JP2015061044A - デバイスの製造方法、及び正孔注入輸送性材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が可能で、高寿命なデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】基板上に対向する２つ以上の電極と、そのうち２つの電極間に配置された正孔注入輸送層を有するデバイスの製造方法であって、モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する工程と、前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを、前記電極上のいずれかの層上に塗布することにより、正孔注入輸送層を形成する工程を有し、前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする、デバイスの製造方法。【選択図】なし
Description
本発明は、デバイスの製造方法、及び正孔注入輸送性材料に関する。
有機物を用いたデバイスは、有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という。）、有機トランジスタ、有機太陽電池、有機半導体等、広範な基本素子及び用途への展開が期待されている。また、その他に正孔注入輸送層を有するデバイスには、量子ドット発光素子、酸化物系化合物太陽電池等がある。
有機ＥＬ素子は、発光層に到達した電子と正孔とが再結合する際に生じる発光を利用した電荷注入型の自発光デバイスである。この有機ＥＬ素子は、１９８７年にＴ．Ｗ．Ｔａｎｇらにより蛍光性金属キレート錯体とジアミン系分子とからなる薄膜を積層した素子が低い駆動電圧で高輝度な発光を示すことが実証されて以来、活発に開発されている。
有機ＥＬ素子の素子構造は、陰極／有機層／陽極から構成される。この有機層は、初期の有機ＥＬ素子においては発光層／正孔注入層とからなる２層構造であったが、現在では、高い発光効率と長駆動寿命を得るために、電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層とからなる５層構造など、様々な多層構造が提案されている。
これら電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層などの発光層以外の層には、電荷を発光層へ注入乃至輸送しやすくする効果、あるいはブロックすることにより電子電流と正孔電流のバランスを保持する効果や、光エネルギー励起子の拡散を抑制するなどの効果があるといわれている。
これら電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層などの発光層以外の層には、電荷を発光層へ注入乃至輸送しやすくする効果、あるいはブロックすることにより電子電流と正孔電流のバランスを保持する効果や、光エネルギー励起子の拡散を抑制するなどの効果があるといわれている。
電荷輸送能力および電荷注入能力の向上を目的として、酸化性化合物を、正孔輸送性材料に混合して電気伝導度を高くすることが試みられている（特許文献１、特許文献２）。
特許文献３〜６においては、酸化性化合物すなわち電子受容性化合物として、化合物半導体である金属酸化物が用いられている。注入特性や電荷移動特性が良い正孔注入層を得ることを目的として、例えば五酸化バナジウムや三酸化モリブデンなどの金属酸化物を用いて蒸着法で薄膜を形成したり、或いはモリブデン酸化物とアミン系の低分子化合物との共蒸着により混合膜を形成している。
特許文献７においては、五酸化バナジウムの塗膜形成の試みとして、酸化性化合物すなわち電子受容性化合物として、オキソバナジウム（Ｖ）トリ−i−プロポキシドオキシドを溶解させた溶液を用い、それと正孔輸送性高分子との混合塗膜の形成後に水蒸気中で加水分解させてバナジウム酸化物として、電荷移動錯体を形成させる作製方法が挙げられている。
特許文献８においては、三酸化モリブデンの塗膜形成の試みとして、三酸化モリブデンを物理的に粉砕して作製した微粒子を溶液に分散させてスラリーを作製し、それを塗工して正孔注入層を形成して長寿命な有機ＥＬ素子を作製することが記載されている。
特許文献３〜６においては、酸化性化合物すなわち電子受容性化合物として、化合物半導体である金属酸化物が用いられている。注入特性や電荷移動特性が良い正孔注入層を得ることを目的として、例えば五酸化バナジウムや三酸化モリブデンなどの金属酸化物を用いて蒸着法で薄膜を形成したり、或いはモリブデン酸化物とアミン系の低分子化合物との共蒸着により混合膜を形成している。
特許文献７においては、五酸化バナジウムの塗膜形成の試みとして、酸化性化合物すなわち電子受容性化合物として、オキソバナジウム（Ｖ）トリ−i−プロポキシドオキシドを溶解させた溶液を用い、それと正孔輸送性高分子との混合塗膜の形成後に水蒸気中で加水分解させてバナジウム酸化物として、電荷移動錯体を形成させる作製方法が挙げられている。
特許文献８においては、三酸化モリブデンの塗膜形成の試みとして、三酸化モリブデンを物理的に粉砕して作製した微粒子を溶液に分散させてスラリーを作製し、それを塗工して正孔注入層を形成して長寿命な有機ＥＬ素子を作製することが記載されている。
一方、有機トランジスタは、π共役系の有機高分子や有機低分子からなる有機半導体材料をチャネル領域に使用した薄膜トランジスタである。一般的な有機トランジスタは、基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極、及び有機半導体層の構成からなる。有機トランジスタにおいては、ゲート電極に印加するゲート電圧を変化させることで、ゲート絶縁膜と有機半導体膜の界面の電荷量を制御し、ソース電極及びドレイン電極間の電流値を変化させてスイッチングを行なう。
有機半導体層とソース電極またはドレイン電極との電荷注入障壁を低減することにより、有機トランジスタのオン電流値を向上させ、かつ素子特性を安定化させる試みとして、有機半導体中に電荷移動錯体を導入することによって、電極近傍の有機半導体層中のキャリア密度を増加させることが知られている（例えば、特許文献９）。
しかしながら、特許文献１から特許文献９で開示されたような酸化性材料を正孔輸送性材料に用いても、長寿命素子の実現は困難であるか、更に寿命を向上させる必要があった。
有機半導体層とソース電極またはドレイン電極との電荷注入障壁を低減することにより、有機トランジスタのオン電流値を向上させ、かつ素子特性を安定化させる試みとして、有機半導体中に電荷移動錯体を導入することによって、電極近傍の有機半導体層中のキャリア密度を増加させることが知られている（例えば、特許文献９）。
しかしながら、特許文献１から特許文献９で開示されたような酸化性材料を正孔輸送性材料に用いても、長寿命素子の実現は困難であるか、更に寿命を向上させる必要があった。
特許文献１０及び１１には、溶液塗布法により正孔注入輸送層を形成し、デバイスの寿命が向上する手法として、モリブデン錯体の反応生成物又はタングステン錯体の反応生成物を含有する正孔注入輸送層を有するデバイスが開示されている。しかしながら、デバイスの寿命の更なる向上が望まれていた。
特許文献１、２、及び９で開示されている酸化性材料では長寿命素子の実現が困難であるのは、正孔輸送性材料への酸化能力が低いか、材料が一部で凝集したり、隣接層との界面に析出するなど、薄膜中での分散安定性が悪いためと推測される。このような駆動中における分散安定性の変化は、素子中のキャリア注入や輸送を変化させるために、寿命特性に悪影響を及ぼすと考えられる。また、特許文献３〜５で開示されている金属酸化物では、正孔注入特性は向上するものの、隣接する有機化合物層との界面の密着性が不十分になり、寿命特性に悪影響を及ぼしていると考えられる。
また、特許文献１から特許文献９で開示されていたような酸化性材料は、溶液塗布法により成膜する正孔輸送性高分子化合物と、同時に溶解するような溶剤溶解性が十分ではなく、酸化性材料のみで凝集しやすかったり、使用可能な溶剤種も限られるため汎用性に欠けるなどの問題があった。特に無機化合物のモリブデン酸化物においては比較的高い特性が得られているものの、溶剤に不溶であり溶液塗布法を用いることができないという課題があった。特許文献８のように酸化モリブデン微粒子を溶媒に分散させたスラリーを用いても、微粒子の溶液化が不安定なため、塗布膜作製の際に凹凸の大きな平滑性が悪い膜しか形成できず、デバイスの短絡の原因となる。さらに、無機化合物のモリブデン酸化物は酸素欠損型の酸化物半導体で、電気伝導性は酸化数＋６のＭｏＯ３よりも酸化数＋５のＭｏ２Ｏ５は常温で良導体であるが大気中では不安定であり、容易に熱蒸着できる化合物は、ＭｏＯ３あるいはＭｏＯ２などの安定な価数をもつ酸化化合物に限定される。
また、特許文献７には、オキソバナジウム（Ｖ）トリ−i−プロポキシドオキシドと正孔輸送性高分子との混合塗膜の形成後に水蒸気中で加水分解させてバナジウム酸化物として、電荷移動錯体を形成させる作製方法が挙げられている。しかしながら、特許文献７では、加水分解−重縮合反応により固化するため、バナジウムが凝集し易く、膜質制御が困難で、良好な膜が得られない。そのため、特許文献７では、寿命特性や素子特性に更なる改善が必要であった。
また、特許文献１０に記載のモリブデン錯体の反応生成物の場合、正孔輸送性高分子化合物の良溶媒である芳香族炭化水素系溶剤に対する溶剤溶解性が十分でなく、モリブデン錯体の反応生成物が凝集しやすい場合があった。また、未反応のカルボニル基や水酸基を有する有機溶媒や当該有機溶媒の反応生成物が混在して、寿命に悪影響を与えている可能性が考えられた。特許文献１１に記載のモリブデン錯体の反応生成物の場合、正孔輸送性高分子化合物の良溶媒である芳香族炭化水素系溶剤に対する溶剤溶解性の向上が図られているが、プロセス時に何らかの反応生成物が混在して、寿命に悪影響を与えている可能性が考えられた。
成膜性や薄膜の安定性は素子の寿命特性と大きく関係する。一般的に有機ＥＬ素子の寿命とは、一定電流駆動などで連続駆動させたときの輝度半減時間とし、輝度半減時間が長い素子ほど長駆動寿命であるという。
また、特許文献７には、オキソバナジウム（Ｖ）トリ−i−プロポキシドオキシドと正孔輸送性高分子との混合塗膜の形成後に水蒸気中で加水分解させてバナジウム酸化物として、電荷移動錯体を形成させる作製方法が挙げられている。しかしながら、特許文献７では、加水分解−重縮合反応により固化するため、バナジウムが凝集し易く、膜質制御が困難で、良好な膜が得られない。そのため、特許文献７では、寿命特性や素子特性に更なる改善が必要であった。
また、特許文献１０に記載のモリブデン錯体の反応生成物の場合、正孔輸送性高分子化合物の良溶媒である芳香族炭化水素系溶剤に対する溶剤溶解性が十分でなく、モリブデン錯体の反応生成物が凝集しやすい場合があった。また、未反応のカルボニル基や水酸基を有する有機溶媒や当該有機溶媒の反応生成物が混在して、寿命に悪影響を与えている可能性が考えられた。特許文献１１に記載のモリブデン錯体の反応生成物の場合、正孔輸送性高分子化合物の良溶媒である芳香族炭化水素系溶剤に対する溶剤溶解性の向上が図られているが、プロセス時に何らかの反応生成物が混在して、寿命に悪影響を与えている可能性が考えられた。
成膜性や薄膜の安定性は素子の寿命特性と大きく関係する。一般的に有機ＥＬ素子の寿命とは、一定電流駆動などで連続駆動させたときの輝度半減時間とし、輝度半減時間が長い素子ほど長駆動寿命であるという。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が可能で、高寿命なデバイスの製造方法、及び、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が可能で、デバイスの寿命の向上が可能な正孔注入輸送性材料を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して得られる正孔注入輸送性材料を調製する工程から正孔注入輸送層を形成する工程まで一貫して不活性ガス雰囲気下で行われ、正孔注入輸送層を形成するまで一貫して前記正孔注入輸送性材料が不活性ガス雰囲気下で取り扱われることにより、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が可能で、且つデバイスの寿命の向上が可能であるとの知見を得た。
本発明は、係る知見に基づいて完成したものである。
本発明は、係る知見に基づいて完成したものである。
本発明に係るデバイスの製造方法は、基板上に対向する２つ以上の電極と、そのうち２つの電極間に配置された正孔注入輸送層を有するデバイスの製造方法であって、
モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する工程と、
前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを、前記電極上のいずれかの層上に塗布することにより、正孔注入輸送層を形成する工程を有し、
前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする。
モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する工程と、
前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを、前記電極上のいずれかの層上に塗布することにより、正孔注入輸送層を形成する工程を有し、
前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする。
本発明によれば、前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることにより、寿命に悪影響を与える水や酸素と何らかとの反応生成物がプロセス時に生成して正孔注入輸送層に混入することが抑制されるため、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が可能でありながら、寿命が向上したデバイスを製造することができると推定される。
