０１０９】
陽極に付着した不純物を除去し、イオン化ポテンシャルを調整して正孔注入性を向上させることを目的に、陽極表面を紫外線（ＵＶ）／オゾン処理したり、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ処理したりすることは好ましい。
【０１１０】
［３］正孔注入層
正孔注入層３は陽極２から発光層４へ正孔を輸送する層であるため、正孔注入層３には正孔輸送性化合物を含むことが好ましい。
【０１１１】
正孔注入層３では、電気的に中性の化合物から電子が一つ除かれたカチオンラジカルが、近傍の電気的に中性な化合物から一電子を受容することによって、正孔が移動する。素子非通電時の正孔注入層３にカチオンラジカル化合物が含まれない場合は、通電時に、正孔輸送性化合物が陽極２に電子を与えることにより正孔輸送性化合物のカチオンラジカルが生成し、このカチオンラジカルと電気的に中性な正孔輸送性化合物との間で電子の授受が行われることにより正孔を輸送する。
【０１１２】
正孔注入層３にカチオンラジカル化合物が含まれると、陽極２による酸化によって生成する以上の濃度で正孔輸送に必要なカチオンラジカルが存在することになり、正孔輸送性能が向上するため、正孔注入層３にカチオンラジカル化合物を含むことが好ましい。カチオンラジカル化合物の近傍に電気的に中性な正孔輸送性化合物が存在すると、電子の受け渡しがスムーズに行われるため、正孔注入層３にカチオンラジカル化合物と正孔輸送性化合物とを含むことがさらに好ましい。
【０１１３】
ここで、カチオンラジカル化合物とは、正孔輸送性化合物から一電子取り除いた化学種であるカチオンラジカルと、対アニオンからなるイオン化合物であり、移動しやすい正孔（フリーキャリア）を既に有している。
【０１１４】
また、正孔輸送性化合物に電子受容性化合物を混合することによって、正孔輸送性化合物から電子受容性化合物への一電子移動が起こり、上述のカチオンラジカル化合物が生成する。このため、正孔注入層３に正孔輸送性化合物と電子受容性化合物とを含むことが好ましい。
【０１１５】
以上の好ましい材料についてまとめると、正孔注入層３に正孔輸送性化合物を含むことが好ましく、正孔輸送性化合物と電子受容性化合物とを含むことがさらに好ましい。また、正孔注入層３にカチオンラジカル化合物を含むことが好ましく、カチオンラジカル化合物と正孔輸送性化合物とを含むことがさらに好ましい。
【０１１６】
さらに、必要に応じて、正孔注入層３には電荷のトラップになりにくいバインダー樹脂や、塗布性改良剤を含んでいてもよい。
【０１１７】
但し、正孔注入層３として、電子受容性化合物のみ、或いは電子受容性化合物と正孔輸送性化合物を用いて湿式製膜法によって陽極２上に製膜し、その上から直接、本発明の有機電界発光素子用組成物を塗布、又は蒸着によって積層することも可能である。この場合、本発明の有機電界発光素子用組成物の一部又は全部が電子受容性化合物と相互作用することによって、図７，８に示す如く、正孔注入性に優れた正孔輸送層１０が形成される。
【０１１８】
（正孔輸送性化合物）
正孔輸送性化合物としては、４．５ｅＶ〜６．０ｅＶのイオン化ポテンシャルを有する化合物が好ましい。
【０１１９】
正孔輸送性化合物の例としては、本発明の電荷輸送材料の他、芳香族アミン化合物、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。中でも非晶質性、可視光の透過率の点から、芳香族アミン化合物が好ましい。
【０１２０】
芳香族アミン化合物の中でも、特に、本発明の電荷輸送材料などの芳香族三級アミン化合物が好ましい。ここで、芳香族三級アミン化合物とは、芳香族三級アミン構造を有する化合物であって、芳香族三級アミン由来の基を有する化合物も含む。
【０１２１】
芳香族三級アミン化合物の種類は特に制限されないが、表面平滑化効果の点から、重量平均分子量が１０００以上、１００００００以下の高分子化合物（繰り返し単位が連なる重合型有機化合物）がさらに好ましい。
【０１２２】
芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例として、下記一般式（VII）で表される繰り返し単位を有する高分子化合物が挙げられる。
【０１２３】
【化１７】
0005555972.tif 000016
（一般式（VII）中、Ａｒ２１，Ａｒ２２は各々独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Ａｒ２３〜Ａｒ２５は、各々独立して、置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい２価の芳香族複素環基を表す。Ｙは、下記の連結基群の中から選ばれる連結基を表す。また、Ａｒ２１〜Ａｒ２５のうち、同一のＮ原子に結合する二つの基は互いに結合して環を形成してもよい。）
【０１２４】
【化１８】
0005555972.tif 000017
（上記各式中、Ａｒ３１〜Ａｒ４１は、各々独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環由来の１価又は２価の基を表す。Ｒ１０１およびＲ１０２は、各々独立して、水素原子又は任意の置換基を表す。））
【０１２５】
Ａｒ２１〜Ａｒ２５およびＡｒ３１〜Ａｒ４１としては、任意の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環由来の、１価又は２価の基が適用可能である。これらは各々同一であっても、互いに異なっていてもよい。また、任意の置換基を有していてもよい。
【０１２６】
その芳香族炭化水素環としては、５又は６員環の単環又は２〜５縮合環が挙げられる。具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環などが挙げられる。
【０１２７】
また、その芳香族複素環としては、５又は６員環の単環又は２〜４縮合環が挙げられる。具体例としては、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などが挙げられる。
【０１２８】
また、Ａｒ２３〜Ａｒ２５、Ａｒ３１〜Ａｒ３５、Ａｒ３７〜Ａｒ４０としては、上に例示した１種類又は２種類以上の芳香族炭化水素環および／又は芳香族複素環由来の２価の基を２つ以上連結して用いることもできる。
【０１２９】
Ａｒ２１〜Ａｒ４１の芳香族炭化水素環および／又は芳香族複素環由来の基は、さらに置換基を有していてもよい。置換基の分子量としては、通常４００以下、中でも２５０以下程度が好ましい。置換基の種類は特に制限されないが、例としては、次の置換基群Ｄから選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。
【０１３０】
［置換基群Ｄ］
メチル基、エチル基等の、炭素数が通常１以上、通常１０以下、好ましくは８以下のアルキル基；ビニル基等の、炭素数が通常２以上、通常１１以下、好ましくは５以下のアルケニル基；エチニル基等の、炭素数が通常２以上、通常１１以下、好ましくは５以下のアルキニル基；メトキシ基、エトキシ基等の、炭素数が通常１以上、通常１０以下、好ましくは６以下のアルコキシ基；フェノキシ基、ナフトキシ基、ピリジルオキシ基等の、炭素数が通常４以上、好ましくは５以上、通常２５以下、好ましくは１４以下のアリールオキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の、炭素数が通常２以上、通常１１以下、好ましくは７以下のアルコキシカルボニル基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の、炭素数が通常２以上、通常２０以下、好ましくは１２以下のジアルキルアミノ基；ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、Ｎ−カルバゾリル基等の、炭素数が通常１０以上、好ましくは１２以上、通常３０以下、好ましくは２２以下のジアリールアミノ基；フェニルメチルアミノ基等の、炭素数が通常６以上、好ましくは７以上、通常２５以下、好ましくは１７以下のアリールアルキルアミノ基；アセチル基、ベンゾイル基等の、炭素数が通常２以上、通常１０以下、好ましくは７以下のアシル基；フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子；トリフルオロメチル基等の、炭素数が通常１以上、通常８以下、好ましくは４以下のハロアルキル基；メチルチオ基、エチルチオ基等の、炭素数が通常１以上、通常１０以下、好ましくは６以下のアルキルチオ基；フェニルチオ基、ナフチルチオ基、ピリジルチオ基等の、炭素数が通常４以上、好ましくは５以上、通常２５以下、好ましくは１４以下のアリールチオ基；トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等の、炭素数が通常２以上、好ましくは３以上、通常３３以下、好ましくは２６以下のシリル基；トリメチルシロキシ基、トリフェニルシロキシ基等の、炭素数が通常２以上、好ましくは３以上、通常３３以下、好ましくは２６以下のシロキシ基；シアノ基；フェニル基、ナフチル基等の、炭素数が通常６以上、通常３０以下、好ましくは１８以下の芳香族炭化水素環基；チエニル基、ピリジル基等の、炭素数が通常３以上、好ましくは４以上、通常２８以下、好ましくは１７以下の芳香族複素環基。
【０１３１】
