JP4192422B2 - 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、詳しくは特定の電子輸送性材料を用いることにより素子作製を容易にし、さらに安定性が向上した有機電界発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ素子は、自発光性の全固体素子であり、視認性が高く衝撃にも強いため、広く応用が期待されている。現在は無機螢光体を用いたものが主流であるが、２００Ｖ以上の交流電圧が駆動に必要なため製造コストが高く、また輝度が不十分等の問題点を有している。
【０００３】
一方、有機化合物を用いた有機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（Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，Ｖｏｌ．９４，１７１（１９８２））。しかしながら、この方法で得られた薄膜は、駆動電圧が３０Ｖと未だ高く、また、膜中における電子・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の薄膜を真空蒸着法により順次積層した機能分離型の有機ＥＬ素子において、１０Ｖ程度の低電圧で１０００ｃｄ／ｍ²以上の高輝度が得られるものが報告されており（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５１，９１３（１９８７））、以来、積層型のＥＬ素子の研究・開発が活発に行われている。
【０００５】
しかしながら、このタイプの有機ＥＬ素子では、複数の蒸着工程において０．１μｍ以下の薄膜を形成していくためピンホールを生じ易く、十分な性能を得るためには厳しく管理された条件下で膜厚の制御を行うことが必要である。従って、生産性が低くかつ大面積化が難しいという問題がある。また、有機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ホール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る。例えば、電子輸送性材料の場合、これまで特開平７−１０９４５４号公報等に記載されているように、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＯ）を初めとするオキサジアゾール誘導体を電子輸送性材料として使用することが提案されているものの、得られた薄膜は結晶化しやすく、電荷輸送・注入特性の面からも充分とはいえない。また、電子輸送性材料はオキサジアゾール化合物以外に種類が乏しく、低電圧駆動・高効率化の面からも電荷輸送・注入特性にも優れたさらなる材料の開発が望まれているのが現状である。
【０００６】
一方、積層型有機ＥＬ素子における生産性と大面積化に関する問題の解決を目指し、単層構造の有機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（Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３５７，４７７（１９９２）等）、ホール輸送性ポリビニルカルバゾール中に電子輸送性材料と螢光色素を混入した（第３８回応用物理学関係連合講演会予稿集３１ｐ−Ｇ−１２（１９９１））素子が提案されているが、未だ輝度、発光効率等が有機低分子化合物を用いた積層型有機ＥＬ素子には及ばない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術の上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は素子製造が容易で十分な輝度が得られ、耐久性に優れた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため電子輸送性材料に関し鋭意検討した結果、下記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物が、有機ＥＬ素子として好適な電子注入特性、電子移動度、薄膜形成能を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された一つ又は複数の有機化合物層より構成されるものであって、有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式（１）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の少なくとも１種を含有してなり、前記ポリエステル化合物が、Ａが下記構造１を表しＢが２価の脂肪族炭化水素を表す化合物、Ａが２価の脂肪族炭化水素を表しＢが下記構造２を表す化合物、Ａが下記構造３を表しＢが下記構造４を表す化合物、又は、Ａが２価の脂肪族炭化水素を表しＢが下記構造１を表す化合物であることを特徴とする。
【００１０】
【化３】
【００１１】
［一般（Ｉ）式中、ｎは１０〜２０００を表す。］
【００１２】
【化４】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子において、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有する有機化合物層は、さらに有機低分子化合物を含有してなることが好ましい。この有機低分子化合物は電子受容性化合物又は電子供与性化合物であることが好ましい。
【００１４】
本発明の有機ＥＬ素子において、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物は、他の繰り返し単位を含む共重合ポリエステル化合物であってもよい。
【００１５】
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、少なくとも発光層及び電子輸送層から構成、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、或いは、少なくともホール輸送層及び発光層から構成され、発光層又は電子輸送層が前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物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、有機化合物層が少なくとも発光層から構成されてなり、該発光層が前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有してなるもののいずれでもよい。なお、機能分離型における発光層はキャリア輸送能と発光能を兼ね備えたものであってもよいし、発光能のみ備えたものでもよい。
