有機エレクトロルミネッセンス素子、それを備えた画像表示装置及び照明装置、電荷輸送材料、及びそれを含む電荷輸送層形成用インク
【課題】低駆動電圧、高発光効率、及び、長い寿命を有する有機ＥＬ素子を提供する
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板と、基板上に設けられた第１電極と、第１電極の上に設けられた発光層と、発光層の上に設けられた第２電極と、発光層と第１電極との間、又は、発光層と第２電極との間に電荷輸送層が設けられ、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料で形成された電荷輸送層と、を有する。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板と、基板上に設けられた第１電極と、第１電極の上に設けられた発光層と、発光層の上に設けられた第２電極と、発光層と第１電極との間、又は、発光層と第２電極との間に電荷輸送層が設けられ、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料で形成された電荷輸送層と、を有する。
【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、それを備えた画像表示装置及び照明装置、電荷輸送材料、及びそれを含む電荷輸送層形成用インクに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」と略すことがある。）は自発光性の全固体素子である。ＥＬ素子は視認性が高く、衝撃耐久性に優れている。このため、広く応用が期待されている。
【０００３】
ＥＬ素子は無機発光材料を用いる無機ＥＬ素子と有機発光材料を用いる有機ＥＬ素子とに大別される。
【０００４】
現在、無機ＥＬ素子の方が広く用いられている。しかし、無機ＥＬ素子は駆動に２００Ｖ以上もの高い交流電圧を要する。また、無機ＥＬ素子は製造コストが高く、輝度が低い。一方、有機ＥＬ素子は無機ＥＬ素子と比較して駆動電圧が低く、製造が容易である。このため、近年特に盛んに研究がなされている。
【０００５】
有機ＥＬ素子の研究は、アントラセンの単結晶薄膜を発光層として用いた素子から始められた。しかし、アントラセンの単結晶の薄膜を形成することは困難であった。研究初期段階では、発光層の層厚は１ｍｍ程度と厚いものであった。このため、駆動電圧が１００Ｖ以上と高かった。
【０００６】
そこで、蒸着法を用いてアントラセンの単結晶薄膜を得る試みがなされている。しかしながら、蒸着法により形成されたアントラセン薄膜を発光層として用いた有機ＥＬ素子であっても、駆動電圧が３０Ｖ以上と高い。また、アントラセン薄膜を用いた有機ＥＬ素子では、発光層中の電子やホール等のキャリア密度が低い。このため、キャリアの再結合による励起確率が低く、十分な輝度が得られないという問題がある。
【０００７】
近年、駆動電圧が低く、高い輝度を有する有機ＥＬ素子として、正孔輸送機能を有する有機化合物からなるホール輸送層と、電子輸送機能を有する有機発光材料からなる発光層とを有する機能分離型の有機ＥＬ素子が提案されている。一般的に、ホール輸送層と発光層とは真空蒸着法を用いて形成される。機能分離型有機ＥＬ素子は１０Ｖ程度といった低い駆動電圧を有する。また、１０００ｃｄ／ｍ２以上といった高い輝度を有する。このため、近年活発に研究が行われている。
【０００８】
機能分離型有機ＥＬ素子において十分な発光性能を得るためには、それぞれの有機層を例えば０．１μｍ以下と非常に薄く形成する必要がある。しかし、有機層の層厚を薄くするほど有機層にピンホールが生じやすくなる。従って、機能分離型有機ＥＬ素子では、高い発光性能、高い生産性、及び大面積化を同時に達成することが困難であるという問題がある。
【０００９】
また、機能分離型有機ＥＬ素子は数ｍＡ／ｃｍ２以上という高い電流密度状態で駆動する必要がある。このため、駆動により大量の熱が発生する。よって、テトラフェニルジアミン誘導体等のホール輸送材料が次第に結晶化する。従って、ホール輸送層のホール輸送性能が低下するため、経時的に有機ＥＬ素子の輝度が低下する。その結果、機能分離型有機ＥＬ素子は、安定性が低く、製品としての寿命が短いという問題がある。
【００１０】
このような問題に鑑み、安定したアモルファス状態が得られるスターバーストアミンをホール輸送材料として用いた機能分離型有機ＥＬ素子が提案されている。また、側鎖にトリフェニルアミンを有するポリフォスファゼンのポリマーをホール輸送材料に用いた機能分離型有機ＥＬ素子が提案されている。
【００１１】
一方、有機層として発光層のみを有するポリマー単層構造の有機ＥＬ素子の研究開発も近年盛んに行われている。ポリマー単層構造の有機ＥＬ素子では、発光層形成用ポリマーとして、ポリフェニレンビニレン等の導電性ポリマーや、電子輸送材料と発光色素とが混入された正孔輸送性ポリビニルカルバゾール（以下、「ＰＶＣｚ」と略すことがある。）等が用いられている。ポリマー単層構造の有機ＥＬ素子は、上述した機能分離型有機ＥＬ素子と比較して、高い生産性を有する。しかしながら、ポリマー単層構造の有機ＥＬ素子は、駆動電圧が高く、発光効率及び安定性が低いという問題がある。
【００１２】
このような問題に鑑みて、二層積層型の有機ＥＬ素子が提案されている。二層積層型の有機ＥＬ素子は、発光層と、発光層に積層され、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネート（以下、「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ」と略すことがある。）を含む有機層とを有する。２層積層型の有機ＥＬ素子は、ポリマー単層構造を有する有機ＥＬ素子と比較して、低い駆動電圧、高発光効率、及び高い安定性を有する。しかし、機能分離型の有機ＥＬ素子と比較すると、駆動電圧が高く、発光効率が低い。さらに素子としての寿命が短いという問題がある。尚、２層積層型ＥＬ素子が短寿命である原因は発光層内で電荷を効果的に閉じ込めることができないことである。
【００１３】
このような２層積層型ＥＬ素子が有する問題に鑑みて、２層積層型ＥＬ素子の発光層とホール注入電極との間にＰＶＣｚ層をさらに積層した３層積層型ＥＬ素子が提案されている。この３層積層型ＥＬ素子によれば、２層積層型ＥＬ素子よりもさらに低い駆動電圧、及び高い発光効率を得ることができる。
【００１４】
また、発光層からの電子の流出を抑制する電子ブロック層として、ＰＶＣｚ層が設けられた有機ＥＬ素子も提案されている（例えば、非特許文献１）。ＰＶＣｚは広いバンドギャップを有するため、ＰＶＣｚ層は高い電子ブロック機能を有する。従って、この有機ＥＬ素子は高い量子効率を有すると記載されている。
【非特許文献１】J. Appl. Phys., Vol. 89 ,4, 2343-2350 (2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、スターバーストアミンや、ポリフォスファゼンの側鎖にトリフェニルアミンを導入したポリマーをホール輸送材料として用いた機能分離型有機ＥＬ素子では、陽極からの正孔注入性、及び発光層へのホール輸送性が低く、十分に高い発光効率が得られないという問題がある。
【００１６】
側鎖にトリフェニルアミンを有するポリフォスファゼンのポリマーをホール輸送材料として用いた機能分離型有機ＥＬ素子では、高い電流密度が得られず、十分な輝度が得られないという問題がある。
【００１７】
また、３層積層型ＥＬ素子やＰＶＣｚ層を電子ブロック層として設けた有機ＥＬ素子は、導電性が低いＰＶＣｚ層を有するため、駆動電圧が高く、発光効率が低いという問題がある。
【００１８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低駆動電圧、高発光効率、及び、長い寿命を有する有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、基板と、第１電極と、発光層と、第２電極と、電荷輸送層とを有する。第１電極は基板上に設けられている。発光層は第１電極の上に設けられている。第２電極は発光層の上に設けられている。すなわち、発光層は第１電極と第２電極との間に設けられている。電荷輸送層は発光層と第１電極との間、又は、発光層と第２電極との間に設けられている。電荷輸送層は電荷輸送材料で形成されている。電荷輸送材料は高分子化合物を含む。高分子化合物はピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有する。高分子化合物の高分子主鎖は共役系である。
【００２０】
本発明に係る有機ＥＬ素子では、高分子化合物が、下記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、主鎖が共役系であってもよい。
【００２１】
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【００２２】
化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体のそれぞれは３，６位又は、２，７位で重合結合していることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る有機ＥＬ素子では、電荷輸送層が発光層と第１電極との間に設けられたホール輸送層であることが好ましい。
【００２４】
ホール輸送層は発光層からホール輸送層への電子の移動を規制するものであることが好ましい。
【００２５】
また、ホール輸送層の電子親和力の絶対値が発光層の電子親和力の絶対値よりも小さいことが好ましい。
【００２６】
本発明に係る有機ＥＬ素子は発光層と第１電極との間にホール注入層をさらに有していてもよい。
【００２７】
本発明に係る電荷輸送材料はピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、主鎖が共役系である高分子化合物を含む。
【００２８】
本発明に係る電荷輸送材料では、高分子化合物が、上記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、主鎖が共役系であってもよい。
【００２９】
本発明に係る電荷輸送層形成用インクは沸点が１１０℃以上の有機溶媒と、有機溶媒に溶解された高分子化合物を含む電荷輸送材料とを含む。高分子化合物は下記化学式（２）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有する。高分子化合物の主鎖は共役系である。
【００３０】
【化２】
（式中、Ｒ１は炭素数が２以上のアルキル基、又は炭素数が６以上のアリールアルキル基である。Ｒ２〜Ｒ７のそれぞれは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【００３１】
本発明に係る電荷輸送層形成用インクでは、有機溶媒が、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン類、テトラリン類、テトラメチルベンゼン類、又はテトラエチルベンゼン類といった芳香族有機溶媒であってもよい。
【００３２】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス画像表示装置（以下、「有機ＥＬ画像表示装置」とすることがある。）は、本発明に係る有機ＥＬ素子を備えている。
【００３３】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス照明装置（以下、「有機ＥＬ照明装置」とすることがある。）は、本発明に係る有機ＥＬ素子を備えている。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、低駆動電圧、高発光効率、及び、長い寿命を有する有機ＥＬ素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る有機ＥＬ素子１００の断面図である。
【００３７】
この有機ＥＬ素子１００は、基板１１０と、第１電極１２０と、発光層１３３を含む有機層１３０と、第２電極１４０とを有する。第１電極１２０は基板１１０上に設けられている。有機層１３０は第１電極１２０の上に設けられている。第２電極１４０は有機層１３０の上に設けられている。有機エレクトロルミネッセンス素子１００には、第１電極１２０、有機層１３０、及び第２電極１４０を覆う封止キャップ１５０が設けられている。
【００３８】
有機層１３０は、ホール注入層１３１と、ホール輸送層１３２と、発光層１３３と、電子輸送層１３４と、電子注入層１３５とを有する。ホール注入層１３１は第１電極１２０の上に設けられている。ホール輸送層１３２はホール注入層１３１の上に設けられている。発光層１３３はホール輸送層１３２の上に設けられている。電子輸送層１３４は発光層１３３の上に設けられている。電子注入層１３５は電子輸送層１３４の上に設けられている。
【００３９】
この有機ＥＬ素子１００は、電荷輸送層として、ホール注入層１３１、ホール輸送層１３２、電子輸送層１３４、及び、電子注入層１３５を有する。換言すれば、有機層１３０は、発光層１３３、ホール注入層１３１、ホール輸送層１３２、電子輸送層１３４、及び、電子注入層１３５により構成されている。しかし、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、有機層１３０をホール注入層１３１、ホール輸送層１３２、電子輸送層１３４、及び、電子注入層１３５のうち1層以上と、発光層とにより構成してもよい。
【００４０】
第１電極１２０は有機層１３０にホールを注入する。第２電極１４０は有機層１３０に電子を注入する。ホール注入層１３１は発光層１３３へのホール注入効率を向上する。ホール輸送層１３２は第１電極１２０により注入されたホールの発光層１３３への輸送効率を向上する。電子注入層１３５は第２電極１４０から発光層１３３への電子注入効率を向上する。電子輸送層１３４は第２電極１４０から注入された電子の発光層１３３への輸送効率を向上する。
【００４１】
有機ＥＬ素子１００では、ホール注入層１３１及びホール輸送層１３２を経由して第１電極１２０から注入されたホールと、電子注入層１３５及び電子輸送層１３４を経由して第２電極１４０により注入された電子とが、発光層１３３において再結合される。再結合により得られたエネルギーにより発光層１３３中の有機発光分子が励起される。励起された有機発光性分子が失活する際に発光を生じる。
【００４２】
基板１１０は、無機材料、プラスティック材料、絶縁性材料等により形成することができる。無機材料としては、ガラス、石英等が挙げられる。プラスティック材料としてはポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。絶縁性材料としては、例えば、アルミナ等のセラミックスが挙げられる。
【００４３】
また、基板１１０を金属基板に絶縁材料をコートした基板としてもよい。金属基板としてはアルミニウム基板、ステンレス（ＳＵＳ）基板等が挙げられる。絶縁材料としてはＳｉＯ２、有機絶縁性材料等が挙げられる。基板１１０を表面が絶縁化処理された金属基板としてもよい。絶縁化処理の方法としては陽極酸化法等が挙げられる。
【００４４】
基板１１０は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子等のスイッチング素子を有していてもよい。この場合、基板１１０は例えば５００℃以上の温度において歪を生じないような耐熱性を有することが好ましい。特に、高温プロセスによってＴＦＴ素子を形成する場合は、基板１１０は１０００℃以上の耐熱性を有することが好ましい。
【００４５】
第１電極１２０は、有機層１３０への高いホール注入効率を実現する観点から、仕事関数の絶対値が大きい材料により形成されることが好ましい。そうすることによって、高い発光効率を実現することができる。このため、高輝度な有機ＥＬ素子１００を実現することができる。仕事関数の絶対値が大きい材料としては、例えば、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等が挙げられる。
【００４６】
有機ＥＬ素子１００が第１電極１２０側から発光層１３３の発光を取り出すボトムエミッション方式である場合は、第１電極１２０が光透過率の高い材料により形成されていることが好ましい。そうすることによって、発光層１３３の発光の取り出し効率を向上することができる。光透過率の高い材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、フッ素 ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）等が挙げられる。
【００４７】
一方、有機ＥＬ素子１００が第２電極１４０側から発光層１３３の発光を取り出すトップエミッション方式である場合には、第１電極１２０が光反射性の材料により形成されていることが好ましい。この場合、発光層１３３から第１電極１２０側に出射された光は光反射性に構成された第１電極１２０により第２電極１４０側に反射される。このため、発光層１３３の発光の取り出し効率を向上することができる。光反射性の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やプラチナ（Ｐｔ）等が挙げられる。
【００４８】
有機ＥＬ素子１００がトップエミッション方式である場合は、第１電極１２０は仕事関数が大きい材料からなる層と光反射率が高い材料からなる層との複層構造であってもよい。複層構造とすることによって、有機層１３０への高いホール注入効率と、発光層１３３の発光の高い取り出し効率との双方を実現することができる。
【００４９】
有機層１３０への高い電子注入効率を実現する観点から、第２電極１４０は仕事関数の絶対値の小さな材料により形成されることが好ましい。尚、仕事関数の絶対値の小さい材料としては、例えば、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）等が挙げられる。
【００５０】
有機ＥＬ素子１００がトップエミッション方式である場合には、第２電極１４０が光透過率の高い材料により形成されることが好ましい。そうすることによって、発光層１３３の発光の取り出し効率を向上することができる。光透過率の高い材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、フッ素 ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）等が挙げられる。
【００５１】
一方、有機ＥＬ素子１００がボトムエミッション方式である場合には、第２電極１４０が光反射性の材料により形成されることが好ましい。この場合、発光層１３３から第２電極１４０側へ出射された光は、光反射性に構成された第２電極１４０により第１電極１２０側に反射される。このため、発光層１３３の発光の取り出し効率を向上することができる。尚、光反射性を有する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やプラチナ（Ｐｔ）等が挙げられる。
【００５２】
第２電極１４０を、例えばカルシウム（Ｃａ）等の仕事関数の小さな材料からなる層と、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の酸素に対して安定であり導電率の高い層との積層構造（例えば、Ｃａ層／Ａｌ層、Ｃｅ層／Ａｌ層、Ｃｓ層／Ａｌ層、Ｂａ層／Ａｌ層等）としてもよい。また、第２電極１４０を仕事関数の小さな材料と酸素に対して安定であり導電率の高い材料との合金からなる層（Ｃａ：Ａｌ合金、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等）としてもよい。例えばカルシウム（Ｃａ）等の仕事関数の小さい材料は比較的酸化されやすい。しかし、この構成によれば、比較的参加されやすい仕事関数の小さい材料が酸素に対して安定な材料により覆われる。このため、仕事関数の小さい材料の酸化を効果的に抑制することができる。よって、長い寿命を有する有機ＥＬ素子１００を実現することができる。