Ａｒ２１、Ａｒ２２としては、高分子化合物の溶解性、耐熱性、正孔注入・輸送性の点から、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、チオフェン環、ピリジン環由来の１価の基が好ましく、フェニル基、ナフチル基がさらに好ましい。
【０１３２】
また、Ａｒ２３〜Ａｒ２５としては、耐熱性、酸化還元電位を含めた正孔注入・輸送性の点から、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環由来の２価の基が好ましく、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基がさらに好ましい。
【０１３３】
Ｒ１０１、Ｒ１０２としては、水素原子又は任意の置換基が適用可能である。これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。置換基の種類は、特に制限されないが、適用可能な置換基を例示するならば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シリル基、シロキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、ハロゲン原子が挙げられる。これらの具体例としては、前記の置換基群Ｄにおいて例示した各基が挙げられる。
【０１３４】
一般式（VII）で表される繰り返し単位を有する芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、ＷＯ２００５／０８９０２４号公報に記載のものが挙げられ、その好適例も同様であり、例えば下記構造式で表される化合物（ＰＢ−１）が挙げられるが、何らそれらに限定されるものではない。
【０１３５】
【化１９】
0005555972.tif 000018
【０１３６】
他の芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例として、下記一般式（VIII）および／又は一般式（IX）で表される繰り返し単位を含む高分子化合物が挙げられる。
【０１３７】
【化２０】
0005555972.tif 000019
（一般式（VIII）、（IX）中、Ａｒ４５，Ａｒ４７およびＡｒ４８は各々独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Ａｒ４４およびＡｒ４６は各々独立して、置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい２価の芳香族複素環基を表す。また、Ａｒ４５〜Ａｒ４８のうち、同一のＮ原子に結合する２つの基は互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ１１１〜Ｒ１１３は各々独立して、水素原子又は任意の置換基を表す。）
【０１３８】
Ａｒ４５，Ａｒ４７，Ａｒ４８およびＡｒ４４、Ａｒ４６の具体例、好ましい例、有していてもよい置換基の例および好ましい置換基の例は、それぞれ、Ａｒ２１，Ａｒ２２およびＡｒ２３〜Ａｒ２５と同様である。Ｒ１１１〜Ｒ１１３はとして好ましくは水素原子又は［置換基群Ｄ］に記載されている置換基であり、さらに好ましくは、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、芳香族炭化水素基、芳香族炭化水素基である。
【０１３９】
一般式（VIII）および／又は（IX）で表される繰り返し単位を含む芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、ＷＯ２００５／０８９０２４号公報に記載のものが挙げられ、その好適例も同様であるが、何らそれらに限定されるものではない。
【０１４０】
また、湿式製膜法により正孔注入層を形成する場合には、種々の溶媒に溶解し易い正孔輸送性化合物が好ましい。芳香族三級アミン化合物としては、例えば、ビナフチル系化合物（特開２００４−０１４１８７）および非対称１，４−フェニレンジアミン化合物（特開２００４−０２６７３２）が好ましい。
【０１４１】
また、従来、有機電界発光素子における正孔注入・輸送性の薄膜精製材料として利用されてきた芳香族アミン化合物の中から、種々の溶媒に溶解し易い化合物を適宜選択してもよい。正孔注入層の正孔輸送性化合物に適用可能な芳香族アミン化合物としては、例えば、有機電界発光素子における正孔注入・輸送性の層形成材料として利用されてきた、従来公知の化合物が挙げられる。例えば、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン等の３級芳香族アミンユニットを連結した芳香族ジアミン化合物（特開昭５９−１９４３９３号公報）；４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族アミン化合物（特開平５−２３４６８１号公報）；トリフェニルベンゼンの誘導体でスターバースト構造を有する芳香族トリアミン化合物（米国特許第４，９２３，７７４号）；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族ジアミン化合物（米国特許第４，７６４，６２５号）；α，α，α’，α’−テトラメチル−α，α’−ビス（４−ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−ｐ−キシレン（特開平３−２６９０８４号公報）；分子全体として立体的に非対称なトリフェニルアミン誘導体（特開平４−１２９２７１号公報）；ピレニル基に芳香族ジアミノ基が複数個置換した化合物（特開平４−１７５３９５号公報）；エチレン基で３級芳香族アミンユニットを連結した芳香族ジアミン化合物（特開平４−２６４１８９号公報）；スチリル構造を有する芳香族ジアミン（特開平４−２９０８５１号公報）；チオフェン基で芳香族３級アミンユニットを連結した化合物（特開平４−３０４４６６号公報）；スターバースト型芳香族トリアミン化合物（特開平４−３０８６８８号公報）；ベンジルフェニル化合物（特開平４−３６４１５３号公報）；フルオレン基で３級アミンを連結した化合物（特開平５−２５４７３号公報）；トリアミン化合物（特開平５−２３９４５５号公報）；ビスジピリジルアミノビフェニル（特開平５−３２０６３４号公報）；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリフェニルアミン誘導体（特開平６−１９７２号公報）；フェノキサジン構造を有する芳香族ジアミン（特開平７−１３８５６２号公報）；ジアミノフェニルフェナントリジン誘導体（特開平７−２５２４７４号公報）；ヒドラゾン化合物（特開平２−３１１５９１号公報）；シラザン化合物（米国特許第４，９５０，９５０号公報）；シラナミン誘導体（特開平６−４９０７９号公報）；ホスファミン誘導体（特開平６−２５６５９号公報）；キナクリドン化合物等が挙げられる。これらの芳香族アミン化合物は、必要に応じて２種以上を混合して用いてもよい。
【０１４２】
また、正孔注入層の正孔輸送性化合物に適用可能なフタロシアニン誘導体又はポルフィリン誘導体の好ましい具体例としては、ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリンコバルト（II）、５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン銅（II）、５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン亜鉛（II）、５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリンバナジウム（IV）オキシド、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン、２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン銅（II）、フタロシアニン亜鉛（II）、フタロシアニンチタン、フタロシアニンオキシドマグネシウム、フタロシアニン鉛、フタロシアニン銅（II）、４，４’，４”，４'''−テトラアザ−２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン等が挙げられる。
【０１４３】
また、正孔注入層の正孔輸送性化合物として適用可能なオリゴチオフェン誘導体の好ましい具体例としては、α−ターチオフェンとその誘導体、α−セキシチオフェンとその誘導体、ナフタレン環を含有するオリゴチオフェン誘導体（特開６−２５６３４１）等が挙げられる。
【０１４４】
また、本発明における正孔輸送性化合物として適用可能なポリチオフェン誘導体の好ましい具体例としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）等が挙げられる。
【０１４５】
なお、これらの正孔輸送性化合物の分子量は、高分子化合物（繰り返し単位が連なる重合性化合物）の場合を除いて、通常９０００以下、好ましくは５０００以下、また、通常２００以上、好ましくは４００以上の範囲である。正孔輸送性化合物の分子量が高過ぎると合成および精製が困難であり好ましくない一方で、分子量が低過ぎると耐熱性が低くなるおそれがありやはり好ましくない。
【０１４６】
正孔注入層の材料として用いられる正孔輸送性化合物は、このような化合物のうち何れか１種を単独で含有していてもよく、２種以上を含有していてもよい。２種以上の正孔輸送性化合物を含有する場合、その組み合わせは任意であるが、芳香族三級アミン高分子化合物１種又は２種以上と、その他の正孔輸送性化合物１種又は２種以上とを併用するのが好ましい。
