有機電界発光素子
【課題】十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、且つ大面積化可能であり製造容易な有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】１または複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子の有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、有機化合物層の少なくとも一層が蛍光発光する発光性低分子化合物を含有し、電荷輸送性ポリエステルが特定の構造を部分構造として含む繰り返し単位よりなる。
【解決手段】１または複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子の有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、有機化合物層の少なくとも一層が蛍光発光する発光性低分子化合物を含有し、電荷輸送性ポリエステルが特定の構造を部分構造として含む繰り返し単位よりなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子に関し、詳しくは、特定の電荷輸送性高分子を用いた有機電界発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電界発光素子（以下、「ＥＬ素子」と記述する）は、自発光性の全固体素子であり、視認性が高く衝撃にも強いため、広く応用が期待されている。現在は無機螢光体を用いたものが主流であるが、２００Ｖ以上の交流電圧が駆動に必要なため製造コストが高く、また輝度が不十分等の問題点を有している。
【０００３】
これに対し、有機化合物を用いたＥＬ素子研究は、最初アントラセン等の単結晶を用いて始まったが、単結晶の場合、膜厚が１ｍｍ程度と厚く１００Ｖ以上の駆動電圧が必要であった。そのため蒸着法による薄膜化が試みられている（以下の非特許文献１を参照）。しかしながら、この方法で得られた薄膜は、駆動電圧が３０Ｖと未だ高く、また、膜中における電子・正孔キャリアの密度が低く、キャリアの再結合によるフォトンの生成確率が低いため十分な輝度が得られなかった。
【０００４】
ところが近年、正孔輸送性有機低分子化合物と電子輸送能を持つ螢光性有機低分子化合物の薄膜を真空蒸着法により順次積層した機能分離型のＥＬ素子において、１０Ｖ程度の低電圧で１０００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度が得られるものが報告されており（以下の非特許文献２を参照）、以来、積層型のＥＬ素子の研究・開発が活発に行われている。これら積層型の素子は、電極から電荷輸送性の有機化合物からなる電荷輸送層を介して正孔と電子のキャリアバランスを保ちながら螢光性有機化合物からなる発光層に注入され、発光層中に閉じ込められた正孔と電子が再結合することにより高輝度の発光を実現している。
【０００５】
しかしながら、このタイプのＥＬ素子では実用化に向けて下記に示す課題が示されている。
【０００６】
（１）数ｍＡ／ｃｍ２という高い電流密度で駆動されるため、大量のジュール熱を発生する。このため、蒸着によってアモルファスガラス状態で成膜された正孔輸送性低分子化合物や螢光性有機低分子化合物が次第に結晶化して最後には融解し、輝度の低下や絶縁破壊が生じるという現象が多く見られ、その結果素子の寿命が低下するという問題を有している。
【０００７】
（２）低分子有機化合物を複数の蒸着工程において０．１μｍ以下の薄膜を形成していくため、ピンホールを生じ易く、十分な性能を得るためには厳しく管理された条件下で膜厚の制御を行うことが必要である。従って、生産性が低くかつ大面積化が困難である。
【０００８】
上記（１）に示す課題の解決のためには、正孔輸送材料として安定なアモルファスガラス状態が得られるスターバーストアミンを用いたり（以下の非特許文献３などを参照）、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用いたり（以下の非特許文献４を参照）したEL素子が報告されている。しかし、これら単独では正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルに起因するエネルギー障壁が存在するため、陽極からの正孔注入性或いは発光層への正孔注入性を満足するものではない。また、前者のスターバーストアミンの場合、溶解性が小さいために精製が難しく純度を上げることが困難であることや、後者のポリマーの場合、高い電流密度が得られず十分な輝度が得られてない等の問題も存在する。
【０００９】
次に、上記（２）に示す課題の解決のためには、工程を短縮できる単層構造の有機電界発光素子について研究・開発が進められ、ポリ（p-フェニレンビニレン）等の導電性高分子を用いた素子（以下の非特許文献５などを参照）や、正孔輸送性ポリビニルカルバゾール中に電子輸送材料と螢光色素を混入した（以下の非特許文献６を参照）素子が提案されているが、未だ輝度、発光効率等が有機低分子化合物を用いた積層型有機電界発光素子には及ばない。さらに、作製法という観点から、製造の簡略化、加工性、大面積化、コスト等の観点から湿式による塗布方式が検討されており、キャステイング法によっても素子が得られることが報告されている（以下の非特許文献７及び８を参照）。しかし、電荷輸送材料の溶剤や樹脂に対する溶解性や相溶性が悪いため結晶化しやすく、製造上あるいは特性上に問題があった。
【非特許文献１】Thin Solid Films, Vol.94, 171 (1982)
【非特許文献２】Applied Physics Letter, Vol.51, 913 (1987)
【非特許文献３】第40回応用物理学関係連合講演会予稿集30ａ-SZK-14(1993)
【非特許文献４】第42回高分子討論会予稿集20Ｊ21(1993)
【非特許文献５】Nature, Vol.357, 477(1992)
【非特許文献６】第３８回応用物理学関係連合講演会予稿集31p-g-12(1991)
【非特許文献７】第50回応用物理学会学術講演予稿集，29p-ZP-5(1989)
【非特許文献８】第51回応用物理学会学術講演予稿集，28ａ-PB-7(1990)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、且つ大面積化可能であり製造容易な有機電界発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため電荷輸送材料に関し鋭意検討した結果、下記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む電荷輸送性ポリエステルが、有機電界発光素子として好適な電荷注入特性、電荷移動度、薄膜形成能を有し、かつ電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を組み合わせることで、有機電界発光素子の耐久性と発光効率に優れた生産性の高い素子となることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の有機電界発光素子は、
【００１２】
＜１＞少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された１または複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、前記有機化合物層の少なくとも一層が電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を含有し、該電荷輸送性ポリエステルが下記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなることを特徴とする有機電界発光素子である。
【００１３】
【化１】
【００１４】
（一般式（I−1）および（I−2）中、Ａｒは置換もしくは未置換の１価の芳香族基を表し、ｋ、l、ｍは０または１を表し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素又は炭素数２〜１０の分枝状炭化水素を表し、Ｒ３〜Ｒ６はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。）
【００１５】
＜２＞前記有機化合物層が少なくとも発光層及び電子輸送層から構成され、前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも一方が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする上記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１６】
＜３＞前記有機化合物層が少なくとも正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層から構成され、前記正孔輸送層、前記発光層、及び前記電子輸送層の内の少なくとも一層が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする上記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１７】
＜４＞前記有機化合物層が少なくとも正孔輸送層及び発光層から構成され、前記正孔輸送層及び前記発光層の少なくとも一方が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする上記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１８】
＜５＞前記有機化合物層が電荷輸送能を有する発光層1層のみから構成され、前記発光層が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有すると共に、前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする上記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１９】
＜６＞前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルが、下記一般式（II―１）または（II―２）で示される電荷輸送性ポリエステルであることを特徴とする上記＜１＞乃至上記＜５＞の何れか１項に記載の有機電界発光素子である。
【００２０】
【化２】
【００２１】
（一般式（II―１）及び（II―２）中、Ａは上記一般式（I−１）および（I−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表し、ＢおよびＢ’は、それぞれ独立に基−Ｏ―（Ｙ−Ｏ）ｎ―Ｒまたは基−Ｏ―（Ｙ―Ｏ）ｎ―ＣＯ―Ｚ―ＣＯ―Ｏ―Ｒ’（Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表し、Ｒ’はアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。）を表し、ｎは１〜５の整数を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。）
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機電界発光素子によれば、上記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルは、有機電界発生素子に好適なイオン化ポテンシャル及び電荷移動度を持ち、また、溶剤に対する良好な溶解性を有しているため、スピンコーティング法、ディップ法等を用いて良好な薄膜（有機化合物層）を容易に形成することが可能である。また、本発明の有機電界発光素子においては、電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を用いるため、上記電荷輸送性ポリエステルを用いることと相俟って、十分に高い輝度を示し、また、駆動電流密度も小さい有機電界発光素子を提供することができる。したがって、本発明の有機電界発光素子は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、且つ大面積化が可能であり製造容易であり、前記のごとき従来法による欠点を克服することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の有機電界発生素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された１または複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、前記有機化合物層の少なくとも一層が電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を含有し、該電荷輸送性ポリエステルが下記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる。
【００２４】
下記（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルは、有機電界発生素子に好適なイオン化ポテンシャル及び電荷移動度を持ち、また、溶剤に対する良好な溶解性を有しているため、スピンコーティング法、ディップ法等を用いて良好な薄膜（有機化合物層）を容易に形成することが可能である。
【００２５】
また、本発明の有機電界発光素子においては、電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を用いるため、上記電荷輸送性ポリエステルを用いることと相俟って、十分に高い輝度を示し、また、駆動電流密度も小さい有機電界発光素子を提供することができる。したがって、本発明の有機電界発光素子は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、且つ大面積化が可能であり製造容易であり、前記のごとき従来法による欠点を克服することができる。
【００２６】
【化３】
【００２７】
上記一般式（I−1）および（I−2）中、Ａｒは置換もしくは未置換の１価の芳香族基を表す。具体的には、置換もしくは未置換のフェニル基、または置換もしくは未置換の芳香族数２〜１０の１価の多核芳香族炭化水素、又は置換もしくは未置換の芳香族数２〜１０の１価の縮合環芳香族炭化水素、又は置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環、又は少なくとも１種の芳香族複素環を含む置換もしくは未置換の１価の芳香族基を表す。
【００２８】
ここで、一般式（I−1）および（I−2）中において、Ａｒを表す構造として選択される多核芳香族炭化水素および縮合環芳香族炭化水素を構成する芳香環数は特に限定されないが、芳香環数が２〜５のものが好ましく、縮合環芳香族炭化水素においては、全縮合環芳香族炭化水素が好ましい。なお、当該多核芳香族炭化水素および縮合環芳香族炭化水素とは、本発明においては、具体的には以下に定義される多環式芳香族のことを意味する。
