有機発光素子およびその製造方法
【課題】長寿命な有機発光素子を低コストで製造すること。
【解決手段】陽極と陰極間に、第１の発光層と第２の発光層を含む積層された複数の有機化合物層を有し、前記第１の発光層が、第１の電荷輸送性化合物および第１の発光性化合物を含み、前記第２の発光層が、第２の電荷輸送性化合物および第２の発光性化合物を含み、前記第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる、特定の不純物に由来する塩素原子等の濃度が５０ｐｐｍ未満であり、前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる、特定の不純物に由来する塩素原子等の濃度が５０〜５００ｐｐｍである有機発光素子。
【解決手段】陽極と陰極間に、第１の発光層と第２の発光層を含む積層された複数の有機化合物層を有し、前記第１の発光層が、第１の電荷輸送性化合物および第１の発光性化合物を含み、前記第２の発光層が、第２の電荷輸送性化合物および第２の発光性化合物を含み、前記第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる、特定の不純物に由来する塩素原子等の濃度が５０ｐｐｍ未満であり、前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる、特定の不純物に由来する塩素原子等の濃度が５０〜５００ｐｐｍである有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は陽極、陰極および有機化合物層を含み、陽極と陰極間に電圧を印加することにより発光する有機発光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネセンス現象を利用したデバイスが重要度を増している。このようなデバイスとして、陽極と陰極とからなる一対の電極間に形成された、有機化合物を含む発光層に電圧を印加することで発光を行わせる有機発光素子が注目を集めている。このような有機発光素子は、陽極と陰極の間に電圧を印加することで、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子を注入し、注入された電子と正孔とが、発光層で再結合することにより生じるエネルギーを利用して発光を行う。即ち、有機発光素子は、この電荷再結合によるエネルギーで発光層の発光材料が励起され、励起状態から再び基底状態に戻る際に光を発生する現象を利用したデバイスである。
【０００３】
この有機発光素子を表示装置として使用した場合、発光材料が自己発光であるため、表示装置としての応答速度が速く、視野角が広いという特徴を有する。更に有機発光素子の構造上、表示装置の薄型化が容易になるという利点もあるほか、有機物質の選択によって色純度の高い光を発生させやすく、そのため色再現域を広くとることが可能であるという特徴がある。更に、有機発光素子は、白色での発光も可能であり、面発光であることから、この有機発光素子を照明装置に組み込んで利用する用途も提案されている。
【０００４】
しかし有機発光素子をこれらの装置に使用するためには更なる長寿命化が必要である。有機発光素子の劣化を抑制する方法として、特許文献１には有機化合物層に含まれるハロゲン化された化合物からなる不純物の濃度を低下させることが開示されており、その具体的な方法として、単離した電荷輸送性化合物などの有機半導体にさらに脱ハロゲン化反応を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５１６４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された脱ハロゲン化処理を含めて、有機化合物中のハロゲン化された化合物からなる不純物の濃度を低下させる操作には手間がかかるため、有機発光素子、特に発光層を２つ有する有機発光素子を低コストで製造できない問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は有機発光素子において、素子の寿命に影響を与える発光層中のハロゲン化された電荷輸送性化合物の濃度が、発光性化合物の発光波長によって異なることを見出し、比較的長波長の発光を示す発光層には高度に精製した電荷輸送性化合物を用いなくても、長寿命な素子が得られることを見出した。すなわち本発明は以下の［１］〜［６］に要約される。
【０００８】
［１］
陽極と陰極間に、第１の発光層と第２の発光層を含む積層された複数の有機化合物層を有し、
前記第１の発光層が、第１の電荷輸送性化合物および、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、
前記第２の発光層が、第２の電荷輸送性化合物および、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、
前記第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、
前記第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、
前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる、当該化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満であり、
前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる、当該化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０〜５００ｐｐｍである
有機発光素子。
【０００９】
［２］
前記第１の不純物または第２の不純物は、前記電荷輸送性化合物における芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である、上記［１］に記載の有機発光素子。
【００１０】
［３］
前記電荷輸送性化合物が、下記一般式（１）で表される化合物、または一般式（１）で表される化合物の水素原子の少なくとも１つが主鎖との直接結合に置き換えられた構造を含むポリマーである、上記［１］または［２］のいずれかに記載の有機発光素子。
【００１１】
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1〜Ｒ15はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、
アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基、シリル基、ビニル基または置換基を有してもよいカルバゾリル基を表す。）
【００１２】
［４］
前記第１の発光性化合物が下記一般式（２）で表される燐光発光性化合物である、上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の有機発光素子。
【００１３】
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ31〜Ｒ38はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、Ｒ32およびＲ34の少なくとも一方はフッ素原子である。）
【００１４】
［５］
前記第２の発光性化合物が下記一般式（３）で表される燐光発光性化合物である、上記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の有機発光素子。
【化３】
（一般式（３）中、Ｒ41〜Ｒ48はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、隣接するＲ41〜Ｒ48は互いに結合して縮合環を形成していてもよい。）
【００１５】
［６］
陽極を形成する工程と、陰極を形成する工程と、第１の発光層を形成する下記工程（Ａ）と、第２の発光層を形成する下記工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする上記［１］に記載の有機発光素子の製造方法。
工程（Ａ）：
第１の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる前記第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満である第１の発光層を形成する工程、
工程（Ｂ）：
第２の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる前記第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０〜５００ｐｐｍである第２の発光層を形成する工程
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、長寿命な有機発光素子、特に発光層を２つ有する有機発光素子を低コストで製造することができる。本発明の有機発光素子は長寿命であり、しかも駆動電圧が低い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の有機発光素子の構造の一例を説明した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照しながら本発明の有機発光素子について説明する。
図１に示した有機発光素子１０は、基板１１上に、正孔を注入するための陽極１２と、陽極から受け取った正孔を輸送する正孔輸送層１３と、正孔と電子が結合して発光する第１の発光層１４および第２の発光層１５と、陰極から電子を受け取って輸送する電子輸送層１６と、電子を注入するための陰極１７とが順に積層した構造を備える。
【００１９】
基板１１は、陽極１２、正孔輸送層１３、第１の発光層１４、第２の発光層１５、電子輸送層１６、陰極１７を形成する支持体となるものである。基板１１には、通常、このような支持体として必要な機械的強度を満たす材料が用いられる。
【００２０】
基板１１の材料としては、有機発光素子１０の基板１１側から光を取り出したい場合（基板１１側の面が光を取出す面、すなわち、発光面となる場合）は、発光する光の波長に対して透明であることが好ましい。具体的には、発光する光が可視光の場合、ソーダガラス、無アルカリガラスなどのガラス；アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂などの透明プラスチック；シリコンなどが挙げられる。
【００２１】
有機発光素子１０の基板１１側との面から光を取り出す必要がない場合は、基板１１の材料としては、透明であるものに限られず、不透明なものも使用できる。具体的には、上記材料に加えて、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、もしくはニオブ（Ｎｂ）の単体、またはこれらの合金、あるいはステンレスなどからなる材料も使用することができる。
【００２２】
基板１１の厚さは、要求される機械的強度にもよるが、好ましくは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．２５ｍｍ〜２ｍｍである。
陽極１２は、陰極１７との間に電圧が印加されることにより、任意に正孔輸送層１３を介して第１の発光層１４および第２の発光層１５に正孔を注入する。陽極１２に使用される材料としては、電気伝導性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、−５℃〜８０℃の温度範囲で面抵抗が１０００Ω以下であることが好ましく、１００Ω以下であることが更に好ましい。
【００２３】
このような条件を満たす材料として、導電性金属酸化物、金属、合金が使用できる。ここで、導電性金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）が挙げられる。また金属としては、ステンレス、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）等が挙げられる。そしてこれらの金属を含む合金も使用できる。透明陽極を形成するのに用いられる透明材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、それらの複合体であるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）等からなる導電性ガラス（ＮＥＳＡ等）、金、白金、銀、銅が挙げられる。これらの中でも、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化スズが好ましい。また、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体等の有機物からなる透明導電膜を用いてもよい。
【００２４】
陽極１２の厚さは、有機発光素子１０の基板１１側から光を取り出したい場合は、高い光透過率を得るため、２ｎｍ〜３００ｎｍであることが好ましい。また有機発光素子１０の基板１１側から光を取り出す必要がない場合は、例えば、２ｎｍ〜２ｍｍである。
【００２５】
なお、基板１１の材質は、陽極１２と同一の材質であってもよい。この場合、基板１１は陽極１２を兼ねてもよい。
