JP5156019B2 - トリアジン環含有高分子化合物を用いた有機発光素子 - Google Patents
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Description
本発明は、トリアジン環含有高分子化合物を用いた有機発光素子に関する。より詳しくは、本発明は、陽極と陰極との間に発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層がトリアジン環含有高分子化合物を含む有機発光素子に関する。
有機発光素子としては、陽極と陰極との間に、一または二以上の有機層を設けた多層構造の素子が知られている。特許文献１には、有機層に低分子化合物であるトリアジン誘導体を含む有機発光素子が開示されている。
しかしながら、低分子化合物を用いて層を形成する場合は一般的に真空蒸着法が用いられるが、この方法は、真空設備を必要とすることや層の膜厚が不均一になりやすいことなどの問題があった。
これに対して、高分子化合物を用いれば、スピンコートなどの塗布法によって層が形成できる利点がある。たとえば、特許文献２には、トリアジン環を含む繰り返し単位を有する蛍光発光性の共役高分子化合物が開示されている。
また、非特許文献１には、有機発光素子や電界効果トランジスターに利用可能なトリアジン骨格を有する非共役高分子化合物が開示されている。この高分子化合物は、具体的には、電子輸送性のトリフェニルトリアジン誘導体モノマーとホール輸送性のトリフェニルアミン誘導体モノマーとを共重合して得られた高分子化合物である。
さらに、非特許文献２には、トリフェニルトリアジン誘導体から導かれる構成単位、ペリレン誘導体から導かれる構成単位およびイリジウム錯体から導かれる構成単位を有する非共役高分子化合物および該高分子化合物を用いた有機発光素子が開示されている。この高分子化合物では、電子輸送性、ホール輸送性および燐光発光性の部位がそれぞれアミド結合を介してポリマー主鎖に結合している。
特開２００６−１７３５６９号公報
特開２００２−１２９１５５号公報
Marc Behl et al., "Block Copolymers Build-up of Electron and Hole Transport Materials", Macromolecular Chemistry and Physics, 2004, 205, p.1633-1643.
Se Young Oh et al., "Characteristics of Polymer Light Emitting Diode Using a Phosphorescent TerpolymerContaining Perylene, Triazineand Ir(ppy)3 Moieties in the Polymer Side Chain", Molecular Crystals and Liquid Crystals, 2006, 458, p.227-235.
しかしながら、非特許文献２に記載された高分子化合物を用いた有機発光素子は、駆動電圧、発光効率および最高到達輝度の点で改善の余地があった。
したがって、本発明の目的は、低い駆動電圧を有するとともに、高発光効率および高輝度が得られる高分子化合物を用いた有機発光素子を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、特定の重合性化合物から導かれる構成単位を含む高分子化合物により、低い駆動電圧を有するとともに、高発光効率および高輝度を有する有機発光素子が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、たとえば以下の［１］〜［９］に関する。
［１］陽極と陰極との間に発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、下記一般式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位と、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位とを有する高分子化合物を含むことを特徴とする有機発光素子。
（式中、Ｒ1〜Ｒ14は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数１〜１２のアルキル基または炭素数１〜１２のアルコキシ基を表し、Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ9、Ｒ10〜Ｒ14のそれぞれにおいて、ベンゼン環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよく、Ｒ15は、水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｘ1は、単結合または下記式（Ｘ１１）〜（Ｘ１４）で表される基を表す。
式中、ＲＸ11は、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、ＲＸ12は、単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基またはフェニレン基を表す。）
［２］上記高分子化合物が、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位をさらに有することを特徴とする上記［１］に記載の有機発光素子。
［２］上記高分子化合物が、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位をさらに有することを特徴とする上記［１］に記載の有機発光素子。
［３］上記発光層が、ホール輸送性の化合物をさらに含むことを特徴とする上記［１］に記載の有機発光素子。
［４］上記燐光発光性の重合性化合物が、下記一般式（２）〜（４）のいずれかで表される錯体であることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載の有機発光素子。
（式（２）中、Ｒ201〜Ｒ215は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表し、Ｒ201〜Ｒ204、Ｒ205〜Ｒ208、Ｒ209〜Ｒ211、Ｒ212〜Ｒ215のそれぞれにおいて、環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよく、Ｒ216は、水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｘ2は、単結合または下記式（Ｘ２１）〜（Ｘ２４）で表される基を表す。
式中、ＲＸ21は、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、ＲＸ22は、単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基またはフェニレン基を表す。）
（式（３）中、Ｒ301〜Ｒ308は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表し、Ｒ309〜Ｒ310は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表し、Ｒ301〜Ｒ304、Ｒ305〜Ｒ308のそれぞれにおいて、環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよく、Ｒ311は、水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｘ3は、単結合または下記式（Ｘ３１）〜（Ｘ３４）で表される基を表す。
式中、ＲＸ31は、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、ＲＸ32は、単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基またはフェニレン基を表す。）
