(57)【要約】      （修正有）【課題】溶媒として実質的に水を用いることなく、発光輝度、発光効率に優れた有機発光素子を与えることができる有機発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】陽極と電子受容性有機化合物を含む層と有機化合物を含む正孔輸送層と高分子化合物を含む発光層と陰極とをこの順に有し、該電子受容性有機化合物を含む層が該陽極および該正孔輸送層と接している有機発光素子の製造方法であって、電子受容性有機化合物と有機溶媒とを含有する組成物を用いて形成した膜を加熱溶解して前記電子受容性有機化合物を含む層を形成する工程を含む有機発光素子の製造方法。【選択図】図１
2009021104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、電子受容性有機化合物を含む層と、有機化合物を含む正孔輸送層と、高分子化合物を含む発光層と、陰極とをこの順に有し、
該電子受容性有機化合物を含む層が該陽極および該正孔輸送層と接している有機発光素子の製造方法であって、
該電子受容性有機化合物を含む層を、該電子受容性有機化合物と有機溶媒とを含有する組成物を用いて膜を作成し、この膜を融解して形成する、有機発光素子の製造方法。
【請求項２】
下記条件下で測定された電子受容性有機化合物の酸化還元半波電位（E11/2）が
E11/2 ≧+0.20 [V]
を満たす請求項１に記載の有機発光素子の製造方法。
条件：飽和カロメル電極(SCE), テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート(TBA・BF4)を0.1 mol/L支持塩として含むアセトニトリル溶媒, 温度20〜22℃, 電圧挿引速度10〜20mV/s
【請求項３】
電子受容性有機化合物が、p-ベンゾキノン誘導体およびテトラシアノキノジメタン誘導体からなる群から選ばれる１種以上である請求項１または２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項４】
電子受容性有機化合物を含む層と接する側の陽極表面の中心線平均粗さ（Ra）が
Ra＜5nm
を満たす請求項１〜３のいずれかに記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項５】
電子受容性有機化合物を含む層を形成する工程以外の工程において、電子受容性有機化合物を溶解する溶媒を使用しない請求項１〜４のいずれかに記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により製造された有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子とは一対の電極からの電流注入によって発光する有機化合物（有機発光材料）を含む素子である。陰極から供給された電子と陽極から供給された正孔が有機発光材料内で再結合する際のエネルギーを光として外部へ取り出す。
【０００３】
有機発光素子の例として高分子化合物を用いた有機層を有する有機発光素子が知られており、［例えば、非特許文献１〜２］この素子は、湿式塗布により簡便に有機層を形成することが出来るので、大面積化や低コスト化に有利である。
従来の高分子化合物を用いた有機発光素子の構造として、PEDOT:PSS（ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)・ポリスチレンスルフォン酸）などの酸性基を含む化合物から成る正孔注入材料を用いた層を陽極に接して配置する素子構造が主に用いられて来た。［例えば、非特許文献３］
この有機発光素子は、PEDOT:PSSを含む酸性の水溶液を用いて陽極上に層を形成する工程を含む製造方法により製造され、この層を有しない素子に比較して、発光輝度、発光効率等に優れる。
【０００４】
【非特許文献１】Appl. Phys. Lett., 58 (1991) pp.1982
【非特許文献２】Jpn. J. Appl. Phys., 30 (1991) pp.L1941
【非特許文献３】Appl. Phys. Lett., 84 (2004) pp.921
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記公知の製造方法で製造された有機発光素子は、製造に水溶液を用いるため、製造装置、素子性能等に悪影響をおよぼす場合があった。
本発明の目的は、溶媒として実質的に水を用いることなく、発光輝度、発光効率に優れた有機発光素子を与えることができる有機発光素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する為に鋭意研究を行った結果、本発明に至った。
即ち、本発明は、  陽極と、電子受容性有機化合物を含む層と、有機化合物を含む正孔輸送層と、高分子化合物を含む発光層と、陰極とをこの順に有し、
該電子受容性有機化合物を含む層が該陽極および該正孔輸送層と接している有機発光素子の製造方法であって、