陽極１２と第１の発光層１４との間に、正孔輸送層１３が設けられていてもよい。上記正孔輸送層１３を形成する正孔輸送材料としては、公知の材料を使用することができ、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置換基を導入して重合した高分子化合物などが挙げられる。上記正孔輸送材料は、１種単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。また、異なる正孔輸送材料から形成された正孔輸送層同士を積層してもよい。正孔輸送層の厚さは、正孔輸送層の導電率などに依存するため、一概に限定できないが、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。
【００２６】
陽極１２と正孔輸送層１３との間に、正孔注入障壁を緩和するために正孔注入層が設けられていてもよい。上記正孔注入層を形成する材料としては、銅フタロシアニン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）の混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、フルオロカーボン、二酸化ケイ素などの公知の材料が用いられるほか、上記正孔輸送層１３に用いられる正孔輸送材料と２，３，５，６−テトラフルオロテトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの電子受容体とを混合したものが用いられる。
【００２７】
本発明の有機発光素子は、第１の発光層１４および第２の発光層１５を有する。第１の発光層１４と第２の発光層１５は、それぞれ陽極１２および陰極１７の間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物および第２の発光性化合物を含んでいる。第１の発光性化合物および第２の発光性化合物は、その発光スペクトルにおいて、それぞれ４４０〜５００ｎｍおよび５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大を有する。第１の発光層と第２の発光層はどちらが陽極１２に近い層でもよく、図１の態様では第１の発光層１４の方が陽極１２に近いが、本発明では、図１における１５が第１の発光層であり、１４が第２の発光層であってもよい。
【００２８】
第１の発光層１４は第１の電荷輸送性化合物を含む。なお第１の電荷輸送性化合物は、少なくとも１つの水素原子を有している。
第１の電荷輸送性化合物としては公知の材料を用いることができ、例えばＣｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ、第１０７巻、９５３−１０１０頁、２００７年に記載された化合物などが挙げられるが、有機発光素子に含まれる有機化合物層の数を少なくできる観点で電子輸送性化合物が好ましく、中でも電子輸送性が高く、高発光効率の有機発光素子が得られる点で、下記一般式（１）で表される化合物、および一般式（１）で表される構造を繰り返し単位の１つに含むポリマーが好ましい。
【００２９】
【化４】
（一般式（１）中、Ｒ1〜Ｒ15はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基、シリル基、ビニル基または置換基を有してもよいカルバゾリル基を表す。）
【００３０】
上記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。
【００３１】
上記の置換基を有してもよい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、ビフェニル基などが挙げられる。これらのアリール基は環を構成する炭素原子に水素原子やメチル基以外の置換基を有していてもよい。
【００３２】
上記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。
【００３３】
上記のシリル基としては、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。
上記の置換基を有してもよいカルバゾリル基としては、例えば、９−カルバゾリル基、３，６−ジメチル−９−カルバゾリル基、４−メトキシ−９−カルバゾリル基、９−エチル−３−カルバゾリル基などが挙げられる。
【００３４】
上記「一般式（１）で表される構造を繰り返し単位の１つに含むポリマー」とは、一般式（１）で表される化合物の水素原子の少なくとも１つが主鎖との直接結合に置き換えられた構造を含むポリマーである。その具体例としては、−[ＣＨ2ＣＨ（Ｘ）]−（Ｘは一般式（１）で表される化合物から１つの水素原子を除いた構造である。）で表される繰り返し単位を含むポリマーなどが挙げられ、さらに具体的には、Ｒ3がビニル基でありＲ1、Ｒ2およびＲ4〜Ｒ15が水素原子である化合物をラジカル重合して得られるポリマーなどが挙げられる。
【００３５】
上記一般式（１）で表される化合物、および一般式（１）で表される構造を繰り返し単位の１つに含むポリマーのさらに具体的な化合物を以下に例示する。
【００３６】
【化５】
【００３７】
【化６】
第１の発光層１４における、第１の電荷輸送性化合物の化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物（以下「第１の不純物」ともいう。）に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度は５０ｐｐｍ未満（重量基準）であり、これにより寿命の長い有機発光素子を得ることができる。第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度は好ましくは０．１ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ未満（重量基準）であり、より好ましくは４０ｐｐｍ以下であり、もっとも好ましくは２５ｐｐｍ以下であり、その下限値は０．１ｐｐｍ、１ｐｐｍまたは５ｐｐｍであってもよい。第１の不純物の例としては、前記第１の電荷輸送性化合物における芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物が挙げられる。
【００３８】
上記の塩素原子および臭素原子の合計の濃度をこの範囲にするための手段としては、例えば単離した第１の電荷輸送性化合物に対して昇華など公知の精製を、場合によっては繰り返して行ったり、特許文献１に記載された脱ハロゲン化処理を行ったり、第１の電荷輸送性化合物の合成反応に塩素や臭素を含む試剤を使わないなどの方法がある。
【００３９】
第１の不純物以外の遊離の塩素、臭素、塩素原子または臭素原子を含有する化合物、塩素および／または臭素を含む溶媒や塩素および／または臭素合成中間体は、有機発光素子の寿命にそれほど大きな影響を与えないので、第１の電荷輸送性化合物においては前記第１の不純物の濃度だけを減少させればよく、従って第１の電荷輸送性化合物を比較的容易に精製することができる。
【００４０】
第１の発光層を分析した際に検出される塩素および／または臭素が第１の不純物に由来するかどうかに関しては、当該発光層に含まれる個々の元素或いは化合物をＮＭＲや液体クロマトグラフ質量分析計（以下「ＬＣ−ＭＳ」と記す。）等の分析手法で同定することにより区別することができる。
なお、第１の電荷輸送性化合物がポリマーである場合には、上記第１の電荷輸送性化合物の化学構造は、繰り返し単位の化学構造を指す。
【００４１】
第２の発光層１５は第２の電荷輸送性化合物を含む。なお第２の電荷輸送性化合物は、少なくとも１つの水素原子を有している。第２の電荷輸送性化合物としては、第１の電荷輸送性化合物として挙げたものと同じものを用いることができる。ただし、第２の発光層１５における、第２の電荷輸送性化合物の化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物（以下「第２の不純物」ともいう。）に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度は５０〜５００ｐｐｍ（重量基準）、好ましくは７０〜５００ｐｐｍ、より好ましくは１００〜５００ｐｐｍであればよく、その上限値は３００ｐｐｍまたは２００ｐｐｍであってもよく、濃度がこの範囲であっても有機発光素子の寿命にはそれほど大きな影響を与えない。第２の不純物の例としては、前記第２の電荷輸送性化合物における芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物が挙げられる。
【００４２】
また、第２の発光層を分析した際に検出される塩素および／または臭素が第２の不純物に由来するかどうかに関しては、当該発光層に含まれる個々の元素或いは化合物をＮＭＲやＬＣ−ＭＳ等の分析手法で同定することにより区別することができる。
【００４３】
従って第２の電荷輸送性化合物は高度な精製を必要とせず、望みの純度の化合物を安価に得ることができ、有機発光素子を低コストで製造することが可能である。なお、第２の電荷輸送性化合物がポリマーである場合には、上記第２の電荷輸送性化合物の化学構造は、繰り返し単位の化学構造を指す。
【００４４】
第１の電荷輸送性化合物および第２の電荷輸送性化合物がそれぞれ第１の不純物および第２の不純物を含むと電荷の注入障壁が低下する場合もあり、特に電荷輸送性化合物が電子輸送性化合物であるか、上記一般式（１）で表される化合物または式（１）で表される構造を含むポリマーであると、電荷注入障壁が大きく低下する。従って、有機発光素子の寿命に大きな影響を与えなければ、有機発光素子を低電圧で駆動できるため、前記電荷輸送性化合物が上記の不純物を含むことが好ましい。ただし第２の電荷輸送性化合物に含まれる第２の不純物の濃度が５００ｐｐｍを超えると、有機発光素子は寿命に大きな影響を受ける。
【００４５】
第１の発光層に含まれる上記第１の発光性化合物は、発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大を有する限り、蛍光発光性化合物であっても燐光発光性化合物であってもよいが、高発光効率が得られるため燐光発光性化合物であることが好ましく、下記一般式（２）で表される燐光発光性化合物であることがより好ましい。
【００４６】
【化７】
（一般式（２）中、Ｒ31〜Ｒ38はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、Ｒ32およびＲ34の少なくとも一方はフッ素原子である。）
【００４７】
上記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。
【００４８】
上記の置換基を有してもよい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、ビフェニル基などが挙げられる。これらのアリール基は環を構成する炭素原子に水素原子やメチル基以外の置換基を有していてもよい。
【００４９】
上記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。
【００５０】
上記のシリル基としては、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。
第１の発光性化合物は、通常、第１の発光層中に０．１〜４０重量％の範囲で含まれる。
【００５１】
第２の発光層に含まれる上記第２の発光性化合物は、発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大を有する限り、蛍光発光性化合物であっても燐光発光性化合物であってもよいが、高発光効率が得られるため燐光発光性化合物であることが好ましく、下記一般式（３）で表される燐光発光性化合物であることがより好ましい。
【００５２】
【化８】
（一般式（３）中、Ｒ41〜Ｒ48はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、隣接するＲ41〜Ｒ48は互いに結合して縮合環を形成していてもよい。）
【００５３】
上記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。
【００５４】
上記の置換基を有してもよい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、ビフェニル基などが挙げられる。これらのアリール基は環を構成する炭素原子に水素原子やメチル基以外の置換基を有していてもよい。
【００５５】
上記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。
【００５６】
上記のシリル基としては、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。
隣接する上記Ｒ41〜Ｒ48は互いに結合して縮合環を形成していてもよく、このような縮合環としては例えばナフタレン環、キノリン環、ベンゾキノリン環などが挙げられる。
【００５７】