本発明に係るデバイスの製造方法においては、前記正孔注入輸送性材料として、下記一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物よりなる群から選択される１種以上を含むことが寿命の向上の点から好ましい。
本発明は、前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される化合物よりなる群から選択される１種以上を含む、正孔注入輸送性材料も提供する。
本発明によれば、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が可能で、高寿命なデバイスの製造方法、及び、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が可能で、デバイスの寿命の向上が可能な正孔注入輸送性材料を提供することができる。
本発明に係るデバイスの製造方法は、基板上に対向する２つ以上の電極と、そのうち２つの電極間に配置された正孔注入輸送層を有するデバイスの製造方法であって、
モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する工程と、
前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを、前記電極上のいずれかの層上に塗布することにより、正孔注入輸送層を形成する工程を有し、
前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする。
モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する工程と、
前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを、前記電極上のいずれかの層上に塗布することにより、正孔注入輸送層を形成する工程を有し、
前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする。
本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスは、基板上に対向する２つ以上の電極と、そのうちの２つの電極間に配置された正孔注入輸送層を有するデバイスである。
本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスには、有機ＥＬ素子、有機トランジスタ、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池、有機半導体を包含する有機デバイスのほか、正孔注入輸送層を有する量子ドット発光素子、酸化物系化合物太陽電池等も含まれる。
図１は本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの一例の基本的な層構成を示す断面概念図である。本発明の製造方法で製造されるデバイスの基本的な層構成は、基板７上に対向する２つの電極（１及び６）と、その２つの電極（１及び６）間に配置され少なくとも正孔注入輸送層２を含む有機層３を有する。
基板７は、デバイスを構成する各層を形成するための支持体であり、必ずしも電極１の表面に設けられる必要はなく、デバイスの最も外側の面に設けられていればよい。
本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスには、有機ＥＬ素子、有機トランジスタ、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池、有機半導体を包含する有機デバイスのほか、正孔注入輸送層を有する量子ドット発光素子、酸化物系化合物太陽電池等も含まれる。
図１は本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの一例の基本的な層構成を示す断面概念図である。本発明の製造方法で製造されるデバイスの基本的な層構成は、基板７上に対向する２つの電極（１及び６）と、その２つの電極（１及び６）間に配置され少なくとも正孔注入輸送層２を含む有機層３を有する。
基板７は、デバイスを構成する各層を形成するための支持体であり、必ずしも電極１の表面に設けられる必要はなく、デバイスの最も外側の面に設けられていればよい。
正孔注入輸送層２は、少なくとも前記正孔注入輸送性材料を含有し、電極１から有機層３への正孔の注入及び輸送の少なくとも１つを担う層である。
有機層３は、正孔注入輸送されることにより、デバイスの種類によって様々な機能を発揮する層であり、単層からなる場合と多層からなる場合がある。有機層が多層からなる場合は、有機層は、正孔注入輸送層の他に更に、デバイスの機能の中心となる層（以下、機能層と称呼する。）や、当該機能層の補助的な層（以下、補助層と称呼する。）を含んでいる。例えば、有機ＥＬ素子の場合、正孔注入輸送層の表面に更に積層される正孔輸送層が補助層に該当し、当該正孔輸送層の表面に積層される発光層が機能層に該当する。
電極６は、対向する電極１との間に正孔注入輸送層２を含む有機層３が存在する場所に設けられる。また、必要に応じて、図示しない第三の電極を有していてもよい。これらの電極間に電場を印加することにより、デバイスの機能を発現させることができる。
有機層３は、正孔注入輸送されることにより、デバイスの種類によって様々な機能を発揮する層であり、単層からなる場合と多層からなる場合がある。有機層が多層からなる場合は、有機層は、正孔注入輸送層の他に更に、デバイスの機能の中心となる層（以下、機能層と称呼する。）や、当該機能層の補助的な層（以下、補助層と称呼する。）を含んでいる。例えば、有機ＥＬ素子の場合、正孔注入輸送層の表面に更に積層される正孔輸送層が補助層に該当し、当該正孔輸送層の表面に積層される発光層が機能層に該当する。
電極６は、対向する電極１との間に正孔注入輸送層２を含む有機層３が存在する場所に設けられる。また、必要に応じて、図示しない第三の電極を有していてもよい。これらの電極間に電場を印加することにより、デバイスの機能を発現させることができる。
次に、本発明のデバイスの製造方法について図面を参照しながら説明する。
図２は本発明のデバイスの製造方法の一例の一部を示す工程図である。図２において（Ａ）〜（Ｄ）までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることを示している。また、図３（Ａ）〜（Ｄ）は本発明のデバイスの製造方法の一例の一部を示す工程図である。まず、図２（Ａ）に示すように、モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する。次に、図２（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）で調製された正孔注入輸送性材料を用いて正孔注入輸送層形成用インクを調製する。但し、図２（Ａ）で調製された正孔注入輸送性材料含有溶液がそのまま正孔注入輸送層形成用インクとなる場合には、当該正孔注入輸送層形成用インクを調製する工程は実質的に省略することができる。次に、図２（Ｃ）及び図３（Ａ）に示すように、電極１を備えた基板７を準備し、正孔注入輸送層形成用インクを電極１上に塗布し、正孔注入輸送層形成用層２ａを形成する。次に、図２（Ｄ）及び図３（Ｂ）に示すように、正孔注入輸送層形成用層２ａから溶媒等を除去することにより、正孔注入輸送層２を形成する。当該正孔注入輸送層を形成する工程までが不活性ガス雰囲気下で行われる。次いで、図３（Ｃ）に示すように、正孔注入輸送層上に適宜有機層を形成し、正孔注入輸送層２を含む有機層３を形成する。更に、図３（Ｄ）に示すように正孔注入輸送層２を含む有機層３上に電極６を形成する。このようにして、有機デバイス１００が作製される。
なお、不活性ガス雰囲気とは、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン等の不活性ガスで満たされた雰囲気をいう。当該不活性ガス雰囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、水分濃度は、１ｐｐｍ以下を目安することができる。
図２は本発明のデバイスの製造方法の一例の一部を示す工程図である。図２において（Ａ）〜（Ｄ）までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることを示している。また、図３（Ａ）〜（Ｄ）は本発明のデバイスの製造方法の一例の一部を示す工程図である。まず、図２（Ａ）に示すように、モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する。次に、図２（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）で調製された正孔注入輸送性材料を用いて正孔注入輸送層形成用インクを調製する。但し、図２（Ａ）で調製された正孔注入輸送性材料含有溶液がそのまま正孔注入輸送層形成用インクとなる場合には、当該正孔注入輸送層形成用インクを調製する工程は実質的に省略することができる。次に、図２（Ｃ）及び図３（Ａ）に示すように、電極１を備えた基板７を準備し、正孔注入輸送層形成用インクを電極１上に塗布し、正孔注入輸送層形成用層２ａを形成する。次に、図２（Ｄ）及び図３（Ｂ）に示すように、正孔注入輸送層形成用層２ａから溶媒等を除去することにより、正孔注入輸送層２を形成する。当該正孔注入輸送層を形成する工程までが不活性ガス雰囲気下で行われる。次いで、図３（Ｃ）に示すように、正孔注入輸送層上に適宜有機層を形成し、正孔注入輸送層２を含む有機層３を形成する。更に、図３（Ｄ）に示すように正孔注入輸送層２を含む有機層３上に電極６を形成する。このようにして、有機デバイス１００が作製される。
なお、不活性ガス雰囲気とは、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン等の不活性ガスで満たされた雰囲気をいう。当該不活性ガス雰囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、水分濃度は、１ｐｐｍ以下を目安することができる。
本発明のデバイスの製造方法によれば、正孔注入輸送層を形成する際に、モリブデン錯体と前記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する工程の原料の仕込み時から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることにより、前記正孔注入輸送層を形成するまでの全工程において前記正孔注入輸送性材料が不活性ガス雰囲気下で取り扱われる。このため、前記正孔注入輸送性材料の調製時に大気中の酸素及び水分の影響を受けないだけでなく、当該調製された正孔注入輸送性材料を用いて正孔注入輸送層形成用インクを調製する際も、当該調製された正孔注入輸送層形成用インクを用いて正孔注入輸送層を形成する際も、大気中の酸素及び水分の影響を受けず、調製された正孔注入輸送性材料が水に接触することや、水や酸素と系中の何らかとの反応生成物がプロセス時に生成して正孔注入輸送層に混入することが抑制される。そのため、本発明のデバイスの製造方法によれば、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が可能でありながら、寿命が向上したデバイスを製造することができると推定される。
また、本発明のデバイスの製造方法においては、調製された正孔注入輸送性材料が一貫して不活性ガス雰囲気下で取り扱われることから、正孔注入輸送性材料の調製後に未反応原料等を除去する精製を行わなくても、デバイスの寿命を向上できるので、従来特許文献１１で行われてきたような調製後の溶媒除去工程、減圧蒸留による精製工程等を省略することができる。すなわち、本発明のデバイスの製造方法においては、例えば、調製された正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクに含有させて正孔注入輸送層形成用インクを調製し、正孔注入輸送性材料含有溶液中に含まれる未反応原料や溶媒を、正孔注入輸送層形成時の乾燥時に除去する工程を有することが可能である。本発明のデバイスの製造方法においては、製造工程を省略することができるため、製造効率を向上させることができる。
また、本発明のデバイスの製造方法においては、調製された正孔注入輸送性材料が一貫して不活性ガス雰囲気下で取り扱われることから、空気中では不安定な正孔注入輸送性材料に有用である。
以下、本発明に係るデバイスの製造方法の各工程について詳細に説明する。
以下、本発明に係るデバイスの製造方法の各工程について詳細に説明する。
１．正孔注入輸送性材料を調製する工程
当該工程においては、不活性ガス雰囲気下で、モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する。
当該工程においては、不活性ガス雰囲気下で、モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する。
本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、不活性ガス雰囲気下で調製されたモリブデン錯体と上記一般式（１）で表される化合物との反応生成物である。当該反応生成物は、前記一般式（１）で表される化合物が配位したモリブデン錯体の混合物、及びこれらモリブデン錯体同士の反応生成物との混合物と推定される。
