(57)【要約】【課題】高い発光効率と高い色純度との両方を兼ね備える有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、および表示装置を提供することである。【解決手段】有機ＥＬ素子１は、基板５上に、透明電極層２、正孔注入層６、発光層４反射電極層３がこの順で積層されて構成される。発光層４の透明電極層２側の表面４ａと、反射電極層３の発光層４側の表面３ｂとの間の距離Ｌａが、次式（１）を満たす。2009231798.tif 000019式（１）において記号「λｏ」は、取出される光のピーク波長を表す。【選択図】図１
2009231798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極層と、
前記透明電極層に対向して配置される反射電極層と、
前記透明電極層および前記反射電極層の間に位置する発光層とを含み、
前記発光層の前記透明電極層側の表面と、前記反射電極層の発光層側の表面との間の距離Ｌａが、次式（１）を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【数１】
2009231798.tif 000017
（式（１）において記号「λｏ」は、取出される光のピーク波長を表す。）
【請求項２】
透明電極層と、
前記透明電極層に対向して配置される反射電極層と、
前記透明電極層および前記反射電極層の間に位置する発光層とを含み、
前記発光層の前記反射電極層側の表面と、前記反射電極層の発光層側の表面との間の距離Ｌｂが、次式（２）を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【数２】
2009231798.tif 000018
（式（２）において記号「λｏ」は、取出される光のピーク波長を表す。）
【請求項３】
請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を複数備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子の１つに有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という場合がある）がある。有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、この陽極および陰極の間に位置する有機物を含む発光層とを備える。有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、陽極から正孔が注入されるとともに陰極から電子が注入され、これら正孔と電子とが発光層で結合することによって発光する。発光層から放出される光は、通常、陽極または陰極から外に取出される。したがって、陽極および陰極のうちの一方は、光を透過する透明電極層で構成され、他方の電極は、発光層から放出される光を透明電極層側に反射する反射電極層で構成される。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、薄型に形成できることが特徴の１つであり、透明電極層と反射電極層との間隔を光の波長程度に薄くすることができる。このような薄型の素子では、取出される光の特性に光の干渉効果が影響する。例えば透明電極層と反射電極層との間隔を変化させていくと、取出される光強度が振動的に変化する。光強度の極大点付近では、光が共振していると考えられる。透明電極層と反射電極層との間隔を光の共振する長さに設定し、光の干渉効果を利用して高い発光効率で発光する有機ＥＬ素子が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光が共振するように有機ＥＬ素子を設計することで発光効率は高くなるが、発光素子としての有機ＥＬ素子には、高い発光効率だけでなく、高い色純度も求められている。
【０００６】
したがって本発明の目的は、高い発光効率と高い色純度との両方を兼ね備える有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
光の共振する長さは離散的に存在するところ、有機ＥＬ素子が薄型になるほど素子の電気抵抗が低下するので、発光効率の観点から、通常、光の共振する条件のうちで最も薄型となる条件で素子を設計するが、上記問題に鑑み、本発明者らが鋭意検討した結果、通常の条件とは異なる素子構造で高い発光効率と高い色純度との両方を兼ね備える有機ＥＬ素子が実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、下記発光素子、照明装置および表示装置を提供するものである。
【０００８】
本発明は、透明電極層と、
前記透明電極層に対向して配置される反射電極層と、
前記透明電極層および前記反射電極層の間に位置する発光層とを含み、
前記発光層の前記透明電極層側の表面と、前記反射電極層の発光層側の表面との間の距離Ｌａが、次式（１）を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【０００９】
【数１】
2009231798.tif 000003
（式（１）において記号「λｏ」は、取出される光のピーク波長を表す。）
また本発明は、透明電極層と、
前記透明電極層に対向して配置される反射電極層と、
前記透明電極層および前記反射電極層の間に位置する発光層とを含み、
前記発光層の前記反射電極層側の表面と、前記反射電極層の発光層側の表面との間の距離Ｌｂが、次式（２）を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【００１０】
【数２】
2009231798.tif 000004
（式（２）において記号「λｏ」は、取出される光のピーク波長を表す。）
また本発明は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置である。
【００１１】
また本発明は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を複数備える表示装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高い発光効率と高い色純度との両方を兼ね備える有機ＥＬ素子を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の一形態の有機ＥＬ素子１を示す正面図である。本発明の有機ＥＬ素子１は、透明電極層２と、前記透明電極層２に対向して配置される反射電極層３と、前記透明電極層２および前記反射電極層３の間に位置する発光層４とを含んで構成される。また前記発光層４の前記透明電極層２側の表面４ａと、前記反射電極層３の発光層４側の表面（以下、反射面という場合がある）３ａとの間の距離Ｌａは、次式（１）を満たす。
【００１４】
【数３】
2009231798.tif 000005
式（１）において記号「λｏ」は、取出される光のピーク波長を表す。
【００１５】
有機ＥＬ素子は、透明電極層２と反射電極層３との間に、発光層４とは異なる層を備えていてもよく、また複数の発光層を備えていてもよい。本実施の形態の有機ＥＬ素子１は、発光層４と透明電極層２との間に正孔注入層６を備え、基板５の表面上に、透明電極層２、正孔注入層６、発光層４および反射電極層３がこの順に積層されて構成される。
【００１６】