第２の発光性化合物は、通常、第２の発光層中に０．１〜４０ｗｔ％の範囲で含まれる。 第２の発光層１５と陰極１７との間には、電子輸送層１６が設けられていてもよい。電子輸送層１６に用いることができる材料としては、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などが挙げられる。更に具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールや、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、トリフェニルビスイミダゾール（ＢＰＢＩ）、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス［１−フェニル−１H−ベンズイミダソール］（略称：ＴＰＢＩ）、３，３’−［５’−［４−（３−ピリジニル）フェニル］［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−４，４”−ジイル］ビスピリジン（略称：ＴＰｙＴＰＢ）、４，４’−［５’−［３−（４−ピリジニル）フェニル］［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−３，３”−ジイル］ビスピリジン（略称：ｍ４ＴＰｙＴＰＢ）、３，３’−［５’−［３−（３−ピリジニル）フェニル］［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−３，３”−ジイル］ビスピリジン（略称：ｍＴＰｙＴＰＢ）、２，２’−［５’−［３−（２−ピリジニル）フェニル］［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−３，３”−ジイル］ビスピリジン（略称：ｍ２ＴＰｙＴＰＢ）、３−［４−［ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）ボリル］−３，５−ジメチルフェニル］ピリジン（略称：Ｐｙ２１１Ｂ）などである。この中でも、ＴＰＢＩ、ＴＰｙＴＰＢ、ｍ４ＴＰｙＴＰＢ、ｍＴＰｙＴＰＢ、ｍ２ＴＰｙＴＰＢ、Ｐｙ２１１Ｂをより好ましく用いることができる。
【００５８】
また、電子輸送層１６と第２の発光層１５との間に、正孔が発光層を通過することを抑え、発光層内で正孔と電子とを効率よく再結合させる目的で、正孔ブロック層が設けられていてもよい。上記正孔ブロック層を形成するために、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。
【００５９】
第１の発光層１４と第２の発光層１５との間には、さらに正孔輸送層や電子輸送層などの層が形成されていてもよい。これらの層に用いられる材料としては、上記の正孔輸送層１３および電子輸送層１６で述べた材料と同じ材料を例示することができる。
【００６０】
また、第１の発光層１４と第２の発光層１５の間にさらに電荷発生層が形成されていてもよい。ここで、電荷発生層とは、電界印加時に電荷（正孔及び電子）を発生する機能を有すると共に、発生した電荷を電荷発生層と隣接する層に注入させる機能を有する層である。このような電荷発生層に用いられる材料としては、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料、オリゴチオフェンや金属フタロシアニン類などの導電性有機物、公知の無機ｐ型半導体、公知の無機ｎ型半導体、Ｖ2Ｏ5などの電気絶縁性材料などを挙げることができる。
【００６１】
上記陰極１７に使用される材料としては、陽極１２と同様に電気伝導性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、仕事関数が低く、かつ化学的に安定なものが好ましい。具体的には、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＡｌＬｉなどのＡｌとアルカリ金属の合金やＡｌＣａなどのＡｌとアルカリ土類金属の合金等の材料を例示することができる。ただし、陰極１７の材料は、有機発光素子１０の陰極１７側から光を取り出したい場合（陰極１７側の面が光を取出す面、すなわち、発光面となる場合）は、例えば、陽極１２と同様な、発光する光に対して透明な材料を用いることが好ましい。
【００６２】
陰極１７の厚さは、好ましくは０．０１μｍ〜１μｍ、より好ましくは０．０５μｍ〜０．５μｍである。
また、陰極１７から電子輸送層１６への電子の注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、図示しない電子注入層を、陰極１７に隣接して設けてもよい。電子注入層には、陰極１７より仕事関数の低い金属材料が好適に用いられ、例えば、アルカリ金属（Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）、希土類金属（Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ）を使用することができるが、これら金属のフッ化物、塩化物、酸化物も好適に用いられる。電子注入層の厚さは、好ましくは０.０５ｎｍ〜５０ｎｍ、より好ましくは０.１ｎｍ〜２０ｎｍ、さらに好ましくは０.５ｎｍ〜１０ｎｍである。
【００６３】
有機発光素子１０には、有機発光素子１０を長期安定的に用い、有機発光素子１０を外部から保護するための保護層や保護カバー（図示せず）を装着することが好ましい。保護層の材料としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物、窒化ケイ素、酸化ケイ素等のシリコン化合物などを用いることができる。そして、これらの積層体も用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができる。この保護カバーは、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法を採ることが好ましい。またこの際に、スペーサーを用いることが、所定の空間を維持することができ、有機発光素子１０が傷つくのを防止できるため好ましい。そして、この空間に窒素、アルゴン、ヘリウムのような不活性なガスを封入すれば、上側の陰極１７の酸化を防止しやすくなる。特にヘリウムを用いることが、熱伝導性が高いため、電圧印加時に有機発光素子１０より発生する熱を効果的に保護カバーに伝えることができるため、好ましい。更に酸化バリウム等の乾燥剤をこの空間内に設置することにより、上記一連の製造工程で吸着した水分が有機発光素子１０にダメージを与えるのを抑制しやすくなる。
本発明の有機発光素子は、陽極を形成する工程と、陰極を形成する工程と、第１の発光層を形成する工程（Ａ）と、第２の発光層を形成する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする製造方法により製造することができる。
【００６４】
工程（Ａ）：
第１の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満である第１の発光層を形成する工程、
工程（Ｂ）：
第２の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０〜５００ｐｐｍである第２の発光層を形成する工程。
【００６５】
前記の製造方法において、第１の発光層および第２の発光層は、陽極と陰極との間に位置するように形成する。また、第１の発光層を陽極に近い側に形成し、第２の発光層を陰極に近い側に形成してもよく、第２の発光層を陽極に近い側に形成し、第１の発光層を陰極に近い側に形成してもよい。
【００６６】
図１を参照しながら本発明の有機発光素子の製造方法について説明する。
本発明の有機発光素子の製造方法として第１の発光層１４を形成する工程（Ａ）および第２の発光層１５を形成する工程（Ｂ）は、例えばこの順で順次行っても良いし、逆に行っても構わない。
【００６７】
たとえば基板１１の上に陽極１２を形成した後、第１の発光層１４を形成する工程（Ａ）、第２の発光層１５を形成する工程（Ｂ）、陰極１７を形成する工程を行うことで製造することができる。
【００６８】
さらに必要に応じて陽極１２と第１の発光層１４の間に正孔輸送層１３を形成したり、第２の発光層１５と陰極１７の間に電子輸送層１６を任意に形成しても構わない。
第１の発光層１４を形成する方法、第２の発光層１５を形成する方法、およびその他の層を形成する方法は、もちいる材料等に応じて公知の適切な方法を選択することができる。具体的には例えば塗布による方法や蒸着による方法等を挙げることができる。
【００６９】
本発明の有機発光素子は、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。
【００７０】
本発明の有機発光素子は、具体的には、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、標識、看板、ビデオカメラのビューファインダー等における表示装置、バックライト、電子写真、照明、レジスト露光、読み取り装置、インテリア照明、光通信システム等における光照射装置に好適に用いられる。
【実施例】
【００７１】
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００７２】
（合成例１）
不純物の少ない化合物１−１の合成
【００７３】
【化９】
塩化シアヌル４．７ｇ（２５ｍｍｏｌ）、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルボロン酸１５ｇ（８４ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５０ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）および１，２−ジメトキシエタン２５０ｍｌの混合物に、炭酸カリウム３１ｇ（２２０ｍｍｏｌ）の２００ｍｌ水溶液を加え、２４時間加熱還流した。得られた反応混合物から有機層を抽出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、熱エタノール溶液から再結晶することによって化合物１−１（上記式１−１で表わされる化合物）を２．８ｇ（５．９ｍｍｏｌ）得た。
【００７４】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−１には、化合物１−１の構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物は検出されず、下記の不純物Ａ（化合物Ａ）が含まれていた。分子量から換算したこれらの不純物に由来する塩素原子の含有量は、それぞれ１０ｐｐｍ未満および２００ｐｐｍと推定された。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００７５】
【化１０】
（比較合成例１）
不純物の多い化合物１−１の合成
【００７６】
【化１１】
４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾニトリル５．０ｇ（３１ｍｍｏｌ）および塩化４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾイル２．１ｇ（１１ｍｍｏｌ）をジクロロメタン５０ｍｌに溶解し、塩化アルミニウム１．５ｇ（１１ｍｍｏｌ）および塩化アンモニウム２．２ｇ（４２ｍｍｏｌ）を加え、２４時間加熱還流した。得られた反応混合物を室温にまで冷却した後、１０％塩酸水溶液中に注ぎ、室温で１時間撹拌した。クロロホルムで有機層を抽出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することによって化合物１−１の粗生成物を得た。これをエタノールに加熱溶解した後、再結晶精製することによって、化合物１−１を２．６ｇ（５．４ｍｍｏｌ）得た。
【００７７】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−１には、化合物１−１の構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した塩素原子の含有量は１５０ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００７８】
（比較合成例２）
不純物の多い化合物１−１２の合成
【００７９】
【化１２】
４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾニトリル５．０ｇの代わりに３−ブロモベンゾニトリル５．０ｇ（２７ｍｍｏｌ）を用い、塩化４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾイル２．１ｇの代わりに塩化３−ブロモベンゾイル２．０ｇ（９．１ｍｍｏｌ）を用いた以外は、比較合成例１における化合物１−１の合成と同様な方法で２，４，６−トリ−３−ブロモフェニルトリアジン３．３ｇ（６．０ｍｍｏｌ）を合成した。これにカルバゾール４．０ｇ（２４ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５０ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）、カリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド３．０ｇ（２７ｍｍｏｌ）およびキシレン１００ｍｌを加え、２４時間加熱還流した。得られた反応混合物をセライトでろ過し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチル溶液から再結晶することによって、化合物１−１２（上記式１−１２で表わされる化合物）を２．７ｇ（３．４ｍｍｏｌ）得た。
【００８０】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−１２には、化合物１−１２の構造中のトリアジン環に結合したベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した塩素原子の含有量は８０ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００８１】
（合成例２）
化合物１−１２の精製