【０１４７】
（電子受容性化合物）
電子受容性化合物とは、酸化力を有し、上述の正孔輸送性化合物から一電子受容する能力を有する化合物が好ましく、具体的には、電子親和力が４ｅＶ以上である化合物が好ましく、５ｅＶ以上の化合物である化合物がさらに好ましい。
【０１４８】
例としては、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート等の有機基の置換したオニウム塩、塩化鉄（III）（特開平１１−２５１０６７）、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の高原子価の無機化合物、テトラシアノエチレン等のシアノ化合物、トリス（ペンタフルオロフェニル）ボラン（特開２００３−３１３６５）等の芳香族ホウ素化合物、フラーレン誘導体、ヨウ素等が挙げられる。
【０１４９】
上記の化合物のうち、強い酸化力を有する点で有機基の置換したオニウム塩、高原子価の無機化合物が好ましく、種々の溶媒に可溶で湿式塗布に適用可能である点で有機基の置換したオニウム塩、シアノ化合物、芳香族ホウ素化合物が好ましい。
【０１５０】
電子受容性化合物として好適な有機基の置換したオニウム塩、シアノ化合物、芳香族ホウ素化合物の具体例としては、ＷＯ２００５／０８９０２４号公報に記載のものが挙げられ、その好適例も同様であり、例えば下記構造式で表される化合物（Ａ−２）が挙げられるが、何らそれらに限定されるものではない。
【０１５１】
【化２１】
0005555972.tif 000020
【０１５２】
（カチオンラジカル化合物）
カチオンラジカル化合物とは、正孔輸送性化合物から一電子取り除いた化学種であるカチオンラジカルと、対アニオンからなるイオン化合物である。但し、カチオンラジカルが正孔輸送性の高分子化合物由来である場合、カチオンラジカルは高分子化合物の繰り返し単位から一電子取り除いた構造となる。
【０１５３】
カチオンラジカルは、正孔輸送性化合物に前述した化合物から一電子取り除いた化学種であることが好ましく、正孔輸送性化合物としてさらに好ましい化合物から一電子取り除いた化学種であることが非晶質性、可視光の透過率、耐熱性、溶解性などの点からさらに好ましい。
【０１５４】
カチオンラジカル化合物は、前述の正孔輸送性化合物と電子受容性化合物を混合することにより生成させることができる。即ち、前述の正孔輸送性化合物と電子受容性化合物を混合することにより、正孔輸送性化合物から電子受容性化合物へと電子移動が起こり、正孔輸送性化合物のカチオンラジカルと対アニオンからなるカチオンイオン化合物が生成する。
【０１５５】
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，２０００年，１２巻，４８１頁）やエメラルジン塩酸塩（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，１９９０年，９４巻，７７１６頁）等の高分子化合物由来のカチオンラジカル化合物は、酸化重合（脱水素重合）、即ち、モノマーを酸性溶液中で、ペルオキソ二硫酸塩等を用いて化学的に、又は、電気化学的に酸化することによっても生成する。この酸化重合（脱水素重合）の場合、モノマーが酸化されることにより、高分子化されるとともに、酸性溶液由来のアニオンを対アニオンとする、高分子の繰り返し単位から一電子取り除かれたカチオンラジカルが生成する。
【０１５６】
正孔注入層３は、湿式製膜法又は真空蒸着法により陽極２上に形成される。
【０１５７】
陽極２として一般的に用いられるＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）は、その表面粗さが１０ｎｍ程度の粗さ（Ｒａ）を有するのに加えて、局所的に突起を有することが多く、短絡欠陥を生じ易いという問題があった。陽極２の上に形成される正孔注入層３は湿式製膜法により形成することは、真空蒸着法より形成する場合と比較して、これら陽極表面の凹凸に起因する、素子の欠陥の発生を低減する利点を有する。
【０１５８】
湿式製膜法による層形成の場合は、前述した各材料（正孔輸送性化合物、電子受容性化合物、カチオンラジカル化合物）の１種又は２種以上の所定量を、必要により電荷のトラップにならないバインダー樹脂や塗布性改良剤を添加して、溶媒に溶解させて、塗布溶液を調製し、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、ダイコート、フレキソ印刷、スクリーン印刷、インクジェット法等の湿式製膜法により陽極上に塗布し、乾燥して、正孔注入層３を形成させる。
【０１５９】
湿式製膜法による層形成のために用いられる溶媒としては、前述の各材料（正孔輸送性化合物、電子受容性化合物、カチオンラジカル化合物）を溶解することが可能な溶媒であれば、その種類は特に限定されないが、正孔注入層に用いられる各材料（正孔輸送性化合物、電子受容性化合物、カチオンラジカル化合物）を失活させる恐れのある、失活物質又は失活物質を発生させるものを含まないものが好ましい。
【０１６０】
これらの条件を満たす好ましい溶媒としては、例えば、エーテル系溶媒およびエステル系溶媒が挙げられる。具体的には、エーテル系溶媒としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）等の脂肪族エーテル；１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、２−メトキシトルエン、３−メトキシトルエン、４−メトキシトルエン、２，３−ジメチルアニソール、２，４−ジメチルアニソール等の芳香族エーテル等が挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−ブチル等の脂肪族エステル；酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ｎ−ブチル等の芳香族エステル等が挙げられる。これらは何れか１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いてもよい。
【０１６１】
上述のエーテル系溶媒およびエステル系溶媒以外に使用可能な溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらは何れか１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いてもよい。また、これらの溶媒のうち１種又は２種以上を、上述のエーテル系溶媒およびエステル系溶媒のうち１種又は２種以上と組み合わせて用いてもよい。特に、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒は、電子受容性化合物およびカチオンラジカル化合物を溶解する能力が低いため、エーテル系溶媒およびエステル系溶媒と混合して用いることが好ましい。
【０１６２】
塗布溶液中における溶媒の濃度は、通常１０重量％以上、好ましくは３０重量％以上、より好ましくは５０％重量以上、また、通常９９．９９９重量％以下、好ましくは９９．９９重量％以下、さらに好ましくは９９．９重量％以下の範囲である。なお、２種以上の溶媒を混合して用いる場合には、これらの溶媒の合計がこの範囲を満たすようにする。
【０１６３】
真空蒸着法による層形成の場合には、前述した各材料（正孔輸送性化合物、電子受容性化合物、カチオンラジカル化合物）の１種又は２種以上を真空容器内に設置されたるつぼに入れ（２種以上材料を用いる場合は各々のるつぼに入れ）、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−４Ｐａ程度まで排気した後、るつぼを加熱して（２種以上材料を用いる場合は各々のるつぼを加熱して）、蒸発量を制御して蒸発させ（２種以上材料を用いる場合はそれぞれ独立に蒸発量を制御して蒸発させ）、るつぼと向き合って置かれた基板の陽極上に正孔注入層を形成させる。なお、２種以上の材料を用いる場合は、それらの混合物をるつぼに入れ、加熱し蒸発させて正孔注入層形成に用いることもできる。
【０１６４】
このようにして形成されるよい正孔注入層３の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上、また、通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下の範囲である。
なお、正孔注入層３は、図６に示す如く、これを省略していてもよい。
【０１６５】
［４］発光層
正孔注入層３の上には通常発光層４が設けられる。発光層４は発光材料を含む層であり、電界を与えられた電極間において、陽極２から正孔注入層３を通じて注入された正孔と、陰極６から電子輸送層５を通じて注入された電子との再結合により励起されて、主たる発光源となる層である。発光層４は発光材料（ドーパント）と１種又は２種以上のホスト材料を含むことが好ましく、発光層４は本発明の電荷輸送材料をホスト材料として含むことがさらに好ましく、真空蒸着法で形成していてもよいが、本発明の有機電界発光素子用組成物を用い、湿式製膜法によって作製された層であることが特に好ましい。
【０１６６】
ここで、湿式製膜法とは、上記溶媒を含む本発明の有機電界発光素子用組成物を、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、ダイコート、フレキソ印刷、スクリーン印刷、インクジェット法により塗布して製膜するものである。