【００２９】
即ち、「多核芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が2個以上存在し、これらの芳香環同士が、炭素―炭素の単結合によって結合している炭化水素化合物を表す。具体例としては、ビフェニル、ターフェニル等が挙げられる。
【００３０】
また、「縮合環芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が2個以上存在し、これらの芳香環同士が、1対の隣接して結合する炭素原子を共有している炭化水素化合物を表す。具体例としては、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン等が挙げられる。
【００３１】
また、一般式（I−1）および（I−2）中において、Ａｒを表す構造のひとつとして選択される芳香族複素環は、炭素と水素以外の元素も含む芳香環を表す。その環骨格を構成する原子数（Ｎr）は、Ｎr＝５及び/又は６が好ましく用いられる。また環骨格を構成するＣ以外の元素(異種元素)の種類及び数は特に限定されないが、例えば、Ｓ、Ｎ、Ｏ等が好ましく用いられ、前記環骨格中には２種類以上及び/又は２個以上の異種原子が含まれていてもよい。特に５員環構造を持つ複素環としては、チオフェン、チオフィン及びフランもしくはこれらの３位及び４位の炭素をさらに窒素で置換した複素環、ピロールもしくはこれらの３位及び４位の炭素をさらに窒素で置換した複素環が好ましく用いられ、６員環構造をもつ複素環として、ピリジンが好ましく用いられる。
【００３２】
さらに、一般式（I−1）および（I−2）中において、Ａｒを表す構造のひとつとして選択される芳香族複素環を含む芳香族基は、骨格を構成する原子団中に、少なくとも1種の前記芳香族複素環を含む結合基を表す。これらは、すべてが共役系で構成されたもの、或いは一部が非共役系で構成されたものの何れでもよいが、電荷輸送性や発光効率の点で、すべてが共役系で構成されたものが好ましい。
【００３３】
Ａｒを表す構造として選択されるベンゼン環、多核芳香族炭化水素、縮合環芳香族炭化水素または複素環の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アリール基、アラルキル基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルキル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アルコキシル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。アリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる、アラルキル基としては、炭素数７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、具体例は前述の通りである。
【００３４】
一般式（I−1）および（I−2）中、Ｒ３〜Ｒ６はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。
【００３５】
アルキル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる、アラルキル基としては、炭素数７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。また、置換アリール基、置換アラルキル基の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【００３６】
一般式（I−1）および（I−2）中、ｋ、ｌ、及びmは、各々０または１を示し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素、または炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を示し、好ましくは炭素数が２〜６の２価の直鎖状炭化水素基、及び炭素数３〜７の２価の分枝鎖状炭化水素より選択される。
【００３７】
上記Ｔの具体的な構造を以下に示す。
【００３８】
【化４】
【００３９】
一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルとしては、下記一般式（II―１）または（II―２）で示されるものが好適に使用される。
【００４０】
【化５】
【００４１】
上記一般式（II―１）または（II―２）式中、Ａは上記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、一つのポリマー中に２種類以上の構造Ａが含まれていてもよい。
【００４２】
一般式（II―１）または（II―２）式中、Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。アルキル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アリール基としては、炭素６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。アラルキル基としては、炭素数７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。また、置換アリール基、置換アラルキル基の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【００４３】
一般式（II―１）または（II―２）式中、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表す。
ＹおよびＺは、具体的には下記の式（１）〜（７）から選択された基が挙げられる。
【００４４】
【化６】
【００４５】
式（１）〜（７）中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、またはハロゲン原子を表し、a、b、cはそれぞれ１〜１０の整数を意味し、dおよびeは、それぞれ０、１、または２の整数を意味し、fはそれぞれ０または１を意味し、Ｖは下記の式（８）〜（１８）から選択された基を表す。
【００４６】
【化７】
【００４７】
式（８）〜（１８）中、ｇはそれぞれ１〜１０の整数を意味し、ｈは、それぞれ０〜１０の整数を意味する。
【００４８】
また、一般式（II−１）または（II−２）式中、ＢおよびＢ’は、それぞれ独立に基−Ｏ―（Ｙ−Ｏ）ｎ―Ｒまたは基−Ｏ―（Ｙ―Ｏ）ｎ―ＣＯ―Ｚ―ＣＯ―Ｏ―Ｒ’を表す。なお、これらの基中、Ｒ’はアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。また、これらの基中、Ｒ、Ｙ、及びＺは、各々上記一般式（II−１）または（II−２）式中に含まれるＲ、Ｙ、及びＺと同じ意味を有するため説明を省略する。
【００４９】
また、一般式（II−１）または（II−２）式中、ｎは０〜５の整数を表し、重合度を表わすｐは５〜５０００の範囲内であるが、好ましくは１０〜１０００の範囲である。
電荷輸送性ポリエステルの重合度ｐが、５未満であると、成膜性に劣り強固な膜が得られにくいという問題がある。また、電荷輸送性ポリエステルの重合度ｐが５０００より高いと、溶剤への溶解度が低くなり、加工性が悪くなる。
【００５０】
また、本発明の電荷輸送性ポリエステルの重量平均分子量Ｍｗは５０００〜１００００００の範囲であるが、１００００〜３０００００の範囲にあるのが好ましい。
【００５１】
本発明の電荷輸送性ポリエステルは、下記構造式（III−1）または（III−2）で示される電荷輸送性モノマーを、例えば、第４版実験化学講座第２８巻（丸善、1992）等に記載された公知の方法で重合させることによって合成することができる。
なお、構造式（III−1）または（III−2）中、Ａｒ、Ｔ、ｋ、ｌ、及びｎは、前記一般式（I−1）または（I−2）におけるＡｒ、Ｔ、ｋ、ｌ、及びｍと各々同様であるため詳細な説明を省略する。また、構造式（III−1）または（III−2）中、Ｒ３〜Ｒ６は、前記一般式（I−1）または（I−2）におけるＲ３〜Ｒ６と各々同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５２】
【化８】
【００５３】
すなわち、一般式（II―１）で示される電荷輸送性ポリエステルは、次のようにして合成することができる。
【００５４】
上記構造式（III−1）または（III−2）中、Ａ’が水酸基の場合には、
ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈで示される２価アルコール類をほぼ当量混合し、酸触媒を用いて重合する。
酸触媒としては、硫酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等、通常のエステル化反応に用いるものが使用でき、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１／１００００〜１／１０質量部、好ましくは１／１０００〜１／５０質量部の範囲で用いられる。
重合中に生成する水を除去するためには、水と共沸可能な溶剤を用いることが好ましく、トルエン、クロロベンゼン、及び１−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１〜１００質量部、好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。
反応温度は任意に設定できるが、重合中に生成する水を除去するために、溶剤の沸点で反応させることが好ましい。
【００５５】
反応終了後、溶剤を用いなかった場合には溶解可能な溶剤に溶解させる。溶剤を用いた場合には、反応溶液をそのまま、メタノール、エタノール等のアルコール類や、アセトン等のポリマーが溶解しにくい貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリエステルを析出させ、電荷輸送性ポリエステルを分離した後、水や有機溶剤で十分洗浄し、乾燥させる。更に、必要であれば適当な有機溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリエステルを析出させる再沈殿処理を繰り返してもよい。
再沈殿処理の際には、メカニカルスターラー等で、効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。再沈殿処理の際に電荷輸送性ポリエステルを溶解させる溶剤は、電荷輸送性ポリエステル1質量部に対して、１〜１００質量部、好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。また、貧溶剤は電荷輸送性ポリエステル1質量部に対して、１〜１０００質量部、好ましくは１０〜５００質量部の範囲で用いられる。
【００５６】
上記構造式（III−1）または（III−2）中、Ａ’がハロゲンの場合には、
ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈで示される２価アルコール類をほぼ当量混合し、ピリジンやトリエチルアミン等の有機塩基性触媒を用いて重合する。
有機塩基性触媒は、電荷輸送性モノマー1当量に対して、１〜１０当量、好ましくは２〜５当量の範囲で用いられる。溶剤としては、塩化メチレン、テトラヒドロフラン（THF）、トルエン、クロロベンゼン、1−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー1質量部に対して、１〜１００質量部、好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。重合後、前述のように再沈殿処理し、精製する。
【００５７】
また、ビスフェノール等の酸性度の高い２価アルコール類の場合には、界面重合法も用いることができる。すなわち、２価アルコール類を水に加え、当量の塩基を加えて溶解させた後、激しく撹拌しながら２価アルコール類と当量の電荷輸送性モノマー溶液を加えることによって重合できる。この際、水は２価アルコール類１質量部に対して、１〜１０００質量部、好ましくは２〜５００質量部の範囲で用いられる。
【００５８】
電荷輸送性モノマーを溶解させる溶剤としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。反応温度は任意に設定でき、反応を促進するために、アンモニウム塩、スルホニウム塩等の相間移動触媒を用いることが効果的である。相間移動触媒は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、０．１〜１０質量部、好ましくは０．２〜５質量部の範囲で用いられる。
【００５９】
上記構造式（III−1）または（III−2）中、Ａ’がアルコキシル基の場合には、前述の構造式（III−1）および（III−2）で示される電荷輸送性モノマーに、
ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈで示される２価アルコール類を過剰に加え、硫酸、リン酸等の無機酸、チタンアルコキシド、カルシウムおよびコバルト等の酢酸塩或いは炭酸塩、亜鉛や鉛の酸化物を触媒に用いて加熱し、エステル交換により合成できる。
【００６０】
上記２価アルコール類は電荷輸送性モノマー１当量に対して、２等量〜１００当量、好ましくは３等量〜５０当量の範囲で用いられる。触媒は電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１／１００００質量部〜１質量部、好ましくは１／１０００質量部〜１／２質量部の範囲で用いられる。反応は、反応温度２００℃〜３００℃で行い、アルコキシル基から基―Ｏ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈへのエステル交換終了後は、ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈの脱離による重合を促進するため、減圧下で反応させることが好ましい。
【００６１】
また、ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈと共沸可能な１−クロロナフタレン等の高沸点溶剤を用いて、常圧下でＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈを共沸で除きながら反応させることもできる。
【００６２】
一方、一般式（II−2）で示される電荷輸送性ポリエステルは、次のようにして合成することができる。上記の一般式（II−1）で示される電荷輸送性ポリエステルの合成におけるそれぞれの場合において、２価アルコール類を過剰に加えて反応させることによって下記構造式（IV−1）および（IV−2）で示される化合物を生成した後、これを電荷輸送性モノマーとして用いて上記と同様の方法で、２価カルボン酸または２価カルボン酸ハロゲン化物等と反応させればよく、それによって電荷輸送性ポリエステルを得ることができる。
【００６３】
【化９】
【００６４】
