(57)【要約】【課題】有機化合物層を形成する際に下層を溶解することなく塗布が可能であり、かつ、１０ｎｍ程度の厚膜に層を形成して使用しても有機電界発光素子の駆動電圧の上昇を抑えることが可能な有機電界発光素子用組成物、及び、該有機電界発光素子用組成物を用いて形成される有機電界発光素子を提供することを目的とする。【解決手段】陰極と陽極との間に複数の層が積層された構造を有する有機電界発光素子の形成に用いられる組成物であって、該組成物は、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物とを含むことを特徴とする有機電界発光素子用組成物である。【選択図】図１
2015090875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、陽極との間に、発光層を含む複数の層が積層された構造を有する有機電界発光素子の形成に用いられる組成物であって、
該組成物は、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物とを含むことを特徴とする有機電界発光素子用組成物。
【請求項２】
前記有機電界発光素子用組成物は、陰極と陽極との間の複数の層のうち少なくとも１つの層が塗布により形成される有機電界発光素子に用いられることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子用組成物。
【請求項３】
前記水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体は、下記式（１）〜（３）からなる群の少なくとも１つを部分構造として含むことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の有機電界発光素子用組成物。
【化１】
2015090875.tif 000008
（式中、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基を表す。）
【請求項４】
水又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物は、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、トリアゾール環、オキサジアゾール環、ピロール環からなる群から選ばれる少なくとも１種を部分構造として含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機電界発光素子用組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の有機電界発光素子用組成物を用いて形成されることを特徴とする、陰極と、陽極との間に、発光層を含む複数の層が積層された構造を有する有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子用組成物およびそれを用いた有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は面発光する自発光型の素子であり、照明装置として用いた場合には現在主流となっている白熱灯や蛍光灯に比べ、低消費電力化が可能となり、省エネルギーに寄与できる次世代照明としての利用が期待されている素子である。さらに、素子自体が非常に薄く、軽く、柔軟でフレキシブルであるという特徴を有し、天井全体や曲面に設置するなど、従来困難であった場所での使用方法についても検討され、デザイン性にも優れた照明装置として実用化が期待されている。
【０００３】
有機電界発光素子は陽極と陰極との間に発光性有機化合物を含んで形成される発光層を含む１種または複数種の層を挟んだ構造を持ち、陽極から注入されたホールと陰極から注入された電子が、再結合する時のエネルギーを利用して発光性有機化合物を励起させ、発光を得るものである。最も基礎的な構造の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に発光層を挟んだ構造をしているが、さらに低駆動電圧化や長寿命化等の性能向上を図るために、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、インターレイヤー層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層を設ける場合があり、さらに電荷発生層を介して２つ以上の有機電界発光素子構造を重ねて作りこんだマルチフォトンエミッション方式の有機電界発光素子も提案されている。
【０００４】
有機化合物層を形成する成膜方法には、蒸着と塗布の２種類がある。現在、製品化されている有機電界発光素子の多くは、有機化合物層が蒸着により成膜されている。蒸着は容易に多層化が可能なため、層によって機能分離を図り、高効率化、長寿命化が達成されている。その一方で、蒸着によって有機電界発光素子を作製するためには複数の有機化合物を連続的に蒸着する為の大掛かりな製造装置が必要となり、莫大な初期投資が必要になると考えられている。
他方、塗布による成膜は、大掛かりな製造装置を必要とせず、ロール・トゥー・ロールによる製造が可能であるなど、製造コストや処理時間の観点から大画面化に有利とされるが、インク溶媒の種類によっては上層塗布時に下層が溶解するという問題があり、低駆動電圧化や長寿命化等のための多層化が困難であるという問題点があった。一つの例としては、発光層の上に有機溶媒を含む溶液を塗布して電子輸送層や電子注入層を形成しようとすると発光層が溶解してしまうため、発光層の上に有機溶媒を含む溶液の塗布により層を形成することは困難であった。
非常に一般的な塗布型有機電界発光素子の作製方法として、例えば、基板上に形成されたＩＴＯ（インジウム酸化錫）からなる陽極上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）からなる正孔注入／正孔輸送層（バッファ層）を水分散液からの塗布で形成し、ポリ（ジオクチルフルオレン−アルト−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）からなるインターレイヤー層をトルエン溶液からの塗布で形成した後、加熱による（架橋反応等に由来すると考えられる）不溶化処理を施し、さらに、ポリ（ジオクチルフルオレン）等からなる発光層をトルエン溶液からの塗布で形成した後、陰極としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）を真空蒸着にて製膜する方法が挙げられる（非特許文献１）。
このように、発光層を形成する有機化合物層はトルエンやキシレンといった非極性溶媒に可溶な化合物を利用することが多いため、発光層と陰極の間に有機化合物層塗布製膜することは非常に例が少なかった。
【０００５】
このような中、発光層と陰極の間に、有機化合物含有溶液を塗布することにより層を形成した有機電界発光素子としていくつか提案されており、その中に、ポリエチレンイミン又はポリエチレングリコールからなる層を形成した有機電界発光素子が報告されている（非特許文献２及び３参照）。ポリエチレンイミンは、水及び／又は低級アルコール系溶媒にも溶解が可能であるため、ポリエチレンイミンを水及び／又は低級アルコール系溶媒に溶解させたものを用いて層を形成すれば、水及び／又は低級アルコール系溶媒に溶解しない化合物により形成された層（例えば発光層）の上に塗布により層を形成することが可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｓｔｅｌｉｏｓ  Ａ．  Ｃｈｏｕｌｉｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．１６，１０７５（２００６）
