JP4254169B2 - 有機電界発光素子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」という）に関し、詳しくは、特定の電荷輸送性ポリマーを用いた有機ＥＬ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電界発光素子（以下、「ＥＬ素子」という）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。上記ＥＬ素子としては、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】
一方、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が（例えば、非特許文献１参照）、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・ホール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、ホール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との薄膜を、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程度の低駆動電圧で１０００ｃｄ／ｍ²以上の高輝度が得られるものが報告されており（例えば、特許文献１及び非特許文献２参照）、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ＥＬ素子においては、ホールと電子とが、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ホールと電子と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前記ホールと電子と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、複数の蒸着工程において膜厚が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難しいという問題がある。また、このＥＬ素子は、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製膜された電荷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も有していた。
【０００６】
そこで、上記ＥＬ素子の熱安定性に関する問題の解決のために、ホール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（例えば、非特許文献３参照）、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したＥＬ素子（例えば、非特許文献４参照）が報告されている。
【０００７】
しかし、これら単独ではホール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、陽極からのホール注入性あるいは発光層へのホール注入性を満足することができない。また、前者のスターバーストアミンの場合には、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には、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。
【０００８】
一方、積層型有機ＥＬ素子における生産性と大面積化とに関する問題の解決を目指し、単層構造のＥＬ素子についても研究・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り（例えば、非特許文献５及び６参照）、ホール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とを混入した素子（例えば、非特許文献７参照）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ＥＬ素子には及ばない。
【０００９】
さらに、作製法においては、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望ましく、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（例えば、非特許文献８及び９参照）。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。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭５９−１９４３９３号公報
【非特許文献１】
Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，Ｖｏｌ．９４，１７１（１９８２）
【非特許文献２】
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，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】
Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３９７，１２１（１９９９）
【非特許文献７】
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８】
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９】
第５１回応用物理学会学術講演予稿集，２８ａ−ＰＢ−７（１９９０）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。すなわち本発明は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、かつ大面積化が可能であり、製造容易な有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者らは電荷輸送材料に関し鋭意検討した結果、下記一般式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）で示される構造より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ウレタンが、有機ＥＬ素子として好適な電荷注入特性、電荷移動度、薄膜形成能を有するだけでなく、固体状態において極めて良好な発光特性を有することから、発光材料として用いた場合にも、輝度や発光効率に優れた素子として機能することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１３】
すなわち本発明は、