該電子受容性有機化合物を含む層を、該電子受容性有機化合物と有機溶媒とを含有する組成物を用いて膜を作成し、この膜を融解して形成する、有機発光素子の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の製造方法によれば、溶媒として実質的に水を用いることなく、発光輝度、発光効率に優れた有機発光素子を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の製造方法で製造される有機発光素子の層構成としては、
陽極／電子受容性有機化合物を含む層／正孔輸送層／発光層／陰極
陽極／電子受容性有機化合物を含む層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
陽極／電子受容性有機化合物を含む層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
等が挙げられる。
【０００９】
本発明の製造方法で製造される有機発光素子が有する陽極は、電子受容性有機化合物を含む層、正孔輸送性層、発光層等に正孔を供給するものであり、4.5eV以上の仕事関数を有することが効果的である。陽極の材料には、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物又はこれらの混合物等を用いることができる。具体的には、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性金属酸化物、又は金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの導電性金属酸化物と金属との混合物又は積層物及びこれらとITOとの積層物等が挙げられる。
【００１０】
また、短絡を防止する観点から、前記電子受容性有機化合物を含む層と接する該陽極の中心線平均粗さ（Ra）が
Ra＜5nm
を満たす事が望ましく、より好ましくは
Ra＜2nm
である。
Raは、日本工業規格JISのJIS−B0601−2001に基いて、JIS−B0651からJIS−B0656およびJIS−B0671−1等を参考に計測できる。
【００１１】
本発明の製造方法で製造される有機発光素子が有する電子受容性有機化合物を含む層に用いる電子受容性有機化合物は、下記条件下で測定された酸化還元半波電位E11/2が
E11/2 ≧+0.20 [V]
を満たす化合物であることが、陽極からの正孔注入性の観点から好ましい。
条件：飽和カロメル電極(SCE), テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート(TBA・BF4)を0.1 mol/L支持塩として含むアセトニトリル溶媒, 温度20〜22℃, 電圧挿引速度10〜20mV/s, の条件下で評価される
【００１２】
具体的な電子受容性有機化合物としては、例えば、p−ベンゾキノン誘導体、テトラシアノキノジメタン誘導体、1,4−ナフトキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレン誘導体、等が挙げられる。
p-ベンゾキノン誘導体としては、2,3-ジブロロ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン(DDQ)[E11/2 = +0.56(V)]、2,3-ジブロモ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン(DBDQ)[E11/2 = +0.53(V)]、2,3-ジヨード-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン(DIDQ)[E11/2 = +0.51(V)]、2,3-ジシアノ-p-ベンゾキノン(Q(CN)2)[E11/2 = +0.34(V)]、等が例示される。
テトラシアノキノジメタン誘導体としては、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(F4-TCNQ)[E11/2 = +0.60(V)]、トリフルオロメチル-テトラシアノキノジメタン(CF3-TCNQ)[E11/2 = +0.43(V)]、2,5-ジフルオロ-テトラシアノキノジメタン(F2-TCNQ)[E11/2 = +0.40(V)]、モノフルオロ-テトラシアノキノジメタン(F-TCNQ)[E11/2 = +0.32(V)]、11,11,12,12-tetracyanonaphtho-2,6-quinodimethane(TNAP)[E11/2 = +0.26(V)]、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)[E11/2 = +0.22(V)]、デシル-テトラシアノキノジメタン(C10-TCNQ)[E11/2 = +0.20(V)]、等が例示される。