当該モリブデン錯体の反応生成物は、正孔輸送性化合物との間で、或いは錯体の反応生成物同士で、電荷移動錯体を形成し易いため、正孔注入輸送層の電荷注入輸送能力を効率よく向上することが可能になり、寿命を向上できると推定される。特に本発明のモリブデン錯体の反応生成物は、配位子として上記一般式（１）で表される化合物が組み込まれていることにより、溶剤溶解性が向上し、且つ正孔輸送性化合物との親和性が向上するものと推測される。そのため、モリブデン錯体の反応生成物同士が凝集し難くなり、塗膜中での分散性や分散安定性が従来よりも向上する。更に、特に本発明で調製される正孔注入輸送性材料は正孔注入輸送層を形成するまでの全工程において不活性ガス雰囲気下で取り扱われるため、水や酸素と系中の何らかとの反応生成物がプロセス時に生成して正孔注入輸送層に混入することが抑制される。正孔注入輸送層において良好に安定して分散したモリブデン錯体の反応生成物は、不純物に阻害されることなく、正孔注入輸送層の電荷注入輸送能力を効率よく向上することが可能になり、寿命を向上できると推定される。
当該モリブデン錯体の反応生成物は、正孔輸送性化合物との間で、或いは錯体の反応生成物同士で、電荷移動錯体を形成し易いため、正孔注入輸送層の電荷注入輸送能力を効率よく向上することが可能になり、寿命を向上できると推定される。特に本発明のモリブデン錯体の反応生成物は、配位子として上記一般式（１）で表される化合物が組み込まれていることにより、溶剤溶解性が向上し、且つ正孔輸送性化合物との親和性が向上するものと推測される。そのため、モリブデン錯体の反応生成物同士が凝集し難くなり、塗膜中での分散性や分散安定性が従来よりも向上する。更に、特に本発明で調製される正孔注入輸送性材料は正孔注入輸送層を形成するまでの全工程において不活性ガス雰囲気下で取り扱われるため、水や酸素と系中の何らかとの反応生成物がプロセス時に生成して正孔注入輸送層に混入することが抑制される。正孔注入輸送層において良好に安定して分散したモリブデン錯体の反応生成物は、不純物に阻害されることなく、正孔注入輸送層の電荷注入輸送能力を効率よく向上することが可能になり、寿命を向上できると推定される。
（モリブデン錯体）
本発明において原料として用いられるモリブデン錯体は、モリブデンを含む配位化合物であって、モリブデンの他に配位子を含む。但し、原料として用いられるモリブデン錯体には、一般式（１）で表される化合物を配位子として含むモリブデン錯体は除かれる。モリブデン錯体としては、酸化数−２から＋６までの錯体がある。
配位子の種類は適宜選択され、特に限定されないが、一般式（１）で表される化合物との相溶性の点からは、炭素原子を含むことが好ましく、更に炭素原子と酸素原子を含むことが好ましい。また、配位子は、例えば２００℃以下などの比較的低温で錯体から分解するものであることが好ましい。
本発明において原料として用いられるモリブデン錯体は、モリブデンを含む配位化合物であって、モリブデンの他に配位子を含む。但し、原料として用いられるモリブデン錯体には、一般式（１）で表される化合物を配位子として含むモリブデン錯体は除かれる。モリブデン錯体としては、酸化数−２から＋６までの錯体がある。
配位子の種類は適宜選択され、特に限定されないが、一般式（１）で表される化合物との相溶性の点からは、炭素原子を含むことが好ましく、更に炭素原子と酸素原子を含むことが好ましい。また、配位子は、例えば２００℃以下などの比較的低温で錯体から分解するものであることが好ましい。
単座配位子としては、例えば、アシル、カルボニル、チオシアネート、イソシアネート、シアネート、イソシアネート、ハロゲン原子等が挙げられる。中でも、比較的低温で分解しやすいカルボニルが好ましい。
また、芳香環及び複素環の少なくとも１つを含む構造としては、具体的には例えば、ベンゼン、トリフェニルアミン、フルオレン、ビフェニル、ピレン、アントラセン、カルバゾール、フェニルピリジン、トリチオフェン、フェニルオキサジアゾール、フェニルトリアゾール、ベンゾイミダゾール、フェニルトリアジン、ベンゾジアチアジン、フェニルキノキサリン、フェニレンビニレン、フェニルシロール、及びこれらの構造の組み合わせ等が挙げられる。
また、本発明の効果を損なわない限り、芳香環及び複素環の少なくとも１つを含む構造に置換基を有していても良い。置換基としては、例えば、炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基の中では、炭素数１〜１２の直鎖または分岐のアルキル基、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、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が好ましい。
また、本発明の効果を損なわない限り、芳香環及び複素環の少なくとも１つを含む構造に置換基を有していても良い。置換基としては、例えば、炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基の中では、炭素数１〜１２の直鎖または分岐のアルキル基、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、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が好ましい。
また、配位子としては、単座配位子又は二座配位子が、モリブデン錯体の反応性が高くなる点から好ましい。錯体自身が安定になりすぎると反応性が劣る場合がある。
酸化数０以下のモリブデン錯体としては、例えば、金属カルボニル［Ｍｏ−ＩＩ（ＣＯ）５］２−、［（ＣＯ）５Ｍｏ−ＩＭｏ−Ｉ（ＣＯ）５］２−、［Ｍｏ（ＣＯ）６］等が挙げられる。
また、酸化数が＋１のモリブデン（Ｉ）錯体としては、ジホスファンやη５−シクロペンタジエニドを含む非ウェルナー型錯体が挙げられ、具体的には、ＭｏＩ（η６−Ｃ６Ｈ６）２］＋、［ＭｏＣｌ（Ｎ２）（ｄｉｐｈｏｓ）２］等が挙げられる。なお、ｄｉｐｈｏｓは、２座配位子の（Ｃ６Ｈ５）２ＰＣＨ２ＣＨ２Ｐ（Ｃ６Ｈ５）２である。
また、酸化数が＋１のモリブデン（Ｉ）錯体としては、ジホスファンやη５−シクロペンタジエニドを含む非ウェルナー型錯体が挙げられ、具体的には、ＭｏＩ（η６−Ｃ６Ｈ６）２］＋、［ＭｏＣｌ（Ｎ２）（ｄｉｐｈｏｓ）２］等が挙げられる。なお、ｄｉｐｈｏｓは、２座配位子の（Ｃ６Ｈ５）２ＰＣＨ２ＣＨ２Ｐ（Ｃ６Ｈ５）２である。
酸化数が＋２のモリブデン（ＩＩ）錯体としては、モリブデンが２核錯体となって、（Ｍｏ２）４＋イオンの状態で存在するＭｏ２化合物が挙げられ、例えば、［Ｍｏ２（ＲＣＯＯ）４］や［Ｍｏ２Ｘ２Ｌ２（ＲＣＯＯ）４］などが挙げられる。ここで前記ＲＣＯＯのうちのＲは、置換基を有していてもよい炭化水素基であり、各種カルボン酸を用いることができる。カルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸や酪酸、吉草酸などの脂肪酸、トリフルオロメタンカルボン酸などのハロゲン化アルキルカルボン酸、安息香酸、ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸、２−フェニルプロパン酸、ケイ皮酸、フルオレンカルボン酸などの炭化水素芳香族カルボン酸、フランカルボン酸やチオフェンカルボン酸、ピリジンカルボン酸などの複素環カルボン酸等が挙げられる。また、後述するような、アリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フルオレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体等の正孔輸送性化合物がカルボキシル基を有する構造であるカルボン酸であっても良い。中でも、カルボン酸に、上述のような芳香環及び複素環の少なくとも１つを含む構造が好適に用いられる。カルボン酸は選択肢が多く、混合する正孔輸送性化合物との相互作用を最適化したり、正孔注入輸送機能を最適化したり、隣接する層との密着性を最適化するのに適した配位子である。また前記Ｘはハロゲンやアルコキシドであり、塩素、臭素、ヨウ素やメトキシド、エトキシド、イソプロポキシド、ｓｅｃ−ブチトキシド、ｔｅｒｔ−ブチトキシドを用いることができる。またＬは中性の配位子であり、Ｐ（ｎ−Ｃ４Ｈ９）３やＰ（ＣＨ３）３などのトリアルキルホスフィンやトリフェニルホスフィンなどのトリアリールホスフィンを用いることができる。
酸化数が＋２のモリブデン（ＩＩ）錯体としては、その他、［ＭｏＩＩ ２Ｘ４Ｌ４］、［ＭｏＩＩＸ２Ｌ４］などのハロゲン錯体を用いることができ、例えば、［ＭｏＩＩＢｒ４（Ｐ（ｎ−Ｃ４Ｈ９）３）４］や［ＭｏＩＩＩ ２（ｄｉａｒｓ）２］などが挙げられる。なお、ｄｉａｒｓは、ジアルシンである（ＣＨ３）２Ａｓ−Ｃ６Ｈ４−Ａｓ（ＣＨ３）２である。
酸化数が＋２のモリブデン（ＩＩ）錯体としては、その他、［ＭｏＩＩ ２Ｘ４Ｌ４］、［ＭｏＩＩＸ２Ｌ４］などのハロゲン錯体を用いることができ、例えば、［ＭｏＩＩＢｒ４（Ｐ（ｎ−Ｃ４Ｈ９）３）４］や［ＭｏＩＩＩ ２（ｄｉａｒｓ）２］などが挙げられる。なお、ｄｉａｒｓは、ジアルシンである（ＣＨ３）２Ａｓ−Ｃ６Ｈ４−Ａｓ（ＣＨ３）２である。
酸化数が＋３のモリブデン（ＩＩＩ）錯体としては、例えば、［（ＲＯ）３Ｍｏ≡Ｍｏ（ＯＲ）３］や、［Ｍｏ（ＣＮ）７（Ｈ２Ｏ）］４−などが挙げられる。Ｒは炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基である。炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基の中では、炭素数１〜１２の直鎖または分岐のアルキル基、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、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が好ましい。
また、酸化数が＋４のモリブデン（ＩＶ）錯体としては、例えば、［Ｍｏ｛Ｎ（ＣＨ３）２｝４］、［Ｍｏ（ＣＮ）８］４−、それにオキソ配位子をもつＭｏＯ２ ＋の錯体や、Ｏ２−で２重架橋したＭｏ２Ｏ２ ４＋の錯体が挙げられる。
また、酸化数が＋４のモリブデン（ＩＶ）錯体としては、例えば、［Ｍｏ｛Ｎ（ＣＨ３）２｝４］、［Ｍｏ（ＣＮ）８］４−、それにオキソ配位子をもつＭｏＯ２ ＋の錯体や、Ｏ２−で２重架橋したＭｏ２Ｏ２ ４＋の錯体が挙げられる。
酸化数が＋５のモリブデン（Ｖ）錯体としては、例えば、［Ｍｏ（ＣＮ）８］３−や、Ｍｏ＝Ｏがトランス位でＯ２−で架橋された２核のＭｏ２Ｏ３ ４＋を有するオキソ錯体としては例えばキサントゲン酸錯体Ｍｏ２Ｏ３（Ｓ２ＣＯＣ２Ｈ５）４、Ｍｏ＝Ｏがシス位でＯ２−で２重架橋された２核のＭｏ２Ｏ４ ２＋を有するオキソ錯体としては例えばヒスチジン錯体[Ｍｏ２Ｏ４（Ｌ−ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）２・３Ｈ２Ｏなどが挙げられる。
また、酸化数が＋６のモリブデン（ＶＩ）錯体としては、例えば、ＭｏＯ２（ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）２］が挙げられる。
なお、２核以上の錯体の場合には、混合原子価錯体もある。
また、酸化数が＋６のモリブデン（ＶＩ）錯体としては、例えば、ＭｏＯ２（ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）２］が挙げられる。
なお、２核以上の錯体の場合には、混合原子価錯体もある。
（一般式（１）で表される化合物）
本発明において、モリブデン錯体と反応させる化合物は、下記一般式（１）で表される化合物である。下記一般式（１）で表される化合物は、βジケトン構造を有し、且つ、末端の炭素数の合計が５以上であることから、モリブデン錯体との反応性が高く、当該化合物が組み込まれた反応生成物は溶剤溶解性が高くなる。
本発明において、モリブデン錯体と反応させる化合物は、下記一般式（１）で表される化合物である。下記一般式（１）で表される化合物は、βジケトン構造を有し、且つ、末端の炭素数の合計が５以上であることから、モリブデン錯体との反応性が高く、当該化合物が組み込まれた反応生成物は溶剤溶解性が高くなる。
Ｒ１及びＲ２における炭化水素基としては、直鎖、分岐又は環状の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、或いは、単環又は多環芳香族基、或いは、これらの組み合わせが挙げられ、ヘテロ原子として、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が含まれていてもよい。
Ｒ１及びＲ２の炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、メトキシ基などのアルコキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのシクロアルコキシ基、フェノキシ基などのアリールオキシ基、メチルチオ基などのアルキルチオ基、フェニルチオ基などのアリールチオ基、アセチル基などのアシルオキシ基等が挙げられる。
Ｒ１及びＲ２の炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、メトキシ基などのアルコキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのシクロアルコキシ基、フェノキシ基などのアリールオキシ基、メチルチオ基などのアルキルチオ基、フェニルチオ基などのアリールチオ基、アセチル基などのアシルオキシ基等が挙げられる。