【０１６７】
なお、発光層４は、本発明の性能を損なわない範囲で、他の材料、成分を含んでいてもよい。
【０１６８】
一般に有機電界発光素子において、同じ材料を用いた場合、電極間の膜厚が薄い方が、実効電界が大きくなる為、注入される電流が多くなるので、駆動電圧は低下する。その為、電極間の総膜厚は薄い方が、有機電界発光素子の駆動電圧は低下するが、あまりに薄いと、ＩＴＯ等の電極に起因する突起により短絡が発生する為、ある程度の膜厚が必要となる。
【０１６９】
本発明においては、発光層４以外に、正孔注入層３および後述の電子輸送層５等の有機層を有する場合、発光層４と正孔注入層３や電子輸送層５等の他の有機層とを合わせた総膜厚は通常３０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上であり、さらに好ましくは１００ｎｍ以上で、通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３００ｎｍ以下である。また、発光層４以外の正孔注入層３や後述の電子注入層５の導電性が高い場合、発光層４に注入される電荷量が増加する為、例えば正孔注入層３の膜厚を厚くして発光層４の膜厚を薄くし、総膜厚をある程度の膜厚を維持したまま駆動電圧を下げることも可能である。
【０１７０】
よって、発光層４の膜厚は、通常１０ｎｍ以上、好ましくは２０ｎｍ以上で、通常３００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下である。なお、本発明の素子が、陽極および陰極の両極間に、発光層４のみを有する場合の発光層４の膜厚は、通常３０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上、通常５００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下である。
【０１７１】
［５］電子注入層
電子注入層５は陰極６から注入された電子を効率よく発光層４へ注入する役割を果たす。電子注入を効率よく行うには、電子注入層５を形成する材料は、仕事関数の低い金属が好ましく、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属が用いられる。  
電子注入層５の膜厚は０．１〜５ｎｍが好ましい。
【０１７２】
また、陰極６と発光層４又は後述の電子輸送層８との界面にＬｉＦ、ＭｇＦ２、Ｌｉ２Ｏ、ＣｓＣＯ３等の極薄絶縁膜（０．１〜５ｎｍ）を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である（Ａppl.Phys.Lett.,70巻，152頁，1997年；特開平１０−７４５８６号公報；IEEETrans.Electron.Devices，44巻，1245頁，1997年；SID  04  Digest，154頁）。
【０１７３】
さらに、後述するバソフェナントロリン等の含窒素複素環化合物や８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される有機電子輸送材料に、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウム等のアルカリ金属をドープする（特開平１０−２７０１７１号公報、特開２００２−１００４７８号公報、特開２００２−１００４８２号公報などに記載）ことにより、電子注入・輸送性が向上し優れた膜質を両立させることが可能となるため好ましい。この場合の膜厚は通常、５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上で、通常２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１７４】
電子注入層５は、発光層４と同様にして湿式製膜法、或いは真空蒸着法により発光層４上に積層することにより形成される。真空蒸着法の場合には、真空容器内に設置されたるつぼ又は金属ボートに蒸着源を入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−４Ｐａ程度にまで排気した後、るつぼ又は金属ボートを加熱して蒸発させ、るつぼ又は金属ボートと向き合って置かれた基板上に電子注入層を形成する。
【０１７５】
アルカリ金属の蒸着は、クロム酸アルカリ金属と還元剤をニクロムに充填したアルカリ金属ディスペンサーを用いて行う。このディスペンサーを真空容器内で加熱することにより、クロム酸アルカリ金属が還元されてアルカリ金属が蒸発される。有機電子輸送材料とアルカリ金属とを共蒸着する場合は、有機電子輸送材料を真空容器内に設置されたるつぼに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−４Ｐａ程度にまで排気した後、各々のるつぼおよびディスペンサーを同時に加熱して蒸発させ、るつぼおよびディスペンサーと向き合って置かれた基板上に電子注入層を形成する。
【０１７６】
このとき、電子注入層５の膜厚方向において均一に共蒸着されるが、膜厚方向において濃度分布があっても構わない。
なお、電子注入層５は、図５，６，７，８に示す如く、これを省略していてもよい。
【０１７７】
［６］陰極
陰極６は、発光層側の層（電子注入層５又は発光層４など）に電子を注入する役割を果たす。陰極６として用いられる材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効率よく電子注入を行うには、仕事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属又はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。
【０１７８】
陰極６の膜厚は通常、陽極２と同様である。低仕事関数金属から成る陰極を保護する目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す。この目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。
【０１７９】
［７］その他の構成層
以上、図１に示す層構成の素子を中心に説明してきたが、本発明の有機電界発光素子における陽極２および陰極６と発光層４との間には、その性能を損なわない限り、上記説明にある層の他にも、任意の層を有していてもよく、また発光層４以外の任意の層を省略してもよい。
【０１８０】
有してもよい層としては例えば、電子輸送層７が挙げられる。電子輸送層７は素子の発光効率をさらに向上させることを目的として、図２に示す如く、発光層４と電子注入層５との間に設けられる。
【０１８１】
電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において陰極６から注入された電子を効率よく発光層４の方向に輸送することができる化合物より形成される。電子輸送層７に用いられる電子輸送性化合物としては、陰極６又は電子注入層５からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物であることが必要である。
このような条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−又は５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第５，６４５，９４８号）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３１４５９号公報）、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ’−ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。
【０１８２】
電子輸送層７の膜厚は、通常下限は１ｎｍ、好ましくは５ｎｍ程度であり、上限は通常３００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ程度である。
【０１８３】
電子輸送層７は、正孔注入層３と同様にして湿式製膜法、或いは真空蒸着法により発光層４上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
【０１８４】
また、正孔輸送層１０を有することが本発明において好ましく、正孔輸送層１０には、本発明の電荷輸送材料を含有することが好ましい。また、前記正孔注入層の正孔輸送性化合物として例示した化合物を用いることもできる。また、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン等の高分子材料を使用してもよい。正孔輸送層１０は、これらの材料を湿式製膜法又は真空蒸着法により正孔注入層上に積層することにより形成される。このようにして形成される正孔輸送層１０の膜厚は、通常１０ｎｍ以上、好ましくは３０ｎｍである。但し、通常、３００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１８５】