1,4-ナフトキノン誘導体としては、2,3-ジシアノ-5-ニトロ- 1,4-ナフトキノン(DCNNQ)[E11/2 = +0.38(V)]、2,3-ジシアノ-1,4-ナフトキノン(DCNQ)[E11/2 = +0.21(V)]、等が例示される。
ジフェノキノン誘導体としては、3,3',5,5'-テトラブロモ-ジフェノキノン(TBDQ)等が例示される。
フルオレン誘導体としては、9-ジシアノメチレン-2,4,5,7-テトラニトロ-フロレン(DTENF)[E11/2 = +0.23(V)]、等が例示される。
中でも、テトラシアノキノジメタン（TCNQ）[E11/2 = +0.22(V)、LUMO=4.5 eV]、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（F4-TCNQ）[E11/2 = +0.6(V)、LUMO=5.24 eV]が好適に用いられる。
【００１３】
また、該電子受容性有機化合物は、前記陽極の仕事関数エネルギーをEaw、前記電子受容性有機化合物の最低空位分子軌道(LUMO)エネルギーをEalとした場合に、
-0.4 [eV]≦Eal-Eaw
を満たす化合物であることが好ましい。
これを満たす化合物の組合せとしては、例えば、ITO[Ehh=4.9 eV]とF4-TCNQ[Eal=5.24 eV]、等が挙げられる。
【００１４】
また、該電子受容性有機化合物は、前記正孔輸送層に含まれる有機化合物の最高被占分子軌道(HOMO)エネルギーをEhh、該電子受容性有機化合物の最低空位分子軌道(LUMO)エネルギーをEalとした場合に、
-0.2 [eV]≦Eal-Ehh
を満たす化合物であることが好ましい。
【００１５】
本発明の製造方法で製造される有機発光素子が有する電子受容性有機化合物を含む層は、上記した電子受容性有機化合物を２種以上含んでいてもよく、さらに電子受容性有機化合物以外の有機化合物を含んでいてもよい。電子受容性有機化合物以外の有機化合物としては、例えば、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、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） 誘導体、有機シラン誘導体、およびこれらの構造を含む重合体が挙げられる。
また、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オリゴマー、ポリピロール等の有機導電性材料も挙げることができる。また、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（ N−ビニルカルバゾール）、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリレート基に代表される芳香環を有しない架橋基を持った低分子化合物（例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等）、等を含有していても良い。
【００１６】
本発明の製造方法で製造される有機発光素子が有する有機化合物を含む正孔輸送層は、陽極側に隣接する層より正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能のいずれかを有しているものであればよい。
正孔輸送層に用いられる有機化合物は,通常正孔輸送材料である。正孔輸送性材料としては公知の材料を適宜選択して使用でき、例えば、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、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） 誘導体、有機シラン誘導体、およびこれらの構造を含む重合体が挙げられる。また、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オリゴマー、ポリピロール等の有機導電性材料も挙げることができる。前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記正孔輸送層は、前記材料の１種又は２種以上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。
具体的には、特開昭６３−７０２５７、特開昭６３−１７５８６０、特開平２−１３５３５９、特開平２−１３５３６１、特開平２−２０９９８８、特開平３−３７９９２、特開平３−１５２１８４、特開平５−２６３０７３、特開平６−１９７２、WO2005/52027、特開２００６−２９５２０３、等に開示される化合物が正孔輸送性材料として使用できる。中でも、芳香族第三級アミン化合物の構造を含む繰返し単位を含む重合体が、好適に用いられる。
芳香族第三級アミン化合物の構造を含む繰り返し単位としては、下記一般式(1)で表される繰り返し単位があげられる。
2009021104.tif 000003