＜１＞ 少なくとも一方が透明または半透明である陽極及び陰極よりなる一対の電極間に挾持された、一つまたは複数の有機化合物層より構成される電界発光素子において、該有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを１種以上含有し、該電荷輸送性ポリウレタンが、下記一般式（ II −１）で示されるポリウレタンであることを特徴とする有機電界発光素子である。
【００１４】
【化３】
【００１５】
一般式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）中、Ｘは置換または未置換の２価の芳香族基を表す。Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基、または炭素数２〜１０の２価の分枝状炭化水素基を表し、ｋは１を表す。Ｒ₁は水素原子、炭素数１〜１０の飽和もしくは不飽和炭化水素基、炭素数１〜４のアルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子、置換アミノ基、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。
【化４】
一般式（ II −１）中、Ａは上記一般式（Ｉ−１）及び（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はジイソシアネート残基を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。
【００１６】
＜２＞ 前記有機化合物層が少なくともキャリア輸送能を持つ発光層及び電子輸送層から構成され、前記発光層が、前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを、少なくとも１種含有してなることを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１７】
＜３＞ 前記有機化合物層が少なくともホール輸送層、発光層及び電子輸送層から構成され、前記発光層が、前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを、少なくとも１種含有してなることを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１８】
＜４＞ 前記有機化合物層が少なくともキャリア輸送能を持つ発光層から構成され、前記発光層が、前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを、少なくとも１種含有してなることを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００１９】
＜５＞ 前記有機化合物層が少なくともホール輸送層及びキャリア輸送能を持つ発光層から構成され、前記発光層もしくはホール輸送層のうち少なくとも１つの層が、前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを、少なくとも１種含有してなることを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子である。
【００２０】
＜６＞ 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする＜２＞に記載の有機電界発光素子である。
【００２１】
＜７＞ 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする＜３＞に記載の有機電界発光素子である。
【００２２】
＜８＞ 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする＜４＞に記載の有機電界発光素子である。
【００２３】
＜９＞ 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする＜５＞に記載の有機電界発光素子である。
【００３５】
なお、本発明の有機ＥＬ素子において、有機化合物層は、機能分離型のもの、例えば、少なくともホール輸送層及び発光層から構成され、該ホール輸送層が前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを含有してなるものや、キャリア輸送能と発光能を兼ね備えたもの、すなわち、有機化合物層が発光層のみから構成されてなり、該発光層が前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを含有してなるもののいずれでもよい。
【００３６】
また、本発明の有機ＥＬ素子において、有機化合物層が発光層のみから構成される場合、該発光層には、電荷輸送性材料（電荷輸送性ポリウレタン以外のホール輸送材料、電子輸送材料）を含んでもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも一方が透明または半透明である陽極及び陰極よりなる一対の電極間に挾持された、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一層が、下記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタン（以下、単に「電荷輸送性ポリウレタン」という場合がある）を１種以上含有することを特徴とする。
【００３８】
【化５】
【００３９】
一般式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）中、Ｘは置換または未置換の２価の芳香族基を表す。Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基、または炭素数２〜１０の２価の分枝状炭化水素基を表し、ｋは１を表す。Ｒ₁は水素原子、炭素数１〜１０の飽和もしくは不飽和炭化水素基、炭素数１〜４のアルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子、置換アミノ基、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。
【００４０】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる層を有することで、十分な輝度を有し、安定性および耐久性に優れる。さらに、前記電荷輸送性ポリウレタンを用いることで、大面積化可能であり、容易に製造可能である。
【００４１】
具体的には、上記電荷輸送性ポリウレタンを有機化合物層の少なくとも一層に用いることにより、電荷の移動度を大きくすることができるため、低電流で高い発光輝度を有する有機ＥＬ素子を得ることができる。また、電荷輸送層形成にあたり、低分子の電荷輸送材料を高分子材料中に分散（相溶）させる必要がないため、高分子材料のガラス転移温度を低下させることがなく、有機ＥＬ素子の耐熱性、耐久性を向上させることができる。
【００４２】