また、特に、発光物質として燐光材料を用いたり、青色発光材料を用いたりする場合、図３に示す如く、正孔阻止層８を設けることも効果的である。正孔阻止層８は正孔と電子を発光層４内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。即ち、正孔阻止層８は、発光層４から移動してくる正孔が電子輸送層７に到達するのを阻止することで、発光層４内で電子との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層４内に閉じこめる役割と、電子輸送層８から注入された電子を効率よく発光層４の方向に輸送する役割がある。
【０１８６】
正孔阻止層８は、陽極２から移動してくる正孔を陰極６に到達するのを阻止する役割と、陰極６から注入された電子を率よく発光層４の方向に輸送することができる化合物により、発光層４の上に、発光層４の陰極６側の界面に接するように積層形成される。
【０１８７】
正孔阻止層８を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、エネルギーギャップ（ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの差）が大きいこと、励起三重項準位（Ｔ１）が高いことが挙げられる。
【０１８８】
このような条件を満たす正孔阻止層材料としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミニウム等の混合配位子錯体、ビス（２−メチル−８−キノラト）アルミニウム−μ−オキソ−ビス−（２−メチル−８−キノリラト）アルミニウム二核金属錯体等の金属錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物（特開平１１−２４２９９６）、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール等のトリアゾール誘導体（特開平７−４１７５９号公報）、バソクプロイン等のフェナントロリン誘導体（特開平１０−７９２９７号公報）が挙げられる。
【０１８９】
さらに、ＷＯ２００５／０２２９６２号公報に記載の２，４，６位が置換されたピリジン環を少なくとも１個有する化合物も正孔阻止材料として好ましい。
【０１９０】
正孔阻止層８の膜厚は、通常０．３ｎｍ以上、好ましくは０．５ｎｍ以上で、通常１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下である。
【０１９１】
正孔阻止層８も正孔注入層３と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
【０１９２】
電子輸送層７および正孔阻止層８は必要に応じて、適宜設ければよく、１）電子輸送層のみ、２）正孔阻止層のみ、３）正孔阻止層／電子輸送層の積層、４）用いない、等、用法がある。また、図７，９に示す如く、電子注入層５を省略して正孔阻止層８と電子輸送層７を積層しても良く、また、図８に示す如く、電子輸送層７のみでも良い。
【０１９３】
正孔阻止層８と同様の目的で、図４に示す如く、正孔注入層３と発光層４の間に電子阻止層９を設けることも効果的である。電子阻止層９は、発光層４から移動してくる電子が正孔注入層３に到達するのを阻止することで、発光層４内で正孔との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層４内に閉じこめる役割と、正孔注入層３から注入された正孔を効率よく発光層４の方向に輸送する役割がある。
【０１９４】
電子阻止層９に求められる特性としては、正孔輸送性が高く、エネルギーギャップ（ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの差）が大きいこと、励起三重項準位（Ｔ１）が高いことが挙げられる。また、発光層４を湿式製膜法で形成する場合、電子阻止層９も湿式製膜法で形成することが、素子製造が容易となるため、好ましい。
【０１９５】
このため、電子阻止層９も湿式製膜適合性を有することが好ましく、このような電子阻止層９に用いられる材料としては、Ｆ８−ＴＦＢに代表されるジオクチルフルオレンとトリフェニルアミンの共重合体（ＷＯ２００４／０８４２６０号公報記載）等が挙げられる。
【０１９６】
なお、図１とは逆の構造、即ち、基板１上に陰極６、電子注入層５、発光層４、正孔注入層３、陽極２の順に積層することも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２〜図９に示した前記各層構成とは逆の構造に積層することも可能である。
【０１９７】
さらには、図１に示す層構成を複数段重ねた構造（発光ユニットを複数積層させた構造）とすることも可能である。その際には段間（発光ユニット間）の界面層（陽極がＩＴＯ、陰極がＡｌの場合はその２層）の代わりに、例えばＶ２Ｏ５等を電荷発生層（ＣＧＬ）として用いると段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。
【０１９８】
本発明は、有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。
【実施例】
【０１９９】
次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【０２００】
なお、以下において、化合物の燐光スペクトルおよび電気化学測定は次の方法により実施した。
【０２０１】
〈電気化学測定（サイクリックボルタンメトリー）〉
支持電解質として過塩素酸テトラブチルアンモニウムを０．１ｍｏｌ／Ｌ含有させたアセトニトリルに、測定対象化合物を２ｍＭ溶解させた溶液を、作用電極としてグラッシーカーボン電極、対電極として白金電極を用いて、掃引速度１００ｍＶ／ｓｅｃで測定し、フェロセンの酸化還元電位と比較することにより、該化合物の酸化電位および還元電位を求めた。
【０２０２】
〈燐光スペクトル測定方法〉
最低三重項励起エネルギー状態の測定は、測定対象化合物を分光用に精製されたエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：２：２（体積比）の溶媒に溶かし、筒状石英セルに入れ、石英デュアーに液体窒素を入れ、７７Ｋに冷却しフォトルミネッセンスを測定した。その最大エネルギーの燐光発光（０，０遷移ピーク形状）から求めた。燐光発光と蛍光発光の分別は励起光入射後フォトルミネッセンス観測開始時間を遅らせることによって行った。フォトルミネッセンスの測定は、材料の吸収をあわせ、Ｎ２レーザー光源（Laser  Science,Inc、波長３３７ｎｍ）を用い励起光として試料に当てることによって行った。燐光発光と蛍光発光の分別は励起光入射後観測開始時間を遅らせることによって燐光発光の観測を行った。分光観測機器は、浜松ホトニクス社製分光器Ｃ５０４９にストリークカメラＣ４３３４接続して行った。
【０２０３】
＜ガラス転移温度測定＞
示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって測定した。
装置：エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社  ＤＳＣ６２２０
試料量：約４ｍｇ
試料容器：Ａｌ製液体用試料容器
雰囲気：Ｎ２，５０ｍｌ／ｍｉｎ
温度範囲：室温〜２５０℃
昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
【０２０４】
＜トルエンに対する溶解度測定＞
内容量２〜１０ｍｌのガラス製サンプル瓶に、溶質Ｘｇ（通常３〜１０ｍｇの範囲）、溶剤としてトルエンＹｇを投入し、該サンプル瓶の蓋を閉じた後、５０℃以下の温度で、撹拌し、極力溶解を促進する。その後、室温（通常、１０〜３０℃）下、１時間以上静置したとき、目視あるいは顕微鏡観察により、析出物、懸濁あるいは層分離が確認されなかった場合、溶解度は{Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）}×１００％以上であり、析出物が確認された場合、溶解度は{Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）}×１００％未満であると判定した。
【０２０５】
［実施例１］
【化２２】
0005555972.tif 000021
【０２０６】
窒素気流中、２−ヒドロキシベンズイミダゾール（５．４１ｇ）、ｍ−ジブロモベンゼン（２８．６ｇ）、ヨウ化銅（Ｉ）（１５．３ｇ）、炭酸カリウム（２２．３ｇ）、およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１３０ｍｌ）を、１５０℃に加熱下、６．５時間撹拌し、室温まで放冷した。反応混合物に水を加え、酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮した。濃縮残渣にトルエン、および活性白土を加えて攪拌し、不溶物を濾別した。濾液に含まれるクロロホルムを減圧留去した後、メタノールを加えて攪拌し、得られた析出物をメタノールで再結晶することにより、目的物１（４．３６ｇ）を得た。
【０２０７】
【化２３】
0005555972.tif 000022
【０２０８】
窒素気流中、目的物１（４．３６ｇ）、カルバゾール（５．７６ｇ）、銅粉（１．８８ｇ）、炭酸カリウム（８．１５ｇ）、およびテトラグライム（２０ｍｌ）を、２１０℃で７．５時間撹拌した。放冷後、反応混合物にクロロホルムを加えて攪拌し、不溶物を濾別し、メタノール（２００ｍｌ）に加えて攪拌した後、沈殿を濾取した。得られた固形分をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン）で精製し、ジクロロメタン／メタノール混合液で洗浄することにより、目的物２（化合物（Ｈ−１））（２．２９ｇ）を得た。