比較合成例２で合成した化合物１−１２を、キシレン中で、ヒドロトリブチルすずおよびトリ（ｏ−トリルホスフィン）パラジウムとともに８時間加熱還流し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチル溶液から再結晶することによって、化合物１−１２を精製した。得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−１２に含まれていた、化合物１−１２の構造中のトリアジン環に結合したベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物は検出されず、分子量から換算した塩素原子の含有量は１０ｐｐｍ未満であると推定された。
【００８２】
（比較合成例３）
不純物の多い化合物１−６の合成
【００８３】
【化１３】
比較合成例２で合成した２，４，６−トリ−３−ブロモフェニルトリアジン２．０ｇ（３．７ｍｍｏｌ）、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルボロン酸２．５ｇ（１４ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５０ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）および１，２−ジメトキシエタン１００ｍｌの混合物に、炭酸カリウム５．０ｇ（３６ｍｍｏｌ）の５０ｍｌ水溶液を加え、９時間加熱還流した。得られた反応混合物から有機層を抽出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、熱エタノール溶液から再結晶することによって化合物１−６（上記式１−６で表わされる化合物）を１．５ｇ（２．１ｍｍｏｌ）得た。
【００８４】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−６には、化合物１−６の構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算したこの不純物に由来する塩素原子の含有量は７０ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００８５】
（合成例３）
化合物１−６の精製
比較合成例３で合成した化合物１−６を、キシレン中で、ヒドロトリブチルすずおよびトリ（ｏ−トリルホスフィン）パラジウムとともに８時間加熱還流し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、熱エタノール溶液から再結晶することによって、化合物１−６を精製した。得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−６に含まれていた、化合物１−６の構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物は検出されず、分子量から換算した塩素原子の含有量は１０ｐｐｍ未満であると推定された。
【００８６】
（比較合成例４）
不純物の多い化合物Ｂの合成
【００８７】
【化１４】
２，５−ジアミノ−ｐ−キシレン１．５ｇ（１１ｍｍｏｌ）、３−ブロモトルエン８．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５０ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）、カリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド６．０ｇ（５３ｍｍｏｌ）およびキシレン１００ｍｌを加え、１２時間加熱還流した。得られた反応混合物をセライトでろ過し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液：１，２−ジクロロエタン／ヘキサン）で精製した後、酢酸エチル溶液から再結晶することによって、化合物Ｂ（上記式Ｂで表わされる化合物）を４．６ｇ（９．３ｍｍｏｌ）を得た。
【００８８】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物Ｂには、化合物Ｂの構造中のベンゼン環に臭素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した臭素原子の含有量は１００ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００８９】
（合成例４）
化合物Ｂの精製
比較合成例４で合成した化合物Ｂを、キシレン中で、ヒドロトリブチルすずおよびトリ（ｏ−トリルホスフィン）パラジウムとともに８時間加熱還流し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチル溶液から再結晶することによって、化合物Ｂを精製した。得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物Ｂに含まれていた、化合物Ｂの構造中のベンゼン環に臭素が１つだけ結合した不純物は検出されず、分子量から換算した臭素原子の含有量は２０ｐｐｍ未満であると推定された。
【００９０】
（比較合成例５）
不純物の多い化合物Ｃの合成
米国特許第５６４５９４８号明細書に記載された方法と同様にして、下記の化合物Ｃ（下記式Ｃで表わされる化合物）を合成した。
【００９１】
化合物Ｃの不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物Ｃには、化合物Ｃの構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した塩素原子の含有量は２００ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００９２】
【化１５】
（合成例５）
化合物Ｃの精製
比較合成例５で合成した化合物Ｃに対して、１．２×１０-4Ｐａ、２９０℃で昇華精製を２回繰り返し、化合物Ｃを精製した。化合物Ｃの不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物Ｃには、化合物Ｃの構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した塩素原子の含有量は４０ｐｐｍであった。
【００９３】
（実施例１）
膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ透明導電膜が形成されたガラス基板上に、６．７×１０-5Ｐａの減圧下、１Å／ｓの速度でｍ−ＭＴＤＡＴＡを２０ｎｍ成膜し、ホール輸送層を形成した。次に合成例１で得た化合物１−１と、発光スペクトルにおいて４９０ｎｍに発光極大を有する発光性化合物ＰＨ１（下記式ＰＨ１で表わされる化合物）を、８５：１５の重量比で蒸着し、第１の発光層を３０ｎｍの膜厚で成膜した。次に合成例１で得た化合物１−１と、発光スペクトルにおいて６１５ｎｍに発光極大を有する発光性化合物ＰＨ２（下記式ＰＨ２で表わされる化合物）を、９５：５の重量比で蒸着し、第２の発光層を１０ｎｍの膜厚で成膜した。次に電子輸送層としてＡｌｑを１Å／ｓの速度で２０ｎｍ成膜した。この上に、０．５ｎｍのフッ化ナトリウム層と１５０ｎｍのアルミニウム層を順に蒸着で積層成膜し、有機発光素子を作製した。
【００９４】
作製した有機発光素子に定電圧電源（Keithley製、SM2400）を用いて電圧を印加して初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2で発光させ、その時の電流を維持しながら素子を駆動し続け、一定時間おきに輝度を測定することで、発光寿命測定を行った。測定開始直後の駆動電圧と、輝度が半減するまでの時間（寿命）を表１に示す。
【００９５】
（実施例２および比較例１、２、４、５）
第１の発光層および第２の発光層の材料を表１に示した材料を用いて形成したこと以外は実施例１と同様にして有機発光素子を作製し、輝度半減寿命と発光寿命測定開始直後の駆動電圧を測定した。
【００９６】
（実施例３および比較例３、６）
第１の発光層および第２の発光層の材料として表１に示した材料を用い、第２の発光層をホール輸送層に接して形成し、第２の発光層上に第１の発光層を形成したこと以外は実施例１と同様にして有機発光素子を作製し、輝度半減寿命と発光寿命測定開始直後の駆動電圧を測定した。
【００９７】
なお、表１の発光性化合物ＰＨ１〜ＰＨ５は、それぞれ下記式ＰＨ１〜ＰＨ５で表わされる化合物を意味する。
【００９８】
【化１６】
【００９９】
【表１】
表１からわかるように、実施例１〜３と比較例１〜３を比べると、第２の発光層に用いる第２の電荷輸送性化合物の不純物に由来する塩素／臭素濃度は、有機発光素子の寿命に大きな影響を与えないが、比較例４〜６のように第１の発光層に用いる第１の電荷輸送性化合物の不純物に由来する塩素／臭素濃度が高い場合には、寿命が極端に短くなる。一方、第１および第２の電荷輸送性化合物の少なくとも一方の不純物に由来する塩素／臭素濃度が高い場合には駆動電圧が低下しており、本発明の有機発光素子は寿命が長いだけでなく、駆動電圧も低いことがわかる。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 有機発光素子
１１ 基板
１２ 陽極
１３ 正孔輸送層
１４ 第１の発光層
１５ 第２の発光層
１６ 電子輸送層
１７ 陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は陽極、陰極および有機化合物層を含み、陽極と陰極間に電圧を印加することにより発光する有機発光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネセンス現象を利用したデバイスが重要度を増している。このようなデバイスとして、陽極と陰極とからなる一対の電極間に形成された、有機化合物を含む発光層に電圧を印加することで発光を行わせる有機発光素子が注目を集めている。このような有機発光素子は、陽極と陰極の間に電圧を印加することで、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子を注入し、注入された電子と正孔とが、発光層で再結合することにより生じるエネルギーを利用して発光を行う。即ち、有機発光素子は、この電荷再結合によるエネルギーで発光層の発光材料が励起され、励起状態から再び基底状態に戻る際に光を発生する現象を利用したデバイスである。
【０００３】
この有機発光素子を表示装置として使用した場合、発光材料が自己発光であるため、表示装置としての応答速度が速く、視野角が広いという特徴を有する。更に有機発光素子の構造上、表示装置の薄型化が容易になるという利点もあるほか、有機物質の選択によって色純度の高い光を発生させやすく、そのため色再現域を広くとることが可能であるという特徴がある。更に、有機発光素子は、白色での発光も可能であり、面発光であることから、この有機発光素子を照明装置に組み込んで利用する用途も提案されている。
【０００４】
しかし有機発光素子をこれらの装置に使用するためには更なる長寿命化が必要である。有機発光素子の劣化を抑制する方法として、特許文献１には有機化合物層に含まれるハロゲン化された化合物からなる不純物の濃度を低下させることが開示されており、その具体的な方法として、単離した電荷輸送性化合物などの有機半導体にさらに脱ハロゲン化反応を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５１６４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された脱ハロゲン化処理を含めて、有機化合物中のハロゲン化された化合物からなる不純物の濃度を低下させる操作には手間がかかるため、有機発光素子、特に発光層を２つ有する有機発光素子を低コストで製造できない問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は有機発光素子において、素子の寿命に影響を与える発光層中のハロゲン化された電荷輸送性化合物の濃度が、発光性化合物の発光波長によって異なることを見出し、比較的長波長の発光を示す発光層には高度に精製した電荷輸送性化合物を用いなくても、長寿命な素子が得られることを見出した。すなわち本発明は以下の［１］〜［６］に要約される。
【０００８】
［１］
陽極と陰極間に、第１の発光層と第２の発光層を含む積層された複数の有機化合物層を有し、
前記第１の発光層が、第１の電荷輸送性化合物および、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、
前記第２の発光層が、第２の電荷輸送性化合物および、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、
前記第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、
前記第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、
前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる、当該化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満であり、
前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる、当該化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０〜５００ｐｐｍである