（式（４）中、Ｒ401〜Ｒ411は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表し、Ｒ401〜Ｒ404、Ｒ405〜Ｒ408、Ｒ409〜Ｒ411のそれぞれにおいて、環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよく、Ｒ412は、水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｘ4は、単結合または下記式（Ｘ４１）〜（Ｘ４４）で表される基を表す。
式中、ＲＸ41は、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、ＲＸ42は、単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基またはフェニレン基を表す。）
［５］上記ホール輸送性の重合性化合物が、カルバゾール誘導体またはトリアリールアミン誘導体であることを特徴とする上記［２］に記載の有機発光素子。
［５］上記ホール輸送性の重合性化合物が、カルバゾール誘導体またはトリアリールアミン誘導体であることを特徴とする上記［２］に記載の有機発光素子。
［６］上記［１］〜［５］のいずれかに記載の有機発光素子を用いたことを特徴とする面発光光源。
［７］上記［１］〜［５］のいずれかに記載の有機発光素子を用いたことを特徴とする画像表示装置。
［８］下記一般式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位と、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位とを有する高分子化合物。
（式中、Ｒ1〜Ｒ14は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数１〜１２のアルキル基または炭素数１〜１２のアルコキシ基を表し、Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ9、Ｒ10〜Ｒ14のそれぞれにおいて、ベンゼン環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよく、Ｒ15は、水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｘ1は、単結合または下記式（Ｘ１１）〜（Ｘ１４）で表される基を表す。
式中、ＲＸ11は、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、ＲＸ12は、単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基またはフェニレン基を表す。）
［９］上記高分子化合物が、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位をさらに有することを特徴とする上記［８］に記載の高分子化合物。
［９］上記高分子化合物が、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位をさらに有することを特徴とする上記［８］に記載の高分子化合物。
本発明の有機発光素子によれば、低い駆動電圧とともに、高発光効率および高輝度が得られる。
１： ガラス基板
２： 陽極
３： ホール輸送層
４： 発光層
５： 電子輸送層
６： 陰極
２： 陽極
３： ホール輸送層
４： 発光層
５： 電子輸送層
６： 陰極
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において、電子輸送性およびホール輸送性をあわせてキャリア輸送性ともいう。
＜有機発光素子＞
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極との間に発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位と、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位とを有する特定の高分子化合物を含むことを特徴とする。すなわち、この高分子化合物では、電子輸送性のトリアジン環を含有する部位が特定の２価の基を介してポリマー主鎖に結合している。このため、上記高分子化合物によれば、低い駆動電圧とともに高発光効率および高輝度を有する有機発光素子が得られる。
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極との間に発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位と、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位とを有する特定の高分子化合物を含むことを特徴とする。すなわち、この高分子化合物では、電子輸送性のトリアジン環を含有する部位が特定の２価の基を介してポリマー主鎖に結合している。このため、上記高分子化合物によれば、低い駆動電圧とともに高発光効率および高輝度を有する有機発光素子が得られる。
以下、本発明の具体的な形態について説明する。
［本発明の実施の形態１］
本発明の有機発光素子（実施の形態１）は、陽極と陰極との間に一層の発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位および燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位とともに、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位をさらに有する特定の高分子化合物（１）を含む。
本発明の有機発光素子（実施の形態１）は、陽極と陰極との間に一層の発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位および燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位とともに、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位をさらに有する特定の高分子化合物（１）を含む。
実施の形態１に用いられる高分子化合物（１）は、上述した構成単位を有し、上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物、燐光発光性の重合性化合物およびホール輸送性の重合性化合物を共重合して得られる。
上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物は、重合性の官能基である炭素−炭素二重結合を有する。
また、上記式（１）中、Ｒ1〜Ｒ14は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数１〜１２のアルキル基または炭素数１〜１２のアルコキシ基を表す。
上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が挙げられる。
上記炭素数１〜１２のアルキル基としては、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、ｔ−ブチル基、アミル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、２−エチルヘキシル基、ドデシル基などが挙げられる。
上記炭素数１〜１２のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基などが挙げられる。
これらのうちで、溶解性の向上および分子の対称性の観点から、Ｒ7およびＲ14が炭素数１〜１２のアルキル基または炭素数１〜１２のアルコキシ基であり、Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ8〜Ｒ13が水素原子であることが好ましい。
Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ9、Ｒ10〜Ｒ14のそれぞれにおいて、ベンゼン環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
Ｒ15は、水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表す。上記炭素数１〜１２のアルキル基としては、上述したアルキル基が挙げられる。