【００５３】
第２電極１４０を薄膜の絶縁層と低い仕事関数を有する層との積層構造（ＬｉＦ層／Ａｌ層、ＬｉＦ層／Ｃａ層／Ａｌ層、ＢａＦ２層／Ｂａ層／Ａｌ層等）としてもよい。また、透明導電性材料に仕事関数の低い材料をドープした層（ＩＴＯ：Ｃｓ層、ＩＤＩＸＯ：Ｃｓ層、ＳｎＯ２：Ｃｓ層等）としてもよい。また、透明導電性材料からなる層と、仕事関数の低い材料からなる層との積層構造（Ｂａ層／ＩＴＯ層、Ｃａ層／ＩＤＩＸＯ層、Ｂａ層／ＳｎＯ２層等）としてもよい。
【００５４】
発光層１３３は１種又は２種以上の発光材料を含む。発光材料は低分子発光材料、高分子発光材料、及び高分子発光材料の前駆体に大別することができる。
【００５５】
低分子発光材料としては、例えば、芳香族ジメチリデェン化合物、オキサジアゾール化合物、トリアゾール誘導体、スチリルベンゼン化合物、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体等が挙げられる。具体的に、芳香族ジメチリデェン化合物としては、４，４'−ビス（２，２'−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等が挙げられる。オキサジアゾール化合物としては、５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等が挙げられる。トリアゾール誘導体としては、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等が挙げられる。スチリルベンゼン化合物としては１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等が挙げられる。また金属を含む低分子発光材料として、アゾメチン亜鉛錯体、（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等が挙げられる。
【００５６】
高分子発光材料としては、例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ［２，５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１，４−フェニル−アルト−１，４−フェニレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ3+）、ポリ［２−（２'−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＰＳ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ），ポリスピロ（ＰＳ）等が挙げられる。
【００５７】
高分子発光材料の前駆体としてはＰＰＶ前駆体、ＰＮＶ前駆体。ＰＰＰ前駆体等が挙げられる。
【００５８】
発光層１３３は、発光アシスト剤、電荷輸送材料、ドナーやアクセプター等の添加剤、発光性のドーパント、レベリング剤、電荷注入材料、結着用の樹脂等をさらに含有していてもよい。結着用の樹脂としては、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられる。
【００５９】
ホール注入層１３１は第１電極１２０からの発光層１３３へのホール注入効率を向上する。ホール注入層１３１を設けることにより、発光層１３３への高いホール注入効率及び高い発光効率を実現することができる。
【００６０】
ホール注入層１３１は１種又は２種以上のホール注入材料を含む。ホール注入材料は低分子材料とｐ型導電性高分子材料とに大別することができる。
【００６１】
低分子のホール注入材料としては、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などの金属フタロシアニン類、フタロシアニン類、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）、Ｎ，Ｎ´−(３−メチルフェニル)−１，１´−ビフェニル−４，４´−ジアミン（ＴＰＤ）等が挙げられる。
【００６２】
ｐ型導電性高分子材料としては、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリピロール、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリシラン、ポリシロキサン、及びこれらの誘導体等が挙げられる。
【００６３】
ホール注入層１３１は、例えば、ドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂等をさらに含有していてもよい。
【００６４】
ホール注入層１３１の最高被占分子軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ；以下、「ＨＯＭＯ」と略すことがある。）のエネルギー準位が第１電極１２０のエネルギー準位とホール輸送層１３２のＨＯＭＯのエネルギー準位との間であることが好ましい。そうすることによって、より高いホール注入効率を実現することができる。
【００６５】
電子注入層１３５は第２電極１４０から発光層１３３への電子注入効率を向上する。電子注入層１３５は、１種又は２種以上の電子注入材料を含む。電子注入材料としては、低分子材料とｎ型導電性高分子とが挙げられる。
【００６６】
低分子の電子注入材料としては、アゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。具体的に、アゾール誘導体としては、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。オキサジアゾール誘導体としては、１，３−ビス｛［４−（４−ジフェニルアミノ）］フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル｝ベンゼン等が挙げられる。ｎ型導電性高分子としては、電子親和性の高いポリチオフェン等が挙げられる。
【００６７】
電子注入層１３５はドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂等をさらに含有していてもよい。
【００６８】
電子注入層１３５の最低空分子軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ；以下、「ＬＵＭＯ」と略すことがある。）のエネルギー準位は第２電極１４０のエネルギー準位よりも低く、発光層１３３のＬＵＭＯレベルより高いことが好ましい。そうすることによって、より高い電子の注入効率を実現することができる。
【００６９】
本実施形態１に係る有機ＥＬ素子１００では、ホール輸送層１３２が、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、その主鎖が共役系である高分子化合物（以下、「高分子化合物Ａ」と略す。）を含む電荷輸送材料により形成されている。
【００７０】
高分子化合物Ａは少なくともピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有していればよい。高分子化合物Ａは高分子主鎖中にさらにその他の構造を有していてもよい。
【００７１】
高分子化合物Ａは、分子量が１，０００以上１０，０００，０００以下であることが好ましい。分子量が１，０００未満である場合は、成膜性が悪くなり、平坦性のある膜を得ることが困難になる傾向にある。分子量を１，０００以上とすることによって、成膜性を向上することができる。このため、ホール輸送層１３２の平坦性を向上することができる。
【００７２】
分子量が１０，０００，０００より大きい場合は、溶剤に対する溶解性が乏しくなり、均一なホール輸送層１３２を成膜することが困難になる傾向にある。分子量を１０，０００，０００以下とすることによって、溶剤に対する溶解性を向上することができる。このため、ホール輸送層１３２の成膜が容易となる。
【００７３】
高分子化合物Ａは一般に発光層１３３に用いられる発光材料（ポリフルオレン誘導体等）よりもＨＯＭＯのエネルギー準位が高い。このため、高分子化合物Ａを用いることによって、発光層１３３へのホール注入効率を向上することができる。従って、高発光効率、高輝度、長寿命、低駆動電圧を実現することができる。
【００７４】
高分子化合物Ａは、ＬＵＭＯレベルとＨＯＭＯレベルとの間のエネルギーギャップが大きい。また、上述のように、一般的に発光層１３３に用いられる発光材料よりもＬＵＭＯレベルが高い。つまり、高分子化合物Ａを含有するホール輸送材料で形成されたホール輸送層１３２の電子親和力の絶対値は発光層１３３の電子親和力の絶対値よりも小さい。このため、発光層１３３からホール輸送層１３２への電子の移動を効果的に抑制することができる（電子ブロック機能）。従って、高発光効率、高輝度、長寿命、低駆動電圧を実現することができる。
【００７５】
高分子化合物Ａは、具体的に、下記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、その主鎖が共役系である高分子化合物（以下、「高分子化合物Ｂ」と略すことがある。）であってもよい。
【００７６】
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【００７７】
高分子化合物Ｂを用いて形成したホール輸送層１３２は、好適なエネルギーバンドを有する。具体的には、ＨＯＭＯレベルが発光層１３３よりも高い。ＬＵＭＯレベルが発光層１３３のＬＵＭＯレベルより高い。このため、発光層１３３へのホールの移動が容易となると共に、発光層からの電子の移動が抑制される。従って、高発光効率、高輝度、低駆動電圧を実現することができる。
【００７８】
高分子化合物Ｂは高い熱的安定性を有する。このため。高分子化合物Ｂを用いることによって、ホール輸送層１３２の高い熱的安定性を実現することができる。
【００７９】
高分子化合物Ｂの主鎖中に含まれる化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体は３，６位又は２，７位で重合結合していることが好ましい。カルバゾール又はカルバゾール誘導体の３，６位又は２，７位で重合結合した高分子化合物Ｂは容易に合成することができる。このため、安価に入手可能であるため、安価にホール輸送層を形成することができる。
【００８０】
化学式高分子化合物ＢのＨＯＭＯレベルが発光層１３３のＨＯＭＯレベルより高く、かつ高分子化合物ＢのＬＵＭＯレベルが発光層１３３のＬＵＭＯレベルよりも高くなるような組み合わせであれば、置換基Ｒ１〜Ｒ７は限定されない。例えば、Ｒ１〜Ｒ７のそれぞれは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、又は、アミド基であってもよい。
【００８１】
ホール輸送層１３２の成膜性の観点から、化学式Ｒ１は炭素数が２以上のアルキル基又は炭素数が６以上のアリールアルキル基であることが好ましい。ホール輸送層１３２をインクジェット法により形成する場合、高分子化合物Ｂを比較的高い沸点（例えば、１５０℃以上）の溶媒に溶解させる必要がある。高分子化合物Ｂを沸点の低い溶媒に溶解させた場合、ホール輸送層１３２形成工程において溶媒が揮発し、均一なホール輸送層１３２を形成することが困難となるからである。化学式Ｒ１を炭素数が２以上のアルキル基又は炭素数が６以上のアリールアルキル基とすることによって比較的高い沸点の芳香環を有する溶媒に対する溶解度を向上することができる。従って、この構成によれば、インクジェット法を用いてホール輸送層１３２を高い均一性で形成することができる。尚、比較的高い沸点の芳香環を有する溶媒としては、例えば、トルエン、テトラメチルベンゼン、又は、テトラエチルベンゼン等が挙げられる。
【００８２】
化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体の具体例としては、例えば、化学式（３）〜（９）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体が挙げられる。
【００８３】
【化３】
【００８４】
【化４】
【００８５】
【化５】
【００８６】
【化６】
【００８７】
【化７】
【００８８】
【化８】
【００８９】
【化９】
【００９０】
高分子化合物Ｂは、例えば、下記化学式（１０）〜化学式（１６）で表される単独重合体であってもよい。高分子化合物Ｂが単独重合体である場合は合成が容易であるという利点がある。尚、化学式下記化学式（１０）で表されるＮ−ｎ−デシルポリカルバゾールは化学式（３）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１１）で表されるＮ−ｎ−９−デセン−ポリカルバゾールは化学式（４）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１２）で表されるＮ−４−アルキルフェニルポリカルバゾールは化学式（５）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１３）で表されるＮ−４−フェニルアルキルポリカルバゾールは化学式（６）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１４）で表されるＮ−４−メトキシフェニルポリカルバゾールは化学式（７）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１５）で表されるＮ−３−エトキシカルボニルフェニルポリカルバゾールは化学式（８）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１６）で表されるＮ−２−プロピニルポリカルバゾールは化学式（９）で表される単量体を重合したものである。
【００９１】
【化１０】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９２】
【化１１】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９３】
【化１２】
（式中、ｎは５以上の自然数、ｍは０〜１２の整数である。）
【００９４】
【化１３】
（式中、ｎは５以上の自然数、ｍは０〜４の整数である。）
【００９５】
【化１４】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９６】
【化１５】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９７】
【化１６】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９８】
高分子化合物Ｂは、化学式（１）で表される単量体のうち、Ｒ１〜Ｒ７の異なる複数種類の単量体を共重合させたものであってもよい。例えば、高分子化合物Ｂは下記化学式（１７）〜化学式（２０）で表される二元共重合体であってもよい。二元共重合体であれば、共重合体比率を変化させることによって、イオン化ポテンシャルやホール輸送能力等の材料特性を調節することができる。尚、下記化学式（１７）で表される二元共重合体は化学式（３）で表される単量体と化学式（４）で表される単量体とを重合したものである。下記化学式（１８）で表される二元共重合体は化学式（３）で表される単量体と化学式（９）で表される単量体とを重合したものである。下記化学式（１９）で表される二元共重合体は化学式（５）で表される単量体と化学式（３）で表される単量体とを重合したものである。下記化学式（２０）で表される二元共重合体は化学式（７）で表される単量体と化学式（３）で表される単量体とを重合したものである。
【００９９】
【化１７】
（式中、ｎは５以上の自然数である。Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１００】
【化１８】
（式中、ｎは５以上の自然数である。Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０１】
【化１９】
（式中、ｎは５以上の自然数である。Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０２】
【化２０】
（式中、ｎは５以上の自然数である。Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０３】
高分子化合物Ｂは化学式（１）で表される単量体と他の構造を有する単量体とを共重合させたものであってもよい。この構成によれば、高分子化合物Ｂ中に他の機能を有する単量体を含有させることができる。このため、ホール輸送性以外の別の機能を高分子化合物Ｂに付与することができる。
【０１０４】
高分子化合物Ｂはポリフルオレンとカルバゾール化合物との共重合体であってもよい。この場合、共重合体比率を変化させることによって、イオン化ポテンシャルやホール輸送能力等の材料特性を調節することができる。具体的には、下記化学式（２１）〜化学式（２４）で表される共重合体であってもよい。下記化学式（２１）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物とジノルマルヘキシルポリフルオレンとを共重合させたものである。下記化学式（２２）で表される二元共重合体は化学式（７）で表されるカルバゾール化合物とジノルマルヘキシルポリフルオレンとを共重合させたものである。下記化学式（２３）で表される二元共重合体は化学式（８）で表されるカルバゾール化合物とジノルマルヘキシルポリフルオレンとを共重合させたものである。下記化学式（２４）で表される三元共重合体は、化学式（３）で表されるカルバゾール化合物と、化学式（４）で表されるカルバゾール化合物と、ジノルマルヘキシルポリフルオレンとを共重合させたものである。
【０１０５】
【化２１】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０６】
【化２２】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０７】
【化２３】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０８】
【化２４】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９８、Ｙ０．０００１〜０．９９９８である。）
【０１０９】
また、高分子化合物Ｂは、例えば、シラン化合物とカルバゾール化合物との共重合体であってもよい。具体的には、下記化学式（２５）、化学式（２６）で表される共重合体であってもよい。この場合、共重合体比率を変化させることによってイオン化ポテンシャルやホール輸送能力等の材料特性を調節することができる。尚、下記化学式（２５）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物とメチルフェニルシランとを共重合させたものである。下記化学式（２６）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物とフェネチルフェニルシランとを共重合させたものである。
【０１１０】
【化２５】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１１】
【化２６】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１２】
