JPH08190986A

JPH08190986A - 有機エレクトロルミネッセンス素子

Info

Publication number: JPH08190986A
Application number: JP7000481A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Onishi; 敏博大西; Masanobu Noguchi; 公信野口; Hideji Doi; 秀二土居; Yoshihiko Tsuchida; 良彦土田; Fumi Yamaguchi; 扶美山口
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-01-06
Filing date: 1995-01-06
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高分子を用いた高輝度、高発光効率、低駆動電
圧の有機ＥＬ素子を提供する。【構成】有機エレクトロルミネッセンス素子において、
発光層に用いる高分子蛍光体と有機化合物を含む層に用
いる有機化合物とに関してそれぞれ次に示すＥを求めた
とき、Ｅ＝Ｅ_OX−１２３９／λ_edge 〔λ_edge（ｎｍ）は薄膜の吸収端波長、Ｅ_OX（Ｖ）は酸
化開始電位〕高分子蛍光体および有機化合物のＥを、それぞれＥ₁、
Ｅ₂とすると０．７≦（Ｅ₁−Ｅ₂）≦１．２が成り立ち、高分子蛍光体が下式（１） −Ａｒ₁−ＣＲ₁＝ＣＲ₂− （１）〔Ａｒ₁はアリーレン基または複素環化合物基、Ｒ₁、
Ｒ₂は水素、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜
２０のアリール基、炭素数４〜２０の複素環化合物基お
よびシアノ基〕で示される繰り返し単位が全繰り返し単
位の５０モル％以上であり、ポリスチレン換算の数平均
分子量が１０³〜１０⁷である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子蛍光体と特定の
有機化合物を用いて作成された有機エレクトロルミネッ
センス素子（以下、有機ＥＬ素子ということがある。）
に関する。詳しくは、少なくともポリ（アリーレンビニ
レン）系高分子蛍光体からなる発光層と特定のエネルギ
ー準位を有する有機化合物を含む層とを有する有機ＥＬ
素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】無機蛍光体を発光材料として用いた無機
エレクトロルミネッセンス素子（以下、無機ＥＬ素子と
いうことがある。）は、例えばバックライトとしての面
状光源やフラットパネルディスプレイ等の表示装置に用
いられているが、発光させるのに高電圧の交流が必要で
あった。近年、Ｔａｎｇらは有機蛍光色素を発光層と
し、これと電子写真の感光体等に用いられている有機電
荷輸送化合物とを積層した二層構造を有する有機ＥＬ素
子を作製し、低電圧駆動、高効率、高輝度の有機ＥＬ素
子を実現させた（特開昭５９−１９４３９３号公報）。
有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子に比べ、低電圧駆動、高
輝度に加えて多数の色の発光が容易に得られるという特
長があることから素子構造や有機蛍光色素、有機電荷輸
送化合物について多くの試みが報告されている〔ジャパ
ニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）第２７巻、Ｌ２
６９頁（１９８８年）、ジャーナル・オブ・アプライド
・フィジックス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）第６５
巻、３６１０頁（１９８９年）〕。

【０００３】これまでに、発光層に用いる材料として
は、低分子量の有機蛍光色素が一般に用いられており、
高分子量の発光材料としては、ＷＯ９０１３１４８号公
開明細書、特開平３−２４４６３０号公報、アプライド
・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．）第５８巻、１９８２頁（１９９１年）などで提
案されていた。ＷＯ９０１３１４８号公開明細書の実施
例には、可溶性前駆体を電極上に成膜し、熱処理を行な
うことにより共役系高分子に変換されたポリ（ｐ−フェ
ニレンビニレン）薄膜が得られ、それを用いたＥＬ素子
が開示されている。また、特開平３−２４４６３０号公
報には、それ自身が溶媒に可溶であり、熱処理が不要で
あるという特徴を有する共役系高分子が例示されてい
る。アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）第５８巻、１９８２頁（１９９
１年）にも、溶媒に可溶な高分子発光材料およびそれを
用いて作成した有機ＥＬ素子が記載されている。しか
し、これらの材料を用いて作成された有機ＥＬ素子は、
発光効率が必ずしも十分に高くはなかった。

【０００４】一方、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）
（以下、ＰＶＣｚと称することがある。）は、正孔輸送
特性と蛍光特性を有しており、薄膜のエレクトロルミネ
ッセンスが報告されている〔ポリマー（ＰＯＬＹＭＥ
Ｒ）第２４巻、７４８頁（１９８３年）〕。また、ＰＶ
Ｃｚと発光剤（クマリン７）を含む高分子結着剤とを積
層した素子が緑色に発光することが示されている（特開
平４−２０９６号公報）。さらに、ＰＶＣｚと発光材料
としてトリス（８−キノリノール）アルミニウムとを積
層した素子が開示されている（特開平３−１９００８８
号公報）。また、ポリシランは正孔輸送性を有してお
り、薄膜のエレクトロルミネッセンスが報告されている
〔ケミストリーレターズ（ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＬｅｔ
ｔｅｒｓ）６５７頁（１９９０年）〕。しかし、これら
の素子は、発光効率や輝度が十分ではなく、駆動電圧も
高かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これまで報告された、
高分子を用いた有機ＥＬ素子では、素子の発光効率が必
ずしも高くないため、高輝度発光をさせるためには大き
な電流を流さなくてはならなかった。高分子を用いた高
輝度、高発光効率、低駆動電圧の有機ＥＬ素子が要望さ
れていた。

【０００６】本発明の目的は、高分子を用いた高輝度、
高発光効率、低駆動電圧の有機ＥＬ素子を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な事情をみて、高分子蛍光体を発光層として用いた有機
ＥＬ素子の発光効率を向上させるために鋭意検討した結
果、ポリ（アリーレンビニレン）系高分子蛍光体からな
る発光層と特定のエネルギー準位を有する有機化合物を
含む層とを積層することにより、高輝度、高発光効率、
低駆動電圧の有機ＥＬ素子が得られることを見出し、本
発明に至った。

【０００８】すなわち本発明は次に記す発明である。〔１〕少なくとも一方が透明または半透明である一対の
陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも発光層を
有し、かつ陽極と該発光層との間に、該発光層に隣接し
て有機化合物を含む層を設けた有機エレクトロルミネッ
センス素子において、該発光層に用いる高分子蛍光体と
該有機化合物を含む層に用いる有機化合物とに関してそ
れぞれ次に示すＥを求めたとき、

【数３】Ｅ＝Ｅ_OX−１２３９／λ_edge 〔ここで、λ_edge（ｎｍ）は薄膜の吸収スペクトルの吸
収端波長を示し、Ｅ_OX（Ｖ）は電気化学的に求めた酸化
開始電位を示す。〕該高分子蛍光体および該有機化合物のＥを、それぞれＥ
₁、Ｅ₂とすると

【数４】０．７≦（Ｅ₁−Ｅ₂）≦１．２が成り立ち、かつ該高分子蛍光体が下式（１）

【化６】 −Ａｒ₁−ＣＲ₁＝ＣＲ₂− （１）〔ここで、Ａｒ₁は、共役結合に関与する炭素原子数が
４個以上２０個以下からなるアリーレン基または複素環
化合物基、Ｒ₁、Ｒ₂はそれぞれ独立に水素、炭素数１
〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭
素数４〜２０の複素環化合物基およびシアノ基からなる
群から選ばれる基を示す。〕で示される繰り返し単位を
１種類以上含み、かつそれらの繰り返し単位の合計が全
繰り返し単位の５０モル％以上であり、ポリスチレン換
算の数平均分子量が１０³〜１０⁷であることを特徴と
する有機エレクトロルミネッセンス素子。