質量分析により、目的物２（Ｈ−１）であることを確認した。
ＤＥＩ−ＭＳｍ／ｚ＝６１６(Ｍ＋)
【０２０９】
化合物（Ｈ−１）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度の測定結果、および第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差を表１に示す。また、化合物（Ｈ−１）の燐光スペクトルから求めた、化合物（Ｈ−１）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差を表１に示す。さらに、下記（Ｃ）と（Ａ）との差を示す。
（Ｃ）第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差
（Ａ）励起三重項状態と基底状態のエネルギー差
【０２１０】
［実施例２］
以下の化合物（Ｈ−２）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度を測定した。この結果を、表１に示す。また、第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差、化合物（Ｈ−２）の燐光スペクトルから求めた化合物（Ｈ−２）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差、および上記（Ｃ）と（Ａ）の差を表１に示す。
【０２１１】
【化２４】
0005555972.tif 000023
【０２１２】
［実施例３］
以下の化合物（Ｈ−３）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度を測定した。この結果を、表１に示す。また、第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差、化合物（Ｈ−３）の燐光スペクトルから求めた化合物（Ｈ−３）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差、および上記（Ｃ）と（Ａ）の差を表１に示す。
【０２１３】
【化２５】
0005555972.tif 000024
【０２１４】
［実施例４］
以下の化合物（Ｈ−４）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度を測定した。この結果を、表１に示す。また、第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差、化合物（Ｈ−４）の燐光スペクトルから求めた化合物（Ｈ−４）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差、および上記（Ｃ）と（Ａ）の差を表１に示す。
【０２１５】
【化２６】
0005555972.tif 000025
【０２１６】
［実施例５］
以下の化合物（Ｈ−５）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度を測定した。この結果を、表１に示す。また、第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差、化合物（Ｈ−５）の燐光スペクトルから求めた化合物（Ｈ−５）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差、および上記（Ｃ）と（Ａ）の差を表１に示す。
【０２１７】
【化２７】
0005555972.tif 000026
【０２１８】
［実施例６］
以下の化合物（Ｈ−６）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度を測定した。この結果を、表１に示す。また、第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差、化合物（Ｈ−６）の燐光スペクトルから求めた化合物（Ｈ−６）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差、および上記（Ｃ）と（Ａ）の差を表１に示す。
【０２１９】
【化２８】
0005555972.tif 000027
【０２２０】
［実施例７］
以下の化合物（Ｈ−７）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度を測定した。この結果を、表１に示す。また、第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差、化合物（Ｈ−７）の燐光スペクトルから求めた化合物（Ｈ−７）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差、および上記（Ｃ）と（Ａ）の差を表１に示す。
【０２２１】
【化２９】
0005555972.tif 000028
【０２２２】
［実施例８］
以下の化合物（Ｈ−８）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度を測定した。この結果を、表１に示す。また、第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差、化合物（Ｈ−８）の燐光スペクトルから求めた化合物（Ｈ−８）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差、および上記（Ｃ）と（Ａ）の差を表１に示す。
【０２２３】
【化３０】
0005555972.tif 000029
【０２２４】
［比較例１］
以下の化合物（Ｃ−１）及び（Ｃ−２）のガラス転移温度、第一酸化電位、第一還元電位、トルエンへの溶解度を測定した。この結果を、表１に示す。また、第一酸化電位と第一還元電位のエネルギー差、化合物（Ｃ−１）及び（Ｃ−２）の燐光スペクトルから求めた化合物（Ｃ−１）及び（Ｃ−２）の励起三重項状態と基底状態のエネルギー差、および上記（Ｃ）と（Ａ）の差を表１に示す。
【０２２５】
【化３１】
0005555972.tif 000030
【０２２６】
【表１】
0005555972.tif 000031
【０２２７】
［実施例９］
図９に示す構造を有する有機電界発光素子を、以下の方法により作製した。
【０２２８】
ガラス基板１の上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を１５０ｎｍ堆積したもの（スパッター成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０２２９】
次に、正孔注入層３を以下のように湿式塗布法によって形成した。正孔注入層３の材料として、下記に示す構造式の芳香族アミノ基を有する高分子化合物（Ｐ−１（重量平均分子量：４８９００，数平均分子量：１１０００））と下記に示す構造式の電子受容性化合物（Ａ−１）とを用い、下記の条件でスピンコートした。
【０２３０】
【化３２】
0005555972.tif 000032
【０２３１】
スピンコート条件
溶媒＝アニソール
塗布液濃度＝２［ｗｔ％］
Ｐ−１：Ａ−１＝１０：２（重量比）
スピナ回転数＝２０００［ｒｐｍ］
スピナ回転時間＝３０［秒］
乾燥条件＝２３０［℃］，１８［時間］
【０２３２】
上記のスピンコートにより膜厚３０ｎｍの均一な薄膜が形成された。
【０２３３】
続いて、発光層４を以下のように湿式製膜法によって形成した。発光層４の材料として、本発明の電荷輸送材料である、実施例１で合成した化合物（Ｈ−１）と、下記に示す構造式の有機イリジウム錯体（Ｄ−１）とを用い、これらを溶媒としてトルエンに溶解させて有機電界発光素子用組成物を調製し、この有機電界発光素子用組成物を用いて下記の条件でスピンコートした。
【０２３４】
【化３３】
0005555972.tif 000033
【０２３５】
スピンコート条件 
溶媒＝トルエン
塗布液濃度＝２［ｗｔ％］
化合物（Ｈ−１）：（Ｄ−１）＝１０：１（重量比）
スピナ回転数＝１５００［ｒｐｍ］
スピナ回転時間＝６０［秒］
乾燥条件＝１００［℃］，６０［分］（減圧下）
【０２３６】
上記のスピンコートにより膜厚６５ｎｍの均一な薄膜が形成された。
【０２３７】
次に、正孔阻止層８として、下記に示す構造式のトリアリールベンゼン誘導体（ＨＢ−１）をるつぼ温度を３４３〜３５０℃として、蒸着速度０．０９ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は７．１×１０−５Ｐａ（約５.５×１０−７Ｔｏｒｒ）であった。
【０２３８】
【化３４】
0005555972.tif 000034
【０２３９】
次に、正孔阻止層８の上に、電子輸送層７として下記に示すバソクプロイン（ＢＣＰ）を同様にして蒸着した。この時のバソクプロインのるつぼ温度は１６０〜１７２℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は６．６×１０−５Ｐａ（約５．１×１０−７Ｔｏｒｒ）、蒸着速度は０．１ｎｍ／秒で膜厚は３０ｎｍとした。
【０２４０】
【化３５】
0005555972.tif 000035
【０２４１】