また、高分子化合物Ｂは、例えば、トリフェニルアミン化合物とカルバゾール化合物との共重合体であってもよい。具体的には、下記化学式（２７）〜下記化学式（２８）で表される重合体であってもよい。この場合、共重合体比率を変化させることによってイオン化ポテンシャルやホール輸送能力等の材料特性を調節することができる。尚、下記化学式（２７）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物と（３−エトキシカルボニルフェニル）ジフェニルアミンとを共重合させたものである。下記化学式（２８）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物と（４−メトキシフェニル）ジフェニルアミンとを共重合させたものである。下記化学式（２９）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物とＮ，Ｎ´−ジ（エトキシカルボニルフェニル）−Ｎ，Ｎ´−ジフェニルベンジジンとを共重合させたものである。下記化学式（３０）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物と（３−エトキシカルボフェニル）ジフェニルアミンとを共重合させたものである。
【０１１３】
【化２７】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１４】
【化２８】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１５】
【化２９】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１６】
【化３０】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１７】
また、ホール輸送層１３２は上述のホール輸送材料（高分子化合物Ａや高分子化合物Ｂ等）のうちの１種又は２種以上により形成されていてもよい。
【０１１８】
また、ホール輸送層１３２は、ドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂、その他の高分子、他のホール輸送材料等をさらに含有していてもよい。
【０１１９】
具体的には、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５−フェニレンビニレン）、これらの誘導体、ポリカーボネート、ポリシロキサン、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、ポリエーテルスルホンなどの高分子化合物をさらに含有していてもよい。また、４, ４'−ビス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル、１, ３, ５−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ベンゼン及びそれらの誘導体等をさらに含有していてもよい。電子輸送材料として、アゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体等を含有していてもよい。アゾール誘導体としては、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。オキサジアゾール誘導体としては、１，３−ビス｛［４−（４−ジフェニルアミノ）］フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル｝ベンゼン等が挙げられる。
【０１２０】
電子輸送層１３４は第２電極１４０から注入された電子の発光層１３３への輸送効率を向上させる。電子輸送層１３４は例えば高分子化合物Ｂを含んでいてもよい。高分子化合物Ｂを含ませることによって、電子注入効率、及び電子輸送効率を向上することができる。
【０１２１】
高い電子輸送性能、高輝度を実現する観点から、電子輸送層１３４は、上記化学式（１）で表されるカルバゾールまたはカルバゾール誘導体からなる単量体と、電子輸送性能の高い単量体との共重合体を含むことが好ましい。具体的には、電子輸送層１３４が上記化学式（２１）〜（２４）等で表される共重合体のうち１種又は２種以上を含むことが好ましい。
【０１２２】
電子輸送層１３４は、ドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂等をさらに含有していてもよい。
【０１２３】
尚、ホール注入層１３１、ホール輸送層１３２、発光層１３３、電子輸送層１３４、及び電子注入層１３５のそれぞれの層厚は０．５ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることがより好ましい。
【０１２４】
各層の層厚が０．５ｎｍ未満であれば、ピンホールが発生する可能性が高くなる傾向にある。各層の層厚を０．５ｎｍ以上とすることでピンホールの発生を効果的に抑制することができる。また、さらに効果的にピンホールの発生を抑制する観点から、各層の層厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１２５】
各層の層厚が１μｍより大きい場合は、電気抵抗が増加し、有機ＥＬ素子１００の駆動電圧が高くなる傾向にある。各層の層厚を１μｍ以下にすることで、駆動電圧を効果的に低下させることができる。より低い駆動電圧を実現する観点から、各層の層厚は２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１２６】
封止キャップ１５０は、第１電極１２０、有機層１３０、及び、第２電極１４０を外気から遮断する。封止キャップ１５０を設けることによって、素子内への酸素や水分等の進入により有機ＥＬ素子１００が劣化することを効果的に抑制することができる。
【０１２７】
封止キャップ１５０は酸素透過率の低いものであることが好ましい。例えば、封止キャップ１５０はガラスや金属等により形成することができる。
【０１２８】
素子内への酸素や水分等の進入をより効果的に防止する観点から、封止キャップ１５０の内部に窒素やアルゴン等の不活性ガスを充填しておくことが好ましい。酸素や水分の素子内への侵入をさらに効果的に防止する観点から、封止キャップ１５０中に酸化バリウム等の吸湿剤を設けることが好ましい。
【０１２９】
次に、有機ＥＬ素子１００の製造方法について説明する。
【０１３０】
まず、ガラス等からなる基板１１０上にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等からなる導電膜を成膜する。成膜方法は、ドライプロセスであってもウエットプロセスであってもよい。具体的に、ドライプロセスとしては、スパッタ法、蒸着法、ＥＢ法、ＭＢＥ法等が挙げられる。ウエットプロセスとしては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法等が挙げられる。
【０１３１】
成膜した導電膜をフォトリゾグラフィー技術等のパターニング方法を用いて所望の形状にパターニングすることにより第１電極１２０を形成する。
【０１３２】
基板１１０上に、マスク蒸着法、転写法、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、及びインクジェット法等を用いて、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）等のホール注入材料を成膜することによりホール注入層１３１を形成する。
【０１３３】
それらの中でも特にインクジェット法により形成することが好ましい。インクジェット法を用いることによって、安価かつ容易にホール注入層１３１を形成することができる。また、高精細なパターニングが容易に行える。インクジェット法に用いるインクは、ＰＰＶ等のホール注入材料を、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、又は、トリメチルベンゼン等の溶媒に溶解させることにより調整することができる。尚、均一塗布性の観点からインクジェット法に用いる溶媒は、沸点が１１０℃以上である溶媒を使用することが好ましい。
【０１３４】
ホール注入層１３１の上に、化学式（１０）で表されるＮ−ｎ−デシルポリカルバゾール等のホール輸送材料を成膜することによりホール輸送層１３２を形成する。形成方法としては、マスク蒸着法、転写法、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、及びインクジェット法等が挙げられる。
【０１３５】
それらの中でも特にインクジェット法により形成することが好ましい。インクジェット法を用いることによって、安価かつ容易にホール輸送層１３２を形成することができる。また、高精細なパターニングが容易に行える。インクジェット法によりホール輸送層１３２を形成する場合は、ホール輸送材料を沸点が１１０℃以上の溶媒に溶解させてなるホール輸送層形成用インクを用いて行うことが好ましい。ホール輸送材料を溶解させる溶媒の沸点が低い場合は、塗布工程におけるインクからの溶媒の揮発が激しい。このため、均質なホール輸送層１３２を形成することが困難となる。ホール輸送材料を沸点が１１０℃以上の溶媒に溶解させることによって、インクジェット法によりインクを塗布する際の溶媒の揮発を抑制することができる。従って、均質なホール輸送層１３２を形成することができる。
【０１３６】
ホール輸送層形成インクに用いる溶媒は芳香環を有することが好ましい。芳香環を有する溶媒に対するホール輸送材料の溶解性が高いためである。芳香環を有する溶媒を用いることによって、塗布性が良好なホール輸送層形成用インクを実現することができる。芳香環を有し、沸点が１１０℃以上である溶媒としては、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン類、テトラリン類、テトラメチルベンゼン類、テトラエチルベンゼン類等が挙げられる。これらの溶媒のうち２種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
【０１３７】
ホール輸送層形成インクの調整に用いるホール輸送材料は化学式（２）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、高分子主鎖が共役系である高分子化合物であることが好ましい。この高分子化合物は溶媒への溶解性が高いため、良好な塗布性を有するホール輸送層形成用インクを実現することができる。
【０１３８】
ホール輸送層１３２の上に、ポリフルオレン等の発光材料を成膜することにより発光層１３３を形成する。成膜方法としては、マスク蒸着法、転写法、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、及びインクジェット法等が挙げられる。
【０１３９】
発光層１３３の上に、電子輸送層１３４、及び電子注入層１３５を順次成膜する。成膜方法としては、マスク蒸着法、転写法、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、及びインクジェット法等が挙げられる。
【０１４０】
尚、発光層１３３、電子輸送層１３４及び電子注入層１３５を形成する場合においても同様に、インクジェット法による形成が好適である。形成インクの調整に用いる溶媒としては、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等が好ましい。特にそれらの中でも沸点が１１０℃以上の溶媒がより好ましい。
【０１４１】
電子注入層１３５の上に、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の電極材料を成膜することにより第２電極１４０を形成する。成膜方法はドライプロセスでもウエットプロセスでもよい。ドライプロセスとしては、スパッタ法、蒸着法、ＥＢ法、ＭＢＥ法等が挙げられる。ウエットプロセスとしては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法等が挙げられる。
【０１４２】
最後に、ガラス等からなる封止キャップ１５０をＵＶ硬化樹脂等を用いて接着することにより有機ＥＬ素子１００を封止する。尚、封止キャップ１５０を接着させる工程は、窒素やアルゴン等の不活性ガス中で行うことが好ましい。そうすることによって、封止キャップ１５０と有機ＥＬ素子１００との間に酸素や水分が進入することを抑止することができる。
【０１４３】
次に、ホール輸送材料として好適である高分子化合物Ｂの製造方法について説明する。
【０１４４】
高分子化合物Ｂは山本カップリング反応等を用いることにより合成することができる。
【０１４５】
Ｎ-アルキル−３，６−ポリカルバゾールを例に挙げて、その合成方法を詳細に説明する。
【０１４６】
まず、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気中で、３，６−ジブロモカルバゾールと１〜１．１等量のブロモアルカンとをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させる。攪拌しながら２４時間、５０℃で保持する。その後、冷却した反応液に水を加える。さらに、ジクロロメタンを加えて生成物を抽出する。抽出物をカラムクロマトグラフィーなどの精製法で精製することによりＮ-アルキル−３，６−ジブロモカルバゾールを得る。
【０１４７】
得られたＮ-アルキル−３，６−ジブロモカルバゾールをモノマーとして山本カップリング反応を行う。具体的には、０価のニッケルであるビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（Ｎｉ（ＣＯＤ）２）を触媒として、１，５−シクロオクタジエン（ＣＯＤ）存在下において、Ｎ-アルキル−３，６−ジブロモカルバゾールと、等量の２，２´−ビピリジル（ｂｐｙ）とを不活性ガス雰囲気下、６０℃で重合反応させる。その後、反応液をアルコール中に注ぐ。得られた固形物を減圧乾燥(室温、２４時間)する。さらに、ＴＨＦなどの有機溶剤に再び溶解させ、０．１−０．０１μｍのポアサイズのフィルターで不溶物を除去する。そして、溶液をアルコール中にて再沈殿させることによりＮ−アルキル−３，６−ポリカルバゾールが得られる。
【０１４８】
次に、Ｎ-アルキル−２，７−ポリカルバゾールの合成方法について詳細に説明する。
【０１４９】
まず、Ｎ-アルキル−２，７−ポリカルバゾールのモノマーとなるＮ-アルキル−２，７−ジブロモカルバゾールを合成する。次に、得られたＮ-アルキル−２，７−ジブロモカルバゾールをモノマーとして用い、例えば山本カップリング反応を行うことによりＮ-アルキル−２，７−ポリカルバゾールを重合することができる。
【０１５０】
具体的には、トルフェニルフォスフィン、亜鉛、２，２'−ビピリジン、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）の存在下、不活性ガス雰囲気下でＮ−Ｎ−ジメチルアセトアミド中、８０℃でＮ-アルキル−２，７−ジブロモカルバゾールの重合反応を行う。次に、反応液をアルコール中に注ぎ、得られた固形物を減圧乾燥(室温、２４時間)する。再びＴＨＦなどの有機溶剤に溶解させ、０．１−０．０１μｍポアサイズのフィルターで不溶物を除去する。そして、溶液をアルコール中にて再沈殿させることにより、Ｎ−アルキル−２，７−ポリカルバゾールが得られる。
【０１５１】
このようにして得られた高分子化合物を電荷輸送層として用いる場合、合成後、再沈精製やソックスレー抽出などの高分子の精製を行うことがより好ましい。純度が低い場合は発光特性が低下し、寿命も短くなるからである
（実施形態２）
図２は、実施形態２に係る有機ＥＬ画像表示装置２００の概略断面図である。
【０１５２】
この画像表示装置２００は、基板２１０と、複数の第１電極２２０と、第２絶縁層２３０と、隔壁２４０と、複数の有機層２５０と、第２電極２６０とを有する。
【０１５３】
複数の第１電極２２０は基板２１０上にマトリクス状に配列されている。第２絶縁層２３０は隣接する複数の第１電極２２０の間を絶縁する。隔壁２４０は第２絶縁層２３０の上に設けられている。複数の有機層２５０のそれぞれは第１電極２２０の上に設けられている。複数の有機層２５０は隔壁２４０によってそれぞれに離隔されている。第２電極２６０は複数の有機層２５０及び隔壁２４０を覆うように設けられている。
【０１５４】
基板２１０は、絶縁基板２１１と、複数のＴＦＴ２１２と、第１絶縁層２１３とを有する。複数のＴＦＴ２１２は絶縁基板２１１上にマトリクス状に配設されている。
【０１５５】
有機層２５０は、発光層２５３と、ホール注入層２５１及びホール輸送層２５２からなる電荷輸送層とを有する。
【０１５６】
本実施形態２に係る画像表示装置２００では、有機層２５０は、発光層２５３と、ホール注入層２５１と、ホール輸送層２５２とにより構成されている。しかし、本発明はこの構成に限定されない。例えば、有機層２５０を、発光層２５３と、ホール注入層２５１、ホール輸送層２５２、電子輸送層、及び、電子注入層のうち１層以上とにより構成してもよい。
【０１５７】
第１電極２２０は有機層２５０にホールを注入する。第２電極２６０は有機層２５０に電子を注入する。ホール注入層２５１は発光層２５３へのホール注入効率を向上する。ホール輸送層２５２は第１電極２２０により注入されたホールの発光層２５３への輸送効率を向上する。
【０１５８】
複数のＴＦＴ２１２は各画素ごとに設けられている。複数のＴＦＴ２１２のそれぞれは第１絶縁層２１３に設けられたコンタクトホールを経由して接続された第１電極２２０への電圧印加を制御する。このため、画像表示装置２００では、ＴＦＴ２１２から点灯信号が入力された画素にのみ選択的に電圧を印加することができる。
【０１５９】
絶縁基板２１１、第１電極２２０、発光層２５３、ホール注入層２５１、及び、第２電極２６０は、例えば、実施形態１に例示した材料と同様の材料により構成することができる。
【０１６０】
ＴＦＴ２１２は、アモルファスシリコンＴＦＴ、ポリシリコンＴＦＴ等であってもよい。
【０１６１】
第１絶縁層２１３はＴＦＴ２１２が設けられた絶縁基板２１１上を平坦にする。また、隣接するＴＦＴ２１２の間を絶縁する。第１絶縁層２１３は、アクリル系樹脂等により形成することができる。
【０１６２】
第２絶縁層２３０は隣接する第１電極２２０の間を絶縁する。第２絶縁層２３０は、ＳｉＯ２等の絶縁材料により形成することができる。
【０１６３】
隔壁２４０は有機層２５０を各画素ごとに区画する。隔壁２４０は、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等の感光性樹脂材料により形成することができる。
【０１６４】
ホール輸送層２５２は、実施形態１と同様に、高分子化合物Ａを含む電荷輸送材料により形成することができる。
【０１６５】
この高分子化合物Ａは、例えば、ポリフルオレン誘導体等の一般に発光層２５３に用いられる発光材料よりもＨＯＭＯのレベルが高い。よって、高分子化合物Ａをホール輸送材料として用いることによって、発光層２５３へのホール注入効率を向上することができる。従って、高い発光効率、高輝度、長寿命且つ、低い駆動電圧を実現することができる。
【０１６６】
高分子化合物Ａは、ＬＵＭＯとＨＯＭＯとのエネルギーギャップが大きい。例えば、ポリフルオレン誘導体等の一般に発光層２５３に用いられる発光材料よりもＬＵＭＯレベルが高い。このため、高分子化合物Ａをホール輸送材料として用いることによって、電子親和力が発光層２５３の電子親和力よりも小さいホール輸送層２５２を形成することができる。よって、発光層２５３からホール輸送層２５２への電子の移動を効果的に抑制することができる（電子ブロック機能）。従って、高い発光効率、高輝度、長寿命且つ、低い駆動電圧を実現することができる。
【０１６７】
具体的に、高分子化合物Ａは高分子化合物Ｂであってもよい。
【０１６８】
高分子化合物Ｂをホール輸送材料として用いることによって好適なエネルギーバンドを有するホール輸送層２５２を形成することができる。詳細には、ＨＯＭＯレベルが発光層２５３よりも高く、ＬＵＭＯレベルが発光層２５３のＬＵＭＯレベルより低いホール輸送層２５２を形成することができる。従って、高い発光効率、高輝度、長寿命且つ、低い駆動電圧を実現することができる。
【０１６９】
また、高分子化合物Ｂは高い熱的安定性を有する。よって、この高分子化合物Ｂをホール輸送材料として用いることで、より熱的に安定な有機ＥＬ画像表示装置２００を実現することができる。
【０１７０】