一般式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）中、Ｘは、置換または未置換の２価の芳香族基を表し、具体的な例としては下記の式（１）〜（１３）が挙げられる。
【００４３】
【化６】
【００４４】
式（１）〜（１３）中、Ｒ₂〜Ｒ₁₀は、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０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は０または１を表す。また、Ｖは下記の式（１４）〜（３１）から選択される基を表す。
【００４５】
【化７】
【００４６】
式（１４）〜（３１）中、ｃ、ｄ、ｅは１〜１０の整数、ｆ、ｇ、ｈは０〜１０の整数を表す。
【００４７】
これらの中でも、前記Ｘが下記構造式（３２）または（３３）で示されるビフェニレン構造を有する場合、「Ｔｈｅ Ｓｉｘｔｈ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｎｏｎ−ｉｍｐａｃｔ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，３０６，（１９９０） 」にも報告されているように、モビリティーが高いポリマーが得られることから、特に好ましい。
【００４８】
【化８】
【００４９】
なお、一般式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）中、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基、または炭素数２〜１０の２価の分枝状炭化水素基を表し、具体的な例としては以下の構造を挙げることができる。
【００５０】
【化９】
【００５１】
以下、一般式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）で示される構造の具体例を表１〜表１４示すが、本発明はこれら具体例に限定されるわけではない。なお、表１〜表７における構造番号１〜５９は一般式（Ｉ−１）で示される構造の具体例を示し、表８〜表１４における構造番号６０〜１１４は一般式（Ｉ−２）で示される構造の具体例を示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】
【表５】
【００５７】
【表６】
【００５８】
【表７】
【００５９】
【表８】
【００６０】
【表９】
【００６１】
【表１０】
【００６２】
【表１１】
【００６３】
【表１２】
【００６４】
【表１３】
【００６５】
【表１４】
【００６６】
一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンとしては、下記一般式（II−１）または（II−２）で示されるものが使用される。
【００６７】
【化１０】
【００６８】
一般式（II−１）及び（II−２）中、Ａは上記一般式（Ｉ−１）及び（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はジイソシアネート残基を表し、Ｚは２価アルコール残基を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。
【００６９】
一般式（II−１）または（II−２）中の、Ｙ及びＺの具体的な例としては下記の式（３４）〜（４０）から選択された基が挙げられる。
【００７０】
【化１１】
【００７１】
式（３４）〜（４０）中、Ｒ₁₁及び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、α及びβはそれぞれ１〜１０の整数を、γ及びδはそれぞれ０、１または２の整数を、η及びρはそれぞれ０または１を表す。また、Ｖの具体例としては、前記式（１４）〜（３１）を挙げることができる。
【００７２】
以下、表１５〜表２１に、一般式（II−１）及び（II−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンの具体的な例を示すが、本発明はこれら具体例に限定されるわけではない。なお、表１５〜表２１において、モノマー列のＡ欄の番号は、前記一般式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）で示される構造の具体例である表１〜表１４で示した構造番号に対応している。また、Ｚの欄が「−」であるものは一般式（II−１）で示される電荷輸送性ポリウレタンの具体例を示し、Ｚの欄が「−」以外であるものは一般式（II−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンの具体例を示す。以下、各番号を付した具体例、例えば、１５の番号を付した具体例は例示化合物（１５）という。
【００７３】
【表１５】
【００７４】
【表１６】
【００７５】
【表１７】
【００７６】
【表１８】
【００７７】
【表１９】
【００７８】
【表２０】
【００７９】
【表２１】
【００８０】
前記電荷輸送性ポリウレタンの質量平均分子量Ｍｗは、１０，０００〜３００，０００の範囲にあることが好ましく、５０，０００〜２００，０００の範囲にあることがより好ましい。
【００８１】
前記電荷輸送性ポリウレタンは、下記一般式（III−１）〜（IV−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）、新高分子実験学第２巻（共立出版、１９９５）、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、一般式（III−１）〜（IV−２）中、Ｘ、Ｔ、Ｒ₁は、前記一般式（Ｉ−１）または（Ｉ−２）におけるＸ、Ｔ、Ｒ₁と同様である。
【００８２】
【化１２】
【００８３】
具体的には、まず上記一般式（III−１）及び（III−２）で示される電荷輸送性モノマーの場合、電荷輸送性ポリウレタンは、次のようにして合成することができる。
例えば、電荷輸送性モノマーが一般式（III−１）で示される２価アルコールの場合には、ＯＣＮ−Ｙ−ＮＣＯで示されるジイソシアネート類と当量混合し、また例えば、電荷輸送性モノマーが一般式（III−２）で示されるジイソシアネート類の場合には、ＨＯ−Ｙ−ＯＨで示される２価アルコール類と当量混合し、重付加する。
【００８４】
触媒としては、ジラウリル酸ジブチルスズ（II）、二酢酸ジブチルスズ（II）、ナフテン酸鉛等の有機金属化合物といった通常の重付加によるポリウレタン合成反応に用いるものが使用できる。また、芳香族系のジイソシアネートを電荷輸送性ポリウレタンの合成に用いる場合には、トリエチレンジアミン等の第三アミンを触媒として用いることができる。これら有機金属化合物と第三アミンとは、触媒として混合して用いてもよい。
【００８５】
上記触媒の添加量は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１／１０，０００〜１／１０質量部の範囲であることが好ましく、１／１，０００〜１／５０質量部の範囲であることがより好ましい。
