(57)【要約】本発明が解決すべき課題は、発光効率の高い発光素子を提供することである。本発明は、陰極、電子輸送層、発光層及び陽極がこの順番に配置されている発光素子であって、当該発光素子は、前記陰極と前記電子輸送層との間にさらに電子注入層を有していてもよく、前記電子輸送層が、粒子と非粒子性の電子輸送性材料とを含み、前記粒子を構成する材料の 波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ１及び前記非粒子性の電子輸送性材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ２が、ｎ１−ｎ２≦−０．１５の関係を満たし、前記粒子の動的光散乱法により求めたＺ平均粒子径が１１０〜３００ｎｍである、前記発光素子を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極、電子輸送層、発光層及び陽極がこの順番に配置されている発光素子であって、
前記発光素子は、前記陰極と前記電子輸送層との間にさらに電子注入層を有していてもよく、
前記電子輸送層が、粒子と非粒子性の電子輸送性材料とを含み、
前記粒子を構成する材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ１及び前記非粒子性の電子輸送性材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ２が、
ｎ１−ｎ２≦−０．１５
の関係を満たし、
前記粒子の動的光散乱法により求めたＺ平均粒子径が１１０〜３００ｎｍである、
前記発光素子。
【請求項２】
前記粒子を構成する材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ１が１．５以下である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記粒子が、シリカ粒子である請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記電子輸送性材料が、式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子。
2019082769.tif 000066
［式中、  ｎＥ１は、１以上の整数を表す。
ＡｒＥ１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複素環基を表す。
ＲＥ１は、置換基を有していてもよいヘテロ原子を含む１価の基を表す。ＲＥ１が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。］
【請求項５】
前記電子輸送性材料が式（Ｈ−１）で表される化合物を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
2019082769.tif 000067
［式中、  ＡｒＨ１及びＡｒＨ２は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい１価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表し、
ＬＨ１は、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価の複素環基を表し、
ＬＨ２は、式：−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−
（式中、ＬＨ２１は、単結合、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい２価の複素環基を表す。ＲＨ２１は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表す。）
で表される基を表す。
ＬＨ１が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。ＬＨ２が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
ｎＨ１、ｎＨ２及びｎＨ３は、それぞれ独立に、０以上１０以下の整数を表す。］
【請求項６】
前記電子輸送性材料１００質量部に対して、前記粒子の割合が１〜２００質量部である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記電子輸送層における単位面積あたりの前記粒子の数が１個／μｍ２以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記陰極又は前記電子注入層と前記電子輸送層とが隣接し、かつ、前記陰極又は前記電子注入層と前記電子輸送層との界面の自乗平均粗さが５ｎｍ以上である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機物の超薄膜を用いた有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）、高分子有機ＥＬ（ＰＬＥＤ）などの発光素子の研究が、照明装置あるいは表示装置の用途等において盛んに行われている。発光素子は、陽極及び陰極、並びに前記陽極及び陰極間に設けられた発光層を有し、発光層から発光した光は、ＩＴＯ等の半透明陽極を通してか、アルミニウム等の陰極で反射された後、半透明陽極を通して基板を経て出射する。しかしながら、屈折率の異なる隣接層界面に入射する角度によっては、全反射を起こし、素子内部を面方向に全反射しながら進む導波光となり、内部で吸収されて減衰してしまい外部に取り出すことができない。一般的な有機ＥＬ素子の場合、外部に取り出すことのできる光の割合は高々２０％である。【０００３】
光の取り出し効率を向上させる手法として、例えば、特許文献１には、基板、陽極、陰極、発光層、ホール注入層を備えた発光素子であって、当該ホール注入層には、第１群と第２群との二峰性粒子径分布を有する無機ナノ粒子が５〜５０質量％、その有機マトリックス中に分散されており、当該無機ナノ粒子の屈折率が当該有機マトリックスの屈折率と比較して０．１よりも大きい、発光素子が開示されている。そして、特許文献１には、当該無機ナノ粒子の粒子径が１０ｎｍ〜１００ｎｍであることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００６１５９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、比較的粒子径の小さい粒子を有機マトリックスに分散した従来の発光素子は、その発光効率が十分ではなかった。【０００６】
そこで、本発明は、発光効率の高い発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の項１〜項８を提供する。【０００８】
項１．陰極、電子輸送層、発光層及び陽極がこの順番に配置されている発光素子であって、
前記発光素子は、前記陰極と前記電子輸送層との間にさらに電子注入層を有していてもよく、
前記電子輸送層が、粒子と非粒子性の電子輸送性材料とを含み、
前記粒子を構成する材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ１及び前記非粒子性の電子輸送性材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ２が、
ｎ１−ｎ２≦−０．１５
の関係を満たし、
前記粒子の動的光散乱法により求めたＺ平均粒子径が１１０〜３００ｎｍである、
前記発光素子。【０００９】
項２．前記粒子を構成する材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ１が１．５以下である、項１に記載の発光素子。【００１０】
項３．前記粒子が、シリカ粒子である項１又は２に記載の発光素子。【００１１】
項４．前記電子輸送性材料が、式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む、項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子。
2019082769.tif 000002
【００１２】
［式中、
ｎＥ１は、１以上の整数を表す。
ＡｒＥ１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複素環基を表す。
ＲＥ１は、置換基を有していてもよいヘテロ原子を含む１価の基を表す。ＲＥ１が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。］【００１３】
項５．前記電子輸送性材料が式（Ｈ−１）で表される化合物を含む、項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
2019082769.tif 000003
【００１４】
［式中、
ＡｒＨ１及びＡｒＨ２は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい１価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表し、
ＬＨ１は、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価の複素環基を表し、
ＬＨ２は、式：−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−
（式中、ＬＨ２１は、単結合、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい２価の複素環基を表す。ＲＨ２１は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表す。）
で表される基を表す。
ＬＨ１が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。ＬＨ２が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
ｎＨ１、ｎＨ２及びｎＨ３は、それぞれ独立に、０以上１０以下の整数を表す。］【００１５】
項６．前記電子輸送性材料１００質量部に対して、前記粒子の割合が１〜２００質量部である、項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子。【００１６】
項７．前記電子輸送層における単位面積あたりの前記粒子の数が１個／μｍ２以上である、項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。【００１７】
項８．前記陰極又は前記電子注入層と前記電子輸送層とが隣接し、かつ、前記陰極又は前記電子注入層と前記電子輸送層との界面の自乗平均粗さが５ｎｍ以上である、項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る発光素子は、高効率で発光する。本発明にかかる発光素子が高い発光効率を示すのは、光取り出し効率が向上したためと考えられる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
＜共通する用語の説明＞
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
【００２１】
Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、Ｂｕはブチル基、ｉ−Ｐｒはイソプロピル基、ｔ−Ｂｕはｔｅｒｔ−ブチル基、Ｐｈはフェニル基を表す。
【００２２】
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
【００２３】
金属錯体を表す式中、中心金属との結合を表す実線は、共有結合又は配位結合を意味する。
【００２４】
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が１×１０３以上（例えば、１×１０３〜１×１０８）である重合体を意味する。高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、及びグラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
【００２５】
高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合に発光特性又は輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。この末端基としては、好ましくは主鎖と共役結合している基であり、例えば、炭素−炭素結合を介してアリール基又は１価の複素環基と結合している基が挙げられる。
【００２６】
「構成単位」とは、高分子化合物中に１個以上存在する単位を意味する。
【００２７】
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が１×１０４以下の化合物を意味する。
【００２８】
「アルキル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、通常１〜５０であり、好ましくは１〜１０であり、より好ましくは１〜６である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、通常３〜５０であり、好ましくは３〜３０であり、より好ましくは４〜２０である。かかるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、２−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソアミル基、２−エチルブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、３−プロピルヘプチル基、ｎ−デシル基、３，７−ジメチルオクチル基、２−エチルオクチル基、２−ヘキシルデシル基、ｎ−ドデシル基等が挙げられる。
【００２９】
