(57)【要約】  長寿命の発光層を形成できる、水分濃度が２０ｐｐｍ以下、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である、芳香族系化合物、好ましくは、芳香族系化合物は、アントラセン誘導体、ピレン誘導体及び／又はフルオレン誘導体を有機溶媒に溶かした有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク及びその製造方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分濃度が２０ｐｐｍ以下、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である、芳香族系化合物を有機溶媒に溶かした有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
【請求項２】
前記芳香族系化合物が、アントラセン誘導体、ピレン誘導体及び／又はフルオレン誘導体である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
【請求項３】
前記フルオレン誘導体が、下記式で表されるオリゴフルオレニレン化合物である請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
【化１１】
2006070711.tif 000022
（Ｘ１〜Ｘ４は、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換あるいは未置換のアルケニル基、アルキニル基、アミノ基、アルコキシ基及びスルフィド基、置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換のシリル基及びカルボニル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｘ１とＸ２、Ｘ３とＸ４は互いに結合し環を形成していてもよい。
Ｒ５、Ｒ６は、水素原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基及びアリール基からなる群より選ばれた基であり、Ｒ５とＲ６は同じであっても異なっていてもよく、また異なるフルオレニレン環上のＲ５同士、Ｒ６同士も同じであっても異なっていてもよい。ｔは１〜２０の整数である。）
【請求項４】
前記有機溶媒が非ハロゲン系溶媒である請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
【請求項５】
前記有機溶媒が芳香族系溶媒である請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
【請求項６】
前記有機溶媒がハロゲン系溶媒である請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
【請求項７】
水分濃度が２０ｐｐｍ以下、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である有機溶媒に、芳香族系化合物を溶解する請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インクの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インクを用いて作製した有機エレクトロルミネッセンス素子。
【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（ＥＬ）塗布膜形成用インク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、自発発光型表示素子として視野角が広くコントラストが優秀であり、さらに応答時間が速いという長所がある。ＥＬ素子は発光層形成用材料により無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とに区分されるが、有機ＥＬ素子は無機ＥＬ素子に比べ、輝度、駆動電圧及び応答速度特性に優れ、多色化が可能である。【０００３】
一般に有機ＥＬ素子は発光層及び該層を挟んだ一対の対向電極から構成されている。両電極間に電界が印加されると陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。発光は、電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する現象である。【０００４】
発光層形成用材料として様々な低分子化合物が開発されている。例えば、非特許文献１には芳香族ジアミンとアルミニウム錯体を利用する有機ＥＬが報告されている。また、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られており、これらからは青色から赤色までの可視領域までの発光が得られカラー表示素子の実現が期待されている（例えば、特許文献１，２，３）。さらに、アントラセン誘導体を用いた素子が報告されている（例えば、特許文献４，５，６，７）。しかし、これらの誘導体は発光効率が低くさらなる高効率化が求められている。
一方、発光層形成用材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチルへキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）等の高分子化合物を使用している有機電子発光素子が発表されている（非特許文献２）。さらに有機溶媒に対する溶解度特性を改善させ得る作用基を導入した可溶性ＰＰＶも開発された。このような可溶性ＰＰＶを用いることにより湿式成膜用の溶液が作製可能となり、スピンコート、インクジェット等の湿式成膜法により発光層を製膜することができる（例えば、特許文献８）。湿式成膜法によれば、簡易に素子が得られ、また大型化への対応も容易となる。しかしながら、高分子化合物は、低分子化合物に比べて発光性能が劣り、発光層形成用インクとしては発光性能面において不十分であった。【０００５】
現在まで知られている発光性の低分子化合物は難溶性のものが多く、通常真空蒸着で発光層が形成されている。ところが真空蒸着法は、プロセスが複雑であり、大型の蒸着装置が必要になる等多くの欠点が存在する。そこで、低分子化合物を用いて湿式成膜により素子成膜することが求められていた。【０００６】
発光性の低分子化合物は、ＰＰＶよりも合成ルートが短く簡易に製造でき、さらにカラムクロマトグラフィー等の公知の技術で高純度に精製できる長所がある。従って、低分子化合物は混入する不純物の影響が少なく高い発光性能を有する発光材料となり得る。【０００７】
【特許文献１】特開平８−２３９６５５号公報
【特許文献２】特開平７−１３８５６１号公報
【特許文献３】特開平３−２００２８９号公報
【特許文献４】米国特許０５９３５７２号公報
【特許文献５】特開平８−０１２６００号公報