基板５および透明電極層２は、本実施の形態では可視光を透過する。反射電極層３は、可視光を反射する。有機ＥＬ素子１に電圧を印加すると、発光層４において発光が生じる発光部位から四方八方に光が放出される。通常の有機ＥＬ素子では、透明電極層２を陽極とし、反射電極層３を陰極とした場合、有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、発光層４の透明電極層２側の表面部（本実施の形態では正孔注入層６に接する部分）で主に発光する。このような部位で発光が生じるので、以下では、理解の容易のために発光層４と正孔注入層６との界面で発光が生じると近似して説明し、前述した発光層４の透明電極層２側の表面４ａを発光面４ａと記載する場合がある。発光面４ａから基板５側に放出される光（図１において矢符Ａ１で示す）は、正孔注入層６、透明電極層２、基板５を順次通って外に取出される。また発光面４ａから反射電極層３側に放出される光（図１において矢符Ａ２で示す）は、発光層４を通って、反射面３ｂで反射され、再度発光層４を通り、正孔注入層６、透明電極層２、基板５を順次通って外に取出される。すなわち、本実施の形態の有機ＥＬ素子１は、基板５側から光が取出されるいわゆるボトムエミッション型の素子である。
【００１７】
反射面３ｂで反射され、発光面４ａと反射面３ｂとの間を１往復した光（以下、反射光という場合がある）と、発光面４ａから透明電極層２側に放出される光とは重ね合わされる。発光面４ａから透明電極層２側に放出される光と、反射光との位相差（以下、特に明記しない限り光の位相の単位をラジアンとする）が約２πの整数倍に近いほど、重ね合わされた光が強め合い、位相差がπの奇数倍に近いほど、重ね合わされた光が弱め合う。したがって、発光面４ａと反射面３ｂとの間を１往復したときの光の位相変化が約２πの整数倍であれば、発光面４ａから透明電極層２側に放出される光と、反射光とが強め合うので、有機ＥＬ素子の発光効率が高くなる。
【００１８】
波長λｏの光が発光面４ａと反射面３ｂとを１往復したときの位相変化θは、具体的には次式（３）で表される。
【００１９】
【数４】
2009231798.tif 000006
式（３）において、記号「Ｌｏ」は、発光面４ａと反射面３ｂとの間の光学的距離を表し、記号「Φ１」は、反射面３ｂで光が反射される際の位相変化を表す。光学的距離は、屈折率の実部と長さとの積であり、本実施の形態では発光面４ａと反射面３ｂとの間には発光層４のみが配置されるので、本実施の形態における光学的距離Ｌｏは、発光層４の層厚に、発光層４の屈折率の実部を乗じた値である。なお発光面４ａと反射面３ｂとの間に複数の層が設けられる場合には、光学的距離Ｌｏは、各層の表面間の光学的距離を積算した値である。したがって、距離Ｌａと光学的距離Ｌｏとは、１対１に対応する。また一般的に、屈折率ｎ１の物質を伝播する光が、屈折率ｎ１の物質と屈折率ｎ２の物質との界面に垂直入射して反射されると、該界面において反射される光の位相は、次式（４）で表される角度（ラジアン）だけ変化する。
【００２０】
【数５】
2009231798.tif 000007
式（４）において、記号「ａｒｇ」は、偏角を表す。式（４）のｎ１，ｎ２にそれぞれ発光層４の屈折率および反射電極層３の屈折率をそれぞれ代入すると、反射面３ｂでの位相変化Φ１が求められる。
【００２１】
位相変化θが２πの整数倍となる条件（θ＝２×ｍ×π）は、式（３）を変形すると、次式（５）で表される。
【００２２】
【数６】
2009231798.tif 000008
式（５）において記号「ｍ」は、｛Φ１／（２π）｝よりも大きい整数を表す。以下、説明の便宜のために、ｍのうちで、最も小さい値をｍ１と記載し、ｍ１に（ｓ−１）（記号「ｓ」は自然数を表す）を加算した値を、ｍｓと記載する。
【００２３】
式（５）に示すように、ｍは離散的な値（整数）をとるので、位相変化θが２πの整数倍となる条件を満たす光学的距離Ｌｏも同様に離散的に存在する。この光学的距離Ｌｏは、ｍが大きいほど長くなる。すなわち光学的距離Ｌｏを長くしていくと、ｍ＝ｍ１、ｍ＝ｍ２、ｍ＝ｍ３・・・と式（５）を満たす光学的距離Ｌｏが順次表れる。式（５）を満たす光学的距離Ｌｏに対応する距離Ｌａでは、位相変化θが２πの整数倍となるので、発光面４ａから透明電極層２側に放出される光と、反射光とが強め合う。したがって距離Ｌａを長くしていくと、光が強め距離が順次表れ、発光強度が振動的に変化する。
【００２４】
式（１）で示す範囲は、距離Ｌａを長くしたときに、振動的に変化する発光強度の極大点となる距離のうち、２番目に短い距離Ｌａのみを含む範囲である。すなわち、本実施の形態の距離Ｌａは、ｍ＝ｍ２を満たす距離、またはその近傍である。したがって、反射光と、発光面４ａから透明電極層２側に放出される光とが強め合うので、発光強度の高い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００２５】
距離Ｌａは短い方が素子の電気抵抗が低くなり、発光効率が高くなるので、従来の技術では、式（５）を満たす光学的距離Ｌｏのうち、ｍ＝ｍ１の条件を満たす有機ＥＬ素子を構成してきた。しかしながら本実施の形態では、光学的距離Ｌｏを距離の長いｍ＝ｍ２にあえて設定することで、後述するようにスペクトル幅を狭くし、高い色純度を実現している。
【００２６】
発光層４は、ある程度のスペクトル幅をもった光を放出する。したがって発光層４から放出される光には、波長λｏとは波長の異なる波長の光を含んでいる。例えば式（５）を満たす有機ＥＬ素子を構成した場合、前述したように波長λｏの光が発光面４ａと反射面３ｂとの間を１往復すると、位相が約２πの整数倍だけ変化するが、波長λｏとは異なる波長λ１の光が１往復すると、位相の変化が約２πの整数倍からずれる。このずれは、波長λｏからずれが大きくなるほど大きくなるので、発光層４から放出される光のスペクトル分布で、波長λｏからのずれが大きいほど光の強め合う効果が小さくなる。したがって、式（５）を満たす有機ＥＬ素子を構成することで、波長λｏを中心にして、取出される光を狭帯化することができる。
【００２７】
式（５）に示すように、ｍが１異なると、光学的距離Ｌｏがλｏ／２だけ異なる。反射光は距離Ｌａを１往復するので、ｍが１異なると、１往復したときの光学的距離がλｏだけ異なる。これはｍが１異なると、波長λｏの位相変化θが２π異なることに対応する。すなわち、波長λｏの光の場合には、ｍを大きくしても、式（５）を満たす限りにおいて、位相変化θは２πの整数倍からずれない。しかしながら、波長λｏとは波長が異なるλ１の光では、ｍが大きくなるほど、光学的距離Ｌｏを１往復したときの位相変化と、２πの整数倍とのずれが大きくなる。例えば波長λ１の光がｍ＝ｍ１を満たす光学的距離Ｌｏを１往復したときの位相変化と、２πの整数倍とのずれをΔψとすると、ｍ＝ｍ２のときのずれは、２Δψであり、ｍ＝ｍ３のときのずれは、３Δψであり、ｍが大きくなるほどずれが大きくなる。光学的距離Ｌｏを１往復したときの位相変化と、２πの整数倍とのずれが大きいほど、光が強め合う効果が小さくなるので、ｍが大きいほど、狭帯化する効果が大きくなる。しかしながら、前述したようにｍを大きくして距離Ｌａを長くすると、発光効率が低下するので、本実施の形態では、ｍ＝ｍ２に対応する長さ、またはその近傍に距離Ｌａを設定することで、高い発光効率と高い色純度との両方を兼ね備える有機ＥＬ素子１を実現している。
【００２８】
ここで、ｍ＝ｍ２を満たす光学的距離Ｌｏを、通常の有機ＥＬ素子の構成に基づいて具体的に算出する。反射面３ｂでの位相変化Φ１は、反射電極層３と、この反射電極層３に接する層（本実施の形態では発光層４）を構成する部材によって異なるが、これを−１２０°とすると、式（５）を参照すると、ｍ１＝０、ｍ２＝１なので、ｍ＝ｍ２に対応する光学的距離Ｌｏは、２λｏ／３となる。またこの光学的距離Ｌｏに対応する距離は、反射面３ｂと発光面４ａとの間に設けられる部材の屈折率によって異なるが、この部材の屈折率を通常の有機物の屈折率程度（１．６）として見積もると、λｏ／２．４となる。式（１）は、このλｏ／２．４を含む範囲を特定している。なお距離Ｌａは、好ましくは０．３８９λｏ以上０．５以下である。