Ｒ１及びＲ２で表される炭化水素基としては、メチル基などのアルキル基、シクロペンチル基などのシクロアルキル基、ビニル基などのアルケニル基、エチニル基などのアルキニル基、フェニル基などのアリール基、ピリジル基などの芳香族複素環基、ピロリジル基などの脂肪族複素環基、ベンジル基などのアリールアルキル基、１，３，５−トリメチルフェニル基などのアルキルアリール基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、Ｒ１及びＲ２における置換基を有する炭化水素基としては、例えば、ヘプタフルオロプロピル基などのフッ化炭化水素基等のハロゲン化炭化水素基、メトキシメチル基などのアルコキシアルキル基、メトキシフェニル基などのアルコキシアリール基、フェノキシメチル基などのアリールオキシアルキル基、メチルチオメチル基などのアルキルチオアルキル基、メチルチオフェニル基などのアルキルチオアリール基、フェニルチオメチル基などのアリールチオアルキル基、アセチルメチル基などのアシルアルキル基、アセチルフェニル基などのアシルアリール基、アセトキシプロピル基などのアシルオキシアルキル基、アセトキシフェニル基などのアシルオキシアリール基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明においては、前記Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は、炭素数が４以上であることが、デバイスの寿命の向上が可能で、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が容易となることから好ましい。ここでの炭素数は、置換基の炭素数も含まれる。
中でも、前記Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は、脂肪族炭化水素基を含み、且つ炭素数が４以上であることが好ましく、具体的には、前記Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方が、炭素数が４以上であって且つ、直鎖、分岐又は環状の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、アルコキシアルキル基、アルコキシアリール基、アリールオキシアルキル基、アルキルチオアルキル基、アルキルチオアリール基、アリールチオアルキル基、アシルアルキル基、アシルアリール基、アシルオキシアルキル基、及びアシルオキシアリール基よりなる群から選択される１種以上であることが好ましい。Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方が、脂肪族炭化水素基を含み、且つ炭素数が４以上である場合には、溶剤溶解性の向上や、正孔輸送性化合物との相溶性が向上し、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が容易となり、デバイスの寿命が向上する。中でも、更に前記Ｒ１及びＲ２の合計炭素数が８以上であることが好ましい。
また、一般式（１）で表される化合物は、分子中にオキシ基又はチオ基を含むことが、溶剤溶解性が向上し、デバイスの寿命が向上する点から好ましい。
中でも、前記Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は、脂肪族炭化水素基を含み、且つ炭素数が４以上であることが好ましく、具体的には、前記Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方が、炭素数が４以上であって且つ、直鎖、分岐又は環状の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、アルコキシアルキル基、アルコキシアリール基、アリールオキシアルキル基、アルキルチオアルキル基、アルキルチオアリール基、アリールチオアルキル基、アシルアルキル基、アシルアリール基、アシルオキシアルキル基、及びアシルオキシアリール基よりなる群から選択される１種以上であることが好ましい。Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方が、脂肪族炭化水素基を含み、且つ炭素数が４以上である場合には、溶剤溶解性の向上や、正孔輸送性化合物との相溶性が向上し、溶液塗布法による正孔注入輸送層の形成が容易となり、デバイスの寿命が向上する。中でも、更に前記Ｒ１及びＲ２の合計炭素数が８以上であることが好ましい。
また、一般式（１）で表される化合物は、分子中にオキシ基又はチオ基を含むことが、溶剤溶解性が向上し、デバイスの寿命が向上する点から好ましい。
Ｘ１及びＸ２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、又は直接結合を表す。中でも、デバイスの寿命の向上の点からは、酸素原子、又は直接結合であることが好ましく、直接結合であることがより更に好ましい。なお、直接結合とは、カルボニル基の炭素原子とＲ１又はＲ２との間に他の基が存在しないことを意味する。
本発明において、前記一般式（１）で表される化合物は、反応生成物の原料であるが、前記モリブデン錯体の溶媒として機能することが好ましい。中でも、前記一般式（１）で表される化合物が前記モリブデン錯体を２５℃で１質量％以上溶解することが好ましく、５質量％以上溶解することが更に好ましく、１０質量％以上溶解することがより更に好ましい。この場合、前記反応生成物を得る工程において、他の溶媒が不要又は少量添加で反応可能となり、反応効率が高くなり、且つ、デバイスの寿命が向上する。
前記一般式（１）で表される化合物は、２５℃で液体であることが好ましいが、２５℃で液体であるものに限定されるものではない。
前記一般式（１）で表される化合物は、合成反応時に前記モリブデン錯体の溶媒として機能することが容易になる点から、融点が１５０℃以下であることが好ましく、更に８０℃以下であることが好ましい。また、粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
前記一般式（１）で表される化合物は、２５℃で液体であることが好ましいが、２５℃で液体であるものに限定されるものではない。
前記一般式（１）で表される化合物は、合成反応時に前記モリブデン錯体の溶媒として機能することが容易になる点から、融点が１５０℃以下であることが好ましく、更に８０℃以下であることが好ましい。また、粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
また、本発明の製造方法においては、調製された正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクに含有させて正孔注入輸送層形成用インクを調製し、正孔注入輸送性材料含有溶液中に含まれる未反応原料や溶媒を、正孔注入輸送層形成時の乾燥時に除去することが容易になることから、前記一般式（１）で表される化合物は、沸点又は昇華点が２２０℃以下であることが好ましく、更に２００℃以下であることが好ましい。
前記一般式（１）で表される化合物としては、前記Ｒ１、Ｒ２、Ｘ１及びＸ２の任意の組み合わせが挙げられる。
前記一般式（１）で表される化合物は、市販で入手可能な他、例えば、金属触媒存在下、酸塩化物とハロゲン化化合物を用いたクロスカップリング反応等により合成で入手可能である。
前記一般式（１）で表される化合物は、市販で入手可能な他、例えば、金属触媒存在下、酸塩化物とハロゲン化化合物を用いたクロスカップリング反応等により合成で入手可能である。
（混合物を加熱する方法）
本工程においては、まず、モリブデン錯体と前記一般式（１）で表される化合物とを混合して、混合物を調製する。前述のように、前記一般式（１）で表される化合物が反応温度で液体であって、十分に無溶媒反応が可能であれば、有機溶剤を加えなくても良い。前記モリブデン錯体として昇華し易い錯体を用いる場合には、有機溶剤を添加して還流させながら反応した方が、収率が向上する点から好ましい。前記一般式（１）で表される化合物が粉末である場合でモリブデン錯体と混合溶液にできない場合や、前記一般式（１）で表される化合物が液体であっても反応効率を上げるために必要に応じて有機溶剤を加えても良い。
反応効率を向上する点から、混合物を加熱する際に有機溶剤を添加する場合、一般式（１）で表される化合物１００質量部に対して、有機溶剤を１〜５０００質量部添加することが好ましく、更に１０〜３０００質量部添加することが好ましい。
本工程においては、まず、モリブデン錯体と前記一般式（１）で表される化合物とを混合して、混合物を調製する。前述のように、前記一般式（１）で表される化合物が反応温度で液体であって、十分に無溶媒反応が可能であれば、有機溶剤を加えなくても良い。前記モリブデン錯体として昇華し易い錯体を用いる場合には、有機溶剤を添加して還流させながら反応した方が、収率が向上する点から好ましい。前記一般式（１）で表される化合物が粉末である場合でモリブデン錯体と混合溶液にできない場合や、前記一般式（１）で表される化合物が液体であっても反応効率を上げるために必要に応じて有機溶剤を加えても良い。
反応効率を向上する点から、混合物を加熱する際に有機溶剤を添加する場合、一般式（１）で表される化合物１００質量部に対して、有機溶剤を１〜５０００質量部添加することが好ましく、更に１０〜３０００質量部添加することが好ましい。
前記一般式（１）で表される化合物の含有量は、モリブデン錯体１００質量部に対して、２００質量部〜１０００質量部であることが反応収率を向上させる点から好ましい。
中でも、調製後の正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクとする場合には、モリブデン錯体１モルに対して、前記一般式（１）で表される化合物の含有量が３モル〜６モルであることが、反応収率を向上させ、且つ、デバイスの寿命が向上する点から好ましい。
中でも、調製後の正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクとする場合には、モリブデン錯体１モルに対して、前記一般式（１）で表される化合物の含有量が３モル〜６モルであることが、反応収率を向上させ、且つ、デバイスの寿命が向上する点から好ましい。
前記一般式（１）で表される化合物以外の有機溶剤としては、後述する正孔輸送性化合物の良溶媒で且つデバイス性能に悪影響を与え難い溶剤である点から、芳香族炭化水素系溶剤を用いることが好ましい。中でも、２５℃で、調製された正孔注入輸送性材料を０．１質量％以上溶解する溶剤が好ましい。調製された正孔注入輸送性材料が均一に分散することが可能な溶剤の場合には、そのまま正孔注入輸送層形成用インクに含有させても、正孔注入輸送性材料が均一に分散した正孔注入輸送層が得られやすいからである。また、正孔注入輸送層中で溶剤が残留し難く、長寿命なデバイスが得られる点からは、沸点が２５０℃以下の溶剤を用いることが好ましい。
このような芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、アニソール、メシチレン等が挙げられる。
このような芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、アニソール、メシチレン等が挙げられる。
加熱温度は、特に制限はないが、通常１００℃〜２００℃程度であり、副反応を抑制する点から１２０℃〜１６０℃であることが好ましい。加熱温度により、原料として用いるモリブデン錯体の反応性や、当該モリブデン錯体同士の相互作用に違いが生じるため、適宜調節することが好ましい。また、加熱時の圧力に特に制限はないが、常圧〜０．１ＭＰａが望ましく、常圧がさらに望ましい。また上記加熱時間は、合成量や反応温度等により変動する場合があるので一概には言えないが、通常０．１時間〜２４時間、好ましくは１時間〜１０時間の範囲に設定される。
また、本発明の製造方法において上記加熱は、副反応を抑制する点から不活性ガス雰囲気下で行われる。不活性ガス雰囲気は、例えば、１０−１Ｐａ程度に排気した後、アルゴン又は窒素等の不活性ガスを導入することにより調整することができる。
上記加熱手段としては、反応スケールに合わせて適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。例えば、オイルバスやマントルヒーターなどによる加熱が挙げられる。反応容器としてオートクレーブを用いて加熱しても良い。或いは、反応規模が少量であれば、サンプル管を反応容器として用いて、加熱はホットプレートを用いても良い。
また、本発明の製造方法において上記加熱は、副反応を抑制する点から不活性ガス雰囲気下で行われる。不活性ガス雰囲気は、例えば、１０−１Ｐａ程度に排気した後、アルゴン又は窒素等の不活性ガスを導入することにより調整することができる。
上記加熱手段としては、反応スケールに合わせて適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。例えば、オイルバスやマントルヒーターなどによる加熱が挙げられる。反応容器としてオートクレーブを用いて加熱しても良い。或いは、反応規模が少量であれば、サンプル管を反応容器として用いて、加熱はホットプレートを用いても良い。
（正孔注入輸送性材料）
本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、不活性ガス雰囲気下で調製されたモリブデン錯体と上記一般式（１）で表される化合物との反応生成物であり、前記一般式（１）で表される化合物が配位したモリブデン錯体の混合物、及びこれらモリブデン錯体同士の反応生成物との混合物と推定される。
本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、下記一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物よりなる群から選択される１種以上を含むことが、デバイスの寿命を向上する点から好ましい。
本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、不活性ガス雰囲気下で調製されたモリブデン錯体と上記一般式（１）で表される化合物との反応生成物であり、前記一般式（１）で表される化合物が配位したモリブデン錯体の混合物、及びこれらモリブデン錯体同士の反応生成物との混合物と推定される。