【非特許文献２】Ｙｉｎｈｕａ  Ｚｈｕｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．３３６，３２７（２０１２）
【非特許文献３】Ｔｚｕｎｇ−Ｆａｎｇ  Ｇｕｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．８７，０１３５０４（２００５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、有機電界発光素子を構成する層の材料として、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコールを用いることが提案されており、これらを用いれば、水及び／又は低級アルコール溶系媒に溶解しない化合物により形成された層を溶解させることなく、その上に塗布により層を形成することは可能である。しかしながら、ポリエチレンイミン又はポリエチレングリコールを用いて塗布により層を形成した場合、以下のような課題があった。すなわち、一般的に、有機化合物層の膜厚を薄くしようとすると、再現性、均一性が得られにくくなることから、膜厚は厚い方が好ましいとされている。しかしながら、ポリエチレンイミンは絶縁体であって、それぞれ次のような問題点を抱えている。すなわち、室温で液体であるポリエチレンイミンを厚膜で使用すると凝集が起こって発光面が非常に不均一になるという問題点があり、室温で固体である材料の方がより好ましい。一方で、発明者らの検討によれば、水および／または低級アルコール溶系媒に溶解可能であり、室温で固体である化合物として、例えばポリビニルピロリドンを厚膜で使用すると発光面は均一であるが抵抗が非常に大きくなり、有機電界発光素子の駆動電圧が上昇するという課題が存在することが判明した。
【０００８】
本発明は、上記塗布型有機電界発光素子が抱える課題鑑みてなされたものであり、有機化合物層を形成する際に下層を溶解することなく塗布が可能であり、かつ、１０ｎｍ程度の厚膜に層を形成して使用しても有機電界発光素子の駆動電圧の上昇を抑えることが可能な有機電界発光素子用組成物、及び、該有機電界発光素子用組成物を用いて形成される有機電界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】
【０００９】
本発明者らは、下層を溶解させずに、塗布により有機化合物層を形成することができ、かつ、１０ｎｍ程度の厚膜に層を形成して使用しても得られる有機電界発光素子の駆動電圧の上昇も抑えることができる方法について種々検討したところ、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物とを含むことを特徴とする有機電界発光素子用組成物とすると、塗布により有機化合物層を形成することができ、かつ、１０ｎｍ程度の厚膜に層を形成して使用しても得られる有機電界発光素子の駆動電圧の上昇も抑えることが可能となることを見出し、本発明に到達したものである。
【００１０】
すなわち本発明は、陰極と、陽極との間に複数の層が積層された構造を有する有機電界発光素子の形成に用いられる組成物であって、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物とを含むことを特徴とする有機電界発光素子用組成物である。
本発明はまた、上記有機電界発光素子用組成物を用いて形成される有機電界発光素子でもある。
【００１１】
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を２つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
【００１２】
本発明の有機電界発光素子用組成物は、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物とを含むものである。水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体に、導電性が高く水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物を加えることで、本発明の有機電界発光素子用組成物から形成される層の導電性を向上させることができる。その結果、有機化合物層の膜厚を厚くした場合であっても、有機電界発光素子の駆動電圧の上昇を抑えることができる。さらに、全体として水及び／又は低級アルコールに可溶である特長は失われず、室温で固体の膜を形成することができる。
本発明の有機電界発光素子用組成物は、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物とをそれぞれ１種含むものであってもよく、２種以上含むものであってもよい。また、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物とを含むものである限り、その他の成分を含んでいてもよい。本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる固体成分の内、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物との合計が占める割合は好ましくは５０質量％以上であり、より好ましくは７０質量％以上であり、最も好ましくは１００質量％である。この条件を満たすと、例えば本発明の有機電界発光素子用組成物を使用して電子注入層を形成した場合に、電子注入効率が顕著に向上する傾向にある。
【００１３】
上記水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体は、その主鎖骨格の繰り返しユニットの一部に窒素原子を含む重合体であり、下記の一般式（１）及び／又は（２）で表される構造を主鎖骨格の繰り返しユニットの一部に含む重合体であることが好ましい。なお、「主鎖骨格の繰り返しユニット」とは、例えば、下記一般式（１）、（２）であれば、外側のカッコ内の構造単位である。
【００１４】
【化１】
2015090875.tif 000003
【００１５】
（式中、ｐは１〜３の整数であり、互いに同一または異なって、Ｒ１〜Ｒ５は水素、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルオキシアルキル基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基であり、隣接する場合は互いに結合して環を形成しても良い。また、ｐが２以上でＲ４、Ｒ５が複数回表れる場合は互いに異なっても良い。）
【００１６】
【化２】
2015090875.tif 000004
【００１７】
（式中、ｑは１〜３の整数であり、互いに同一または異なって、Ｒ６〜Ｒ８は水素、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルオキシアルキル基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基であり、隣接する場合は互いに結合して環を形成しても良い。また、１が２以上でＲ７、Ｒ８が複数回表れる場合は互いに異なっても良い。）
上記水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体は、主鎖骨格の繰り返しユニットの一部に上記一般式（１）及び／又は（２）で表される構造を含むものであれば好ましく、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。ホモポリマーの場合は、具体例としてポリビニルピロリドン、直鎖ポリエチレンイミン、ポリ（２−アルキルオキサゾリン）等が挙げられる。但し、分岐ポリエチレンイミンは室温で液体であり、室温で固体という条件を満たさないため、本発明の重合体には含まれない。