【００８６】
溶剤としては、電荷輸送性モノマーとジイソシアネート、もしくは２価アルコール類とを溶解するものであれば、任意の溶剤を用いることができるが、反応性の点から極性の低い溶媒やアルコールとの水素結合を生じない溶媒を用いることが好ましく、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。用いられる溶剤の量は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１〜１００質量部の範囲であることが好ましく、２〜５０質量部の範囲であることがより好ましい。なお、反応温度は任意に設定できる。
【００８７】
反応終了後は、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、電荷輸送性ポリウレタンを析出させて分離した後、水や有機溶剤で十分洗浄し、乾燥させる。さらに、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、電荷輸送性ポリウレタン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、貧溶剤を効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。
【００８８】
上記再沈殿処理の際に電荷輸送性ポリウレタンを溶解させる溶剤量は、電荷輸送性ポリウレタン１質量部に対して、１〜１００質量部の範囲であることが好ましく、２〜５０質量部の範囲であることがより好ましい。また、前記貧溶剤の量は電荷輸送性ポリウレタン１質量部に対して、１〜１，０００質量部の範囲であることが好ましく、１０〜５００質量部の範囲であることがより好ましい。
【００８９】
次に、下記一般式（IV−１）及び（IV−２）で示される電荷輸送性モノマーを用いた場合の電荷輸送性ポリウレタンの合成について説明する。
【００９０】
【化１３】
【００９１】
例えば、電荷輸送性モノマーが一般式（IV−１）で示されるビスクロロホルメートの場合には、₂ＨＮ−Ｙ−ＮＨ₂で示されるジアミン類と当量混合し、また、例えば、電荷輸送性モノマーが一般式（IV−２）で示されるジアミン類の場合には、ＣｌＯＣＯ−Ｙ−ＯＣＯＣｌで示されるビスクロロホルメート類と当量混合し、重縮合する。
【００９２】
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、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、溶剤量としては電荷輸送性モノマー１質量部に対して、１〜１００質量部の範囲であることが好ましく、２〜５０質量部の範囲であることがより好ましい。反応温度は任意に設定できる。重合後は、前述のように再沈殿処理により精製する。
【００９３】
また、前記₂ＨＮ−Ｙ−ＮＨ₂で示されるジアミン類の塩基性度の高い場合には、界面重合法も用いることができる。すなわち、ジアミン類を水に加え、当量の酸を加えて溶解させた後、激しく撹拌しながらジアミン類と前記一般式（IV−１）で示される当量の電荷輸送性モノマー溶液とを加えることによって重合することができる。この際、水の量はジアミン類１質量部に対して、１〜１，０００質量部の範囲であることが好ましく、１０〜５００質量部の範囲であることがより好ましい。
【００９４】
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。用いられる相間移動触媒の量は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、０．１〜１０質量部の範囲であることが好ましく、０．２〜５質量部の範囲であることがより好ましい。
【００９５】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の層構成について詳記する。
本発明の有機ＥＬ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１層に前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる。
【００９６】
本発明の有機ＥＬ素子においては、有機化合物層が１つの場合は、該有機化合物層はキャリア輸送能を持つ発光層であり、該発光層が前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる。また、有機化合物層が複数の場合（機能分離型の場合）は、それらの少なくとも一つは発光層（この発光層はキャリア輸送能を有していてもよいし、有していなくてもよい）であり、他の有機化合物層は、キャリア輸送層、すなわち、ホール輸送層、電子輸送層、または、ホール輸送層及び電子輸送層として構成され、これらの少なくとも一層が、前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる。
【００９７】
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される有機ＥＬ素子、少なくともホール輸送層、発光層及び電子輸送層から構成される有機ＥＬ素子、あるいは、少なくともホール輸送層及び発光層から構成される有機ＥＬ素子において、これらの少なくとも一層（発光層、ホール輸送層、電子輸送層）が前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなるもの等が挙げられる。さらに、例えば、有機化合物層が発光層のみから構成されてなり、該発光層が前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなるものも挙げることができる。
【００９８】
また、本発明の有機ＥＬ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ウレタン以外のホール輸送性材料、電子輸送性材料）を含有していることが好ましい。詳しくは、後述する。
【００９９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の有機ＥＬ素子の構成をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるわけではない。
図１〜図４は、本発明の有機ＥＬ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、図４は、有機化合物層が複数の場合の一例であり、図３は、有機化合物層が１つの場合の例を示す。なお、図１〜図４において、同様の機能を有するものは同じ符号を付して説明する。
【０１００】