これらのうちで、キャリア輸送能の観点から、Ｒ15は水素原子であることが好ましい。
Ｘ1は、単結合または上記式（Ｘ１１）〜（Ｘ１４）で表される基を表す。式中、ＲＸ11は、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、ＲＸ12は、単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基またはフェニレン基を表す。なお、式（１）において、ＲＸ11はＲ1〜Ｒ4を有するベンゼン環に結合し、ＲＸ12はビニル基に結合することが好ましい。このようなＸ1によれば、低い駆動電圧とともに高発光効率および高輝度を有する有機発光素子が得られる。
これらのうちで、Ｘ1は、単結合または炭素数１〜２０のアルキ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。このようにＸ1にヘテロ原子が含まれていないと、より高い発光効率を有する有機発光素子が得られる。
上記電子輸送性の重合性化合物は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
このような電子輸送性の重合性化合物は、例えば、ルイス酸を用いて、ベンゾニトリル誘導体とブロモベンゾイルクロリドとを環化反応させた後、鈴木カップリング法により、ビニルホウ酸をカップリングすることにより製造できる。
上記燐光発光性の重合性化合物は、重合性官能基を有する置換基を有しており、室温で三重項励起状態からの発光が得られる低分子化合物であれば、特に制限されず、重合性官能基を有する置換基を含む、パラジウム錯体、オスミウム錯体、イリジウム錯体、プラチナ錯体および金錯体が好ましく、イリジウム錯体およびプラチナ錯体がより好ましく、イリジウム錯体が最も好ましい。
このようなイリジウム錯体としては、上記式（２）〜（４）で表される錯体が好適に用いられる。これらの重合性化合物は、重合性の官能基である炭素−炭素二重結合を有する。
上記式（２）中、Ｒ201〜Ｒ215は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表す。
上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が挙げられる。
上記炭素数１〜１０のアルキル基としては、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、ｔ−ブチル基、アミル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。
上記炭素数６〜１０のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基などが挙げられる。
上記炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基としては、例えば、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基などが挙げられる。
上記炭素数１〜１０のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基などが挙げられる。
上記シリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、トリメトキシシリル基などが挙げられる。
これらのうちで、キャリア輸送能の観点から、Ｒ201〜Ｒ215が、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、メチル基、ｔ−ブチル基、ジメチルアミノ基、ブトキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基であることが好ましく、Ｒ202およびＲ204がフッ素原子であり、Ｒ206およびＲ213がｔ−ブチル基であることがより好ましい。なお、この場合、重合性置換基、上記原子および上記置換基ではないＲ201〜Ｒ215は水素原子である。
Ｒ201〜Ｒ204、Ｒ205〜Ｒ208、Ｒ209〜Ｒ211、Ｒ212〜Ｒ215のそれぞれにおいて、環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
Ｒ216は、水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表す。上記炭素数１〜１２のアルキル基としては、上述したアルキル基が挙げられる。
これらのうちで、キャリア輸送能の観点から、Ｒ216が水素原子であることが好ましい。
Ｘ2は、単結合または上記式（Ｘ２１）〜（Ｘ２４）で表される基を表す。式中、ＲＸ21は、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、ＲＸ22は、単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基またはフェニレン基を表す。なお、式（２）において、ＲＸ21はＲ209〜Ｒ211を有するベンゼン環に結合し、ＲＸ22はビニル基に結合することが好ましい。Ｘ2にヘテロ原子が含まれていないと、より高い発光効率を有する有機発光素子が得られる。
上記式（３）中、Ｒ301〜Ｒ308は、それぞれ独立に、Ｒ201と同様の原子または置換基を表す。
Ｒ309〜Ｒ310は、それぞれ独立に、Ｒ201と同様の原子または置換基を表し、好ましい範囲およびその理由もＲ201と同じである（ただしハロゲン原子を除く）。
これらのうちで、キャリア輸送能の観点から、Ｒ301〜Ｒ310が、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、メチル基、ｔ−ブチル基、ジメチルアミノ基、ブトキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基であることが好ましく、Ｒ302およびＲ304がフッ素原子であり、Ｒ302およびＲ304を除くＲ301〜Ｒ310が水素原子であることがより好ましい。
Ｒ301〜Ｒ304、Ｒ305〜Ｒ308のそれぞれにおいて、環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
Ｒ311は、Ｒ216と同様の原子または置換基を表し、好ましい範囲およびその理由もＲ216と同じである。
Ｘ3は、Ｘ2と同様の原子または置換基を表し、好ましい範囲およびその理由もＸ2と同じである。
上記式（４）中、Ｒ401〜Ｒ411は、それぞれ独立に、Ｒ201と同様の原子または置換基を表す。
これらのうちで、キャリア輸送能の観点から、Ｒ401〜Ｒ411が、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、メチル基、ｔ−ブチル基、ジメチルアミノ基、ブトキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基であることが好ましく、Ｒ402およびＲ404がフッ素原子であり、Ｒ402およびＲ404を除くＲ401〜Ｒ411が水素原子であることがより好ましい。
Ｒ401〜Ｒ404、Ｒ405〜Ｒ408、Ｒ409〜Ｒ411のそれぞれにおいて、環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
Ｒ412は、Ｒ216と同様の原子または置換基を表し、好ましい範囲およびその理由もＲ216と同じである。
Ｘ4は、Ｘ2と同様の原子または置換基を表し、好ましい範囲およびその理由もＸ2と同じである。
上記燐光発光性の重合性化合物は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
このような燐光発光性の重合性化合物は、例えば、塩化イリジウムとフェニルピリジン誘導体とを反応させ、イリジウムの２核錯体とした後、重合性官能基を有する配位子（上記式（２）〜（４）中Ｉｒの右側に配位している配位子）を反応させることにより製造できる。
上記ホール輸送性の重合性化合物としては、重合性官能基を有する置換基を含む、カルバゾール誘導体またはトリアリールアミン誘導体が好適に用いられる。