本発明において室温で固体である条件を満たすためには、融点が２０℃以上であることが好ましく、融点が３０℃以上であることがより好ましい。また、重合体によっては融点が存在せず、ガラス転移温度のみが存在する場合もある。この場合は固体と液体の境界が不明瞭になるが、ガラス転移温度が２０℃以上であることが好ましく、ガラス転移温度が３０℃以上であることがより好ましい。
融点、ガラス転移点の測定方法としては、示差熱分析（ＤＳＣ）法など公知の方法を適宜使用することができる。ＤＳＣ法を使った融点測定方法の具体例としては、
（ｉ）ポリマー約５ｍｇを密閉式アルミパンに封入して示差熱分析装置にセットし、１０℃／分の速度で昇温、降温を繰り返す。
（ｉｉ）得られた示差熱のチャートで、昇温時に融解による吸熱ピークを示す温度を融点として読み取る。
（ｉｉｉ）融点が存在せず、ガラス転移点のみが存在する場合は、示差熱のチャートで、昇温時にガラス転移による変曲点をガラス転移点として読み取る。
上記水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体が、上記一般式（１）及び／又は（２）で表される構造以外の構造を有する場合、上記一般式（１）及び／又は（２）で表される構造以外の構造の原料となる単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、アセチレン、アクリル酸、スチレン、又は、ビニルカルバゾール等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。また、これらの単量体の炭素原子に結合した水素原子が他の有機基に置換された構造のものも好適に用いることができる。水素原子と置換する他の有機基としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜１０の炭化水素基等が挙げられる。
【００１８】
上記一般式（１）及び／又は（２）で表される構造を主鎖骨格に有する重合体は、重合体の主鎖骨格を形成する単量体成分１００質量％のうち、上記一般式（１）及び／又は（２）で表される構造を形成する単量体が３０質量％以上であることが好ましい。より好ましくは、５０質量％以上であり、更に好ましくは、８０質量％以上である。最も好ましくは、上記一般式（１）または（２）で表される構造を形成する単量体が１００質量％であること、すなわち、一般式（１）で表される構造からなるホモポリマーまたは一般式（２）で表される構造からなるホモポリマーである。上記一般式（１）及び／又は（２）で表される構造を形成する単量体の比率が上記の範囲内であると、例えば本発明の有機電界発光素子用組成物を使用して電子注入層を形成した場合に、電子注入効率が顕著に向上する傾向にある。また、上記一般式（１）及び／又は（２）で表される構造を形成する単量体の比率が上記範囲であると、水及び／又はアルコールへの溶解性が向上する傾向にある。
【００１９】
上記一般式（１）及び／又は（２）で表される構造を主鎖骨格に有する重合体は、重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００であることが好ましい。より好ましくは、５，０００〜８００，０００であり、更に好ましくは、２０，０００〜８００，０００である。
重量平均分子量は、以下の条件でＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）測定により求めることができる。
測定機器：ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ（商品名、東ソー社製）
分子量カラム：Ａｓａｈｉｐａｋ  ＧＦ−１Ｇ、ＧＦ−７１０、ＧＦ−５１０、ＧＦ−３１０（いずれも昭和電工製）を直列に接続して使用
溶離液：モノエタノールアミン水溶液（０．２ｍｏｌ／ｌ）（酢酸でｐＨ＝５．１に調整）
検量線用標準物質：ポリエチレングリコール（東ソー社製）
測定方法：測定対象物を固形分が約０．２質量％となるように溶離液に溶解し、フィルターにてろ過した物を測定サンプルとして分子量を測定する。
【００２０】
上記水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物は、水及び／又は低級アルコールに可溶であれば特に限定されず、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、トリアゾール環、オキサジアゾール環、ピロール環等や、これらがさらに縮環した含窒素芳香族ユニットの少なくとも１種を部分構造として含む含窒素芳香族化合物であり、低分子化合物でも高分子化合物でも良い。
より好ましくは高分子化合物であり、具体的には、ポリ（４−ビニルピリジン）、ポリ（２−ビニルピリジン）、ポリ（２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド）、ポリ（２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド）、ポリ（４−（４−ビニルフェニル）ピリジン）、ポリ（Ｎ−ビニルイミダゾール）などが挙げられる。上記水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物が高分子化合物である場合には、重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００であることが好ましい。より好ましくは、５，０００〜８００，０００であり、更に好ましくは、２０，０００〜８００，０００である。
なお、水及び／又は低級アルコールに「可溶」とは、水及び／又は低級アルコール１００ｇに対し、２０℃で１ｇ以上が溶解することをいう。
【００２１】
本発明の有機電界発光素子用組成物における水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物の好ましい混合比率は、両者を合わせた全体に対して水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体の重量パーセントが２０％〜８０％であることが好ましく、さらに好ましくは２５％〜７５％であり、さらに好ましくは３０〜７０％である。混合比率が上記範囲であれば、本発明の有機電界発光素子を構成する層の均一性がより高まり、本発明の有機電界発光素子の駆動電圧の上昇を抑える効果が顕著なものとなる傾向にある。
本発明の有機電界発光素子用組成物における水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物との合計の割合は、例えば０．０２質量％以上、１００質量％以下であることが好ましい。
【００２２】
上記水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体は、その定義からして水及び／又は低級アルコールに可溶である。また、上記水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物もまた、その定義からして水及び／又は低級アルコールに可溶である。これにより、本発明の有機電界発光素子用組成物は、全体として水及び／又は低級アルコールに可溶となる。
溶媒として水及び／又は低級アルコールを用いれば、水及び／又は低級アルコールに溶解しない化合物により形成された層を溶解させることなく、その上に塗布により本発明の有機電界発光素子用組成物を含む層を形成することが可能である。
上記低級アルコールとしては特に限定されず、炭素数１〜８のアルコールが好ましく、より好ましくは、炭素数１〜３のアルコールである。