【０００９】〔２〕有機化合物が下式（２）

【化７】〔ここで、Ａｒ₂は下式（３）のカルバゾイル基を示
す。〕

【化８】〔Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、
Ｒ₁₁の部位の１つで式（２）の主鎖と結合しており、か
つ式（２）の主鎖と結合していない部位は、それぞれ独
立に水素、炭素数１〜２０のアルキル基およびアルコキ
シ基、炭素数６〜２０のアリール基およびアリールオキ
シ基並びに炭素数４〜２０の複素環化合物基からなる群
から選ばれる基を示す。〕で示される繰り返し単位を１
種類以上含み、かつそれらの繰り返し単位の合計が全繰
り返し単位の５０モル％以上であり、ポリスチレン換算
の数平均分子量が１０³〜１０⁷の高分子であることを
特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセン
ス素子。

【００１０】〔３〕有機化合物が下式（４）

【化９】〔ここで、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃はそれぞれ独立に水素、炭素数１
〜２０の直鎖状、分岐状のアルキル基および環状のシク
ロアルキル基、炭素数６〜２４のアリール基、炭素数７
〜２６のアラルキル基並びに炭素数４〜２０の複素環化
合物基からなる群から選ばれる基を示す。〕で示される
繰り返し単位を１種類以上含み、かつそれらの繰り返し
単位の合計が全繰り返し単位の５０モル％以上であり、
ポリスチレン換算の数平均分子量が１０³〜１０⁷の高
分子であることを特徴とする請求項１記載の有機エレク
トロルミネッセンス素子。

【００１１】〔４〕有機化合物を含む層が式（５）

【化１０】〔ここで、Ａｒ₃は、炭素数６〜２０のアリーレン基お
よび炭素数４〜２０の二価の複素環化合物基からなる群
から選ばれた基、またＡｒ₄、Ａｒ₅、Ａｒ₆、Ａｒ₇
はそれぞれ独立に、炭素数６〜２０のアリール基および
炭素数４〜２０の複素環化合物基からなる群から選ばれ
た基を示す。〕で示されるジアミン誘導体を高分子マト
リックスに分散させた薄膜からなり、該有機化合物を含
む層が該ジアミン誘導体を３０ｗｔ％以上９９ｗｔ％以
下含むことを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。

【００１２】〔５〕陰極と発光層との間に、該発光層に
隣接して電子輸送性化合物からなる層を設けたことを特
徴とする請求項１、２、３または４記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子。

【００１３】以下、本発明の有機ＥＬ素子について詳細
に説明する。本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも、高
分子蛍光体を含む発光層と、陽極と該発光層の間に該発
光層に隣接して、特定のエネルギー準位を有する有機化
合物を含む層を有する。

【００１４】本発明の有機ＥＬ素子の発光層に用いられ
る高分子蛍光体について説明する。該高分子蛍光体は、
式（１）で示される繰り返し単位を１種類以上含み、か
つそれらの繰り返し単位の合計が全繰り返し単位の５０
モル％以上である高分子蛍光体である。繰り返し単位の
構造にもよるが、式（１）で示される繰り返し単位が全
繰り返し単位の７０％以上であることがより好ましい。
該高分子蛍光体は、式（１）で示される繰り返し単位以
外の繰り返し単位として、２価の芳香族化合物基または
その誘導体、２価の複素環化合物基またはその誘導体、
およびそれらを組み合わせて得られる基などを含んでい
てもよい。具体的には、下記化１１に示す基およびそれ
らを組み合わせて得られる基などが例示される。

【００１５】

【化１１】（Ｒ₁₄〜Ｒ₁₀₅は、それぞれ独立に、水素；炭素数１〜
２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ
基；炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ
基並びに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群か
ら選ばれた基である。）また、式（１）で示される繰り返し単位や他の繰り返し
単位が、エーテル基、エステル基、アミド基、イミド基
などを有する非共役の単位で連結されていてもよいし、
繰り返し単位にそれらの非共役部分が含まれていてもよ
い。これらの中でエーテル基、エステル基が好ましく、
エーテル基が特に好ましい。

【００１６】本発明の高分子蛍光体において、式（１）
のＡｒ₁としては、共役結合に関与する炭素原子数が４
個以上２０個以下からなるアリーレン基または複素環化
合物基であり、上記化１１に示す２価の芳香族化合物基
またはその誘導体基、２価の複素環化合物基またはその
誘導体基、およびそれらを組み合わせて得られる基など
が例示される。

【００１７】これらのなかでフェニレン基、置換フェニ
レン基、ビフェニレン基、置換ビフェニレン基、ナフタ
レンジイル基、置換ナフタレンジイル基、アントラセン
−９，１０−ジイル基、置換アントラセン−９，１０−
ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、置換ピリジン
−２，５−ジイル基、チエニレン基および置換チエニレ
ン基が好ましい。さらに好ましくは、フェニレン基、ビ
フェニレン基、ナフタレンジイル基、ピリジン−２，５
−ジイル基、チエニレン基である。

【００１８】化６のＲ₁、Ｒ₂が水素またはシアノ基以
外の置換基である場合について述べると、炭素数１〜２
０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、デシル基、ラウリル基などが挙げら
れ、メチル基、エチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘ
プチル基、オクチル基が好ましい。

【００１９】アリール基としては、フェニル基、４−Ｃ
₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基（Ｃ ₁〜Ｃ₁₂は炭素数１
〜１２であることを示す。）、４−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル
フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などが例
示される。アリールオキシ基としては、フェノキシ基が
例示される。複素環化合物基としては２−チエニル基、
２−ピロリル基、２−フリル基、２−、３−または４−
ピリジル基などが例示される。

【００２０】溶媒可溶性の観点からは化６のＡｒ₁が、
１つ以上の炭素数４〜２０のアルキル基、アルコキシ基
およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基お
よびアリールオキシ基並びに炭素数４〜１４の複素環化
合物基から選ばれた基を有している繰り返し単位が３０
モル％以上含まれることが好ましい。

【００２１】これらの置換基としては以下のものが例示
される。炭素数４〜２０のアルキル基としては、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、デシル基、ラウリル基などが挙げられ、ペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基が好ましい。
また、炭素数４〜２０のアルコキシ基としては、ブトキ
シ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチル
オキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリ
ルオキシ基などが挙げられ、ペンチルオキシ基、ヘキシ
ルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基が好
ましい。アルキルチオ基としては、ブチルチオ基、ペン
チルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチ
ルチオ基、デシルオキシ基、ラウリルチオ基などが挙げ
られ、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ
基、オクチルチオ基が好ましい。アリール基としては、
フェニル基、４−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基、４
−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル基、１−ナフチル基、２
−ナフチル基などが例示される。アリールオキシ基とし
ては、フェノキシ基が例示される。複素環化合物基とし
ては２−チエニル基、２−ピロリル基、２−フリル基、
２−、３−または４−ピリジル基などが例示される。こ
れら置換基の数は、該高分子蛍光体の分子量と繰り返し
単位の構成によっても異なるが、溶解性の高い高分子蛍
光体を得る観点から、これらの置換基が分子量６００当
たり１つ以上であることがより好ましい。

【００２２】なお、本発明の有機ＥＬ素子に用いる高分
子蛍光体は、ランダム、ブロックまたはグラフト共重合
体であってもよいし、それらの中間的な構造を有する高
分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であ
ってもよい。蛍光の量子収率の高い高分子蛍光体を得る
観点からは完全なランダム共重合体よりブロック性を帯
びたランダム共重合体やブロックまたはグラフト共重合
体が好ましい。また、本発明の有機ＥＬ素子は、薄膜か
らの発光を利用するので該高分子蛍光体は、固体状態で
蛍光を有するものが用いられる。

【００２３】本発明の有機ＥＬ素子に用いる高分子蛍光
体の例として、より具体的には、下記化１２〜化１６で
示されるそれぞれの繰り返し単位からなる重合体、化１
２〜化１５で示されるそれぞれの繰り返し単位の側鎖長
の異なる２種類以上のものからなるブロック共重合体ま
たはランダム共重合体、化１３で示される繰り返し単位
と化１４で示される繰り返し単位の交互共重合体または
それらのモル比が１０：１〜１：１のランダム共重合
体、化１３で示される繰り返し単位と化１５で示される
繰り返し単位の交互共重合体またはそれらのモル比が１
０：１〜１：５のランダム共重合体、化１２で示される
繰り返し単位と化１６で示される繰り返し単位の交互共
重合体などが例示される。