上記一般式（IV−１）及び一般式（IV−２）中、Ａｒ、Ｔ、k、l、及びｎは、前記一般式(I−１)または前記一般式（I−２）におけるＡｒ、Ｔ、k、l、及びmと同一の意味であるため説明を省略する。また、上記一般式（IV−１）及び一般式（IV−２）中、Ｙは、上記一般式（II−１）及び一般式（II−２）中のＹと同一意味であるため説明を省略する。また、上記一般（IV−１）及び一般式（IV−２）中Ｒ３〜Ｒ６は、各々前記一般式(I−１)または前記一般式（I−２）におけるＲ３〜Ｒ６と同一の意味であるため説明を省略する。
【００６５】
本発明の有機電界発光素子における発光性低分子化合物は、電子エネルギー準位の励起一重項状態から基底状態への遷移により発光する低分子化合物である。
ここで、前記電子エネルギー位の励起一重項状態から基底状態への遷移により発光とは、上記励起一重項状態から直接基底状態への遷移時に蛍光を発してなされる発光をいう。
【００６６】
発光性低分子化合物の代表例としては、緑色蛍光剤としてクマリン−６、キナクリドン等が挙げられ、青色蛍光剤としてはペリレン、ルブレンなど、赤色蛍光剤としてはユウロピウムのジケトン錯体等が挙げられるが、これらの有機蛍光材料に限定されるものではない。
本発明に用いられる発光性低分子化合物としては、具体的には下記例示化合物ＸＩＩ―１〜ＸＩＩ―１１が挙げられる。
【００６７】
【化１０】
【００６８】
【化１１】
【００６９】
これらの有機蛍光材料の使用量は化合物によって異なるが、本発明の電荷輸送性ポリエステル１００質量％に対し、０．０１質量％以上５質量％以下の範囲内であり、好ましくは、０．０５質量％以上３質量％以下の範囲内である。
【００７０】
本発明の有機電界発光素子に用いられる発光性低分子化合物の電荷輸送性ポリエステル１００質量％に対する使用量が、０．０１質量％より少なくなると発光効率は低く、５質量％より多くなると濃度消光により発光効率は低下する。
【００７１】
次に、本発明の有機電界発光素子の層構成について詳記する。
【００７２】
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極と、それら電極間に挾持された発光層を含む一つまたは複数の有機化合物層より構成され、該有機化合物層の少なくとも該有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、さらに該有機化合物層の少なくとも一層に発光性低分子化合物を含有してなる。
【００７３】
本発明の有機電界発光素子においては、有機化合物層が１つの場合には、有機化合物層はキャリア輸送能を持つ発光層を意味し、該発光層が前記電荷輸送性ポリエステルおよび前記発光性低分子化合物を含有してなる。
【００７４】
また、有機化合物層が複数の場合（機能分離型の場合）は、その少なくとも一つは発光層であり、他の有機化合物層は、キャリア輸送層、すなわち、正孔輸送層、電子輸送層、又は、正孔輸送層及び電子輸送層よりなるものを意味し、これらの少なくとも一層が前記電荷輸送性ポリエステルを含有し、発光層に前記発光性低分子化合物を少なくとも1種含有してなる。
【００７５】
具体的には、例えば、少なくとも発光層及び電子輸送層から構成、少なくとも正孔輸送層、発光層及び電子輸送層から構成、または、少なくとも正孔輸送層及び発光層から構成され、これらの少なくとも一層（正孔輸送層、電荷輸送層）が前記電荷輸送性ポリエステルを含有し、さらに発光層に前記発光性低分子化合物を少なくとも1種含有してなるものが挙げられる。
【００７６】
本発明の有機電界発光素子においては、発光層が、電荷輸送性材料（前記電荷輸送性ポリエステル以外の正孔輸送性材料（即ち、電荷輸送性材料）、電子輸送性材料）を含有してもよい。詳しくは後述する。
【００７７】
以下、図面を参照しつつ、より詳細に説明するが、これらに限定されるわけではない。
【００７８】
図１〜図４は、本発明の有機電界発光素子の層構成を説明するための模式的断面図であって、図１、図２、及び図３は、有機化合物層を複数層備えた有機電界発光素子を示す一例であり、図４は、有機化合物層を１層のみ備えた有機電界発光素子を示す一例である。なお、図１〜図４において、同様の機能を有する層には同一符号を付与して説明する。
【００７９】
図１に示す有機電界発光素子１０は、透明絶縁体基板１８上に、透明電極２０、発光層２４、電子輸送層２６、及び背面電極３０を順次積層して構成されている。
図２に示す有機電界発光素子１２は、透明絶縁体基板１８上に、透明電極２０、正孔輸送層２２、発光層２４、電子輸送層２６、及び背面電極３０を順次積層して構成されている。
図３に示す有機電界発光素子１４は、透明絶縁体基板１８上に、透明電極２０、正孔輸送層２２、発光層２４、及び背面電極３０を順次積層して構成されている。
図４に示す有機電界発光素子１６は、透明絶縁体基板１８上に、透明電極２０、キャリア輸送能を持つ発光層２８、及び背面電極３０を順次積層して構成されている。
以下、各々を詳しく説明する。
【００８０】
本発明における前記電荷輸送性ポリエステルが含有してなる有機化合物層は、その構造によっては、図１に示される有機電界発光素子１０の層構成の場合、電子輸送層２６、発光層２４としていずれも作用することができるし、また、図２に示される有機電界発光素子１２の層構成の場合、正孔輸送層２２、電子輸送層２６としていずれも作用することができ、図３に示される有機電界発光素子１４の層構成の場合、正孔輸送層２２、発光層２４としていずれも作用することができ、図４に示される有機電界発光素子１６の層構成の場合、キャリア輸送能を持つ発光層２８として作用することができる。
【００８１】
図１〜図４各々に示される、有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々の層構成の場合、透明絶縁体基板１８は、発光を取り出すため透明なものが好ましく、ガラス、プラスチックフィルム等が用いられる。また、透明電極２０は、透明絶縁体基板１８と同様に発光を取り出すため透明であって、かつ正孔の注入を行うため仕事関数の大きなものが好ましく、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の酸化膜、および蒸着或いはスパッタされた金、白金、パラジウム等が用いられる。
【００８２】
図１及び図２に示される有機電界発光素子１０及び有機電界発光素子１２各々の層構成の場合、電子輸送層２６は、目的に応じて機能（電子輸送能）が付与された前記電荷輸送性ポリエステル単独で形成されていてもよいが、電気的特性をさらに改善する等の目的で、電子移動度を調節するために、電荷輸送性ポリエステル以外の電子輸送材料を１質量％以上５０質量％以下の範囲内で混合分散して形成されていてもよい。
【００８３】
このような電子輸送材料としては、好適にはオキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられる。好適な具体例として、下記例示化合物（V−１）〜（V−３）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、前記電荷輸送性ポリエステルを用いない場合、これら電子輸送性材料単独で形成されることとなる。
【００８４】
【化１２】
【００８５】
図２及び図３に示される有機電界発光素子１２及び有機電界発光素子１４の層構成の場合、正孔輸送層２２は、目的に応じて機能（正孔輸送能）が付与された電荷輸送性ポリエステル単独で形成されていてもよいが、正孔移動度を調節するために電荷輸送性ポリエステル以外の正孔輸送材料を１質量％以上５０質量％以下の範囲内で混合分散して形成されていてもよい。
【００８６】
このような正孔輸送材料としては、テトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等、特に好適な具体例として下記例示化合物（VI−１）〜（VＩ−５）が挙げられるが、電荷輸送性ポリエステルとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましい。また、他の汎用の樹脂等との混合でもよい。なお、前記電荷輸送性ポリエステルを用いない場合、これら正孔輸送性材料単独で形成されることとなる。
【００８７】
【化１３】
【００８８】
図１、図２、または図３各々に示されるに示される有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、または有機電界発光素子１４各々の層構成の場合、発光層２４は、前記発光性低分子化合物単独で形成するのではなく、電気特性および発光特性を改善する等の目的で、前記発光性低分子化合物を前記電荷輸送性ポリエステル中に分散する、あるいは絶縁性高分子材料中に分散し、ホスト材料として電荷輸送材料を１質量％以上５０質量％以下の範囲内で混合分散して形成、もしくは前記電荷輸送性ポリエステル以外の電荷輸送性高分子材料中に分散して形成させてもよい。
【００８９】
図３に示される有機電界発光素子１４の層構成の場合、発光層２４は、目的に応じて機能（正孔輸送能、或いは電子輸送能）が付与された前記電荷輸送性ポリエステル中に発光材料としては前記発光性低分子化合物を５０質量％以下分散させた有機化合物層であるが、有機電界発光素子１４に注入される正孔と電子のバランスを調節するために前記電荷輸送性ポリエステル以外の電荷輸送材料を１０質量％以上５０質量％以下の範囲内で分散させてもよい。
【００９０】
このような電荷輸送材料としては、電子移動度を調節する場合、電子輸送材料として好適にはオキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられる。好適な具体例として、上記例示化合物（V−1）〜（V−３）が挙げられる。
また、このような電荷輸送材料としては、前記電荷輸送性ポリエステルと強い電子相互作用を示さない有機化合物が用いられることが好ましく、より好ましくは下記例示化合物（VII）が用いられるが、これに限定されるものではない。
【００９１】
【化１４】
【００９２】
同様に正孔移動度を調節する場合、正孔輸送材料として好適にはテトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等、特に好適な具体例として上記例示化合物（VＩ−１）〜（VＩ−５）が挙げられるが、電荷輸送性ポリエステルとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましい。
【００９３】
図１〜図４各々に示される有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々に示される層構成の場合、背面電極３０には、真空蒸着可能で、電子注入を行うため仕事関数の小さな金属が使用されるが、特に好ましくはマグネシウム、アルミニウム、銀、インジウムおよびこれらの合金である。また、背面電極３０上には、さらに素子の水分や酸素による劣化を防ぐために保護層を設けてもよい。具体的な保護層の材料としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ポリエチレン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層の形成には、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ重合法、ＣＶＤ法、コーティング法が適用できる。
【００９４】
これら図１〜図４各々に示される有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々は、まず透明電極２０の上に有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々の層構成に応じて、正孔輸送層２２、発光層２４、またはキャリア輸送能を持つ発光層２８を形成する。正孔輸送層２２、発光層２４、またはキャリア輸送能を持つ発光層２８は、上記各材料を有機溶媒中に溶解或いは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極２０上にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて製膜することにより形成する。
【００９５】
次に、有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々の層構成に応じて、正孔輸送層２２、発光層２４、電子輸送層２６、またはキャリア輸送能を持つ発光層２８は、上記各材料を、有機溶媒中に溶解或いは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極上にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて製膜することによって形成される。
【００９６】
形成される正孔輸送層２２、発光層２４、及び電子輸送層２６の膜厚は、各々０．１μm以下、特に０．０３μｍ〜０．０８μmの範囲内であることが好ましい。また、発光層２４の膜厚は、０．０３μｍ〜０．２μm程度が好ましい。
【００９７】
上記各材料（前記電荷輸送性ポリエステル、発光材料等）の分散状態は分子分散状態でも微粒子分散状態でも構わない。塗布液を用いた製膜法の場合、分子分散状態とするためには、分散溶媒は上記各材料の共通溶媒を用いる必要があり、微粒子分散状態とするために分散溶媒は上記各材料の分散性及び溶解性を考慮して選択する必要がある。微粒子状に分散するためには、ボールミル、サンドミル、ペイントシェイカー、アトライター、ボールミル、ホモジェナイザー、超音波法等が利用できる。
【００９８】
そして、最後に、電子輸送層２６、発光層２４、またはキャリア輸送能を持つ発光層２８の上に背面電極３０を真空蒸着法により形成することにより有機電界発生素子が完成される。
【００９９】
本発明の有機電界発光素子は、一対の電極間に、例えば、１Ｖ〜２０Ｖで、電流密度１ｍＡ／cm2〜５００ｍＡ／cm2の直流電圧を印加することによって発光させることができる。
【実施例】
【０１００】
以下、実施例によって本発明を説明する。
【０１０１】
まず、実施例に用いた電荷輸送性ポリエステルは、例えば以下のようにして得た。
（合成例１）
下記化合物（VIII−1）２．０ｇ、エチレングリコール８．０ｇ、およびテトラブトキシチタン０．１ｇを、５０ｍｌのフラスコに入れ、窒素気流下、１９０℃で５時間加熱攪拌した。化合物（VIII−1）が消費されたことを確認した後、０．２５mmＨｇに減圧してエチレングリコールを留去しながら２００℃に加熱し、５時間反応を続けた。
その後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）５０ｍｌに溶解して不溶物を０．２μｍのポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)フィルターにて濾過し、その濾液をメタノール５００ｍｌを撹拌している中に滴下する再沈殿を行うことでポリマーを析出させた。
【０１０２】
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１．９ｇの電荷輸送性ポリエステル（VIII−２）を得た。分子量分布はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）にて測定し、Ｍｗ：８．１５×１０４（スチレン換算）であり、Ｍｎ／Ｍｗは、１．８０であった。