本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、下記一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物よりなる群から選択される１種以上を含むことが、デバイスの寿命を向上する点から好ましい。
ｎ、ｍ、及びｌは、中でも、それぞれ独立に２〜３の整数であることが好ましく、特に２であることが好ましい。
本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、上記一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の他に、モリブデン錯体の二量体や多量体が含まれると推定される。
本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、中でも上記一般式（Ｉ）で表される化合物及び上記一般式（ＩＩ）で表される化合物よりなる群から選択される１種以上が５０質量％以上であることが好ましく、更に７０質量％以上であることが好ましい。更に中でも、本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、上記一般式（Ｉ）で表される化合物（ｎ＝２）及び上記一般式（ＩＩ）で表される化合物（ｍ＝２）よりなる群から選択される１種以上が、５０質量％以上であることが好ましく、更に７０質量％以上であることが好ましい。
本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、中でも上記一般式（Ｉ）で表される化合物及び上記一般式（ＩＩ）で表される化合物よりなる群から選択される１種以上が５０質量％以上であることが好ましく、更に７０質量％以上であることが好ましい。更に中でも、本発明で調製される正孔注入輸送性材料は、上記一般式（Ｉ）で表される化合物（ｎ＝２）及び上記一般式（ＩＩ）で表される化合物（ｍ＝２）よりなる群から選択される１種以上が、５０質量％以上であることが好ましく、更に７０質量％以上であることが好ましい。
２．正孔注入輸送層形成用インクを準備する工程
次に、不活性ガス雰囲気下で、前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを準備する。但し、前記正孔注入輸送性材料を調製する工程において得られた、調製後の正孔注入輸送性材料含有溶液がそのまま正孔注入輸送層形成用インクとなる場合には、当該正孔注入輸送層形成用インクを調製することにより準備する工程は実質的に省略することができる。
当該正孔注入輸送層形成用インクを調製する前、正孔注入輸送性材料の調製後に未反応原料等を除去する精製工程を有していても良い。しかしながら、本発明のデバイスの製造方法においては、調製された正孔注入輸送性材料が正孔注入輸送層を形成するまでの全工程において不活性ガス雰囲気下で取り扱われることから、正孔注入輸送性材料の調製後に未反応原料等を除去する精製を行わなくても、デバイスの寿命を向上できる。そのため、このような精製工程等を省略することが、製造効率の向上の点から好ましい。すなわち、本発明のデバイスの製造方法においては、例えば、正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクに含有させて正孔注入輸送層形成用インクを調製し、正孔注入輸送性材料含有溶液中に含まれる未反応原料や溶媒を、正孔注入輸送層形成時の乾燥時に除去する工程を有することが好ましい。
次に、不活性ガス雰囲気下で、前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを準備する。但し、前記正孔注入輸送性材料を調製する工程において得られた、調製後の正孔注入輸送性材料含有溶液がそのまま正孔注入輸送層形成用インクとなる場合には、当該正孔注入輸送層形成用インクを調製することにより準備する工程は実質的に省略することができる。
当該正孔注入輸送層形成用インクを調製する前、正孔注入輸送性材料の調製後に未反応原料等を除去する精製工程を有していても良い。しかしながら、本発明のデバイスの製造方法においては、調製された正孔注入輸送性材料が正孔注入輸送層を形成するまでの全工程において不活性ガス雰囲気下で取り扱われることから、正孔注入輸送性材料の調製後に未反応原料等を除去する精製を行わなくても、デバイスの寿命を向上できる。そのため、このような精製工程等を省略することが、製造効率の向上の点から好ましい。すなわち、本発明のデバイスの製造方法においては、例えば、正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクに含有させて正孔注入輸送層形成用インクを調製し、正孔注入輸送性材料含有溶液中に含まれる未反応原料や溶媒を、正孔注入輸送層形成時の乾燥時に除去する工程を有することが好ましい。
正孔注入輸送層形成用インクを調製する際には、前記調製された正孔注入輸送性材料とは異なる正孔注入輸送性材料を適宜選択して混合したり、塗布適性を向上するために適宜溶剤を混合して調製することが好ましい。正孔注入輸送層形成用インクを調製する際には、更に必要に応じて他の成分を添加してもよい。
前記調製された正孔注入輸送性材料とは異なる正孔注入輸送性材料としては、中でも、膜の安定性が向上し、前記調製された正孔注入輸送性材料が電荷移動錯体を形成し易くなる点から、正孔輸送性化合物を含有させることが好ましい。
溶剤としては、インクの塗布適性及びインク中の含有成分の溶解性及び分散性を考慮し適宜選択されれば良いが、中でも芳香族炭化水素系溶剤であることが好ましい。溶剤として、芳香族炭化水素系溶剤を用いると、溶液塗布法により正孔注入輸送層の塗膜を形成後、当該溶剤は、除去し易く、又は残留しても素子に悪影響を与え難い。このため、得られた正孔注入輸送層においては、不純物となる溶剤の影響が低減され、長寿命なデバイスを得ることができるというメリットがある。また、前記調製された正孔注入輸送性材料は、一般式（１）で表される化合物が配位したモリブデン錯体の混合物を主体としたものであり、芳香族炭化水素系溶剤への相溶性が良好であるため、正孔注入輸送性材料は、正孔注入輸送層形成用インク中で均一に溶解又は分散しやすくなる。このため、正孔注入輸送性材料が、インク中及び塗膜中で、凝集が起こし難いというメリットがある。
以下、正孔注入輸送層形成用インクを調製する際に用いられる各成分について説明する。なお、正孔注入輸送性材料、及び溶剤として好適に用いられる芳香族炭化水素系溶剤については前記したとおりであるので、ここでの説明は省略する。
溶剤としては、インクの塗布適性及びインク中の含有成分の溶解性及び分散性を考慮し適宜選択されれば良いが、中でも芳香族炭化水素系溶剤であることが好ましい。溶剤として、芳香族炭化水素系溶剤を用いると、溶液塗布法により正孔注入輸送層の塗膜を形成後、当該溶剤は、除去し易く、又は残留しても素子に悪影響を与え難い。このため、得られた正孔注入輸送層においては、不純物となる溶剤の影響が低減され、長寿命なデバイスを得ることができるというメリットがある。また、前記調製された正孔注入輸送性材料は、一般式（１）で表される化合物が配位したモリブデン錯体の混合物を主体としたものであり、芳香族炭化水素系溶剤への相溶性が良好であるため、正孔注入輸送性材料は、正孔注入輸送層形成用インク中で均一に溶解又は分散しやすくなる。このため、正孔注入輸送性材料が、インク中及び塗膜中で、凝集が起こし難いというメリットがある。
以下、正孔注入輸送層形成用インクを調製する際に用いられる各成分について説明する。なお、正孔注入輸送性材料、及び溶剤として好適に用いられる芳香族炭化水素系溶剤については前記したとおりであるので、ここでの説明は省略する。
（正孔輸送性化合物）
正孔輸送性化合物としては、特に限定されず、正孔輸送性を有する化合物であれば、適宜用いることができる。ここで、正孔輸送性とは、公知の光電流法により、正孔輸送による過電流が観測されることを意味する。
正孔輸送性化合物としては、低分子化合物の他、高分子化合物も好適に用いられる。正孔輸送性高分子化合物は、正孔輸送性を有し、且つ、ゲル浸透クロマトグラフィーのポリスチレン換算値による質量平均分子量が２０００以上の高分子化合物をいう。本発明の正孔注入輸送層においては、溶液塗布法により安定な膜を形成することを目的として、正孔輸送性化合物としては有機溶媒に溶解しやすく且つ化合物が凝集し難い安定な塗膜を形成可能な高分子化合物を用いることが好ましい。
正孔輸送性化合物としては、特に限定されず、正孔輸送性を有する化合物であれば、適宜用いることができる。ここで、正孔輸送性とは、公知の光電流法により、正孔輸送による過電流が観測されることを意味する。
正孔輸送性化合物としては、低分子化合物の他、高分子化合物も好適に用いられる。正孔輸送性高分子化合物は、正孔輸送性を有し、且つ、ゲル浸透クロマトグラフィーのポリスチレン換算値による質量平均分子量が２０００以上の高分子化合物をいう。本発明の正孔注入輸送層においては、溶液塗布法により安定な膜を形成することを目的として、正孔輸送性化合物としては有機溶媒に溶解しやすく且つ化合物が凝集し難い安定な塗膜を形成可能な高分子化合物を用いることが好ましい。
正孔輸送性化合物としては、特に限定されることなく、例えばアリールアミン誘導体、アントラセン誘導体、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フルオレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スピロ化合物等を挙げることができる。
また、正孔輸送性高分子化合物としては、例えばアリールアミン誘導体、アントラセン誘導体、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フルオレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スピロ化合物等を繰り返し単位に含む重合体を挙げることができる。
また、正孔輸送性高分子化合物としては、例えばアリールアミン誘導体、アントラセン誘導体、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フルオレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スピロ化合物等を繰り返し単位に含む重合体を挙げることができる。
正孔輸送性高分子化合物としては、中でも、下記一般式（２）で示される化合物であることが、隣接する有機層との密着安定性が良好になりやすく、ＨＯＭＯエネルギー値が陽極基板と発光層材料の間である点からも好ましい。
また、２つの繰り返し単位の配列は任意であり、例えば、ランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、ブロック共重合体のいずれであってもよい。
ｎの平均は、５〜５０００であることが好ましく、更に１０〜３０００であることが好ましい。また、ｍの平均は、５〜５０００であることが好ましく、更に１０〜３０００であることが好ましい。また、ｎ＋ｍの平均は、１０〜１００００であることが好ましく、更に２０〜６０００であることが好ましい。
ｎの平均は、５〜５０００であることが好ましく、更に１０〜３０００であることが好ましい。また、ｍの平均は、５〜５０００であることが好ましく、更に１０〜３０００であることが好ましい。また、ｎ＋ｍの平均は、１０〜１００００であることが好ましく、更に２０〜６０００であることが好ましい。
上記一般式（２）のＡｒ１〜Ａｒ４において、芳香族炭化水素基における芳香族炭化水素としては、具体的には例えば、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、及びこれらの組み合わせ、並びにそれらの誘導体、更に、フェニレンビニレン誘導体、スチリル誘導体等が挙げられる。また、複素環基における複素環としては、具体的には例えば、チオフェン、ピリジン、ピロール、カルバゾール、及びこれらの組み合わせ、並びにそれらの誘導体等が挙げられる。
上記一般式（２）のＡｒ１〜Ａｒ４が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素数１〜１２の直鎖または分岐のアルキル基やアルケニル基、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、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ビニル基、アリル基等であることが好ましい。
上記一般式（２）で示される化合物として、具体的には例えば、下記式（３）で示されるポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，４’−（Ｎ−（４−ｓｅｃ−ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］（ＴＦＢ）、下記式（４）で示されるポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−ブチルフェニル｝−ベンジジンＮ，Ｎ’−｛１，４−ジフェニレン｝）］、下記式（５）で示されるポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）］（ＰＦＯ）が好適な化合物として挙げられる。
本発明で製造される正孔注入輸送層において、前記正孔輸送性化合物が用いられる場合には、正孔輸送性化合物の含有量は、前記調製された正孔注入輸送性材料１００質量部に対して、１０質量部〜１００００質量部であることが、正孔注入輸送性を高くし、且つ、膜の安定性が高く長寿命を達成する点から好ましい。
正孔注入輸送層において、前記正孔輸送性化合物の含有量が少なすぎると、正孔輸送性化合物を混合した相乗効果が得られ難い。一方、前記正孔輸送性化合物の含有量が多すぎると、前記正孔注入輸送性材料を用いる効果が得られ難くなる。