【００１６】
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（ホール輸送性材料、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物以外の電子輸送性材料）を含有してもよく、この電荷輸送性材料（ホール輸送性材料）としては、ホール輸送性高分子であることが好ましい。また、ホール輸送層が、ホール輸送性高分子を含有してなることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された一つ又は複数の有機化合物層より構成されるものであって、有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式（１）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の少なくとも１種を含有してなる。そして、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物は、Ａが下記構造１を表しＢが２価の脂肪族炭化水素を表す化合物、Ａが２価の脂肪族炭化水素を表しＢが下記構造２を表す化合物、Ａが下記構造３を表し Ｂが下記構造４を表す化合物、又は、Ａが２価の脂肪族炭化水素を表しＢが下記構造１を表す化合物である。前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物は、優れた電子注入特性、電子移動度、薄膜形成能を示すので、これを含有する層を有する本発明の有機ＥＬ素子は、素子製造が容易で十分な輝度が得られ、耐久性に優れる。
【００１８】
【化５】
【００１９】
一般（Ｉ）式中、ｎは１０〜２０００を表す。
【００２０】
【化６】
【００２１】
一般（Ｉ）式中、ＡおよびＢを表す２価の脂肪族炭化水素としては、炭素数１〜２０の２価の直鎖状炭化水素基または炭素数２〜２０の２価の分枝鎖状炭化水素基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数４〜１２の２価の直鎖状炭化水素基および炭素数３〜７の２価の分枝鎖状炭化水素基等が好適である。これら２価の脂肪族炭化水素の置換基としては、アルコキシル基やハロゲン原子等が挙げられる。
【００２２】
以下、一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位の具体例を示すが、これら具体例に限定されるわけではない。なお、表中に示す「化合物Ｎｏ」で示す繰り返し単位を有するポリエステル化合物を、例示化合物（Ｎｏ）という。例えば、化合物Ｎｏ１２で示す繰り返し単位を有するポリエステル化合物を例示化合物（１２）という。
【００２３】
【表１】
【００２４】
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又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一つ又は複数の有機化合物層とから構成され、該有機化合物層の少なくとも１層が一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有してなる。
【００２５】
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、有機化合物層はキャリア輸送能を持つ発光層を意味し、該発光層が一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有してなる。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持っていてもよいし、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、又は、ホール輸送層及び電子輸送層よりなるものを意味し、これらのホール輸送層を除く少なくとも一層が前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有してなる。具体的には、例えば、少なくとも発光層及び電子輸送層から構成、少なくともホール輸送層、発光層及び電子輸送層から構成、或いは、少なくともホール輸送層及び発光層から構成され、発光層又は電子輸送層が前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有してなるものが挙げられる。さらに、例えば、有機化合物層が発光層から構成されてなり、該発光層が前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有してなるものも挙げられる。
【００２６】
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（ホール輸送性材料、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物以外の電子輸送性材料）を含有してもよく、この電荷輸送性材料（ホール輸送性材料）としては、ホール輸送性高分子であることが好ましい。また、ホール輸送層が、ホール輸送性高分子を含有してなることが好ましい。詳しくは、後述する。
【００２７】
本発明の有機ＥＬ素子において、一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有する有機化合物層は、電気的特性をさらに改善する等の目的で、電子移動度を調節するために、さらに、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物（電子輸送性材料）と併せて、有機低分子化合物を含有してもよい。この特定の有機低分子化合物の添加量は１重量％ないし３０重量％の範囲でよい。この特定の有機低分子化合物としては、低分子系の電子受容性化合物、電子供与性化合物又は金属錯塩等が挙げられる。これらの中でも電子受容性化合物又は電子供与性化合物が好ましく、特に前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物とは独立の作用により、あるいは前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物と電荷移動錯体の形成等の相互作用により、電子伝導性を増強若しくは制御する機能を有する化合物が好ましい。これら有機低分子化合物は１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