高分子化合物Ｂの高分子主鎖中に含まれる化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体のそれぞれは、３，６位又は２，７位で重合結合していることが好ましい。カルバゾール又はカルバゾール誘導体の３，６位又は２，７位で重合結合した高分子化合物Ｂは、合成方法が確立されている。このため、比較的容易且つ安価に入手することができる。よって、有機ＥＬ画像表示装置２００を容易且つ安価に製造することができる。
【０１７１】
ＨＯＭＯレベルが発光層２５３のＨＯＭＯレベルより高く、かつ高分子化合物ＢのＬＵＭＯレベルが発光層２５３のＬＵＭＯレベルよりも高くなるような組み合わせであれば、Ｒ１〜Ｒ７は何ら限定されるものではない。例えば、Ｒ１〜Ｒ７のそれぞれは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、または、アミド基であってもよい。
【０１７２】
ホール輸送層２５２の成膜性を向上する観点から、化学式（１）のＲ１は、炭素数が２以上のアルキル基、又は炭素数が６以上のアリールアルキル基であることがより好ましい。ホール輸送層２５２をインクジェット法により形成する場合、高分子化合物Ｂを比較的沸点が高い（例えば、沸点が１１０℃以上の）溶媒に溶解する必要がある。高分子化合物Ｂを沸点の低い溶媒に溶解させた場合、均一なホール輸送層２５２を形成することができず、濃度ムラが発生するからである。
【０１７３】
また、ホール輸送層を形成するためのインクには芳香環を有する溶媒を用いることが好ましい。芳香環を有する溶媒に対する高分子化合物Ａの溶解度が高いからである。
【０１７４】
芳香環を有し、沸点が１１０℃以上の溶媒としては、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン類、テトラリン類、テトラメチルベンゼン類、又は、テトラエチルベンゼン類等が挙げられる。
【０１７５】
化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体の具体例としては、例えば、化学式（３）〜（８）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体等を挙げることができる。
【０１７６】
高分子化合物Ｂは、例えば、化学式（９）〜（１３）等で表される単独重合体、化学式（１４）〜（１５）等で表される二元重合体、化学式（１６）等で表される三元重合体であってもよい。
【０１７７】
高分子化合物Ｂは、化学式（１）で表される単量体と他の構造を有する単量体とを共重合させたものであってもよい。具体的には、高分子化合物Ｂは、例えば、化学式（１７）〜（１９）、（２１）〜（２６）等で表される二元共重合体、化学式（２０）等で表される三元共重合体であってもよい。
【０１７８】
ホール輸送層２５２は、上記のホール輸送材料のうち１種又は２種以上のホール輸送材料により形成することができる。
【０１７９】
ホール輸送層２５２はドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂、その他の高分子、他のホール輸送材料等をさらに含有していてもよい。
【０１８０】
ホール輸送層２５２の層厚は０．５ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【０１８１】
ホール輸送層２５２の層厚が０．５ｎｍ未満であれば、ホール輸送層２５２にピンホールが発生する可能性が高くなる傾向にある。ホール輸送層２５２の層厚を０．５ｎｍ以上とすることでピンホールの発生を効果的に抑制することができる。さらに効果的にピンホールの発生を抑制する観点から、ホール輸送層２５２の層厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１８２】
ホール輸送層２５２の層厚が１μｍより大きい場合は、ホール輸送層２５２における電気抵抗が増加し、有機ＥＬ素子２００の駆動電圧が高くなる傾向にある。ホール輸送層２５２の層厚を１μｍ以下にすることで、駆動電圧を効果的に低下させることができる。より低い駆動電圧を実現する観点から、ホール輸送層２５２の層厚は２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１８３】
（実施例）
以下、実施例に係る有機ＥＬ素子３００について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１８４】
図３は、実施例に係る有機ＥＬ素子３００の断面図である。
【０１８５】
まず、ホール輸送材料として用いるＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールを合成した。具体的には、窒素雰囲気中で、３，６−ジブロモカルバゾールと１〜１．１等量のｎ−ブロモデカンとをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させた。窒素雰囲気中で、溶解液を攪拌しながら２４時間、５０℃で保持した。その後、反応液を冷却した。冷却した反応液に水を加え、ジクロロメタンを用いて生成物を抽出した。抽出物をカラムクロマトグラフィーにより精製することによりモノマーであるＮ−ｎ−デシル−３，６−ジブロモカルバゾールを得た。
【０１８６】
次に、得られたＮ−ｎ−デシル−３，６−ジブロモカルバゾールをモノマーとして、山本カップリング反応を行った。まず、０価のニッケルであるビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（Ｎｉ（ＣＯＤ）２）を触媒として、１，５−シクロオクタジエン（ＣＯＤ）存在下において、Ｎ−ｎ−デシル−３，６−ジブロモカルバゾールと、等量の２，２´―ビピリジル（ｂｐｙ）とを不活性ガス雰囲気下、６０℃で重合反応させた。反応液をアルコール中に注ぎ、得られた固形物を減圧乾燥（室温、２４時間）した。固形物をＴＨＦなどの有機溶剤に再び溶解させ、０．１−１μｍのポアサイズのフィルターで不溶物を除去した。そして、得られた溶液をアルコールを用いて再沈殿させることによりＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールを得た。
【０１８７】
得られたＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールのＨＯＭＯレベル、ＬＵＭＯレベル、及び、バンドギャップを以下の方法により測定、算出した。
【０１８８】
ガラス基板（コーニング製、１７３７ガラス基板）上に、層厚１００ｎｍのＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾール）薄膜をスピンコート法により形成することにより測定用サンプルを作成した。測定用サンプルの２５０ｎｍから４５０ｎｍの範囲における吸収スペクトルを分光光度計（ニコレー社製、ＭＡＧＮＡ−ＩＲ７６０ＳＰＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ）を用いて測定した。得られた吸収スペクトルの吸収端の波長からＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールのエネルギーギャップを算出した。ＡＣ−１（理研計器）を測定機器として、大気中光電子分光法を用いてＨＯＭＯレベル（イオン化ポテンシャル）を測定した。得られたエネルギーギャップとＨＯＭＯレベルとからＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールのＬＵＭＯレベルを算出した。
【０１８９】
得られたＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールをホール輸送材料として用いて実施例に係る有機ＥＬ素子３００を製造した。
【０１９０】
インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる層厚１５ｎｍ、幅２ｍｍのストライプ形状の第１電極３２０が形成されたガラス基板３１０（旭硝子社製）を用意した。正孔注入材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを水に溶解させてなるホール注入層形成用インク調製した。ガラス基板３１０上に調製したホール注入層形成用インクを３０００ｒｐｍで５０秒間スピンコートし、膜厚５０ｎｍのホール注入層３３１を形成した。
【０１９１】
ホール注入層３３１の上に、Ｎ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールの１．０ｗｔ％テトラヒドロフラン溶液を窒素雰囲気下、グローブボックス内にて２０００ｒｐｍで５０秒間スピンコートを行った。得られた膜を１５０℃で１時間焼成することにより、層厚５０ｎｍのホール輸送層３３２を形成した。
【０１９２】
ホール輸送層３３２の上に発光材料として青色発光材料ポリフルオレン誘導体の１．２ｗｔ％キシレン溶液を１５００ｒｐｍで５０秒間スピンコートした。得られた膜を１５０℃で１時間焼成することにより膜厚８０ｎｍの発光層３３３を形成した。
【０１９３】
発光層３３３の上に１０−５Ｐａの圧力条件下、０．１ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度でＣａを蒸着させることにより層厚２０ｎｍのＣａ層３４１を形成した。Ｃａ層３４１の上に、１０−５Ｐａの圧力条件下、２０ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度でＡｌを蒸着させることにより層厚１０００ｎｍのＡｌ層３４２を積層することにより、第２電極３４０を形成し、有機ＥＬ素子３００を形成した。
【０１９４】
最後に、２０ｍｍ四方の封止キャップ３５０（市販品，旭硝子社製）と有機ＥＬ素子３００の周縁部分とをＵＶ硬化樹脂により封止した。尚、封止工程において、樹脂を硬化させるために用いるＵＶ光により有機層が劣化しないように、画素部分をアルミ箔等で覆った。
【０１９５】
有機ＥＬ素子３００の発光層３３３を構成する青色発光材料ポリフルオレン誘導体について、上記方法と同様の方法によりＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、及びエネルギーギャップを測定、算出した。
【０１９６】
（比較例）
公知のホール輸送材料であるポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＣｚ）をホール輸送材料としてホール輸送層を形成した他は、実施例に係る有機ＥＬ素子３００と同様の構成の有機ＥＬ素子を比較例とした。
【０１９７】
また、ＰＶＣｚのＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、及び、エネルギーギャップを実施例と同様の方法により測定、算出した。
【０１９８】
【表１】
【０１９９】
上記表１は、実施例に係るＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾール）及び比較例に係るＰＶＣｚのＨＯＭＯレベル、ＬＵＭＯレベル、及びエネルギーギャップを示した表である。
【０２００】
図４は実施例に係る有機ＥＬ素子のエネルギー準位を模式的に表した説明図である。
【０２０１】
図５は比較例に係る有機ＥＬ素子のエネルギー準位を模式的に表した説明図である。
【０２０２】
表１及び図４、５に示すように、実施例に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層のＨＯＭＯレベルは、発光層のＨＯＭＯレベルよりも高い準位にある。一方、比較例に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層のＨＯＭＯレベルは、発光層のＨＯＭＯレベルよりも低い準位にある。この結果から、比較例に係る有機ＥＬ素子では、ホール輸送層から発光層へのホール輸送効率が低いことがわかった。一方、実施例にかかる有機ＥＬ素子では、ホール輸送層から発光層へのホール輸送効率が高いことがわかった。
【０２０３】
実施例に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層のＬＵＭＯレベルは、発光層のＬＵＭＯレベルよりも高い準位にある。換言すれば、実施例に係る有機ＥＬ素子では、ホール輸送層の電子親和力の絶対値が発光層の電子親和力の絶対値よりも小さい。一方、比較例に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層のＬＵＭＯレベルは、発光層のＬＵＭＯレベルよりも低い準位にある。換言すれば、比較例に係る有機ＥＬ素子では、ホール輸送層の電子親和力の絶対値が発光層の電子親和力の絶対値よりも大きい。従って、比較例に係る有機ＥＬ素子では、発光層からホール輸送層への電子の移動が発生しやすいことがわかった。一方、実施例にかかる有機ＥＬ素子では、発光層からホール輸送層への電子の移動が効果的に抑制され、発光層内に効果的に電子を閉じ込めることができることがわかった。
【０２０４】
このように、実施例に係る有機ＥＬ素子は、比較例に係る有機ＥＬ素子よりもホール輸送層から発光層へのホール輸送効率が高く、また、発光層からホール輸送層への電子の移動が効果的に抑制され、発光層内に効果的に電子を閉じ込めることができることがわかった。
【０２０５】
実施形態１及び２では、本発明に係る電荷輸送材料が有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ画像表示装置に用いることができるものであることを説明した。しかし、本発明にかかる電荷輸送材料はこれに限定されるものではなく、例えば、有機太陽電池、有機半導体、フォトコンダクター等にも用いることができる。
【０２０６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲に限定されない。上記実施形態が例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【０２０７】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、それを備えた画像表示装置及び照明装置、電荷輸送材料、及びそれを含む電荷輸送層形成用インクに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２０８】
【図１】実施形態１に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【図２】実施形態２に係る有機ＥＬ画像表示装置の断面図である。
【図３】実施例に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【図４】実施例に係る有機ＥＬ素子のエネルギー準位を模式的に表した説明図である。
【図５】比較例に係る有機ＥＬ素子のエネルギー準位を模式的に表した説明図である。
【符号の説明】
【０２０９】
１００、３００ 有機ＥＬ素子
１１０、２１０、３１０ 基板
１２０、２２０、３２０ 第１電極
１３０、２５０、３３０ 有機層
１３１、２５１、３３１ ホール注入層
１３２、２５２、３３２ ホール輸送層
１３３、２５３、３３３ 発光層
１３４ 電子輸送層
１３５ 電子注入層
１４０、２６０、３４０ 第２電極
１５０、３５０ 封止キャップ
２００ 有機ＥＬ画像表示装置
２１１ 絶縁基板
２１２ ＴＦＴ
２１３ 第１絶縁層
２３０ 第２絶縁層
２４０ 隔壁
３４１ Ｃａ層
３４２ Ａｌ層
【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、それを備えた画像表示装置及び照明装置、電荷輸送材料、及びそれを含む電荷輸送層形成用インクに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」と略すことがある。）は自発光性の全固体素子である。ＥＬ素子は視認性が高く、衝撃耐久性に優れている。このため、広く応用が期待されている。
【０００３】
ＥＬ素子は無機発光材料を用いる無機ＥＬ素子と有機発光材料を用いる有機ＥＬ素子とに大別される。
【０００４】
現在、無機ＥＬ素子の方が広く用いられている。しかし、無機ＥＬ素子は駆動に２００Ｖ以上もの高い交流電圧を要する。また、無機ＥＬ素子は製造コストが高く、輝度が低い。一方、有機ＥＬ素子は無機ＥＬ素子と比較して駆動電圧が低く、製造が容易である。このため、近年特に盛んに研究がなされている。
【０００５】
有機ＥＬ素子の研究は、アントラセンの単結晶薄膜を発光層として用いた素子から始められた。しかし、アントラセンの単結晶の薄膜を形成することは困難であった。研究初期段階では、発光層の層厚は１ｍｍ程度と厚いものであった。このため、駆動電圧が１００Ｖ以上と高かった。
【０００６】
そこで、蒸着法を用いてアントラセンの単結晶薄膜を得る試みがなされている。しかしながら、蒸着法により形成されたアントラセン薄膜を発光層として用いた有機ＥＬ素子であっても、駆動電圧が３０Ｖ以上と高い。また、アントラセン薄膜を用いた有機ＥＬ素子では、発光層中の電子やホール等のキャリア密度が低い。このため、キャリアの再結合による励起確率が低く、十分な輝度が得られないという問題がある。
【０００７】
近年、駆動電圧が低く、高い輝度を有する有機ＥＬ素子として、正孔輸送機能を有する有機化合物からなるホール輸送層と、電子輸送機能を有する有機発光材料からなる発光層とを有する機能分離型の有機ＥＬ素子が提案されている。一般的に、ホール輸送層と発光層とは真空蒸着法を用いて形成される。機能分離型有機ＥＬ素子は１０Ｖ程度といった低い駆動電圧を有する。また、１０００ｃｄ／ｍ２以上といった高い輝度を有する。このため、近年活発に研究が行われている。
【０００８】
機能分離型有機ＥＬ素子において十分な発光性能を得るためには、それぞれの有機層を例えば０．１μｍ以下と非常に薄く形成する必要がある。しかし、有機層の層厚を薄くするほど有機層にピンホールが生じやすくなる。従って、機能分離型有機ＥＬ素子では、高い発光性能、高い生産性、及び大面積化を同時に達成することが困難であるという問題がある。
【０００９】
また、機能分離型有機ＥＬ素子は数ｍＡ／ｃｍ２以上という高い電流密度状態で駆動する必要がある。このため、駆動により大量の熱が発生する。よって、テトラフェニルジアミン誘導体等のホール輸送材料が次第に結晶化する。従って、ホール輸送層のホール輸送性能が低下するため、経時的に有機ＥＬ素子の輝度が低下する。その結果、機能分離型有機ＥＬ素子は、安定性が低く、製品としての寿命が短いという問題がある。
【００１０】
このような問題に鑑み、安定したアモルファス状態が得られるスターバーストアミンをホール輸送材料として用いた機能分離型有機ＥＬ素子が提案されている。また、側鎖にトリフェニルアミンを有するポリフォスファゼンのポリマーをホール輸送材料に用いた機能分離型有機ＥＬ素子が提案されている。
【００１１】
一方、有機層として発光層のみを有するポリマー単層構造の有機ＥＬ素子の研究開発も近年盛んに行われている。ポリマー単層構造の有機ＥＬ素子では、発光層形成用ポリマーとして、ポリフェニレンビニレン等の導電性ポリマーや、電子輸送材料と発光色素とが混入された正孔輸送性ポリビニルカルバゾール（以下、「ＰＶＣｚ」と略すことがある。）等が用いられている。ポリマー単層構造の有機ＥＬ素子は、上述した機能分離型有機ＥＬ素子と比較して、高い生産性を有する。しかしながら、ポリマー単層構造の有機ＥＬ素子は、駆動電圧が高く、発光効率及び安定性が低いという問題がある。
【００１２】
このような問題に鑑みて、二層積層型の有機ＥＬ素子が提案されている。二層積層型の有機ＥＬ素子は、発光層と、発光層に積層され、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネート（以下、「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ」と略すことがある。）を含む有機層とを有する。２層積層型の有機ＥＬ素子は、ポリマー単層構造を有する有機ＥＬ素子と比較して、低い駆動電圧、高発光効率、及び高い安定性を有する。しかし、機能分離型の有機ＥＬ素子と比較すると、駆動電圧が高く、発光効率が低い。さらに素子としての寿命が短いという問題がある。尚、２層積層型ＥＬ素子が短寿命である原因は発光層内で電荷を効果的に閉じ込めることができないことである。