上記の正孔阻止層８および電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０２４２】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を、一旦前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が２.０×１０−６Ｔｏｒｒ（約２.６×１０−４Ｐａ）以下になるまで排気した。陰極６として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、モリブデンボートを用いて、蒸着速度０.０７ｎｍ／秒、真空度２.２×１０−６Ｔｏｒｒ（約３.０×１０−４Ｐａ）で、０.５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０.３ｎｍ／秒、真空度４.３×１０−６Ｔｏｒｒ（約５.６×１０−４Ｐａ）で膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極６を完成させた。以上の２層型陰極６の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０２４３】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性は以下の通りである。
輝度／電流：２９．３［ｃｄ／Ａ］＠１００ｃｄ／ｍ２
電圧：８．４［Ｖ］＠１００ｃｄ／ｍ２
発光効率：１１．０［１ｍ／Ｗ］＠１００ｃｄ／ｍ２
素子の発光スペクトルのピーク波長は４７１ｎｍであり、半値幅は６７ｎｍの青緑発光で、イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ、ｙ）＝（０．１８、０．３６）であった。
【０２４４】
［実施例１０］
図７に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板１の上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜２を１５０ｎｍ堆積したもの（スパッター成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０２４５】
正孔注入層３の材料として、下記に示す構造式の芳香族アミノ基を有する非共役系高分子化合物（ＰＢ−２）を、実施例９で用いた前掲の構造式の電子受容性化合物（Ａ−１）と共に以下の条件でスピンコートした。
【０２４６】
【化３６】
0005555972.tif 000036
【０２４７】
スピンコート条件
溶媒                      アニソール
ＰＢ−２の濃度            ２［ｗｔ％］
ＰＢ−２：Ａ−１          １０：２（重量比）
スピナ回転数              ２０００［ｒｐｍ］
スピナ回転時間            ３０［秒］
乾燥条件                  ２３０［℃］  １５［分］
【０２４８】
上記のスピンコートにより膜厚３０ｎｍの均一な薄膜が形成された。
【０２４９】
次に正孔注入層３を成膜した基板を真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が９．８×１０−５Ｐａ（約７．５×１０−７Ｔｏｒｒ）以下になるまでクライオポンプを用いて排気した。上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、下記に示す構造式のアリールアミン化合物（Ｎ−１）をるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、３００〜３１４℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度９．０×１０−５Ｐａ（約６．９×１０−７Ｔｏｒｒ）、蒸着速度は０．１ｎｍ／秒で膜厚４０ｎｍの正孔輸送層１０を形成した。
【０２５０】
【化３７】
0005555972.tif 000037
【０２５１】
引続き、発光層４の主成分（ホスト材料）として、本発明の電荷輸送材料である実施例１の化合物（Ｈ−１）を、副成分（ドーパント）として実施例９で用いた有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０２５２】
【化３８】
0005555972.tif 000038
【０２５３】
化合物（Ｈ−１）のるつぼ温度は２７０〜２８４℃、蒸着速度は０．１ｎｍ／秒に、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）のるつぼ温度は２３０〜２３７℃にそれぞれ制御し、膜厚３０ｎｍで有機イリジウム錯体（Ｄ−１）が約１２．５重量％含有された発光層４を正孔輸送層１０の上に積層した。蒸着時の真空度は７．４×１０−５Ｐａ（約５．７×１０−７Ｔｏｒｒ）であった。
【０２５４】
さらに、正孔阻止層８として、実施例９で用いた前掲の構造式のトリアリールベンゼン誘導体（ＨＢ−１）をるつぼ温度を３４３〜３５０℃として、蒸着速度０．０９ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は７．１×１０−５Ｐａ（約５．５×１０−７Ｔｏｒｒ）であった。
【０２５５】
次いで、正孔阻止層８の上に、電子輸送層７として、実施例９で用いた前掲の構造式のバソクプロイン（ＢＣＰ）を同様にして蒸着した。この時のバソクプロイン（ＢＣＰ）のるつぼ温度は１６０〜１７２℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は６．６×１０−５Ｐａ（約５．１×１０−７Ｔｏｒｒ）、蒸着速度は０．１ｎｍ／秒で膜厚は３０ｎｍとした。
【０２５６】
上記の正孔輸送層１０、発光層４、正孔阻止層８および電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０２５７】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が２．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約３．６×１０−４Ｐａ）以下になるまで排気した。陰極６として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．０３ｎｍ／秒、真空度２．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約３．７×１０−４Ｐａ）で、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０．２ｎｍ／秒、真空度９．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．３×１０−３Ｐａ）で膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極６を完成させた。以上の２層型陰極６の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０２５８】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表２，３に示す。
この素子の電界発光は、極大波長４７３ｎｍ、半値幅は６７ｎｍの青緑色発光であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．１８，０．３８）であった。
【０２５９】
【表２】
0005555972.tif 000039
【０２６０】
［実施例１１］
発光層４を以下に記す方法で成膜した以外は実施例１０に示す方法と同様にして、図７に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
発光層４の主成分（ホスト材料）として、本発明の電荷輸送材料である実施例５の化合物（Ｈ−５）を、副成分（ドーパント）として実施例１０で用いた有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０２６１】
【化３９】
0005555972.tif 000040
【０２６２】
化合物（Ｈ−５）のるつぼ温度は４００〜４０７℃、蒸着速度は０．１ｎｍ／秒に、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）のるつぼ温度は２０１〜２０７℃にそれぞれ制御し、膜厚３０ｎｍで有機イリジウム錯体（Ｄ−１）が約１０．４重量％含有された発光層４を正孔輸送層１０の上に積層した。蒸着時の真空度は４．６×１０−５Ｐａ（約３．５×１０−７Ｔｏｒｒ）であった。
この素子の発光特性を表３に示す。
この素子の電界発光は、極大波長４７１ｎｍ、半値幅は５３ｎｍの青緑色発光であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．３１）であった。
【０２６３】
［実施例１２］
発光層４を以下に記す方法で成膜した以外は実施例１０に示す方法と同様にして、図７に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
発光層４の主成分（ホスト材料）として、本発明の電荷輸送材料である実施例３の化合物（Ｈ−３）を、副成分（ドーパント）として実施例１０で用いた有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０２６４】