低級アルコールとしてはメタノール、エタノール、１−プロパノール、又は、２−プロパノールを好適に用いることができ、これらの中でも、メタノール、又は、エタノールがより好ましい。低級アルコールは、１種で、又は２種以上で使用することができる。
上記溶媒に溶かした時の、上記水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と上記水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物の合計の濃度は、塗布方法や条件に合わせた適切な濃度になるよう適宜設定すればよい。例えば、０．０２〜１０質量％であることが好ましく、さらに０．１〜５質量％であることがより好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の有機電界発光素子用組成物は、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物を含むが、これらの溶液を調製する場合はこれらを混合した後に溶媒に溶解させることもできるし、それぞれの溶液を混合して混合溶液とすることもできる。すなわち、水及び／又は低級アルコールに可溶であり、室温で固体の含窒素重合体と、水及び／又は低級アルコールに可溶な含窒素芳香族化合物を含む溶液もまた、本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる。
【００２４】
以下、有機電界発光素子について詳述する。
このような、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて形成されることを特徴とする有機電界発光素子もまた、本発明の１つである。
【００２５】
本発明の有機電界発光素子は、陰極と、陽極との間に複数の層が積層された順構造の素子であり、陰極と陽極との間に積層された各層は、主として有機化合物、又は、有機金属化合物で形成される。
陰極と陽極との間に積層された層のうち、１層は発光層であり、陰極と発光層との間に電子注入層と、必要に応じて電子輸送層とを有し、陽極と発光層との間に正孔輸送層及び／又は正孔注入層を有する構成の素子であることが好ましい。また本発明の有機電界発光素子は、これらの各層の間に他の層を有していてもよいが、これらの各層のみから構成される素子であることが好ましい。すなわち、陽極、正孔注入層及び／又は正孔輸送層、発光層、必要に応じて電子輸送層、電子注入層、陰極の各層がこの順に隣接して積層された素子であることが好ましい。なお、これらの各層は、１層からなるものであってもよく、２層以上からなるものであってもよい。
上記構成の有機電界素子において、素子が電子輸送層を有さない場合は、電子注入層と発光層とが隣接することになる。また、素子が正孔輸送層、正孔注入層のいずれか一方のみを有する場合には、当該一方の層が発光層と陽極とに隣接して積層されることになり、素子が正孔輸送層と正孔注入層の両方を有する場合には、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層の順にこれらの層が隣接して積層されることになる。
【００２６】
本発明の有機電界発光素子用組成物は、電子注入層を形成するために用いられることが好ましい。本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて電子注入層を形成すると、有機溶媒に溶解した材料を塗布して発光層又は電子輸送層を形成した場合でも、下層の発光層又は電子輸送層を溶解することなく電子輸送層をその上に塗布して形成することが可能になる。
【００２７】
本発明の有機電界発光素子用組成物を用いた電子注入層の平均厚さは、１〜３０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは、１〜２０ｎｍである。
電子注入層の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
【００２８】
本発明の有機電界発光素子用組成物は、電子輸送層として用いることも本発明の好ましい実施形態の一つである。本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて電子輸送層を形成する場合は、別途電子注入層を設けることになる。別途電子注入層として使用可能な化合物としては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム、又は、炭酸セシウム等が挙げられる。
【００２９】
本発明の有機電界発光素子において、発光層を形成する材料としては、発光層の材料として通常用いることができるいずれの化合物も用いるができ、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよく、これらを混合して用いてもよい。
なお、本発明において低分子材料とは、高分子材料（重合体）ではない材料を意味し、分子量が低い有機化合物を必ずしも意味するものではない。
【００３０】
上記発光層を形成する高分子材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ−フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキルフェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物；ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン）（ＲＯ−ＰＰＶ）、シアノ−置換−ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ−ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−パラ−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物；ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物；ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリ（ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール）（Ｆ８ＢＴ）、α，ω−ビス［Ｎ，Ｎ’−ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］−ポリ［９，９−ビス（２−エチルヘキシル）フルオレン−２，７−ジル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）のようなポリフルオレン系化合物；ポリ（パラ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレン）（ＲＯ−ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物；ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物；ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物；更には特願２０１０−２３０９９５号、特願２０１１−６４５７号に記載のホウ素化合物系高分子材料等が挙げられる。
【００３１】