【００１３】
このような２層積層型ＥＬ素子が有する問題に鑑みて、２層積層型ＥＬ素子の発光層とホール注入電極との間にＰＶＣｚ層をさらに積層した３層積層型ＥＬ素子が提案されている。この３層積層型ＥＬ素子によれば、２層積層型ＥＬ素子よりもさらに低い駆動電圧、及び高い発光効率を得ることができる。
【００１４】
また、発光層からの電子の流出を抑制する電子ブロック層として、ＰＶＣｚ層が設けられた有機ＥＬ素子も提案されている（例えば、非特許文献１）。ＰＶＣｚは広いバンドギャップを有するため、ＰＶＣｚ層は高い電子ブロック機能を有する。従って、この有機ＥＬ素子は高い量子効率を有すると記載されている。
【非特許文献１】J. Appl. Phys., Vol. 89 ,4, 2343-2350 (2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、スターバーストアミンや、ポリフォスファゼンの側鎖にトリフェニルアミンを導入したポリマーをホール輸送材料として用いた機能分離型有機ＥＬ素子では、陽極からの正孔注入性、及び発光層へのホール輸送性が低く、十分に高い発光効率が得られないという問題がある。
【００１６】
側鎖にトリフェニルアミンを有するポリフォスファゼンのポリマーをホール輸送材料として用いた機能分離型有機ＥＬ素子では、高い電流密度が得られず、十分な輝度が得られないという問題がある。
【００１７】
また、３層積層型ＥＬ素子やＰＶＣｚ層を電子ブロック層として設けた有機ＥＬ素子は、導電性が低いＰＶＣｚ層を有するため、駆動電圧が高く、発光効率が低いという問題がある。
【００１８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低駆動電圧、高発光効率、及び、長い寿命を有する有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、基板と、第１電極と、発光層と、第２電極と、電荷輸送層とを有する。第１電極は基板上に設けられている。発光層は第１電極の上に設けられている。第２電極は発光層の上に設けられている。すなわち、発光層は第１電極と第２電極との間に設けられている。電荷輸送層は発光層と第１電極との間、又は、発光層と第２電極との間に設けられている。電荷輸送層は電荷輸送材料で形成されている。電荷輸送材料は高分子化合物を含む。高分子化合物はピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有する。高分子化合物の高分子主鎖は共役系である。
【００２０】
本発明に係る有機ＥＬ素子では、高分子化合物が、下記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、主鎖が共役系であってもよい。
【００２１】
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【００２２】
化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体のそれぞれは３，６位又は、２，７位で重合結合していることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る有機ＥＬ素子では、電荷輸送層が発光層と第１電極との間に設けられたホール輸送層であることが好ましい。
【００２４】
ホール輸送層は発光層からホール輸送層への電子の移動を規制するものであることが好ましい。
【００２５】
また、ホール輸送層の電子親和力の絶対値が発光層の電子親和力の絶対値よりも小さいことが好ましい。
【００２６】
本発明に係る有機ＥＬ素子は発光層と第１電極との間にホール注入層をさらに有していてもよい。
【００２７】
本発明に係る電荷輸送材料はピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、主鎖が共役系である高分子化合物を含む。
【００２８】
本発明に係る電荷輸送材料では、高分子化合物が、上記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、主鎖が共役系であってもよい。
【００２９】
本発明に係る電荷輸送層形成用インクは沸点が１１０℃以上の有機溶媒と、有機溶媒に溶解された高分子化合物を含む電荷輸送材料とを含む。高分子化合物は下記化学式（２）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有する。高分子化合物の主鎖は共役系である。
【００３０】
【化２】
（式中、Ｒ１は炭素数が２以上のアルキル基、又は炭素数が６以上のアリールアルキル基である。Ｒ２〜Ｒ７のそれぞれは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【００３１】
本発明に係る電荷輸送層形成用インクでは、有機溶媒が、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン類、テトラリン類、テトラメチルベンゼン類、又はテトラエチルベンゼン類といった芳香族有機溶媒であってもよい。
【００３２】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス画像表示装置（以下、「有機ＥＬ画像表示装置」とすることがある。）は、本発明に係る有機ＥＬ素子を備えている。
【００３３】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス照明装置（以下、「有機ＥＬ照明装置」とすることがある。）は、本発明に係る有機ＥＬ素子を備えている。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、低駆動電圧、高発光効率、及び、長い寿命を有する有機ＥＬ素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る有機ＥＬ素子１００の断面図である。
【００３７】
この有機ＥＬ素子１００は、基板１１０と、第１電極１２０と、発光層１３３を含む有機層１３０と、第２電極１４０とを有する。第１電極１２０は基板１１０上に設けられている。有機層１３０は第１電極１２０の上に設けられている。第２電極１４０は有機層１３０の上に設けられている。有機エレクトロルミネッセンス素子１００には、第１電極１２０、有機層１３０、及び第２電極１４０を覆う封止キャップ１５０が設けられている。
【００３８】
有機層１３０は、ホール注入層１３１と、ホール輸送層１３２と、発光層１３３と、電子輸送層１３４と、電子注入層１３５とを有する。ホール注入層１３１は第１電極１２０の上に設けられている。ホール輸送層１３２はホール注入層１３１の上に設けられている。発光層１３３はホール輸送層１３２の上に設けられている。電子輸送層１３４は発光層１３３の上に設けられている。電子注入層１３５は電子輸送層１３４の上に設けられている。
【００３９】
この有機ＥＬ素子１００は、電荷輸送層として、ホール注入層１３１、ホール輸送層１３２、電子輸送層１３４、及び、電子注入層１３５を有する。換言すれば、有機層１３０は、発光層１３３、ホール注入層１３１、ホール輸送層１３２、電子輸送層１３４、及び、電子注入層１３５により構成されている。しかし、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、有機層１３０をホール注入層１３１、ホール輸送層１３２、電子輸送層１３４、及び、電子注入層１３５のうち1層以上と、発光層とにより構成してもよい。
【００４０】
第１電極１２０は有機層１３０にホールを注入する。第２電極１４０は有機層１３０に電子を注入する。ホール注入層１３１は発光層１３３へのホール注入効率を向上する。ホール輸送層１３２は第１電極１２０により注入されたホールの発光層１３３への輸送効率を向上する。電子注入層１３５は第２電極１４０から発光層１３３への電子注入効率を向上する。電子輸送層１３４は第２電極１４０から注入された電子の発光層１３３への輸送効率を向上する。
【００４１】
有機ＥＬ素子１００では、ホール注入層１３１及びホール輸送層１３２を経由して第１電極１２０から注入されたホールと、電子注入層１３５及び電子輸送層１３４を経由して第２電極１４０により注入された電子とが、発光層１３３において再結合される。再結合により得られたエネルギーにより発光層１３３中の有機発光分子が励起される。励起された有機発光性分子が失活する際に発光を生じる。
【００４２】
基板１１０は、無機材料、プラスティック材料、絶縁性材料等により形成することができる。無機材料としては、ガラス、石英等が挙げられる。プラスティック材料としてはポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。絶縁性材料としては、例えば、アルミナ等のセラミックスが挙げられる。
【００４３】
また、基板１１０を金属基板に絶縁材料をコートした基板としてもよい。金属基板としてはアルミニウム基板、ステンレス（ＳＵＳ）基板等が挙げられる。絶縁材料としてはＳｉＯ２、有機絶縁性材料等が挙げられる。基板１１０を表面が絶縁化処理された金属基板としてもよい。絶縁化処理の方法としては陽極酸化法等が挙げられる。
【００４４】
基板１１０は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子等のスイッチング素子を有していてもよい。この場合、基板１１０は例えば５００℃以上の温度において歪を生じないような耐熱性を有することが好ましい。特に、高温プロセスによってＴＦＴ素子を形成する場合は、基板１１０は１０００℃以上の耐熱性を有することが好ましい。
【００４５】
第１電極１２０は、有機層１３０への高いホール注入効率を実現する観点から、仕事関数の絶対値が大きい材料により形成されることが好ましい。そうすることによって、高い発光効率を実現することができる。このため、高輝度な有機ＥＬ素子１００を実現することができる。仕事関数の絶対値が大きい材料としては、例えば、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等が挙げられる。
【００４６】
有機ＥＬ素子１００が第１電極１２０側から発光層１３３の発光を取り出すボトムエミッション方式である場合は、第１電極１２０が光透過率の高い材料により形成されていることが好ましい。そうすることによって、発光層１３３の発光の取り出し効率を向上することができる。光透過率の高い材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、フッ素 ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）等が挙げられる。
【００４７】
一方、有機ＥＬ素子１００が第２電極１４０側から発光層１３３の発光を取り出すトップエミッション方式である場合には、第１電極１２０が光反射性の材料により形成されていることが好ましい。この場合、発光層１３３から第１電極１２０側に出射された光は光反射性に構成された第１電極１２０により第２電極１４０側に反射される。このため、発光層１３３の発光の取り出し効率を向上することができる。光反射性の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やプラチナ（Ｐｔ）等が挙げられる。
【００４８】
有機ＥＬ素子１００がトップエミッション方式である場合は、第１電極１２０は仕事関数が大きい材料からなる層と光反射率が高い材料からなる層との複層構造であってもよい。複層構造とすることによって、有機層１３０への高いホール注入効率と、発光層１３３の発光の高い取り出し効率との双方を実現することができる。
【００４９】
有機層１３０への高い電子注入効率を実現する観点から、第２電極１４０は仕事関数の絶対値の小さな材料により形成されることが好ましい。尚、仕事関数の絶対値の小さい材料としては、例えば、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）等が挙げられる。
【００５０】
有機ＥＬ素子１００がトップエミッション方式である場合には、第２電極１４０が光透過率の高い材料により形成されることが好ましい。そうすることによって、発光層１３３の発光の取り出し効率を向上することができる。光透過率の高い材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、フッ素 ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）等が挙げられる。
【００５１】
一方、有機ＥＬ素子１００がボトムエミッション方式である場合には、第２電極１４０が光反射性の材料により形成されることが好ましい。この場合、発光層１３３から第２電極１４０側へ出射された光は、光反射性に構成された第２電極１４０により第１電極１２０側に反射される。このため、発光層１３３の発光の取り出し効率を向上することができる。尚、光反射性を有する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やプラチナ（Ｐｔ）等が挙げられる。
【００５２】
第２電極１４０を、例えばカルシウム（Ｃａ）等の仕事関数の小さな材料からなる層と、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の酸素に対して安定であり導電率の高い層との積層構造（例えば、Ｃａ層／Ａｌ層、Ｃｅ層／Ａｌ層、Ｃｓ層／Ａｌ層、Ｂａ層／Ａｌ層等）としてもよい。また、第２電極１４０を仕事関数の小さな材料と酸素に対して安定であり導電率の高い材料との合金からなる層（Ｃａ：Ａｌ合金、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等）としてもよい。例えばカルシウム（Ｃａ）等の仕事関数の小さい材料は比較的酸化されやすい。しかし、この構成によれば、比較的参加されやすい仕事関数の小さい材料が酸素に対して安定な材料により覆われる。このため、仕事関数の小さい材料の酸化を効果的に抑制することができる。よって、長い寿命を有する有機ＥＬ素子１００を実現することができる。
【００５３】
第２電極１４０を薄膜の絶縁層と低い仕事関数を有する層との積層構造（ＬｉＦ層／Ａｌ層、ＬｉＦ層／Ｃａ層／Ａｌ層、ＢａＦ２層／Ｂａ層／Ａｌ層等）としてもよい。また、透明導電性材料に仕事関数の低い材料をドープした層（ＩＴＯ：Ｃｓ層、ＩＤＩＸＯ：Ｃｓ層、ＳｎＯ２：Ｃｓ層等）としてもよい。また、透明導電性材料からなる層と、仕事関数の低い材料からなる層との積層構造（Ｂａ層／ＩＴＯ層、Ｃａ層／ＩＤＩＸＯ層、Ｂａ層／ＳｎＯ２層等）としてもよい。
【００５４】
発光層１３３は１種又は２種以上の発光材料を含む。発光材料は低分子発光材料、高分子発光材料、及び高分子発光材料の前駆体に大別することができる。
【００５５】
低分子発光材料としては、例えば、芳香族ジメチリデェン化合物、オキサジアゾール化合物、トリアゾール誘導体、スチリルベンゼン化合物、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体等が挙げられる。具体的に、芳香族ジメチリデェン化合物としては、４，４'−ビス（２，２'−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等が挙げられる。オキサジアゾール化合物としては、５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等が挙げられる。トリアゾール誘導体としては、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等が挙げられる。スチリルベンゼン化合物としては１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等が挙げられる。また金属を含む低分子発光材料として、アゾメチン亜鉛錯体、（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等が挙げられる。
【００５６】
高分子発光材料としては、例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ［２，５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１，４−フェニル−アルト−１，４−フェニレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ3+）、ポリ［２−（２'−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＰＳ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ），ポリスピロ（ＰＳ）等が挙げられる。
【００５７】
高分子発光材料の前駆体としてはＰＰＶ前駆体、ＰＮＶ前駆体。ＰＰＰ前駆体等が挙げられる。
【００５８】
発光層１３３は、発光アシスト剤、電荷輸送材料、ドナーやアクセプター等の添加剤、発光性のドーパント、レベリング剤、電荷注入材料、結着用の樹脂等をさらに含有していてもよい。結着用の樹脂としては、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられる。
【００５９】
ホール注入層１３１は第１電極１２０からの発光層１３３へのホール注入効率を向上する。ホール注入層１３１を設けることにより、発光層１３３への高いホール注入効率及び高い発光効率を実現することができる。
【００６０】
ホール注入層１３１は１種又は２種以上のホール注入材料を含む。ホール注入材料は低分子材料とｐ型導電性高分子材料とに大別することができる。
【００６１】
低分子のホール注入材料としては、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などの金属フタロシアニン類、フタロシアニン類、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）、Ｎ，Ｎ´−(３−メチルフェニル)−１，１´−ビフェニル−４，４´−ジアミン（ＴＰＤ）等が挙げられる。
【００６２】
ｐ型導電性高分子材料としては、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリピロール、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリシラン、ポリシロキサン、及びこれらの誘導体等が挙げられる。
【００６３】
ホール注入層１３１は、例えば、ドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂等をさらに含有していてもよい。
【００６４】
ホール注入層１３１の最高被占分子軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ；以下、「ＨＯＭＯ」と略すことがある。）のエネルギー準位が第１電極１２０のエネルギー準位とホール輸送層１３２のＨＯＭＯのエネルギー準位との間であることが好ましい。そうすることによって、より高いホール注入効率を実現することができる。
【００６５】
電子注入層１３５は第２電極１４０から発光層１３３への電子注入効率を向上する。電子注入層１３５は、１種又は２種以上の電子注入材料を含む。電子注入材料としては、低分子材料とｎ型導電性高分子とが挙げられる。
【００６６】
低分子の電子注入材料としては、アゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。具体的に、アゾール誘導体としては、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。オキサジアゾール誘導体としては、１，３−ビス｛［４−（４−ジフェニルアミノ）］フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル｝ベンゼン等が挙げられる。ｎ型導電性高分子としては、電子親和性の高いポリチオフェン等が挙げられる。