【００２９】
本発明は、発光色に関わらずに適用することができが、青色の光を発する有機ＥＬ素子に好適に用いられる。青色の場合、ＣＩＥ色座標においてｙ値の小さい青色の光を発する素子が求められており、青色ではスペクトル幅が小さいほどｙ値が小さくなるので、本発明を適用することで、ｙ値の小さく、色純度の高い青色の光を発する有機ＥＬ素子を実現できる。
【００３０】
従来の技術では、透明電極層と反射電極層との間隔を所定の幅にすることで、発光効率の高い有機ＥＬ素子を実現しているが、本実施の形態の有機ＥＬ素子１では、距離Ｌａの幅を規定するのみで、透明電極層２の発光層４側の表面と、発光面４ａとの間隔は自由に設定できるので、従来の技術に比べて設計の自由度が増す。
【００３１】
以下、有機ＥＬ素子１の構成および製法についてより具体的に説明する。有機ＥＬ素子１の層構成は、前述したように距離Ｌａが式（１）を満たす限りにおいて、図１に示す層構成とは異なる層構成をとることができ、さらに以下に示す製法に特に限定されない。
【００３２】
有機ＥＬ素子は、前述したように反射電極層と発光層との間、及び／又は発光層と透明電極層との間に、発光層とは異なる他の層を有していてもよい。また反射電極層と透明電極層との間には、一層の発光層に限らずに、複数の発光層が配置されてもよい。具体的には、反射電極層と透明電極層との間には、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、バッファー層などを適宜設けることができる。
＜基板＞
基板は、フレキシブル基板でも、リジッド基板でもよく、有機ＥＬ素子を製造する工程において変化しないものが好適に用いられ、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、およびシリコン基板、並びにこれらを積層したものなどが用いられる。前記基板としては、市販のものが使用可能であり、また公知の方法により製造することができる。前述したようにボトムエミッション型の有機ＥＬ素子では、透明の基板が用いられる。なお、後述するトップエミッション型の有機ＥＬ素子では、透明の基板でも、不透明の基板でもよい。
＜透明電極層＞
透明電極層には、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物および金属などの薄膜を用いることができ、光透過率の高いものが好適に用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、および銅などから成る薄膜が用いられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、または酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。透明電極層の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。また、該透明電極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
＜反射電極＞
反射電極層には、光の反射率が高く、仕事関数の小さく、発光層への電子注入が容易で、電気伝導度の高い材料から成る薄膜が好ましい。反射電極には、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属およびＩＩＩ−Ｂ族金属などを用いることができる。反射電極層の材料としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、前記金属のうちの２種以上の合金、前記金属のうちの１種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの１種以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。反射電極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して適宜設定され、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００３３】
反射電極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法などを挙げることができる。
＜正孔注入層＞
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、および酸化アルミニウムなどの酸化物や、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、およびポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。
【００３４】
正孔注入層の成膜方法としては、例えば正孔注入材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。
【００３５】
溶液からの成膜方法としては、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、ワイアーバーコート法、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、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
【００３６】
正孔注入層の膜厚は、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適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなるので好ましくない。従って正孔注入層の膜厚は、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
＜発光層＞
発光層を構成する高分子発光体組成物は、特に限定されないが、例えばポリスチレン換算の数平均分子量が通常１０3〜１０8である。高分子発光体組成物に含有される高分子発光体は、一種単独であっても二種以上であってもよい。高分子発光体は、単独重合体でも、共重合体でもよく、また共役系高分子でも非共役系高分子でもよく、好ましくは共役系高分子である。
【００３７】
前記共役系高分子は、（１）二重結合と単結合とが交互に並んだ構造から実質的になる高分子、（２）二重結合と単結合とが窒素原子を介して並んだ構造から実質的になる高分子、（３）二重結合と単結合とが交互に並んだ構造及び二重結合と単結合とが窒素原子を介して並んだ構造から実質的になる高分子等を意味し、本明細書において、具体的には、非置換又は置換のフルオレンジイル基、非置換又は置換のベンゾフルオレンジイル基、ジベンゾフランジイル基、非置換又は置換のジベンゾチオフェンジイル基、非置換又は置換のカルバゾールジイル基、非置換又は置換のチオフェンジイル基、非置換又は置換のフランジイル基、非置換又は置換のピロールジイル基、非置換又は置換のベンゾチアジアゾールジイル基、非置換又は置換のフェニレンビニレンジイル基、非置換又は置換のチエニレンビニレンジイル基、及び非置換又は置換のトリフェニルアミンジイル基からなる群から選ばれる一種又は二種以上を繰り返し単位とし、該繰り返し単位同士が直接又は連結基を介して結合した高分子等である。
【００３８】
前記共役系高分子において、前記繰り返し単位同士が連結基を介して結合している場合、該連結基としては、例えば、フェニレン、ビフェニレン、ナフタレンジイル、アントラセンジイル等が挙げられる。
【００３９】