有機発光素子。
【０００９】
［２］
前記第１の不純物または第２の不純物は、前記電荷輸送性化合物における芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である、上記［１］に記載の有機発光素子。
【００１０】
［３］
前記電荷輸送性化合物が、下記一般式（１）で表される化合物、または一般式（１）で表される化合物の水素原子の少なくとも１つが主鎖との直接結合に置き換えられた構造を含むポリマーである、上記［１］または［２］のいずれかに記載の有機発光素子。
【００１１】
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1〜Ｒ15はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、
アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基、シリル基、ビニル基または置換基を有してもよいカルバゾリル基を表す。）
【００１２】
［４］
前記第１の発光性化合物が下記一般式（２）で表される燐光発光性化合物である、上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の有機発光素子。
【００１３】
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ31〜Ｒ38はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、Ｒ32およびＲ34の少なくとも一方はフッ素原子である。）
【００１４】
［５］
前記第２の発光性化合物が下記一般式（３）で表される燐光発光性化合物である、上記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の有機発光素子。
【化３】
（一般式（３）中、Ｒ41〜Ｒ48はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、隣接するＲ41〜Ｒ48は互いに結合して縮合環を形成していてもよい。）
【００１５】
［６］
陽極を形成する工程と、陰極を形成する工程と、第１の発光層を形成する下記工程（Ａ）と、第２の発光層を形成する下記工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする上記［１］に記載の有機発光素子の製造方法。
工程（Ａ）：
第１の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる前記第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満である第１の発光層を形成する工程、
工程（Ｂ）：
第２の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる前記第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０〜５００ｐｐｍである第２の発光層を形成する工程
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、長寿命な有機発光素子、特に発光層を２つ有する有機発光素子を低コストで製造することができる。本発明の有機発光素子は長寿命であり、しかも駆動電圧が低い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の有機発光素子の構造の一例を説明した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照しながら本発明の有機発光素子について説明する。
図１に示した有機発光素子１０は、基板１１上に、正孔を注入するための陽極１２と、陽極から受け取った正孔を輸送する正孔輸送層１３と、正孔と電子が結合して発光する第１の発光層１４および第２の発光層１５と、陰極から電子を受け取って輸送する電子輸送層１６と、電子を注入するための陰極１７とが順に積層した構造を備える。
【００１９】
基板１１は、陽極１２、正孔輸送層１３、第１の発光層１４、第２の発光層１５、電子輸送層１６、陰極１７を形成する支持体となるものである。基板１１には、通常、このような支持体として必要な機械的強度を満たす材料が用いられる。
【００２０】
基板１１の材料としては、有機発光素子１０の基板１１側から光を取り出したい場合（基板１１側の面が光を取出す面、すなわち、発光面となる場合）は、発光する光の波長に対して透明であることが好ましい。具体的には、発光する光が可視光の場合、ソーダガラス、無アルカリガラスなどのガラス；アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂などの透明プラスチック；シリコンなどが挙げられる。
【００２１】
有機発光素子１０の基板１１側との面から光を取り出す必要がない場合は、基板１１の材料としては、透明であるものに限られず、不透明なものも使用できる。具体的には、上記材料に加えて、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、もしくはニオブ（Ｎｂ）の単体、またはこれらの合金、あるいはステンレスなどからなる材料も使用することができる。
【００２２】
基板１１の厚さは、要求される機械的強度にもよるが、好ましくは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．２５ｍｍ〜２ｍｍである。
陽極１２は、陰極１７との間に電圧が印加されることにより、任意に正孔輸送層１３を介して第１の発光層１４および第２の発光層１５に正孔を注入する。陽極１２に使用される材料としては、電気伝導性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、−５℃〜８０℃の温度範囲で面抵抗が１０００Ω以下であることが好ましく、１００Ω以下であることが更に好ましい。
【００２３】
このような条件を満たす材料として、導電性金属酸化物、金属、合金が使用できる。ここで、導電性金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）が挙げられる。また金属としては、ステンレス、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）等が挙げられる。そしてこれらの金属を含む合金も使用できる。透明陽極を形成するのに用いられる透明材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、それらの複合体であるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）等からなる導電性ガラス（ＮＥＳＡ等）、金、白金、銀、銅が挙げられる。これらの中でも、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化スズが好ましい。また、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体等の有機物からなる透明導電膜を用いてもよい。
【００２４】
陽極１２の厚さは、有機発光素子１０の基板１１側から光を取り出したい場合は、高い光透過率を得るため、２ｎｍ〜３００ｎｍであることが好ましい。また有機発光素子１０の基板１１側から光を取り出す必要がない場合は、例えば、２ｎｍ〜２ｍｍである。
【００２５】
なお、基板１１の材質は、陽極１２と同一の材質であってもよい。この場合、基板１１は陽極１２を兼ねてもよい。
陽極１２と第１の発光層１４との間に、正孔輸送層１３が設けられていてもよい。上記正孔輸送層１３を形成する正孔輸送材料としては、公知の材料を使用することができ、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置換基を導入して重合した高分子化合物などが挙げられる。上記正孔輸送材料は、１種単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。また、異なる正孔輸送材料から形成された正孔輸送層同士を積層してもよい。正孔輸送層の厚さは、正孔輸送層の導電率などに依存するため、一概に限定できないが、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。
【００２６】
陽極１２と正孔輸送層１３との間に、正孔注入障壁を緩和するために正孔注入層が設けられていてもよい。上記正孔注入層を形成する材料としては、銅フタロシアニン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）の混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、フルオロカーボン、二酸化ケイ素などの公知の材料が用いられるほか、上記正孔輸送層１３に用いられる正孔輸送材料と２，３，５，６−テトラフルオロテトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの電子受容体とを混合したものが用いられる。
【００２７】
本発明の有機発光素子は、第１の発光層１４および第２の発光層１５を有する。第１の発光層１４と第２の発光層１５は、それぞれ陽極１２および陰極１７の間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物および第２の発光性化合物を含んでいる。第１の発光性化合物および第２の発光性化合物は、その発光スペクトルにおいて、それぞれ４４０〜５００ｎｍおよび５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大を有する。第１の発光層と第２の発光層はどちらが陽極１２に近い層でもよく、図１の態様では第１の発光層１４の方が陽極１２に近いが、本発明では、図１における１５が第１の発光層であり、１４が第２の発光層であってもよい。
【００２８】
第１の発光層１４は第１の電荷輸送性化合物を含む。なお第１の電荷輸送性化合物は、少なくとも１つの水素原子を有している。
第１の電荷輸送性化合物としては公知の材料を用いることができ、例えばＣｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ、第１０７巻、９５３−１０１０頁、２００７年に記載された化合物などが挙げられるが、有機発光素子に含まれる有機化合物層の数を少なくできる観点で電子輸送性化合物が好ましく、中でも電子輸送性が高く、高発光効率の有機発光素子が得られる点で、下記一般式（１）で表される化合物、および一般式（１）で表される構造を繰り返し単位の１つに含むポリマーが好ましい。
【００２９】
【化４】
（一般式（１）中、Ｒ1〜Ｒ15はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基、シリル基、ビニル基または置換基を有してもよいカルバゾリル基を表す。）
【００３０】
上記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。
【００３１】
上記の置換基を有してもよい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、ビフェニル基などが挙げられる。これらのアリール基は環を構成する炭素原子に水素原子やメチル基以外の置換基を有していてもよい。
【００３２】
上記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。
【００３３】
上記のシリル基としては、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。
上記の置換基を有してもよいカルバゾリル基としては、例えば、９−カルバゾリル基、３，６−ジメチル−９−カルバゾリル基、４−メトキシ−９−カルバゾリル基、９−エチル−３−カルバゾリル基などが挙げられる。
【００３４】
上記「一般式（１）で表される構造を繰り返し単位の１つに含むポリマー」とは、一般式（１）で表される化合物の水素原子の少なくとも１つが主鎖との直接結合に置き換えられた構造を含むポリマーである。その具体例としては、−[ＣＨ2ＣＨ（Ｘ）]−（Ｘは一般式（１）で表される化合物から１つの水素原子を除いた構造である。）で表される繰り返し単位を含むポリマーなどが挙げられ、さらに具体的には、Ｒ3がビニル基でありＲ1、Ｒ2およびＲ4〜Ｒ15が水素原子である化合物をラジカル重合して得られるポリマーなどが挙げられる。
【００３５】
上記一般式（１）で表される化合物、および一般式（１）で表される構造を繰り返し単位の１つに含むポリマーのさらに具体的な化合物を以下に例示する。
【００３６】
【化５】
【００３７】
【化６】
第１の発光層１４における、第１の電荷輸送性化合物の化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物（以下「第１の不純物」ともいう。）に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度は５０ｐｐｍ未満（重量基準）であり、これにより寿命の長い有機発光素子を得ることができる。第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度は好ましくは０．１ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ未満（重量基準）であり、より好ましくは４０ｐｐｍ以下であり、もっとも好ましくは２５ｐｐｍ以下であり、その下限値は０．１ｐｐｍ、１ｐｐｍまたは５ｐｐｍであってもよい。第１の不純物の例としては、前記第１の電荷輸送性化合物における芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物が挙げられる。