このようなカルバゾール誘導体およびトリアリールアミン誘導体としては、重合性官能基を有する置換基を含む、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３−メチルフェニル）−１，１’−（３，３‘−ジメチル）ビフェニル−４，４’ジアミン（ＨＭＴＰＤ）、４、４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル（ＣＢＰ）、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル（ＣＤＢＰ）などが挙げられる。
上記ホール輸送性の重合性化合物は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、下記一般式（５）〜（６）で表されるホール輸送性の重合性化合物も、キャリア輸送能および光物性の観点から、本発明に好適に用いられる。
上記式（５）中、Ｒ501〜Ｒ524のうち少なくとも１つは重合性官能基を有する置換基を表し、該重合性官能基を有する置換基ではないＲ501〜Ｒ524は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、カルバゾール基およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表す。
上記原子または置換基の具体例としては、上述した原子または置換基が挙げられる。上記カルバゾール基は、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基、メトキシ基などの置換基を有していてもよい。
Ｒ501〜Ｒ505、Ｒ506〜Ｒ510、Ｒ511〜Ｒ515、Ｒ516〜Ｒ520およびＲ521〜Ｒ523のそれぞれにおいて、ベンゼン環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成してもよい。
上記式（６）中、Ｒ601〜Ｒ633のうち少なくとも１つは重合性官能基を有する置換基を表し、該重合性官能基を有する置換基ではないＲ601〜Ｒ633は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表す。
上記原子または置換基の具体例としては、上述した原子または置換基が挙げられる。
Ｒ601〜Ｒ605、Ｒ606〜Ｒ610、Ｒ611〜Ｒ615、Ｒ616〜Ｒ620、Ｒ621〜Ｒ625、Ｒ626〜Ｒ630のそれぞれにおいて、ベンゼン環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
これらのうちで、上記式（５）で表される重合性化合物では、Ｒ501〜Ｒ505、Ｒ506〜Ｒ510、Ｒ511〜Ｒ515、Ｒ516〜Ｒ520のそれぞれにおいて、少なくとも一つは水素原子以外の上記原子または置換基であることが好ましい。なお、この場合、重合性官能基あるいは上記原子または置換基ではないＲ501〜Ｒ524は、水素原子である。また、上記式（６）で表される重合性化合物では、Ｒ601〜Ｒ605、Ｒ606〜Ｒ610、Ｒ611〜Ｒ615、Ｒ616〜Ｒ620、Ｒ621〜Ｒ625、Ｒ626〜Ｒ630のそれぞれにおいて、少なくとも一つは水素原子以外の上記原子または置換基であることが好ましい。なお、この場合、重合性官能基あるいは上記原子または置換基ではないＲ601〜Ｒ633は、水素原子である。
上記重合性官能基を有する置換基としては、下記一般式（７）で表される置換基が好ましい。
上記式（７）中、Ｒ701は、水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表す。上記炭素数１〜１２のアルキル基としては、上述したアルキル基が挙げられる。
これらのうちで、キャリア輸送能の観点から、Ｒ701が水素原子であることが好ましい。
Ｘ7は、単結合または下記式（Ｘ７１）〜（Ｘ７４）で表される基を表す。
式中、ＲＸ71は、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、ＲＸ72は、単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基またはフェニレン基を表す。なお、式（５）、（６）において、ＲＸ71はベンゼン環に結合し、ＲＸ72はビニル基に結合することが好ましい。Ｘ7にヘテロ原子が含まれていないと、より高い発光効率を有する有機発光素子が得られる。
上記ホール輸送性の重合性化合物としては、より具体的には、下記式（８−１）〜（８−１０）に示す化合物が挙げられる。
上記ホール輸送性の重合性化合物は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記式（５）で表される化合物は、例えば、ｍ−フェニレンジアミン誘導体およびハロゲン化アリール、またはジアリールアミンおよびｍ−ジブロモベンゼン誘導体のパラジウム触媒置換反応によって製造できる。置換反応の具体的な方法については、例えばＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９９８年、３９巻、２３６７頁などに記載されている。また、上記式（６）で表される化合物は、例えば、１，３，５−トリアミノベンゼンおよびハロゲン化アリール、またはジアリールアミンおよび1，3，5−トリハロゲン化ベンゼンのパラジウム触媒置換反応によって製造できる。置換反応の具体的な方法については、例えばＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９９８年、３９巻、２３６７頁などに記載されている。
なお、高分子化合物（１）を製造する際には、さらに、他の重合性化合物を用いてもよい。上記他の重合性化合物としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、スチレンおよびその誘導体などのキャリア輸送性を有さない化合物が挙げられるが、何らこれらに制限されるものではない。高分子化合物（１）中、他の重合性化合物から導かれる構造単位の含有量は、０〜５０ｍｏｌ％であることが好ましい。
高分子化合物（１）の製造は、上述した重合性化合物を用いて、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合および付加重合のいずれで行ってもよいが、ラジカル重合で行うことが好ましい。
高分子化合物（１）の重量平均分子量は、通常１，０００〜２，０００，０００であり、好ましくは５，０００〜５００，０００であることが望ましい。重量平均分子量がこの範囲にあると、高分子化合物（１）が有機溶媒に可溶であり、均一な薄膜を得られるため好ましい。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法によって、テトラヒドロフランを溶媒として、４０℃で測定される値である。
高分子化合物（１）のトルエン、クロロホルムなどの有機溶媒に対する溶解性については、高分子化合物(１)１重量部が、有機溶媒１〜２００重量部の量に溶解されることが好ましく、１０〜５０重量部の量に溶解されることがより好ましい。
また、高分子化合物（１）において、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位数をｍとし、キャリア輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位数をｎとしたとき（ｍ、ｎは１以上の整数を示す）、全構成単位数に対する燐光発光性の重合性化合物から導かれる構造単位数の割合、すなわちｍ／（ｍ＋ｎ）の値は、０．００１〜０．５の範囲にあることが好ましく、０．００１〜０．２の範囲にあることがより好ましい。ｍ／（ｍ＋ｎ）の値がこの範囲にあると、キャリア移動度が高く、濃度消光の影響が小さい、高い発光効率の有機発光素子が得られる。