式中、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい2価の複素環基を表し、Ar5、Ar6及びAr7は置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよい１価の複素環基を表し、n及びmはそれぞれ独立に、0又は1を表し、0≦n＋m≦2である。
式中、芳香環上の水素原子はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、１ 価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基及びカルボキシル基などから選ばれる置換基で置換されていてもよい。
また、置換基は、ビニル基、アセチレン基、ブテニル基、アクリル基、アクリレート基、アクリルアミド基、メタクリル基、メタクリレート基、メタクリルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、小員環（たとえばシクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基等）を有する基、ラクトン基、ラクタム基、又はシロキサン誘導体の構造を含有する基等の架橋基であってもよい。また、上記の基の他に、エステル結合やアミド結合を形成可能な基の組み合わせ（例えばエステル基とアミノ基、エステル基とヒドロキシル基など）なども架橋基として利用できる。
さらにAr2とAr3が直接または、O、S等の2価の基を介して結合していてもよい。
アリーレン基としては、フェニレン基等があげられ、2価の複素環基としては、ピリジンジイル基、等があげられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等があげられ、１価の複素環基としては、ピリジル基等があげられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
上記式(1)に示される繰返し単位の具体例としては下記の繰り返し単位、およびこれらに置換基が結合してなる繰り返し単位等が挙げられる。
2009021104.tif 000004
芳香族第三級アミン化合物の構造を含む繰返し単位を含む重合体は、さらに他の繰り返し単位を有していてもよい。他の繰り返し単位としては、フェニレン基、フルオレンジイル基等のアリーレン基があげられる。
なお、この重合体の中では、架橋基を含んでいるものがより好ましい。
【００１７】
正孔輸送層に続いて発光層を形成する場合、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に含まれる溶媒に溶解して積層構造を作成できなくなる事がある。この場合には、下層を溶媒不溶にする方法を用いることができる。溶媒不溶にする方法としては、高分子化合物自体に架橋基を合成的に付けるもの方法、芳香族ビスアジドに代表される芳香環を有する架橋基を持った低分子化合物を架橋剤として混合させる方法、アクリレート基に代表される芳香環を有しない架橋基を持った低分子化合物を架橋剤として混合させる方法、下層を加熱して上層作成に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法、などが挙げられる。下層を加熱する場合の加熱の温度は通常１５０℃〜３００℃程度であり、時間は通常１分〜１時間程度である。
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などがある。
【００１８】
正孔輸送性材料が、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、等の低分子化合物の場合には、真空蒸着法を用いて正孔輸送層を形成する事ができる。また、これら低分子正孔輸送性材料を、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、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（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体、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、等の電荷輸送を極度に阻害せず、且つ、可視光に対する吸収が強くない高分子化合物に分散させた混合溶液を用いて、塗布法により正孔輸送層を形成しても良い。
【００１９】
また本発明の有機発光素子の正孔輸送層に含まれる正孔輸送性材料の最高被占分子軌道(HOMO)エネルギーをEhh、前記電子受容性有機化合物の最低空位分子軌道(LUMO)エネルギーをEalとした場合に、
-0.2 [eV]≦Eal-Ehh
を満たす正孔輸送性材料が好適に用いられる。
これを満たす具体的な組合せとしては、例えば、特開２００６−２９５２０３に開示されるTFB[Ehh=5.4 eV]とF4-TCNQ[Eal=5.24 eV]との組合せ、等が挙げられる。