前記共役系高分子は、膜形成能、溶剤への溶解性の観点から、数平均分子量がポリスチレン換算で１０3〜１０8程度であることが好ましく、中でも、数平均分子量がポリスチレン換算で１０3〜１０6程度である場合、更に好ましい。また、ポリスチレン換算の重量平均分子量が１０3〜１×１０8であることが好ましく、１×１０3〜１×１０6であることがより好ましい。
【００４０】
前記共役系高分子は、用いる重合反応に適した官能基を有する単量体を合成した後に、当該単量体を必要に応じて有機溶媒に溶解し、例えばアルカリや適当な触媒、配位子を用いた公知のアリールカップリング等の重合方法を用いて重合することにより合成できる。
【００４１】
アリールカップリングによる重合方法は、以下に例示する方法に特に限定されない。例えばホウ酸基又はホウ酸エステル基を有するモノマーと、官能基として臭素原子、ヨウ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、又はトリフルオロメタンスルホネート基、ｐ-トルエンスルホネート基等のスルホネート基を有するモノマーとを、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸三カリウム、フッ化カリウム等の無機塩基、フッ化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム等の有機塩基の存在下において、パラジウム[テトラキス（トリフェニルホスフィン）]、［トリス（ジベンジリデンアセトン）］ジパラジウム、パラジウムアセテート、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムジクロライド、ビス（シクロオクタジエン）ニッケル等のＰｄ若しくはＮｉ錯体と、必要に応じ、さらにトリフェニルホスフィン、トリ（２−メチルフェニル）ホスフィン、トリ（２-メトキシフェニル）ホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン、トリ（シクロヘキシル）ホスフィン、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン等の配位子とからなる触媒を用いたＳｕｚｕｋｉカップリング反応により重合する方法、ハロゲン原子又はトリフルオロメタンスルホネート基等のスルホネート基を有するモノマー同士を、ビス（シクロオクタジエン）ニッケル等のニッケルゼロ価錯体とビピリジル等の配位子からなる触媒を用い、若しくは［ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン］ニッケルジクロライド、［ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン］ニッケルジクロライド等のＮｉ錯体と、必要に応じ、さらにトリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン、トリ（シクロヘキシル）ホスフィン、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン等の配位子とからなる触媒と亜鉛、マグネシウム等の還元剤を用い、必要に応じて脱水条件で反応させる、Ｙａｍａｍｏｔｏカップリング反応により重合する方法、ハロゲン化マグネシウム基を有する化合物とハロゲン原子を有する化合物とを、［ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン］ニッケルジクロライド、［ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン］ニッケルジクロライド等のＮｉ触媒を用い、脱水条件で反応させる、アリールカップリング反応により重合するＫｕｍａｄａ−Ｔａｍａｏカップリング反応により重合する方法、水素原子を官能基として、ＦｅＣｌ3等の酸化剤により重合する方法、電気化学的に酸化重合する方法等が挙げられる。
【００４２】
反応溶媒は、用いる重合反応、モノマー及びポリマーの溶解性等を考慮して選択され、具体的にはテトラヒドロフラン、トルエン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、それらの２種以上の混合溶媒等の有機溶媒、又はそれらと水との二相系が例示される。
【００４３】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応においては、テトラヒドロフラン、トルエン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、それらの２種以上の混合溶媒等の有機溶媒、又はそれらと水との二相系が好ましい。反応溶媒は一般に副反応を抑制するために、脱酸素処理を行うことが好ましい。
【００４４】
Ｙａｍａｍｏｔｏカップリング反応においては、テトラヒドロフラン、トルエン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、それらの２種以上の混合溶媒等の有機溶媒が好ましい。反応溶媒は一般に副反応を抑制するために、脱酸素処理を行うことが好ましい。
【００４５】
前記アリールカップリング反応の中でも、反応性の観点から、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応、Ｙａｍａｍｏｔｏカップリング反応が好ましく、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応とニッケルゼロ価錯体を用いたＹａｍａｍｏｔｏカップリング反応がより好ましい。より詳細には、Ｓｕｚｕｋｉカップリングによる重合に関しては、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．３９，１５３３−１５５６（２００１）に記載されている公知の方法を参考にできる。Ｙａｍａｍｏｔｏカップリングによる重合に関しては、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ １９９２，２５，１２１４−１２２３に記載されている公知の方法を参考にできる。
【００４６】
これらの反応における反応温度は、反応溶液が液状を保つ温度範囲であれば、特に限定されるものではないが、その下限は、反応性の観点から、好ましくは−１００℃、より好ましくは−２０℃、特に好ましくは０℃であり、その上限は、化合物の安定性の観点から、好ましくは２００℃、より好ましくは１５０℃、特に好ましくは１２０℃である。
【００４７】
前記共役系高分子の取出しは公知の方法に準じて行うことができる。例えば、メタノール等の低級アルコールに反応溶液を加えて析出させた沈殿物をろ過、乾燥することにより、前記共役系高分子を取出すことができる。得られた共役系高分子の純度が低い場合は、再結晶、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し、純度を高めることができる。
【００４８】
発光層に用いる高分子発光体組成物には、前記高分子発光体に加えて、電荷輸送性、電荷注入性を損なわない範囲でその他の成分を含有させてもよい。
【００４９】
発光層は、塗布法によって形成されることが好ましい。塗布法は、製造プロセスを簡略化できる点、生産性が優れている点で好ましく、キャスティング法、スピンコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット法等が挙げられる。前記塗布法では、例えば前記高分子発光体と金属アルコキシドと塗布溶媒とを含有する液状の組成物を塗布液として調製し、該塗布液を所望の層又は電極上に塗布し、乾燥させることで所定の膜厚の発光層を形成することができる。
【００５０】