電子受容性化合物の例としては、４−ニトロベンズアルデヒド等の芳香族ニトロ化合物、無水マレイン酸等の環状カルボン酸無水物、Ｎ−（ｎ−ブチル）−１，８−ナフタルイミド等の芳香族カルボン酸イミド類、ｐ−クロラニル、２，３−ジクロロアントラキノン等のキノン類、テトラシアノアントラキノンジメタン等のテトラシアノキシジメタン誘導体、９−ジシアノメチレンフルオレン−４−カルボン酸−ｎ−オクチル等のフルオレノン誘導体等が挙げられる。
電子供与性化合物の例としては、２，５−ビス（４−ジメチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールに代表されるオキサジアゾ−ル類、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセンのようなスチリル系化合物、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルヒドラゾン−３−メチリデン−９−エチルカルバゾールのようなカルバゾール化合物、１−フェニル−３−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）ベンジジンやトリ（４−メチルフェニル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（３，４−ジメチルフェニル）ビフェニル−４−アミン等のトリフェニルアミン系化合物、あるいは、テトラチアフルバレン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルフェニレンジアミン等が挙げられる。
有機金属錯塩の例としては、遷移金属元素又はＩＩＩ族、ＩＶ族金属元素等のアセチルアセトン錯体、アセト酢酸エステル錯体、オキシキノリン錯体、フェナントロリン錯体等の各種キレート錯体、あるいは、フェロセン等のシクロペンタジエニル錯体等が挙げられる。
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、より詳細に説明するが、これらに限定されるわけではない。
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の場合は、有機化合物層が複数の場合の一例であり、図３の場合は、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。
【００３０】
図１に示す有機ＥＬ素子は、透明絶縁体基板１上に、透明電極２、発光層４、電子輸送層及び背面電極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上に、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上に、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上に、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。
【００３１】
透明絶縁体基板１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。透明電極２は、透明絶縁体基板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行うため仕事関数の大きなものが好ましく、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の酸化膜、及び蒸着或いはスパッタされた金、白金、パラジウム等が用いられる。
【００３２】
本発明における前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を含有してなる有機化合物層は、図１及び図２に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、電子輸送層５として作用し、また、図３及び図４に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、キャリア輸送能を持つ発光層６として作用する。
【００３３】
図１及び図２に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、電子輸送層５は前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物単独で形成されていてもよいが、電気的特性をさらに改善する等の目的で、電子移動度を調節するために、上述のように一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物（電子輸送性材料）と併せて、有機低分子化合物を含有してもよい。また、成膜性の向上のため、他の汎用の樹脂等との混合でもよい。具体的な樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール樹脂、ポリシラン樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂等を用いることができる。これらの樹脂を併用する場合、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物が電子輸送層５を構成する材料の６０重量％以上となるよう混合することが好ましい。また、添加剤としては、公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等を用いることができる。
【００３４】
図１及び図２に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、発光層４には、固体状態で高い蛍光量子収率を示す化合物が発光材料として用いられる。発光材料が有機低分子の場合、真空蒸着法もしくは低分子と結着樹脂を含む溶液又は分散液を塗布・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。また、高分子の場合、それ自身を含む溶液又は分散液を塗布・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。好適には、有機低分子の場合、キレート型有機金属錯体、多核又は縮合芳香環化合物、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体等が、高分子の場合、ポリパラフェニレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアセチレン誘導体等が挙げられる。好適な具体例として、下記例示化合物（Ｘ−１）〜（Ｘ−１５）が用いられるが、これらに限定されたものではない。なお、例示化合物（Ｘ−１３）〜（Ｘ−１５）中、ｎ及びｘはそれぞれ独立に１以上の整数を示す。