また、「アルキル基」が置換基を有する場合、具体的には、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基等が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。このような「置換基を有するアルキル基」としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、３−フェニルプロピル基、３−（４−メチルフェニル）プロピル基、３−（３，５−ジ−ヘキシルフェニル）プロピル基、６−エチルオキシヘキシル基が挙げられる。
【００３０】
「アルキレン基」としては、例えば、前述した「アルキル基」から１個の水素原子を取り除いた２価の基が挙げられる。
【００３１】
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、通常３〜５０であり、好ましくは３〜３０であり、より好ましくは４〜２０である。
【００３２】
「シクロアルキル基」としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。
【００３３】
「アリール基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子１個を除いた残りの原子団を意味する。アリール基の炭素原子数は、通常６〜６０であり、好ましくは６〜２０であり、より好ましくは６〜１０である。
【００３４】
「アリール基」は、置換基を有していてもよい。「置換基を有していてもよいアリール基」としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントラセニル基、２−アントラセニル基、９−アントラセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基、２−フェニルフェニル基、３−フェニルフェニル基、４−フェニルフェニル基等が挙げられる。また、アリール基は、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間（例えば、１〜９個、１〜５個、１〜３個等）から適宜選択できる。
【００３５】
「アルコキシ基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、通常１〜４０であり、好ましくは１〜６である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、通常３〜４０であり、好ましくは４〜１０である。
【００３６】
「アルコキシ基」としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基、ｎ−デシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基等が挙げられる。また、「アルコキシ基」は、置換基を有していてもよい。「置換基を有するアルコキシ基」としては、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基等が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。
【００３７】
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、通常３〜４０であり、好ましくは４〜１０である。「シクロアルコキシ基」としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
【００３８】
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、通常６〜６０であり、好ましくは６〜４８である。
【００３９】
アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、１−アントラセニルオキシ基、９−アントラセニルオキシ基、１−ピレニルオキシ基等が挙げられる。また、アリールオキシ基は、置換基を有していてもよい。「置換基を有するアリールオキシ基」としては、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基等が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。
【００４０】
「アルキルスルフェニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキルスルフェニル基の炭素原子数は、通常１〜４０であり、好ましくは４〜１０である。分岐のアルキルスルフェニル基の炭素原子数は、通常３〜４０であり、好ましくは４〜１０である。
【００４１】
「アルキルスルフェニル基」としては、例えば、メチルスルフェニル基、エチルスルフェニル基、プロピルスルフェニル基、イソプロピルスルフェニル基、ブチルスルフェニル基、イソブチルスルフェニル基、ｔｅｒｔ−ブチルスルフェニル基、ペンチルスルフェニル基、ヘキシルスルフェニル基、ヘプチルスルフェニル基、オクチルスルフェニル基、２−エチルヘキシルスルフェニル基、ノニルスルフェニル基、デシルスルフェニル基、３，７−ジメチルオクチルスルフェニル基、ラウリルスルフェニル基等が挙げられる。また、アルキルスルフェニル基は、置換基を有していてもよい。「置換基を有するアルキルスルフェニル基」としては、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基等が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。
【００４２】
「シクロアルキルスルフェニル基」の炭素原子数は、通常３〜４０であり、好ましくは４〜１０である。「シクロアルキルスルフェニル基」としては、例えば、シクロヘキシルスルフェニル基が挙げられる。
【００４３】
「アリールスルフェニル基」の炭素原子数は、通常６〜６０であり、好ましくは７〜４８である。
【００４４】
アリールスルフェニル基としては、例えば、フェニルスルフェニル基、１−ナフチルスルフェニル基、２−ナフチルスルフェニル基、１−アントラセニルスルフェニル基、９−アントラセニルスルフェニル基、１−ピレニルスルフェニル基等が挙げられる。また、アリールスルフェニル基は、置換基を有していてもよい。「置換基を有するアリールスルフェニル基」としては、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基等が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。
【００４５】
「ｐ価の複素環基」（ｐは、１以上の整数を表す。）とは、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちｐ個の水素原子を除いた残りの原子団を意味する。ｐ価の複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちｐ個の水素原子を除いた残りの原子団である「ｐ価の芳香族複素環基」が好ましい。
【００４６】
「芳香族複素環式化合物」は、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、及び、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物を意味する。
【００４７】
ｐ価の複素環基の炭素原子数は、通常２〜６０であり、好ましくは３〜２０であり、より好ましくは４〜２０である。
【００４８】
ｐ価の複素環基のうち、１価の複素環基としては、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基等が挙げられる。
【００４９】
また、ｐ価の複素環基は、置換基を有していてもよい。「置換基を有する１価の複素環基」としては、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基等で置換された基等が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。
【００５０】
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。
【００５１】
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、本発明においてはアミノ基及び置換アミノ基のうち、置換アミノ基が好ましい。「置換アミノ基」が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基が好ましい。
【００５２】
置換アミノ基としては、２置換アミノ基が好ましい。２置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基及びジアリールアミノ基が挙げられる。また、２置換アミノ基の置換基は互いに結合して環を形成してもよい。２置換アミノ基の置換基としてのアルキル基の炭素原子数は、好ましくは１〜１０であり、より好ましくは１〜６であり、更に好ましくは１〜４である。
【００５３】
２置換アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス（４−メチルフェニル）アミノ基、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ基、ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ基が挙げられる。
【００５４】
「アルケニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、通常２〜３０であり、好ましくは３〜２０である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、通常３〜３０であり、好ましくは４〜２０である。
【００５５】
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、通常３〜３０であり、好ましくは４〜２０である。
【００５６】
「アルケニル基」としては、例えば、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、３−ペンテニル基、４−ペンテニル基、１−ヘキセニル基、５−ヘキセニル基、７−オクテニル基が挙げられる。「アルケニル基」及び「シクロアルケニル基」は、置換基を有していてもよい。「置換基を有するアルケニル基」及び「置換基を有するシクロアルケニル基」としては、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が置換基で置換された基が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。
【００５７】
「アルキニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、通常２〜２０であり、好ましくは３〜２０である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、通常４〜３０であり、好ましくは４〜２０である。
【００５８】
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、通常４〜３０であり、好ましくは４〜２０である。
【００５９】
「アルキニル基」としては、例えば、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基、３−ペンチニル基、４−ペンチニル基、１−ヘキシニル基、５−ヘキシニル基が挙げられる。「アルキニル基」及び「シクロアルキニル基」は、置換基を有していてもよい。例えば、「置換基を有するアルキニル基」としては、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が置換基で置換された基が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。
【００６０】
「ヒドロカルビル基」とは、炭化水素化合物から１個の水素原子を取り除いた１価の基であり、例えば、前述した、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、シクロアルキニル基、アリール基、これらの基の組合せ等が挙げられる。
【００６１】
「ヒドロカルビレン基」としては、例えば、前述した「ヒドロカルビル基」から１個の水素を取り除いた２価の基が挙げられる。
【００６２】
「アリーレン基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子２個を除いた残りの原子団を意味する。アリーレン基の炭素原子数は、通常６〜６０であり、好ましくは６〜３０であり、より好ましくは６〜１８である。
【００６３】
アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、ナフタセンジイル基、フルオレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル基が挙げられる。「アリーレン基」は、置換基を有していてもよい。「置換基を有するアリーレン基」としては、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）が置換基で置換された基が挙げられる。置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。「置換基を有していてもよいアリーレン基」は、好ましくは、式（Ａ−１）〜式（Ａ−２０）で表される基である。
【００６４】
2019082769.tif 000004
【００６５】
2019082769.tif 000005
【００６６】
2019082769.tif 000006
【００６７】
2019082769.tif 000007
【００６８】
［式中、Ｒ及びＲａは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表す。複数存在するＲ及びＲａは、各々、同一でも異なっていてもよく、Ｒａ同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。］
【００６９】
２価の複素環基の炭素原子数は、通常２〜６０であり、好ましくは、３〜２０であり、より好ましくは、４〜１５である。
【００７０】