【０１０３】
【化１５】
【０１０４】
（合成例２）
下記化合物（IX−１）２．０ｇ、エチレングリコール８．０ｇおよびテトラブトキシチタン０．１ｇを５０ｍｌのフラスコに入れ、窒素気流下、１９０℃で５時間加熱攪拌した。化合物（IX-１）が消費されたことを確認した後、０．２５mmHgに減圧してエチレングリコールを留去しながら２００℃に加熱し、５時間反応を続けた。
その後、室温まで冷却し、ＴＨＦ５０ｍｌに溶解して不溶物を０．２μｍのＰＴＦＥフィルターにて濾過し、その濾液を、メタノール５００ｍｌを撹拌している中に滴下する再沈殿を行うことでポリマーを析出させた。
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１．９ｇの電荷輸送性ポリエステル（IX−２）を得た。分子量分布はＧＰＣにて測定し、Ｍｗ：７．５×１０4（スチレン換算）であり、Ｍｎ／Ｍｗは１．８０であった。
【０１０５】
【化１６】
【０１０６】
（実施例１）
電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（VIII−2）〕（Ｍｗ：８．１５×１０4）を１質量部と、発光性低分子化合物として下記例示化合物（ＸII−1）を０．１質量部混合し、１０質量％クロロベンゼン溶液として調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。
この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚０．０４μmの電荷輸送能を持つ発光層を形成した。
【０１０７】
該発光層を十分乾燥させた後、電子輸送性材料として電荷輸送性ポリエステル〔下記例示化合物(Ｘ)〕（Ｍｗ：１．０８×１０5）を５質量％シクロペンタノン溶液として調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した後に、発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚０．０６μｍの電子輸送層を形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１０８】
（実施例２）
正孔輸送性材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（VIII−2）〕 （Ｍｗ：８．１５×１０4）を５質量％クロロベンゼン溶液として調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚０．０４μｍの正孔輸送層を形成した。
【０１０９】
該正孔輸送層を、十分乾燥させた後、電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（IX−２）〕（Ｍｗ：７．５×１０4）を１質量部と、発光性低分子化合物として下記例示化合物（XII−1）を０．１質量部混合し、１０質量％ジクロロエタン溶液を調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した後に正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して、膜厚０．０６μmの電荷輸送能を持つ発光層を形成した。
【０１１０】
さらに該発光層を十分乾燥させた後、電子輸送性材料として電荷輸送性ポリエステル〔下記例示化合物（X）〕（Ｍｗ：１．０８×１０5）を５質量％シクロペンタノン溶液として調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した後に、発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚０．５μｍの電子輸送層を形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１１】
（実施例３）
正孔輸送性材料として、電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（VIII−2）〕（Ｍｗ：８．１５×１０4）を５重量％クロロベンゼン溶液として調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。
この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚０．４μｍの正孔輸送層を形成した。
【０１１２】
該正孔輸送層を、十分乾燥させた後、電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（IX−２）〕（Ｍｗ：７．５×１０4）を１質量部と、発光性低分子化合物として下記例示化合物（XII−1）を０．１質量部混合し、１０質量％ジクロロエタン溶液を調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した後に正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して、膜厚０．０６μmの電荷輸送能を持つ発光層を形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１３】
（実施例４）
電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（VIII−2）〕（Ｍｗ：８．１５×１０4）を０．５質量部と電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（IX−2）〕（Ｍｗ：７．５×１０4）を０．５質量部、発光性低分子として下記例示化合物（XII−1）を０．１質量部混合し、１０質量％クロロベンゼン溶液を調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。
この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上にスピンコート法により塗布して膜厚０．１０μmの電荷輸送能を持つ発光層を形成し、最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１４】
（比較例１）
洗浄後乾燥させた２mm幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、発光層として、下記例示化合物（XI）と発光材料として下記例示化合物（XI）より構成される厚さ０．０６μmの発光層を共蒸着により膜中の質量比で例示化合物（XI）１００質量％に対して例示化合物（XII―１）が５質量％となるよう蒸着して発光層を形成した後、電子輸送材料として前記例示化合物（VII）より構成される厚さ０．０５μmの電子輸送層を真空蒸着法により形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μm厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１５】
（比較例２）
洗浄後乾燥させた２mm幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、正孔輸送材料として前記例示化合物（VＩ−２）より構成される厚さ０．０５μmの正孔輸送層を真空蒸着法により形成した。さらに、正孔輸送層上に発光層として、下記例示化合物（XII―1）と発光材料として前記例示化合物（XI）より構成される厚さ０．０５μmの発光層を共蒸着により膜中の質量比で例示化合物（XI）１００質量％に対して例示化合物（XII―1）が５質量％となるよう蒸着して発光層を形成した後、電子輸送材料として上記例示化合物（VII）より構成される厚さ０．０５μmの電子輸送層を真空蒸着法により形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μm厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１６】
（比較例３）
洗浄後乾燥させた２mm幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、正孔輸送材料として前記例示化合物（VＩ−２）より構成される厚さ０．０５μmの正孔輸送層を真空蒸着法により形成した。さらに、正孔輸送層上に下記例示化合物（XI）と発光材料として前記例示化合物（XII―1）より構成される厚さ０．０５μmの発光層を共蒸着により膜中の質量比で例示化合物（XI）１００質量％中、例示化合物（XII−1）が５質量％となるよう蒸着して発光層を形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μm厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１７】
（比較例４）
洗浄後乾燥させた２mm幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、正孔輸送層上に発光層として、下記例示化合物（ＸI）と発光材料として前記例示化合物（XII―1）より構成される厚さ０．０５μmの発光層を共蒸着により膜中の質量比で、例示化合物（XI）１００質量％中、例示化合物（XII−1）が５質量％となるよう蒸着して発光層を形成した後、Ｍｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μm厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は0.04cm2であった。
【０１１８】
【化１７】
【０１１９】
【化１８】
【０１２０】
【化１９】
【０１２１】
【化２０】
【０１２２】
（評価）
上記実施例１〜実施例４、及び比較例１〜比較例４各々において作製した有機電界発光素子を、真空中（１３３．３×１０―３Ｐａ（１０―３Ｔｏｒｒ））でＩＴＯ電極側をプラス、Ｍｇ―Ａｇ背面電極をマイナスとして直流電圧を印加し、発光について測定を行い、このときの最高輝度、および発光色を評価した。それらの結果を表１に示す。
また、乾燥窒素中で有機電界発光素子の発光寿命の測定を行った。発光寿命の評価は、初期輝度が５０ｃｄ／ｍ２となるように電流値を設定し、定電流駆動により輝度が初期値から半減するまでの時間を素子寿命（hour）とした。この時の駆動電流密度を素子寿命と共に表１に示す。
【０１２３】
【表１】
【０１２４】
表１から分かるように、実施例１〜実施例４各々において作製した本発明の有機電界発光素子は、輝度が高いにもかかわらず素子寿命が非常に長い。また、実施例１〜実施例４各々において作製した本発明の有機電界発生素子は、比較例１〜比較例４各々で作製した従来の有機電界発光素子よりも、駆動電流密度が小さい。
これに対し、比較例１〜比較例４各々で作製した従来の有機電界発光素子は、輝度に関しては本発明と同様であるが、素子寿命が非常に小さく、また、駆動電流密度が大きい。
【０１２５】
従って、上記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し構造単位からなる電荷輸送性ポリエステルは、有機電界発光素子に好適なイオン化ポテンシャルおよび電荷移動度を持ち、スピンコーティング法、ディップ法等を用いて良好な薄膜を形成することが可能である。
また、電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を併せて用いることで十分に高い輝度を示す。よって、本発明の有機電界発光素子は、ピン正孔等の不良も少なく、大面積化も容易であり、しかも優れた耐久性と発光特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１８ 透明絶縁体基板
２０ 透明電極
２２ 正孔輸送層
２４ 発光層
２６ 電子輸送層
２８ キャリア輸送能をもつ発光層
３０ 背面電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子に関し、詳しくは、特定の電荷輸送性高分子を用いた有機電界発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電界発光素子（以下、「ＥＬ素子」と記述する）は、自発光性の全固体素子であり、視認性が高く衝撃にも強いため、広く応用が期待されている。現在は無機螢光体を用いたものが主流であるが、２００Ｖ以上の交流電圧が駆動に必要なため製造コストが高く、また輝度が不十分等の問題点を有している。
【０００３】
これに対し、有機化合物を用いたＥＬ素子研究は、最初アントラセン等の単結晶を用いて始まったが、単結晶の場合、膜厚が１ｍｍ程度と厚く１００Ｖ以上の駆動電圧が必要であった。そのため蒸着法による薄膜化が試みられている（以下の非特許文献１を参照）。しかしながら、この方法で得られた薄膜は、駆動電圧が３０Ｖと未だ高く、また、膜中における電子・正孔キャリアの密度が低く、キャリアの再結合によるフォトンの生成確率が低いため十分な輝度が得られなかった。
【０００４】
ところが近年、正孔輸送性有機低分子化合物と電子輸送能を持つ螢光性有機低分子化合物の薄膜を真空蒸着法により順次積層した機能分離型のＥＬ素子において、１０Ｖ程度の低電圧で１０００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度が得られるものが報告されており（以下の非特許文献２を参照）、以来、積層型のＥＬ素子の研究・開発が活発に行われている。これら積層型の素子は、電極から電荷輸送性の有機化合物からなる電荷輸送層を介して正孔と電子のキャリアバランスを保ちながら螢光性有機化合物からなる発光層に注入され、発光層中に閉じ込められた正孔と電子が再結合することにより高輝度の発光を実現している。
【０００５】
しかしながら、このタイプのＥＬ素子では実用化に向けて下記に示す課題が示されている。
【０００６】
（１）数ｍＡ／ｃｍ２という高い電流密度で駆動されるため、大量のジュール熱を発生する。このため、蒸着によってアモルファスガラス状態で成膜された正孔輸送性低分子化合物や螢光性有機低分子化合物が次第に結晶化して最後には融解し、輝度の低下や絶縁破壊が生じるという現象が多く見られ、その結果素子の寿命が低下するという問題を有している。
【０００７】
（２）低分子有機化合物を複数の蒸着工程において０．１μｍ以下の薄膜を形成していくため、ピンホールを生じ易く、十分な性能を得るためには厳しく管理された条件下で膜厚の制御を行うことが必要である。従って、生産性が低くかつ大面積化が困難である。
【０００８】
上記（１）に示す課題の解決のためには、正孔輸送材料として安定なアモルファスガラス状態が得られるスターバーストアミンを用いたり（以下の非特許文献３などを参照）、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用いたり（以下の非特許文献４を参照）したEL素子が報告されている。しかし、これら単独では正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルに起因するエネルギー障壁が存在するため、陽極からの正孔注入性或いは発光層への正孔注入性を満足するものではない。また、前者のスターバーストアミンの場合、溶解性が小さいために精製が難しく純度を上げることが困難であることや、後者のポリマーの場合、高い電流密度が得られず十分な輝度が得られてない等の問題も存在する。