塗布溶媒は、前記高分子発光体を均一に溶解乃至分散できる安定なものを公知の溶媒から適宜選択して使用できる。このような溶媒としては、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン等）、有機塩素類（クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等）、芳香族炭化水素類（ベンゼン、トルエン、キシレン等）、脂肪族炭化水素類（ノルマルヘキサン、シクロヘキサン等）、アミド類（ジメチルホルムアミド等）、スルホキシド類（ジメチルスルホキシド等）等が挙げられる。これらの溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【００５１】
なお、例えば光架橋又は熱架橋する架橋剤を前記塗布液に添加しておき、該塗布液を塗布した後に架橋剤を架橋させることで、所期の膜厚の発光層を形成するようにしてもよい。
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【００５２】
これらの中で正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などの高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００５３】
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
【００５４】
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒などを挙げることができる。
【００５５】
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔中注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。
【００５６】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【００５７】
正孔輸送層の膜厚としては、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適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、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、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
＜電子輸送層＞
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、公知のものを使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【００５８】
これらのうち、電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【００５９】
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子の電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、または溶液若しくは溶融状態からの成膜を挙げることができ、高分子の電子輸送材料では溶液または溶融状態からの成膜を挙げることができる。なお溶液または溶融状態からの成膜する場合には、高分子バインダーを併用してもよい。溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する方法と同様の成膜法を挙げることができる。
【００６０】
電子輸送層の膜厚は、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適宜設定され、少なくともピンホールが発しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って該電子輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
＜電子注入層＞
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの１種類以上含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭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、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。電子注入層は、２層以上を積層した積層体で構成されてもよく、例えばＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【００６１】
図２は、本発明の他の実施の形態の有機ＥＬ素子１１を示す正面図である。図１に示す前述の実施の形態の有機ＥＬ素子１がボトムエミッション型の素子であるのに対して、図２に示す本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、基板とは反対側から光を取出すいわゆるトップエミッション型の素子である。
【００６２】
本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、透明電極層１２と、前記透明電極層１２に対向して配置される反射電極層１３と、前記透明電極層１２および前記反射電極層１３の間に位置する発光層１４とを含んで構成される。また前記発光層１４の前記反射電極層１３側の表面（発光面）１４ａと、前記反射電極層１３の発光層１４側の表面（反射面）１３ｂとの間の距離Ｌｂは、次式（２）を満たす。
【００６３】
【数７】
2009231798.tif 000009
式（２）において記号「λｏ」は、取出される光のピーク波長を表す。また距離Ｌｂは、好ましくは０.３６７λｏ以上０．４４０以下である。有機ＥＬ素子１１は、透明電極層１２と反射電極層１３との間に、発光層１４とは異なる層を備えていてもよく、また複数の発光層を備えていてもよい。本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、発光層１４と透明電極層１２との間に正孔注入層１６を備え、基板１５の表面上に、反射電極層１３、正孔注入層１６、発光層１４および透明電極層１２がこの順に積層されて構成される。すなわち本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、前述の図１に示す実施の形態の有機ＥＬ素子１における反射電極層と透明電極層との配置を入れ替えた構成である。
【００６４】
本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、前述の実施の形態と同様に、発光層１４の反射電極層１３側の表面部で発光するので、理解の容易のために発光層１４と正孔注入層１６との界面（発光面１４ａ）で発光が生じると近似して説明する。
【００６５】
透明電極層１２は、前述した部材などによって構成され、例えば光を透過する程度に薄い金属薄膜などによって構成され、より具体的な一例として、発光層１４側に配置されるＣａから成る薄膜と、この薄膜に積層されるＡｌから成る薄膜との積層体を挙げることができる。また、反射電極層１３は、前述した部材によって構成され、例えば基板１５側に配置されるＡｌから成る薄膜と、発光層１４側に配置されるＭｏＯ3から成る薄膜との積層体によって構成される。また本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、基板１５から光を取出さないので、基板１５は透明でも不透明でもよい。