２価の複素環基としては、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール又はトリアゾールから、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうち２個の水素原子を除いた２価の基が挙げられる。２価の複素環基は、置換基を有していてもよい。「置換基を有していてもよい２価の複素環基」は、好ましくは、式（ＡＡ−１）〜式（ＡＡ−３４）で表される基である。
【００７１】
2019082769.tif 000008
【００７２】
2019082769.tif 000009
【００７３】
2019082769.tif 000010
【００７４】
2019082769.tif 000011
【００７５】
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【００７６】
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【００７７】
2019082769.tif 000014
【００７８】
［式中、Ｒ及びＲａは上記と同じ意味を表す。］
【００７９】
「架橋性基」とは、加熱、紫外線照射、近紫外線照射、可視光照射、赤外線照射、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成することが可能な基である。架橋性基は、好ましくは、式（Ｂ−１）〜（Ｂ−１７）のいずれかで表される基である。これらの基は、置換基を有していてもよい。
【００８０】
2019082769.tif 000015
【００８１】
「置換基」とは、そうでないことを本明細書中に明記しない限り、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、１価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基又はシクロアルキニル基を表す。置換基は架橋性基であってもよい。本発明において、ある基が置換基を有する場合、その数は限定されず、１個〜置換され得る最大の数の間から適宜選択でき、具体的には、１〜９個、１〜５個、１〜３個等が挙げられる。
【００８２】
＜発光素子＞
本実施形態に係る発光素子は、陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有する。本実施形態に係る発光素子において、電子輸送層は、粒子と非粒子性の電子輸送性材料とを含む。
【００８３】
以下、本実施形態に係る発光素子が有する各要素について詳細に説明する。
【００８４】
＜電子輸送層＞
本実施形態において、発光素子の光取り出し効率の観点から、電子輸送層に含まれる粒子の波長５５０ｎｍの光の屈折率は、非粒子性の電子輸送性材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率よりも０．１５以上小さく、０．１８以上小さいことが好ましく、０．２０以上小さいことがより好ましい。
【００８５】
電子輸送層に含まれる粒子は、動的光散乱法により求めたＺ平均粒子径が、３００ｎｍ以下であり、２５０ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。粒子径を上記範囲とすることにより、発光素子の電気のリークが抑制される。
【００８６】
電子輸送層に含まれる粒子は、動的光散乱法により求めたＺ平均粒子径が、１１０ｎｍ以上であり、１３０ｎｍ以上であることが好ましく、１５０ｎｍ以上であることがより好ましく、１７０nm以上であることが更に好ましく、１９０ｎｍ以上であることが特に好ましい。粒子径を上記範囲とすることにより、光取り出し効率が優れる。
【００８７】
本発明において、Z平均粒子径は、例えば、動的光散乱法により算出することができる。具体的には、例えば、粒子を分散させた溶液を測定セルに入れ光を照射し、ブラウン運動の原理に基づき、溶液粘度及び温度からZ平均粒子径を算出することができる。
【００８８】
電子輸送層に含まれる粒子を構成する材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率は、光取り出し効率の観点から、１．７以下であることが好ましく、１．６以下であることがより好ましく、１．５以下であることがさらに好ましく、１．４以下であることが特に好ましい。
【００８９】
本発明において、屈折率は、エリプソメトリー法により算出することができる。具体的には、非粒子性の電子輸送性材料の屈折率については、基板上に薄膜を形成したのち、エリプソメトリー法により算出することができる。
【００９０】
電子輸送層に含まれる粒子は、有機化合物からなる粒子でもよく、無機化合物からなる粒子でもよい。本発明において、電子輸送層に含まれる粒子は、当該粒子を構成する材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ１が、前記非粒子性の電子輸送性材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ２との関係で前述の式で表される関係を有することを特徴とする。本発明において、粒子を構成する材料の屈折率は、測定用の基板上に薄膜を形成したのち、エリプソメトリー法により算出することができる。
【００９１】
電子輸送層に含まれる粒子としては、例えば、有機化合物又は無機化合物からなる粒子が挙げられる。有機化合物からなる粒子としては、例えば、フッ素原子含有ポリメチルメタクリレートビーズ、フッ素原子含有アクリル-スチレン共重合体ビーズ、フッ素原子含有ポリカーボネートビーズ、ポリフッ化ビニルビーズ等のフッ素原子含有の有機化合物からなる粒子、アクリル、ポリプロピレン、エチレンプロピレン、ウレタン、ポリメタクリル酸メチル、ウレタンゴム、ビニルゴム、ニトリルゴム、ポリエチレン、ナイロン等の有機化合物からなる粒子が挙げられる。無機化合物からなる粒子としては、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、シリカからなる粒子が挙げられる。電子輸送層に含まれる粒子としては、フッ素原子含有の有機化合物からなる粒子、シリカからなる粒子が好ましく、シリカからなる粒子がより好ましい。これらの粒子は、中実の粒子であっても、粒子中心部が空隙になっていてもよい（例えば、中空粒子）。これらの粒子には、分散性を改善するため、表面修飾を行っていてもよい。電子輸送層に含まれる粒子として中空粒子を用いる場合、その屈折率は、基板上に当該粒子を敷き、均して所定の厚みの層状にしたのち、エリプソメトリー法により算出することができる。粒子は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【００９２】
電子輸送性材料は、高分子化合物と低分子化合物とに分類される。本実施形態において、電子輸送性材料は、高分子化合物であっても低分子化合物であってもよく、芳香族化合物であることが好ましい。また、電子輸送性材料は、架橋性基を有していてもよく、架橋性基により架橋されていてもよい。
【００９３】
本発明において、非粒子性の電子輸送性材料とは、電子輸送性材料を溶解させた溶液を測定セルに入れ、光を照射し、ブラウン運動の原理に基づき算出されたZ平均粒子径が１１０ｎｍ未満であることを意味する。
【００９４】
電子輸送性材料が高分子化合物の場合、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体が挙げられる。また、電子輸送性材料としては、式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物が好ましい。
【００９５】
2019082769.tif 000016
【００９６】
ｎＥ１は、１以上の整数を示し、電子輸送性材料の溶解性が優れるので、１〜４の整数であることが好ましく、１〜３の整数であることがより好ましく、１または２であることが更に好ましい。上記高分子化合物が式（ＥＴ−１）で表される構造単位を複数有する場合、当該構造単位は、同一でも異なっていてもよい。例えば、高分子化合物は、式（ＥＴ−１）においてＡｒＥ１が置換基を有してもよい後述の式１で表される芳香族炭化水素由来の基である構成単位と、ＡｒＥ１が置換基を有してもよい後述の式４で表される芳香族炭化水素由来の基である構成単位との繰り返し構造を有していてもよい。
【００９７】
ＡｒＥ１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複素環基を表す。
【００９８】
ＡｒＥ１で表される芳香族炭化水素基とは、前述のアリーレン基から、環を形成する炭素原子に直接結合する水素原子ｎＥ１個を除いた基である。複素環基とは、前述の２価の複素環基から環を形成する炭素原子に直接結合する水素原子ｎＥ１個を除いた基である。
【００９９】
ＡｒＥ１で表される芳香族炭化水素基は、式１〜式１１で表される芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子（２＋ｎＥ１）個を除いた基であることが好ましく、式１、式２、式４、式５または式７で表される芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子（２＋ｎＥ１）個を除いた基であることがより好ましく、式１、式４で表される芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子（２＋ｎＥ１）個を除いた基が更に好ましい。
【０１００】
2019082769.tif 000017
【０１０１】
2019082769.tif 000018
【０１０２】
ＡｒＥ１が芳香族炭化水素基である場合、当該芳香族炭化水素基は、ＲＥ１以外にさらに置換基を有していてもよい。当該置換基としては特に限定されないが、例えば、アルキル基等が挙げられる。
【０１０３】
ＡｒＥ１で表される複素環基としては、例えば、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピラジン、ピリダジン、キノリン、キノキサリン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、４ａ，１０ａ−ジヒドロフェノキサジン、４ａ，１０ａ−ジヒドロフェノチアジン、４ａ，９，９ａ，１０−テトラヒドロアクリジン、４ａ，５，６ａ，７，１２，１２ａ，１４，１４ａ−オクタヒドロキノリノ［２，３−ｂ］アクリジン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、１，２，４−トリアゾール、オキサゾール、１，３，４−オキサジアゾール、チアゾール、１，３，４−ジアゾール等の複素環基から環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子（２＋ｎＥ１）個を除いた基が挙げられる。
【０１０４】
ＡｒＥ１が複素環基である場合、当該複素環基は、ＲＥ１以外にさらに置換基を有していてもよい。当該置換基としては特に限定されないが、例えば、アルキル基等が挙げられる。
【０１０５】
ＲＥ１は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、又は、置換基を有していてもよいヘテロ原子を含む１価の基を表す。ＲＥ１としては、電子輸送性材料の極性溶媒への溶解性が優れ、発光層上に積層が容易となるので、置換基を有していてもよいヘテロ原子を含む１価の基が好ましく、−ＲＥ２（−Ｘ１）ｍ１（式中、ＲＥ２、Ｘ１及びｍ１は後述の通り）で表される基等がより好ましい。ＲＥ１が複数存在するとき、複数あるＲＥ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
【０１０６】
ＲＥ２で表される（ｍ１＋１）価の基としては、例えば、単結合、ヒドロカルビル基又は１価の複素環基から、ｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団が挙げられる。当該原子団はいずれも置換基を有していてもよい。また、ＲＥ２で表される（ｍ１＋１）価の基としては、例えば、ｍ１が１の場合、式−Ｏ−（Ｒ’Ｏ）ｍ−で表される基（式中、Ｒ’は置換基を有していてもよいヒドロカルビレン基（例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基）を示す）も挙げられる。
【０１０７】
ＲＥ２で表される（ｍ１＋１）価の基は、好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、置換基を有していてもよいアリール基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、１価の複素環基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、１価の複素環基で置換されたアルキル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、又は１価の複素環基で置換されたアリール基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団であり、より好ましくは、置換基を有していてもよいアリール基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団である。
【０１０８】
Ｘ１の好ましい例としては、式：−ＳＭで表される基、式：−ＯＭで表される基、式：−ＣＯ２Ｍで表される基、式：−ＮＭ２で表される基、式：−ＮＲＭで表される基、式：−ＰＯ３Ｍで表される基、式：−ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＭ）２で表される基、式：−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＭ）２で表される基、式：−Ｃ（＝Ｏ）ＮＭ２で表される基、式：−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲＭで表される基、式：−ＳＯ３Ｍで表される基、式：−ＳＯ２Ｍで表される基、式：−ＮＲ３Ｍ’で表される基、カルボキシル基、スルホ基、水酸基、メルカプト基、アミノ基、置換アミノ基、シアノ基、ピロリドニル基、リン酸基、ホスホン酸基、置換ホスホン酸基、１価の複素環基が挙げられる。
【０１０９】