【００２４】

【化１２】

【化１３】

【化１４】

【化１５】

【化１６】（ここで、Ｒ₁₀₆〜Ｒ₁₁₁、Ｒ₁₁₃〜Ｒ₁₁₄は、それぞ
れ独立に、水素；炭素数１〜２０のアルキル基、アルコ
キシ基およびアルキルチオ基；炭素数６〜１８のアリー
ル基およびアリールオキシ基並びに炭素数４〜１４の複
素環化合物基からなる群から選ばれた基である。また、
Ｒ₁₁₂は、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数６〜
１８のアリーレン基および炭素数４〜１４の２価の複素
環化合物基からなる群から選ばれた基である。）

【００２５】化１２〜化１５の具体的な置換基の例とし
て、Ｒ₁₀₆〜Ｒ₁₁₁、Ｒ₁₁₃〜Ｒ₁₁ ₄の場合、炭素数１
〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチ
ル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基などが挙げら
れ、メチル基、エチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘ
プチル基、オクチル基が好ましい。また、炭素数１〜２
０のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシ
ルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デ
シルオキシ基、ラウリルオキシ基などが挙げられ、メト
キシ基、エトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキ
シ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基が好まし
い。アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチ
オ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ
基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ
基、デシルチオ基、ラウリルチオ基などが挙げられ、メ
チルチオ基、エチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシル
チオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基が好ましい。
アリール基としては、フェニル基、４−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アル
コキシフェニル基、４−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル
基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などが例示され
る。アリールオキシ基としては、フェノキシ基が例示さ
れる。複素環化合物基としては２−チエニル基、２−ピ
ロリル基、２−フリル基、２−、３−または４−ピリジ
ル基などが例示される。

【００２６】Ｒ₁₁₂の場合、炭素数１〜１０のアルキレ
ン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン
基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチ
レン基、オクチレン基、デシレン基などが挙げられ、メ
チレン基、エチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、
ヘプチレン基、オクチレン基、デシレン基が好ましい。
アリーレン基としては、フェニレン基、置換フェニレン
基、ビフェニレン基、置換ビフェニレン基、ナフタレン
ジイル基、置換ナフタレンジイル基、アントラセン−
９，１０−ジイル基、置換アントラセン−９，１０−ジ
イル基が例示され、フェニレン基、ビフェニレン基、ナ
フタレンジイル基が好ましい。２価の複素環化合物基と
しては、ピリジン−２，５−ジイル基、置換ピリジン−
２，５−ジイル基、チエニレン基および置換チエニレン
基が例示され、ピリジン−２，５−ジイル基、チエニレ
ン基が好ましい。

【００２７】本発明の有機ＥＬ素子に用いる高分子蛍光
体に対する良溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレ
ン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、
キシレンなどが例示される。高分子蛍光体の構造や分子
量にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１ｗｔ％以上
溶解させることができる。

【００２８】本発明の高分子蛍光体は、分子量がポリス
チレン換算で１０³〜１０⁷であることが好ましく、そ
れらの重合度は繰り返し構造やその割合によっても変わ
る。成膜性の点から一般には繰り返し構造の合計数で好
ましくは４〜１００００、さらに好ましくは５〜３００
０、特に好ましくは１０〜２０００である。また、これ
らの高分子蛍光体を有機ＥＬ素子の発光材料として用い
る場合、その純度が発光特性に影響を与えるため、合成
後、再沈精製、クロマトグラフによる分別等の純化処理
をすることが望ましい。

【００２９】本発明の有機ＥＬ素子に用いる高分子蛍光
体の合成法としては特に限定されないが、例えば、芳香
族環または置換基を有する芳香族環にアルデヒド基が２
つ結合したジアルデヒド化合物と、芳香族環または置換
基を有する芳香族環にハロゲン化メチル基が２つ結合し
た化合物とトリフェニルホスフィンとから得られるジホ
スホニウム塩からのＷｉｔｔｉｇ反応が例示される。ま
た、他の合成法としては、芳香族環または置換基を有す
る芳香族環にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物
からの脱ハロゲン化水素法が例示される。さらに、芳香
族環または置換基を有する芳香族環にハロゲン化メチル
基が２つ結合した化合物のスルホニウム塩をアルカリで
重合して得られる中間体から熱処理により該高分子蛍光
体を得るスルホニウム塩分解法が例示される。この場合
には、中間体が溶媒可溶性であり、該高分子蛍光体は必
ずしも可溶性とは限らない。いずれの合成法において
も、モノマーとして、芳香族環以外の骨格を有する化合
物を加え、その存在割合を変えることにより、生成する
高分子蛍光体に含まれる繰り返し単位の構造を変えるこ
とができるので、式（１）で示される繰り返し単位が５
０モル％以上となるように加減して仕込み、共重合して
もよい。これらの方法のうち、Ｗｉｔｔｉｇ反応による
方法が、反応の制御や収率の点で好ましい。

【００３０】より具体的に、本発明の有機ＥＬ素子に用
いられる高分子蛍光体の１つの例であるアリーレンビニ
レン系共重合体の合成法を説明する。Ｗｉｔｔｉｇ反応
により高分子蛍光体を得る場合は、例えばまず、ビス
（ハロゲン化メチル）化合物、より具体的には、例え
ば、２，５−ジオクチルオキシ−ｐ−キシリレンジブロ
ミドをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶媒中、トリフェ
ニルホスフィンと反応させてホスホニウム塩を合成し、
これとジアルデヒド化合物、より具体的には、例えば、
テレフタルアルデヒドとを、例えばエチルアルコール
中、リチウムエトキシドを用いて縮合させるＷｉｔｔｉ
ｇ反応により、フェニレンビニレン基と２，５−ジオク
チルオキシ−ｐ−フェニレンビニレン基を含む高分子蛍
光体が得られる。この時、共重合体を得るために２種類
以上のジホスホニウム塩および／または２種類以上のジ
アルデヒド化合物を反応させてもよい。

【００３１】次に、本発明の有機ＥＬ素子の陽極と発光
層との間に、発光層に隣接して設けられる層に含まれる
有機化合物について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の
該有機化合物含有層に用いられる有機化合物は、該素子
の発光層に用いる高分子蛍光体に対して、次の条件を満
たしていればよい。すなわち、該発光層に用いる高分子
蛍光体と該有機化合物を含む層に用いる有機化合物とに
関してそれぞれ次に示すＥを求めたとき、

【数５】Ｅ＝Ｅ_OX−１２３９／λ_edge 〔ここで、λ_edge（ｎｍ）は薄膜の吸収スペクトルの吸
収端波長を示し、Ｅ_OX（Ｖ）は電気化学的に求めた酸化
開始電位を示す。〕該高分子蛍光体および該有機化合物のＥを、それぞれＥ
₁、Ｅ₂とすると

【数６】０．７≦Ｅ₁−Ｅ₂≦１．２が成り立てばよい。ここで、λ_edgeを求めるには、薄膜
の吸収スペクトルを測定し、ベースラインから吸収が立
ち上がる波長を求める。具体的には、石英板上に高分子
蛍光体または有機化合物の溶液をスピンコートして、厚
さ５０〜３００ｎｍの薄膜を形成し、吸収スペクトルを
求める。このスペクトルに対し、ベースライン、吸収の
立ち上がり部分にそれぞれ接する直線の交点の波長をλ
_edgeとする。