図１に示す有機ＥＬ素子は、透明絶縁体基板１表面に、透明電極２、キャリア輸送能を持つ発光層６、電子輸送層５及び背面電極７を順次積層してなる。図２に示す有機ＥＬ素子は、透明絶縁体基板１表面に、透明電極２、ホール輸送層３、発光層４、電子輸送層５及び背面電極７を順次積層してなる。図３に示す有機ＥＬ素子は、透明絶縁体基板１表面に、透明電極２、キャリア輸送能を持つ発光層６及び背面電極７を順次積層してなる。図４に示す有機ＥＬ素子は、透明絶縁体基板１表面に、透明電極２、ホール輸送層３、キャリア輸送能を持つ発光層６及び背面電極７を順次積層してなる。以下、各々を詳しく説明する。
【０１０１】
なお、図１、図２及び図４に示す有機ＥＬ素子は、発光材料（発光層）が、明確なキャリア輸送性を示さないものを用いる場合に、有機ＥＬ素子の耐久性向上あるいは発光効率の向上を図る目的で、発光層４あるいはキャリア輸送能を持つ発光層６と透明電極２との間にホール輸送層を設けたり、発光層４あるいはキャリア輸送能を持つ発光層６と背面電極７との間に電子輸送層を設けたりした層構成のものである。
【０１０２】
本発明における前記電荷輸送性ポリウレタンを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ＥＬ素子の層構成の場合には、例えば、電子輸送層５、キャリア輸送能を持つ発光層６としていずれも用いることができるが、キャリア輸送能を持つ発光層６として用いることが好ましい。また、図２に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合には、前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる有機化合物層を発光層４として用いることが好ましい。また、図３に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合には、前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる有機化合物層をキャリア輸送能を持つ発光層６として用いることが好ましい。さらに、図４に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合には、前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる有機化合物層を、例えば、ホール輸送層３、キャリア輸送能を持つ発光層６としていずれも用いることができるが、キャリア輸送能を持つ発光層６として用いることが、工程数を大きく削減できるためコスト的に好ましい。
【０１０３】
前記電荷輸送性ポリウレタンを有機化合物層として用いる本発明の有機ＥＬ素子としては、上記各層構成の中で図３、図４の構成が、素子として作製が容易であり、電荷輸送性ポリウレタンの特性を反映でき、十分な輝度、安定性、耐久性を達成できる点で好ましい構成である。
【０１０４】
なお、本発明における前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる有機化合物層は良好なホール輸送能を有し、例えば前記のように図４で表される発光素子のホール輸送層３にも用いることができる。この場合、キャリア輸送能を持つ発光層６には電子輸送性の発光層が設けられ、代表的な例としては下図（Ｖ−１〜９）に示される化合物を挙げることができる。
【０１０５】
【化１４】
【０１０６】
図１〜図４に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、発光層４もしくはキャリア輸送能を持つ発光層６は、目的に応じて機能（ホール輸送能、あるいは電子輸送能）が付与された前記電荷輸送性ポリウレタンを含有する有機化合物層であることが好ましい。
【０１０７】
この場合の有機化合物層は、基本的には前記電荷輸送性ポリウレタン単独で形成されるが、有機ＥＬ素子に注入されるホールと電子とのバランスを調節するために、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電子輸送材料を層全体の質量に対して１０〜５０質量％の範囲で分散させてもよい。このような電子輸送材料としては、前記電荷輸送性ポリウレタンと強い電子相互作用を示さない有機化合物を用いることが好ましく、より好ましくは下記化合物（VI）が用いられるが、これに限定されるものではない。
【０１０８】
【化１５】
【０１０９】
同様にホール移動度を調節するために、電荷輸送性ポリウレタン以外のホール輸送材料、好ましくはテトラフェニレンジアミン誘導体を層全体の質量に対して１０〜５０質量％の範囲で同時に分散させて用いてもよい。
【０１１０】
また、発光層４もしくはキャリア輸送能を持つ発光層６には、有機ＥＬ素子の耐久性向上あるいは発光効率の向上を目的として、前記電荷輸送性ポリウレタンと異なる色素化合物をドーピングしてもよい。ドーピングは溶液または分散液中に所定の色素を混合することで行う。発光層中における色素化合物のドーピングの割合としては、層全体の質量の０．００１〜４０質量％の範囲であることが好ましく、０．０１〜１０質量％の範囲であることがより好ましい。
【０１１１】
このようなドーピングに用いられる色素化合物としては、発光材料との相溶性がよく、かつ発光層の良好な薄膜形成を妨げない有機化合物が用いられ、ＤＣＭ誘導体、キナクリドン誘導体、ルブレン誘導体、ポルフィリン系化合物等が好適に用いられる。具体例として、下記の化合物（VII−１）〜（VII−４）を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１１２】
【化１６】
【０１１３】
図１〜図４に示される層構成の有機ＥＬ素子の場合、透明絶縁体基板１としては、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２は、透明絶縁体基板１と同様に発光を取り出すため透明であって、かつホールの注入を効率よく行うために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、及び蒸着あるいはスパッタされた金、白金、パラジウム等が好ましく用いられる。
【０１１４】
図１及び図２に示される層構成の有機ＥＬ素子の場合、電子輸送層５には、電子輸送能を示す化合物が電荷輸送性材料として用いられる。このような電子輸送層に用いられる電子輸送性材料としては、有機低分子の場合、真空蒸着法により良好な薄膜形成が可能な有機化合物が好ましく用いられ、具体的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を挙げることができる。また、高分子の場合には、それ自身を含む溶液または分散液を塗布・乾燥することにより良好な薄膜形成が可能であることが条件である。電子輸送性材料としては、具体的に下記の化合物（VIII−１）〜（VIII−３）が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。また、他の汎用の樹脂等と混合して用いてもよい。
【０１１５】
【化１７】
【０１１６】