【００２０】
本発明の発光素子が有する発光層は、電界を印加した際に、陽極側に隣接する層より正孔を注入する事ができ、陰極側に隣接する層より電子を注入する事ができる機能、注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能、電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有するものである。
本発明の発光素子が有する発光層が含む高分子化合物としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な高分子発光材料である。
高分子発光材料としては、公知の高分子発光材料である、ポリフルオレン誘導体(PF)、ポリパラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリチオフェン誘導体、ポリジアルキルフルオレン(PDAF)、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール(PFBT)、ポリアルキルチオフェン(PAT)等の共役系高分子化合物を好適に用いることができる。
また、これら高分子発光材料から成る発光層は、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系色素化合物や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子色素化合物を含有しても良い。ナフタレン誘導体、アントラセン若しくはその誘導体、ペリレン若しくはその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン若しくはその誘導体、又はテトラフェニルブタジエン若しくはその誘導体などを用いることができる。
また、本発明の発光素子が有する発光層は、非共役系高分子化合物［例えば、ポリビニルカルバゾール、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（ N−ビニルカルバゾール）、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂や、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、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）誘導体、有機シラン誘導体を含む重合体］と前記有機色素化合物との混合組成物から構成されても良い。
【００２１】
このような化合物として、高分子発光性材料としては、ＷＯ９９／１３６９２、ＷＯ９９／４８１６０、ＧＢ２３４０３０４Ａ、ＷＯ００／５３６５６、ＷＯ０１／１９８３４、ＷＯ００／５５９２７、ＧＢ２３４８３１６、ＷＯ００／４６３２１、ＷＯ００／０６６６５、ＷＯ９９／５４９４３、ＷＯ９９／５４３８５、ＵＳ５７７７０７０、ＷＯ９８／０６７７３、ＷＯ９７／０５１８４、ＷＯ００／３５９８７、ＷＯ００／５３６５５、ＷＯ０１／３４７２２、ＷＯ９９／２４５２６、ＷＯ００／２２０２７、ＷＯ００／２２０２６、ＷＯ９８／２７１３６、ＵＳ５７３６３６、ＷＯ９８／２１２６２、ＵＳ５７４１９２１、ＷＯ９７／０９３９４、ＷＯ９６／２９３５６、ＷＯ９６／１０６１７、ＥＰ０７０７０２０、ＷＯ９５／０７９５５、特開平２００１−１８１６１８、特開平２００１−１２３１５６、特開平２００１−３０４５、特開平２０００−３５１９６７、特開平２０００−３０３０６６、特開平２０００−２９９１８９、特開平２０００−２５２０６５、特開平２０００−１３６３７９、特開平２０００−１０４０５７、特開平２０００−８０１６７、特開平１０−３２４８７０、特開平１０−１１４８９１、特開平９−１１１２３３、特開平９−４５４７８等に開示されているポリフルオレン、その誘導体及び共重合体、ポリアリーレン、その誘導体及び共重合体、ポリアリーレンビニレン、その誘導体及び共重合体、芳香族アミン及びその誘導体の（共）重合体が例示される。
また、低分子化合物の蛍光性材料としては、例えば特開昭５７−５１７８１号、同５９−１９４３９３号公報、等に記載されている化合物が例示される。
【００２２】
本発明の有機発光素子が有することができる電子注入層及び電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。公知の材料を適宜選択して使用できるが、具体例としてはトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、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、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールや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、有機シラン誘導体、本発明の多核錯体化合物等が挙げられる。また、前記電子注入層及び前記電子輸送層は、前記材料の１種又は２種以上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。