上記発光層を形成する低分子材料としては、例えば、配位子に２，２’−ビピリジン−４，４’−ジカルボン酸を持つ、３配位のイリジウム錯体、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、８−ヒドロキシキノリン  アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８キノリノレート）  アルミニウム（III）（Ａｌｍｑ３）、８−ヒドロキシキノリン  亜鉛（Ｚｎｑ２）、（１，１０−フェナントロリン）−トリス−（４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−ブタン−１，３−ジオネート）ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（ｐｈｅｎ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン  プラチナム（II）のような各種金属錯体；ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物；ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物；フェナントレンのようなフェナントレン系化合物；クリセン、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物；ペリレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレン−ジ−カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物；コロネンのようなコロネン系化合物；アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物；ピレンのようなピレン系化合物；４−（ジ−シアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物；アクリジンのようなアクリジン系化合物；スチルベンのようなスチルベン系化合物；２，５−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物；ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物；ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物；２，２’−（パラ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物；ビスチリル（１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物；ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物；クマリンのようなクマリン系化合物；ペリノンのようなペリノン系化合物；オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物；アルダジン系化合物；１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物；キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物；ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物；２，２’，７，７’−テトラフェニル−９，９’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物；フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物；更には特開２００９−１５５３２５号公報、特開２０１１−１８４４３０号および特願２０１１−６４５８号に記載のホウ素化合物材料等が挙げられる。
【００３２】
上記発光層の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは、２０〜１００ｎｍである。
発光層の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。発光層を真空蒸着法で形成する場合は水晶振動子膜厚計により成膜時に測定することができる。
【００３３】
本発明の有機電界発光素子は、発光層の上に電子注入層が直接形成されていることが好ましいが、発光層と電子注入層との間に電子輸送層が形成されていてもよい。電子輸送層が形成されている場合、その材料としては、電子輸送層の材料として通常用いることができるいずれの化合物も用いるができ、これらを混合して用いてもよい。
電子輸送層の材料として用いることができる化合物の例としては、トリス−１，３，５−（３’−（ピリジン−３’’−イル）フェニル）ベンゼン（ＴｍＰｙＰｈＢ）のようなピリジン誘導体、（２−（３−（９−カルバゾリル）フェニル）キノリン（ｍＣＱ））のようなキノリン誘導体、２−フェニル−４，６−ビス（３，５−ジピリジルフェニル）ピリミジン（ＢＰｙＰＰＭ）のようなピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）のようなフェナントロリン誘導体、２，４−ビス（４−ビフェニル）−６−（４’−（２−ピリジニル）−４−ビフェニル）−［１，３，５］トリアジン（ＭＰＴ）のようなトリアジン誘導体、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）のようなトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾール）（ＰＢＤ）のようなオキサジアゾール誘導体、２，２’，２’’−（１，３，５−ベントリイル）−トリス（１−フェニル−１−Ｈ−ベンズイミダゾール）（ＴＰＢＩ）のようなイミダゾール誘導体、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、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）などに代表される各種金属錯体、２，５−ビス（６’−（２’，２’’−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール（ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）等のシロール誘導体に代表される有機シラン誘導体等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
これらの中でも、Ａｌｑ３のような金属錯体、ＴｍＰｙＰｈＢのようなピリジン誘導体が好ましい。
【００３４】
本発明の有機電界発光素子が、正孔輸送層を有する場合、正孔輸送層として用いる正孔輸送性有機材料には、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
ｐ型の高分子材料（有機ポリマー）としては、例えば、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。
またこれらの化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
【００３５】