【０００９】
次に、上記（２）に示す課題の解決のためには、工程を短縮できる単層構造の有機電界発光素子について研究・開発が進められ、ポリ（p-フェニレンビニレン）等の導電性高分子を用いた素子（以下の非特許文献５などを参照）や、正孔輸送性ポリビニルカルバゾール中に電子輸送材料と螢光色素を混入した（以下の非特許文献６を参照）素子が提案されているが、未だ輝度、発光効率等が有機低分子化合物を用いた積層型有機電界発光素子には及ばない。さらに、作製法という観点から、製造の簡略化、加工性、大面積化、コスト等の観点から湿式による塗布方式が検討されており、キャステイング法によっても素子が得られることが報告されている（以下の非特許文献７及び８を参照）。しかし、電荷輸送材料の溶剤や樹脂に対する溶解性や相溶性が悪いため結晶化しやすく、製造上あるいは特性上に問題があった。
【非特許文献１】Thin Solid Films, Vol.94, 171 (1982)
【非特許文献２】Applied Physics Letter, Vol.51, 913 (1987)
【非特許文献３】第40回応用物理学関係連合講演会予稿集30ａ-SZK-14(1993)
【非特許文献４】第42回高分子討論会予稿集20Ｊ21(1993)
【非特許文献５】Nature, Vol.357, 477(1992)
【非特許文献６】第３８回応用物理学関係連合講演会予稿集31p-g-12(1991)
【非特許文献７】第50回応用物理学会学術講演予稿集，29p-ZP-5(1989)
【非特許文献８】第51回応用物理学会学術講演予稿集，28ａ-PB-7(1990)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、且つ大面積化可能であり製造容易な有機電界発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため電荷輸送材料に関し鋭意検討した結果、下記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む電荷輸送性ポリエステルが、有機電界発光素子として好適な電荷注入特性、電荷移動度、薄膜形成能を有し、かつ電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を組み合わせることで、有機電界発光素子の耐久性と発光効率に優れた生産性の高い素子となることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の有機電界発光素子は、
【００１２】
＜１＞少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された１または複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、前記有機化合物層の少なくとも一層が電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を含有し、該電荷輸送性ポリエステルが下記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなることを特徴とする有機電界発光素子である。
【００１３】
【化１】
【００１４】
（一般式（I−1）および（I−2）中、Ａｒは置換もしくは未置換の１価の芳香族基を表し、ｋ、l、ｍは０または１を表し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素又は炭素数２〜１０の分枝状炭化水素を表し、Ｒ３〜Ｒ６はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。）
【００１５】
＜２＞前記有機化合物層が少なくとも発光層及び電子輸送層から構成され、前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも一方が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする上記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１６】
＜３＞前記有機化合物層が少なくとも正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層から構成され、前記正孔輸送層、前記発光層、及び前記電子輸送層の内の少なくとも一層が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする上記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１７】
＜４＞前記有機化合物層が少なくとも正孔輸送層及び発光層から構成され、前記正孔輸送層及び前記発光層の少なくとも一方が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする上記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１８】
＜５＞前記有機化合物層が電荷輸送能を有する発光層1層のみから構成され、前記発光層が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有すると共に、前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする上記＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１９】
＜６＞前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルが、下記一般式（II―１）または（II―２）で示される電荷輸送性ポリエステルであることを特徴とする上記＜１＞乃至上記＜５＞の何れか１項に記載の有機電界発光素子である。
【００２０】
【化２】
【００２１】
（一般式（II―１）及び（II―２）中、Ａは上記一般式（I−１）および（I−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表し、ＢおよびＢ’は、それぞれ独立に基−Ｏ―（Ｙ−Ｏ）ｎ―Ｒまたは基−Ｏ―（Ｙ―Ｏ）ｎ―ＣＯ―Ｚ―ＣＯ―Ｏ―Ｒ’（Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表し、Ｒ’はアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。）を表し、ｎは１〜５の整数を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。）
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機電界発光素子によれば、上記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルは、有機電界発生素子に好適なイオン化ポテンシャル及び電荷移動度を持ち、また、溶剤に対する良好な溶解性を有しているため、スピンコーティング法、ディップ法等を用いて良好な薄膜（有機化合物層）を容易に形成することが可能である。また、本発明の有機電界発光素子においては、電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を用いるため、上記電荷輸送性ポリエステルを用いることと相俟って、十分に高い輝度を示し、また、駆動電流密度も小さい有機電界発光素子を提供することができる。したがって、本発明の有機電界発光素子は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、且つ大面積化が可能であり製造容易であり、前記のごとき従来法による欠点を克服することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の有機電界発生素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された１または複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、前記有機化合物層の少なくとも一層が電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を含有し、該電荷輸送性ポリエステルが下記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる。
【００２４】
下記（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルは、有機電界発生素子に好適なイオン化ポテンシャル及び電荷移動度を持ち、また、溶剤に対する良好な溶解性を有しているため、スピンコーティング法、ディップ法等を用いて良好な薄膜（有機化合物層）を容易に形成することが可能である。
【００２５】
また、本発明の有機電界発光素子においては、電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を用いるため、上記電荷輸送性ポリエステルを用いることと相俟って、十分に高い輝度を示し、また、駆動電流密度も小さい有機電界発光素子を提供することができる。したがって、本発明の有機電界発光素子は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、且つ大面積化が可能であり製造容易であり、前記のごとき従来法による欠点を克服することができる。
【００２６】
【化３】
【００２７】
上記一般式（I−1）および（I−2）中、Ａｒは置換もしくは未置換の１価の芳香族基を表す。具体的には、置換もしくは未置換のフェニル基、または置換もしくは未置換の芳香族数２〜１０の１価の多核芳香族炭化水素、又は置換もしくは未置換の芳香族数２〜１０の１価の縮合環芳香族炭化水素、又は置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環、又は少なくとも１種の芳香族複素環を含む置換もしくは未置換の１価の芳香族基を表す。
【００２８】
ここで、一般式（I−1）および（I−2）中において、Ａｒを表す構造として選択される多核芳香族炭化水素および縮合環芳香族炭化水素を構成する芳香環数は特に限定されないが、芳香環数が２〜５のものが好ましく、縮合環芳香族炭化水素においては、全縮合環芳香族炭化水素が好ましい。なお、当該多核芳香族炭化水素および縮合環芳香族炭化水素とは、本発明においては、具体的には以下に定義される多環式芳香族のことを意味する。
【００２９】
即ち、「多核芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が2個以上存在し、これらの芳香環同士が、炭素―炭素の単結合によって結合している炭化水素化合物を表す。具体例としては、ビフェニル、ターフェニル等が挙げられる。
【００３０】
また、「縮合環芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が2個以上存在し、これらの芳香環同士が、1対の隣接して結合する炭素原子を共有している炭化水素化合物を表す。具体例としては、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン等が挙げられる。
【００３１】
また、一般式（I−1）および（I−2）中において、Ａｒを表す構造のひとつとして選択される芳香族複素環は、炭素と水素以外の元素も含む芳香環を表す。その環骨格を構成する原子数（Ｎr）は、Ｎr＝５及び/又は６が好ましく用いられる。また環骨格を構成するＣ以外の元素(異種元素)の種類及び数は特に限定されないが、例えば、Ｓ、Ｎ、Ｏ等が好ましく用いられ、前記環骨格中には２種類以上及び/又は２個以上の異種原子が含まれていてもよい。特に５員環構造を持つ複素環としては、チオフェン、チオフィン及びフランもしくはこれらの３位及び４位の炭素をさらに窒素で置換した複素環、ピロールもしくはこれらの３位及び４位の炭素をさらに窒素で置換した複素環が好ましく用いられ、６員環構造をもつ複素環として、ピリジンが好ましく用いられる。
【００３２】
さらに、一般式（I−1）および（I−2）中において、Ａｒを表す構造のひとつとして選択される芳香族複素環を含む芳香族基は、骨格を構成する原子団中に、少なくとも1種の前記芳香族複素環を含む結合基を表す。これらは、すべてが共役系で構成されたもの、或いは一部が非共役系で構成されたものの何れでもよいが、電荷輸送性や発光効率の点で、すべてが共役系で構成されたものが好ましい。
【００３３】
Ａｒを表す構造として選択されるベンゼン環、多核芳香族炭化水素、縮合環芳香族炭化水素または複素環の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アリール基、アラルキル基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルキル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アルコキシル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。アリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる、アラルキル基としては、炭素数７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、具体例は前述の通りである。
【００３４】
一般式（I−1）および（I−2）中、Ｒ３〜Ｒ６はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。
【００３５】
アルキル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる、アラルキル基としては、炭素数７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。また、置換アリール基、置換アラルキル基の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【００３６】
一般式（I−1）および（I−2）中、ｋ、ｌ、及びmは、各々０または１を示し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素、または炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を示し、好ましくは炭素数が２〜６の２価の直鎖状炭化水素基、及び炭素数３〜７の２価の分枝鎖状炭化水素より選択される。
【００３７】
上記Ｔの具体的な構造を以下に示す。
【００３８】
【化４】
【００３９】