Ｒは、上記と同じである。
【０１１０】
Ｍは、金属カチオン又は置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。
【０１１１】
Ｍ’は、アニオンを表す。
【０１１２】
Ｍで表される金属カチオンとしては、１価、２価又は３価のイオンが好ましく、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ａｇ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ及びＺｒ等の金属のイオンが挙げられ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ又はＣｓのイオンが好ましい。
【０１１３】
Ｍで表されるアンモニウムカチオンが有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基及びｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素原子数１〜１０のアルキル基が挙げられる。
【０１１４】
Ｍ’で表されるアニオンとしては、例えば、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＯＨ−、ＣｌＯ−、ＣｌＯ２−、ＣｌＯ３−、ＣｌＯ４−、ＳＣＮ−、ＣＮ−、ＮＯ３−、ＳＯ４２−、ＨＳＯ４−、ＰＯ４３−、ＨＰＯ４２−、Ｈ２ＰＯ４−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣＨ３ＳＯ３−、ＣＦ３ＳＯ３−、［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］−、テトラキス（イミダゾリル）ボレートアニオン、８−キノリノラトアニオン、２−メチル−８−キノリノラトアニオン及び２−フェニル−８−キノリノラトアニオン等が挙げられる。
【０１１５】
また、Ｘ１の好ましい例としては、式（Ｉ）〜式（ＩＸ）で表される基も挙げられる。
【０１１６】
−Ｏ−（Ｒ’Ｏ）ｍ−Ｒ’’  （Ｉ）
【０１１７】
2019082769.tif 000019
【０１１８】
−Ｓ−（Ｒ’Ｓ）ｑ−Ｒ’’  （ＩＩＩ）
−Ｃ（＝Ｏ）−（Ｒ’−Ｃ（＝Ｏ））ｑ−Ｒ’’  （ＩＶ）
−Ｃ（＝Ｓ）−（Ｒ’−Ｃ（＝Ｓ））ｑ−Ｒ’’  （Ｖ）
−Ｎ｛（Ｒ’）ｑＲ’’｝２  （ＶＩ）
−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−（Ｒ’−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ）ｑ−Ｒ’’  （ＶＩＩ）
−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−（Ｒ’Ｏ）ｑ−Ｒ’’  （ＶＩＩＩ）
−ＮＨＣ（＝Ｏ）−（Ｒ’ＮＨＣ（＝Ｏ））ｑ−Ｒ’’  （ＩＸ）
［式中、
Ｒ’は置換基を有していてもよいヒドロカルビレン基を表す。
Ｒ’’は水素原子、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、カルボキシル基、スルホ基、水酸基、メルカプト基、アミノ基、−ＮＲｃ２で表される基、シアノ基又は−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲｃ２で表される基を表す。
Ｒ’’’は置換基を有していてもよい３価の炭化水素基を表す。
ｍは１以上の整数を表す。
ｑは０以上の整数を表す。
Ｒｃは置換基を有していてもよい炭素原子数１〜３０のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数６〜５０のアリール基を表す。
Ｒ’、Ｒ’’及びＲ’’’の各々が複数個存在する場合、同一でも異なっていてもよい。］
【０１１９】
ｍ１は、１以上の整数を表し、電子輸送性材料の溶解性が優れるので、１〜４の整数であることが好ましく、１〜３の整数であることがより好ましく、１又は２であることが更に好ましい。
【０１２０】
式−ＲＥ２（−Ｘ１）ｍ１で表される基としては、例えば、下記式で表される基が挙げられる。
【０１２１】
2019082769.tif 000020
【０１２２】
2019082769.tif 000021
【０１２３】
［式中、Ｍ＋は、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋又はＮ＋（ＣＨ３）４を表す。
Ｍ＋が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。］
【０１２４】
2019082769.tif 000022
【０１２５】
［式中、Ｘ−は、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、Ｂ−（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＣＯＯ−又はＣＦ３ＳＯ３−を表す。］
【０１２６】
2019082769.tif 000023
【０１２７】
2019082769.tif 000024
【０１２８】
電子輸送性材料としての高分子化合物は、例えば、特開２００９−２３９２７９号公報、特開２０１２−０３３８４５号公報、特開２０１２−２１６８２１号公報、特開２０１２−２１６８２２号公報、特開２０１２−２１６８１５号公報に記載の方法に従って合成することができる。
【０１２９】
＜式（ＥＴ−１）で表される構成単位の好ましい形態＞
式（ＥＴ−１）で表される構成単位としては、例えば、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【０１３０】
2019082769.tif 000025
【０１３１】
2019082769.tif 000026
【０１３２】
2019082769.tif 000027
【０１３３】
2019082769.tif 000028
【０１３４】
2019082769.tif 000029
【０１３５】
2019082769.tif 000030
【０１３６】
2019082769.tif 000031
【０１３７】
2019082769.tif 000032
【０１３８】
2019082769.tif 000033
【０１３９】
2019082769.tif 000034
【０１４０】
2019082769.tif 000035
【０１４１】
［式中、Ｍ+は、前記と同じ意味を表す。Ｍ+が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。］
【０１４２】
電子輸送性材料が低分子化合物の場合、例えば、８−ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、ベンズイミダゾール、トリアジン、ジフェノキノン、及び、これらの誘導体が挙げられる。また、低分子化合物の電子輸送性材料としては、式（Ｈ−１）で表される低分子化合物が好ましい。
【０１４３】
2019082769.tif 000036
【０１４４】
［式中、ＡｒＨ１、ＡｒＨ２、ＬＨ１、ＬＨ２、ｎＨ１、ｎＨ２及びｎＨ３は前述の通り。］。
【０１４５】
ＡｒＨ１及びＡｒＨ２は、フェニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、フリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ピロリル基、インドリル基、アザインドリル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、フェノキサジニル基又はフェノチアジニル基であることが好ましく、フェニル基、スピロビフルオレニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基又はアザカルバゾリル基であることがより好ましく、アザカルバゾリル基であることが更に好ましい。これらの基は置換基を有していてもよい。
【０１４６】
ＡｒＨ１及びＡｒＨ２が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基が好ましく、アルキル基、シクロアルコキシ基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基がより好ましく、アルキル基又はシクロアルコキシ基が更に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
【０１４７】
ｎＨ１は、好ましくは１である。ｎＨ２は、好ましくは０である。
【０１４８】
ｎＨ３は、通常、０以上１０以下の整数であり、好ましくは０以上５以下の整数であり、更に好ましくは１以上３以下の整数であり、特に好ましくは１である。
【０１４９】
ＬＨ１は、アリーレン基又は２価の複素環基であることが好ましい。
【０１５０】
ＬＨ１は、式（Ａ−１）〜（Ａ−３）、式（Ａ−８）〜（Ａ−１０）、式（ＡＡ−１）〜（ＡＡ−６）、式（ＡＡ−１０）〜（ＡＡ−２１）又は式（ＡＡ−２４）〜（ＡＡ−３４）で表される基であることが好ましく、式（ＡＡ−１１）〜式（ＡＡ−１５）で表される基であることがより好ましく、式（ＡＡ−１４）又は式（ＡＡ−１５）で表される基であることが更に好ましく、式（ＡＡ−１４）で表される基であることが特に好ましい。
【０１５１】
ＬＨ１が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はアリール基が好ましく、アルキル基が更に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
【０１５２】
ＬＨ２は、−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−で表される基を表す。ＬＨ２１は、単結合又は置換基を有していてもよいアリーレン基であることが好ましく、単結合であることがより好ましい。ＬＨ２１で表されるアリーレン基又は２価の複素環基としては、ＬＨ１で表されるアリーレン基又は２価の複素環基の例示として前述したもの等が挙げられる。ＲＨ２１で表されるアリール基及び１価の複素環基としては、ＡｒＨ１及びＡｒＨ２で表されるアリール基及び１価の複素環基の例示として前述したもの等が挙げられる。ＲＨ２１が有していてもよい置換基の定義及び例は、ＡｒＨ１及びＡｒＨ２が有していてもよい置換基の定義及び例と同様である。
【０１５３】
式（Ｈ−１）で表される化合物は、式（Ｈ−２）で表される化合物であることが好ましい。
【０１５４】
2019082769.tif 000037
【０１５５】
［式中、ＡｒＨ１、ＡｒＨ２及びＬＨ１は上記と同じであり、ｎＨ３は０以上の整数を表す。］
【０１５６】
式（Ｈ−１）で表される化合物としては、式（Ｈ−１０１）〜（Ｈ−１２３）で表される化合物が例示され、式（Ｈ−１０１）〜式（Ｈ−１１１）又は式（Ｈ−１１３）〜式（Ｈ−１２３）で表される化合物が好ましく、式（Ｈ−１０１）〜式（Ｈ−１０６）、式（Ｈ−１１１）又は式（Ｈ−１１３）〜式（Ｈ―１２３）で表される化合物がより好ましく、式（Ｈ―１０１）〜式（Ｈ−１０６）、式（Ｈ−１２２）又は式（Ｈ−１２３）で表される化合物が更に好ましく、式（Ｈ−１２２）又は式（Ｈ−１２３）で表される化合物が特に好ましい。
【０１５７】
2019082769.tif 000038
【０１５８】
2019082769.tif 000039
【０１５９】
2019082769.tif 000040
【０１６０】
2019082769.tif 000041
【０１６１】
2019082769.tif 000042
【０１６２】
2019082769.tif 000043
【０１６３】
本実施形態に係る発光素子において、式（ＥＴ−１）で表される構成単位を含む高分子化合物、式（Ｈ−１）で表される化合物以外の電子輸送性材料としては、公知のものが使用でき、トリアゾール及びその誘導体、オキサゾール及びその誘導体、オキサジアゾール及びその誘導体、イミダゾール及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン及びその誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン及びその誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、アントロン及びその誘導体、チオピランジオキシド及びその誘導体、カルボジイミド及びその誘導体、フルオレニリデンメタン及びその誘導体、ジスチリルピラジン及びその誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン及びその誘導体、８−キノリノール及びその誘導体等の金属錯体、メタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾール又はベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン及びその誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、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、ポリフルオレン及びその誘導体等が挙げられる。これらのうち、トリアゾール及びその誘導体、オキサジアゾール及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、並びに８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、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、ポリフルオレン及びその誘導体が好ましい。
【０１６４】
電子輸送層において、電子輸送性材料１００質量部に対する粒子の割合は、１〜２００質量部であることが好ましい。また、光取り出し効率の観点から、上記割合は、１０質量部以上が好ましく、３０質量部以上がより好ましく、５０質量部以上が更に好ましい。また、電子輸送層の導電性が良好になるので、上記割合は、１８０質量部以下が好ましく、１５０質量部以下がより好ましく、１２０質量部以下が更に好ましい。
【０１６５】
電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【０１６６】