上記ｐ型の低分子材料としては、例えば、１，１−ビス（４−ジ−パラ−トリアミノフェニル）シクロへキサン、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物；４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ１）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ３）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、ＴＰＴＥのようなアリールアミン系化合物；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（パラ−トリル）−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（メタ−トリル）−メタ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）のようなフェニレンジアミン系化合物；カルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物；スチルベン、４−ジ−パラ−トリルアミノスチルベンのようなスチルベン系化合物；ＯｘＺのようなオキサゾール系化合物；トリフェニルメタン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡのようなトリフェニルメタン系化合物；１−フェニル−３−（パラ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物；ベンジン（シクロヘキサジエン）系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物；イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ジ（４−ジメチルアミノフェニル）−１，３，４，−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物；アントラセン、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセンのようなアントラセン系化合物；フルオレノン、２，４，７，−トリニトロ−９−フルオレノン、２，７−ビス（２−ヒドロキシ−３−（２−クロロフェニルカルバモイル）−１−ナフチルアゾ）フルオレノンのようなフルオレノン系化合物；ポリアニリンのようなアニリン系化合物；シラン系化合物；１，４−ジチオケト−３，６−ジフェニル−ピロロ−（３，４−ｃ）ピロロピロールのようなピロール系化合物；フローレンのようなフローレン系化合物；ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリンのようなポルフィリン系化合物；キナクリドンのようなキナクリドン系化合物；フタロシアニン、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物；銅ナフタロシアニン、バナジルナフタロシアニン、モノクロロガリウムナフタロシアニンのような金属または無金属のナフタロシアニン系化合物；Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジンのようなベンジジン系化合物等が挙げられる。
【００３６】
本発明の有機電界発光素子が、電子輸送層や正孔輸送層を有する場合、これらの層の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは、２０〜１００ｎｍである。
電子輸送層や正孔輸送層の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。各層を真空蒸着法で形成する場合は水晶振動子膜厚計により成膜時に測定することができる。
【００３７】
本発明の有機電界発光素子が、正孔注入層を有する場合、その材料としては、正孔注入層の材料として通常用いることができるいずれの有機化合物も用いるができ、これらを混合して用いてもよい。
正孔注入層の材料として用いることができる有機化合物の例としては、上記正孔輸送層の材料として挙げた化合物等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
【００３８】
本発明の有機電界発光素子において、陽極としては、ＩＴＯ（インジウム酸化錫）、ＩＺＯ（インジウム酸化亜鉛）、ＦＴＯ（フッ素酸化錫）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物等が挙げられる。この中でも、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＦＴＯが好ましい。
上記陽極の平均厚さは、特に制限されないが、１０〜５００ｎｍであることが好ましい。より好ましくは、１００〜２００ｎｍである。陽極の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
【００３９】
本発明の有機電界発光素子において、陰極としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌｉ、Ａｌ、Ａｕ、又は、これらを含む合金等が挙げられる。この中でも、Ｍｇ、Ｃａ、又は、Ａｌが好ましい。
【００４０】
上記陰極の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍであることが好ましい。より好ましくは、３０〜１５０ｎｍである。また、不透過な材料を用いる場合でも、例えば平均厚さを１０〜３０ｎｍ程度にすることで、トップエミッション型及び透明型の陰極として使用することができる。
陰極の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定することができる。
【００４１】
本発明の有機電界発光素子は、陰極と陽極との間の複数の層のうち少なくとも隣り合う２つの層が塗布により形成されることが好ましく、発光層の上に電子注入層が直接形成されている場合に発光層及び電子注入層が塗布により形成されることがより好ましい。
塗布による成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、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等が挙げられる。このうち、膜厚をより制御しやすいという点でスピンコート法又はスリットコート法が好ましい。
【００４２】
上記有機化合物層を、有機化合物溶液を塗布して形成する場合、本発明の有機電界発光素子用組成物を塗布してなる層以外の有機化合物層を塗布製膜するための溶媒としては、例えば、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
これらの中でも、溶媒としては、非極性溶媒が好適であり、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
特に、本発明の有機電界発光素子用組成物を塗布してなる層に隣接する有機化合物層を塗布製膜するための溶媒としては、非極性溶媒を使用することが好ましい。
【００４３】
本発明の有機電界発光素子は、封止することが好ましい。封止工程としては、通常の方法を適宜使用できる。例えば、不活性ガス中で封止容器を接着する方法や、有機電界発光素子の上に直接封止膜を形成する方法などが挙げられる。これらに加えて、水分吸収材を封入する方法を併用してもよい。
【００４４】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に有機電界発光素子を構成する各層が積層されたものであってもよい。基板上に各層が積層されたものである場合、基板上に形成された電極上に、各層が形成されたものであることが好ましい。この場合、本発明の有機電界発光素子は、基板がある側とは反対側に光を取り出すトップエミッション型のものであってもよく、基板がある側に光を取り出すボトムエミッション型のものであってもよい。
上記基板の材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
また、トップエミッション型の場合には、不透明基板も用いることができ、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等も用いることができる。