【００２３】
本発明の有機発光素子における各有機層の好ましい膜厚は材料の種類や層構成によって異なり特に制限されないが、一般的には膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数nm から1μｍの範囲が好ましい。
【００２４】
本発明の有機発光素子が有する陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層等に電子を供給するものであり、陰極の材料としては、金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物又はこれらの混合物を用いることができる。陰極の材料の具体例としては、アルカリ金属（Li、Na、K、 等）及びそのフッ化物もしくは酸化物、アルカリ土類金属（Mg、Ca、Ba、Cs、等）及びそのフッ化物もしくは酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、合金または混合金属類〔ナトリウム− カリウム合金、ナトリウム− カリウム混合金属、リチウム− アルミニウム合金、リチウム−アルミニウム混合金属、マグネシウム−銀合金もしくはマグネシウム−銀混合金属、等〕、希土類金属〔インジウム、イッテルビウム、等〕、さらにこれらの積層物等が挙げられる。
【００２５】
本発明の有機発光素子において、その素子構造は、陽極と、電子受容性有機化合物を含む層と、有機化合物を含む正孔輸送層と、高分子化合物を含む発光層と、陰極とをこの順に有し陰極と陽極との間に有機化合物から成る正孔輸送層と高分子化合物を含む発光層を有していれば特に限定されないが、ガラスまたはプラスチック基板上にインジウムスズ酸化物（ITO）から成る陽極が形成され、陽極の表面に電子受容性有機化合物を含む層が成膜され、その上に正孔輸送層が成膜され、その上に発光層が成膜され、その上に陰極が形成された構造が望ましい。
【００２６】
本発明の製造方法は、上述の有機発光素子、即ち、陽極と、電子受容性有機化合物を含む層と、有機化合物を含む正孔輸送層と、高分子化合物を含む発光層と、陰極とをこの順に有し、該電子受容性有機化合物を含む層が該陽極および該正孔輸送層と接している有機発光素子の製造方法であって、該電子受容性有機化合物を含む層を、該電子受容性有機化合物と有機溶媒とを含有する組成物を用いて膜を作成し、この膜を融解して形成する。
【００２７】
本発明の製造方法に用いる、電子受容性有機化合物と有機溶媒とを含有する組成物が含む電子受容性有機化合物の具体例、好ましい例等は、前記のとおりである。
【００２８】
また、有機溶媒としては、層の構成成分を均一に溶解または分散し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、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〕、ニトリル系溶媒〔アセトニトリル、ベンゾニトリル、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。溶媒は単成分であっても複数の成分の混合物であっても良い。
具体的には、例えば電子受容性有機化合物にTCNQ或いはF4-TCNQを用いる場合には、アセトニトリルを好適に用いることが出来る。
電子受容性有機化合物の溶媒に対する濃度は特に限定されないが、通常0.5重量％以上である。
当該組成物中にはホスト材料または／及びバインダーとして樹脂を含有させてもよく、樹脂は溶媒に溶解状態とすることも、分散状態とすることもできる。前記樹脂としては、非共役系高分子（例えば、ポリビニルカルバゾール）、共役系高分子（例えば、ポリオレフィン系高分子）を使用することができる。より具体的には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（ N−ビニルカルバゾール） 、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等から目的に応じて選択できる。溶液は目的に応じて副成分として、酸化防止剤、粘度調整剤、等を含有しても良い。
【００２９】
本発明の製造方法において、当該組成物を用いて膜を作成する方法としては、塗布法〔キャスティング法、スピンコート法、バーコート方、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〕で成膜することが好ましい。前記塗布法では、所望の層（あるいは陽極）上に、塗布・乾燥することによって形成することができる。
【００３０】
インクジェット法においてはインクの吐出性ならびにその再現性のために公知の成分を用いることが出来る。たとえばノズルからの蒸発を押さえるために高沸点の溶媒〔アニソール、ビシクロヘキシルベンゼン、等〕を成分に用いることができる。また成分を選択して溶液の粘度を１〜１００mPa・ｓとすることが好ましい。