電子輸送層に含まれる単位面積あたりの粒子の数は、０．１個／μｍ２以上が好ましく、０．５個／μｍ２以上がより好ましく、１個／μｍ２以上が更に好ましい。電子輸送層に含まれる単位面積あたりの粒子の数は、例えば、原子間力顕微鏡を用いて、発光素子を、当該発光素子を構成する平面に対し垂直方向に撮影し、得られた画像において１０μｍ×１０μｍの区画に含まれる粒子の数を計測し、その数値の１／１００として求めることができる。
【０１６７】
電子輸送層に含まれる単位面積あたりの粒子の数（本明細書において、「粒子の密度」と言うこともある）の測定は、例えば、電子輸送層を形成するための溶液を、ガラス基板上に成膜した物を用いて、原子間力顕微鏡で１０μｍ×１０μｍの範囲を測定して得られた画像を用いて解析を行うこと、走査型電子顕微鏡で１０μｍ×１０μｍ以上の視野を測定して得られた画像を用いて解析を行うこと、又は、光学顕微鏡、マイクロスコープ等により１０μｍ×１０μｍ以上の視野を光学的な観察により得られた画像を用いて解析を行うことで算出できる。
【０１６８】
電子輸送層は、陰極（電子注入層が存在する場合、電子注入層）と隣接することが好ましく、電子輸送層と陰極又は電子注入層との界面の自乗平均粗さは１ｎｍ以上であることが好ましく、３ｎｍ以上であることがより好ましく、５ｎｍ以上であることが更に好ましく、１０ｎｍ以上であることが特に好ましく、１５ｎｍ以上であることが殊更好ましい。
【０１６９】
電子輸送層と陰極（電子注入層が存在する場合、電子注入層）との界面の自乗平均粗さは、８０ｎｍ以下が好ましく、６０ｎｍ以下がより好ましく、４０ｎｍ以下が特に好ましい。自乗平均粗さは、例えば、原子間力顕微鏡を用いて、発光素子を、当該発光素子を構成する平面に対し垂直方向に撮影し、得られた画像において計算区間１０μｍ×１０μｍで求めることができる。
【０１７０】
電子輸送層と陰極（電子注入層が存在する場合、電子注入層）との界面の最大高低差は、光取り出し効率の観点から、５０ｎｍ以上であることが好ましく、８０ｎｍ以上であることがより好ましく、１００ｎｍ以上であることが更に好ましい。
【０１７１】
電子輸送層と陰極（電子注入層が存在する場合、電子注入層）との界面の最大高低差は、３００ｎｍ以下であることが好ましく、２５０ｎｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以下であることが更に好ましい。最大高低差を上記範囲とすることにより、発光素子の電流のリークが抑制されるため好ましい。電子輸送層と陰極（電子注入層が存在する場合、電子注入層）との界面の最大高低差は、例えば、原子間力顕微鏡を用いて、発光素子を、当該発光素子を構成する平面に対し垂直方向に撮影し、得られた画像により求めることができる。
【０１７２】
電子輸送層の膜厚は、電子輸送層と陰極の界面に高低差が存在するため、電子輸送層中の最も薄い部分の膜厚は通常、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。電子輸送層中の最も厚い部分の膜厚は通常、１１０ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは１２０ｎｍ〜５００ｎｍであり、より好ましくは、１３０ｎｍ〜３５０ｎｍである。
【０１７３】
＜発光層＞
本実施形態において、発光層は、発光材料を含む層であってよい。発光材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、高分子化合物であっても低分子化合物であってもよい。また、発光材料は、架橋性基を有していてよく、架橋性基により架橋されていてもよい。
【０１７４】
発光材料として用いられる低分子化合物としては、例えば、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又はユーロピウムを中心金属とする三重項発光錯体（即ち、燐光発光性材料）が挙げられる。
【０１７５】
発光材料として用いられる高分子化合物としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、フルオレンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基、フェノチアジンジイル基、アントラセンジイル基、ピレンジイル基等を含む高分子化合物が挙げられる。
【０１７６】
本実施形態において、発光材料は、三重項発光錯体を含むことが好ましい。
【０１７７】
三重項発光錯体としては、式Ｉｒ−１〜Ｉｒ−５で表される金属錯体等のイリジウム錯体が好ましい。
【０１７８】
2019082769.tif 000044
【０１７９】
2019082769.tif 000045
【０１８０】
2019082769.tif 000046
【０１８１】
［式中、
ＲＤ１〜ＲＤ８、ＲＤ１１〜ＲＤ２０、ＲＤ２１〜ＲＤ２６及びＲＤ３１〜ＲＤ３７は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、１価の複素環基又はハロゲン原子を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）は置換基で置換されていてもよい。ＲＤ１〜ＲＤ８、ＲＤ１１〜ＲＤ２０、ＲＤ２１〜ＲＤ２６及びＲＤ３１〜ＲＤ３７が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
−ＡＤ１−−−ＡＤ２−は、アニオン性の２座配位子を表し、ＡＤ１及びＡＤ２は、それぞれ独立に、イリジウム原子と結合する炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。−ＡＤ１−−−ＡＤ２−が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
ｎＤ１は、１、２又は３を表し、ｎＤ２は、１又は２を表す。］
【０１８２】
−ＡＤ１−−−ＡＤ２−で表されるアニオン性の２座配位子としては、特に限定されないが、例えば、下記式で表される配位子が挙げられる。
【０１８３】
2019082769.tif 000047
【０１８４】
［式中、＊はＩｒと結合する部位を表す。］
【０１８５】
三重項発光錯体としては、例えば、以下に示す金属錯体が挙げられる。
【０１８６】
2019082769.tif 000048
【０１８７】
2019082769.tif 000049
【０１８８】
2019082769.tif 000050
【０１８９】
2019082769.tif 000051
【０１９０】
2019082769.tif 000052
【０１９１】
2019082769.tif 000053
【０１９２】
本発明において、発光材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【０１９３】
本実施形態において、発光層は、発光材料と共にホスト材料を含むことが好ましい。ホスト材料は低分子化合物と高分子化合物とに分類される。ホスト材料は、高分子化合物であっても低分子化合物であってもよい。
【０１９４】
ホスト材料として用いられる低分子化合物としては、カルバゾール骨格を有する化合物、トリアリールアミン骨格を有する化合物、フェナントロリン骨格を有する化合物、トリアリールトリアジン骨格を有する化合物、アゾール骨格を有する化合物、ベンゾチオフェン骨格を有する化合物、ベンゾフラン骨格を有する化合物、フルオレン骨格を有する化合物、スピロフルオレン骨格を有する化合物等が挙げられ、その一例は、下記式で表される化合物である。
【０１９５】
2019082769.tif 000054
【０１９６】
2019082769.tif 000055
【０１９７】
ホスト材料として用いられる高分子化合物（以下、「高分子ホスト」ともいう。）としては、本発明の属する技術分野において、発光層のホスト材料として用いられているものを広く使用することができる。本発明においては、例えば、好ましくは、式（Ｙ）で表される構成単位を含む高分子化合物を挙げることができる。
【０１９８】
2019082769.tif 000056
【０１９９】
［式中、ＡｒＹ１は、アリーレン基、２価の複素環基、又は、少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部（例えば、１個〜置換され得る全ての水素原子）は置換基で置換されていてもよい。］
【０２００】
高分子ホストは、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、及びグラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合してなる共重合体であることが好ましい。
【０２０１】
高分子ホストは、ケミカルレビュー（Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．），第１０９巻，８９７−１０９１頁（２００９年）等に記載の公知の重合方法を用いて製造することができる。高分子ホストの製造方法としては、例えば、Ｓｕｚｕｋｉ反応、Ｙａｍａｍｏｔｏ反応、Ｂｕｃｈｗａｌｄ反応、Ｓｔｉｌｌｅ反応、Ｎｅｇｉｓｈｉ反応及びＫｕｍａｄａ反応等の遷移金属触媒を用いるカップリング反応により重合させる方法が例示される。
【０２０２】
重合方法において、単量体を仕込む方法としては、単量体全量を反応系に一括して仕込む方法、単量体の一部を仕込んで反応させた後、残りの単量体を一括、連続又は分割して仕込む方法、単量体を連続又は分割して仕込む方法等が挙げられる。
【０２０３】
遷移金属触媒としては、パラジウム触媒、ニッケル触媒等が挙げられる。
【０２０４】
重合反応の後処理は、公知の方法、例えば、分液により水溶性不純物を除去する方法、メタノール等の低級アルコールに重合反応後の反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独又は組み合わせて行ってよい。高分子ホストの純度が低い場合、例えば、晶析、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。本発明において、ホスト材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【０２０５】
発光層の膜厚は、通常、５ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍであり、より好ましくは３０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【０２０６】
＜電極＞
本実施形態に係る発光素子は、陽極及び陰極を有している。
【０２０７】
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ（ＮＥＳＡなど）；インジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物；銀とパラジウムと銅との複合体（ＡＰＣ）；、金、白金、銀、銅である。
【０２０８】
本発明の発光素子において、陰極は、単一の材料又は複数の材料からなる単層構造であってもよいし、複数層からなる多層構造であってもよい。陰極が単層構造である場合、陰極の材料としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、クロム、スズ、鉛、ニッケル、チタン等の低抵抗金属及びこれらを含む合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯ、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化モリブデン等の導電性金属酸化物、これらの導電性金属酸化物と金属との混合物が挙げられ、アルミニウム及びアルミニウムを含む合金が好ましい。多層構造である場合、本明細書においては、陰極を構成する複数の陰極層のうち、最も発光層側にある層を第１陰極層と示す。そして、第１陰極層の次の層を第２陰極層、第２陰極層の次の層を第３陰極層・・・等と各層を示す。
【０２０９】
本発明にかかる発光素子は、陰極と電子輸送層との間に電子注入層を有していてもよい。電子注入層の材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、前記金属を１種類以上含む合金、前記金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、複合酸化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される１つ以上の材料等が挙げられる。アルカリ金属又はその酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、複合酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、モリブデン酸カリウム、チタン酸カリウム、タングステン酸カリウム、モリブデン酸セシウムが挙げられる。アルカリ土類金属又はその酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、複合酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸化バリウム、モリブデン酸バリウム、タングステン酸バリウムが挙げられる。アルカリ金属又はアルカリ土類金属を１種類以上含む合金の例としては、Ｌｉ−Ａｌ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ａｌ−Ｂａ合金、Ｍｇ−Ｂａ合金、Ｂａ−Ａｇ合金、Ｃａ−Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ合金が挙げられる。また、陰極層材料として例示した材料と電子注入層を構成する材料として上記に例示した材料との組成物も電子注入層に使用できる。電子供給能の観点から、電子注入層の材料の仕事関数が３．５ｅＶ以下であることが好ましい。電子注入層材料として、仕事関数が３．５ｅＶ以下の金属の酸化物、フッ化物、炭酸塩、複合酸化物等も好適に用いることができる。これらの電子注入層の材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。第１陰極層以降の材料としては、電子注入層の材料と同様の材料が例示される。