また、高分子化合物（１）において、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位数をｘ、電子輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位数をｙとすると（ｘ、ｙは１以上の整数を示す）、上記ｎとの間に、ｎ＝ｘ＋ｙの関係が成り立つ。キャリア輸送性化合物から導かれる構造単位数に対する、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位数の割合ｘ／ｎ、および電子輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位数の割合ｙ／ｎの最適値は、各構造単位の電荷輸送能、濃度などによって決まる。この高分子化合物（１）のみで有機発光素子の発光層を形成する場合、ｘ／ｎおよびｙ／ｎの値は、それぞれ、０．０５〜０．９５の範囲にあることが好ましく、０．２０〜０．８０の範囲にあることがより好ましい。ここで、ｘ／ｎ＋ｙ／ｎ＝１が成り立つ。また、上記のような高分子化合物における各構成単位の割合は、ＩＣＰ元素分析および13Ｃ−ＮＭＲ測定によって見積もられる。
なお、上記電子輸送性の重合性化合物、上記燐光発光性の重合性化合物および上記ホール輸送性の重合性化合物の比率を上記範囲内で適宜調整して重合すれば、所望の構造を有する高分子化合物（１）が得られる。
また、高分子化合物（１）は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、および交互共重合体のいずれであってもよい。
実施の形態１の有機発光素子では、陽極と陰極との間に、特定の高分子化合物（１）を含む発光層が一層備えられている。高分子化合物（１）は、電子輸送性、燐光発光性およびホール輸送性を併せ持つため、これを用いて発光層を形成する場合は、他の有機材料の層を設けない場合でも、高い発光効率を有する有機発光素子を作製できる。さらに、実施の形態１では、高分子化合物（１）のみから発光層を構成できるため、製造工程がより簡略化できる利点もある。
上記発光層は、基板上に設けられた陽極上に、通常以下のようにして形成される。まず、高分子化合物（１）を溶解した溶液を調製する。上記溶液の調製に用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン、アニソール等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケト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等のエステル系溶媒などが用いられる。次いで、このように調製した溶液を、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等の湿式成膜法などにより基板上に成膜する。用いる化合物および成膜条件などに依存するが、例えば、スピンコート法やディップコート法の場合には、上記溶液は、高分子化合物（１）１００重量部に対して、溶媒を１０００〜２００００重量部の量で含むことが好ましい。
このようにして形成された発光層の上に陰極を設ければ、実施の形態１の有機発光素子が得られる。
なお、実施の形態１に用いられる基板としては、上記発光材料の発光波長に対して透明な絶縁性基板が好適に用いられ、具体的には、ガラスのほか、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の透明プラスチックなどが用いられる。
また、実施の形態１に用いられる陽極材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、酸化錫、酸化亜鉛、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子など、公知の透明導電材料が好適に用いられる。この透明導電材料によって形成された電極の表面抵抗は、１〜５０Ω／□（オーム／スクエアー）であることが好ましい。陽極の厚さは５０〜３００ｎｍであることが好ましい。
また、実施の形態１に用いられる陰極材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等のアルカリ金属；Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等のアルカリ土類金属；Ａｌ；ＭｇＡｇ合金；ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ等のＡｌとアルカリ金属またはアルカリ土類金属との合金など、公知の陰極材料が好適に用いられる。陰極の厚さは、好ましくは１０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは５０〜５００ｎｍであることが望ましい。アルカリ金属、アルカリ土類金属などの活性の高い金属を使用する場合には、陰極の厚さは、好ましくは０．１〜１００ｎｍ、より好ましくは０．５〜５０ｎｍであることが望ましい。また、この場合には、上記陰極金属を保護する目的で、この陰極上に、大気に対して安定な金属層が積層される。上記金属層を形成する金属として、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒなどが挙げられる。上記金属層の厚さは、好ましくは１０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは５０〜５００ｎｍであることが望ましい。
また、上記陽極材料の成膜方法としては、例えば、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、化学反応法、コーティング法などが用いられ、上記陰極材料の成膜方法としては、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが用いられる。
［本発明の実施の形態２］
本発明の有機発光素子（実施の形態２）は、陽極と陰極との間に一層の発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位および発光性の重合性化合物から導かれる構成単位を有する特定の高分子化合物（２）とともに、ホール輸送性の化合物をさらに含む。
本発明の有機発光素子（実施の形態２）は、陽極と陰極との間に一層の発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位および発光性の重合性化合物から導かれる構成単位を有する特定の高分子化合物（２）とともに、ホール輸送性の化合物をさらに含む。
実施の形態２に用いられる高分子化合物（２）は、上述した構成単位を有し、上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物および発光性の重合性化合物を共重合して得られる。
上記式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物および発光性の重合性化合物については、実施の形態１に用いられる電子輸送性の重合性化合物および発光性の重合性化合物と同義であり、好ましい範囲およびその理由も同じである。
なお、高分子化合物（２）を製造する際に、さらに用いてもよい他の重合性化合物についても、実施の形態１と同じである。
高分子化合物（２）の製造は、上述した重合性化合物を用いて、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合および付加重合のいずれで行ってもよいが、ラジカル重合で行うことが好ましい。
高分子化合物（２）の重量平均分子量については、実施の形態１と同じである。また、高分子化合物（２）の有機溶媒に対する溶解性は、実施の形態１と同じである。
また、高分子化合物（２）において、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位数をｍとし、電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位数をｎとしたとき（ｍ、ｎは１以上の整数を示す）、全構成単位数に対する燐光発光性の重合性化合物から導かれる構造単位数の割合、すなわちｍ／（ｍ＋ｎ）の値は、０．００１〜０．５の範囲にあることが好ましく、０．００１〜０．２の範囲にあることがより好ましい。ｍ／（ｍ＋ｎ）の値がこの範囲にあると、キャリア移動度が高く、濃度消光の影響が小さい、高い発光効率の有機発光素子が得られる。上記のような高分子化合物における各構成単位の割合は、ＩＣＰ元素分析および13Ｃ−ＮＭＲ測定によって見積もられる。