【特許文献６】特開２０００−３４４６９１号公報
【特許文献７】特開平１１−３２３３２３号公報
【特許文献８】特開２００３−３０８９６９号公報
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３，１９８７
【非特許文献２】Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９，１９９０＆Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５８，１９８２，１９９１
【０００８】
本発明の目的は、長寿命の発光層を形成できる有機ＥＬ塗布膜形成用インク及びその製造方法を提供することである。
【発明の開示】
【０００９】
１．水分濃度が２０ｐｐｍ以下、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である、芳香族系化合物を有機溶媒に溶かした有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
２．前記芳香族系化合物が、アントラセン誘導体、ピレン誘導体及び／又はフルオレン誘導体である１記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
３．前記フルオレン誘導体が、下記式で表されるオリゴフルオレニレン化合物である２記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
【化１】
2006070711.tif 000002
（Ｘ１〜Ｘ４は、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換あるいは未置換のアルケニル基、アルキニル基、アミノ基、アルコキシ基及びスルフィド基、置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換のシリル基及びカルボニル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｘ１とＸ２、Ｘ３とＸ４は互いに結合し環を形成していてもよい。
Ｒ５、Ｒ６は、水素原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基及びアリール基からなる群より選ばれた基であり、Ｒ５とＲ６は同じであっても異なっていてもよく、また異なるフルオレニレン環上のＲ５同士、Ｒ６同士も同じであっても異なっていてもよい。ｔは１〜２０の整数である。）
４．前記有機溶媒が非ハロゲン系溶媒である１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
５．前記有機溶媒が芳香族系溶媒である４記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
６．前記有機溶媒がハロゲン系溶媒である１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インク。
７．水分濃度が２０ｐｐｍ以下、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である有機溶媒に、芳香族系化合物を溶解する１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インクの製造方法。
８．１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス塗布膜形成用インクを用いて作製した有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１０】
本発明によれば、長寿命の発光層を形成できる有機ＥＬ塗布膜形成用インク及びその製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の有機ＥＬ塗布膜形成用インクは芳香族系化合物を有機溶媒に溶解したものである。芳香族系化合物の濃度は、好ましくは０．５ｗｔ％以上である。【００１３】
このインクに用いる芳香族化合物は、アントラセン誘導体、ピレン誘導体及び／又はフルオレン誘導体が好ましい。これらの芳香族化合物にはフルオレニルアントラセン誘導体やフルオレニルピレン誘導体も含まれる。【００１４】
好適なアントラセン誘導体、ピレン誘導体及び／又はフルオレン誘導体を以下に示す。
【化２】
2006070711.tif 000003
式（Ｉ）中、Ａ１，Ａ２は置換基を有していてもよい核炭素数６〜５０のアリール基、又は置換基を有していてもよい核原子数５〜５０のヘテロアリール基である。Ａ１及びＡ２は同一ではない。ｎは１又は２の整数である。【００１５】
式（II）中、Ａ３〜Ａ５は置換基を有していてもよい核炭素数６〜５０のアリール基、又は置換基を有していてもよい核原子数５〜５０のヘテロアリール基である。Ａ３〜Ａ５はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。【００１６】
式（III）中、Ａ６，Ａ７はアントレセニレン又はピレニレンである。Ａ６及びＡ７は同一でも異なっていてもよい。ｍは１〜３の整数である。Ｒ１，Ｒ２は、同一でも異なっていてもよく、水素又は炭素数が１〜１０のアルキル基である。Ｒ３，Ｒ４は、同一でも異なっていてもよく、水素、炭素数が１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基又はビフェニル基である。
好ましくは、Ａ６及びＡ７は同一であり、Ｒ１及びＲ２は、同一であって、炭素数が４〜１０のアルキル基であり、Ｒ３及びＲ４は、同一である。【００１７】
式（ＩＶ）中、Ｌ，Ｌ’はそれぞれ置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基、置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。Ａ８，Ａ９はそれぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基である。ｐ、ｑは０〜２の整数、ｒは１〜４の整数、ｓは０〜４の整数である。【００１８】
また、フルオレン誘導体としては、以下のオリゴフルオレニレン化合物が好ましい。
【化３】
2006070711.tif 000004
Ｘ１〜Ｘ４は、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換あるいは未置換のアルケニル基、アルキニル基、アミノ基、アルコキシ基及びスルフィド基、置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換のシリル基及びカルボニル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｘ１とＸ２、Ｘ３とＸ４は互いに結合し環を形成していてもよい。