【０２１０】
陰極が多層構造の場合、各陰極層の材料の例としては、抵抗率が低く、水分への体腐食性が高い金属、金属酸化物等が好適に用いられる。より具体的には、金、銀、銅、アルミニウム、クロム、スズ、鉛、ニッケル、チタン等の低抵抗金属及びこれらを含む合金、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化モリブデン等の導電性金属酸化物、これらの導電性金属酸化物と金属との混合物、導電性金属酸化物のナノ粒子、グラフェン、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性炭素が挙げられる。各陰極層を構成するそれぞれの層で使用する材料としては、前述の中から一種類を単独で用いても、二種以上を組合せて用いてもよい。
【０２１１】
本発明においては、発光素子は、電子注入層を有することが好ましく、例えば、電子注入層と第１陰極層の２層構造、又は電子注入層、第１陰極層及び第２陰極層の３層構造が好ましい。本発明にかかる発光素子が電子注入層を有する場合の例としては、Ｍｇ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｌ、Ｂａ／Ａｌ、ＮａＦ／Ａｌ、ＫＦ／Ａｌ、ＲｂＦ／Ａｌ、ＣｓＦ／Ａｌ、Ｎａ２ＣＯ３／Ａｌ、Ｋ２ＣＯ３／Ａｌ、Ｃｓ２ＣＯ３／Ａｌ等の電子注入層と第１陰極層との２層構造、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＮａＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＮａＦ／Ｍｇ／Ａｇ、ＫＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＲｂＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＣｓＦ／Ｃａ／Ａｌ、Ｂａ／Ａｌ／Ａｇ、ＫＦ／Ａｌ／Ａｇ、ＫＦ／Ｃａ／Ａｇ、Ｋ２ＣＯ３／Ｃａ／Ａｇ等の電子注入層、第１陰極層及び第２陰極層の３層構造が挙げられる。ここで、符号「／」は各層が隣接していることを示す。なお、第１陰極層の材料が電子注入層の材料に対して還元作用を有することが好ましい。ここで、材料間の還元作用の有無・程度は、例えば、化合物間の結合解離エネルギー（ΔｒＨ°）から見積もることができる。即ち、第１陰極層を構成する材料による、電子注入層を構成する材料に対する還元反応において、結合解離エネルギーが正である組み合わせの場合、第１陰極層の材料が電子注入層の材料に対して還元作用を有すると言える。結合解離エネルギーは、例えば「電気化学便覧第５版」（丸善、２０００年発行）、「熱力学データベースＭＡＬＴ」（科学技術社、１９９２年発行）で参照できる。
【０２１２】
陽極及び陰極は、各々、２層以上の積層構造としてもよく、メッシュ形状にパターニングした構造としてもよい。
【０２１３】
電極の作製方法としては、公知の方法が利用でき、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、溶液からの成膜による方法（高分子バインダーとの混合溶液を用いてもよい）が例示される。ロールツーロール法により発光素子を形成する場合には、溶液からの成膜による方法を用いることが好ましい。
【０２１４】
本実施形態に係る発光素子は、基板上に形成されていてよい。基板は、その一面上に電極（陽極又は陰極）を形成することができ、且つ、有機層（発光層及び電子輸送層）を形成する際に化学的に変化しない基板であればよい。基板は、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板であってよい。基板は透明であっても半透明であっても不透明であってもよく、基板が不透明である場合は、基板から最も遠くにある電極が透明又は半透明であることが好ましい。ロールツーロール方式で発光素子を作製する場合には、屈曲性が優れるので、プラスチック材料からなる基板が好ましい。プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルフルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）が挙げられ、耐熱性、熱膨張率、及び、吸水率が優れるので、ＰＥＮの材料からなる基板が好ましい。
【０２１５】
本実施形態に係る発光素子は、上記以外の層を更に有していてもよい。例えば、発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層等を更に有していてもよい。
【０２１６】
＜正孔注入層＞
正孔注入層とは、陽極に隣接する層であり、陽極から正孔を受け取る機能を有する層であり、さらに必要に応じて正孔を輸送する機能、発光層へ正孔を供給する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有する層をいう。正孔輸送層とは、主に正孔を輸送する機能を有する層であり、さらに必要に応じて、陽極から正孔を受け取る機能、発光層へ正孔を供給する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有する層をいう。
【０２１７】
本実施形態に係る発光素子において、正孔注入層を形成する材料としては、カルバゾール及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体、オキサゾール及びその誘導体、オキサジアゾール及びその誘導体、イミダゾール及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体、ポリアリールアルカン及びその誘導体、ピラゾリン及びその誘導体、ピラゾロン及びその誘導体、フェニレンジアミン及びその誘導体、アリールアミン及びその誘導体、スターバースト型アミン、フタロシアニン及びその誘導体、アミノ置換カルコン及びその誘導体、スチリルアントラセン及びその誘導体、フルオレノン及びその誘導体、ヒドラゾン及びその誘導体、スチルベン及びその誘導体、シラザン及びその誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）及びその誘導体、有機シラン及びその誘導体、及びこれらを含む重合体；酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の導電性金属酸化物；ポリアニリン、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子及びオリゴマー；ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）・ポリスチレンスルホン酸、ポリピロール等の有機導電性材料及びこれらを含む重合体；アモルファスカーボン；テトラシアノキノジメタン及びその誘導体（例えば、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）、１，４−ナフトキノン及びその誘導体、ジフェノキノン及びその誘導体、ポリニトロ化合物等のアクセプター性有機化合物；オクタデシルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が好適に使用できる。これらの材料は単一の成分で用いても複数の成分からなる組成物として用いてもよい。また、正孔注入層は、これらの材料のみからなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、後述の正孔輸送層で用いることができる材料として例示する材料も正孔注入層で用いることができる。
【０２１８】
正孔注入層に続いて、正孔輸送層、発光層等の有機化合物層を形成する場合、特に、両方の層を塗布法によって形成する場合には、先に塗布した層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解して積層構造を作製できなくなることがある。この場合には、下層を溶媒不溶化する方法を用いることができる。溶媒不溶化する方法としては、高分子化合物に架橋性基を付け、架橋させて不溶化する方法、芳香族ビスアジドに代表される芳香環を有する架橋性基を有する低分子化合物を架橋剤として混合し、架橋させて不溶化する方法、アクリロイル基に代表される芳香環を有しない架橋性基を有する低分子化合物を架橋剤として混合し、架橋させて不溶化する方法、下層を紫外光に感光させて架橋させ、上層の製造に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法、下層を加熱して架橋させ、上層の製造に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法等が挙げられる。下層を加熱する場合の加熱の温度は通常１００℃〜３００℃であり、時間は通常１分〜１時間である。また、架橋以外で下層を溶解させずに積層するその他の方法として、隣り合った層の製造に異なる極性の溶液を用いる方法があり、たとえば、下層に水溶性の高分子化合物を用い、上層に油溶性の高分子化合物を用いて、塗布しても下層が溶解しないようにする方法等がある。
【０２１９】
正孔注入層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、ピンホールが発生しない厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔注入層の膜厚は、通常、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【０２２０】
＜正孔輸送層＞
本実施形態に係る発光素子において、正孔輸送層を構成する材料としては、例えば、カルバゾール及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体、オキサゾール及びその誘導体、オキサジアゾール及びその誘導体、イミダゾール及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体、ポリアリールアルカン及びその誘導体、ピラゾリン及びその誘導体、ピラゾロン及びその誘導体、フェニレンジアミン及びその誘導体、アリールアミン及びその誘導体、アミノ置換カルコン及びその誘導体、スチリルアントラセン及びその誘導体、フルオレノン及びその誘導体、ヒドラゾン及びその誘導体、スチルベン及びその誘導体、シラザン及びその誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）及びその誘導体、有機シラン及びその誘導体、及びこれらの構造を含む重合体；アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子及びオリゴマー；ポリピロール等の有機導電性材料が挙げられる。これらの材料は単成分であっても或いは複数の成分からなる高分子化合物であってもよい。また、正孔輸送層は、これらの材料のみからなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、正孔注入層で用いることができる材料として例示する材料も正孔輸送層で用いることができる。
【０２２１】
正孔輸送層に続いて、発光層等の有機層を塗布法にて形成する際に、下層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解する場合は、正孔注入層の成膜方法での例示と同様の方法で下層を溶媒不溶にすることができる。
【０２２２】
正孔輸送層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、ピンホールが発生しない厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層の膜厚は、通常、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。
【０２２３】
正孔輸送層に用いる材料は、前記発光層で例示した発光材料、発光材料に架橋性基を付けた材料等を用いてもよい。
【０２２４】
本実施形態に係る発光素子の好ましい層構成としては、例えば、下記の構成が挙げられる。
（ａ）陽極−発光層−電子輸送層−陰極
（ｂ）陽極−正孔注入層−発光層−電子輸送層−陰極
（ｃ）陽極−正孔注入層−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極
（ｄ）陽極−発光層−電子輸送層−電子注入層−陰極
（ｅ）陽極−正孔注入層−発光層−電子輸送層−電子注入層−陰極
（ｆ）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
【０２２５】
本実施形態に係る発光素子は、電極との密着性向上及び／又は電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して絶縁層を設けてもよいが、電子輸送層と陰極は隣接することが好ましい。また、界面の密着性向上及び／又は混合の防止等のために正孔輸送層、電子輸送層又は発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。積層する層の順番及び数、ならびに各層の厚さは、発光効率及び素子寿命を勘案して調整すればよい。
【０２２６】
本実施形態に係る発光素子は、例えば、基板上に各層を順次積層することにより製造することができる。具体的には、例えば、基板上に陽極を設け、その上に正孔注入層、正孔輸送層等の層を設け、その上に発光層を設け、その上に電子輸送層の層を設け、更にその上に、陰極を積層することにより、発光素子を製造することができる。
【０２２７】
他の製造方法としては、基板上に陰極を設け、その上に電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層等の層を設け、更にその上に、陽極を積層することにより、発光素子を製造することができる。
【０２２８】
更に他の製造方法としては、陽極又は陽極上に各層を積層した陽極側基材と、陰極又は陰極上に各層を積層させた陰極側基材とを、対向させて接合することにより製造することができる。
【０２２９】
各層の積層には、真空蒸着法と塗布法いずれを用いてもよい。
【０２３０】