【００３１】
塗布の雰囲気は特に限定されず、空気中でも不活性雰囲気下でもよい。
塗布後、通常は、乾燥する。乾燥の温度は、特に限定されないが、１５〜３０℃程度の範囲である。乾燥の雰囲気は特に限定されず、塗布雰囲気下で良い。
乾燥の時間は、通常1分〜10分程度である。
【００３２】
本発明の製造方法においては、上記組成物を用いて膜を作成し、その膜を融解する。
融解は、通常加熱して行うが、加熱の温度は組成物によって異なり、成膜した膜が融解される温度であれば特に限定はされないが、通常100℃〜300℃程度で、例えばアセトニトリルとF4-TCNQの組成物を用いる場合の好ましい温度は150℃〜250℃である。
融解の時間は作成した膜が溶解される時間であれば特に限定されないが、通常3分〜30分で、例えばアセトニトリルとF4-TCNQの混合組成物を用いる場合の好ましい時間は5分〜15分である。
融解の雰囲気は特に限定されず、空気中でも、不活性雰囲気下でもよい。
膜が融解されたことは、目視によって確認できるし、例えば、触針式段差計などで加熱溶解前後の膜厚を比較する事でも確認出来る。例えば、上記したアセトニトリルにF4-TCNQを1重量％混合させた組成物を用いてスピンコート法によって回転数2000rpmで成膜した膜の場合、融解後の膜厚は融解前の1/5以下になる。
本発明の製造方法においては、陽極、電子受容性有機化合物を含む層、有機化合物を含む正孔輸送層、高分子化合物を含む発光層、陰極とをこの順に形成してもよいし、陰極、高分子化合物を含む発光層、有機化合物を含む正孔輸送層、電子受容性有機化合物を含む層、陽極、の順に形成してもよいが、陽極、電子受容性有機化合物を含む層、有機化合物を含む正孔輸送層、高分子化合物を含む発光層、陰極の順に層を形成することが、製造工程の簡易性の観点から好ましい。
【００３３】
本発明の製造方法では、前記電子受容性有機化合物を含む層以外の各層の形成方法は特に限定されず公知の方法を使用できるが、製造プロセスを簡略化できる点で、塗布法〔キャスティング法、スピンコート法、バーコート方、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〕で成膜することが好ましい。前記塗布法では、塗布液を調製し、該塗布液を所望の層（あるいは電極）上に、塗布・乾燥することによって形成することができる。塗布液中にはホスト材料または／及びバインダーとして樹脂を含有させてもよく、樹脂は溶媒に溶解状態とすることも、分散状態とすることもできる。前記樹脂としては、非共役系高分子（例えば、ポリビニルカルバゾール）、共役系高分子（例えば、ポリオレフィン系高分子）を使用することができる。より具体的には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（ N−ビニルカルバゾール） 、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等から目的に応じて選択できる。溶液は目的に応じて副成分として、酸化防止剤、粘度調整剤、等を含有しても良い。
【００３４】
塗布溶液の溶媒は、前記電子受容性有機化合物を含む層を侵さない範囲内で、薄膜の成分を均一に溶解または分散し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、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。溶媒は単成分であっても複数の成分の混合物であっても良いが、前記電子受容性有機化合物を含む層を侵さない為に、前記電子受容性有機化合物を溶解しない溶媒である事が望ましい。
【００３５】
インクジェット法においてはインクの吐出性ならびにその再現性のために公知の成分を用いることが出来る。たとえばノズルからの蒸発を押さえるために高沸点の溶媒〔アニソール、ビシクロヘキシルベンゼン、等〕を成分に用いることができる。また成分を選択して溶液の粘度を１〜１００mPa・ｓとすることが好ましい。
本発明の製造方法においては、前記電子受容性有機化合物を含む層を形成する工程以外の工程において、前記電子受容性有機化合物を溶解する溶媒を使用しないことが、電子受容性有機化合物を含む層を侵さない点で好ましい。
特に、正孔輸送層を形成する工程で、前記電子受容性有機化合物を溶解する溶媒を使用しないことが好ましい。
【００３６】
本発明の製造方法で製造された有機発光素子は、溶媒として実質的に水を用いることなく製造でき、電子受容性有機化合物を含む層が無い素子に比較して、発光輝度、発光効率に優れる。また、当該有機発光素子は、寿命特性にも優れる。
【００３７】
本発明の製造方法で製造された有機発光素子の用途は特に制限されないが、照明用光源、サイン用光源、バックライト用光源、ディスプレイ装置、プリンターヘッド、等に用いることが出来る。ディスプレイ装置としては公知の駆動技術、駆動回路、等を用い、セグンメント型、ドットマトリクス型、等の構成を選択することが出来る。