【００３８】
上記の塩素原子および臭素原子の合計の濃度をこの範囲にするための手段としては、例えば単離した第１の電荷輸送性化合物に対して昇華など公知の精製を、場合によっては繰り返して行ったり、特許文献１に記載された脱ハロゲン化処理を行ったり、第１の電荷輸送性化合物の合成反応に塩素や臭素を含む試剤を使わないなどの方法がある。
【００３９】
第１の不純物以外の遊離の塩素、臭素、塩素原子または臭素原子を含有する化合物、塩素および／または臭素を含む溶媒や塩素および／または臭素合成中間体は、有機発光素子の寿命にそれほど大きな影響を与えないので、第１の電荷輸送性化合物においては前記第１の不純物の濃度だけを減少させればよく、従って第１の電荷輸送性化合物を比較的容易に精製することができる。
【００４０】
第１の発光層を分析した際に検出される塩素および／または臭素が第１の不純物に由来するかどうかに関しては、当該発光層に含まれる個々の元素或いは化合物をＮＭＲや液体クロマトグラフ質量分析計（以下「ＬＣ−ＭＳ」と記す。）等の分析手法で同定することにより区別することができる。
なお、第１の電荷輸送性化合物がポリマーである場合には、上記第１の電荷輸送性化合物の化学構造は、繰り返し単位の化学構造を指す。
【００４１】
第２の発光層１５は第２の電荷輸送性化合物を含む。なお第２の電荷輸送性化合物は、少なくとも１つの水素原子を有している。第２の電荷輸送性化合物としては、第１の電荷輸送性化合物として挙げたものと同じものを用いることができる。ただし、第２の発光層１５における、第２の電荷輸送性化合物の化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物（以下「第２の不純物」ともいう。）に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度は５０〜５００ｐｐｍ（重量基準）、好ましくは７０〜５００ｐｐｍ、より好ましくは１００〜５００ｐｐｍであればよく、その上限値は３００ｐｐｍまたは２００ｐｐｍであってもよく、濃度がこの範囲であっても有機発光素子の寿命にはそれほど大きな影響を与えない。第２の不純物の例としては、前記第２の電荷輸送性化合物における芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物が挙げられる。
【００４２】
また、第２の発光層を分析した際に検出される塩素および／または臭素が第２の不純物に由来するかどうかに関しては、当該発光層に含まれる個々の元素或いは化合物をＮＭＲやＬＣ−ＭＳ等の分析手法で同定することにより区別することができる。
【００４３】
従って第２の電荷輸送性化合物は高度な精製を必要とせず、望みの純度の化合物を安価に得ることができ、有機発光素子を低コストで製造することが可能である。なお、第２の電荷輸送性化合物がポリマーである場合には、上記第２の電荷輸送性化合物の化学構造は、繰り返し単位の化学構造を指す。
【００４４】
第１の電荷輸送性化合物および第２の電荷輸送性化合物がそれぞれ第１の不純物および第２の不純物を含むと電荷の注入障壁が低下する場合もあり、特に電荷輸送性化合物が電子輸送性化合物であるか、上記一般式（１）で表される化合物または式（１）で表される構造を含むポリマーであると、電荷注入障壁が大きく低下する。従って、有機発光素子の寿命に大きな影響を与えなければ、有機発光素子を低電圧で駆動できるため、前記電荷輸送性化合物が上記の不純物を含むことが好ましい。ただし第２の電荷輸送性化合物に含まれる第２の不純物の濃度が５００ｐｐｍを超えると、有機発光素子は寿命に大きな影響を受ける。
【００４５】
第１の発光層に含まれる上記第１の発光性化合物は、発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大を有する限り、蛍光発光性化合物であっても燐光発光性化合物であってもよいが、高発光効率が得られるため燐光発光性化合物であることが好ましく、下記一般式（２）で表される燐光発光性化合物であることがより好ましい。
【００４６】
【化７】
（一般式（２）中、Ｒ31〜Ｒ38はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、Ｒ32およびＲ34の少なくとも一方はフッ素原子である。）
【００４７】
上記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。
【００４８】
上記の置換基を有してもよい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、ビフェニル基などが挙げられる。これらのアリール基は環を構成する炭素原子に水素原子やメチル基以外の置換基を有していてもよい。
【００４９】
上記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。
【００５０】
上記のシリル基としては、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。
第１の発光性化合物は、通常、第１の発光層中に０．１〜４０重量％の範囲で含まれる。
【００５１】
第２の発光層に含まれる上記第２の発光性化合物は、発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大を有する限り、蛍光発光性化合物であっても燐光発光性化合物であってもよいが、高発光効率が得られるため燐光発光性化合物であることが好ましく、下記一般式（３）で表される燐光発光性化合物であることがより好ましい。
【００５２】
【化８】
（一般式（３）中、Ｒ41〜Ｒ48はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、隣接するＲ41〜Ｒ48は互いに結合して縮合環を形成していてもよい。）
【００５３】
上記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。
【００５４】
上記の置換基を有してもよい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、ビフェニル基などが挙げられる。これらのアリール基は環を構成する炭素原子に水素原子やメチル基以外の置換基を有していてもよい。
【００５５】
上記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。
【００５６】
上記のシリル基としては、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。
隣接する上記Ｒ41〜Ｒ48は互いに結合して縮合環を形成していてもよく、このような縮合環としては例えばナフタレン環、キノリン環、ベンゾキノリン環などが挙げられる。
【００５７】
第２の発光性化合物は、通常、第２の発光層中に０．１〜４０ｗｔ％の範囲で含まれる。 第２の発光層１５と陰極１７との間には、電子輸送層１６が設けられていてもよい。電子輸送層１６に用いることができる材料としては、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などが挙げられる。更に具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールや、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、トリフェニルビスイミダゾール（ＢＰＢＩ）、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス［１−フェニル−１H−ベンズイミダソール］（略称：ＴＰＢＩ）、３，３’−［５’−［４−（３−ピリジニル）フェニル］［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−４，４”−ジイル］ビスピリジン（略称：ＴＰｙＴＰＢ）、４，４’−［５’−［３−（４−ピリジニル）フェニル］［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−３，３”−ジイル］ビスピリジン（略称：ｍ４ＴＰｙＴＰＢ）、３，３’−［５’−［３−（３−ピリジニル）フェニル］［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−３，３”−ジイル］ビスピリジン（略称：ｍＴＰｙＴＰＢ）、２，２’−［５’−［３−（２−ピリジニル）フェニル］［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−３，３”−ジイル］ビスピリジン（略称：ｍ２ＴＰｙＴＰＢ）、３−［４−［ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）ボリル］−３，５−ジメチルフェニル］ピリジン（略称：Ｐｙ２１１Ｂ）などである。この中でも、ＴＰＢＩ、ＴＰｙＴＰＢ、ｍ４ＴＰｙＴＰＢ、ｍＴＰｙＴＰＢ、ｍ２ＴＰｙＴＰＢ、Ｐｙ２１１Ｂをより好ましく用いることができる。
【００５８】
また、電子輸送層１６と第２の発光層１５との間に、正孔が発光層を通過することを抑え、発光層内で正孔と電子とを効率よく再結合させる目的で、正孔ブロック層が設けられていてもよい。上記正孔ブロック層を形成するために、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。
【００５９】
第１の発光層１４と第２の発光層１５との間には、さらに正孔輸送層や電子輸送層などの層が形成されていてもよい。これらの層に用いられる材料としては、上記の正孔輸送層１３および電子輸送層１６で述べた材料と同じ材料を例示することができる。
【００６０】
また、第１の発光層１４と第２の発光層１５の間にさらに電荷発生層が形成されていてもよい。ここで、電荷発生層とは、電界印加時に電荷（正孔及び電子）を発生する機能を有すると共に、発生した電荷を電荷発生層と隣接する層に注入させる機能を有する層である。このような電荷発生層に用いられる材料としては、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料、オリゴチオフェンや金属フタロシアニン類などの導電性有機物、公知の無機ｐ型半導体、公知の無機ｎ型半導体、Ｖ2Ｏ5などの電気絶縁性材料などを挙げることができる。
【００６１】
上記陰極１７に使用される材料としては、陽極１２と同様に電気伝導性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、仕事関数が低く、かつ化学的に安定なものが好ましい。具体的には、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＡｌＬｉなどのＡｌとアルカリ金属の合金やＡｌＣａなどのＡｌとアルカリ土類金属の合金等の材料を例示することができる。ただし、陰極１７の材料は、有機発光素子１０の陰極１７側から光を取り出したい場合（陰極１７側の面が光を取出す面、すなわち、発光面となる場合）は、例えば、陽極１２と同様な、発光する光に対して透明な材料を用いることが好ましい。
【００６２】
陰極１７の厚さは、好ましくは０．０１μｍ〜１μｍ、より好ましくは０．０５μｍ〜０．５μｍである。
また、陰極１７から電子輸送層１６への電子の注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、図示しない電子注入層を、陰極１７に隣接して設けてもよい。電子注入層には、陰極１７より仕事関数の低い金属材料が好適に用いられ、例えば、アルカリ金属（Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）、希土類金属（Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ）を使用することができるが、これら金属のフッ化物、塩化物、酸化物も好適に用いられる。電子注入層の厚さは、好ましくは０.０５ｎｍ〜５０ｎｍ、より好ましくは０.１ｎｍ〜２０ｎｍ、さらに好ましくは０.５ｎｍ〜１０ｎｍである。
【００６３】
有機発光素子１０には、有機発光素子１０を長期安定的に用い、有機発光素子１０を外部から保護するための保護層や保護カバー（図示せず）を装着することが好ましい。保護層の材料としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物、窒化ケイ素、酸化ケイ素等のシリコン化合物などを用いることができる。そして、これらの積層体も用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができる。この保護カバーは、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法を採ることが好ましい。またこの際に、スペーサーを用いることが、所定の空間を維持することができ、有機発光素子１０が傷つくのを防止できるため好ましい。そして、この空間に窒素、アルゴン、ヘリウムのような不活性なガスを封入すれば、上側の陰極１７の酸化を防止しやすくなる。特にヘリウムを用いることが、熱伝導性が高いため、電圧印加時に有機発光素子１０より発生する熱を効果的に保護カバーに伝えることができるため、好ましい。更に酸化バリウム等の乾燥剤をこの空間内に設置することにより、上記一連の製造工程で吸着した水分が有機発光素子１０にダメージを与えるのを抑制しやすくなる。