図２及び図４に示される層構成の有機ＥＬ素子の場合、ホール輸送層３には、ホール輸送能を示す化合物が電荷輸送性材料として用いられる。該電荷輸送性材料が有機低分子の場合には、真空蒸着法により、もしくは有機低分子と結着樹脂とを含む溶液または分散液を塗布・乾燥することにより、良好な薄膜形成が可能であることが材料選択の条件とされる。また、ホール輸送能を示す電荷輸送性材料が高分子の場合には、それ自身を含む溶液または分散液を塗布・乾燥することにより良好な薄膜形成が可能であることが材料選択の条件である。
【０１１７】
ホール輸送能を示す電荷輸送性材料としては、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が好ましく用いられるが、特に好適な具体例として、下記例示化合物（IX−１）〜（IX−８）を挙げることができるが、これらの中では、電荷輸送性ポリウレタンとの相溶性がよいことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましく用いられる。また、上記化合物を他の汎用の樹脂等と混合して用いてもよい。
【０１１８】
【化１８】
【０１１９】
図１〜図４に示される層構成の有機ＥＬ素子の場合、背面電極７には、真空蒸着可能で、かつ電子注入を効率よく行うために仕事関数の小さな金属が使用されるが、特にマグネシウム、アルミニウム、銀、インジウム及びこれらの合金が好ましく用いられる。また、背面電極７の表面には、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等の金属、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等が挙げられる。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。
【０１２０】
これら図１〜図４に示される有機ＥＬ素子の各層形成は以下のように行われる。まず、透明電極２の表面に各有機ＥＬ素子の層構成に応じて、ホール輸送層３あるいはキャリア輸送能を持つ発光層６を形成する。ホール輸送層３及びキャリア輸送能を持つ発光層６は、上記各材料を真空蒸着法、もしくは有機溶媒中に溶解あるいは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極２表面に製膜するスピンコーティング法、ディップ法等により形成される。
【０１２１】
次に、各有機ＥＬ素子の層構成に応じて、ホール輸送層３、発光層４、電子輸送層５あるいはキャリア輸送能を持つ発光層６は、上記各材料を、真空蒸着法、もしくは有機溶媒中に溶解あるいは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極２表面に成膜するスピンコーティング法、ディップ法等を用いることによって形成される。
【０１２２】
形成されるホール輸送層３、発光層４及び電子輸送層５の膜厚は、各々０．１μｍ以下であることが好ましく、特に０．０３〜０．０８μｍの範囲であることが好ましい。また、キャリア輸送能を持つ発光層６の膜厚は、０．０３〜０．２μｍの範囲であることが好ましく、０．０５〜０．１μｍの範囲であることがより好ましい。
【０１２３】
上記各材料（前記電荷輸送性ポリウレタン、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。塗布液を用いた成膜法の場合、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は、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。
【０１２４】
そして、最後に、電子輸送層５あるいはキャリア輸送能を持つ発光層６の表面に、背面電極７を真空蒸着法により形成し、有機ＥＬ素子が完成される。
【０１２５】
本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極間に、例えば、４〜２０Ｖで、電流密度１〜２００ｍＡ／ｃｍ²の直流電圧を印加することによって、１００ｃｄ／ｍ²程度以上に十分発光させることができる。
【０１２６】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
まず、各実施例に用いた電荷輸送性ポリウレタンは、例えば以下のようにして得た。
【０１２７】
−合成例１〔例示化合物（７）〕−
表２の１４に記載のモノマー２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌとを、容量５０ｍｌのフラスコに入れて攪拌し溶解させ、該フラスコ中に、ヘキサメチレンジイソシアネート０．５４ｇをクロロベンゼン１０ｍｌに溶解した溶液を３０分かけて滴下した後、窒素気流下、１５０℃で２時間加熱攪拌した。反応終了後、室温まで冷却し、反応溶液を撹拌されたメタノール３００ｍｌ中に滴下して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乾燥させた後、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３０ｍｌに溶解し、この溶液をメタノール３００ｍｌ中に滴下する再沈殿を３回繰り返すことによって、１．９ｇの電荷輸送性ポリウレタンを得た。分子量はＧＰＣにて測定したところ、Ｍｗ＝１．０９×１０⁵（スチレン換算）であり、モノマーの分子量から求めたｐの値は約１６８であった。
【０１２８】
−合成例２〔例示化合物（１３）〕−
表３の２２に記載のモノマー２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌとを、容量５０ｍｌのフラスコに入れて攪拌し溶解させ、該フラスコ中に、ヘキサメチレンジイソシアネート０．５２ｇをクロロベンゼン１０ｍｌに溶解した溶液を３０分かけて滴下した後、窒素気流下、１５０℃で２時間加熱攪拌した。反応終了後、室温まで冷却し、反応溶液を撹拌されたメタノール３００ｍｌ中に滴下して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乾燥させた後、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３０ｍｌに溶解し、この溶液をメタノール３００ｍｌ中に滴下する再沈殿を３回繰り返すことによって、１．８ｇの電荷輸送性ポリウレタンを得た。分子量はＧＰＣにて測定したところ、Ｍｗ＝１．１７×１０⁵（スチレン換算）であり、モノマーの分子量から求めたｐの値は約１７２であった。
【０１２９】
−合成例３〔例示化合物（６８）〕−
表１０の８０に記載のモノマー２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌとを、容量５０ｍｌのフラスコに入れて攪拌し溶解させ、該フラスコ中に、ヘキサメチレンジイソシアネート０．５２ｇをクロロベンゼン１０ｍｌに溶解した溶液を３０分かけて滴下した後、窒素気流下、１５０℃で３時間加熱攪拌した。反応終了後、室温まで冷却し、反応溶液を撹拌されたメタノール３００ｍｌ中に滴下して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た後、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３０ｍｌに溶解し、この溶液をメタノール３００ｍｌに滴下する再沈殿を３回繰り返すことによって、２．１ｇの電荷輸送性ポリウレタンを得た。分子量はＧＰＣにて測定したところ、Ｍｗ＝１．１１×１０⁵（スチレン換算）であり、モノマーの分子量から求めたｐの値は約１３４であった。