一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルとしては、下記一般式（II―１）または（II―２）で示されるものが好適に使用される。
【００４０】
【化５】
【００４１】
上記一般式（II―１）または（II―２）式中、Ａは上記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、一つのポリマー中に２種類以上の構造Ａが含まれていてもよい。
【００４２】
一般式（II―１）または（II―２）式中、Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。アルキル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アリール基としては、炭素６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。アラルキル基としては、炭素数７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。また、置換アリール基、置換アラルキル基の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【００４３】
一般式（II―１）または（II―２）式中、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表す。
ＹおよびＺは、具体的には下記の式（１）〜（７）から選択された基が挙げられる。
【００４４】
【化６】
【００４５】
式（１）〜（７）中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、またはハロゲン原子を表し、a、b、cはそれぞれ１〜１０の整数を意味し、dおよびeは、それぞれ０、１、または２の整数を意味し、fはそれぞれ０または１を意味し、Ｖは下記の式（８）〜（１８）から選択された基を表す。
【００４６】
【化７】
【００４７】
式（８）〜（１８）中、ｇはそれぞれ１〜１０の整数を意味し、ｈは、それぞれ０〜１０の整数を意味する。
【００４８】
また、一般式（II−１）または（II−２）式中、ＢおよびＢ’は、それぞれ独立に基−Ｏ―（Ｙ−Ｏ）ｎ―Ｒまたは基−Ｏ―（Ｙ―Ｏ）ｎ―ＣＯ―Ｚ―ＣＯ―Ｏ―Ｒ’を表す。なお、これらの基中、Ｒ’はアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。また、これらの基中、Ｒ、Ｙ、及びＺは、各々上記一般式（II−１）または（II−２）式中に含まれるＲ、Ｙ、及びＺと同じ意味を有するため説明を省略する。
【００４９】
また、一般式（II−１）または（II−２）式中、ｎは０〜５の整数を表し、重合度を表わすｐは５〜５０００の範囲内であるが、好ましくは１０〜１０００の範囲である。
電荷輸送性ポリエステルの重合度ｐが、５未満であると、成膜性に劣り強固な膜が得られにくいという問題がある。また、電荷輸送性ポリエステルの重合度ｐが５０００より高いと、溶剤への溶解度が低くなり、加工性が悪くなる。
【００５０】
また、本発明の電荷輸送性ポリエステルの重量平均分子量Ｍｗは５０００〜１００００００の範囲であるが、１００００〜３０００００の範囲にあるのが好ましい。
【００５１】
本発明の電荷輸送性ポリエステルは、下記構造式（III−1）または（III−2）で示される電荷輸送性モノマーを、例えば、第４版実験化学講座第２８巻（丸善、1992）等に記載された公知の方法で重合させることによって合成することができる。
なお、構造式（III−1）または（III−2）中、Ａｒ、Ｔ、ｋ、ｌ、及びｎは、前記一般式（I−1）または（I−2）におけるＡｒ、Ｔ、ｋ、ｌ、及びｍと各々同様であるため詳細な説明を省略する。また、構造式（III−1）または（III−2）中、Ｒ３〜Ｒ６は、前記一般式（I−1）または（I−2）におけるＲ３〜Ｒ６と各々同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５２】
【化８】
【００５３】
すなわち、一般式（II―１）で示される電荷輸送性ポリエステルは、次のようにして合成することができる。
【００５４】
上記構造式（III−1）または（III−2）中、Ａ’が水酸基の場合には、
ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈで示される２価アルコール類をほぼ当量混合し、酸触媒を用いて重合する。
酸触媒としては、硫酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等、通常のエステル化反応に用いるものが使用でき、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１／１００００〜１／１０質量部、好ましくは１／１０００〜１／５０質量部の範囲で用いられる。
重合中に生成する水を除去するためには、水と共沸可能な溶剤を用いることが好ましく、トルエン、クロロベンゼン、及び１−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１〜１００質量部、好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。
反応温度は任意に設定できるが、重合中に生成する水を除去するために、溶剤の沸点で反応させることが好ましい。
【００５５】
反応終了後、溶剤を用いなかった場合には溶解可能な溶剤に溶解させる。溶剤を用いた場合には、反応溶液をそのまま、メタノール、エタノール等のアルコール類や、アセトン等のポリマーが溶解しにくい貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリエステルを析出させ、電荷輸送性ポリエステルを分離した後、水や有機溶剤で十分洗浄し、乾燥させる。更に、必要であれば適当な有機溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリエステルを析出させる再沈殿処理を繰り返してもよい。
再沈殿処理の際には、メカニカルスターラー等で、効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。再沈殿処理の際に電荷輸送性ポリエステルを溶解させる溶剤は、電荷輸送性ポリエステル1質量部に対して、１〜１００質量部、好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。また、貧溶剤は電荷輸送性ポリエステル1質量部に対して、１〜１０００質量部、好ましくは１０〜５００質量部の範囲で用いられる。
【００５６】
上記構造式（III−1）または（III−2）中、Ａ’がハロゲンの場合には、
ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈで示される２価アルコール類をほぼ当量混合し、ピリジンやトリエチルアミン等の有機塩基性触媒を用いて重合する。
有機塩基性触媒は、電荷輸送性モノマー1当量に対して、１〜１０当量、好ましくは２〜５当量の範囲で用いられる。溶剤としては、塩化メチレン、テトラヒドロフラン（THF）、トルエン、クロロベンゼン、1−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー1質量部に対して、１〜１００質量部、好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。重合後、前述のように再沈殿処理し、精製する。
【００５７】
また、ビスフェノール等の酸性度の高い２価アルコール類の場合には、界面重合法も用いることができる。すなわち、２価アルコール類を水に加え、当量の塩基を加えて溶解させた後、激しく撹拌しながら２価アルコール類と当量の電荷輸送性モノマー溶液を加えることによって重合できる。この際、水は２価アルコール類１質量部に対して、１〜１０００質量部、好ましくは２〜５００質量部の範囲で用いられる。
【００５８】
電荷輸送性モノマーを溶解させる溶剤としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。反応温度は任意に設定でき、反応を促進するために、アンモニウム塩、スルホニウム塩等の相間移動触媒を用いることが効果的である。相間移動触媒は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、０．１〜１０質量部、好ましくは０．２〜５質量部の範囲で用いられる。
【００５９】
上記構造式（III−1）または（III−2）中、Ａ’がアルコキシル基の場合には、前述の構造式（III−1）および（III−2）で示される電荷輸送性モノマーに、
ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈで示される２価アルコール類を過剰に加え、硫酸、リン酸等の無機酸、チタンアルコキシド、カルシウムおよびコバルト等の酢酸塩或いは炭酸塩、亜鉛や鉛の酸化物を触媒に用いて加熱し、エステル交換により合成できる。
【００６０】
上記２価アルコール類は電荷輸送性モノマー１当量に対して、２等量〜１００当量、好ましくは３等量〜５０当量の範囲で用いられる。触媒は電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１／１００００質量部〜１質量部、好ましくは１／１０００質量部〜１／２質量部の範囲で用いられる。反応は、反応温度２００℃〜３００℃で行い、アルコキシル基から基―Ｏ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈへのエステル交換終了後は、ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈの脱離による重合を促進するため、減圧下で反応させることが好ましい。
【００６１】
また、ＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈと共沸可能な１−クロロナフタレン等の高沸点溶剤を用いて、常圧下でＨＯ―（Ｙ―Ｏ）ｍ―Ｈを共沸で除きながら反応させることもできる。
【００６２】
一方、一般式（II−2）で示される電荷輸送性ポリエステルは、次のようにして合成することができる。上記の一般式（II−1）で示される電荷輸送性ポリエステルの合成におけるそれぞれの場合において、２価アルコール類を過剰に加えて反応させることによって下記構造式（IV−1）および（IV−2）で示される化合物を生成した後、これを電荷輸送性モノマーとして用いて上記と同様の方法で、２価カルボン酸または２価カルボン酸ハロゲン化物等と反応させればよく、それによって電荷輸送性ポリエステルを得ることができる。
【００６３】
【化９】
【００６４】
上記一般式（IV−１）及び一般式（IV−２）中、Ａｒ、Ｔ、k、l、及びｎは、前記一般式(I−１)または前記一般式（I−２）におけるＡｒ、Ｔ、k、l、及びmと同一の意味であるため説明を省略する。また、上記一般式（IV−１）及び一般式（IV−２）中、Ｙは、上記一般式（II−１）及び一般式（II−２）中のＹと同一意味であるため説明を省略する。また、上記一般（IV−１）及び一般式（IV−２）中Ｒ３〜Ｒ６は、各々前記一般式(I−１)または前記一般式（I−２）におけるＲ３〜Ｒ６と同一の意味であるため説明を省略する。
【００６５】
本発明の有機電界発光素子における発光性低分子化合物は、電子エネルギー準位の励起一重項状態から基底状態への遷移により発光する低分子化合物である。
ここで、前記電子エネルギー位の励起一重項状態から基底状態への遷移により発光とは、上記励起一重項状態から直接基底状態への遷移時に蛍光を発してなされる発光をいう。
【００６６】
発光性低分子化合物の代表例としては、緑色蛍光剤としてクマリン−６、キナクリドン等が挙げられ、青色蛍光剤としてはペリレン、ルブレンなど、赤色蛍光剤としてはユウロピウムのジケトン錯体等が挙げられるが、これらの有機蛍光材料に限定されるものではない。
本発明に用いられる発光性低分子化合物としては、具体的には下記例示化合物ＸＩＩ―１〜ＸＩＩ―１１が挙げられる。
【００６７】
【化１０】
【００６８】
【化１１】
【００６９】
これらの有機蛍光材料の使用量は化合物によって異なるが、本発明の電荷輸送性ポリエステル１００質量％に対し、０．０１質量％以上５質量％以下の範囲内であり、好ましくは、０．０５質量％以上３質量％以下の範囲内である。
【００７０】
本発明の有機電界発光素子に用いられる発光性低分子化合物の電荷輸送性ポリエステル１００質量％に対する使用量が、０．０１質量％より少なくなると発光効率は低く、５質量％より多くなると濃度消光により発光効率は低下する。
【００７１】
次に、本発明の有機電界発光素子の層構成について詳記する。
【００７２】
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極と、それら電極間に挾持された発光層を含む一つまたは複数の有機化合物層より構成され、該有機化合物層の少なくとも該有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、さらに該有機化合物層の少なくとも一層に発光性低分子化合物を含有してなる。
【００７３】
本発明の有機電界発光素子においては、有機化合物層が１つの場合には、有機化合物層はキャリア輸送能を持つ発光層を意味し、該発光層が前記電荷輸送性ポリエステルおよび前記発光性低分子化合物を含有してなる。
【００７４】
また、有機化合物層が複数の場合（機能分離型の場合）は、その少なくとも一つは発光層であり、他の有機化合物層は、キャリア輸送層、すなわち、正孔輸送層、電子輸送層、又は、正孔輸送層及び電子輸送層よりなるものを意味し、これらの少なくとも一層が前記電荷輸送性ポリエステルを含有し、発光層に前記発光性低分子化合物を少なくとも1種含有してなる。
【００７５】
具体的には、例えば、少なくとも発光層及び電子輸送層から構成、少なくとも正孔輸送層、発光層及び電子輸送層から構成、または、少なくとも正孔輸送層及び発光層から構成され、これらの少なくとも一層（正孔輸送層、電荷輸送層）が前記電荷輸送性ポリエステルを含有し、さらに発光層に前記発光性低分子化合物を少なくとも1種含有してなるものが挙げられる。
【００７６】
本発明の有機電界発光素子においては、発光層が、電荷輸送性材料（前記電荷輸送性ポリエステル以外の正孔輸送性材料（即ち、電荷輸送性材料）、電子輸送性材料）を含有してもよい。詳しくは後述する。
【００７７】
以下、図面を参照しつつ、より詳細に説明するが、これらに限定されるわけではない。
【００７８】
図１〜図４は、本発明の有機電界発光素子の層構成を説明するための模式的断面図であって、図１、図２、及び図３は、有機化合物層を複数層備えた有機電界発光素子を示す一例であり、図４は、有機化合物層を１層のみ備えた有機電界発光素子を示す一例である。なお、図１〜図４において、同様の機能を有する層には同一符号を付与して説明する。
【００７９】
図１に示す有機電界発光素子１０は、透明絶縁体基板１８上に、透明電極２０、発光層２４、電子輸送層２６、及び背面電極３０を順次積層して構成されている。
図２に示す有機電界発光素子１２は、透明絶縁体基板１８上に、透明電極２０、正孔輸送層２２、発光層２４、電子輸送層２６、及び背面電極３０を順次積層して構成されている。