【００３２】また、Ｅ_OXを求めるには、電気化学的な測
定、具体的にはサイクリックボルタンメトリーを行な
い、ベースラインから酸化波が立ち上がる電位を求め
る。具体的には、例えばまず高分子蛍光体または有機化
合物の溶液からディッピングにより白金電極上に薄膜を
形成する。そして、適度な支持電解質を含む有機溶媒、
例えば０．１規定のテトラブチルアンモニウムテトラフ
ルオロボレートのアセトニトリル溶液中で、高分子蛍光
体または有機化合物で被覆した白金電極を作用極、もう
１つの被覆していない白金電極を対極、参照極として、
例えば銀／塩化銀電極、飽和カロメル電極、標準水素電
極等を用いて、サイクリックボルタンメトリーを行な
う。このとき電位の掃引速度、掃引範囲等の諸条件は、
高分子蛍光体の測定と有機化合物の測定で同一にし、掃
引速度は５０ｍＶ／秒、掃引範囲は−２００〜１２００
ｍＶ（参照極に対する電位）等が例示される。高分子蛍
光体または有機化合物が電解液に用いる溶媒に容易に溶
解する場合は、これらを電解液に溶解させて測定しても
よい。このときの濃度は、酸化波が容易に検出できるよ
うに選べばよい。得られたサイクリックボルタモグラム
に対し、ベースライン、酸化波の立ち上がり部分にそれ
ぞれ接する直線の交点の電位をＥ_OXとすればよい。

【００３３】本発明の有機ＥＬ素子に用いられる有機化
合物の例としては、式（２）で示される繰り返し単位を
１種類以上含み、かつそれらの繰り返し単位の合計が全
繰り返し単位の５０モル％以上である重合体、式（４）
で示される繰り返し単位を１種類以上含み、かつそれら
の繰り返し単位の合計が全繰り返し単位の５０モル％以
上である重合体、または、化１０で示されるジアミン誘
導体である。該有機化合物が高分子である場合は、式
（２）、式（４）で示される繰り返し単位以外の繰り返
し単位として、芳香族化合物基またはその誘導体、複素
環化合物基またはその誘導体、芳香族アミノ基またはそ
の誘導体からなる群から選ばれた基を側鎖に有するエチ
レン基または芳香族化合物基もしくはその誘導体、複素
環化合物基もしくはその誘導体を含んでいてもよい。繰
り返し単位の構造にもよるが、式（２）または式（４）
で示される繰り返し単位が全繰り返し単位の７０％以上
であることがより好ましい。該有機化合物が化１０のジ
アミン誘導体である場合は、高分子マトリックスに３０
ｗｔ％以上分散させて有機化合物を含む層を形成する。
該層中のジアミン誘導体は、５０ｗｔ％以上がより好ま
しい。

【００３４】式（２）で示される繰り返し単位として具
体的には、Ｎ−カルバゾイルエチレン基、２−アルキル
−Ｎ−カルバゾイルエチレン基、３−アルキル−Ｎ−カ
ルバゾイルエチレン基、２−フェニル−Ｎ−カルバゾイ
ルエチレン基、３−フェニル−Ｎ−カルバゾイルエチレ
ン基などが例示される。これらのなかでＮ−カルバゾイ
ルエチレン基が好ましい。

【００３５】ここで、式（３）で示される構造のＲ₃、
Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ ₉、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁が主
鎖との連結および水素以外の置換基である場合について
述べると、炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、
ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ラウ
リル基などが挙げられ、メチル基、エチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基が好ましい。
また、炭素数１〜２０のアルコキシ基としては、メトキ
シ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチ
ルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オ
クチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリルオキシ基な
どが挙げられ、メトキシ基、エトキシ基、ペンチルオキ
シ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチル
オキシ基が好ましい。アリール基としては、フェニル
基、４−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基、４−Ｃ₁〜
Ｃ₁₂アルキルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチ
ル基などが例示される。アリールオキシ基としては、フ
ェノキシ基が例示される。複素環化合物基としては２−
チエニル基、２−ピロリル基、２−フリル基、２−、３
−または４−ピリジル基などが例示される。

【００３６】式（４）で示される繰り返し単位のＲ₁₂、
Ｒ₁₃としては、水素、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状
のアルキル基または環状のシクロアルキル基、炭素数６
〜２４のアリール基、炭素数７〜２６のアラルキル基、
炭素数４〜２０の複素環化合物基からなる群から選ばれ
る基が挙げられる。具体的には、アルキル基として、メ
チル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、
ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基
などが例示される。シクロアルキル基としては、シクロ
ヘキシル基が例示される。アリール基としては、フェニ
ル基、ナフチル基、アンスリル基が例示される。アラル
キル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ｐ−ベン
ジル基が例示される。複素環化合物基としては２−チエ
ニル基、２−ピロリル基、２−フリル基、２−、３−ま
たは４−ピリジル基などが例示される。これらのうち、
メチル基、エチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、シクロヘキ
シル基、フェニル基、ベンジル基が好ましく、メチル
基、ｔｅｒｔ−ブチル基、シクロヘキシル基、フェニル
基が特に好ましい。高分子の安定性、合成の容易さのた
めには、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃のうち１つ以上が炭素数６〜２４の
アリール基であることが好ましい。

【００３７】本発明で用いる有機高分子化合物は、分子
量がポリスチレン換算で１０³〜１０⁷であることが好
ましく、それらの重合度は繰り返し構造やその割合によ
っても変わる。成膜性の点から一般には繰り返し構造の
合計数で好ましくは４〜１００００、さらに好ましくは
５〜３０００、特に好ましくは１０〜２０００である。

【００３８】なお、本発明の有機ＥＬ素子に用いる有機
高分子化合物は、ランダム、ブロックまたはグラフト共
重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有す
る高分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体
であってもよい。

【００３９】有機高分子化合物に対する良溶媒として
は、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、ト
ルエンなどが例示される。有機高分子化合物の構造や分
子量にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１ｗｔ％以
上溶解させることができる。

【００４０】本発明で用いる式（２）で表される繰り返
し単位を有する有機高分子化合物の合成法としては特に
限定されないが、例えば、ジャーナル・オブ・アプライ
ド・ポリマー・サイエンス（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡ
ｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ）第９
巻、３９３９頁（１９６５年）等に記載されている方法
と同様な方法を用いることができる。すなわち、例えば
ビニルモノマーのラジカル重合、カチオン重合を挙げる
ことができる。共重合体を得るために２種類以上のビニ
ルモノマーを反応させてもよい。

【００４１】本発明で用いる式（４）で表される繰り返
し単位を有する有機高分子化合物の合成法としては特に
限定されないが、例えば、ジャーナル・オブ・オルガノ
メタリック・ケミストリー（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯ
ｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ）第Ｃ
２７巻、１９８頁（１９８０年）、またはジャーナル・
オブ・ポリマー・サイエンス：ポリマー・ケミストリー
・エディション（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｌｙｍｅ
ｒＳｃｉｅｎｃｅ：ＰｏｌｙｍｅｒＣｈｅｍｉｓｔ
ｒｙＥｄｉｔｉｏｎ）第２２巻、１５９頁（１９８４
年）等に記載されている方法と同様な方法を用いること
ができる。

【００４２】すなわち、酸素および水分を除去した高純
度不活性雰囲気下で、下記一般式、化１７で代表される
ジクロロシランモノマー、または該ジクロロシランモノ
マーとの混合物をアルカリ金属からなる縮合触媒に接触
させてハロゲン脱離と縮重合を行ない、主鎖骨格に前記
式（４）で表される側鎖にアリール基を有する繰り返し
構造単位を含んだポリシラン化合物を合成する。

【００４３】

【化１７】〔ここで、Ｒ₁₁₅、Ｒ₁₁₆は、それぞれ独立に水素；炭
素数１〜２０の直鎖状、分岐状のアルキル基および環状
のシクロアルキル基；炭素数６〜２４のアリール基；炭
素数７〜２６のアラルキル基並びに炭素数４〜２０の複
素環化合物基からなる群から選ばれる基を示す。〕

【００４４】また、これらの有機高分子化合物を有機Ｅ
Ｌ素子において用いる場合、その純度が発光特性に影響
を与えるため、合成後、再沈精製、クロマトグラフによ
る分別等の純化処理をすることが望ましい。