本発明の有機発光素子は、陽極を形成する工程と、陰極を形成する工程と、第１の発光層を形成する工程（Ａ）と、第２の発光層を形成する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする製造方法により製造することができる。
【００６４】
工程（Ａ）：
第１の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満である第１の発光層を形成する工程、
工程（Ｂ）：
第２の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０〜５００ｐｐｍである第２の発光層を形成する工程。
【００６５】
前記の製造方法において、第１の発光層および第２の発光層は、陽極と陰極との間に位置するように形成する。また、第１の発光層を陽極に近い側に形成し、第２の発光層を陰極に近い側に形成してもよく、第２の発光層を陽極に近い側に形成し、第１の発光層を陰極に近い側に形成してもよい。
【００６６】
図１を参照しながら本発明の有機発光素子の製造方法について説明する。
本発明の有機発光素子の製造方法として第１の発光層１４を形成する工程（Ａ）および第２の発光層１５を形成する工程（Ｂ）は、例えばこの順で順次行っても良いし、逆に行っても構わない。
【００６７】
たとえば基板１１の上に陽極１２を形成した後、第１の発光層１４を形成する工程（Ａ）、第２の発光層１５を形成する工程（Ｂ）、陰極１７を形成する工程を行うことで製造することができる。
【００６８】
さらに必要に応じて陽極１２と第１の発光層１４の間に正孔輸送層１３を形成したり、第２の発光層１５と陰極１７の間に電子輸送層１６を任意に形成しても構わない。
第１の発光層１４を形成する方法、第２の発光層１５を形成する方法、およびその他の層を形成する方法は、もちいる材料等に応じて公知の適切な方法を選択することができる。具体的には例えば塗布による方法や蒸着による方法等を挙げることができる。
【００６９】
本発明の有機発光素子は、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。
【００７０】
本発明の有機発光素子は、具体的には、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、標識、看板、ビデオカメラのビューファインダー等における表示装置、バックライト、電子写真、照明、レジスト露光、読み取り装置、インテリア照明、光通信システム等における光照射装置に好適に用いられる。
【実施例】
【００７１】
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００７２】
（合成例１）
不純物の少ない化合物１−１の合成
【００７３】
【化９】
塩化シアヌル４．７ｇ（２５ｍｍｏｌ）、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルボロン酸１５ｇ（８４ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５０ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）および１，２−ジメトキシエタン２５０ｍｌの混合物に、炭酸カリウム３１ｇ（２２０ｍｍｏｌ）の２００ｍｌ水溶液を加え、２４時間加熱還流した。得られた反応混合物から有機層を抽出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、熱エタノール溶液から再結晶することによって化合物１−１（上記式１−１で表わされる化合物）を２．８ｇ（５．９ｍｍｏｌ）得た。
【００７４】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−１には、化合物１−１の構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物は検出されず、下記の不純物Ａ（化合物Ａ）が含まれていた。分子量から換算したこれらの不純物に由来する塩素原子の含有量は、それぞれ１０ｐｐｍ未満および２００ｐｐｍと推定された。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００７５】
【化１０】
（比較合成例１）
不純物の多い化合物１−１の合成
【００７６】
【化１１】
４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾニトリル５．０ｇ（３１ｍｍｏｌ）および塩化４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾイル２．１ｇ（１１ｍｍｏｌ）をジクロロメタン５０ｍｌに溶解し、塩化アルミニウム１．５ｇ（１１ｍｍｏｌ）および塩化アンモニウム２．２ｇ（４２ｍｍｏｌ）を加え、２４時間加熱還流した。得られた反応混合物を室温にまで冷却した後、１０％塩酸水溶液中に注ぎ、室温で１時間撹拌した。クロロホルムで有機層を抽出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することによって化合物１−１の粗生成物を得た。これをエタノールに加熱溶解した後、再結晶精製することによって、化合物１−１を２．６ｇ（５．４ｍｍｏｌ）得た。
【００７７】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−１には、化合物１−１の構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した塩素原子の含有量は１５０ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００７８】
（比較合成例２）
不純物の多い化合物１−１２の合成
【００７９】
【化１２】
４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾニトリル５．０ｇの代わりに３−ブロモベンゾニトリル５．０ｇ（２７ｍｍｏｌ）を用い、塩化４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾイル２．１ｇの代わりに塩化３−ブロモベンゾイル２．０ｇ（９．１ｍｍｏｌ）を用いた以外は、比較合成例１における化合物１−１の合成と同様な方法で２，４，６−トリ−３−ブロモフェニルトリアジン３．３ｇ（６．０ｍｍｏｌ）を合成した。これにカルバゾール４．０ｇ（２４ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５０ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）、カリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド３．０ｇ（２７ｍｍｏｌ）およびキシレン１００ｍｌを加え、２４時間加熱還流した。得られた反応混合物をセライトでろ過し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチル溶液から再結晶することによって、化合物１−１２（上記式１−１２で表わされる化合物）を２．７ｇ（３．４ｍｍｏｌ）得た。
【００８０】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−１２には、化合物１−１２の構造中のトリアジン環に結合したベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した塩素原子の含有量は８０ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００８１】
（合成例２）
化合物１−１２の精製
比較合成例２で合成した化合物１−１２を、キシレン中で、ヒドロトリブチルすずおよびトリ（ｏ−トリルホスフィン）パラジウムとともに８時間加熱還流し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチル溶液から再結晶することによって、化合物１−１２を精製した。得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−１２に含まれていた、化合物１−１２の構造中のトリアジン環に結合したベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物は検出されず、分子量から換算した塩素原子の含有量は１０ｐｐｍ未満であると推定された。
【００８２】
（比較合成例３）
不純物の多い化合物１−６の合成
【００８３】
【化１３】
比較合成例２で合成した２，４，６−トリ−３−ブロモフェニルトリアジン２．０ｇ（３．７ｍｍｏｌ）、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルボロン酸２．５ｇ（１４ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５０ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）および１，２−ジメトキシエタン１００ｍｌの混合物に、炭酸カリウム５．０ｇ（３６ｍｍｏｌ）の５０ｍｌ水溶液を加え、９時間加熱還流した。得られた反応混合物から有機層を抽出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、熱エタノール溶液から再結晶することによって化合物１−６（上記式１−６で表わされる化合物）を１．５ｇ（２．１ｍｍｏｌ）得た。
【００８４】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−６には、化合物１−６の構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算したこの不純物に由来する塩素原子の含有量は７０ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００８５】
（合成例３）
化合物１−６の精製
比較合成例３で合成した化合物１−６を、キシレン中で、ヒドロトリブチルすずおよびトリ（ｏ−トリルホスフィン）パラジウムとともに８時間加熱還流し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、熱エタノール溶液から再結晶することによって、化合物１−６を精製した。得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物１−６に含まれていた、化合物１−６の構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物は検出されず、分子量から換算した塩素原子の含有量は１０ｐｐｍ未満であると推定された。
【００８６】
（比較合成例４）
不純物の多い化合物Ｂの合成
【００８７】
【化１４】
２，５−ジアミノ−ｐ−キシレン１．５ｇ（１１ｍｍｏｌ）、３−ブロモトルエン８．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５０ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）、カリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド６．０ｇ（５３ｍｍｏｌ）およびキシレン１００ｍｌを加え、１２時間加熱還流した。得られた反応混合物をセライトでろ過し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液：１，２−ジクロロエタン／ヘキサン）で精製した後、酢酸エチル溶液から再結晶することによって、化合物Ｂ（上記式Ｂで表わされる化合物）を４．６ｇ（９．３ｍｍｏｌ）を得た。
【００８８】
得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物Ｂには、化合物Ｂの構造中のベンゼン環に臭素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した臭素原子の含有量は１００ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００８９】
（合成例４）
化合物Ｂの精製
比較合成例４で合成した化合物Ｂを、キシレン中で、ヒドロトリブチルすずおよびトリ（ｏ−トリルホスフィン）パラジウムとともに８時間加熱還流し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチル溶液から再結晶することによって、化合物Ｂを精製した。得られた化合物の不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物Ｂに含まれていた、化合物Ｂの構造中のベンゼン環に臭素が１つだけ結合した不純物は検出されず、分子量から換算した臭素原子の含有量は２０ｐｐｍ未満であると推定された。
【００９０】
（比較合成例５）
不純物の多い化合物Ｃの合成
米国特許第５６４５９４８号明細書に記載された方法と同様にして、下記の化合物Ｃ（下記式Ｃで表わされる化合物）を合成した。
【００９１】
化合物Ｃの不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物Ｃには、化合物Ｃの構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した塩素原子の含有量は２００ｐｐｍであった。なお、他の不純物は検出されなかった。