正孔注入輸送層において、前記正孔輸送性化合物の含有量が少なすぎると、正孔輸送性化合物を混合した相乗効果が得られ難い。一方、前記正孔輸送性化合物の含有量が多すぎると、前記正孔注入輸送性材料を用いる効果が得られ難くなる。
（添加剤）
本発明で調製される正孔注入輸送層形成用インクは、本発明の効果を損なわない限り、バインダー樹脂や硬化性樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を含んでいても良い。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。また、熱または光等により硬化するバインダー樹脂を含有していてもよい。熱または光等により硬化する材料としては、上記正孔輸送性化合物において分子内に硬化性の官能基が導入されたもの、あるいは、硬化性樹脂等を使用することができる。具体的に、硬化性の官能基としては、アクリロイル基やメタクリロイル基などのアクリル系の官能基、またはビニレン基、エポキシ基、イソシアネート基等を挙げることができる。硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂であっても光硬化性樹脂であってもよく、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、シランカップリング剤等を挙げることができる。
本発明で調製される正孔注入輸送層形成用インクは、本発明の効果を損なわない限り、バインダー樹脂や硬化性樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を含んでいても良い。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。また、熱または光等により硬化するバインダー樹脂を含有していてもよい。熱または光等により硬化する材料としては、上記正孔輸送性化合物において分子内に硬化性の官能基が導入されたもの、あるいは、硬化性樹脂等を使用することができる。具体的に、硬化性の官能基としては、アクリロイル基やメタクリロイル基などのアクリル系の官能基、またはビニレン基、エポキシ基、イソシアネート基等を挙げることができる。硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂であっても光硬化性樹脂であってもよく、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、シランカップリング剤等を挙げることができる。
調製された正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクに含有させる場合、正孔注入輸送層形成用インクを調製する際に添加する有機溶剤の量は、適宜調整されれば良いが、例えば、前記正孔注入輸送性材料１００質量部に対して、１０質量部〜１００００質量部とすることができる。
不活性ガス雰囲気下で、前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを調製する方法としては、例えば、不活性ガス雰囲気下で、調製された正孔注入輸送性材料含有溶液に、必要に応じて不活性ガス雰囲気に置換した正孔輸送性化合物や溶剤や他の添加剤を加え、必要に応じて加熱乃至攪拌することにより、正孔注入輸送層形成用インクを調製することができる。
３．正孔注入輸送層を形成する工程
次に、不活性ガス雰囲気下で、前記工程で調製された正孔注入輸送層形成用インクを電極上のいずれかの層上に塗布することにより、正孔注入輸送層を形成する。
ここで電極上のいずれかの層上とは、電極上に直接塗布しても良いし、前述の電極上に形成された別の正孔注入層のような層上に塗布しても良いことを表す。
次に、不活性ガス雰囲気下で、前記工程で調製された正孔注入輸送層形成用インクを電極上のいずれかの層上に塗布することにより、正孔注入輸送層を形成する。
ここで電極上のいずれかの層上とは、電極上に直接塗布しても良いし、前述の電極上に形成された別の正孔注入層のような層上に塗布しても良いことを表す。
（１）電極を備えた基板を準備する工程
まず、不活性ガス雰囲気下で、正孔注入輸送層を形成するために、不活性ガス雰囲気下に電極を備えた基板を準備する。
例えば、電極を備えた基板を準備し、例えば１０−１Ｐａ程度に排気した後、アルゴン又は窒素等の不活性ガスを導入することにより、不活性ガス雰囲気下に電極を備えた基板を準備することができる。
まず、不活性ガス雰囲気下で、正孔注入輸送層を形成するために、不活性ガス雰囲気下に電極を備えた基板を準備する。
例えば、電極を備えた基板を準備し、例えば１０−１Ｐａ程度に排気した後、アルゴン又は窒素等の不活性ガスを導入することにより、不活性ガス雰囲気下に電極を備えた基板を準備することができる。
基板は、本発明で製造されるデバイスの支持体になるものであり、例えばフレキシブルな材質であっても、硬質な材質であってもよい。具体的に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、石英、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等を挙げることができる。
これらのうち、合成樹脂製の基板を使用する場合には、ガスバリア性を有することが望ましい。基板の厚さは特に限定されないが、通常、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。
これらのうち、合成樹脂製の基板を使用する場合には、ガスバリア性を有することが望ましい。基板の厚さは特に限定されないが、通常、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。
本発明で製造されるデバイスは、基板上に対向する２つ以上の電極を有する。
本発明で製造されるデバイスにおいて、電極は、金属又は金属酸化物で形成されることが好ましく、公知の材料を適宜採用することができる。通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及びスズの少なくとも1つを含む酸化物などの金属酸化物により形成することができる。
本発明で製造されるデバイスにおいて、電極は、金属又は金属酸化物で形成されることが好ましく、公知の材料を適宜採用することができる。通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及びスズの少なくとも1つを含む酸化物などの金属酸化物により形成することができる。
電極は、通常、基板上にスパッタリング法、真空蒸着法などの方法により形成されることが多いが、塗布法やディップ法等の湿式法により形成することもできる。電極の厚さは、各々の電極に要求される透明性等により異なる。透明性が必要な場合には、電極の可視光波長領域の光透過率が、通常、６０％以上、好ましくは８０％以上となることが望ましく、この場合の厚さは、通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ〜５００ｎｍ程度である。
本発明においては、電極上に、電荷注入材料との密着安定性を向上させるために、更に金属層を有していても良い。金属層は金属が含まれる層をいい、上述のような通常電極に用いられる金属や金属酸化物から形成される。
本発明においては、電極上に、電荷注入材料との密着安定性を向上させるために、更に金属層を有していても良い。金属層は金属が含まれる層をいい、上述のような通常電極に用いられる金属や金属酸化物から形成される。
（２）正孔注入輸送層形成用インクを塗布する工程
次に、不活性ガス雰囲気下で、前記正孔注入輸送層形成用インクを、前記電極上のいずれかの層上に塗布することにより正孔注入輸送層形成用層を形成する。
本発明においては、前記本発明の正孔注入輸送層形成用インクを用いて、溶液塗布法により正孔注入輸送層を形成することにより、正孔注入輸送層の形成の際に蒸着装置が不要で、マスク蒸着等を用いることなく、塗り分けも可能であり、生産性が高い。また、前記本発明の正孔注入輸送層形成用インクを用いて、溶液塗布法により正孔注入輸送層を形成することにより、電極と正孔注入輸送層の界面、及び正孔注入輸送層と有機層界面の密着安定性が高いデバイスを形成することができる。ここで溶液塗布法とは、前記正孔注入輸送層形成用インクを下地となる電極又はいずれかの層上に塗布し、乾燥して正孔注入輸送層を形成する方法である。
次に、不活性ガス雰囲気下で、前記正孔注入輸送層形成用インクを、前記電極上のいずれかの層上に塗布することにより正孔注入輸送層形成用層を形成する。
本発明においては、前記本発明の正孔注入輸送層形成用インクを用いて、溶液塗布法により正孔注入輸送層を形成することにより、正孔注入輸送層の形成の際に蒸着装置が不要で、マスク蒸着等を用いることなく、塗り分けも可能であり、生産性が高い。また、前記本発明の正孔注入輸送層形成用インクを用いて、溶液塗布法により正孔注入輸送層を形成することにより、電極と正孔注入輸送層の界面、及び正孔注入輸送層と有機層界面の密着安定性が高いデバイスを形成することができる。ここで溶液塗布法とは、前記正孔注入輸送層形成用インクを下地となる電極又はいずれかの層上に塗布し、乾燥して正孔注入輸送層を形成する方法である。
塗布する方法として、例えば、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、インクジェット法などの液体滴下法などが挙げられる。薄膜で平滑な正孔注入輸送層を得たい場合には、スピンコート法が好適に用いられる。また、正孔注入輸送層のパターンを得る場合には、基板上に位置選択的に正孔注入輸送層を形成可能なインクジェット法が好適に用いられる。また、大面積にて正孔注入輸送層を形成する場合には、ディップコート法が好適に用いられる。
（３）正孔注入輸送層を形成する工程
次に、不活性ガス雰囲気下で、前記正孔注入輸送層形成用層を乾燥することにより正孔注入輸送層を形成する。
本発明においては、例えば、調製された正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクに含有させて正孔注入輸送層形成用インクを調製し、当該正孔注入輸送層形成用インク中に含まれる未反応原料や溶剤を、正孔注入輸送層形成する際の乾燥時に除去することが、正孔注入輸送性材料調製後の溶媒除去工程、減圧蒸留による精製工程等を省略でき、製造効率が向上する点から好ましい。
そのため、乾燥方法や加熱温度は、未反応の前記一般式（１）で表される化合物や溶剤を除去できる方法や温度を適宜選択することが好ましい。
乾燥方法としては、正孔注入輸送層形成用インクに含有される、例えば未反応の前記一般式（１）で表される化合物や溶剤を除去できる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、加熱乾燥、減圧乾燥等の一般的な乾燥方法を適用することができる。
次に、不活性ガス雰囲気下で、前記正孔注入輸送層形成用層を乾燥することにより正孔注入輸送層を形成する。
本発明においては、例えば、調製された正孔注入輸送性材料含有溶液をそのまま正孔注入輸送層形成用インクに含有させて正孔注入輸送層形成用インクを調製し、当該正孔注入輸送層形成用インク中に含まれる未反応原料や溶剤を、正孔注入輸送層形成する際の乾燥時に除去することが、正孔注入輸送性材料調製後の溶媒除去工程、減圧蒸留による精製工程等を省略でき、製造効率が向上する点から好ましい。
そのため、乾燥方法や加熱温度は、未反応の前記一般式（１）で表される化合物や溶剤を除去できる方法や温度を適宜選択することが好ましい。
乾燥方法としては、正孔注入輸送層形成用インクに含有される、例えば未反応の前記一般式（１）で表される化合物や溶剤を除去できる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、加熱乾燥、減圧乾燥等の一般的な乾燥方法を適用することができる。
加熱乾燥における加熱温度としては、正孔注入輸送層形成用インクに含有される未反応の前記一般式（１）で表される化合物や溶剤を除去できる温度であれば、特に限定されるものではないが、具体的には２０℃〜１６０℃の範囲内で適宜設定されることが好ましい。加熱温度が高すぎると、基板に樹脂基板を用いることが困難になったり、有機層上に正孔注入輸送層を形成する場合に有機層が劣化したりするおそれがあるからである。
また、加熱乾燥における乾燥時間としては、正孔注入輸送層形成用インクに含有される未反応の前記一般式（１）で表される化合物や溶剤を除去できれば、特に限定されるものではないが、具体的には１分〜６０分の範囲内で適宜設定されることが好ましい。乾燥時間が長すぎると生産効率が低下するからである。
また、加熱乾燥における乾燥時間としては、正孔注入輸送層形成用インクに含有される未反応の前記一般式（１）で表される化合物や溶剤を除去できれば、特に限定されるものではないが、具体的には１分〜６０分の範囲内で適宜設定されることが好ましい。乾燥時間が長すぎると生産効率が低下するからである。
（正孔注入輸送層）
本発明で製造されるデバイスにおける正孔注入輸送層は、前記調製された正孔輸送層形成用材料のみを含有する１層からなるものであっても良いし、前記調製された正孔輸送層形成用材料と正孔輸送性化合物を含有する混合層１層からなるものであっても良いし、当該混合層を含む複数層からなるものであっても良い。また、前記正孔注入輸送層は、前記調製された正孔輸送層形成用材料を含有する層と、正孔輸送性化合物を含有する層とが少なくとも積層された複数層からなるものであっても良い。更に、前記正孔注入輸送層は、前記調製された正孔輸送層形成用材料を含有する層と、前記調製された正孔輸送層形成用材料と正孔輸送性化合物とを少なくとも含有する層とが少なくとも積層された層からなるものであっても良い。