【００６６】
発光面１４ａから透明電極層１２側に放出される光（図２において矢符Ｂ１で示す）は、発光層１４、透明電極層１２を順次通って外に取出される。また発光面４ａから基板１５側に放出される光（図２において矢符Ｂ２で示す）は、正孔注入層１６を通って、反射面１３ｂで反射され、再度正孔注入層１６を通り、発光層１４、透明電極層１２を順次通って外に取出される。
【００６７】
発光面１４ａと反射面１３ｂとの間を１往復した反射光と、発光面１４ａから透明電極層１２側に放出される光とは重ね合わされるので、前述した理由と同様の理由で、距離Ｌｂを長くしていくと、発光強度が振動的に変化する。本実施の形態における距離Ｌｂは、式（２）を満たす。この式（２）で示す範囲は、距離Ｌｂを長くしたときに、振動的に変化する発光強度の極大点となる距離のうち、２番目に短い距離Ｌｂのみを含む範囲である。したがって、発光面４ａから透明電極層２側に放出される光と、反射光とが強め合うとともに、スペクトル幅の狭帯化が生じる。これによって、高い光強度と高い色純度との両方を兼ね備える有機ＥＬ素子１１を実現している。
【００６８】
また前述の実施の形態の有機ＥＬ素子１と同様に、本実施の形態の有機ＥＬ素子１１では、距離Ｌｂの幅を規定するのみで、透明電極層１２の発光層１４側の表面と、発光面１４ａとの間隔（本実施の形態では発光層１４の幅）を自由に設定できるので、従来の技術に比べて設計の自由度が増す。
【００６９】
なお反射電極層１３と発光層１４との間、及び／又は発光層１４と透明電極層１２との間には、前述したように電子注入層および電子輸送層などを設けてもよく、また例えば反射電極層１３と発光層１４との間に、ＩＴＯ、ＩＺＯおよび酸化スズなどの透明導電性膜薄を設けてもよく、この透明導電性薄膜のみを反射電極層１３と発光層１４との間に設ける構成が好ましい。また以上説明してきた前述の実施の形態の各有機ＥＬ素子１、１１は、反射電極層を陽極とし、透明電極層を陰極としたけれども、反射電極層を陰極とし、透明電極層を陽極としても、光が発光層の透明電極層側で発光する場合には、式（１）を満たす有機ＥＬ素子を構成し、光が発光層の反射電極層側で発光する場合には、式（２）を満たす有機ＥＬ素子を構成すればよい。
【００７０】
また前述の各実施の形態の有機ＥＬ素子を用いることによって、有機ＥＬ素子を備える照明装置、または有機ＥＬ素子を複数備える表示装置を実現することができる。
【００７１】
前述の各実施の形態の有機ＥＬ素子は、面状光源、セグメント表示装置およびドットマトリックス表示装置の光源、並びに液晶表示装置のバックライトとして用いることができる。
【００７２】
本実施の形態の有機ＥＬ素子を面状光源として用いる場合には、例えば面状の陽極と陰極とを積層方向の一方から見て重なり合うように配置すればよい。またセグメント表示装置の光源としてパターン状に発光する有機ＥＬ素子を構成するには、光を通す窓がパターン状に形成されたマスクを前記面状光源の表面に設置する方法、消光すべき部位の有機物層を極端に厚く形成して実質的に非発光とする方法、陽極および陰極のうちの少なくともいずれか一方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらの方法でパターン状に発光する有機ＥＬ素子を形成するとともに、いくつかの電極に対して選択的に電圧を印加できるように配線を施すことによって、数字や文字、簡単な記号などを表示可能なセグメントタイプ表示装置を実現することができる。ドットマトリックス表示装置の光源とするためには、陽極と陰極とをそれぞれストライプ状に形成して、積層方向の一方からみて互いに直交するように配置すればよい。部分カラー表示、マルチカラー表示が可能なドットマトリックス表示装置を実現するためには、発光色の異なる複数の種類の発光材料を塗り分ける方法、並びにカラーフィルターおよび蛍光変換フィルターなどを用いる方法を用いればよい。ドットマトリックス表示装置は、パッシブ駆動してもよく、ＴＦＴなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。
【００７３】
さらに、前記面状光源は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト、あるいは面状の照明装置として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【実施例】
【００７４】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７５】
作製した有機ＥＬ素子は、ボトムエミッション型の発光素子であり、ガラス基板／ＩＴＯ薄膜（１５０ｎｍ）／正孔注入層（５０ｎｍ）／発光層／ＬｉＦ層（４ｎｍ）／Ｃａ層（５ｎｍ）／Ａｌ層（１００ｎｍ）である。ＩＴＯ薄膜は、透明電極層に相当し、ＬｉＦ層は、陰極バッファー層に相当し、Ｃａ層とＡｌ層との積層体が反射電極層に相当する。  まず正孔注入層および発光層を構成する材料を合成した合成例を示す。以下において、ポリスチレン換算の数平均分子量は、ＳＥＣ（Size Exclusion Chromatography）により求めた。使用したカラムは、TOSOH TSKgel SuperHM-H（２本）＋TSKgel SuperH2000(4.6mm I.d.×15cm)であり、検出器は、RI(SHIMADZU RID-10A)である。移動相には、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いた。
【００７６】
（合成例１）
＜高分子化合物１の合成＞
Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブロモフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｎ−ブチルフェニル）−１，４−フェニレンジアミン（３．３ｇ、４．８ｍｍｏｌ）及び２，２’−ビピリジル（１．９ｇ、１２ｍｍｏｌ）を脱水したテトラヒドロフラン１３２ｍＬに溶解した後、窒素でバブリングして系内を窒素置換した。窒素雰囲気下において、この溶液に、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（０）｛Ｎｉ（ＣＯＤ）2｝（３．３ｇ、１２ｍｍｏｌ）加え、６０℃まで昇温し、攪拌しながら３．５時間反応させた。反応後、この反応液を室温（約２５℃）まで冷却し、２５％アンモニア水３０ｍＬ／メタノール４８０ｍＬ／イオン交換水１６０ｍＬ混合溶液中に滴下して１時間攪拌した後、析出した沈殿をろ過して２時間減圧乾燥し、トルエン１５０ｍＬに溶解させた。その後、１Ｎ塩酸１２０ｇを加えて３時間攪拌し、水層を除去し、有機層に２５％アンモニア水１４０ｍＬを加え、３時間攪拌した後に水層を除去した。有機層を水６００ｍｌで２回洗浄した。有機層を二分割して、それぞれメタノール６００ｍＬに滴下し、１時間攪拌し、析出した沈殿をろ過して２時間減圧乾燥した。得られた重合体（以後、高分子化合物１と呼ぶ）の収量は３．２６ｇであった。ポリスチレン換算の平均分子量及び重量平均分子量は、それぞれＭｎ＝１．６×１０4、Ｍｗ＝１．２×１０5であった。
【００７７】
合成例２
（化合物Ａの合成）
2009231798.tif 000010