【実施例】
【００３８】
実施例１
本発明における発光素子の構造と製造方法を図１を参照しながら以下に説明する。
電子受容性有機化合物であるF4-TCNQをアセトニトリル溶媒に重量濃度1%で溶解させ電子受容性有機化合物溶液１とした。電子受容性有機化合物溶液１をITO陽極が成膜されたガラス基板上にスピンコート法により回転数2000rpmで塗布・成膜し、電子受容性有機化合物膜とした。成膜されたガラス基板を大気中で180℃10分間加熱して電子受容性有機化合物膜を溶解させた。
なお、JIS-B0671-1に記載された方法で測定した、ITO陽極表面の中心線平均粗さ（Ra）は、1nmであった。
【００３９】
ついで、WO2005/52027にP1として例示される正孔輸送性高分子材料を準備し、キシレン溶媒に重量濃度0.5%で溶解させ正孔輸送性高分子材料溶液１とした。正孔輸送性高分子材料溶液１を前記電子受容性有機化合物成膜済ガラス基板上にスピンコート法によって膜厚が20nmとなるように成膜し、正孔輸送層とした。成膜されたガラス基板を200℃で15分加熱処理して正孔輸送層を不溶化させた。
【００４０】
ついで、高分子発光材料1を準備し、キシレン溶媒に重量濃度1.4%で溶解させ高分子発光材料溶液１とした。高分子発光材料溶液１を前記正孔輸送層成膜済ガラス基板上にスピンコート法によって膜厚が70nmとなるように成膜し、発光層とした。ここで高分子発光材料１にはサメイション(株)製のBP361を用いた。
【００４１】
ついで、前記発光層成膜済ガラス基板を130℃で45分加熱処理して溶媒を蒸発させた。
ついで、前記発光層成膜済ガラス基板上に真空蒸着装置にてバリウムを5nm堆積させ、続いてアルミニウムを100nm堆積させ陰極とした。
ついで、２液混合エポキシ樹脂と封止ガラス板を用いて、前記陰極形成済ガラス基板を封止し、有機発光素子1とした。
【００４２】
実施例２
電子受容性有機化合物であるTCNQをアセトニトリル溶媒に重量濃度1%で溶解させ電子受容性有機化合物溶液１とした。電子受容性有機化合物溶液１をITO陽極が成膜されたガラス基板上にスピンコート法により回転数2000rpmで塗布・成膜し、電子受容性有機化合物膜とした。成膜されたガラス基板を大気中で180℃10分間加熱して電子受容性有機化合物膜を溶解させた。
ついで、実施例１と同様に正孔輸送層、発光層を順次成膜し、実施例１と同様に陰極を形成した後に封止し、有機発光素子２とした。
【００４３】
実施例３
電子受容性有機化合物であるDDQをアセトニトリル溶媒に重量濃度1%で溶解させ電子受容性有機化合物溶液１とした。電子受容性有機化合物溶液１をITO陽極が成膜されたガラス基板上にスピンコート法により回転数2000rpmで塗布・成膜し、電子受容性有機化合物膜とした。成膜されたガラス基板を大気中で180℃10分間加熱して電子受容性有機化合物膜を溶解させた。
ついで、実施例１と同様に正孔輸送層、発光層を順次成膜し、実施例１と同様に陰極を形成した後に封止し、有機発光素子３とした。
【００４４】
比較例１
電子受容性有機化合物膜を成膜しない以外は実施例１と同様の製造方法によって発光素子を作製し、有機発光素子４とした。
【００４５】
定電圧・電流電源を準備して、作製された有機発光素子１〜４のITO陽極を電源の陽極に、アルミニウム陰極を電源の陰極に接続して電圧を印加し、電流注入によって有機発光素子を発光させた。駆動電圧6V時の各素子の発光輝度と各素子の最大発光効率を表１に示す。
【表１】
2009021104.tif 000005
【００４６】
表１から明らかな通り、電子受容性有機化合物膜を有する本発明の有機発光素子１〜３の発光輝度・発光効率は、電子受容性有機化合物膜を有しない比較例１に対して著しく高い。
以上、本発明の実施例を挙げたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４７】
参考例１
ITO陽極が成膜されたガラス基板上に、正孔注入材料水溶液をスピンコート法によって成膜し、膜厚60nmの正孔注入層とした。成膜されたガラス基板を200℃で10分加熱処理をして正孔注入層を不溶化させた。ここで正孔注入材料溶液にはスタルクヴイテック(株)より入手可能なPEDOT:PSS溶液（ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)・ポリスチレンスルフォン酸、製品名Baytron）を用いた。
以降、実施例１と同様に、正孔輸送層、発光層、陰極を順次施し、封止した素子を有機発光素子５とした。
有機発光素子１〜４と同様の方法で測定した有機発光素子５の発光輝度、発光効率は順に、1210[Cd/m2]、6.8[Cd/A]であった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の有機発光素子の構造概略図。
【図１】
2009021104.tif 000006