【００４５】
上記基板の平均厚さは、０．１〜３０ｍｍであることが好ましい。より好ましくは、０．１〜１０ｍｍである。
基板の平均厚さはデジタルマルチメーター、ノギスにより測定することができる。
【００４６】
また、本発明の有機電界発光素子用組成物およびそれを用いた有機電界発光素子は、陰極が陽極に対して基板に近い側に存在する逆構造の素子についても好適に使用可能である。
【００４７】
本発明の有機電界発光素子は、有機化合物層の材料を適宜選択することによって発光色を変化させることができるし、カラーフィルター等を併用して所望の発光色を得ることもできる。そのため、表示装置の発光部位や照明装置として好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の有機電界発光素子は、上述のような構成であるので、有機化合物層を形成する際に下層を溶解することなく塗布が可能であり、かつ、有機電界発光素子の駆動電圧の上昇を抑えることが可能である。このような本発明の有機電界発光素子用組成物は、照明装置や表示装置の発光部位等として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、実施例３〜５、比較例１〜２で作製した有機電界発光素子の電圧−輝度特性を示すグラフである。
【図２】図２は、実施例３、６、７で作製した有機電界発光素子の電圧−輝度特性を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例８〜１０、比較例３で作製した有機電界発光素子の電圧−輝度特性を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例１１で作製した有機電界発光素子の電圧−輝度特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「％」は「質量％」を意味するものとする。
【００５１】
＜有機電界発光素子作製用塗布溶液の作製＞
実施例１
日本触媒製ポリビニルピロリドンＫ３０（以下、「ＰＶＰ」ということがある。）とポリ（４−ビニルピリジン）（Ｐ（４ＶＰｙ））（アルドリッチ社製、重量平均分子量６０，０００）のエタノール溶液をそれぞれ調製し、それらを混合して混合エタノール溶液を作製した。加えて、混合しないそれぞれのエタノール溶液を作製した。濃度、混合比は表１の通りに行った。尚、ＰＶＰは融点が存在せず、ガラス転移点が１５０℃以上であり室温で固体である。
【００５２】
【表１】
2015090875.tif 000005
【００５３】
実施例２
直鎖ポリエチレンイミン（ＬＰＥＩ）（ポリサイエンス社製、重量平均分子量２５，０００）とポリ（４−ビニルピリジン）（Ｐ（４ＶＰｙ））（アルドリッチ社製、重量平均分子量６０，０００）のエタノール溶液をそれぞれ調製し、それらを混合して混合エタノール溶液を作製した。加えて、混合しないそれぞれのエタノール溶液を作製した。濃度、混合比は表２の通りに行った。尚、ＬＰＥＩは融点が５８℃であり室温で固体である。
【００５４】
【表２】
2015090875.tif 000006
【００５５】
＜有機電界発光素子の作製＞
実施例３
［１］市販されている平均厚さ０．７ｍｍのＩＴＯ電極層付き透明ガラス基板を用意した。この時、基板のＩＴＯ電極（陽極）は幅２ｍｍにパターニングされているものを用いた。この基板をアセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ１０分間超音波洗浄後、イソプロパノール中で５分間煮沸した。この基板をイソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、ＵＶオゾン洗浄を２０分間行った。
［２］この基板をスピンコーターにセットし、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）（バイトロン社製）の水分散液を滴下し、毎分１，８００回転で６０秒間回転させ、さらに１５０℃のホットプレートで１０分間乾燥させて、陽極上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなる正孔注入層を形成した。正孔注入層の平均厚さは６０ｎｍであった。正孔注入層の平均厚さは、触針式段差計により測定した。
［３］ポリ（ジオクチルフルオレン−アルト−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）（ルミネッセンステクノロジー社製）の０．２％キシレン溶液を作製した。上記工程［２］で作製した基板をスピンコーターにセットした。上記工程［２］で形成した正孔注入層の上にＴＦＢ−キシレン溶液を滴下し、毎分１０００回転で３０秒間回転させ、これをアルゴン雰囲気下２００℃のホットプレートで６０分間乾燥させ、さらに余剰なキシレンでリンスすることで余剰なＴＦＢを除去して、正孔注入層の上にＴＦＢからなるインターレイヤー層を形成した。インターレイヤー層の平均厚さは１ｎｍであった。インターレイヤー層の平均厚さは、触針式段差計により測定した。
［４］ポリ（ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール）（Ｆ８ＢＴ）（ルミネッセンステクノロジー社製）の１％キシレン溶液を作製した。上記工程［３］で作製した基板をスピンコーターにセットした。上記工程［３］で形成したインターレイヤー層の上にＦ８ＢＴ−キシレン溶液を滴下し、毎分２，０００回転で３０秒間回転させ、インターレイヤー層の上にＦ８ＢＴからなる発光層を形成した。発光層の平均厚さは４０ｎｍであった。発光層の平均厚さは、触針式段差計により測定した。
［５］上記工程［４］で作製した基板をスピンコーターにセットした。上記工程［４］で形成した発光層の上に実施例１で作製した混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）を滴下し、毎分２，０００回転で３０秒間回転させ、発光層の上に電子注入層を形成した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。電子注入層の平均厚さは、分光エリプソメトリーにより測定した。
［６］上記工程［５］で作製した基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。アルミニウムワイヤー（Ａｌ）をアルミナルツボに入れて蒸着源にセットした。真空蒸着装置内を約１×１０−４Ｐａまで減圧し、電子注入層の上にＡｌ（陰極）を平均厚さが１００ｎｍとなるように蒸着し、有機電界発光素子（１）を作製した。陰極の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定した。なお、陰極を蒸着する時、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅２ｍｍの帯状になるようにした。すなわち、作製した有機電界発光素子の発光面積は４ｍｍ２とした。
【００５６】
実施例４
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えて混合エタノール溶液Ｅｘ４（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝１：２）を用いた以外は実施例１と同様にして、有機電界発光素子（２）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
【００５７】
実施例５