【化４０】
0005555972.tif 000041
【０２６５】
化合物（Ｈ−３）のるつぼ温度は２１７〜２４２℃、蒸着速度は０．０９ｎｍ／秒に、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）のるつぼ温度は２１３〜２１６℃にそれぞれ制御し、膜厚３０ｎｍで有機イリジウム錯体（Ｄ−１）が約１３．１重量％含有された発光層４を正孔輸送層１０の上に積層した。蒸着時の真空度は５．０×１０−５Ｐａ（約４．０×１０−７Ｔｏｒｒ）であった。
この素子の発光特性を表３に示す。
この素子の電界発光は、極大波長４７２ｎｍ、半値幅は５３ｎｍの青緑色発光であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．３２）であった。
【０２６６】
［比較例２］
発光層４を以下に記す方法で成膜した以外は実施例１０に示す方法と同様にして、図７に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
発光層４の主成分（ホスト材料）として下記構造式に示すカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）を、副成分（ドーパント）として実施例１０で用いた有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０２６７】
【化４１】
0005555972.tif 000042
【０２６８】
カルバゾール誘導体（ＣＢＰ）のるつぼ温度は４１１〜４０６℃、蒸着速度は０．０８ｎｍ／秒に、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）のるつぼ温度は２０４〜２０９℃にそれぞれ制御し、膜厚３０ｎｍで有機イリジウム錯体（Ｄ−１）が約１３．１重量％含有された発光層４を正孔輸送層１０の上に積層した。蒸着時の真空度は３．８×１０−５Ｐａ（約２．９×１０−７Ｔｏｒｒ）であった。
この素子の発光特性を表２と表３に示す。
この素子の電界発光は、極大波長４９０ｎｍ、半値幅は５９ｎｍの青緑色発光であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からの発光以外に、他の材料由来の発光も観測された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．１９，０．５４）であった。
【０２６９】
【表３】
0005555972.tif 000043
【０２７０】
［実施例１３］
図８に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板１の上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を１５０ｎｍ堆積したもの（スパッタ−成膜品；シ−ト抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて２ｍｍ幅のストライプにパタ−ニングして陽極２を形成した。パタ−ン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコ−ルによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブロ−で乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０２７１】
次いで、正孔注入層３を以下のように湿式製膜法によって形成した。正孔注入層３の材料として、実施例１０で用いた前掲の構造式の芳香族アミノ基を有する非共役系高分子化合物（ＰＢ−２（重量平均分子量：２６５００，数平均分子量：１２０００））と実施例９で用いた前掲の構造式の電子受容性化合物（Ａ−１）とを用い、下記の条件でスピンコ−トした。
【０２７２】
スピンコート条件
溶媒                      アニソール
ＰＢ−２の濃度            ２［ｗｔ％］
ＰＢ−２：Ａ−１          １０：２（重量比）
スピナ回転数              ２０００［ｒｐｍ］
スピナ回転時間            ３０［秒］
乾燥条件                  ２３０［℃］  ５［時間］
上記のスピンコ−トにより膜厚３０ｎｍの均一な薄膜が形成された。
【０２７３】
続いて、正孔注入層３の上に発光層４を蒸着した。発光層４の材料として、本発明の電荷輸送材料である実施例７の化合物（Ｈ−７）を、実施例１０で用いた有機イリジウム錯体（Ｄ−１）と共に用い、化合物（Ｈ−７）をるつぼの温度２７６〜２８５℃，蒸着速度０．０８〜０．１ｎｍ／秒とし、イリジウム錯体（Ｄ−１）をるつぼの温度２５６℃，蒸着速度０．００５〜０．００６ｎｍ／秒として３１．９ｎｍの厚さに積層した。蒸着時の真空度は１．４×１０−４Ｐａであった。
【０２７４】
【化４２】
0005555972.tif 000044
【０２７５】
次に、正孔阻止層８として、実施例９で用いた前掲の構造式のトリアリールベンゼン誘導体（ＨＢ−１）をるつぼ温度３４９〜３５０℃として、蒸着速度０．０８〜０．１ｎｍ／秒で５ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は１．３〜１．４×１０−４Ｐａであった。
【０２７６】
次に、正孔阻止層８の上に、電子輸送層７として実施例９で用いた前掲の構造式のバソクプロイン（ＢＣＰ）を同様にして蒸着した。蒸着時の真空度は１．０〜１．１×１０−４Ｐａ、蒸着速度は０．０８〜０．１ｎｍ／秒で膜厚は３０ｎｍとした。
【０２７７】
上記の発光層４、正孔阻止層８および電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０２７８】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして２ｍｍ幅のストライプ状シャド−マスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が４．７×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。電子注入層５として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、モリブデンボ−トを用いて、蒸着速度０．０１〜０．０１５ｎｍ／秒、真空度５．３×１０−４Ｐａで、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボ−トにより加熱して、蒸着速度０．１２〜０．４ｎｍ／秒、真空度９．３〜１７．３×１０−４Ｐａで膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極６を形成した。以上の電子注入層５および陰極６の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０２７９】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性は以下の通りである。
【０２８０】
輝度／電流：２１．５［ｃｄ／Ａ］＠１００ｃｄ／ｍ２
電圧：６．３［Ｖ］＠１００ｃｄ／ｍ２
発光効率：１０．８［１ｍ／ｗ］＠１００ｃｄ／ｍ２
素子の発光スペクトルの極大波長は４７０ｎｍであり、イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．１５７，０．３０９）であった。
【図面の簡単な説明】
【０２８１】
【図１】本発明の有機電界発光素子の一例を示した模式的断面図である。
【図２】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。
【図３】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。
【図４】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。
【図５】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。
【図６】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。
【図７】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。
【図８】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。
【図９】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。
【符号の説明】
【０２８２】
１  基板
２  陽極
３  正孔注入層
４  発光層
５  電子注入層
６  陰極
７  電子輸送層
８  正孔阻止層
９  電子阻止層
１０  正孔輸送層
【図１】
0005555972.tif 000047
【図２】
0005555972.tif 000048
【図３】
0005555972.tif 000049
【図４】
0005555972.tif 000050
【図５】
0005555972.tif 000051
【図６】
0005555972.tif 000052
【図７】
0005555972.tif 000053
【図８】
0005555972.tif 000054
【図９】
0005555972.tif 000055