図３に示す有機電界発光素子１４は、透明絶縁体基板１８上に、透明電極２０、正孔輸送層２２、発光層２４、及び背面電極３０を順次積層して構成されている。
図４に示す有機電界発光素子１６は、透明絶縁体基板１８上に、透明電極２０、キャリア輸送能を持つ発光層２８、及び背面電極３０を順次積層して構成されている。
以下、各々を詳しく説明する。
【００８０】
本発明における前記電荷輸送性ポリエステルが含有してなる有機化合物層は、その構造によっては、図１に示される有機電界発光素子１０の層構成の場合、電子輸送層２６、発光層２４としていずれも作用することができるし、また、図２に示される有機電界発光素子１２の層構成の場合、正孔輸送層２２、電子輸送層２６としていずれも作用することができ、図３に示される有機電界発光素子１４の層構成の場合、正孔輸送層２２、発光層２４としていずれも作用することができ、図４に示される有機電界発光素子１６の層構成の場合、キャリア輸送能を持つ発光層２８として作用することができる。
【００８１】
図１〜図４各々に示される、有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々の層構成の場合、透明絶縁体基板１８は、発光を取り出すため透明なものが好ましく、ガラス、プラスチックフィルム等が用いられる。また、透明電極２０は、透明絶縁体基板１８と同様に発光を取り出すため透明であって、かつ正孔の注入を行うため仕事関数の大きなものが好ましく、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の酸化膜、および蒸着或いはスパッタされた金、白金、パラジウム等が用いられる。
【００８２】
図１及び図２に示される有機電界発光素子１０及び有機電界発光素子１２各々の層構成の場合、電子輸送層２６は、目的に応じて機能（電子輸送能）が付与された前記電荷輸送性ポリエステル単独で形成されていてもよいが、電気的特性をさらに改善する等の目的で、電子移動度を調節するために、電荷輸送性ポリエステル以外の電子輸送材料を１質量％以上５０質量％以下の範囲内で混合分散して形成されていてもよい。
【００８３】
このような電子輸送材料としては、好適にはオキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられる。好適な具体例として、下記例示化合物（V−１）〜（V−３）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、前記電荷輸送性ポリエステルを用いない場合、これら電子輸送性材料単独で形成されることとなる。
【００８４】
【化１２】
【００８５】
図２及び図３に示される有機電界発光素子１２及び有機電界発光素子１４の層構成の場合、正孔輸送層２２は、目的に応じて機能（正孔輸送能）が付与された電荷輸送性ポリエステル単独で形成されていてもよいが、正孔移動度を調節するために電荷輸送性ポリエステル以外の正孔輸送材料を１質量％以上５０質量％以下の範囲内で混合分散して形成されていてもよい。
【００８６】
このような正孔輸送材料としては、テトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等、特に好適な具体例として下記例示化合物（VI−１）〜（VＩ−５）が挙げられるが、電荷輸送性ポリエステルとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましい。また、他の汎用の樹脂等との混合でもよい。なお、前記電荷輸送性ポリエステルを用いない場合、これら正孔輸送性材料単独で形成されることとなる。
【００８７】
【化１３】
【００８８】
図１、図２、または図３各々に示されるに示される有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、または有機電界発光素子１４各々の層構成の場合、発光層２４は、前記発光性低分子化合物単独で形成するのではなく、電気特性および発光特性を改善する等の目的で、前記発光性低分子化合物を前記電荷輸送性ポリエステル中に分散する、あるいは絶縁性高分子材料中に分散し、ホスト材料として電荷輸送材料を１質量％以上５０質量％以下の範囲内で混合分散して形成、もしくは前記電荷輸送性ポリエステル以外の電荷輸送性高分子材料中に分散して形成させてもよい。
【００８９】
図３に示される有機電界発光素子１４の層構成の場合、発光層２４は、目的に応じて機能（正孔輸送能、或いは電子輸送能）が付与された前記電荷輸送性ポリエステル中に発光材料としては前記発光性低分子化合物を５０質量％以下分散させた有機化合物層であるが、有機電界発光素子１４に注入される正孔と電子のバランスを調節するために前記電荷輸送性ポリエステル以外の電荷輸送材料を１０質量％以上５０質量％以下の範囲内で分散させてもよい。
【００９０】
このような電荷輸送材料としては、電子移動度を調節する場合、電子輸送材料として好適にはオキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられる。好適な具体例として、上記例示化合物（V−1）〜（V−３）が挙げられる。
また、このような電荷輸送材料としては、前記電荷輸送性ポリエステルと強い電子相互作用を示さない有機化合物が用いられることが好ましく、より好ましくは下記例示化合物（VII）が用いられるが、これに限定されるものではない。
【００９１】
【化１４】
【００９２】
同様に正孔移動度を調節する場合、正孔輸送材料として好適にはテトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等、特に好適な具体例として上記例示化合物（VＩ−１）〜（VＩ−５）が挙げられるが、電荷輸送性ポリエステルとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましい。
【００９３】
図１〜図４各々に示される有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々に示される層構成の場合、背面電極３０には、真空蒸着可能で、電子注入を行うため仕事関数の小さな金属が使用されるが、特に好ましくはマグネシウム、アルミニウム、銀、インジウムおよびこれらの合金である。また、背面電極３０上には、さらに素子の水分や酸素による劣化を防ぐために保護層を設けてもよい。具体的な保護層の材料としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ポリエチレン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層の形成には、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ重合法、ＣＶＤ法、コーティング法が適用できる。
【００９４】
これら図１〜図４各々に示される有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々は、まず透明電極２０の上に有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々の層構成に応じて、正孔輸送層２２、発光層２４、またはキャリア輸送能を持つ発光層２８を形成する。正孔輸送層２２、発光層２４、またはキャリア輸送能を持つ発光層２８は、上記各材料を有機溶媒中に溶解或いは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極２０上にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて製膜することにより形成する。
【００９５】
次に、有機電界発光素子１０、有機電界発光素子１２、有機電界発光素子１４、及び有機電界発光素子１６各々の層構成に応じて、正孔輸送層２２、発光層２４、電子輸送層２６、またはキャリア輸送能を持つ発光層２８は、上記各材料を、有機溶媒中に溶解或いは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極上にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて製膜することによって形成される。
【００９６】
形成される正孔輸送層２２、発光層２４、及び電子輸送層２６の膜厚は、各々０．１μm以下、特に０．０３μｍ〜０．０８μmの範囲内であることが好ましい。また、発光層２４の膜厚は、０．０３μｍ〜０．２μm程度が好ましい。
【００９７】
上記各材料（前記電荷輸送性ポリエステル、発光材料等）の分散状態は分子分散状態でも微粒子分散状態でも構わない。塗布液を用いた製膜法の場合、分子分散状態とするためには、分散溶媒は上記各材料の共通溶媒を用いる必要があり、微粒子分散状態とするために分散溶媒は上記各材料の分散性及び溶解性を考慮して選択する必要がある。微粒子状に分散するためには、ボールミル、サンドミル、ペイントシェイカー、アトライター、ボールミル、ホモジェナイザー、超音波法等が利用できる。
【００９８】
そして、最後に、電子輸送層２６、発光層２４、またはキャリア輸送能を持つ発光層２８の上に背面電極３０を真空蒸着法により形成することにより有機電界発生素子が完成される。
【００９９】
本発明の有機電界発光素子は、一対の電極間に、例えば、１Ｖ〜２０Ｖで、電流密度１ｍＡ／cm2〜５００ｍＡ／cm2の直流電圧を印加することによって発光させることができる。
【実施例】
【０１００】
以下、実施例によって本発明を説明する。
【０１０１】
まず、実施例に用いた電荷輸送性ポリエステルは、例えば以下のようにして得た。
（合成例１）
下記化合物（VIII−1）２．０ｇ、エチレングリコール８．０ｇ、およびテトラブトキシチタン０．１ｇを、５０ｍｌのフラスコに入れ、窒素気流下、１９０℃で５時間加熱攪拌した。化合物（VIII−1）が消費されたことを確認した後、０．２５mmＨｇに減圧してエチレングリコールを留去しながら２００℃に加熱し、５時間反応を続けた。
その後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）５０ｍｌに溶解して不溶物を０．２μｍのポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)フィルターにて濾過し、その濾液をメタノール５００ｍｌを撹拌している中に滴下する再沈殿を行うことでポリマーを析出させた。
【０１０２】
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１．９ｇの電荷輸送性ポリエステル（VIII−２）を得た。分子量分布はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）にて測定し、Ｍｗ：８．１５×１０４（スチレン換算）であり、Ｍｎ／Ｍｗは、１．８０であった。
【０１０３】
【化１５】
【０１０４】
（合成例２）
下記化合物（IX−１）２．０ｇ、エチレングリコール８．０ｇおよびテトラブトキシチタン０．１ｇを５０ｍｌのフラスコに入れ、窒素気流下、１９０℃で５時間加熱攪拌した。化合物（IX-１）が消費されたことを確認した後、０．２５mmHgに減圧してエチレングリコールを留去しながら２００℃に加熱し、５時間反応を続けた。
その後、室温まで冷却し、ＴＨＦ５０ｍｌに溶解して不溶物を０．２μｍのＰＴＦＥフィルターにて濾過し、その濾液を、メタノール５００ｍｌを撹拌している中に滴下する再沈殿を行うことでポリマーを析出させた。
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１．９ｇの電荷輸送性ポリエステル（IX−２）を得た。分子量分布はＧＰＣにて測定し、Ｍｗ：７．５×１０4（スチレン換算）であり、Ｍｎ／Ｍｗは１．８０であった。
【０１０５】
【化１６】
【０１０６】
（実施例１）
電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（VIII−2）〕（Ｍｗ：８．１５×１０4）を１質量部と、発光性低分子化合物として下記例示化合物（ＸII−1）を０．１質量部混合し、１０質量％クロロベンゼン溶液として調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。
この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚０．０４μmの電荷輸送能を持つ発光層を形成した。
【０１０７】
該発光層を十分乾燥させた後、電子輸送性材料として電荷輸送性ポリエステル〔下記例示化合物(Ｘ)〕（Ｍｗ：１．０８×１０5）を５質量％シクロペンタノン溶液として調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した後に、発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚０．０６μｍの電子輸送層を形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１０８】
（実施例２）
正孔輸送性材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（VIII−2）〕 （Ｍｗ：８．１５×１０4）を５質量％クロロベンゼン溶液として調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚０．０４μｍの正孔輸送層を形成した。
【０１０９】
該正孔輸送層を、十分乾燥させた後、電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（IX−２）〕（Ｍｗ：７．５×１０4）を１質量部と、発光性低分子化合物として下記例示化合物（XII−1）を０．１質量部混合し、１０質量％ジクロロエタン溶液を調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した後に正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して、膜厚０．０６μmの電荷輸送能を持つ発光層を形成した。
【０１１０】
さらに該発光層を十分乾燥させた後、電子輸送性材料として電荷輸送性ポリエステル〔下記例示化合物（X）〕（Ｍｗ：１．０８×１０5）を５質量％シクロペンタノン溶液として調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した後に、発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚０．５μｍの電子輸送層を形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１１】
（実施例３）
正孔輸送性材料として、電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（VIII−2）〕（Ｍｗ：８．１５×１０4）を５重量％クロロベンゼン溶液として調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。