本発明で製造されるデバイスにおける正孔注入輸送層は、前記調製された正孔輸送層形成用材料のみを含有する１層からなるものであっても良いし、前記調製された正孔輸送層形成用材料と正孔輸送性化合物を含有する混合層１層からなるものであっても良いし、当該混合層を含む複数層からなるものであっても良い。また、前記正孔注入輸送層は、前記調製された正孔輸送層形成用材料を含有する層と、正孔輸送性化合物を含有する層とが少なくとも積層された複数層からなるものであっても良い。更に、前記正孔注入輸送層は、前記調製された正孔輸送層形成用材料を含有する層と、前記調製された正孔輸送層形成用材料と正孔輸送性化合物とを少なくとも含有する層とが少なくとも積層された層からなるものであっても良い。
正孔注入輸送層の膜厚は、目的や隣接する層により適宜決定することができるが、通常０．１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であり、好ましくは１ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内である。
４．有機デバイスの構成
本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスは、基板上に対向する２つ以上の電極と、そのうち２つの電極間に配置された正孔注入輸送層を有するデバイスである。
以下、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの具体例を説明する。但し、本発明で製造されるデバイスの層構成は、下記例示に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスは、基板上に対向する２つ以上の電極と、そのうち２つの電極間に配置された正孔注入輸送層を有するデバイスである。
以下、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの具体例を説明する。但し、本発明で製造されるデバイスの層構成は、下記例示に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
図４は、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの一実施形態である有機ＥＬ素子の層構成の一例を示す断面模式図である。この有機ＥＬ素子は、電極１の表面に正孔注入輸送層２が積層され、当該正孔注入輸送層２の表面に補助層として正孔輸送層４ａ、機能層として発光層５が積層された形態を有する。
図５は、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの一実施形態である有機ＥＬ素子の層構成の別の一例を示す断面模式図である。この有機ＥＬ素子は、電極１の表面に補助層として正孔注入層４ｂが形成され、当該正孔注入層４ｂの表面に正孔注入輸送層２、機能層として発光層５が積層された形態を有する。
図６は、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの一実施形態である有機ＥＬ素子の層構成の別の一例を示す断面模式図である。この有機ＥＬ素子は、電極１の表面に正孔注入輸送層２、機能層として発光層５が順次積層された形態を有する。このように、本発明に特徴的な正孔注入輸送層を１層で用いる場合には、工程数が削減されるというプロセス上のメリットがある。
なお、上記図４〜図６においては、正孔注入輸送層２、正孔輸送層４ａ、正孔注入層４ｂのそれぞれが、単層ではなく複数層から構成されているものであっても良い。
図５は、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの一実施形態である有機ＥＬ素子の層構成の別の一例を示す断面模式図である。この有機ＥＬ素子は、電極１の表面に補助層として正孔注入層４ｂが形成され、当該正孔注入層４ｂの表面に正孔注入輸送層２、機能層として発光層５が積層された形態を有する。
図６は、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの一実施形態である有機ＥＬ素子の層構成の別の一例を示す断面模式図である。この有機ＥＬ素子は、電極１の表面に正孔注入輸送層２、機能層として発光層５が順次積層された形態を有する。このように、本発明に特徴的な正孔注入輸送層を１層で用いる場合には、工程数が削減されるというプロセス上のメリットがある。
なお、上記図４〜図６においては、正孔注入輸送層２、正孔輸送層４ａ、正孔注入層４ｂのそれぞれが、単層ではなく複数層から構成されているものであっても良い。
上記図４〜図６においては、電極１は陽極、電極６は陰極として機能する。上記有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に電場を印加されると、正孔が陽極から正孔注入輸送層２及び正孔輸送層４を経て発光層５に注入され、且つ電子が陰極から発光層に注入されることにより、発光層５の内部で注入された正孔と電子が再結合し、素子の外部に発光する機能を有する。
素子の外部に光を放射するため、発光層の少なくとも一方の面に存在する全ての層は、可視波長域のうち少なくとも一部の波長の光に対する透過性を有することを必要とする。また、発光層と電極６（陰極）の間には、必要に応じて電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つが設けられていてもよい（図示せず）。
素子の外部に光を放射するため、発光層の少なくとも一方の面に存在する全ての層は、可視波長域のうち少なくとも一部の波長の光に対する透過性を有することを必要とする。また、発光層と電極６（陰極）の間には、必要に応じて電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つが設けられていてもよい（図示せず）。
図７は、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの別の実施形態である有機トランジスタの層構成の一例を示す断面模式図である。この有機トランジスタは、基板７上に、電極９（ゲート電極）と、対向する電極１（ソース電極）及び電極６（ドレイン電極）と、電極９、電極１、及び電極６間に配置された前記有機層としての有機半導体層８と、電極９と電極１の間、及び電極９と電極６の間に介在する絶縁層１０を有し、電極１と電極６の表面に、正孔注入輸送層２が形成されている。
上記、有機トランジスタは、ゲート電極における電荷の蓄積を制御することにより、ソース電極−ドレイン電極間の電流を制御する機能を有する。
上記、有機トランジスタは、ゲート電極における電荷の蓄積を制御することにより、ソース電極−ドレイン電極間の電流を制御する機能を有する。
図８は、本発明に係るデバイスの製造方法で製造されるデバイスの実施形態である有機トランジスタの別の層構成の一例を示す断面模式図である。この有機トランジスタは、基板７上に、電極９（ゲート電極）と、対向する電極１（ソース電極）及び電極６（ドレイン電極）と、電極９、電極１、及び電極６間に配置された前記有機層として本発明の正孔注入輸送層２を形成して有機半導体層８とし、電極９と電極１の間、及び電極９と電極６の間に介在する絶縁層１０を有している。この例においては、正孔注入輸送層２が有機半導体層８となっている。
本発明で製造されるデバイスにおける、有機ＥＬ素子を構成する各層及びその他の構成、有機トランジスタを構成する各層及びその他の構成は、従来公知の各層及びその他の構成を適宜選択して用いればよく、例えば、国際公開２０１３／０６１７２０号パンフレットに記載のものと同様のものを用いることができる。
なお、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池、有機半導体等のその他の有機デバイス、正孔注入輸送層を有する量子ドット発光素子、酸化物系化合物太陽電池等についても、正孔注入輸送層を上記本発明に係る正孔注入輸送性材料を含有する正孔注入輸送層とすれば、その他の構成は特に限定されず、適宜公知の構成と同じであって良い。
従って、本発明に係るデバイスの製造方法における、その他の工程については、従来公知の工程を適宜用いることができる。
以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。
［実施例１］
以下の正孔注入輸送性材料の調製、正孔注入輸送層形成用インクの調製、及び正孔注入輸送層の形成の全ては窒素雰囲気下のグローブボックス中で行った。グローブボックス中は、酸素濃度０．１ｐｐｍ以下、水分濃度０．１ｐｐｍ以下であった。
［実施例１］
以下の正孔注入輸送性材料の調製、正孔注入輸送層形成用インクの調製、及び正孔注入輸送層の形成の全ては窒素雰囲気下のグローブボックス中で行った。グローブボックス中は、酸素濃度０．１ｐｐｍ以下、水分濃度０．１ｐｐｍ以下であった。
（１）正孔注入輸送性材料１の調製
モリブデンヘキサカルボニル（関東化学製）０．６６ｇ、ジピバロイルメタン（東京化成製、以下「ａｃａｃ−ｔＢｕ」と表すことがある）２．３ｇ、及びトルエン２０ｍｌを三口フラスコに入れ、アルゴンガス雰囲気下、１３０℃で攪拌しながら、３時間加熱還流し、正孔注入輸送性材料１を含有する赤褐色の反応液（正孔注入輸送性材料含有溶液１）を得た。
モリブデンヘキサカルボニル（関東化学製）０．６６ｇ、ジピバロイルメタン（東京化成製、以下「ａｃａｃ−ｔＢｕ」と表すことがある）２．３ｇ、及びトルエン２０ｍｌを三口フラスコに入れ、アルゴンガス雰囲気下、１３０℃で攪拌しながら、３時間加熱還流し、正孔注入輸送性材料１を含有する赤褐色の反応液（正孔注入輸送性材料含有溶液１）を得た。
（２）正孔注入輸送層形成用インク１の準備
上記で得られた正孔注入輸送性材料含有溶液１と、共役系の高分子材料であるポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，４’−（Ｎ−４−ｓｅｃ−ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］（ＴＦＢ）とを、正孔注入輸送性材料１：ＴＦＢが重量比１：２となるように混合し、当該混合物をキシレン中に０．４ｗｔ％の濃度で溶解させ、正孔注入輸送層形成用インク１を得た。
なお、正孔注入輸送性材料含有溶液１中の正孔注入輸送性材料１の重量算出は、生成物であるモリブデン錯体の収率を１００％、生成物の全てを、前記一般式（ＩＩ）のＲ１及びＲ２がｔ−ブチル基、Ｘ１及びＸ２が直接結合、ｍ＝２で表される化合物（ＭｏＯ２（ａｃａｃ−ｔＢｕ）２）であると仮定した値より算出した。
上記で得られた正孔注入輸送性材料含有溶液１と、共役系の高分子材料であるポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，４’−（Ｎ−４−ｓｅｃ−ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］（ＴＦＢ）とを、正孔注入輸送性材料１：ＴＦＢが重量比１：２となるように混合し、当該混合物をキシレン中に０．４ｗｔ％の濃度で溶解させ、正孔注入輸送層形成用インク１を得た。
なお、正孔注入輸送性材料含有溶液１中の正孔注入輸送性材料１の重量算出は、生成物であるモリブデン錯体の収率を１００％、生成物の全てを、前記一般式（ＩＩ）のＲ１及びＲ２がｔ−ブチル基、Ｘ１及びＸ２が直接結合、ｍ＝２で表される化合物（ＭｏＯ２（ａｃａｃ−ｔＢｕ）２）であると仮定した値より算出した。
（３）デバイスの製造
透明陽極付ガラス基板の上に、正孔注入輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、陰極の順番に、下記の手順に従って製膜して積層し、最後に封止して有機ＥＬ素子を作製した。透明陽極付ガラス基板の調製以外は、全ての工程を、窒素雰囲気下のグローブボックス中（酸素濃度０．１ｐｐｍ以下、水分濃度０．１ｐｐｍ以下）で行った。
まず、陽極として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の厚み１５０ｎｍの薄膜付きのガラス基板（三容真空社製）を用いた。当該ガラス基板のＩＴＯ膜をストリップ状にパターン形成し、得られた基板を、中性洗剤、超純水の順に超音波洗浄し、ＵＶオゾン処理を施した。
次に、前記で得られた正孔注入輸送層形成用インク１を、洗浄された前記陽極上にスピンコート法により塗布した。塗布された基板を、ホットプレートを用いて２００℃で３０分加熱することにより、未反応のジピバロイルメタン及び溶剤を除去し、正孔注入輸送性材料１を含有する正孔注入輸送層を形成した。乾燥後の正孔注入輸送層の厚みは２０ｎｍであった。
上記正孔注入輸送層の上に、発光層として、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を発光性ドーパントとして含有し、４，４’−ビス（２，２−カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）をホストとして含有する混合薄膜を蒸着形成した。混合薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で抵抗加熱法によりホストとドーパントの体積比２０：１、合計膜厚が３０ｎｍになるように共蒸着で形成した。
上記発光層の上に、正孔ブロック層として、ビス（２−メチル−８−キノリラト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム錯体（ＢＡｌｑ）薄膜を蒸着形成した。ＢＡｌｑ薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で抵抗加熱蒸着法により膜厚が１０ｎｍになるように形成した。
上記正孔ブロック層の上に、電子輸送層として、トリス（８−キノリラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）薄膜を蒸着形成した。Ａｌｑ３薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で、抵抗加熱蒸着法により膜厚が４０ｎｍになるように成膜した。