なお、上記電子輸送性の重合性化合物および上記燐光発光性の重合性化合物の比率を上記範囲内で適宜調整して重合すれば、所望の構造を有する高分子化合物（２）が得られる。
また、高分子化合物（２）は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、および交互共重合体のいずれであってもよい。
実施の形態２に用いられるホール輸送性の化合物としては、カルバゾール誘導体またはトリアリールアミン誘導体が好適に用いられる。
上記カルバゾール誘導体およびトリアリールアミン誘導体としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３−メチルフェニル）−１，１’−（３，３‘−ジメチル）ビフェニル−４，４’ジアミン（ＨＭＴＰＤ）、４、４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル（ＣＢＰ）、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル（ＣＤＢＰ）などが挙げられる。
上記ホール輸送性の重合性化合物は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、下記一般式（９）〜（１０）で表されるホール輸送性の化合物も、キャリア輸送能および光物性の観点から、本発明に好適に用いられる。
上記式（９）中、Ｒ901〜Ｒ924は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、カルバゾール基およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表す。
上記原子または置換基の具体例などについては、Ｒ501と同じである。
Ｒ901〜Ｒ905、Ｒ906〜Ｒ910、Ｒ911〜Ｒ915、Ｒ916〜Ｒ920およびＲ921〜Ｒ923のそれぞれにおいて、ベンゼン環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成してもよい。
上記式（１０）中、Ｒ1001〜Ｒ1033は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、およびシリル基からなる群より選ばれる原子または置換基を表す。
上記原子または置換基の具体例としては、Ｒ601と同じである。
Ｒ1001〜Ｒ1005、Ｒ1006〜Ｒ1010、Ｒ1011〜Ｒ1015、Ｒ1016〜Ｒ1020、Ｒ1021〜Ｒ1025、Ｒ1026〜Ｒ1030のそれぞれにおいて、ベンゼン環上に隣接する炭素原子に結合している２つの基は、互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
これらのうちで、上記式（９）で表される化合物では、Ｒ901〜Ｒ905、Ｒ906〜Ｒ910、Ｒ911〜Ｒ915、Ｒ916〜Ｒ920のそれぞれにおいて、少なくとも一つは水素原子以外の上記原子または置換基であることが好ましい。なお、この場合、上記原子または置換基ではないＲ901〜Ｒ924は、水素原子である。また、上記式（１０）で表される化合物では、Ｒ1001〜Ｒ1005、Ｒ1006〜Ｒ1010、Ｒ1011〜Ｒ1015、Ｒ1016〜Ｒ1020、Ｒ1021〜Ｒ1025、Ｒ1026〜Ｒ1030のそれぞれにおいて、少なくとも一つは水素原子以外の上記原子または置換基であることが好ましい。なお、この場合、上記原子または置換基ではないＲ1001〜Ｒ1033は、水素原子である。
上記ホール輸送性の化合物としては、より具体的には、下記式（１１−１）〜（１１−１０）に示す化合物が挙げられる。
上記ホール輸送性の化合物は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記式（９）で表される化合物は、例えば、ｍ−フェニレンジアミン誘導体およびハロゲン化アリール、またはジアリールアミンおよびｍ−ジブロモベンゼン誘導体のパラジウム触媒置換反応によって製造できる。置換反応の具体的な方法については、例えばＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９９８年、３９巻、２３６７頁などに記載されている。また、上記式（１０）で表される化合物は、例えば、１，３，５−トリアミノベンゼンおよびハロゲン化アリール、またはジアリールアミンおよび1，3，5−トリハロゲン化ベンゼンのパラジウム触媒置換反応によって製造できる。置換反応の具体的な方法については、例えばＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９９８年、３９巻、２３６７頁などに記載されている。
また、ホール輸送性の化合物としては、低分子化合物で塗布不可能な化合物については、実施の形態１で述べたホール輸送性の重合性化合物を重合した高分子化合物を用いてもよい。
ホール輸送性の高分子化合物を用いる場合において、好ましい重量平均分子量や有機溶媒に対する溶解性は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２の有機発光素子では、陽極と陰極との間に、特定の高分子化合物（２）とともにホール輸送性の化合物を含む発光層が一層備えられている。この場合、発光層は、高分子化合物（２）１００重量部に対して、ホール輸送性の化合物を好ましくは１０〜２００重量部、より好ましくは５０〜１５０重量部の量で含むことが望ましい。電子輸送性および燐光発光性を併せ持つ高分子化合物（２）とともにホール輸送性の化合物を用いて発光層を形成すれば、他の有機材料の層を設けない場合でも、高い発光効率を有する有機発光素子を作製できる。
上記発光層は、基板上に設けられた陽極上に、通常以下のようにして形成される。まず、高分子化合物（２）および上記ホール輸送性の化合物を溶解した溶液を調製する。上記溶液の調製に用いる溶媒については、実施の形態１と同様である。調製した溶液の成膜方法については、実施の形態１と同様である。用いる化合物および成膜条件などに依存するが、例えば、スピンコート法やディップコート法の場合には、上記溶液は、高分子化合物（２）１００重量部に対して、ホール輸送性の化合物を１０〜２００重量部、溶媒を１０００〜２００００重量部の量で含むことが好ましい。
このようにして形成された発光層の上に陰極を設ければ、実施の形態２の有機発光素子が得られる。
また、実施の形態２に用いられる基板、陽極材料、陰極材料、ならびに陽極材料および陰極材料の成膜方法については、実施の形態１と同じである。
［本発明の実施の形態３］
本発明に係る有機発光素子は、陽極と陰極との間に、実施の形態１または２で説明した発光層とともに、他の有機層を備えて構成される有機発光素子であってもよい（実施の形態３）。
本発明に係る有機発光素子は、陽極と陰極との間に、実施の形態１または２で説明した発光層とともに、他の有機層を備えて構成される有機発光素子であってもよい（実施の形態３）。
他の有機層としては、ホール輸送層、電子輸送層、ホールブロック層、バッファ層などが挙げられる。これらの有機層を設けることにより、発光効率をさらに高めることもできる。
本発明に係る有機発光素子（実施の形態３）の構成の一例を図１に示す。図１では、透明基板（１）上に設けた陽極（２）および陰極（６）の間に、ホール輸送層（３）、実施の形態１または２で説明した発光層（４）および電子輸送層（５）を、この順で設けている。
また、実施の形態３では、例えば、陽極（２）と陰極（６）の間に、１）ホール輸送層／上記発光層、２）上記発光層／電子輸送層のいずれかを設けてもよい。
上記の各有機層は、バインダとして高分子材料などを混合して、形成してもよい。上記高分子材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイドなどが挙げられる。
また、上記ホール輸送層および電子輸送層に用いられるホール輸送性の化合物および電子輸送性の化合物は、それぞれ単独で各層を形成しても、機能の異なる材料を混合して、各層を形成していてもよい。