Ｒ５、Ｒ６は、水素原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基及びアリール基からなる群より選ばれた基であり、Ｒ５とＲ６は同じであっても異なっていてもよく、また異なるフルオレニレン環上のＲ５同士、Ｒ６同士も同じであっても異なっていてもよい。ｔは１〜２０の整数である。【００１９】
さらに、以下に具体的な芳香族化合物を例示するが、これに限定されるものではない。
【化４】
2006070711.tif 000005
2006070711.tif 000006
2006070711.tif 000007
2006070711.tif 000008
2006070711.tif 000009
2006070711.tif 000010
2006070711.tif 000011
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2006070711.tif 000014
2006070711.tif 000015
Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、ｔＢｕはターシャリーブチル基、ｎＢｕはノルマルブチル基及びＰｈはフェニル基を略したものである。【００２０】
上記芳香族化合物を溶かす有機溶媒としては、非ハロゲン系溶媒とハロゲン系溶媒が挙げられる。
非ハロゲン系溶媒としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族系溶媒、ヘキサン、オクタン、デカン等の炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶媒等が挙げられる。これらの非ハロゲン系溶媒の中でも芳香族系溶媒が好ましい。【００２１】
ハロゲン系溶媒としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等が挙げられる。
また、これらの溶媒は単独で使用しても複数混合して用いてもよい。尚、使用可能な溶媒はこれらに限定されるものではない。【００２２】
本発明の有機ＥＬ塗布膜形成用インクの水分及び酸素濃度はそれぞれ２０ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下である。インク中の水分及び酸素濃度が大きいと発光素子の発光性能が劣化し寿命が短縮する。水分及び酸素濃度はそれぞれ１０ｐｐｍ以下、５ｐｐｍ以下であることが好ましい。【００２３】
次に、水分濃度が２０ｐｐｍ以下、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である有機ＥＬ塗布膜形成用インクの製造方法について説明する。
かかるインクは、水分濃度が２０ｐｐｍ以下、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である有機溶媒に、芳香族系化合物を溶解して製造できる。有機溶媒中の水分濃度、酸素濃度を低くする方法としては一般的に蒸留精製、アルゴンや窒素等の不活性ガスによるバブリング、モレキュラーシーブスに代表される乾燥材を用いた乾燥、デガッサーを用いる方法、凍結乾燥法等が挙げられる。【００２４】
上記のインクを用いて、湿式法により成膜して有機ＥＬ素子を作製できる。湿式法としては、スピンコート、インクジェット等を例示できる。有機ＥＬ素子は通常、発光層又は発光層を含む積層体を対向電極で狭持したものである。これらの層の少なくとも１層を本発明のインクを用いて成膜できる。好ましくは発光層をインクを用いて作製する。【００２５】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す断面図である。
この有機ＥＬ素子は、陰極３０と陽極１０間に、正孔注入層２２、発光層２４、電子注入層２６からなる有機薄膜層２０が挟持されている。正孔注入層２２、発光層２４、電子注入層２６の少なくとも一層を本発明のインクを用いて製造できる。【００２６】
本発明のインクを用いて発光層を作製するとき、ホスト材料として上述したアントラセン誘導体、ピレン誘導体及び／又はフルオレン誘導体を用いることができる。さらに、インクは、発光層に含まれるドーパントとして、スチリルアミン化合物及び／又はアリールアミン化合物を含有することが好ましい。
スチリルアミン化合物としては、下記式（１）で表されるものが好ましい。【００２７】
【化５】
2006070711.tif 000016
（式中、Ａｒ１は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、スチルベン基、ジスチリルアリール基から選ばれる基であり、Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ水素原子又は炭素数が６〜２０の芳香族基であり、Ａｒ１〜Ａｒ３は置換されてもよい。ｘは、１〜４の整数である。さらに好ましくはＡｒ２又はＡｒ３の少なくとも一方はスチリル基で置換されている。）【００２８】
ここで、炭素数が６〜２０の芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナンスリル基、ターフェニル基等が挙げられる。【００２９】
アリールアミン化合物としては、下記式（２）で表されるものが好ましい。
【化６】
2006070711.tif 000017
（式中、Ａｒ４〜Ａｒ６は、置換もしくは無置換の核原子数５〜４０のアリール基である。ｙは、１〜４の整数である。）【００３０】
ここで、核原子数が５〜４０のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、クリセニル基、ナフタセニル基、アントラニル基、フェナンスリル基、ピレニル基、コロニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ピローリル基、フラニル基、チオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、オキサジアゾリル基、ジフェニルアントラニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ベンゾキノリル基、フルオランテニル基、アセナフトフルオランテニル基、スチルベン基等が挙げられる。尚、アリール基の好ましい置換基としては、炭素数１〜６のアルキル基（エチル基、メチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、炭素数１〜６のアルコキシ基（エトキシ基、メトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロペントキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、核原子数５〜４０のアリール基、核原子数５〜４０のアリール基で置換されたアミノ基、核原子数５〜４０のアリール基を有するエステル基、炭素数１〜６のアルキル基を有するエステル基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等が挙げられる。【００３１】