上記電子輸送層の上に、電子注入層として厚み０．５ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）、陰極として厚み１００ｎｍのＡｌを順次、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で、抵抗加熱蒸着法により成膜した。
陰極形成後、グローブボックス内で、無アルカリガラスとＵＶ硬化型エポキシ接着剤を用いて封止し、実施例１の有機ＥＬ素子を得た。
透明陽極付ガラス基板の上に、正孔注入輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、陰極の順番に、下記の手順に従って製膜して積層し、最後に封止して有機ＥＬ素子を作製した。透明陽極付ガラス基板の調製以外は、全ての工程を、窒素雰囲気下のグローブボックス中（酸素濃度０．１ｐｐｍ以下、水分濃度０．１ｐｐｍ以下）で行った。
まず、陽極として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の厚み１５０ｎｍの薄膜付きのガラス基板（三容真空社製）を用いた。当該ガラス基板のＩＴＯ膜をストリップ状にパターン形成し、得られた基板を、中性洗剤、超純水の順に超音波洗浄し、ＵＶオゾン処理を施した。
次に、前記で得られた正孔注入輸送層形成用インク１を、洗浄された前記陽極上にスピンコート法により塗布した。塗布された基板を、ホットプレートを用いて２００℃で３０分加熱することにより、未反応のジピバロイルメタン及び溶剤を除去し、正孔注入輸送性材料１を含有する正孔注入輸送層を形成した。乾燥後の正孔注入輸送層の厚みは２０ｎｍであった。
上記正孔注入輸送層の上に、発光層として、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を発光性ドーパントとして含有し、４，４’−ビス（２，２−カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）をホストとして含有する混合薄膜を蒸着形成した。混合薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で抵抗加熱法によりホストとドーパントの体積比２０：１、合計膜厚が３０ｎｍになるように共蒸着で形成した。
上記発光層の上に、正孔ブロック層として、ビス（２−メチル−８−キノリラト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム錯体（ＢＡｌｑ）薄膜を蒸着形成した。ＢＡｌｑ薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で抵抗加熱蒸着法により膜厚が１０ｎｍになるように形成した。
上記正孔ブロック層の上に、電子輸送層として、トリス（８−キノリラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）薄膜を蒸着形成した。Ａｌｑ３薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で、抵抗加熱蒸着法により膜厚が４０ｎｍになるように成膜した。
上記電子輸送層の上に、電子注入層として厚み０．５ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）、陰極として厚み１００ｎｍのＡｌを順次、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で、抵抗加熱蒸着法により成膜した。
陰極形成後、グローブボックス内で、無アルカリガラスとＵＶ硬化型エポキシ接着剤を用いて封止し、実施例１の有機ＥＬ素子を得た。
［実施例２〜６］
（１）正孔注入輸送性材料２〜６の調製
実施例１において、ジピバロイルメタンの代わりに、表１に表わされる化学式（１）で表される化合物をそれぞれ用いて、反応液（正孔注入輸送性材料含有溶液２〜６）をそれぞれ得た。
（１）正孔注入輸送性材料２〜６の調製
実施例１において、ジピバロイルメタンの代わりに、表１に表わされる化学式（１）で表される化合物をそれぞれ用いて、反応液（正孔注入輸送性材料含有溶液２〜６）をそれぞれ得た。
（２）正孔注入輸送層形成用インク２〜６の準備
実施例１において、正孔注入輸送性材料含有溶液１の代わりに、上記で得られた正孔注入輸送性材料含有溶液２〜６を用いたこと以外は、実施例１と同様にして正孔注入輸送層形成用インク２〜６を得た。
実施例１において、正孔注入輸送性材料含有溶液１の代わりに、上記で得られた正孔注入輸送性材料含有溶液２〜６を用いたこと以外は、実施例１と同様にして正孔注入輸送層形成用インク２〜６を得た。
（３）デバイスの製造
実施例１において、正孔注入輸送層形成用インク１の代わりに、正孔注入輸送層形成用インク２〜６をそれぞれ用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜６の有機ＥＬ素子を得た。
実施例１において、正孔注入輸送層形成用インク１の代わりに、正孔注入輸送層形成用インク２〜６をそれぞれ用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜６の有機ＥＬ素子を得た。
［比較例１］
特許文献１１の実施例と同様に、反応生成物を調製後、大気中に取り出して、未反応のピバロイルメタン及び溶媒除去を行い、大気中で正孔注入輸送層形成用インクを調製した。
（１）比較正孔注入輸送性材料１の製造
モリブデンヘキサカルボニル（関東化学製）０．６６ｇ、ジピバロイルメタン（東京化成製）２．３ｇ、及びトルエン２０ｍｌを三口フラスコに入れ、アルゴンガス雰囲気下、１３０℃で攪拌しながら、３時間加熱還流し、赤褐色の反応液を得た。得られた反応液が室温になるのを確認してから大気中に取り出し、ガラスチューブオーブンに入れ、真空ポンプにより減圧し、８０℃で３時間加熱し、未反応のジピバロイルメタンとトルエンを除去し、黒色固体の反応生成物１（比較正孔注入輸送性材料１）を０．０４５ｇ得た。
特許文献１１の実施例と同様に、反応生成物を調製後、大気中に取り出して、未反応のピバロイルメタン及び溶媒除去を行い、大気中で正孔注入輸送層形成用インクを調製した。
（１）比較正孔注入輸送性材料１の製造
モリブデンヘキサカルボニル（関東化学製）０．６６ｇ、ジピバロイルメタン（東京化成製）２．３ｇ、及びトルエン２０ｍｌを三口フラスコに入れ、アルゴンガス雰囲気下、１３０℃で攪拌しながら、３時間加熱還流し、赤褐色の反応液を得た。得られた反応液が室温になるのを確認してから大気中に取り出し、ガラスチューブオーブンに入れ、真空ポンプにより減圧し、８０℃で３時間加熱し、未反応のジピバロイルメタンとトルエンを除去し、黒色固体の反応生成物１（比較正孔注入輸送性材料１）を０．０４５ｇ得た。
（２）比較正孔注入輸送層形成用インク１の調製
黒色固体の反応生成物１と、共役系の高分子材料であるポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，４’−（Ｎ−４−ｓｅｃ−ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］（ＴＦＢ）を重量比１：２で混合し、キシレン中に０．４ｗｔ％の濃度で溶解させ、比較正孔注入輸送層形成用インク１を得た。
黒色固体の反応生成物１と、共役系の高分子材料であるポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，４’−（Ｎ−４−ｓｅｃ−ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］（ＴＦＢ）を重量比１：２で混合し、キシレン中に０．４ｗｔ％の濃度で溶解させ、比較正孔注入輸送層形成用インク１を得た。
（３）デバイスの製造
実施例１において、正孔注入輸送層形成用インク１の代わりに、比較正孔注入輸送層形成用インク１を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子を得た。
実施例１において、正孔注入輸送層形成用インク１の代わりに、比較正孔注入輸送層形成用インク１を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子を得た。
＜正孔注入輸送性材料の分析＞
実施例１で得られた正孔注入輸送性材料１について、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（ＩＯＮ−ＴＯＦ社製 ＴＯＦＳＩＭＳ５）により、下記条件により測定を行った。測定結果を図９に示す。
測定により検出された二次イオンは、メインピークが分子量４８１であり、これは、ＭｏＯ２（ａｃａｃ−ｔＢｕ）２（前記一般式（ＩＩ）で表される化合物において、Ｒ１及びＲ２がｔ−ブチル基、Ｘ１及びＸ２が直接結合、ｍ＝２；分子量４９７）から酸素原子が１つはずれた質量数（分子量４８１）に相当していると考えられた。
（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定条件）
一次イオン種 ： Ｂｉ３＋＋
一次イオン加速電圧 ： ２５ｋＶ
一次イオン電流値 ： ０．２ｐＡ
周波数 ： １０ｋＨｚ
測定面積 ： ２００μｍ×２００μｍ
Ｓｃａｎ ： １２８ｐｉｘｅｌ×１２８ｐｉｘｅｌ×６４ｓｃａｎ
帯電補正 ： 電子照射
実施例１で得られた正孔注入輸送性材料１について、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（ＩＯＮ−ＴＯＦ社製 ＴＯＦＳＩＭＳ５）により、下記条件により測定を行った。測定結果を図９に示す。
測定により検出された二次イオンは、メインピークが分子量４８１であり、これは、ＭｏＯ２（ａｃａｃ−ｔＢｕ）２（前記一般式（ＩＩ）で表される化合物において、Ｒ１及びＲ２がｔ−ブチル基、Ｘ１及びＸ２が直接結合、ｍ＝２；分子量４９７）から酸素原子が１つはずれた質量数（分子量４８１）に相当していると考えられた。
（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定条件）
一次イオン種 ： Ｂｉ３＋＋
一次イオン加速電圧 ： ２５ｋＶ
一次イオン電流値 ： ０．２ｐＡ
周波数 ： １０ｋＨｚ
測定面積 ： ２００μｍ×２００μｍ
Ｓｃａｎ ： １２８ｐｉｘｅｌ×１２８ｐｉｘｅｌ×６４ｓｃａｎ
帯電補正 ： 電子照射
＜デバイス特性評価＞
上記実施例及び比較例において作製した有機ＥＬ素子は、いずれもＩｒ（ｐｐｙ）３由来の緑色に発光した。これらについて、（株）トプコン製の分光放射計ＳＲ−２を１０ｍＡ／ｃｍ２で駆動させて、発光輝度とスペクトルを測定した。測定結果を表１に示す。なお、電流効率は駆動電流と輝度から算出して求めた。
有機ＥＬ素子の寿命特性は、定電流駆動で輝度が経時的に徐々に低下する様子を観察して評価した。ここでは、比較例１の電流効率、輝度半減寿命を１．００として比較した。
有機ＥＬ素子の寿命特性は、定電流駆動で輝度が経時的に徐々に低下する様子を観察して評価した。ここでは、比較例１の電流効率、輝度半減寿命を１．００として比較した。
＜結果のまとめ＞
実施例１〜６と比較例１とを比較すると、前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることにより、電流効率が向上し、且つ、長寿命化することが分かる。
実施例１〜６と比較例１とを比較すると、前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることにより、電流効率が向上し、且つ、長寿命化することが分かる。
１ 電極
２ 正孔注入輸送層
２ａ 正孔注入輸送層形成用層
３ 有機層
４ａ 正孔輸送層
４ｂ 正孔注入層
５ 発光層
６ 電極
７ 基板
８ 有機半導体層
９ 電極
１０ 絶縁層
１００ 有機デバイス
２ 正孔注入輸送層
２ａ 正孔注入輸送層形成用層
３ 有機層
４ａ 正孔輸送層
４ｂ 正孔注入層
５ 発光層
６ 電極
７ 基板
８ 有機半導体層
９ 電極
１０ 絶縁層
１００ 有機デバイス
Claims (3)
- 基板上に対向する２つ以上の電極と、そのうち２つの電極間に配置された正孔注入輸送層を有するデバイスの製造方法であって、
モリブデン錯体と下記一般式（１）で表される化合物との混合物を加熱して正孔注入輸送性材料を調製する工程と、
前記正孔注入輸送性材料を含む正孔注入輸送層形成用インクを、前記電極上のいずれかの層上に塗布することにより、正孔注入輸送層を形成する工程を有し、
前記正孔注入輸送性材料を調製する工程から前記正孔注入輸送層を形成する工程までの全工程が不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする、デバイスの製造方法。
- 前記正孔注入輸送性材料として、下記一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物よりなる群から選択される１種以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイスの製造方法。
- 下記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される化合物よりなる群から選択される１種以上を含む、正孔注入輸送性材料。
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| JP2004291456A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出装置用チューブ、液滴吐出装置 |
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