この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚０．４μｍの正孔輸送層を形成した。
【０１１２】
該正孔輸送層を、十分乾燥させた後、電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（IX−２）〕（Ｍｗ：７．５×１０4）を１質量部と、発光性低分子化合物として下記例示化合物（XII−1）を０．１質量部混合し、１０質量％ジクロロエタン溶液を調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した後に正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して、膜厚０．０６μmの電荷輸送能を持つ発光層を形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１３】
（実施例４）
電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（VIII−2）〕（Ｍｗ：８．１５×１０4）を０．５質量部と電荷輸送性ポリエステル〔上記例示化合物（IX−2）〕（Ｍｗ：７．５×１０4）を０．５質量部、発光性低分子として下記例示化合物（XII−1）を０．１質量部混合し、１０質量％クロロベンゼン溶液を調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。
この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上にスピンコート法により塗布して膜厚０．１０μmの電荷輸送能を持つ発光層を形成し、最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１４】
（比較例１）
洗浄後乾燥させた２mm幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、発光層として、下記例示化合物（XI）と発光材料として下記例示化合物（XI）より構成される厚さ０．０６μmの発光層を共蒸着により膜中の質量比で例示化合物（XI）１００質量％に対して例示化合物（XII―１）が５質量％となるよう蒸着して発光層を形成した後、電子輸送材料として前記例示化合物（VII）より構成される厚さ０．０５μmの電子輸送層を真空蒸着法により形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μm厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１５】
（比較例２）
洗浄後乾燥させた２mm幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、正孔輸送材料として前記例示化合物（VＩ−２）より構成される厚さ０．０５μmの正孔輸送層を真空蒸着法により形成した。さらに、正孔輸送層上に発光層として、下記例示化合物（XII―1）と発光材料として前記例示化合物（XI）より構成される厚さ０．０５μmの発光層を共蒸着により膜中の質量比で例示化合物（XI）１００質量％に対して例示化合物（XII―1）が５質量％となるよう蒸着して発光層を形成した後、電子輸送材料として上記例示化合物（VII）より構成される厚さ０．０５μmの電子輸送層を真空蒸着法により形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μm厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１６】
（比較例３）
洗浄後乾燥させた２mm幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、正孔輸送材料として前記例示化合物（VＩ−２）より構成される厚さ０．０５μmの正孔輸送層を真空蒸着法により形成した。さらに、正孔輸送層上に下記例示化合物（XI）と発光材料として前記例示化合物（XII―1）より構成される厚さ０．０５μmの発光層を共蒸着により膜中の質量比で例示化合物（XI）１００質量％中、例示化合物（XII−1）が５質量％となるよう蒸着して発光層を形成した。
最後にＭｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μm厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は０．０４cm2であった。
【０１１７】
（比較例４）
洗浄後乾燥させた２mm幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、正孔輸送層上に発光層として、下記例示化合物（ＸI）と発光材料として前記例示化合物（XII―1）より構成される厚さ０．０５μmの発光層を共蒸着により膜中の質量比で、例示化合物（XI）１００質量％中、例示化合物（XII−1）が５質量％となるよう蒸着して発光層を形成した後、Ｍｇ―Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２mm幅、０．１５μm厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は0.04cm2であった。
【０１１８】
【化１７】
【０１１９】
【化１８】
【０１２０】
【化１９】
【０１２１】
【化２０】
【０１２２】
（評価）
上記実施例１〜実施例４、及び比較例１〜比較例４各々において作製した有機電界発光素子を、真空中（１３３．３×１０―３Ｐａ（１０―３Ｔｏｒｒ））でＩＴＯ電極側をプラス、Ｍｇ―Ａｇ背面電極をマイナスとして直流電圧を印加し、発光について測定を行い、このときの最高輝度、および発光色を評価した。それらの結果を表１に示す。
また、乾燥窒素中で有機電界発光素子の発光寿命の測定を行った。発光寿命の評価は、初期輝度が５０ｃｄ／ｍ２となるように電流値を設定し、定電流駆動により輝度が初期値から半減するまでの時間を素子寿命（hour）とした。この時の駆動電流密度を素子寿命と共に表１に示す。
【０１２３】
【表１】
【０１２４】
表１から分かるように、実施例１〜実施例４各々において作製した本発明の有機電界発光素子は、輝度が高いにもかかわらず素子寿命が非常に長い。また、実施例１〜実施例４各々において作製した本発明の有機電界発生素子は、比較例１〜比較例４各々で作製した従来の有機電界発光素子よりも、駆動電流密度が小さい。
これに対し、比較例１〜比較例４各々で作製した従来の有機電界発光素子は、輝度に関しては本発明と同様であるが、素子寿命が非常に小さく、また、駆動電流密度が大きい。
【０１２５】
従って、上記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し構造単位からなる電荷輸送性ポリエステルは、有機電界発光素子に好適なイオン化ポテンシャルおよび電荷移動度を持ち、スピンコーティング法、ディップ法等を用いて良好な薄膜を形成することが可能である。
また、電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を併せて用いることで十分に高い輝度を示す。よって、本発明の有機電界発光素子は、ピン正孔等の不良も少なく、大面積化も容易であり、しかも優れた耐久性と発光特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１８ 透明絶縁体基板
２０ 透明電極
２２ 正孔輸送層
２４ 発光層
２６ 電子輸送層
２８ キャリア輸送能をもつ発光層
３０ 背面電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された１または複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、前記有機化合物層の少なくとも一層が電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を含有し、該電荷輸送性ポリエステルが下記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなることを特徴とする有機電界発光素子。
【化１】
（一般式（I−1）および（I−2）中、Ａｒは置換もしくは未置換の１価の芳香族基を表し、ｋ、l、ｍは０または１を表し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素又は炭素数２〜１０の分枝状炭化水素を表し、Ｒ３〜Ｒ６はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。）
【請求項２】
前記有機化合物層が少なくとも発光層及び電子輸送層から構成され、前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも一方が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記有機化合物層が少なくとも正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層から構成され、前記正孔輸送層、前記発光層、及び前記電子輸送層の内の少なくとも一層が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記有機化合物層が少なくとも正孔輸送層及び発光層から構成され、前記正孔輸送層及び前記発光層の少なくとも一方が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記有機化合物層が電荷輸送能を有する発光層1層のみから構成され、前記発光層が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有すると共に、前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルが、下記一般式（II―１）または（II―２）で示される電荷輸送性ポリエステルであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の有機電界発光素子。
【化２】
（一般式（II―１）及び（II―２）中、Ａは上記一般式（I−１）および（I−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表し、ＢおよびＢ’は、それぞれ独立に基−Ｏ―（Ｙ−Ｏ）ｎ―Ｒまたは基−Ｏ―（Ｙ―Ｏ）ｎ―ＣＯ―Ｚ―ＣＯ―Ｏ―Ｒ’（Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表し、Ｒ’はアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。）を表し、ｎは１〜５の整数を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。）
【請求項１】
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された１または複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも一層が、少なくとも１種の電荷輸送性ポリエステルを含有し、前記有機化合物層の少なくとも一層が電子エネルギー準位の励起一重項状態から直接基底状態への遷移により蛍光発光する発光性低分子化合物を含有し、該電荷輸送性ポリエステルが下記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなることを特徴とする有機電界発光素子。
【化１】
（一般式（I−1）および（I−2）中、Ａｒは置換もしくは未置換の１価の芳香族基を表し、ｋ、l、ｍは０または１を表し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素又は炭素数２〜１０の分枝状炭化水素を表し、Ｒ３〜Ｒ６はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。）
【請求項２】
前記有機化合物層が少なくとも発光層及び電子輸送層から構成され、前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも一方が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記有機化合物層が少なくとも正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層から構成され、前記正孔輸送層、前記発光層、及び前記電子輸送層の内の少なくとも一層が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記有機化合物層が少なくとも正孔輸送層及び発光層から構成され、前記正孔輸送層及び前記発光層の少なくとも一方が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有し、前記発光層に前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記有機化合物層が電荷輸送能を有する発光層1層のみから構成され、前記発光層が、前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルを少なくとも１種含有すると共に、前記発光性低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記一般式（I−1）および（I−2）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエステルが、下記一般式（II―１）または（II―２）で示される電荷輸送性ポリエステルであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の有機電界発光素子。
【化２】
（一般式（II―１）及び（II―２）中、Ａは上記一般式（I−１）および（I−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表し、ＢおよびＢ’は、それぞれ独立に基−Ｏ―（Ｙ−Ｏ）ｎ―Ｒまたは基−Ｏ―（Ｙ―Ｏ）ｎ―ＣＯ―Ｚ―ＣＯ―Ｏ―Ｒ’（Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表し、Ｒ’はアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。）を表し、ｎは１〜５の整数を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。）
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１２３４４０（Ｐ２００７−１２３４４０Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１１６４８（Ｐ２００５−３１１６４８）
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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