【００４５】有機化合物を含む層に高分子マトリックス
に分散させたジアミン誘導体を用いる場合の、ジアミン
誘導体としては、式（５）に示す構造を有していればよ
い。ここで、Ａｒ₄、Ａｒ₅、Ａｒ₆、Ａｒ₇として
は、具体的には、フェニル基、２−メチルフェニル基、
３−メチルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル
基、チエニル基、フリル基、ピリジル基などが例示さ
れ、フェニル基、３−メチルフェニル基、チエニル基、
ピリジル基が好ましい。Ａｒ₃としては、１，４−フェ
ニレン基、１，３−フェニレン基、４，４’−ビフェニ
レン基、１，４−ナフチレン基、２，６−ナフチレン
基、９，１０−アントリレン基などが例示され、１，４
−フェニレン基、１，３−フェニレン基、４，４’−ビ
フェニレン基が好ましい。具体的な化合物としては、
４，４’−ビス（Ｎ（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ）ベンゼン、４，４’−ビス（Ｎ（３−メチ
ルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルが例示
される。

【００４６】また、高分子マトリックス材料としては、
ジアミン誘導体を分散させることができ、成膜性の良好
なものであれば特に限定されないが、電荷輸送を極度に
阻害しないものが好ましく、また、可視光に対する吸収
が強くないものが好適に用いられる。例えば、ポリ（Ｎ
−ビニルカルバゾール）、ポリアニリンおよびその誘導
体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリ（ｐ−フェ
ニレンビニレン）およびその誘導体、ポリ（２，５−チ
エニレンビニレン）およびその誘導体、ポリカーボネー
ト、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどが例示され
る。該高分子マトリックス材料の分子量は、成膜性が良
好な範囲であればよく、材料によっても異なるが、通
常、ポリスチレン換算の数平均分子量として１０³〜１
０⁷である。該高分子マトリックス材料に対する良溶媒
としては、材料にもよるが、クロロホルム、塩化メチレ
ン、ジクロロエタン、トルエンなどの内、該高分子マト
リックス材料を少なくとも０．１ｗｔ％以上溶解させる
ことができる溶媒を選択すればよい。分散させるジアミ
ン誘導体の量は、高分子マトリックスとジアミン誘導体
の合計に対して３０ｗｔ％以上９９ｗｔ％以下であり、
５０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下がより好ましい。

【００４７】なお、塗布により有機高分子化合物を含む
層、または有機化合物を高分子マトリックスに分散させ
た層と、高分子蛍光体からなる発光層とを積層するため
には、発光層を成膜する際に使用する溶媒に対して、用
いる有機高分子化合物または高分子マトリックス材料が
溶解する速度が十分に遅いことが望ましい。よって、有
機高分子化合物または高分子マトリックス材料の分子量
は、ポリスチレン換算で１０⁴〜１０⁷であることが好
ましい。また、有機化合物を含む層と発光層とはそれぞ
れ異なる溶媒から成膜されることが好ましい。具体的に
は、例えば有機化合物のクロロホルム溶液から層を成膜
した後に、高分子蛍光体のトルエン溶液から発光層を成
膜する等の方法が例示される。

【００４８】有機ＥＬ素子作成の際に、これらの有機溶
媒可溶性の高分子蛍光体および有機高分子化合物または
高分子マトリックスに分散させた有機化合物を用いるこ
とにより、溶液から成膜する場合、この溶液を塗布後乾
燥により溶媒を除去するだけでよく、また後述するさら
に電荷輸送材料や発光材料を混合した場合においても同
様な手法が適用でき、製造上非常に有利である。

【００４９】本発明の有機ＥＬ素子の構造については、
特に制限はなく、公知の構造が採用される。例えば、高
分子蛍光体からなる発光層、もしくは該高分子蛍光体と
電荷輸送材料（電子輸送材料と正孔輸送材料の総称を意
味する。）との混合物からなる発光層と陽極との間に有
機化合物を含む層を積層し、その両面に一対の電極を有
する構造のもの、さらに発光層と陰極との間に電子輸送
材料を含有する電子輸送層を積層したものが例示され
る。また、発光層や電荷輸送層は１層の場合と複数の層
を組み合わせる場合も本発明に含まれる。さらに、発光
層に、例えば下記に述べる該高分子蛍光体以外の発光材
料を混合使用してもよい。また、該高分子蛍光体および
／または電荷輸送材料を高分子化合物に分散させた層と
することもできる。

【００５０】本発明の高分子蛍光体とともに使用される
電荷輸送材料、すなわち、電子輸送材料または正孔輸送
材料としては公知のものが使用でき、特に限定されない
が、正孔輸送材料としてはピラゾリン誘導体、アリール
アミン誘導体、スチルベン誘導体またはトリフェニルジ
アミン誘導体等が、電子輸送材料としてはオキサジアゾ
ール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導
体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンも
しくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導
体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘
導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレ
ンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体または８
−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体等
が例示される。

【００５１】具体的には、特開昭６３−７０２５７号、
同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９
号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同
３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載さ
れているもの等が例示される。正孔輸送材料としてはト
リフェニルジアミン誘導体、電子輸送材料としてはオキ
サジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導
体、アントラキノンもしくはその誘導体または８−ヒド
ロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体が好まし
く、特に、正孔輸送材料としては４，４’−ビス（Ｎ
（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェ
ニル、電子輸送材料としては２−（４−ビフェニリル）
−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキ
サジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス
（８−キノリノール）アルミニウムが好ましい。これら
のうち、電子輸送性の化合物と正孔輸送性の化合物のい
ずれか一方、または両方を同時に使用すればよい。これ
らは単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用い
てもよい。

【００５２】発光層／有機化合物含有層と電極との間に
さらに電荷輸送層を設ける場合、これらの電荷輸送材料
を使用して電荷輸送層を形成してもよい。また、電荷輸
送材料を発光層に混合して使用する場合、電荷輸送材料
の使用量は使用する化合物の種類等によっても異なるの
で、十分な成膜性と発光特性を阻害しない量範囲でそれ
らを考慮して適宜決めればよい。通常、発光材料に対し
て１〜４０重量％であり、より好ましくは２〜３０重量
％である。

【００５３】本発明の高分子蛍光体と共に使用できる既
知の発光材料としては特に限定されないが、例えば、ナ
フタレン誘導体、アントラセンもしくはその誘導体、ペ
リレンもしくはその誘導体、ポリメチン系、キサンテン
系、クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロ
キシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、芳香族ア
ミン、テトラフェニルシクロペンタジエンもしくはその
誘導体またはテトラフェニルブタジエンもしくはその誘
導体などを用いることができる。具体的には、例えば特
開昭５７−５１７８１号、同５９−１９４３９３号公報
に記載されているもの等、公知のものが使用可能であ
る。

【００５４】次に、本発明の有機ＥＬ素子の代表的な作
製方法について述べる。陽極および陰極からなる一対の
電極で、透明または半透明な電極としては、ガラス、透
明プラスチック等の透明基板の上に、透明または半透明
の電極を形成したものが用いられる。陽極の材料として
は、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が用い
られる。具体的にはインジウム・スズ・オキサイド（Ｉ
ＴＯ）、酸化スズ等からなる導電性ガラスを用いて作成
された膜（ＮＥＳＡなど）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ等
が用いられる。作製方法としては真空蒸着法、スパッタ
リング法、メッキ法などが用いられる。

【００５５】この陽極上に前記有機化合物を含む層を形
成する。形成方法としては有機高分子化合物の溶融液、
溶液または混合液を使用して、スピンコーティング法、
キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロ
ールコート法等の塗布法、または高分子マトリックス材
料と有機化合物とを溶液状態または溶融状態で混合し分
散させた後の溶液または混合液をスピンコーティング
法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート
法、ロールコート法等の塗布法が例示されるが、溶液ま
たは混合液をスピンコーティング法、キャスティング
法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法等
の塗布法により成膜するのが特に好ましい。

【００５６】有機化合物を含む層の膜厚としては、好ま
しくは１ｎｍ〜１μｍ、さらに好ましくは２〜５００ｎ
ｍである。電流密度を上げて発光効率を上げるためには
５〜１００ｎｍの範囲が好ましい。次いで、発光材料と
して上記高分子蛍光体、または該高分子蛍光体と電荷輸
送材料を含む発光層を形成する。形成方法としてはこれ
ら材料の溶融液、溶液または混合液を使用してスピンコ
ーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バ
ーコート法、ロールコート法等の塗布法が例示される
が、溶液または混合液をスピンコーティング法、キャス
ティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコ
ート法等の塗布法により成膜するのが特に好ましい。