有機ＥＬ素子の素子構成は、図１に示す構成を含み、以下の構成を例示できる。しかし、これらに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
（３）陽極／発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極（図１）
（５）陽極／有機半導体層／発光層／陰極
（６）陽極／有機半導体層／電子障壁層／発光層／陰極
（７）陽極／有機半導体層／発光層／付着改善層／陰極
（８）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
（９）陽極／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１０）陽極／無機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１１）陽極／有機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１２）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／絶縁層／陰極
（１３）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
これらの中で通常（８）の構成が好ましく用いられる。【００３２】
正孔注入、輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい。このような正孔注入、輸送層としてはより低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０−４ｃｍ２／Ｖ・秒であれば好ましい。【００３３】
正孔注入、輸送層を形成する材料としては、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。例えば、芳香族第三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、さらにはポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ）等が挙げられる。さらに、具体例としては、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。【００３４】
正孔注入層の材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。【００３５】
また、米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（以下ＮＰＤと略記する）、また特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下ＭＴＤＡＴＡと略記する）等を挙げることができる。
また、芳香族ジメチリディン系化合物の他、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入層の材料として使用することができる。【００３６】
正孔注入、輸送層は上述した材料の一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、又は別種の化合物からなる正孔注入、輸送層を積層したものであってもよい。【００３７】
有機半導体層は発光層への正孔注入又は電子注入を助ける層であって、１０−１０Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有するものが好適である。このような有機半導体層の材料としては、含チオフェンオリゴマーや特開平８−１９３１９１号公報に開示してある含アリールアミンオリゴマー等の導電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマー等の導電性デンドリマー等を用いることができる。【００３８】
電子注入層は発光層への電子の注入を補助する層であって、電子移動度が大きく、また付着改善層は、この電子注入層の中で特に陰極との付着が良い材料からなる層である。電子注入層に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン、その誘導体の金属錯体やオキサジアゾール誘導体が好適である。【００３９】
この８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物が挙げられる。例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）を電子注入層に用いることができる。
また、オキサジアゾール誘導体としては、下記式で表される電子伝達化合物が挙げられる。
【化７】
2006070711.tif 000018
【００４０】
（式中Ａｒ１’，Ａｒ２’，Ａｒ３’，Ａｒ５’，Ａｒ６’，Ａｒ９’はそれぞれ置換又は無置換のアリール基を示し、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。また、Ａｒ４’，Ａｒ７’，Ａｒ８’は置換又は無置換のアリーレン基を示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい）
ここで、アリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基等が挙げられる。また、アリーレン基としてはフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基等が挙げられる。また、置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は薄膜形成性のものが好ましい。【００４１】
この電子伝達性化合物の具体例としては下記のものを挙げることができる。
【化８】
2006070711.tif 000019
【００４２】
有機ＥＬ素子において、陰極と有機層の間に絶縁体や半導体で構成される電子注入層をさらに設けてもよく、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ及びＮａＯが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２及びＢｅＦ２等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。【００４３】
また、半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。尚、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。【００４４】