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えて混合エタノール溶液Ｅｘ５（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝１：４）を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（３）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
【００５８】
実施例６
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えて混合エタノール溶液Ｅｘ６（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝１：２）を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（４）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
【００５９】
実施例７
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えて混合エタノール溶液Ｅｘ７（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝１：２）を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（５）を作製した。電子注入層の平均厚さは２０ｎｍであった。
【００６０】
比較例１
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えてエタノール溶液Ｒｅｆ１（ＰＶＰ）を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（６）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
比較例２
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えてエタノール溶液Ｒｅｆ２（Ｐ（４ＶＰｙ））を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（７）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
【００６１】
実施例８
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えて混合エタノール溶液Ｅｘ８（ＬＰＥＩ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（８）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
【００６２】
実施例９
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えて混合エタノール溶液Ｅｘ９（ＬＰＥＩ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝１：１）を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（９）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
【００６３】
実施例１０
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えて混合エタノール溶液Ｅｘ１０（ＬＰＥＩ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝１：２）を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（１０）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
【００６４】
比較例３
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えてエタノール溶液Ｒｅｆ３（ＬＰＥＩ）を用いた以外は実施例３と同様にして、有機電界発光素子（１１）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
実施例１１
ポリ（４−ビニルイミダゾール）（Ｐ（４ＶＩｍ））を、Ｉｒｉａ  Ｐ．Ｂｅｌｅｔｓｋａｙａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，  Ｖｏｌ．６９２，４４０２（２００７）を参考に合成した。
日本触媒製ＰＶＰとＰ（４ＶＩｍ）のエタノール溶液をそれぞれ調製し、それらを混合して混合エタノール溶液を作製した。濃度、混合比は表３の通りに行った。
【００６５】
【表３】
2015090875.tif 000007
【００６６】
実施例１２
工程［５］において、混合エタノール溶液Ｅｘ３（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＰｙ）＝２：１）に替えて混合エタノール溶液Ｅｘ１１（ＰＶＰ：Ｐ（４ＶＩｍ）＝２：１）を用いた以外は実施例１と同様にして、有機電界発光素子（１２）を作製した。電子注入層の平均厚さは１０ｎｍであった。
【００６７】
＜有機電界発光素子の発光特性測定＞
ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」により、素子への電圧印加と、電流測定を行った。コニカミノルタ社製の「ＬＳ−１００」により、発光輝度を測定した。
実施例３〜５、比較例１〜２で作製した有機電界発光素子（１）〜（３）、（６）〜（７）を、アルゴン雰囲気下直流電圧を印加した時の電圧−輝度特性を図１に示す。
【００６８】
図１から明らかなように、有機電界発光素子の電子注入層の平均膜厚を１０ｎｍとした場合において、ポリビニルピロリドンＫ３０またはポリ（４−ビニルピリジン）の、それぞれの単独成分の膜を用いた場合（比較例１、比較例２）よりも、本発明のポリビニルピロリドンＫ３０とポリ（４−ビニルピリジン）の組成物を用いた場合（実施例３〜５）の方が駆動電圧を低く抑えられることが分かった。
次に、実施例３、６、７で作製した有機電界発光素子（１）、（４）〜（５）を、アルゴン雰囲気下直流電圧を印加した時の電圧−輝度特性を図２に示す。
【００６９】
図２から明らかなように、本発明のポリビニルピロリドンＫ３０とポリ（４−ビニルピリジン）の組成物を用いて平均膜厚が異なる電子注入層を設けた場合（実施例３、６，７）においては、電圧−輝度特性が一致した。このことから、本発明の組成物は所望の膜厚で使用できることが分かった。
次に、実施例８〜１０、比較例３で作製した有機電界発光素子（８）〜（１１）を、アルゴン雰囲気下直流電圧を印加した時の電圧−輝度特性を図３に示す。
【００７０】
図３から明らかなように、有機電界発光素子の電子注入層の平均膜厚を１０ｎｍとした場合において、直鎖ポリエチレンイミンの単独成分の膜を用いた場合（比較例３）よりも、本発明の直鎖ポリエチレンイミンとポリ（４−ビニルピリジン）の組成物を用いた場合（実施例８〜１０）の方が駆動電圧を低く抑えられることが分かった。
次に、実施例１１で作製した有機電界発光素子（１２）を、アルゴン雰囲気下直流電圧を印加した時の電圧−輝度特性を図４に示す。
【００７１】
図４から明らかなように、本発明のポリビニルピロリドンＫ３０とポリ（４−ビニルイミダゾール）の組成物を用いた場合、有機電界発光素子の電子注入層の平均膜厚を１０ｎｍとした場合においても駆動電圧を低く抑えられることが分かった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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