【００９２】
【化１５】
（合成例５）
化合物Ｃの精製
比較合成例５で合成した化合物Ｃに対して、１．２×１０-4Ｐａ、２９０℃で昇華精製を２回繰り返し、化合物Ｃを精製した。化合物Ｃの不純物をＮＭＲおよびＬＣ−ＭＳにより分析したところ、化合物Ｃには、化合物Ｃの構造中のベンゼン環に塩素が１つだけ結合した不純物が含まれており、分子量から換算した塩素原子の含有量は４０ｐｐｍであった。
【００９３】
（実施例１）
膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ透明導電膜が形成されたガラス基板上に、６．７×１０-5Ｐａの減圧下、１Å／ｓの速度でｍ−ＭＴＤＡＴＡを２０ｎｍ成膜し、ホール輸送層を形成した。次に合成例１で得た化合物１−１と、発光スペクトルにおいて４９０ｎｍに発光極大を有する発光性化合物ＰＨ１（下記式ＰＨ１で表わされる化合物）を、８５：１５の重量比で蒸着し、第１の発光層を３０ｎｍの膜厚で成膜した。次に合成例１で得た化合物１−１と、発光スペクトルにおいて６１５ｎｍに発光極大を有する発光性化合物ＰＨ２（下記式ＰＨ２で表わされる化合物）を、９５：５の重量比で蒸着し、第２の発光層を１０ｎｍの膜厚で成膜した。次に電子輸送層としてＡｌｑを１Å／ｓの速度で２０ｎｍ成膜した。この上に、０．５ｎｍのフッ化ナトリウム層と１５０ｎｍのアルミニウム層を順に蒸着で積層成膜し、有機発光素子を作製した。
【００９４】
作製した有機発光素子に定電圧電源（Keithley製、SM2400）を用いて電圧を印加して初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2で発光させ、その時の電流を維持しながら素子を駆動し続け、一定時間おきに輝度を測定することで、発光寿命測定を行った。測定開始直後の駆動電圧と、輝度が半減するまでの時間（寿命）を表１に示す。
【００９５】
（実施例２および比較例１、２、４、５）
第１の発光層および第２の発光層の材料を表１に示した材料を用いて形成したこと以外は実施例１と同様にして有機発光素子を作製し、輝度半減寿命と発光寿命測定開始直後の駆動電圧を測定した。
【００９６】
（実施例３および比較例３、６）
第１の発光層および第２の発光層の材料として表１に示した材料を用い、第２の発光層をホール輸送層に接して形成し、第２の発光層上に第１の発光層を形成したこと以外は実施例１と同様にして有機発光素子を作製し、輝度半減寿命と発光寿命測定開始直後の駆動電圧を測定した。
【００９７】
なお、表１の発光性化合物ＰＨ１〜ＰＨ５は、それぞれ下記式ＰＨ１〜ＰＨ５で表わされる化合物を意味する。
【００９８】
【化１６】
【００９９】
【表１】
表１からわかるように、実施例１〜３と比較例１〜３を比べると、第２の発光層に用いる第２の電荷輸送性化合物の不純物に由来する塩素／臭素濃度は、有機発光素子の寿命に大きな影響を与えないが、比較例４〜６のように第１の発光層に用いる第１の電荷輸送性化合物の不純物に由来する塩素／臭素濃度が高い場合には、寿命が極端に短くなる。一方、第１および第２の電荷輸送性化合物の少なくとも一方の不純物に由来する塩素／臭素濃度が高い場合には駆動電圧が低下しており、本発明の有機発光素子は寿命が長いだけでなく、駆動電圧も低いことがわかる。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 有機発光素子
１１ 基板
１２ 陽極
１３ 正孔輸送層
１４ 第１の発光層
１５ 第２の発光層
１６ 電子輸送層
１７ 陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極間に、第１の発光層と第２の発光層を含む積層された複数の有機化合物層を有し、
前記第１の発光層が、第１の電荷輸送性化合物および、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、
前記第２の発光層が、第２の電荷輸送性化合物および、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、
前記第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、
前記第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、
前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる、第１の電荷輸送性化合物の化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満であり、
前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる、第２の電荷輸送性化合物の化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０〜５００ｐｐｍである
有機発光素子。
【請求項２】
前記第１の不純物または第２の不純物は、前記電荷輸送性化合物における芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記電荷輸送性化合物が、下記一般式（１）で表される化合物、または一般式（１）で表される化合物の水素原子の少なくとも１つが主鎖との直接結合に置き換えられた構造を含むポリマーである、請求項１または２のいずれかに記載の有機発光素子。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1〜Ｒ15はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、
アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基、シリル基、ビニル基または置換基を有してもよいカルバゾリル基を表す。）
【請求項４】
前記第１の発光性化合物が下記一般式（２）で表される燐光発光性化合物である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の有機発光素子。
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ31〜Ｒ38はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、Ｒ32およびＲ34の少なくとも一方はフッ素原子である。）
【請求項５】
前記第２の発光性化合物が下記一般式（３）で表される燐光発光性化合物である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の有機発光素子。
【化３】
（一般式（３）中、Ｒ41〜Ｒ48はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、隣接するＲ41〜Ｒ48は互いに結合して縮合環を形成していてもよい。）
【請求項６】
陽極を形成する工程と、陰極を形成する工程と、第１の発光層を形成する下記工程（Ａ）と、第２の発光層を形成する下記工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子の製造方法。
工程（Ａ）：
第１の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、第１の発光性化合物が発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる前記第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満である第１の発光層を形成する工程、
工程（Ｂ）：
第２の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、第２の発光性化合物が発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる前記第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が、重量基準で５０〜５００ｐｐｍである第２の発光層を形成する工程
【請求項１】
陽極と陰極間に、第１の発光層と第２の発光層を含む積層された複数の有機化合物層を有し、
前記第１の発光層が、第１の電荷輸送性化合物および、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、
前記第２の発光層が、第２の電荷輸送性化合物および、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、
前記第１の発光性化合物は発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、
前記第２の発光性化合物は発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、
前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる、第１の電荷輸送性化合物の化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満であり、
前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる、第２の電荷輸送性化合物の化学構造中の水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０〜５００ｐｐｍである
有機発光素子。
【請求項２】
前記第１の不純物または第２の不純物は、前記電荷輸送性化合物における芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも１つが塩素原子または臭素原子で置換された化合物である、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記電荷輸送性化合物が、下記一般式（１）で表される化合物、または一般式（１）で表される化合物の水素原子の少なくとも１つが主鎖との直接結合に置き換えられた構造を含むポリマーである、請求項１または２のいずれかに記載の有機発光素子。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1〜Ｒ15はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、
アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基、シリル基、ビニル基または置換基を有してもよいカルバゾリル基を表す。）
【請求項４】
前記第１の発光性化合物が下記一般式（２）で表される燐光発光性化合物である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の有機発光素子。
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ31〜Ｒ38はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、Ｒ32およびＲ34の少なくとも一方はフッ素原子である。）
【請求項５】
前記第２の発光性化合物が下記一般式（３）で表される燐光発光性化合物である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の有機発光素子。
【化３】
（一般式（３）中、Ｒ41〜Ｒ48はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルコキシ基またはシリル基を表し、隣接するＲ41〜Ｒ48は互いに結合して縮合環を形成していてもよい。）
【請求項６】
陽極を形成する工程と、陰極を形成する工程と、第１の発光層を形成する下記工程（Ａ）と、第２の発光層を形成する下記工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子の製造方法。
工程（Ａ）：
第１の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第１の発光性化合物を含み、第１の発光性化合物が発光スペクトルにおいて４４０〜５００ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第１の電荷輸送性化合物中に含まれる前記第１の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が重量基準で５０ｐｐｍ未満である第１の発光層を形成する工程、
工程（Ｂ）：
第２の電荷輸送性化合物および電極間に電圧を印加することによって発光する第２の発光性化合物を含み、第２の発光性化合物が発光スペクトルにおいて５１０〜６５０ｎｍの波長範囲に発光極大波長を有し、前記第２の電荷輸送性化合物中に含まれる前記第２の不純物に由来する塩素原子および臭素原子の合計の濃度が、重量基準で５０〜５００ｐｐｍである第２の発光層を形成する工程
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１７４９０１（Ｐ２０１２−１７４９０１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５８５７（Ｐ２０１１−３５８５７）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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