【０１３０】
（実施例１）
合成例１に記載の電荷輸送性ポリウレタンの５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。この溶液を用いて、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表面に、ディップ法により塗布し、膜厚約０．１μｍのホール輸送層を形成した。十分乾燥させたこのホール輸送層の表面に、発光材料として昇華精製した前記例示化合物（Ｖ−１）をタングステンボートに入れ、真空蒸着法により蒸着して、膜厚０．０５μｍのキャリア輸送能を持つ発光層を形成した。この時の真空度は１．３３×１０^-3Ｐａ、ボート温度は３００℃であった。続いてこの発光層の表面に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。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
【０１３１】
以上のように作製した有機ＥＬ素子を、真空中（１．３３×１０^-1Ｐａ）でＩＴＯ電極側をプラス、Ｍｇ−Ａｇ背面電極をマイナスとして９Ｖの直流電圧を印加し、発光について測定を行い、このときの最高輝度、及び発光色を評価した。それらの結果を表２２に示す。また、乾燥窒素中で有機ＥＬ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４００ｃｄ／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２２に示す。
【０１３２】
（実施例２）
合成例１に記載の電荷輸送性ポリウレタン９９質量部と、発光材料として化合物（VII−１）１質量部とを混合し、１０質量％ジクロロエタン溶液を調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、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表面に、ディップ法により膜厚約０．１５μｍのキャリア輸送能を持つ発光層を形成した。充分乾燥させた後、該キャリア輸送能を持つ発光層表面に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。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１３３】
（実施例３）
合成例１に記載の電荷輸送性ポリウレタンを２質量部と、発光材料として化合物（VII−３）を０．１質量部と、電子輸送材料として前記化合物（VI）を１質量部とを混合し、１０質量％ジクロロエタン溶液を調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、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表面に、ディップ法により塗布して、膜厚約０．１５μｍのキャリア輸送能を持つ発光層を形成した。十分乾燥させた後、該キャリア輸送能を持つ発光層表面に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。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１３４】
（実施例４）
合成例１に記載の電荷輸送性ポリウレタンの５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。この溶液を用いて、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表面に、ディップ法により塗布し、膜厚約０．１μｍのキャリア輸送能を持つ発光層を形成した。十分乾燥させた後、該キャリア輸送能を持つ発光層表面に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。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１３５】
（実施例５）
合成例１の電荷輸送性ポリウレタンの代わりに、合成例２の電荷輸送性ポリウレタンを用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１３６】
（実施例６）
合成例１の電荷輸送性ポリウレタンの代わりに、合成例２の電荷輸送性ポリウレタンを用いた以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１３７】
（実施例７）
合成例１の電荷輸送性ポリウレタンの代わりに、合成例２の電荷輸送性ポリウレタンを用いた以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１３８】
（実施例８）
合成例１の電荷輸送性ポリウレタンの代わりに、合成例２の電荷輸送性ポリウレタンを用いた以外は実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１３９】
（実施例９）
合成例１の電荷輸送性ポリウレタンの代わりに、合成例３の電荷輸送性ポリウレタンを用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１４０】
（実施例１０）
合成例１の電荷輸送性ポリウレタンの代わりに、合成例３の電荷輸送性ポリウレタンを用いた以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１４１】
（実施例１１）
合成例１の電荷輸送性ポリウレタンの代わりに、合成例３の電荷輸送性ポリウレタンを用いた以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１４２】
（実施例１２）
合成例１の電荷輸送性ポリウレタンの代わりに、合成例３の電荷輸送性ポリウレタンを用いた以外は実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１４３】
（比較例１）
前記ホール輸送能を示す化合物（IX−１）を１質量部と、発光材料として前記の化合物（VII−１）を１質量部と、結着樹脂としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を１質量部とを混合し、１０質量％ジクロロエタン溶液を調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、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表面に、ディップ法により塗布して膜厚０．１５μｍのホール輸送層を形成した。十分乾燥させたホール輸送層表面に、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。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１４４】