上記ホール輸送層を形成するホール輸送性の化合物としては、例えば、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’ジアミン）；α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル）；ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４、４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）等の低分子トリフェニルアミン誘導体；ポリビニルカルバゾール；上記トリフェニルアミン誘導体に重合性官能基を導入して重合した高分子化合物；ポリパラフェニレンビニレン、ポリジアルキルフルオレン等の蛍光発光性高分子化合物などが挙げられる。上記高分子化合物としては、例えば、特開平８−１５７５７５号公報に開示されているトリフェニルアミン骨格の高分子化合物などが挙げられる。上記ホール輸送性の化合物は、１種単独でも、２種以上を混合して用いてもよく、異なるホール輸送性の化合物を積層して用いてもよい。ホール輸送層の厚さは、ホール輸送層の導電率などに依存するが、通常、好ましくは１ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍ、特に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが望ましい。
上記電子輸送層を形成する電子輸送性の化合物としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミニウムトリスキノリノレート）等のキノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリアリールボラン誘導体等の低分子化合物；上記の低分子化合物に重合性置換基を導入して重合した高分子化合物を挙げることができる。上記高分子化合物としては、例えば、特開平１０−１６６５号公報に開示されているポリＰＢＤなどが挙げられる。上記電子輸送性の化合物は、１種単独でも、２種以上を混合して用いてもよく、異なる電子輸送性の化合物を積層して用いてもよい。電子輸送層の厚さは、電子輸送層の導電率などに依存するが、通常、好ましくは１ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍ、特に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが望ましい。
また、上記発光層の陰極側に隣接して、ホールが発光層を通過することを抑え、発光層内でホールと電子とを効率よく再結合させる目的で、ホールブロック層が設けられていてもよい。上記ホールブロック層の形成には、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などの公知の材料が用いられる。
また、陽極とホール輸送層との間、または陽極と陽極に隣接して積層される有機層との間に、ホール注入において注入障壁を緩和するために、バッファ層が設けられていてもよい。上記バッファ層を形成するためには、銅フタロシアニン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）などの公知の材料が用いられる。
さらに、陰極と電子輸送層との間、または陰極と陰極に隣接して積層される有機層との間に、電子注入効率を向上するために、厚さ０．１〜１０ｎｍの絶縁層が設けられていてもよい。上記絶縁層を形成するためには、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、アルミナなどの公知の材料が用いられる。
上記のホール輸送層および電子輸送層の成膜方法としては、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の乾式成膜法のほか、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等の湿式成膜法などを用いることができる。低分子化合物の場合は、乾式成膜法が好適に用いられ、高分子化合物の場合は、湿式成膜法が好適に用いられる。
＜用途＞
本発明に係る有機発光素子は、公知の方法で、マトリックス方式またはセグメント方式による画素として画像表示装置に好適に用いられる。また、上記有機発光素子は、画素を形成せずに、面発光光源としても好適に用いられる。
本発明に係る有機発光素子は、公知の方法で、マトリックス方式またはセグメント方式による画素として画像表示装置に好適に用いられる。また、上記有機発光素子は、画素を形成せずに、面発光光源としても好適に用いられる。
本発明に係る有機発光素子は、具体的には、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に用いられる。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［合成例１］
４−ブロモベンゾイルクロリド１０ｍｍｏｌおよび４−ターシャルブチルベンゾニトリル３０ｍｍｏｌをジクロロエタン５０ｍｌに溶解し、塩化アルミニウム１０ｍｍｏｌおよびアンモニウムクロリド４０ｍｍｏｌを加え、加熱還流を２４時間行った。室温まで冷却した後、１０％塩酸に注ぎいれ、１時間攪拌した。クロロホルムを用いて抽出し、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、ハロゲン化トリアジン誘導体を得た。
得られたハロゲン化トリアジン誘導体３ｍｍｏｌ、ビニルホウ酸ジブチルエステル３．３ｍｍｏｌおよびテトラブチルアンモニウムブロミド１.５ｍｍｏｌを１００ｍＬナス型フラスコに入れ、さらにトルエン４５ｍＬおよび２Ｍ炭酸カリウム水溶液３０ｍｌを加えた。重合禁止剤を少量加え、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム０．１５ｍｍｏｌ加え、加熱還流を３時間行った。室温まで冷却した後、酢酸エチルを用いて抽出し、カラムクロマトグラフィー、再結晶化操作を行い、白色のトリアジン誘導体のビニルモノマーを得た。
（１．２０ｇ、収率２７％）
［実施例１−１］高分子化合物（１）の合成
密閉容器に、合成例１で合成した化合物９５ｍｇ、化合物(Ｆ)１０ｍｇ、およびホール輸送性の重合性化合物（８−３）９５ｍｇをいれ、さらに脱水トルエン２．４ｍＬを加えた。次いで、Ｖ−６０１（和光純薬工業（株）製）のトルエン溶液（０．１Ｍ、３９μＬ）を加え、凍結脱気操作を５回繰り返した。真空のまま密閉し、６０℃で６０時間攪拌した。反応後、反応液をアセトン１００ｍＬ中に滴下し、沈殿を得た。さらにトルエン−アセトンによる再沈殿操作を２回繰り返したのち、５０℃で一晩真空乾燥し、高分子化合物（１）を得た。高分子化合物（１）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、８２，０００、分子量分布指数（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．８０であった。ＩＣＰ元素分析および13Ｃ−ＮＭＲ測定の結果から見積った高分子化合物におけるｍ／（ｍ＋ｎ）の値は、０．０９であり、ｘ／ｎの値は０．５１、ｙ／ｎの値は０．４９であった。
（１．２０ｇ、収率２７％）
［実施例１−１］高分子化合物（１）の合成
密閉容器に、合成例１で合成した化合物９５ｍｇ、化合物(Ｆ)１０ｍｇ、およびホール輸送性の重合性化合物（８−３）９５ｍｇをいれ、さらに脱水トルエン２．４ｍＬを加えた。次いで、Ｖ−６０１（和光純薬工業（株）製）のトルエン溶液（０．１Ｍ、３９μＬ）を加え、凍結脱気操作を５回繰り返した。真空のまま密閉し、６０℃で６０時間攪拌した。反応後、反応液をアセトン１００ｍＬ中に滴下し、沈殿を得た。さらにトルエン−アセトンによる再沈殿操作を２回繰り返したのち、５０℃で一晩真空乾燥し、高分子化合物（１）を得た。高分子化合物（１）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、８２，０００、分子量分布指数（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．８０であった。ＩＣＰ元素分析および13Ｃ−ＮＭＲ測定の結果から見積った高分子化合物におけるｍ／（ｍ＋ｎ）の値は、０．０９であり、ｘ／ｎの値は０．５１、ｙ／ｎの値は０．４９であった。