【００５７】発光層の膜厚としては好ましくは１ｎｍ〜
１μｍ、さらに好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍである。
電流密度を上げて発光効率を上げるためには５〜１００
ｎｍの範囲が好ましい。なお、有機化合物を含む層およ
び発光層を塗布法により薄膜化した場合には、溶媒を除
去するため、有機化合物を含む層形成後および／または
発光層形成後に、減圧下または不活性雰囲気下、好まし
くは３０〜３００℃、さらに好ましくは６０〜２００℃
の温度で加熱乾燥することが望ましい。

【００５８】また、該発光層の上にさらに電子輸送層を
積層する場合には、上記の成膜方法で発光層を設けた後
にその上に電子輸送層を形成することが好ましい。

【００５９】電子輸送層の成膜方法としては、特に限定
されないが、粉末状態からの真空蒸着法、または溶液に
溶かした後のスピンコーティング法、キャスティング
法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法等
の塗布法、または高分子化合物と電子輸送材料とを溶液
状態または溶融状態で混合し分散させた後のスピンコー
ティング法、キャスティング法、ディッピング法、バー
コート法、ロールコート法等の塗布法を用いることがで
きる。混合する高分子化合物としては、特に限定されな
いが、電子輸送を極度に阻害しないものが好ましく、ま
た、可視光に対する吸収が強くないものが好適に用いら
れる。

【００６０】例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェ
ンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレ
ン）もしくはその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビ
ニレン）もしくはその誘導体、ポリカーボネート、ポリ
アクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルまたはポ
リシロキサンなどが例示される。成膜が容易に行なえる
という点では、高分子化合物を用いる場合は塗布法を用
いることが好ましい。

【００６１】電子輸送層の膜厚は、少なくともピンホー
ルが発生しないような厚みが必要であるが、あまり厚い
と、素子の抵抗が増加し、高い駆動電圧が必要となり好
ましくない。したがって、電荷輸送層の膜厚は１ｎｍ〜
１μｍ、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍ、さらに好まし
くは５〜１００ｎｍである。

【００６２】次いで、発光層または電子輸送層の上に電
極を設ける。この電極は電子注入陰極となる。その材料
としては、特に限定されないが、イオン化エネルギーの
小さい材料が好ましい。例えば、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｃ
ａ、Ｌｉ、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｉｎ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｉ
ｎ合金、Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｍｇ−Ｌｉ合金、Ａｌ−Ｌｉ
合金またはグラファイト薄膜等が用いられる。陰極の作
製方法としては真空蒸着法、スパッタリング法等が用い
られる。

【００６３】

【実施例】以下本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。ここで、数平均分子量に
ついては、クロロホルムを溶媒として、ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりポリスチレ
ン換算の数平均分子量を求めた。実施例１＜高分子蛍光体１の合成と評価＞２，５−ジオクチルオ
キシ−ｐ−キシリレンジブロミドをＮ，Ｎ−ジメチルホ
ルムアミド溶媒中、トリフェニルホスフィンと反応させ
てホスホニウム塩を合成した。得られたホスホニウム塩
１９．１重量部、イソフタルアルデヒド１．３４重量
部、およびテレフタルアルデヒド１．３４重量部を、エ
チルアルコールに溶解させた。２．３重量部のリチウム
エトキシドを含むエチルアルコール溶液をホスホニウム
塩とジアルデヒドのエチルアルコール溶液に滴下し、室
温で３時間重合させた。一夜室温で放置した後、沈殿を
濾別し、エチルアルコールで洗浄後、クロロホルムに溶
解、これにエタノールを加え再沈生成した。これを減圧
乾燥して、重合体２．０重量部を得た。これを高分子蛍
光体１という。

【００６４】モノマーの仕込み比から計算される高分子
蛍光体１の繰り返し単位とそのモル比を下記に示す。

【化１８】該高分子蛍光体１のポリスチレン換算の数平均分子量
は、９．８×１０³であった。該高分子蛍光体１の構造
については赤外吸収スペクトル、ＮＭＲで確認した。

【００６５】石英板上に高分子蛍光体１の０．２ｗｔ％
クロロホルム溶液をスピンコートして、薄膜を形成し、
吸収スペクトルを測定した。このスペクトルに対し、ベ
ースライン、吸収の立ち上がり部分にそれぞれ接する直
線を引くと、その交点の波長は５２０ｎｍであった。次
に、高分子蛍光体１の１ｗｔ％クロロホルム溶液からデ
ィッピングにより白金電極上に薄膜を形成し、作用極と
した。そして、０．１規定のテトラブチルアンモニウム
テトラフルオロボレートのアセトニトリル溶液中で、被
覆していない白金電極を対極、参照極として銀／塩化銀
電極を用いて、サイクリックボルタンメトリーを行なっ
た。このとき掃引速度は５０ｍＶ／秒、掃引範囲は−２
００〜１２００ｍＶ（ｖｓ銀／塩化銀電極）とした。
得られたサイクリックボルタモグラムに対し、ベースラ
イン、酸化波の立ち上がり部分にそれぞれ接する直線を
引くと、その交点の電位は０．７００Ｖであった。よっ
てＥ₁＝０．７００−１２３９／５２０＝−１．６８３
であった。

【００６６】＜素子の作成および評価＞スパッタリング
によって、４０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基
板に、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）の１．０ｗｔ％
クロロホルム溶液を用いて、ディッピングにより７５ｎ
ｍの厚みで成膜した。次に、高分子蛍光体１の１．０ｗ
ｔ％トルエン溶液を用いて、スピンコートにより４０ｎ
ｍの厚みで成膜した。更に、これを減圧下８０℃で１時
間乾燥した後、電子輸送層として、トリス（８−キノリ
ノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃）を０．１〜０．２ｎ
ｍ／ｓの速度で７０ｎｍ蒸着した。最後に、その上に陰
極としてマグネシウム−銀合金（Ｍｇ：Ａｇ＝９：１重
量比）を１５０ｎｍ、次いでアルミニウムを５０ｎｍ蒸
着して有機ＥＬ素子を作製した。蒸着のときの真空度は
すべて８×１０^-6Ｔｏｒｒ以下であった。この素子に電
圧１２．５Ｖを印加したところ、電流密度３０．０ｍＡ
／ｃｍ²の電流が流れ、輝度１９００ｃｄ／ｍ²の黄緑
色のＥＬ発光が観察された。この時の発光効率は、６．
３ｃｄ／Ａであった。輝度はほぼ電流密度に比例してい
た。また、ＥＬピーク波長は５３４ｎｍで、高分子蛍光
体１の薄膜の蛍光ピーク波長とほぼ一致しており高分子
蛍光体１よりのＥＬ発光が確認された。この素子の有機
化合物含有層に用いたポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）
に対して高分子蛍光体１の場合と同じ方法でλ_edge、Ｅ
_OXを求めたところ、それぞれ３７０ｎｍ、０．７２０Ｖ
であり、Ｅ₂＝０．７２０−１２３９／３７０＝−２．
６２９である。よって、この素子においては、Ｅ₁−Ｅ
₂＝０．９４６であった。

【００６７】実施例２＜高分子蛍光体２の合成と評価＞ホスホニウム塩４７．
７５重量部、テレフタルアルデヒド６．７重量部を用
い、イソフタルアルデヒドを用いず、リチウムエトキシ
ドを５．８重量部用いた以外は実施例１と同じ方法で合
成、洗浄、再沈を行ない、重合体８．０重量部を得た。
これを高分子蛍光体２という。モノマーの仕込み比から
計算される高分子蛍光体２の繰り返し単位とそのモル比
を下記に示す。