有機ＥＬ素子は、超薄膜に電界を印可するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層を挿入することが好ましい。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。また、これらの混合物や積層物を用いてもよい。【００４５】
本発明の有機ＥＬ素子の有機薄膜層を形成する各有機層の膜厚は特に制限されないが、一般に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。【００４６】
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔注入／輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。陽極材料の具体例としては、錫ドープ酸化インジウム合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が適用できる。
陽極は、これらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製できる。
発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が１０％より大きくすることが好ましい。また陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選択される。【００４７】
有機ＥＬ素子の陰極は、電子を電子注入／輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質として用いることができる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属等が挙げられる。
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍである。【００４８】
一般に有機ＥＬ素子は透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましい。
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。【００４９】
［実施例］
実施例において、溶媒（溶液）中の水分は、カールフィッシャー滴定法により測定した。溶媒（溶液）中の酸素濃度は、セントラル科学株式会社製溶存酸素計ＵＣ−１２−ＳＯＬを用いて測定した。測定で得られた値［ｍｇ／Ｌ］は、トルエンの比重を０．８６６９（２０℃）として換算し、ｐｐｍで表した。【００５０】
実施例１
（１）有機溶媒の調製
溶媒としてトルエンを用いた。トルエンは、酸素濃度１ｐｐｍ、露点−７０℃のグローブボックス内で、窒素バブリング後、デガッサー（株式会社イーアールシー社製ＤＥＧＡＳＳＥＲ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  Ｕ００５）に通して調製した。得られたトルエンの水分濃度と酸素濃度はそれぞれ１ｐｐｍ、０．６ｐｐｍであった。【００５１】
（２）インクＡの調製
アルゴン雰囲気下、上記（１）で調製したトルエン１０ｇに下記に示す化合物Ｈ（ホスト材料）を０．１ｇ、下記に示す化合物Ｄ（ドーパント）０．０１ｇを加え、溶解させてインクＡを調製した。調製したインクＡの水分濃度、酸素濃度はそれぞれ１ｐｐｍ、０．６ｐｐｍであった。化合物Ｈ，Ｄは、特願２００３−４１７０３７号（特開２００５−１７０９１１号公報）に記載の方法で製造した。【００５２】
【化９】
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【００５３】
（３）有機ＥＬ素子の作製
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。その基板の上に、スピンコート法で正孔注入層に用いるポリ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（ＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ）を１００ｎｍの膜厚で成膜し、次いで調製したインクＡを用いてＰＥＤＯＴ・ＰＳＳの上に発光層をスピンコート法で成膜した。この時の膜厚は５０ｎｍであった。この膜上に膜厚１０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム膜（Ａｌｑ膜）を成膜した。このＡｌｑ膜は、電子輸送層として機能する。この後還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層（陰極）としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を形成した。この素子は青色発光し、発光面は均一であった。１００ｃｄ／ｍ２で発光させた素子の輝度半減時間は３００時間であった。【００５４】
比較例１
（１）インクＢの調製
アルゴン雰囲気下、水分濃度と酸素濃度がそれぞれ３４ｐｐｍ、１１ｐｐｍであるトルエン１０ｇに上記化合物Ｈ（ホスト材料）を０．１ｇ、上記化合物Ｄ（ドーパント）０．０１ｇを加え、溶解させてインクＢを調製した。調製したインクＢの水分濃度、酸素濃度はそれぞれ５５ｐｐｍ、４５ｐｐｍであった。
（２）有機ＥＬ素子の作製
実施例１の素子作製（３）において、インクＡの代わりにインクＢを用いた以外は同様に素子作製を行った。素子の発光面に多くのダークスポットが観察された。尚、１００ｃｄ／ｍ２で発光させた素子の輝度半減時間は１０時間以下であった。【００５５】
実施例２
（１）有機溶媒の調製
実施例１（１）と同様にトルエンを調製した。
（２）インクＣの調製
アルゴン雰囲気下、上記（１）で調製したトルエン１０ｇに上記化合物Ｈ（ホスト材料）を０．１ｇ、下記に示す化合物（ドーパント）０．００５ｇを加え、溶解させてインクＣを調製した。調製したインクＣの水分濃度、酸素濃度はそれぞれ１ｐｐｍ、０．６ｐｐｍであった。
【化１０】
2006070711.tif 000021
（３）素子の作製
インクＡのかわりにインクＣを用いた以外は実施例１（３）の素子と同様に有機ＥＬ素子を作製した。その結果、この素子は青色発光し、発光面は均一であった。発光効率は、１００ｃｄ／ｍ２で発光させた素子の輝度半減時間は３２０時間であった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の有機ＥＬ塗布膜形成用インクを用いて作製した有機ＥＬ発光装置は、民生用及び工業用のディスプレイ、具体的には、携帯電話、ＰＤＡ、カーナビ、モニター、ＴＶ用途への有機ＥＬパネルとして用いることができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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