【００３５】
【化７】
【００３６】
【化８】
【００３７】
また、発光層４には、有機ＥＬ素子の耐久性向上或いは発光効率の向上を目的として、上記発光材料中にゲスト材料として発光材料と異なる色素化合物をドーピングしてもよい。真空蒸着によって発光層を形成する場合、共蒸着によってドーピングを行い、溶液又は分散液を塗布・乾燥することで発光層を形成する場合、溶液又は分散液中に混合することでドーピングを行う。発光層４中における色素化合物のドーピングの割合としては０．００１重量％〜４０重量％程度、好ましくは０．０１重量％〜１０重量％程度である。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、発光材料との相容性が良く、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、好適には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挙げられる。好適な具体例として、下記例示化合物（ＸＩ−１）〜（ＸＩ−４）が用いられるが、これらに限定されたものではない。
【００３８】
【化９】
【００３９】
図２及び図４に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、ホール輸送層３には、電子供与性を示す化合物がホール輸送性材料として用いられる。ホール輸送性材料が有機低分子の場合、真空蒸着法もしくは低分子と結着樹脂を含む溶液又は分散液を塗布・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。好適には、テトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体等の芳香族アミン系低分子の場合、１，１‐ビス｛４‐（ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル｝シクロヘキサンの３級芳香族アミンユニットを連結した芳香族ジアミン化合物（特開昭５９−１９４３９３号公報）、４，４，−ビス［（Ｎ−１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族アミン（特関平５‐２３４６８１号公報）、トリフェニルベンゼンの誘導体でスターバースト構造を有する芳香族トリアミン（米国特許第４，９２３，７７４号）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３‐メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン等の芳香族ジアミン（米国特許第４，７６４，６２５号）、α，α，α’，α’−テトラメチル−α，α’−ビス（４‐ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）‐ｐ−キシレン（特開平３−２６９０８４号公報）、分子全体として立体的に非対称なトリフェニルアミン誘導体（特開平４−１２９２７１号公報）、ピレニル基に芳香族ジアミノ基が複数個置換した化合物（特開平４−１７５３９５号公報）、エチレン基で３級芳香族アミンユニットを連結した芳香族ジアミン（特開平４−２６４１８９号公報）、スチリル構造を有する芳香族ジアミン（特開平４−２９０８５１号公報）、チオフェン基で芳香族３級アミンユニットを連結したもの（特開平４−３０４４６６号公報）、スターバースト型芳香族トリアミン（特開平４−３０８６８８号公報）、ベンジルフェニル化合物（特開平４−３６４１５３号公報）、フルオレン基で３級アミンを連結したもの（特開平５‐２５４７３号公報）、トリアミン化合物（特開平５−２３９４５５号公報）、ビスジピリジルアミノビフェニル（特開平５‐３２０６３４号公報）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリフェニルアミン誘導体（特開平６−１９７２号公報）、フェノキザジン構造を有する芳香族ジアミン（特開平５−２９０７２８号公報）、ジアミノフェニルフェナントリジン誘導体（特願平６−４５６６９号公報）に示される化合物、誘導体等を使用することができる。また、芳香族アミン系低分子以外の有機低分子化合物である場合、ヒドラゾン化合物（特開平２−３１１５９１号公報）、シラザン化合物（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、シラナミン誘導体（特開平６−４９０７９号公報）、ホスファミン誘導体（特開平６−２５６５９号公報）、キナクリドン化合物、４‐ジ−ｐ−トリルアミノスチルベン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン等のスチルベン化合物、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ポリシラン誘導体等を使用することができる。また、上記の有機低分子化合物以外に、ホール輸送性高分子も好適に用いることができ、具体的には、例えば、ポリビニルカルバゾールやポリシラン（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９巻、２７６０頁，１９９１年等が挙げられる）、ポリフォスファゼン（特開平５−３１０９４９号公報）、ポリアミド（特開平５−１０９４９号公報）、ポリビニルトリフェニルアミン（特願平５‐２０５３７７号明細書）、トリフェニルアミン骨格を有する高分子（特開平４−１３３０６５号公報）トリフェニルアミン単位をメチレン基等で連結した高分子（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ，５５−５７巻，４１６３頁，１９９３年）、芳香族アミンを含有するポリエステル（特開平８−２１１６４０号公報）、芳香族アミンを含有するポリエーテル（特開平８‐１７６２９３号公報）、芳香族アミンを含有するポリメタクリレート（Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．Ｅｄ．，２１巻、９６９頁、１９８３年）等の高分子材料を用いることもできる。これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に応じて、各々、混合して用いてもよい。好適な具体例として、下記例示化合物（ＸＩＩ−１）〜（ＸＩＩ−７）が挙げられるが、これらに限定されたものではない。
【００４０】
【化１０】
【００４１】
【化１１】
【００４２】