不活性雰囲気下、３００ｍｌ三つ口フラスコに１‐ナフタレンボロン酸５．００ｇ（２９ｍｍｏｌ）、２−ブロモベンズアルデヒド６．４６ｇ（３５ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム１０.０ｇ（７３ｍｍｏｌ）、トルエン３６ｍｌ、イオン交換水３６ｍｌを入れ、室温で撹拌しつつ２０分間アルゴンバブリングした。続いてテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム１６．８ｍｇ（０.１５ｍｍｏｌ）を入れ、さらに室温で撹拌しつつ１０分間アルゴンバブリングした。１００℃に昇温し、２５時間反応させた。室温まで冷却後、トルエンで有機層を抽出、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を留去した。トルエン：シクロヘキサン＝１：２混合溶媒を展開溶媒としたシリカゲルカラムで精製することにより、化合物Ａ５.１８ｇ（収率８６％）を白色結晶として得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ／ＣＤＣｌ3）：
δ７．３９〜７．６２（ｍ、５Ｈ）、７．７０（ｍ、２Ｈ）、７．９４（ｄ、２Ｈ）、８．１２（ｄｄ、２Ｈ）、９．６３（ｓ、１Ｈ）
ＭＳ（ＡＰＣＩ（＋））：（Ｍ＋Ｈ）+  ２３３
【００７８】
合成例３
（化合物Ｂの合成）
2009231798.tif 000011
不活性雰囲気下で３００ｍｌの三つ口フラスコに化合物Ａ８．００ｇ（３４.４ｍｍｏｌ）と脱水したテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）４６ｍｌを入れ、−７８℃まで冷却した。
続いてｎ−オクチルマグネシウムブロミド（１.０ｍｏｌ／ｌＴＨＦ溶液）５２ｍｌを３０分かけて滴下した。滴下終了後０℃まで昇温し、１時間撹拌後、室温まで昇温して４５分間撹拌した。氷浴して１Ｎ塩酸２０ｍｌを加えて反応を終了させ、酢酸エチルで有機層を抽出、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去した後トルエン：ヘキサン＝１０：１混合溶媒を展開溶媒とするシリカゲルカラムで精製することにより、化合物Ｂ７．６４ｇ（収率６４％）を淡黄色のオイルとして得た。ＨＰＬＣ測定では２本のピークが見られたが、ＬＣ−ＭＳ測定では同一の質量数であることから、異性体の混合物であると判断した。
【００７９】
合成例４
（化合物Ｃの合成）
2009231798.tif 000012
不活性雰囲気下、５００ｍｌ三つ口フラスコに化合物Ｂ（異性体の混合物）５.００ｇ（１４.４ｍｍｏｌ）と脱水ジクロロメタン７４ｍｌを入れ、室温で撹拌、溶解させた。
続いて、三フッ化ホウ素のエーテラート錯体を室温で１時間かけて滴下し、滴下終了後室温で４時間撹拌した。撹拌しながらエタノール１２５ｍｌをゆっくりと加え、発熱がおさまったらクロロホルムで有機層を抽出、２回水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去後、ヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムで精製することにより、化合物Ｃの３．２２ｇ（収率６８％）を無色のオイルとして得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ／ＣＤＣｌ3）：
δ０．９０（ｔ、３Ｈ）、１．０３〜１．２６（ｍ、１４Ｈ）、２．１３（ｍ、２Ｈ）、４．０５（ｔ、１Ｈ）、７．３５（ｄｄ、１Ｈ）、７．４６〜７．５０（ｍ、２Ｈ）、７．５９〜７．６５（ｍ、３Ｈ）、７．８２（ｄ、１Ｈ）、７．９４（ｄ、１Ｈ）、８．３５（ｄ、１Ｈ）、８．７５（ｄ、１Ｈ）
ＭＳ（ＡＰＣＩ（＋））：（Ｍ＋Ｈ）+  ３２９
【００８０】
合成例５
（化合物Ｄの合成）
2009231798.tif 000013
不活性雰囲気下２００ｍｌ三つ口フラスコにイオン交換水２０ｍｌをいれ、撹拌しながら水酸化ナトリウム１８．９ｇ（０.４７ｍｏｌ）を少量ずつ加え、溶解させた。水溶液が室温まで冷却した後、トルエン２０ｍｌ、化合物Ｃ５.１７ｇ（１５.７ｍｍｏｌ）、臭化トリブチルアンモニウム１．５２ｇ（４.７２ｍｍｏｌ）を加え、５０℃に昇温した。
臭化ｎ−オクチルを滴下し、滴下終了後５０℃で９時間反応させた。反応終了後トルエンで有機層を抽出し、２回水洗し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムで精製することにより、化合物Ｄの５．１３ｇ（収率７４％）を黄色のオイルとして得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ／ＣＤＣｌ3）：
δ０．５２（ｍ、２Ｈ）、０．７９（ｔ、６Ｈ）、１．００〜１．２０（ｍ、２２Ｈ）、２．０５（ｔ、４Ｈ）、７．３４（ｄ、１Ｈ）、７．４０〜７．５３（ｍ、２Ｈ）、７．６３（ｍ、３Ｈ）、７．８３（ｄ、１Ｈ）、７．９４（ｄ、１Ｈ）、８．３１（ｄ、１Ｈ）、８．７５（ｄ、１Ｈ）
ＭＳ（ＡＰＣＩ（＋））：（Ｍ＋Ｈ）+  ４４１
【００８１】
合成例６
（化合物Ｅの合成）
2009231798.tif 000014
空気雰囲気下、５０ｍｌの三つ口フラスコに化合物Ｄ４．００ｇ（９．０８ｍｍｏｌ）と酢酸：ジクロロメタン＝１：１混合溶媒５７ｍｌを入れ、室温で撹拌、溶解させた。続いて三臭化ベンジルトリメチルアンモニウム７．７９ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）を加えて撹拌しつつ、塩化亜鉛を三臭化ベンジルトリメチルアンモニウムが完溶するまで加えた。室温で２０時間撹拌後、５％亜硫酸水素ナトリウム水溶液１０ｍｌを加えて反応を停止し、クロロホルムで有機層を抽出、炭酸カリウム水溶液で２回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ヘキサンを展開溶媒とするフラッシュカラムで２回精製した後、エタノール：ヘキサン＝１：１、続いて１０：１混合溶媒で再結晶することにより、化合物Ｅの４．１３ｇ（収率７６％）を白色結晶として得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ／ＣＤＣｌ3）：
δ０．６０（ｍ、２Ｈ）、０．９１（ｔ、６Ｈ）、１．０１〜１．３８（ｍ、２２Ｈ）、２．０９（ｔ、４Ｈ）、７．６２〜７．７５（ｍ、３Ｈ）、７．８９（ｓ、１Ｈ）、８．２０（ｄ、１Ｈ）、８．４７（ｄ、１Ｈ）、８．７２（ｄ、１Ｈ）
ＭＳ（ＡＰＰＩ（＋））：（Ｍ＋Ｈ）+  ５９８
合成例７
＜高分子化合物２の合成＞
化合物Ｅ２２．５ｇと２，２’−ビピリジル１７．６ｇとを反応容器に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。これに、あらかじめアルゴンガスでバブリングして、脱気したテトラヒドロフラン（脱水溶媒）１５００ｇを加えた。次に、この混合溶液に、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（０）を３１ｇ加え、室温で１０分間攪拌した後、６０℃で３時間反応した。なお、反応は、窒素ガス雰囲気中で行った。
【００８２】
反応後、この反応溶液を冷却した後、この溶液に、２５％アンモニア水２００ｍｌ／メタノール９００ｍｌ／イオン交換水９００ｍｌ混合溶液をそそぎ込み、約１時間攪拌した。次に、生成した沈殿を濾過し、回収した。この沈殿を減圧乾燥した後、トルエンに溶解した。このトルエン溶液を濾過し、不溶物を除去した後、このトルエン溶液を、アルミナを充填したカラムを通過させることにより精製した。次に、このトルエン溶液を、１規定塩酸水溶液で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。次に、このトルエン溶液を、約３％アンモニア水で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。次に、このトルエン溶液をイオン交換水で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。次に、このトルエン溶液を、メタノール中にそそぎ込み、再沈生成した。