【化１９】該高分子蛍光体２のポリスチレン換算の数平均分子量
は、１．０×１０⁴であった。該高分子蛍光体２の構造
については赤外吸収スペクトル、ＮＭＲで確認した。高
分子蛍光体２に対して、実施例１の高分子蛍光体１の場
合と同じ方法でλ_ed _ge、Ｅ_OXＸを求めたところ、それぞ
れ５５０ｎｍ、０．７００Ｖであり、Ｅ₂＝０．７００
−１２３９／５５０＝−１．５５３であった。＜素子の作成および評価＞高分子蛍光体１の代わりに高
分子蛍光体２を用いた以外は、実施例１と同じ方法で素
子を作成した。この素子に電圧１２．５Ｖを印加したと
ころ、電流密度４４．５ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、輝
度１４４５ｃｄ／ｍ²の黄緑色のＥＬ発光が観察され
た。この時の発光効率は、３．３ｃｄ／Ａであった。輝
度はほぼ電流密度に比例していた。また、ＥＬピーク波
長は５４０ｎｍで、高分子蛍光体２の薄膜の蛍光ピーク
波長とほぼ一致しており高分子蛍光体２よりのＥＬ発光
が確認された。また、この素子においては、Ｅ₁−Ｅ₂
＝１．０７６であった。

【００６８】実施例３＜素子の作成および評価＞スパッタリングによって、４
０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、Ｎ、
Ｎ’−ビス（３メチルフェニル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニ
ル−［１、１’−ビフェニル］−４、４’−ジアミン
（以下、ＴＰＤということがある）、０．５ｗｔ％、ポ
リビニルカルバゾール、０．５ｗｔ％のクロロホルム溶
液を用いて、ディッピングにより５０ｎｍの厚みで成膜
した。次いで、発光層として、実施例２で合成した高分
子発光体２の１．０ｗｔ％トルエン溶液を用いてスピン
コートにより５０ｎｍの厚みで成膜した。これを減圧下
１５０℃で１時間乾燥した後、電子輸送層として、トリ
ス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃）を
０．１〜０．２ｎｍ／ｓの速度で７０ｎｍ蒸着した。最
後に、その上に陰極としてマグネシウム−銀合金（Ｍ
ｇ：Ａｇ＝９：１重量比）を１５０ｎｍ、さらにその上
にアルミニウムを１５０ｎｍ蒸着して有機ＥＬ素子を作
製した。蒸着のときの真空度はすべて８×１０^-6Ｔｏｒ
ｒ以下であった。この素子に電圧１２．５Ｖを印加した
ところ、電流密度１５６．９ｍＡ／ｃｍ ²の電流が流
れ、輝度５９０８ｃｄ／ｍ²の黄緑色のＥＬ発光が観察
された。この時の発光効率は、３．７ｃｄ／Ａであっ
た。輝度はほぼ電流密度に比例していた。更に電流密度
を増すと最高輝度３１２６０ｃｄ／ｍ²に達した。ま
た、ＥＬピーク波長は５３８ｎｍで、高分子蛍光体２の
薄膜の蛍光ピーク波長とほぼ一致しており高分子蛍光体
２よりのＥＬ発光が確認された。ＴＰＤに対して、実施
例１の高分子蛍光体１の場合と同じ方法でλ_edgeを求め
たところ３８５ｎｍであった。また、０．１規定のテト
ラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのアセト
ニトリル溶液中にＴＰＤを１ｗｔ％溶解させ、被覆して
いない白金電極を作用極とした以外は実施例１の高分子
蛍光体１の場合と同じ方法でＥ_OXを求めたところ、０．
７１０Ｖであった。よって、Ｅ₂＝０．７１０−１２３
９／３８５＝−２．５０８である。また、この素子にお
いては、Ｅ ₁−Ｅ₂＝０．９５５であった。

【００６９】比較例１スパッタリングによって、４０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を
付けたガラス基板に、高分子蛍光体１の１．０ｗｔ％ク
ロロホルム溶液を用いて、ディッピングにより８５ｎｍ
の厚みで成膜した。次に、これを減圧下８０℃で１時間
乾燥した後、電子輸送層として、トリス（８−キノリノ
ール）アルミニウム（Ａｌｑ₃）を０．１〜０．２ｎｍ
／ｓの速度で７０ｎｍ蒸着した。最後に、その上に陰極
としてマグネシウム−銀合金（Ｍｇ：Ａｇ＝９：１重量
比）を１５０ｎｍ、次いでアルミニウムを５０ｎｍ蒸着
して有機ＥＬ素子を作製した。蒸着のときの真空度はす
べて８×１０^-6Ｔｏｒｒ以下であった。この素子に電圧
１２．５Ｖを印加したところ、電流密度３２．８ｍＡ／
ｃｍ²の電流が流れ、輝度９２０ｃｄ／ｍ²の黄緑色の
ＥＬ発光が観察された。この時の発光効率は、２．８ｃ
ｄ／Ａであった。輝度はほぼ電流密度に比例していた。
また、ＥＬピーク波長は５３４ｎｍで、高分子蛍光体１
の薄膜の蛍光ピーク波長とほぼ一致しており高分子蛍光
体１よりのＥＬ発光が確認された。。

【００７０】比較例２高分子蛍光体１の代わりに高分子蛍光体２を用いた以外
は、比較例１と同じ方法で素子を作成した。この素子に
電圧１２．５Ｖを印加したところ、電流密度６．６ｍＡ
／ｃｍ²の電流が流れ、輝度１２０ｃｄ／ｍ²の黄緑色
のＥＬ発光が観察された。この時の発光効率は、１．８
ｃｄ／Ａであった。輝度はほぼ電流密度に比例してい
た。また、ＥＬピーク波長は５４０ｎｍで、高分子蛍光
体２の薄膜の蛍光ピーク波長とほぼ一致しており高分子
蛍光体２よりのＥＬ発光が確認された。

【００７１】比較例３高分子蛍光体からなる層を設けなかった以外は、実施例
１と同じ方法で素子を作成した。この素子に電圧１２．
５Ｖを印加したところ、電流密度２．５ｍＡ／ｃｍ²の
電流が流れ、輝度６５ｃｄ／ｍ²の黄緑色のＥＬ発光が
観察された。この時の発光効率は、２．６ｃｄ／Ａであ
った。輝度はほぼ電流密度に比例していた。また、ＥＬ
ピーク波長は５３０ｎｍで、Ａｌｑ₃の薄膜の蛍光ピー
ク波長とほぼ一致しており、スペクトルの形状も一致す
ることより、電子輸送層に用いたＡｌｑ₃よりのＥＬ発
光が確認された。

【００７２】

【表１】このように、実施例１、実施例２または実施例３におけ
る高分子蛍光体からなる層と有機化合物を含む層を積層
した有機ＥＬ素子は、有機化合物を含む層を有していな
い比較例１もしくは比較例２の有機ＥＬ素子、または高
分子蛍光体を含む層を有していない比較例３の有機ＥＬ
素子よりも、高い輝度と高い発光効率を有するなど、優
れたＥＬ特性を示した。

【００７３】実施例４＜ポリメチルフェニルシランの合成と評価＞乾燥した５
００ｍｌの褐色三ツ口フラスコに、褐色ジムロート冷却
器、攪拌羽根、褐色滴下ロートを取付けて、褐色ジムロ
ート冷却器の上部をアルゴンで封止した。この三ツ口フ
ラスコ中に脱水トルエン７５ｍｌと金属ナトリウム７．
９７グラム（０．３５モル）を仕込み攪拌しながらオイ
ルバスでトルエンの還流温度まで加熱した。次に減圧蒸
留精製（沸点、８３℃、１０Ｔｏｒｒ）したフェニルメ
チルジクロロシラン（信越化学工業株式会社製）３０グ
ラム（０．１６モル）を滴下ロートを用いて反応系にゆ
っくり滴下した。滴下終了後、トルエンの還流温度で２
４時間攪拌し、縮重合させた。この後室温まで冷却し、
生成した塩（ＮａＣｌ）と合成したフェニルメチルポリ
シランのトルエン溶液とをＧ５ガラスフィルターにより
ろ別し、ろ液（トルエン溶液）を水洗した。ロータリー
エバポレータを用いてろ液のトルエンを除去し白色の固
体を得た。得られた白色固体をテトラヒドラフラン１０
０ｍｌに溶解させた後、約１リットルのイソプロピルア
ルコールにゆっくり滴下して再沈精製を行った。Ｇ５ガ
ラスフィルターにより沈殿物をろ別し白色の粉体を得
た。収率は４６％で、ポリスチレン換算の数平均分子量
は１．０×１０⁴であった。該ポリメチルフェニルシラ
ンの構造については赤外吸収スペクトル、ＮＭＲで確認
した。このポリメチルフェニルシランに対して、実施例
１の高分子蛍光体１の場合と同じ方法でλ_edge、Ｅ_OXを
求めたところ、それぞれ３６０ｎｍ、０．９００Ｖであ
り、Ｅ₂＝０．９００−１２３９／３６０＝−２．５４
２であった。