（比較例２）
ホール輸送性高分子化合物として、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）を２質量部、発光材料として前記化合物（VII−１）を０．１質量部、電子輸送材料として前記化合物（VIII−１）を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ＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、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表面に、ディップ法により塗布して膜厚０．１５μｍのホール輸送層を形成した。十分乾燥させた後、該ホール輸送層表面に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。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
上記有機ＥＬ素子について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２２に示す。
【０１４５】
【表２２】
【０１４６】
上記実施例に示すように、本発明の有機ＥＬ素子は、駆動電流密度が低いにもかかわらず高い最高輝度を示し、特に実施例５、７、８、１０においては、９００ｃｄ／ｍ²以上の最高輝度が得られた。これに対し、比較例の有機ＥＬ素子では、十分な最高輝度、素子寿命が得られなかった。
【０１４７】
【発明の効果】
前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンは、有機ＥＬ素子に好適なイオン化ポテンシャルや電荷移動度及び発光特性を持ち、また、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ので、これを用いて形成された本発明の有機ＥＬ素子は、十分に高い輝度を示し、また、膜厚を比較的厚く設定できるため、ピンホール等の不良も少なく、大面積化も容易であり、しかも優れた耐久性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の積層型有機ＥＬ素子の一例を示す模式的断面図である。
【図２】 本発明の積層型有機ＥＬ素子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ＥＬ素子の他の一例を示す模式的断面図である。
【図４】 本発明の積層型有機ＥＬ素子の他の一例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 透明絶縁体基板
２ 透明電極
３ ホール輸送層
４ 発光層
５ 電子輸送層
６ キャリア輸送能を持つ発光層
７ 背面電極

Claims (9)

1. 少なくとも一方が透明または半透明である陽極及び陰極よりなる一対の電極間に挾持された、一つまたは複数の有機化合物層より構成される電界発光素子において、該有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを１種以上含有し、
   前記電荷輸送性ポリウレタンが、下記一般式（ II −１）で示されるポリウレタンであることを特徴とする有機電界発光素子。
   〔一般式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）中、Ｘは置換または未置換の２価の芳香族基を表す。Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基、または炭素数２〜１０の２価の分枝状炭化水素基を表し、ｋは１を表す。Ｒ₁は水素原子、炭素数１〜１０の飽和もしくは不飽和炭化水素基、炭素数１〜４のアルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子、置換アミノ基、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。〕
   〔一般式（ II −１）中、Ａは上記一般式（Ｉ−１）及び（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はジイソシアネート残基を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。〕
2. 前記有機化合物層が少なくともキャリア輸送能を持つ発光層及び電子輸送層から構成され、前記発光層が、前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを、少なくとも１種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。
3. 前記有機化合物層が少なくともホール輸送層、発光層及び電子輸送層から構成され、前記発光層が、前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを、少なくとも１種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。
4. 前記有機化合物層が少なくともキャリア輸送能を持つ発光層から構成され、前記発光層が、前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを、少なくとも１種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。
5. 前記有機化合物層が少なくともホール輸送層及びキャリア輸送能を持つ発光層から構成され、前記発光層もしくはホール輸送層のうち少なくとも１つの層が、前記一般式（Ｉ−１）及び（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ウレタンを、少なくとも１種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。
6. 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
7. 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
8. 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子。
9. 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光素子。