【００６７】
電子注入層１３５はドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂等をさらに含有していてもよい。
【００６８】
電子注入層１３５の最低空分子軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ；以下、「ＬＵＭＯ」と略すことがある。）のエネルギー準位は第２電極１４０のエネルギー準位よりも低く、発光層１３３のＬＵＭＯレベルより高いことが好ましい。そうすることによって、より高い電子の注入効率を実現することができる。
【００６９】
本実施形態１に係る有機ＥＬ素子１００では、ホール輸送層１３２が、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、その主鎖が共役系である高分子化合物（以下、「高分子化合物Ａ」と略す。）を含む電荷輸送材料により形成されている。
【００７０】
高分子化合物Ａは少なくともピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有していればよい。高分子化合物Ａは高分子主鎖中にさらにその他の構造を有していてもよい。
【００７１】
高分子化合物Ａは、分子量が１，０００以上１０，０００，０００以下であることが好ましい。分子量が１，０００未満である場合は、成膜性が悪くなり、平坦性のある膜を得ることが困難になる傾向にある。分子量を１，０００以上とすることによって、成膜性を向上することができる。このため、ホール輸送層１３２の平坦性を向上することができる。
【００７２】
分子量が１０，０００，０００より大きい場合は、溶剤に対する溶解性が乏しくなり、均一なホール輸送層１３２を成膜することが困難になる傾向にある。分子量を１０，０００，０００以下とすることによって、溶剤に対する溶解性を向上することができる。このため、ホール輸送層１３２の成膜が容易となる。
【００７３】
高分子化合物Ａは一般に発光層１３３に用いられる発光材料（ポリフルオレン誘導体等）よりもＨＯＭＯのエネルギー準位が高い。このため、高分子化合物Ａを用いることによって、発光層１３３へのホール注入効率を向上することができる。従って、高発光効率、高輝度、長寿命、低駆動電圧を実現することができる。
【００７４】
高分子化合物Ａは、ＬＵＭＯレベルとＨＯＭＯレベルとの間のエネルギーギャップが大きい。また、上述のように、一般的に発光層１３３に用いられる発光材料よりもＬＵＭＯレベルが高い。つまり、高分子化合物Ａを含有するホール輸送材料で形成されたホール輸送層１３２の電子親和力の絶対値は発光層１３３の電子親和力の絶対値よりも小さい。このため、発光層１３３からホール輸送層１３２への電子の移動を効果的に抑制することができる（電子ブロック機能）。従って、高発光効率、高輝度、長寿命、低駆動電圧を実現することができる。
【００７５】
高分子化合物Ａは、具体的に、下記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、その主鎖が共役系である高分子化合物（以下、「高分子化合物Ｂ」と略すことがある。）であってもよい。
【００７６】
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【００７７】
高分子化合物Ｂを用いて形成したホール輸送層１３２は、好適なエネルギーバンドを有する。具体的には、ＨＯＭＯレベルが発光層１３３よりも高い。ＬＵＭＯレベルが発光層１３３のＬＵＭＯレベルより高い。このため、発光層１３３へのホールの移動が容易となると共に、発光層からの電子の移動が抑制される。従って、高発光効率、高輝度、低駆動電圧を実現することができる。
【００７８】
高分子化合物Ｂは高い熱的安定性を有する。このため。高分子化合物Ｂを用いることによって、ホール輸送層１３２の高い熱的安定性を実現することができる。
【００７９】
高分子化合物Ｂの主鎖中に含まれる化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体は３，６位又は２，７位で重合結合していることが好ましい。カルバゾール又はカルバゾール誘導体の３，６位又は２，７位で重合結合した高分子化合物Ｂは容易に合成することができる。このため、安価に入手可能であるため、安価にホール輸送層を形成することができる。
【００８０】
化学式高分子化合物ＢのＨＯＭＯレベルが発光層１３３のＨＯＭＯレベルより高く、かつ高分子化合物ＢのＬＵＭＯレベルが発光層１３３のＬＵＭＯレベルよりも高くなるような組み合わせであれば、置換基Ｒ１〜Ｒ７は限定されない。例えば、Ｒ１〜Ｒ７のそれぞれは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、又は、アミド基であってもよい。
【００８１】
ホール輸送層１３２の成膜性の観点から、化学式Ｒ１は炭素数が２以上のアルキル基又は炭素数が６以上のアリールアルキル基であることが好ましい。ホール輸送層１３２をインクジェット法により形成する場合、高分子化合物Ｂを比較的高い沸点（例えば、１５０℃以上）の溶媒に溶解させる必要がある。高分子化合物Ｂを沸点の低い溶媒に溶解させた場合、ホール輸送層１３２形成工程において溶媒が揮発し、均一なホール輸送層１３２を形成することが困難となるからである。化学式Ｒ１を炭素数が２以上のアルキル基又は炭素数が６以上のアリールアルキル基とすることによって比較的高い沸点の芳香環を有する溶媒に対する溶解度を向上することができる。従って、この構成によれば、インクジェット法を用いてホール輸送層１３２を高い均一性で形成することができる。尚、比較的高い沸点の芳香環を有する溶媒としては、例えば、トルエン、テトラメチルベンゼン、又は、テトラエチルベンゼン等が挙げられる。
【００８２】
化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体の具体例としては、例えば、化学式（３）〜（９）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体が挙げられる。
【００８３】
【化３】
【００８４】
【化４】
【００８５】
【化５】
【００８６】
【化６】
【００８７】
【化７】
【００８８】
【化８】
【００８９】
【化９】
【００９０】
高分子化合物Ｂは、例えば、下記化学式（１０）〜化学式（１６）で表される単独重合体であってもよい。高分子化合物Ｂが単独重合体である場合は合成が容易であるという利点がある。尚、化学式下記化学式（１０）で表されるＮ−ｎ−デシルポリカルバゾールは化学式（３）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１１）で表されるＮ−ｎ−９−デセン−ポリカルバゾールは化学式（４）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１２）で表されるＮ−４−アルキルフェニルポリカルバゾールは化学式（５）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１３）で表されるＮ−４−フェニルアルキルポリカルバゾールは化学式（６）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１４）で表されるＮ−４−メトキシフェニルポリカルバゾールは化学式（７）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１５）で表されるＮ−３−エトキシカルボニルフェニルポリカルバゾールは化学式（８）で表される単量体を重合したものである。化学式下記化学式（１６）で表されるＮ−２−プロピニルポリカルバゾールは化学式（９）で表される単量体を重合したものである。
【００９１】
【化１０】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９２】
【化１１】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９３】
【化１２】
（式中、ｎは５以上の自然数、ｍは０〜１２の整数である。）
【００９４】
【化１３】
（式中、ｎは５以上の自然数、ｍは０〜４の整数である。）
【００９５】
【化１４】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９６】
【化１５】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９７】
【化１６】
（式中、ｎは５以上の自然数である。）
【００９８】
高分子化合物Ｂは、化学式（１）で表される単量体のうち、Ｒ１〜Ｒ７の異なる複数種類の単量体を共重合させたものであってもよい。例えば、高分子化合物Ｂは下記化学式（１７）〜化学式（２０）で表される二元共重合体であってもよい。二元共重合体であれば、共重合体比率を変化させることによって、イオン化ポテンシャルやホール輸送能力等の材料特性を調節することができる。尚、下記化学式（１７）で表される二元共重合体は化学式（３）で表される単量体と化学式（４）で表される単量体とを重合したものである。下記化学式（１８）で表される二元共重合体は化学式（３）で表される単量体と化学式（９）で表される単量体とを重合したものである。下記化学式（１９）で表される二元共重合体は化学式（５）で表される単量体と化学式（３）で表される単量体とを重合したものである。下記化学式（２０）で表される二元共重合体は化学式（７）で表される単量体と化学式（３）で表される単量体とを重合したものである。
【００９９】
【化１７】
（式中、ｎは５以上の自然数である。Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１００】
【化１８】
（式中、ｎは５以上の自然数である。Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０１】
【化１９】
（式中、ｎは５以上の自然数である。Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０２】
【化２０】
（式中、ｎは５以上の自然数である。Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０３】
高分子化合物Ｂは化学式（１）で表される単量体と他の構造を有する単量体とを共重合させたものであってもよい。この構成によれば、高分子化合物Ｂ中に他の機能を有する単量体を含有させることができる。このため、ホール輸送性以外の別の機能を高分子化合物Ｂに付与することができる。
【０１０４】
高分子化合物Ｂはポリフルオレンとカルバゾール化合物との共重合体であってもよい。この場合、共重合体比率を変化させることによって、イオン化ポテンシャルやホール輸送能力等の材料特性を調節することができる。具体的には、下記化学式（２１）〜化学式（２４）で表される共重合体であってもよい。下記化学式（２１）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物とジノルマルヘキシルポリフルオレンとを共重合させたものである。下記化学式（２２）で表される二元共重合体は化学式（７）で表されるカルバゾール化合物とジノルマルヘキシルポリフルオレンとを共重合させたものである。下記化学式（２３）で表される二元共重合体は化学式（８）で表されるカルバゾール化合物とジノルマルヘキシルポリフルオレンとを共重合させたものである。下記化学式（２４）で表される三元共重合体は、化学式（３）で表されるカルバゾール化合物と、化学式（４）で表されるカルバゾール化合物と、ジノルマルヘキシルポリフルオレンとを共重合させたものである。
【０１０５】
【化２１】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０６】
【化２２】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０７】
【化２３】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１０８】
【化２４】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９８、Ｙ０．０００１〜０．９９９８である。）
【０１０９】
また、高分子化合物Ｂは、例えば、シラン化合物とカルバゾール化合物との共重合体であってもよい。具体的には、下記化学式（２５）、化学式（２６）で表される共重合体であってもよい。この場合、共重合体比率を変化させることによってイオン化ポテンシャルやホール輸送能力等の材料特性を調節することができる。尚、下記化学式（２５）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物とメチルフェニルシランとを共重合させたものである。下記化学式（２６）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物とフェネチルフェニルシランとを共重合させたものである。
【０１１０】
【化２５】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１１】
【化２６】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１２】
また、高分子化合物Ｂは、例えば、トリフェニルアミン化合物とカルバゾール化合物との共重合体であってもよい。具体的には、下記化学式（２７）〜下記化学式（２８）で表される重合体であってもよい。この場合、共重合体比率を変化させることによってイオン化ポテンシャルやホール輸送能力等の材料特性を調節することができる。尚、下記化学式（２７）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物と（３−エトキシカルボニルフェニル）ジフェニルアミンとを共重合させたものである。下記化学式（２８）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物と（４−メトキシフェニル）ジフェニルアミンとを共重合させたものである。下記化学式（２９）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物とＮ，Ｎ´−ジ（エトキシカルボニルフェニル）−Ｎ，Ｎ´−ジフェニルベンジジンとを共重合させたものである。下記化学式（３０）で表される二元共重合体は化学式（３）で表されるカルバゾール化合物と（３−エトキシカルボフェニル）ジフェニルアミンとを共重合させたものである。
【０１１３】
【化２７】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１４】
【化２８】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１５】
【化２９】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１６】
【化３０】
（式中、ｎは５以上の自然数、Ｘは０．０００１〜０．９９９９である。）
【０１１７】
また、ホール輸送層１３２は上述のホール輸送材料（高分子化合物Ａや高分子化合物Ｂ等）のうちの１種又は２種以上により形成されていてもよい。
【０１１８】
また、ホール輸送層１３２は、ドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂、その他の高分子、他のホール輸送材料等をさらに含有していてもよい。
【０１１９】
具体的には、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５−フェニレンビニレン）、これらの誘導体、ポリカーボネート、ポリシロキサン、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、ポリエーテルスルホンなどの高分子化合物をさらに含有していてもよい。また、４, ４'−ビス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル、１, ３, ５−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ベンゼン及びそれらの誘導体等をさらに含有していてもよい。電子輸送材料として、アゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体等を含有していてもよい。アゾール誘導体としては、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。オキサジアゾール誘導体としては、１，３−ビス｛［４−（４−ジフェニルアミノ）］フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル｝ベンゼン等が挙げられる。
【０１２０】
電子輸送層１３４は第２電極１４０から注入された電子の発光層１３３への輸送効率を向上させる。電子輸送層１３４は例えば高分子化合物Ｂを含んでいてもよい。高分子化合物Ｂを含ませることによって、電子注入効率、及び電子輸送効率を向上することができる。
【０１２１】
高い電子輸送性能、高輝度を実現する観点から、電子輸送層１３４は、上記化学式（１）で表されるカルバゾールまたはカルバゾール誘導体からなる単量体と、電子輸送性能の高い単量体との共重合体を含むことが好ましい。具体的には、電子輸送層１３４が上記化学式（２１）〜（２４）等で表される共重合体のうち１種又は２種以上を含むことが好ましい。
【０１２２】
電子輸送層１３４は、ドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂等をさらに含有していてもよい。
【０１２３】
尚、ホール注入層１３１、ホール輸送層１３２、発光層１３３、電子輸送層１３４、及び電子注入層１３５のそれぞれの層厚は０．５ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることがより好ましい。
【０１２４】
各層の層厚が０．５ｎｍ未満であれば、ピンホールが発生する可能性が高くなる傾向にある。各層の層厚を０．５ｎｍ以上とすることでピンホールの発生を効果的に抑制することができる。また、さらに効果的にピンホールの発生を抑制する観点から、各層の層厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１２５】
各層の層厚が１μｍより大きい場合は、電気抵抗が増加し、有機ＥＬ素子１００の駆動電圧が高くなる傾向にある。各層の層厚を１μｍ以下にすることで、駆動電圧を効果的に低下させることができる。より低い駆動電圧を実現する観点から、各層の層厚は２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１２６】
封止キャップ１５０は、第１電極１２０、有機層１３０、及び、第２電極１４０を外気から遮断する。封止キャップ１５０を設けることによって、素子内への酸素や水分等の進入により有機ＥＬ素子１００が劣化することを効果的に抑制することができる。
【０１２７】
封止キャップ１５０は酸素透過率の低いものであることが好ましい。例えば、封止キャップ１５０はガラスや金属等により形成することができる。
【０１２８】
素子内への酸素や水分等の進入をより効果的に防止する観点から、封止キャップ１５０の内部に窒素やアルゴン等の不活性ガスを充填しておくことが好ましい。酸素や水分の素子内への侵入をさらに効果的に防止する観点から、封止キャップ１５０中に酸化バリウム等の吸湿剤を設けることが好ましい。
【０１２９】
次に、有機ＥＬ素子１００の製造方法について説明する。
【０１３０】