本実施形態においては、少なくとも電子輸送層を塗布法により形成することが好ましい。より具体的には、電子輸送性材料及び粒子を含有する組成物を準備し、当該組成物を塗布法により成膜して、電子輸送層を形成することが好ましい。
【０２３１】
塗布法で用いる溶媒は、層の形成に用いられる材料を溶解又は均一に分散できる溶媒であればよい。溶媒としては、例えば、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒；ＴＨＦ、ジオキサン、アニソール、４−メチルアニソール等のエーテル系溶媒；トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼンシクロヘキシルベンゼン、トリメチルベンゼン、３−フェノキシトルエン等の芳香族炭化水素系溶媒；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−へプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ビシクロヘキシル等の脂肪族炭化水素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒；エチレングリコール、グリセリン、１，２−ヘキサンジオール等の多価アルコール系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール、１，１，１−トリフルオロ−２−プロパノール、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブタノール、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブタノール、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロパノール、３，３，４，４，５，５，５−ヘプタフルオロ−２−ペンタノール、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンタノール、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロ−１−ヘキサノール、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロヘプタノール等のフッ素化アルコール溶媒、水が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【０２３２】
電子輸送層を塗布法により形成する場合、電子輸送層に含まれる粒子は前記塗布法で用いる溶媒に分散できることが好ましい。前記溶媒への分散性を向上させるため、前記粒子は表面修飾を行っていてもよい。
【０２３３】
成膜方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビア印刷法、グラビア印刷法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ノズルコート法等の塗布法が挙げられ、スリットコート法、インクジェット印刷法を用いることが好ましい。
【０２３４】
塗布液において、溶媒の配合量は、層の形成に用いられる材料１００質量部に対して、通常、１０００〜１０００００質量部であり、好ましくは２０００〜２００００質量部である。
【０２３５】
電子輸送層以外の層の形成方法は、特に限定されず、公知の方法でよい。各層の形成に用いられる材料が低分子化合物である場合、例えば、粉末からの真空蒸着法、溶液又は溶融状態からの成膜による方法等により形成できる。各層の形成に用いられる材料が高分子化合物である場合、例えば、溶液又は溶融状態からの成膜による方法等により形成できる。
【０２３６】
積層する層の順番、数、及び厚さは、発光効率及び素子寿命を勘案して調整すればよい。
【０２３７】
発光素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。パターン状の発光を得るためには、面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部にしたい層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極若しくは陰極、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯＮ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字、文字等を表示できるセグメントタイプの表示装置が得られる。ドットマトリックス表示装置とするためには、陽極と陰極を共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子化合物を塗り分ける方法、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス表示装置は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴ等と組み合わせてアクティブ駆動も可能である。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末等のディスプレイに用いることができる。面状の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、又は、面状の照明用光源として好適に用いることができる。フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源、及び、表示装置としても使用できる。
【０２３８】
以上、本発明の発光素子に関する好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【０２３９】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【０２４０】
＜ＮＭＲの測定＞
ＮＭＲの測定は、約１０ｍｇの測定試料を約０．７ｍＬの重溶媒に溶解させ、ＮＭＲ装置（Ａｇｉｌｅｎｔ製、商品名：ＩＮＯＶＡ３００又はＭＥＲＣＵＲＹ  ４００ＶＸ）を用いて行った。【０２４１】
＜ＴＬＣ−ＭＳ＞
ＴＬＣ−ＭＳの測定は、測定試料をトルエン、テトラヒドロフラン又はクロロホルムに任意の濃度で溶解させ、ＤＡＲＴ用ＴＬＣプレート（テクノアプリケーションズ社製、商品名：ＹＳＫ５−１００）上に塗布し、ＴＬＣ−ＭＳ（日本電子社製、商品名：ＪＭＳ−Ｔ１００ＴＤ（Ｔｈｅ  ＡｃｃｕＴＯＦ  ＴＬＣ））を用いて行った。測定時のヘリウムガス温度は、２００〜４００℃の範囲で調節した。【０２４２】
＜ＨＰＬＣによる分析＞
化合物の純度の指標として、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）面積百分率の値を用いた。この値は、特記しない限り、ＨＰＬＣ（島津製作所製、商品名：ＬＣ−２０Ａ）での２５４ｎｍにおける値とする。この際、測定する化合物は、０．０１〜０．２質量％の濃度になるようにテトラヒドロフラン又はクロロホルムに溶解させ、ＨＰＬＣに、濃度に応じて１〜１０μＬ注入した。ＨＰＬＣの移動相には、アセトニトリル及びテトラヒドロフランを用い、１ｍＬ／分の流速で、アセトニトリル／テトラヒドロフラン＝１００／０〜０／１００（容積比）のグラジエント分析で流した。カラムは、ＳＵＭＩＰＡＸ  ＯＤＳ  Ｚ−ＣＬＵＥ（住化分析センター製）又は同等の性能を有するＯＤＳカラムを用いた。検出器には、フォトダイオードアレイ検出器（島津製作所製、商品名：ＳＰＤ−Ｍ２０Ａ）を用いた。【０２４３】
＜液体クロマトグラフ質量分析＞
液体クロマトグラフ質量分析（ＬＣ−ＭＳ）は、測定試料を約２ｍｇ／ｍＬの濃度になるようにクロロホルム又はＴＨＦに溶解させ、ＬＣ−ＭＳ（アジレントテクノロジー製、商品名：１１００ＬＣＭＳＤ）に約１μＬ注入し、ＬＣ−ＭＳの移動相には、アセトニトリル及びＴＨＦの比率を変化させながら用い、０．２ｍＬ／分の流量で流すことにより行った。カラムは、ＳＵＭＩＰＡＸ  ＯＤＳ  Ｚ−ＣＬＵＥ（φ４．６×２５０ｍｍ、３μｍ、住化分析センター製）を用いた。【０２４４】
＜Z平均粒子径測定＞
Z平均粒子径の測定は、測定試料の粒子を約１質量％以下の濃度になるように分散可能な溶媒で分散させ、ゼータサイザー（マルバーン製、商品名：ゼータサイザーナノＺＳ）を用いて行った。【０２４５】
＜自乗平均粗さ、最大高低差、粒子の密度の測定＞
自乗平均粗さ、最大高低差、電子輸送層における単位面積あたりの粒子の数（本明細書において、単位面積あたりの粒子の数を「粒子の密度」と言うこともある）の測定は、下記の方法で行った。【０２４６】
電子輸送層を形成するための溶液を、ガラス基板上に成膜したのち、原子間力顕微鏡で１０μｍ×１０μｍの範囲を測定して得られた画像を用いて解析を行った。【０２４７】
＜合成例１＞単量体ＣＭ１〜ＣＭ６の合成
単量体ＣＭ１〜ＣＭ６は、下記文献に記載された方法に従って合成し、それぞれ９９．５％以上のＨＰＬＣ面積百分率値を示したものを用いた。
単量体ＣＭ１は、特開２０１２−０３３８４５号公報記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ２は、特開２０１０−１８９６３０号公報記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ３〜ＣＭ５は、国際公開第２０１３／１４６８０６号に記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ６は、国際公開第２００９／１５７４２４号に記載の方法に従って合成した。【０２４８】
2019082769.tif 000057
【０２４９】
2019082769.tif 000058
【０２５０】
＜合成例２＞  高分子化合物Ｅ１の合成
反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体ＣＭ１（９．２３ｇ）、単量体ＣＭ２（４．５８ｇ）、ジクロロビス（トリス−ｏ−メトキシフェニルホスフィン）パラジウム（８．６ｍｇ）及びトルエン（１７５ｍＬ）を加え、１０５℃に加熱した。その後、そこに、１２質量％炭酸ナトリウム水溶液（４０．３ｍＬ）を滴下し、２９時間還流させた。その後、そこに、フェニルボロン酸（０．４７ｇ）及びジクロロビス（トリス−ｏ−メトキシフェニルホスフィン）パラジウム（８．７ｍｇ）を加え、１４時間還流させた。【０２５１】
その後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、８０℃で２時間撹拌した。得られた反応液を冷却後、メタノールに滴下したところ、沈澱が生じた。沈殿物をろ取し、メタノール、水で洗浄後、乾燥させることにより得た固体をクロロホルムに溶解させ、予めクロロホルムを通液したアルミナカラム及びシリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた精製液をメタノールに滴下し、撹拌したところ、沈殿が生じた。沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物Ｐ１（７．１５ｇ）を得た。高分子化合物Ｐ１のＭｎは３．２×１０４、Ｍｗは６．０×１０４であった。【０２５２】
高分子化合物Ｐ１は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体ＣＭ１から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ２から誘導される構成単位とが、５０：５０のモル比で構成されてなる共重合体である。【０２５３】
反応容器内をアルゴンガス雰囲気下とした後、高分子化合物Ｐ１（３．１ｇ）、テトラヒドロフラン（１３０ｍＬ）、メタノール（６６ｍＬ）、水酸化セシウム一水和物（２．１ｇ）及び水（１２．５ｍＬ）を加え、６０℃で３時間撹拌した。その後、そこに、メタノール（２２０ｍＬ）を加え、２時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、イソプロピルアルコールに滴下し、攪拌したところ、沈殿が生じた。沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物Ｅ１（３．５ｇ）を得た。高分子化合物Ｅ１の１Ｈ−ＮＭＲ解析により、高分子化合物Ｐ１中のエチルエステル部位のシグナルが消失し、反応が完結したことを確認した。【０２５４】
高分子化合物Ｅ１は、高分子化合物Ｐ１の仕込み原料の量から求めた理論値では、下記で表される構成単位と、単量体ＣＭ２から誘導される構成単位とが、５０：５０のモル比で構成されてなる共重合体である。【０２５５】
2019082769.tif 000059
【０２５６】
＜合成例３＞高分子化合物Ｈ１の合成
反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体ＣＭ３（２．５２ｇ）、単量体ＣＭ４（０．４７ｇ）、単量体ＣＭ５（４．９０ｇ）、単量体ＣＭ６（０．５３ｇ）、及びトルエン（１５８ｍＬ）を加え、９５℃に加熱した。反応液に、２０質量％水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液（１６ｍＬ）、ジクロロビス（トリス−ｏ−メトキシフェニルホスフィン）パラジウム（４．２ｍｇ）を加え、８時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸（０．１２ｇ）、２０質量％水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液（１６ｍＬ）、及びジクロロビス（トリス−ｏ−メトキシフェニルホスフィン）パラジウム（４．２ｍｇ）を加え、１５時間還流させた。その後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、８５℃で２時間撹拌した。冷却後、反応液を、３．６質量％塩酸水溶液で２回、２．５質量％アンモニア水溶液で２回、水で４回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下したところ、沈澱が生じた。沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムの順番で通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物Ｈ１（６．０２ｇ）を得た。測定条件１により測定した高分子化合物Ｈ１のＭｎは３．８×１０４であり、Ｍｗは４．５×１０５であった。【０２５７】