［実施例１−２］高分子化合物（１）を用いた素子
ＩＴＯ付き基板（ニッポ電機（株）製）を用いた。これは、２５ｍｍ角のガラス基板の一方の面に、幅４ｍｍのＩＴＯ（酸化インジウム錫）電極（陽極）が、ストライプ状に２本形成された基板であった。
ＩＴＯ付き基板（ニッポ電機（株）製）を用いた。これは、２５ｍｍ角のガラス基板の一方の面に、幅４ｍｍのＩＴＯ（酸化インジウム錫）電極（陽極）が、ストライプ状に２本形成された基板であった。
まず、上記ＩＴＯ付き基板上に、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（バイエル（株）製、商品名「バイトロンＰ」）を、回転数３５００ｒｐｍ、塗布時間４０秒の条件で、スピンコート法により塗布した。その後、真空乾燥器で減圧下、６０℃で２時間乾燥し、陽極バッファ層を形成した。得られた陽極バッファ層の膜厚は、約５０ｎｍであった。次に、高分子化合物（１）９０ｍｇをトルエン（和光純薬工業（株）製、特級）２９１０ｍｇに溶解し、この溶液を孔径０．２μｍのフィルターでろ過し、塗布溶液を調製した。次いで、上記陽極バッファ層上に、上記塗布溶液を、回転数３０００ｒｐｍ、塗布時間３０秒の条件で、スピンコート法により塗布した。塗布後、室温（２５℃）で３０分間乾燥し、発光層を形成した。得られた発光層の膜厚は、約１００ｎｍであった。
次に、発光層を形成した基板を蒸着装置内に載置した。次いで、バリウムおよびアルミニウムを重量比１：１０で共蒸着し、陽極の延在方向に対して直交するように、幅３ｍｍの陰極をストライプ状に２本形成した。得られた陰極の膜厚は、約５０ｎｍであった。
最後に、アルゴン雰囲気中で、陽極と陰極とにリード線（配線）を取り付けて、縦４ｍｍ×横３ｍｍの有機ＥＬ素子を４個作製した。上記有機ＥＬ素子に、プログラマブル直流電圧／電流源（ＴＲ６１４３、（株）アドバンテスト社製）を用いて電圧を印加して発光させた。
その発光輝度を、輝度計（ＢＭ−８、（株）トプコン社製）を用いて測定した。作製した有機発光素子の最大外部量子効率、最高到達輝度、駆動電圧、初期輝度１００ｃｄ／ｍ2で点灯させて定電流駆動した時の輝度半減寿命を表１に示した。
［実施例２−１］高分子化合物（２）の合成
密閉容器に、合成例１で合成した化合物１６０ｍｇ、および化合物(Ｆ)４０ｍｇをいれ、さらに脱水トルエン２．４ｍＬを加えた。次いで、Ｖ−６０１（和光純薬工業（株）製）のトルエン溶液（０．１Ｍ、３９μｌ）を加え、凍結脱気操作を５回繰り返した。真空のまま密閉し、６０℃で６０時間攪拌した。反応後、反応液をアセトン１００ｍＬ中に滴下し、沈殿を得た。さらにトルエン−アセトンでの再沈殿操作を２回繰り返したのち、５０℃で一晩真空乾燥し、高分子化合物（２）を得た。高分子化合物（２）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、８５，０００、分子量分布指数（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．６２であった。ＩＣＰ元素分析および13Ｃ−ＮＭＲ測定の結果から見積った高分子化合物におけるｍ／（ｍ＋ｎ）の値は、０．１６であった。
密閉容器に、合成例１で合成した化合物１６０ｍｇ、および化合物(Ｆ)４０ｍｇをいれ、さらに脱水トルエン２．４ｍＬを加えた。次いで、Ｖ−６０１（和光純薬工業（株）製）のトルエン溶液（０．１Ｍ、３９μｌ）を加え、凍結脱気操作を５回繰り返した。真空のまま密閉し、６０℃で６０時間攪拌した。反応後、反応液をアセトン１００ｍＬ中に滴下し、沈殿を得た。さらにトルエン−アセトンでの再沈殿操作を２回繰り返したのち、５０℃で一晩真空乾燥し、高分子化合物（２）を得た。高分子化合物（２）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、８５，０００、分子量分布指数（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．６２であった。ＩＣＰ元素分析および13Ｃ−ＮＭＲ測定の結果から見積った高分子化合物におけるｍ／（ｍ＋ｎ）の値は、０．１６であった。
［実施例２−２］高分子化合物（２）を用いた素子
まず、高分子化合物（４）を以下のようにして合成した。密閉容器に、ホール輸送性の重合性化合物（８−３）９５ｍｇをいれ、さらに脱水トルエン２．２ｍＬを加えた。次いで、Ｖ−６０１（和光純薬工業（株）製）のトルエン溶液（０．１Ｍ、４３μＬ）を加え、凍結脱気操作を５回繰り返した。真空のまま密閉し、６０℃で６０時間攪拌した。反応後、反応液をアセトン１００ｍＬ中に滴下し、沈殿を得た。さらにトルエン−アセトンによる再沈殿操作を２回繰り返したのち、５０℃で一晩真空乾燥し、高分子化合物（４）を得た。
まず、高分子化合物（４）を以下のようにして合成した。密閉容器に、ホール輸送性の重合性化合物（８−３）９５ｍｇをいれ、さらに脱水トルエン２．２ｍＬを加えた。次いで、Ｖ−６０１（和光純薬工業（株）製）のトルエン溶液（０．１Ｍ、４３μＬ）を加え、凍結脱気操作を５回繰り返した。真空のまま密閉し、６０℃で６０時間攪拌した。反応後、反応液をアセトン１００ｍＬ中に滴下し、沈殿を得た。さらにトルエン−アセトンによる再沈殿操作を２回繰り返したのち、５０℃で一晩真空乾燥し、高分子化合物（４）を得た。
次に、高分子化合物（１）９０ｍｇおよびトルエン２９１０ｍｇの代わりに、高分子化合物（２）４５ｍｇ、高分子化合物（４）４５ｍｇおよびトルエン２９１０ｍｇを用いて発光層の形成に用いる塗布溶液を調製した他は、実施例１−２と同様にして有機発光素子を作製した。作製した有機発光素子の最大外部量子効率、最高到達輝度、駆動電圧、初期輝度１００ｃｄ／ｍ2で点灯させて定電流駆動した時の輝度半減寿命を表１に示した。
Claims (6)
- 陽極と陰極との間に発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、下記一般式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位と、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位と、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位とを有し、該ホール輸送性の重合性化合物が下記式（８−３）で表される化合物である高分子化合物を含むことを特徴とする有機発光素子。
- 陽極と陰極との間に発光層を備えて構成される有機発光素子であって、該発光層が、下記一般式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位と、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位とを有する高分子化合物と、ホール輸送性の重合性化合物とを含み、該ホール輸送性の重合性化合物が、下記式（８−３）で表される化合物であることを特徴とする有機発光素子。
- 前記燐光発光性の重合性化合物が、下記一般式（２）〜（４）のいずれかで表される錯体であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光素子。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の有機発光素子を用いたことを特徴とする面発光光源。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の有機発光素子を用いたことを特徴とする画像表示装置。
- 下記一般式（１）で示される電子輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位と、燐光発光性の重合性化合物から導かれる構成単位と、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構成単位とを有し、該ホール輸送性の重合性化合物が下記式（８−３）で表される化合物である高分子化合物。
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