まず、ガラス等からなる基板１１０上にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等からなる導電膜を成膜する。成膜方法は、ドライプロセスであってもウエットプロセスであってもよい。具体的に、ドライプロセスとしては、スパッタ法、蒸着法、ＥＢ法、ＭＢＥ法等が挙げられる。ウエットプロセスとしては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法等が挙げられる。
【０１３１】
成膜した導電膜をフォトリゾグラフィー技術等のパターニング方法を用いて所望の形状にパターニングすることにより第１電極１２０を形成する。
【０１３２】
基板１１０上に、マスク蒸着法、転写法、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、及びインクジェット法等を用いて、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）等のホール注入材料を成膜することによりホール注入層１３１を形成する。
【０１３３】
それらの中でも特にインクジェット法により形成することが好ましい。インクジェット法を用いることによって、安価かつ容易にホール注入層１３１を形成することができる。また、高精細なパターニングが容易に行える。インクジェット法に用いるインクは、ＰＰＶ等のホール注入材料を、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、又は、トリメチルベンゼン等の溶媒に溶解させることにより調整することができる。尚、均一塗布性の観点からインクジェット法に用いる溶媒は、沸点が１１０℃以上である溶媒を使用することが好ましい。
【０１３４】
ホール注入層１３１の上に、化学式（１０）で表されるＮ−ｎ−デシルポリカルバゾール等のホール輸送材料を成膜することによりホール輸送層１３２を形成する。形成方法としては、マスク蒸着法、転写法、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、及びインクジェット法等が挙げられる。
【０１３５】
それらの中でも特にインクジェット法により形成することが好ましい。インクジェット法を用いることによって、安価かつ容易にホール輸送層１３２を形成することができる。また、高精細なパターニングが容易に行える。インクジェット法によりホール輸送層１３２を形成する場合は、ホール輸送材料を沸点が１１０℃以上の溶媒に溶解させてなるホール輸送層形成用インクを用いて行うことが好ましい。ホール輸送材料を溶解させる溶媒の沸点が低い場合は、塗布工程におけるインクからの溶媒の揮発が激しい。このため、均質なホール輸送層１３２を形成することが困難となる。ホール輸送材料を沸点が１１０℃以上の溶媒に溶解させることによって、インクジェット法によりインクを塗布する際の溶媒の揮発を抑制することができる。従って、均質なホール輸送層１３２を形成することができる。
【０１３６】
ホール輸送層形成インクに用いる溶媒は芳香環を有することが好ましい。芳香環を有する溶媒に対するホール輸送材料の溶解性が高いためである。芳香環を有する溶媒を用いることによって、塗布性が良好なホール輸送層形成用インクを実現することができる。芳香環を有し、沸点が１１０℃以上である溶媒としては、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン類、テトラリン類、テトラメチルベンゼン類、テトラエチルベンゼン類等が挙げられる。これらの溶媒のうち２種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
【０１３７】
ホール輸送層形成インクの調整に用いるホール輸送材料は化学式（２）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、高分子主鎖が共役系である高分子化合物であることが好ましい。この高分子化合物は溶媒への溶解性が高いため、良好な塗布性を有するホール輸送層形成用インクを実現することができる。
【０１３８】
ホール輸送層１３２の上に、ポリフルオレン等の発光材料を成膜することにより発光層１３３を形成する。成膜方法としては、マスク蒸着法、転写法、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、及びインクジェット法等が挙げられる。
【０１３９】
発光層１３３の上に、電子輸送層１３４、及び電子注入層１３５を順次成膜する。成膜方法としては、マスク蒸着法、転写法、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、及びインクジェット法等が挙げられる。
【０１４０】
尚、発光層１３３、電子輸送層１３４及び電子注入層１３５を形成する場合においても同様に、インクジェット法による形成が好適である。形成インクの調整に用いる溶媒としては、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等が好ましい。特にそれらの中でも沸点が１１０℃以上の溶媒がより好ましい。
【０１４１】
電子注入層１３５の上に、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の電極材料を成膜することにより第２電極１４０を形成する。成膜方法はドライプロセスでもウエットプロセスでもよい。ドライプロセスとしては、スパッタ法、蒸着法、ＥＢ法、ＭＢＥ法等が挙げられる。ウエットプロセスとしては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法等が挙げられる。
【０１４２】
最後に、ガラス等からなる封止キャップ１５０をＵＶ硬化樹脂等を用いて接着することにより有機ＥＬ素子１００を封止する。尚、封止キャップ１５０を接着させる工程は、窒素やアルゴン等の不活性ガス中で行うことが好ましい。そうすることによって、封止キャップ１５０と有機ＥＬ素子１００との間に酸素や水分が進入することを抑止することができる。
【０１４３】
次に、ホール輸送材料として好適である高分子化合物Ｂの製造方法について説明する。
【０１４４】
高分子化合物Ｂは山本カップリング反応等を用いることにより合成することができる。
【０１４５】
Ｎ-アルキル−３，６−ポリカルバゾールを例に挙げて、その合成方法を詳細に説明する。
【０１４６】
まず、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気中で、３，６−ジブロモカルバゾールと１〜１．１等量のブロモアルカンとをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させる。攪拌しながら２４時間、５０℃で保持する。その後、冷却した反応液に水を加える。さらに、ジクロロメタンを加えて生成物を抽出する。抽出物をカラムクロマトグラフィーなどの精製法で精製することによりＮ-アルキル−３，６−ジブロモカルバゾールを得る。
【０１４７】
得られたＮ-アルキル−３，６−ジブロモカルバゾールをモノマーとして山本カップリング反応を行う。具体的には、０価のニッケルであるビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（Ｎｉ（ＣＯＤ）２）を触媒として、１，５−シクロオクタジエン（ＣＯＤ）存在下において、Ｎ-アルキル−３，６−ジブロモカルバゾールと、等量の２，２´−ビピリジル（ｂｐｙ）とを不活性ガス雰囲気下、６０℃で重合反応させる。その後、反応液をアルコール中に注ぐ。得られた固形物を減圧乾燥(室温、２４時間)する。さらに、ＴＨＦなどの有機溶剤に再び溶解させ、０．１−０．０１μｍのポアサイズのフィルターで不溶物を除去する。そして、溶液をアルコール中にて再沈殿させることによりＮ−アルキル−３，６−ポリカルバゾールが得られる。
【０１４８】
次に、Ｎ-アルキル−２，７−ポリカルバゾールの合成方法について詳細に説明する。
【０１４９】
まず、Ｎ-アルキル−２，７−ポリカルバゾールのモノマーとなるＮ-アルキル−２，７−ジブロモカルバゾールを合成する。次に、得られたＮ-アルキル−２，７−ジブロモカルバゾールをモノマーとして用い、例えば山本カップリング反応を行うことによりＮ-アルキル−２，７−ポリカルバゾールを重合することができる。
【０１５０】
具体的には、トルフェニルフォスフィン、亜鉛、２，２'−ビピリジン、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）の存在下、不活性ガス雰囲気下でＮ−Ｎ−ジメチルアセトアミド中、８０℃でＮ-アルキル−２，７−ジブロモカルバゾールの重合反応を行う。次に、反応液をアルコール中に注ぎ、得られた固形物を減圧乾燥(室温、２４時間)する。再びＴＨＦなどの有機溶剤に溶解させ、０．１−０．０１μｍポアサイズのフィルターで不溶物を除去する。そして、溶液をアルコール中にて再沈殿させることにより、Ｎ−アルキル−２，７−ポリカルバゾールが得られる。
【０１５１】
このようにして得られた高分子化合物を電荷輸送層として用いる場合、合成後、再沈精製やソックスレー抽出などの高分子の精製を行うことがより好ましい。純度が低い場合は発光特性が低下し、寿命も短くなるからである
（実施形態２）
図２は、実施形態２に係る有機ＥＬ画像表示装置２００の概略断面図である。
【０１５２】
この画像表示装置２００は、基板２１０と、複数の第１電極２２０と、第２絶縁層２３０と、隔壁２４０と、複数の有機層２５０と、第２電極２６０とを有する。
【０１５３】
複数の第１電極２２０は基板２１０上にマトリクス状に配列されている。第２絶縁層２３０は隣接する複数の第１電極２２０の間を絶縁する。隔壁２４０は第２絶縁層２３０の上に設けられている。複数の有機層２５０のそれぞれは第１電極２２０の上に設けられている。複数の有機層２５０は隔壁２４０によってそれぞれに離隔されている。第２電極２６０は複数の有機層２５０及び隔壁２４０を覆うように設けられている。
【０１５４】
基板２１０は、絶縁基板２１１と、複数のＴＦＴ２１２と、第１絶縁層２１３とを有する。複数のＴＦＴ２１２は絶縁基板２１１上にマトリクス状に配設されている。
【０１５５】
有機層２５０は、発光層２５３と、ホール注入層２５１及びホール輸送層２５２からなる電荷輸送層とを有する。
【０１５６】
本実施形態２に係る画像表示装置２００では、有機層２５０は、発光層２５３と、ホール注入層２５１と、ホール輸送層２５２とにより構成されている。しかし、本発明はこの構成に限定されない。例えば、有機層２５０を、発光層２５３と、ホール注入層２５１、ホール輸送層２５２、電子輸送層、及び、電子注入層のうち１層以上とにより構成してもよい。
【０１５７】
第１電極２２０は有機層２５０にホールを注入する。第２電極２６０は有機層２５０に電子を注入する。ホール注入層２５１は発光層２５３へのホール注入効率を向上する。ホール輸送層２５２は第１電極２２０により注入されたホールの発光層２５３への輸送効率を向上する。
【０１５８】
複数のＴＦＴ２１２は各画素ごとに設けられている。複数のＴＦＴ２１２のそれぞれは第１絶縁層２１３に設けられたコンタクトホールを経由して接続された第１電極２２０への電圧印加を制御する。このため、画像表示装置２００では、ＴＦＴ２１２から点灯信号が入力された画素にのみ選択的に電圧を印加することができる。
【０１５９】
絶縁基板２１１、第１電極２２０、発光層２５３、ホール注入層２５１、及び、第２電極２６０は、例えば、実施形態１に例示した材料と同様の材料により構成することができる。
【０１６０】
ＴＦＴ２１２は、アモルファスシリコンＴＦＴ、ポリシリコンＴＦＴ等であってもよい。
【０１６１】
第１絶縁層２１３はＴＦＴ２１２が設けられた絶縁基板２１１上を平坦にする。また、隣接するＴＦＴ２１２の間を絶縁する。第１絶縁層２１３は、アクリル系樹脂等により形成することができる。
【０１６２】
第２絶縁層２３０は隣接する第１電極２２０の間を絶縁する。第２絶縁層２３０は、ＳｉＯ２等の絶縁材料により形成することができる。
【０１６３】
隔壁２４０は有機層２５０を各画素ごとに区画する。隔壁２４０は、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等の感光性樹脂材料により形成することができる。
【０１６４】
ホール輸送層２５２は、実施形態１と同様に、高分子化合物Ａを含む電荷輸送材料により形成することができる。
【０１６５】
この高分子化合物Ａは、例えば、ポリフルオレン誘導体等の一般に発光層２５３に用いられる発光材料よりもＨＯＭＯのレベルが高い。よって、高分子化合物Ａをホール輸送材料として用いることによって、発光層２５３へのホール注入効率を向上することができる。従って、高い発光効率、高輝度、長寿命且つ、低い駆動電圧を実現することができる。
【０１６６】
高分子化合物Ａは、ＬＵＭＯとＨＯＭＯとのエネルギーギャップが大きい。例えば、ポリフルオレン誘導体等の一般に発光層２５３に用いられる発光材料よりもＬＵＭＯレベルが高い。このため、高分子化合物Ａをホール輸送材料として用いることによって、電子親和力が発光層２５３の電子親和力よりも小さいホール輸送層２５２を形成することができる。よって、発光層２５３からホール輸送層２５２への電子の移動を効果的に抑制することができる（電子ブロック機能）。従って、高い発光効率、高輝度、長寿命且つ、低い駆動電圧を実現することができる。
【０１６７】
具体的に、高分子化合物Ａは高分子化合物Ｂであってもよい。
【０１６８】
高分子化合物Ｂをホール輸送材料として用いることによって好適なエネルギーバンドを有するホール輸送層２５２を形成することができる。詳細には、ＨＯＭＯレベルが発光層２５３よりも高く、ＬＵＭＯレベルが発光層２５３のＬＵＭＯレベルより低いホール輸送層２５２を形成することができる。従って、高い発光効率、高輝度、長寿命且つ、低い駆動電圧を実現することができる。
【０１６９】
また、高分子化合物Ｂは高い熱的安定性を有する。よって、この高分子化合物Ｂをホール輸送材料として用いることで、より熱的に安定な有機ＥＬ画像表示装置２００を実現することができる。
【０１７０】
高分子化合物Ｂの高分子主鎖中に含まれる化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体のそれぞれは、３，６位又は２，７位で重合結合していることが好ましい。カルバゾール又はカルバゾール誘導体の３，６位又は２，７位で重合結合した高分子化合物Ｂは、合成方法が確立されている。このため、比較的容易且つ安価に入手することができる。よって、有機ＥＬ画像表示装置２００を容易且つ安価に製造することができる。
【０１７１】
ＨＯＭＯレベルが発光層２５３のＨＯＭＯレベルより高く、かつ高分子化合物ＢのＬＵＭＯレベルが発光層２５３のＬＵＭＯレベルよりも高くなるような組み合わせであれば、Ｒ１〜Ｒ７は何ら限定されるものではない。例えば、Ｒ１〜Ｒ７のそれぞれは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、または、アミド基であってもよい。
【０１７２】
ホール輸送層２５２の成膜性を向上する観点から、化学式（１）のＲ１は、炭素数が２以上のアルキル基、又は炭素数が６以上のアリールアルキル基であることがより好ましい。ホール輸送層２５２をインクジェット法により形成する場合、高分子化合物Ｂを比較的沸点が高い（例えば、沸点が１１０℃以上の）溶媒に溶解する必要がある。高分子化合物Ｂを沸点の低い溶媒に溶解させた場合、均一なホール輸送層２５２を形成することができず、濃度ムラが発生するからである。
【０１７３】
また、ホール輸送層を形成するためのインクには芳香環を有する溶媒を用いることが好ましい。芳香環を有する溶媒に対する高分子化合物Ａの溶解度が高いからである。
【０１７４】
芳香環を有し、沸点が１１０℃以上の溶媒としては、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン類、テトラリン類、テトラメチルベンゼン類、又は、テトラエチルベンゼン類等が挙げられる。
【０１７５】
化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体の具体例としては、例えば、化学式（３）〜（８）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体等を挙げることができる。
【０１７６】
高分子化合物Ｂは、例えば、化学式（９）〜（１３）等で表される単独重合体、化学式（１４）〜（１５）等で表される二元重合体、化学式（１６）等で表される三元重合体であってもよい。
【０１７７】
高分子化合物Ｂは、化学式（１）で表される単量体と他の構造を有する単量体とを共重合させたものであってもよい。具体的には、高分子化合物Ｂは、例えば、化学式（１７）〜（１９）、（２１）〜（２６）等で表される二元共重合体、化学式（２０）等で表される三元共重合体であってもよい。
【０１７８】
ホール輸送層２５２は、上記のホール輸送材料のうち１種又は２種以上のホール輸送材料により形成することができる。
【０１７９】
ホール輸送層２５２はドナーやアクセプター等の添加剤、レベリング剤、結着用の樹脂、その他の高分子、他のホール輸送材料等をさらに含有していてもよい。
【０１８０】
ホール輸送層２５２の層厚は０．５ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【０１８１】
ホール輸送層２５２の層厚が０．５ｎｍ未満であれば、ホール輸送層２５２にピンホールが発生する可能性が高くなる傾向にある。ホール輸送層２５２の層厚を０．５ｎｍ以上とすることでピンホールの発生を効果的に抑制することができる。さらに効果的にピンホールの発生を抑制する観点から、ホール輸送層２５２の層厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１８２】
ホール輸送層２５２の層厚が１μｍより大きい場合は、ホール輸送層２５２における電気抵抗が増加し、有機ＥＬ素子２００の駆動電圧が高くなる傾向にある。ホール輸送層２５２の層厚を１μｍ以下にすることで、駆動電圧を効果的に低下させることができる。より低い駆動電圧を実現する観点から、ホール輸送層２５２の層厚は２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１８３】
（実施例）
以下、実施例に係る有機ＥＬ素子３００について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１８４】
図３は、実施例に係る有機ＥＬ素子３００の断面図である。
【０１８５】
まず、ホール輸送材料として用いるＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールを合成した。具体的には、窒素雰囲気中で、３，６−ジブロモカルバゾールと１〜１．１等量のｎ−ブロモデカンとをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させた。窒素雰囲気中で、溶解液を攪拌しながら２４時間、５０℃で保持した。その後、反応液を冷却した。冷却した反応液に水を加え、ジクロロメタンを用いて生成物を抽出した。抽出物をカラムクロマトグラフィーにより精製することによりモノマーであるＮ−ｎ−デシル−３，６−ジブロモカルバゾールを得た。
【０１８６】
次に、得られたＮ−ｎ−デシル−３，６−ジブロモカルバゾールをモノマーとして、山本カップリング反応を行った。まず、０価のニッケルであるビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（Ｎｉ（ＣＯＤ）２）を触媒として、１，５−シクロオクタジエン（ＣＯＤ）存在下において、Ｎ−ｎ−デシル−３，６−ジブロモカルバゾールと、等量の２，２´―ビピリジル（ｂｐｙ）とを不活性ガス雰囲気下、６０℃で重合反応させた。反応液をアルコール中に注ぎ、得られた固形物を減圧乾燥（室温、２４時間）した。固形物をＴＨＦなどの有機溶剤に再び溶解させ、０．１−１μｍのポアサイズのフィルターで不溶物を除去した。そして、得られた溶液をアルコールを用いて再沈殿させることによりＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールを得た。
【０１８７】
得られたＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールのＨＯＭＯレベル、ＬＵＭＯレベル、及び、バンドギャップを以下の方法により測定、算出した。
【０１８８】
ガラス基板（コーニング製、１７３７ガラス基板）上に、層厚１００ｎｍのＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾール）薄膜をスピンコート法により形成することにより測定用サンプルを作成した。測定用サンプルの２５０ｎｍから４５０ｎｍの範囲における吸収スペクトルを分光光度計（ニコレー社製、ＭＡＧＮＡ−ＩＲ７６０ＳＰＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ）を用いて測定した。得られた吸収スペクトルの吸収端の波長からＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールのエネルギーギャップを算出した。ＡＣ−１（理研計器）を測定機器として、大気中光電子分光法を用いてＨＯＭＯレベル（イオン化ポテンシャル）を測定した。得られたエネルギーギャップとＨＯＭＯレベルとからＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールのＬＵＭＯレベルを算出した。
【０１８９】
得られたＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールをホール輸送材料として用いて実施例に係る有機ＥＬ素子３００を製造した。
【０１９０】
インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる層厚１５ｎｍ、幅２ｍｍのストライプ形状の第１電極３２０が形成されたガラス基板３１０（旭硝子社製）を用意した。正孔注入材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを水に溶解させてなるホール注入層形成用インク調製した。ガラス基板３１０上に調製したホール注入層形成用インクを３０００ｒｐｍで５０秒間スピンコートし、膜厚５０ｎｍのホール注入層３３１を形成した。
【０１９１】
ホール注入層３３１の上に、Ｎ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾールの１．０ｗｔ％テトラヒドロフラン溶液を窒素雰囲気下、グローブボックス内にて２０００ｒｐｍで５０秒間スピンコートを行った。得られた膜を１５０℃で１時間焼成することにより、層厚５０ｎｍのホール輸送層３３２を形成した。
【０１９２】
ホール輸送層３３２の上に発光材料として青色発光材料ポリフルオレン誘導体の１．２ｗｔ％キシレン溶液を１５００ｒｐｍで５０秒間スピンコートした。得られた膜を１５０℃で１時間焼成することにより膜厚８０ｎｍの発光層３３３を形成した。
【０１９３】
発光層３３３の上に１０−５Ｐａの圧力条件下、０．１ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度でＣａを蒸着させることにより層厚２０ｎｍのＣａ層３４１を形成した。Ｃａ層３４１の上に、１０−５Ｐａの圧力条件下、２０ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度でＡｌを蒸着させることにより層厚１０００ｎｍのＡｌ層３４２を積層することにより、第２電極３４０を形成し、有機ＥＬ素子３００を形成した。
【０１９４】
最後に、２０ｍｍ四方の封止キャップ３５０（市販品，旭硝子社製）と有機ＥＬ素子３００の周縁部分とをＵＶ硬化樹脂により封止した。尚、封止工程において、樹脂を硬化させるために用いるＵＶ光により有機層が劣化しないように、画素部分をアルミ箔等で覆った。
【０１９５】
有機ＥＬ素子３００の発光層３３３を構成する青色発光材料ポリフルオレン誘導体について、上記方法と同様の方法によりＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、及びエネルギーギャップを測定、算出した。
【０１９６】
（比較例）
公知のホール輸送材料であるポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＣｚ）をホール輸送材料としてホール輸送層を形成した他は、実施例に係る有機ＥＬ素子３００と同様の構成の有機ＥＬ素子を比較例とした。
【０１９７】
また、ＰＶＣｚのＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、及び、エネルギーギャップを実施例と同様の方法により測定、算出した。
【０１９８】
【表１】
【０１９９】
上記表１は、実施例に係るＮ−ｎ−デシル−３，６−ポリカルバゾール）及び比較例に係るＰＶＣｚのＨＯＭＯレベル、ＬＵＭＯレベル、及びエネルギーギャップを示した表である。
【０２００】
図４は実施例に係る有機ＥＬ素子のエネルギー準位を模式的に表した説明図である。
【０２０１】
図５は比較例に係る有機ＥＬ素子のエネルギー準位を模式的に表した説明図である。
【０２０２】
表１及び図４、５に示すように、実施例に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層のＨＯＭＯレベルは、発光層のＨＯＭＯレベルよりも高い準位にある。一方、比較例に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層のＨＯＭＯレベルは、発光層のＨＯＭＯレベルよりも低い準位にある。この結果から、比較例に係る有機ＥＬ素子では、ホール輸送層から発光層へのホール輸送効率が低いことがわかった。一方、実施例にかかる有機ＥＬ素子では、ホール輸送層から発光層へのホール輸送効率が高いことがわかった。
【０２０３】
実施例に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層のＬＵＭＯレベルは、発光層のＬＵＭＯレベルよりも高い準位にある。換言すれば、実施例に係る有機ＥＬ素子では、ホール輸送層の電子親和力の絶対値が発光層の電子親和力の絶対値よりも小さい。一方、比較例に係る有機ＥＬ素子のホール輸送層のＬＵＭＯレベルは、発光層のＬＵＭＯレベルよりも低い準位にある。換言すれば、比較例に係る有機ＥＬ素子では、ホール輸送層の電子親和力の絶対値が発光層の電子親和力の絶対値よりも大きい。従って、比較例に係る有機ＥＬ素子では、発光層からホール輸送層への電子の移動が発生しやすいことがわかった。一方、実施例にかかる有機ＥＬ素子では、発光層からホール輸送層への電子の移動が効果的に抑制され、発光層内に効果的に電子を閉じ込めることができることがわかった。
【０２０４】
このように、実施例に係る有機ＥＬ素子は、比較例に係る有機ＥＬ素子よりもホール輸送層から発光層へのホール輸送効率が高く、また、発光層からホール輸送層への電子の移動が効果的に抑制され、発光層内に効果的に電子を閉じ込めることができることがわかった。
【０２０５】
実施形態１及び２では、本発明に係る電荷輸送材料が有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ画像表示装置に用いることができるものであることを説明した。しかし、本発明にかかる電荷輸送材料はこれに限定されるものではなく、例えば、有機太陽電池、有機半導体、フォトコンダクター等にも用いることができる。
【０２０６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲に限定されない。上記実施形態が例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【０２０７】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、それを備えた画像表示装置及び照明装置、電荷輸送材料、及びそれを含む電荷輸送層形成用インクに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２０８】
【図１】実施形態１に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【図２】実施形態２に係る有機ＥＬ画像表示装置の断面図である。
【図３】実施例に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【図４】実施例に係る有機ＥＬ素子のエネルギー準位を模式的に表した説明図である。
【図５】比較例に係る有機ＥＬ素子のエネルギー準位を模式的に表した説明図である。
【符号の説明】
【０２０９】
１００、３００ 有機ＥＬ素子
１１０、２１０、３１０ 基板
１２０、２２０、３２０ 第１電極
１３０、２５０、３３０ 有機層
１３１、２５１、３３１ ホール注入層
１３２、２５２、３３２ ホール輸送層
１３３、２５３、３３３ 発光層
１３４ 電子輸送層
１３５ 電子注入層
１４０、２６０、３４０ 第２電極
１５０、３５０ 封止キャップ
２００ 有機ＥＬ画像表示装置
２１１ 絶縁基板
２１２ ＴＦＴ
２１３ 第１絶縁層
２３０ 第２絶縁層
２４０ 隔壁
３４１ Ｃａ層
３４２ Ａｌ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に設けられた第１電極と、
上記第１電極の上に設けられた発光層と、
上記発光層の上に設けられた第２電極と、
上記発光層と上記第１電極との間、又は、上記発光層と上記第２電極との間に電荷輸送層が設けられ、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料で形成された電荷輸送層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記高分子化合物は、下記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【請求項３】
請求項２に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体のそれぞれは、３，６位あるいは、２，７位で重合結合している有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記電荷輸送層は上記発光層と上記第１電極との間に設けられたホール輸送層である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
請求項４に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記ホール輸送層は上記発光層から該ホール輸送層への電子の移動を規制する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
請求項４に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記ホール輸送層の電子親和力の絶対値が上記発光層の電子親和力の絶対値よりも小さい有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記発光層と上記第１電極との間にホール注入層をさらに有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料。
【請求項９】
請求項８に記載された電荷輸送材料において、
上記高分子化合物は、下記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である電荷輸送材料。
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【請求項１０】
沸点が１１０℃以上の有機溶媒と、
上記有機溶媒に溶解され、下記化学式（２）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料と、
を含む電荷輸送層形成用インク。
【化２】
（式中、Ｒ１は、炭素数が２以上のアルキル基、又は炭素数が６以上のアリールアルキル基である。Ｒ２〜Ｒ７のそれぞれは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【請求項１１】
請求項１０に記載された電荷輸送層形成用インクにおいて、
上記溶媒が、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン類、テトラリン類、テトラメチルベンゼン類、テトラエチルベンゼン類である電荷輸送層形成用インク。
【請求項１２】
基板と、
上記基板上に設けられた第１電極と、
上記第１電極の上に設けられた発光層と、
上記発光層の上に設けられた第２電極と、
上記発光層と上記第１電極との間、又は、上記発光層と上記第２電極との間に設けられ、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料で形成された電荷輸送層と、
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス画像表示装置。
【請求項１３】
基板と、
上記基板上に設けられた第１電極と、
上記第１電極の上に設けられた発光層と、
上記発光層の上に設けられた第２電極と、
上記発光層と上記第１電極との間、又は、上記発光層と上記第２電極との間に設けられ、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料で形成された電荷輸送層と、
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項１】
基板と、
上記基板上に設けられた第１電極と、
上記第１電極の上に設けられた発光層と、
上記発光層の上に設けられた第２電極と、
上記発光層と上記第１電極との間、又は、上記発光層と上記第２電極との間に電荷輸送層が設けられ、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料で形成された電荷輸送層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記高分子化合物は、下記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【請求項３】
請求項２に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体のそれぞれは、３，６位あるいは、２，７位で重合結合している有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記電荷輸送層は上記発光層と上記第１電極との間に設けられたホール輸送層である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
請求項４に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記ホール輸送層は上記発光層から該ホール輸送層への電子の移動を規制する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
請求項４に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記ホール輸送層の電子親和力の絶対値が上記発光層の電子親和力の絶対値よりも小さい有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
上記発光層と上記第１電極との間にホール注入層をさらに有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料。
【請求項９】
請求項８に記載された電荷輸送材料において、
上記高分子化合物は、下記化学式（１）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である電荷輸送材料。
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【請求項１０】
沸点が１１０℃以上の有機溶媒と、
上記有機溶媒に溶解され、下記化学式（２）で表されるカルバゾール又はカルバゾール誘導体を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料と、
を含む電荷輸送層形成用インク。
【化２】
（式中、Ｒ１は、炭素数が２以上のアルキル基、又は炭素数が６以上のアリールアルキル基である。Ｒ２〜Ｒ７のそれぞれは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、エーテル基、エステル基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アリールアミノ基、アリールシリル基、アリールアルコキシル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルキルアミノ基、アリールアルキルシリル基、アシルオキシ基、イミノ基、及び、アミド基のいずれかである。）
【請求項１１】
請求項１０に記載された電荷輸送層形成用インクにおいて、
上記溶媒が、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン類、テトラリン類、テトラメチルベンゼン類、テトラエチルベンゼン類である電荷輸送層形成用インク。
【請求項１２】
基板と、
上記基板上に設けられた第１電極と、
上記第１電極の上に設けられた発光層と、
上記発光層の上に設けられた第２電極と、
上記発光層と上記第１電極との間、又は、上記発光層と上記第２電極との間に設けられ、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料で形成された電荷輸送層と、
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス画像表示装置。
【請求項１３】
基板と、
上記基板上に設けられた第１電極と、
上記第１電極の上に設けられた発光層と、
上記発光層の上に設けられた第２電極と、
上記発光層と上記第１電極との間、又は、上記発光層と上記第２電極との間に設けられ、ピロール環を含む複数の環からなる縮合環構造を高分子主鎖中に有し、該高分子主鎖が共役系である高分子化合物を含む電荷輸送材料で形成された電荷輸送層と、
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００８−５０２１２４（Ｐ２００８−５０２１２４Ａ）
【公表日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４９７５８（Ｐ２００６−５４９７５８）
【出願日】平成１７年６月２２日（２００５．６．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／０１１８９２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００１４６９
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（５０４１４３４４１）国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 (226)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２２日（２００５．６．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／０１１８９２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００１４６９
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（５０４１４３４４１）国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 (226)
【Ｆターム（参考）】
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