高分子化合物Ｈ１は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体ＣＭ３から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ４から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ５から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ６から誘導される構成単位とが、４０：１０：４７：３のモル比で構成されてなる共重合体である。【０２５８】
＜合成例４＞燐光発光性化合物１及び２の合成
燐光発光性化合物１及び２は、下記文献に記載された方法に従って合成し、それぞれ９９．５％以上のＨＰＬＣ面積百分率値を示したものを用いた。【０２５９】
燐光発光性化合物１は、国際公開第２００６／１２１８１１号に記載の方法に準じて合成した。【０２６０】
燐光発光性化合物２は、国際公開第２００９／１３１２５５号に記載の方法に従って合成した。【０２６１】
2019082769.tif 000060
【０２６２】
＜合成例５＞低分子化合物Ｅ２の合成
フラスコを不活性雰囲気下にした後、２，８−ジブロモ−４−ブチルジベンゾチオフェン  ８．７ｇ（０．０２２ｍｏｌ）と、４−アザ−１Ｈ−カルバゾール  ８．１ｇ（０．０４８ｍｏｌ）を２１８ｍＬのジメチルスルホキシドに溶解させた。Ｃｕ２Ｏ  １．３ｇ（０．００９ｍｏｌ）とリン酸三カリウム  １６．７ｇ（０．０７９ｍｏｌ）を加えた後、ジピバロイルメタン  ３．２ｇ（０．０１８ｍｏｌ）を加え、１５０℃のオイルバスにつけ加熱した。【０２６３】
反応液を放冷後、トルエン  ８７ｍＬと水  ８７ｍＬを加え、セライト５４５を敷いたグラスフィルターを通して濾過した後、分液洗浄した。得られた有機相を濃縮し、シリカゲルカラム、続いて活性炭、最後にセライト５４５に通すことにより精製した。得られた溶液の溶媒を留去し、５０℃の真空乾燥機で１２時間以上減圧乾燥したところ、９．４ｇの低分子化合物Ｅ２を得た。【０２６４】
＜実施例１＞発光素子Ｄ１の作製及び評価
（ｉ）陽極及び正孔注入層の形成
ガラス基板にスパッタ法により４５ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けることにより陽極を形成した。陽極上に、日産化学工業株式会社製の正孔注入材料（ＮＤ−３２０２）を、スピンコート法にて膜厚３５ｎｍに成膜した。正孔注入材料が成膜された基板をホットプレート上で５０℃で３分間加熱して溶媒を揮発させ、続けてホットプレートにて２４０℃で１５分間加熱することにより正孔注入層を形成した。【０２６５】
（ｉｉ）正孔輸送層の形成
キシレンに、高分子化合物Ｈ１を０．６５質量％の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上に、スピンコート法により２０ｎｍの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で１８０℃、６０分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。【０２６６】
（ｉｉｉ）発光層の形成
トルエンに、下記式：
2019082769.tif 000061
【０２６７】
で表される低分子化合物１（Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製のＬＴ−Ｎ４０１３）、燐光発光性化合物１、及び燐光発光性化合物２（質量比：低分子化合物１／燐光発光性化合物１／燐光発光性化合物２＝７４／２５／１）を２．０質量％の濃度で溶解させ、トルエン溶液を調製した。このトルエン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により７５ｎｍの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、１３０℃で１０分間加熱することにより発光層を形成した。【０２６８】
（ｉｖ）電子輸送層の形成
２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンタノール１００質量部に高分子化合物Ｅ１（屈折率１．７１）を０．５質量部溶解させ、加えて０．５質量部のシリカ粒子（信越化学工業株式会社製のＱＳＧ−１７０  屈折率１．４６、Ｚ平均粒子径１９９ｎｍ）を分散させて得られた分散液を用いて、発光層の上に、スピンコート法で高分子化合物Ｅ１が２０ｎｍの厚さとなるように成膜し、窒素ガス雰囲気下、１３０℃、１０分間加熱することにより電子輸送層を形成した。本電子輸送層中の、電子輸送性材料である高分子化合物Ｅ１の１００質量部に対する、粒子の質量は１００質量部である。【０２６９】
（ｖ）陰極の形成
電子輸送層が形成された基板を蒸着機内に置いて、１．０×１０−４Ｐａ以下に減圧した後、陰極として、電子輸送層の上にフッ化ナトリウムを約４ｎｍ、次いで、その上にアルミニウムを約１００ｎｍ蒸着した。その後、ガラス基板を用いて封止することにより、発光素子Ｄ１を作製した。得られた発光素子Ｄ１において、単位面積当たりのシリカ粒子の数は、２．３個／μｍ２であった。また、前記陰極又は電子注入層と前記電子輸送層との界面の自乗平均粗さは、３８．３ｎｍであった。【０２７０】
＜比較例１＞発光素子ＣＤ１の作製及び評価
電子輸送層にシリカ粒子を配合しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、発光素子ＣＤ１を作製した。得られた発光素子CＤ１において、単位面積当たりの粒子の数は、０個／μｍ２であった。また、前記陰極又は電子注入層と前記電子輸送層との界面の自乗平均粗さは、１ｎｍ以下であった。【０２７１】
＜実施例２＞発光素子Ｄ２の作製及び評価
陰極として、電子輸送層の上にフッ化ナトリウムを約４ｎｍ、次いで、その上にアルミニウムを約１００ｎｍ蒸着する代わりに、電子輸送層の上にフッ化ナトリウム４ｎｍ、次いで、その上にマグネシウム約１ｎｍ、その上にアルミニウムを約１００ｎｍ蒸着した以外は、実施例１と同様にして、発光素子Ｄ２を作製した。発光素子Ｄ２において、単位面積当たりのシリカ粒子の数、前記陰極又は電子注入層と前記電子輸送層との界面の自乗平均粗さは、実施例１と同様であった。【０２７２】
＜比較例２＞発光素子ＣＤ２の作製及び評価
電子輸送層にシリカ粒子を配合しなかったこと以外は、実施例２と同様にして、発光素子ＣＤ２を作製した。【０２７３】
＜実施例３＞発光素子Ｄ３の作製及び評価
電子輸送層に用いる高分子化合物Ｅ１の代わりに、低分子化合物Ｅ２（屈折率約１．７０）を同質量部用いた以外は、実施例１と同様にして、発光素子Ｄ３を作製した。発光素子Ｄ３において、単位面積当たりのシリカ粒子の数は、１．８個／μｍ２であった。また、前記陰極又は電子注入層と前記電子輸送層との界面の自乗平均粗さは、３５．８ｎｍであった。【０２７４】
＜比較例３＞発光素子ＣＤ３の作製及び評価
電子輸送層にシリカ粒子を配合しなかったこと以外は、実施例３と同様にして、発光素子ＣＤ３を作製した。【０２７５】
＜実施例４〜１１＞発光素子Ｄ４〜Ｄ１１の作製
電子輸送層に用いる低分子化合物Ｅ２の１００質量部に対するシリカ粒子の質量部を、表４に記載の通り変更した以外は、実施例３と同様にして、発光素子Ｄ４〜Ｄ１１を作製した。【０２７６】
＜比較例４＞発光素子ＣＤ４の作製及び評価
電子輸送層に用いる低分子化合物Ｅ２の１００質量部に対するシリカ粒子の質量部を２５０質量部に変更した以外は、実施例３と同様にして、発光素子ＣＤ４を作製した。【０２７７】
＜実施例１２＞発光素子Ｄ１２の作製及び評価
電子輸送層に用いるシリカ粒子（信越化学工業株式会社製のＱＳＧ−１７０  屈折率１．４６、Ｚ平均粒子径１９９ｎｍ）の代わりに、シリカ粒子（コアフロント社製のＳｉｃａｓｔａｒ  屈折率１．４６、動的光散乱法による平均粒子径３００ｎｍ(カタログ値)）を用いた以外は、実施例３と同様にして、発光素子Ｄ１２を作製した。【０２７８】
（ｖｉ）発光素子の評価
発光素子Ｄ１〜Ｄ３、ＣＤ１〜ＣＤ３に電圧を印加することにより、ＥＬ発光が観測された。発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２における発光効率（ｃｄ／Ａ）と、電子輸送層に用いた電子輸送性材料と粒子、電子注入層を含めた陰極の構造、粒子の屈折率と電子輸送層の屈折率の屈折率差（ｎ１−ｎ２）を表１から表３に示す。【０２７９】
発光素子Ｄ４〜Ｄ１２、ＣＤ３〜ＣＤ４に電圧を印加することにより、ＥＬ発光が観測された。電子輸送層に用いた電子輸送性材料と粒子、粒子のＺ平均粒子径（ｎｍ）、当該電子輸送層中の、電子輸送性材料である低分子化合物Ｅ２の１００質量部に対する、粒子の質量部、粒子の屈折率と電子輸送層の屈折率の屈折率差（ｎ１−ｎ２）、発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２における発光効率（ｃｄ／Ａ）、単位面積当たりのシリカ粒子の数（個／μｍ２）、陰極又は電子注入層と電子輸送層との界面の自乗平均粗さ（ＲＭＳ）を表４に示す。【０２８０】
【表１】
2019082769.tif 000062
【０２８１】
表１から分かるとおり、本発明の発光素子は、発光効率に優れる。【０２８２】
【表２】
2019082769.tif 000063
【０２８３】
表２から分かるとおり、本発明の発光素子は、発光効率に優れる。【０２８４】
【表３】
2019082769.tif 000064
【０２８５】
表３から分かるとおり、本発明の発光素子は、発光効率に優れる。【０２８６】
【表４】
2019082769.tif 000065
【０２８７】
表４から分かるとおり、本発明の発光素子は、発光効率に優れる。
【産業上の利用可能性】
【０２８８】
本発明によれば、高効率で発光する発光素子が得られる。
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月21日(2020.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極、電子輸送層、発光層及び陽極がこの順番に配置されている発光素子であって、
前記発光素子は、前記陰極と前記電子輸送層との間にさらに電子注入層を有していてもよく、
前記電子輸送層が、粒子と非粒子性の電子輸送性材料とを含み、
前記粒子を構成する材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ１及び前記非粒子性の電子輸送性材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ２が、
ｎ１−ｎ２≦−０．１５
の関係を満たし、
前記粒子の動的光散乱法により求めたＺ平均粒子径が１１０〜３００ｎｍであり、
前記電子輸送性材料１００質量部に対して、前記粒子の割合が１〜２００質量部である、
前記発光素子。
【請求項２】
前記粒子を構成する材料の波長５５０ｎｍの光の屈折率ｎ１が１．５以下である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記粒子が、シリカ粒子である請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記電子輸送性材料が、式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子。
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［式中、  ｎＥ１は、１以上の整数を表す。
ＡｒＥ１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複素環基を表す。
ＲＥ１は、置換基を有していてもよいヘテロ原子を含む１価の基を表す。ＲＥ１が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。］
【請求項５】
前記電子輸送性材料が式（Ｈ−１）で表される化合物を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
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［式中、  ＡｒＨ１及びＡｒＨ２は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい１価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表し、
ＬＨ１は、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価の複素環基を表し、
ＬＨ２は、式：−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−
（式中、ＬＨ２１は、単結合、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい２価の複素環基を表す。ＲＨ２１は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表す。）
で表される基を表す。
ＬＨ１が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。ＬＨ２が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
ｎＨ１、ｎＨ２及びｎＨ３は、それぞれ独立に、０以上１０以下の整数を表す。］
【請求項６】
前記電子輸送層における単位面積あたりの前記粒子の数が１個／μｍ２以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記陰極又は前記電子注入層と前記電子輸送層とが隣接し、かつ、前記陰極又は前記電子注入層と前記電子輸送層との界面の自乗平均粗さが５ｎｍ以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
【国際調査報告】
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