【００７４】＜素子の作成および評価＞スパッタリング
によって、４０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基
板に、実施例４で合成したポリメチルフェニルシラン、
０．５ｗｔ％、ポリビニルカルバゾール、０．５ｗｔ％
のクロロホルム溶液を用いて、ディッピングにより５０
ｎｍの厚みで成膜した。次いで、発光層として、実施例
２で合成した高分子発光体２の１．０ｗｔ％トルエン溶
液を用いてスピンコートにより５０ｎｍの厚みで成膜し
た。これを減圧下１５０℃で１時間乾燥した後、電子輸
送層として、トリス（８−キノリノール）アルミニウム
（Ａｌｑ₃）を０．１〜０．２ｎｍ／ｓの速度で７０ｎ
ｍ蒸着した。最後に、その上に陰極としてマグネシウム
−銀合金（Ｍｇ：Ａｇ＝９：１重量比）を１５０ｎｍ、
さらにその上にアルミニウムを１５０ｎｍ蒸着して有機
ＥＬ素子を作製した。蒸着のときの真空度はすべて８×
１０ ^-6Ｔｏｒｒ以下であった。この素子の輝度１．０ｃ
ｄ／ｍ²の発光が認められる最低電圧（以下、駆動電圧
ということがある。）は５．８３Ｖであった。また、こ
の素子においては、Ｅ₁−Ｅ₂＝０．９８５であった。

【００７５】実施例５＜素子の作成および評価＞ポリビニルカルバゾールの代
わりにポリカーボネートを用いた以外は、実施例３と同
じ方法で素子を作成した。この素子の輝度１．０ｃｄ／
ｍ²の発光が認められる最低電圧は５．７５Ｖであっ
た。また、この素子においては、Ｅ₁−Ｅ₂＝０．９５
５であった。

【００７６】比較例４比較例２の素子の輝度１．０ｃｄ／ｍ²の発光が認めら
れる最低電圧は７．５０Ｖであった。実施例４、５、比
較例４の結果をまとめて表２に示す。

【表２】このように、実施例４または実施例５の高分子蛍光体を
含む層と有機化合物を含む層を積層した有機ＥＬ素子
は、有機化合物を含む層を有していない比較例４の有機
ＥＬ素子よりも、非常に低い駆動電圧を有するなど、優
れたＥＬ特性を示した。

【００７７】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ素子は、融点や分解温
度が比較的高い高分子材料を用いているので熱的に安定
で、積層構造を有しているため素子の発光効率が高いも
のと考えられる。また塗布法により容易に有機化合物含
有層および発光層を形成できることから、非常に容易に
高輝度、高発光効率、低駆動電圧の有機ＥＬ素子を作製
することができる。このように、本発明の高分子蛍光体
を含む層と有機化合物を含む層を有する有機ＥＬ素子
は、作成が容易で、また優れた発光特性を示すので、バ
ックライトとしての面状光源，フラットパネルディスプ
レイ等の装置として好ましく使用できる。

フロントページの続き (72)発明者土田良彦茨城県つくば市北原６住友化学工業株式会社内 (72)発明者山口扶美茨城県つくば市北原６住友化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明または半透明である
一対の陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも発
光層を有し、かつ陽極と該発光層との間に、該発光層に
隣接して有機化合物を含む層を設けた有機エレクトロル
ミネッセンス素子において、該発光層に用いる高分子蛍
光体と該有機化合物を含む層に用いる有機化合物とに関
してそれぞれ次に示すＥを求めたとき、【数１】Ｅ＝Ｅ_OX−１２３９／λ_edge 〔ここで、λ_edge（ｎｍ）は薄膜の吸収スペクトルの吸
収端波長を示し、Ｅ_OX（Ｖ）は電気化学的に求めた酸化
開始電位を示す。〕該高分子蛍光体および該有機化合物のＥを、それぞれＥ
₁、Ｅ₂とすると【数２】０．７≦（Ｅ₁−Ｅ₂）≦１．２が成り立ち、かつ該高分子蛍光体が下式（１）【化１】 −Ａｒ₁−ＣＲ₁＝ＣＲ₂− （１）〔ここで、Ａｒ₁は、共役結合に関与する炭素原子数が
４個以上２０個以下からなるアリーレン基または複素環
化合物基、Ｒ₁、Ｒ₂はそれぞれ独立に水素、炭素数１
〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭
素数４〜２０の複素環化合物基およびシアノ基からなる
群から選ばれる基を示す。〕で示される繰り返し単位を
１種類以上含み、かつそれらの繰り返し単位の合計が全
繰り返し単位の５０モル％以上であり、ポリスチレン換
算の数平均分子量が１０³〜１０⁷であることを特徴と
する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】有機化合物が下式（２）【化２】〔ここで、Ａｒ₂は下式（３）のカルバゾイル基を示
す。〕【化３】〔Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、
Ｒ₁₁の部位の１つで式（２）の主鎖と結合しており、か
つ式（２）の主鎖と結合していない部位は、それぞれ独
立に水素；炭素数１〜２０のアルキル基およびアルコキ
シ基；炭素数６〜２０のアリール基およびアリールオキ
シ基並びに炭素数４〜２０の複素環化合物基からなる群
から選ばれる基を示す。〕で示される繰り返し単位を１
種類以上含み、かつそれらの繰り返し単位の合計が全繰
り返し単位の５０モル％以上であり、ポリスチレン換算
の数平均分子量が１０³〜１０⁷の高分子であることを
特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセン
ス素子。
【請求項３】有機化合物が下式（４）【化４】〔ここで、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃はそれぞれ独立に水素、炭素数１
〜２０の直鎖状、分岐状のアルキル基および環状のシク
ロアルキル基、炭素数６〜２４のアリール基、炭素数７
〜２６のアラルキル基並びに炭素数４〜２０の複素環化
合物基からなる群から選ばれる基を示す。〕で示される
繰り返し単位を１種類以上含み、かつそれらの繰り返し
単位の合計が全繰り返し単位の５０モル％以上であり、
ポリスチレン換算の数平均分子量が１０³〜１０⁷の高
分子であることを特徴とする請求項１記載の有機エレク
トロルミネッセンス素子。
【請求項４】有機化合物を含む層が式（５）【化５】〔ここで、Ａｒ₃は、炭素数６〜２０のアリーレン基お
よび炭素数４〜２０の二価の複素環化合物基からなる群
から選ばれた基、またＡｒ₄、Ａｒ₅、Ａｒ₆、Ａｒ₇
はそれぞれ独立に、炭素数６〜２０のアリール基および
炭素数４〜２０の複素環化合物基からなる群から選ばれ
た基を示す。〕で示されるジアミン誘導体を高分子マト
リックスに分散させた薄膜からなり、該有機化合物を含
む層が該ジアミン誘導体を３０ｗｔ％以上９９ｗｔ％以
下含むことを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。
【請求項５】陰極と発光層との間に、該発光層に隣接し
て電子輸送性化合物からなる層を設けたことを特徴とす
る請求項１、２、３または４記載の有機エレクトロルミ
ネッセンス素子。