【００８３】
次に、生成した沈殿を回収し、メタノールで洗浄した後、この沈殿を減圧乾燥して、重合体６．０ｇを得た。この重合体を高分子化合物２と呼ぶ。得られた高分子化合物２のポリスチレン換算重量平均分子量は、８．２ｘ１０5であり、数平均分子量は、１．０ｘ１０5であった。
【００８４】
＜正孔注入層の作成＞
高分子化合物１と架橋剤ＤＰＨＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬製、商品名：KAYARAD DPHA）とを８０／２０（重量比）の割合でトルエンに混合し溶解させた。その後、０．２ミクロン径のテフロン（登録商標）フィルターでろ過して塗布溶液を調製した。スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、上記溶液をスピンコートにより製膜し、窒素雰囲気下において３００℃で２０分間ベーク処理して正孔注入層を作製した。ベーク処理後の正孔注入層の膜厚を触針式膜厚計（ビーコ社製、商品名：ＤＥＫＴＡＫ）で測定したところ、約５０ｎｍであった。
＜発光層用溶液組成物の調製＞
高分子化合物２をクロロベンゼンに０．５ｗｔ％、さらに添加物としてＤＣＢＰ：下式４，４’−ビス（９−カルバゾイル）−ビフェニル（（株）同仁化学研究所製）を、高分子化合物２に対して１６０重量％の割合で混合し溶解させた。その後０．２ミクロン径のテフロン（登録商標）フィルターでろ過して塗布溶液を調製した。
【００８５】
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＜素子の作成及び評価＞
正孔注入層の上に前記発光層用溶液を用いてスピンコートにより発光層を成膜した。さらに、これを減圧下９０℃で１時間乾燥した後、陰極バッファー層としてフッ化リチウムを４ｎｍ、陰極としてカルシウムを５ｎｍ、次いでアルミニウムを１００ｎｍ蒸着して、高分子発光素子を作製した。蒸着のときの真空度は、すべて１×１０-4Ｐａ〜９×１０-4Ｐａであった。
【００８６】
発光層の膜厚みのみが異なる８個の有機ＥＬ素子を以上のようにして作成した。各有機ＥＬ素子の発光部は、２ｍｍ×２ｍｍ（面積４ｍｍ2）であった。各有機ＥＬ素子に電圧を段階的に変化させて印加し、各有機ＥＬ素子から放射されるＥＬ発光の正面輝度を測定した。発光分布としてランバシアンを仮定し、測定値から外部量子効率の値を求めた。なお取出される光のピーク波長λｏが、４５０ｎｍであったので、式（１）に示す距離Ｌａの最小値は、約１７７ｎｍであり、最大値は、約２４５ｎｍである。したがって、作製した有機ＥＬ素子のうちで発光層の厚みが、１９５ｎｍ、２０５ｎｍ、２３２ｎｍの３つの有機ＥＬ素子が式（１）を満たす。
【００８７】
得られた素子の最大外部量子効率、ＥＬ発光の半値全幅、及び色度座標を表１に示す。また図３に、発光層の層厚に対する最大外部量子効率および半値全幅をグラフに示す。図３では、最大外部量子効率を実線で示すとともに、左の縦軸でその値を示し、スペクトルの半値全幅を破線で示すとともに、右の縦軸でその値を示す。
【００８８】
【表１】
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【００８９】
表１および図３に示すように、発光層の膜厚が１９５ｎｍ、２０５ｎｍ、２３２ｎｍの場合に、スペクトルの半値全幅が狭く、色純度の高い青色発光が得られ、かつ発光効率が高かった。
【００９０】
次に、トップエミッション型の有機ＥＬ素子について、距離Ｌｂを変化させたときの発光強度およびスペクトルの半値全幅の変化について時間領域差分法（ＦＤＴＤ）を用いて解析した。ここで、発光強度としては、計算で得られたスペクトルのピーク強度をとった。
【００９１】
まず、青色を発光するトップエミッション型の有機ＥＬ素子について解析した。正孔輸送層(ＨＴ１２)、青色発光層（ＢＰ３７１）の材料はサメイションより入手した。解析のモデルとした素子構造は、基板／Ａｌ層（１００ｎｍ）／ＰＥＤＯＴ層／ＨＴ１２層（２０ｎｍ）／ＢＰ３７１層（６０ｎｍ）／Ａｌ層（５ｎｍ）である。解析では、ＰＥＤＯＴ層以外の層の層厚を固定し、ＰＥＤＯＴ層の膜厚のみを変化させることで、距離Ｌｂを変化させたときの取出される光の特性を調べた。また、発光層に相当するＢＰ３７１層とＨＴ１２層との界面で発光するものとした。該界面で生じる光のスペクトルは、発光層膜のＰＬ（フォトルミネッセンス）のスペクトルと同じとした。取出される光のピーク波長λｏが、４６０ｎｍであったので、式（２）に示す距離Ｌｂの最小値は、１４４ｎｍであり、最大値は、２１０ｎｍである。したがって、ＰＥＤＯＴ層の厚みが１２２ｎｍ以上、１９０ｎｍ以下の範囲の有機ＥＬ素子が式（２）を満たす。解析結果を図４に示す。図４では、ピーク強度を実線で示すとともに、右の縦軸でその値を表し、発光層膜のＰＬスペクトルを基準にして、この基準の幅からの半値全幅の差を破線で示すとともに、左の縦軸でその値を表す。
【００９２】
図４に示すように、式（２）を満たすことで、高い光強度と高い色純度との両方を兼ね備える有機ＥＬ素子を実現できることが確認された。
【００９３】
次に、緑色を発光するトップエミッション型の有機ＥＬ素子について解析した。緑色発光層（ＧＰ１３００）の材料はサメイションより入手した。解析のモデルとした素子構造は、基板Ａｌ（１００ｎｍ）／ＰＥＤＯＴ層／ＨＴ１２層（２０ｎｍ）／ＧＰ１３００層（８０ｎｍ）／Ａｌ層（５ｎｍ）である。解析では、ＰＥＤＯＴ層以外の層の層厚を固定して、ＰＥＤＯＴ層の膜厚のみを変化させることで、距離Ｌｂを変化させたときの取出される光の特性を調べた。また、発光層に相当するＧＰ１３００層と、ＨＴ１２層との界面で発光するものとした。該界面で生じる光のスペクトルは、発光層膜のＰＬスペクトルと同じとした。取出される光のピーク波長λｏが、５４５ｎｍであったので、式（２）に示す距離Ｌｂの最小値は、１７１ｎｍであり、最大値は、２４９ｎｍである。したがって、ＰＥＤＯＴ層の厚みが１５１ｎｍ以上、２２９ｎｍ以下の範囲の有機ＥＬ素子が式（２）を満たす。解析結果を図５に示す。図５では、ピーク強度を実線で示すとともに、右の縦軸でその値を示し、発光層膜のＰＬスペクトルを基準にして、この基準の幅からの半値全幅の差を破線で示すとともに、左の縦軸でその値を示す。
【００９４】
図５に示すように、式（２）を満たすことで、高い光強度と高い色純度との両方を兼ね備える有機ＥＬ素子を実現できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施の一形態の有機ＥＬ素子１を示す正面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の有機ＥＬ素子１１を示す正面図である。
【図３】発光層の層厚に対する最大外部量子効率および半値全幅を示すグラフである。
【図４】ＰＥＤＯＴ層の層厚に対する最大外部量子効率および半値全幅を示すグラフである。
【図５】ＰＥＤＯＴ層の層厚に対する最大外部量子効率および半値全幅を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９６】
１、１１  有機ＥＬ素子
２、１２  透明電極層
３、１３  反射電極層
３ｂ、１３ｂ  反射面
４、１４  発光層
４ａ、４ｂ  発光面
５、１５  基板
６、１６  正孔注入層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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