図３及び図４に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、キャリア輸送能を持つ発光層６は、例えば、少なくとも前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物（電子輸送性材料）中に発光材料を５０重量％以下分散させた有機化合物層であり、発光材料としては前記例示化合物（Ｘ−１）ないし化合物（Ｘ−１２）が好適に用いられるが、有機ＥＬ素子に注入されるホールと電子のバランスを調節するために、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物以外の特定の電荷輸送性材料（例えば、上述したホール輸送性高分子等）を併用してもよい。また、発光材料と異なる色素化合物をドーピングしてもよい。さらに、図１に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合と同様、成膜性の向上のため、他の汎用の樹脂等との混合でもよい。
【００４３】
背面電極７には、真空蒸着可能で、電子注入を行うため仕事関数の小さな金属が使用されるが、特に好ましくはマグネシウム、アルミニウム、銀、インジウム及びこれらの合金である。また、素子の水分や酸素による劣化を防ぐために背面電極上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。
【００４４】
これら図１〜図４に示される有機ＥＬ素子は、まず透明電極２の上に各有機ＥＬ素子の層構成に応じて、ホール輸送層３或いは発光層４を形成する。ホール輸送層３及び発光層４は、それぞれ、ホール輸送性材料、発光材料を真空蒸着法、もしくは有機溶媒中に溶解或いは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極２上にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて製膜することにより形成する。
【００４５】
次に、電子輸送層５及びキャリア輸送能を持つ発光層６は、まず前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物単独、或いはこれらの電子輸送性材料と発光材料、及び必要に応じて電子輸送性材料、ホール輸送性材料を有機溶媒中に溶解或いは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極上にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて製膜することによって形成される。これにより容易に有機ＥＬ素子を作製することが可能である。
【００４６】
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、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程度が好ましい。ホール輸送性材料、発光材料、電子輸送性材料及び前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の分散状態は分子分散状態でも微粒子分散状態でも構わない。塗布液を用いた製膜法の場合、分子分散状態とするためには、分散溶媒はホール輸送性材料、発光材料、電子輸送性材料及び前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の共通溶媒を用いる必要があり、微粒子分散状態とするために分散溶媒はホール輸送性材料、発光材料、電子輸送性材料の分散性及び溶解性、ならびに前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の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。
【００４７】
そして、最後に、電子輸送層５或いはキャリア輸送能を持つ発光層６の上に背面電極７を真空蒸着法により形成することにより素子が完成される。
【００４８】
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発光させることができる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を説明する。用いた一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物（電子輸送性材料）は、例えば以下のようにして得た。
【００５０】
（合成例１〔例示化合物（１）の合成〕）
１，１０−デカンジオール１．７４ｇ（１０ｍｍｏｌ）及びピリジン２．０ｍｌ（２５ｍｍｏｌ）を３０ｍｌの１，１，２，２−テトラクロロエタンに溶解し、約５０℃に加温、撹拌しながら、ベンゾフェノン−４，４’−ジカルボン酸塩化物３．０７ｇ（１０ｍｍｏｌ）を３０ｍｌの１，１，２，２−テトラクロロエタンに溶解した溶液を約１時間かけて滴下した。滴下終了後、４時間撹拌を続けた後、混合物をメタノール３００ｍｌ中に注ぎ、析出した沈殿を濾過、メタノール、水、アセトンで洗浄、減圧乾燥し、白色固体３．１４ｇを得た（収率：７７％）。得られた白色固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、赤外吸収スペクトル：７２６，１６６６，１２６６ｃｍ^-1であり、例示化合物（１）であった。
【００５１】
（合成例２〔例示化合物（７）の合成〕）
２，５−ジヒドロキシ−１，４−ベンゾキノン１．４０ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び水酸化ナトリウム０．８２ｇ（２０ｍｍｏｌ）を３０ｍｌの水に溶解し、ヨウ化テトラ（ｎ−ブチル）アンモニウム５０ｍｇを加え、急速に撹拌しながら、塩化スベリロイル１．８０ｍｌ（１０ｍｍｏｌ）をジクロロメタン３０ｍｌに溶解した溶液を一度に加え、室温（〜２０℃）で２時間撹拌を続けた。反応終了後、有機相を分取し、水で洗浄した後、メタノール４００ｍｌ中に注ぎ、析出した沈殿を濾取、メタノール及び水で洗浄、減圧乾燥し、黄褐色固体２．７０ｇを得た（収率：９７％相当）。得られた黄褐色固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、赤外吸収スペクトル：２９４０，２８６８，１７７６，１６８４ｃｍ^-1であり。例示化合物（７）であった。
【００５２】
（合成例３〔例示化合物（２３）の合成）
１，４−ジヒドロキシアントラキノン２．４０ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び水酸化ナトリウム０．８４ｇ（２１ｍｍｏｌ）を水４０ｍｌに溶解し、ヨウ化テトラ（ｎ−ブチル）アンモニウム５０ｍｇを加え、急速に撹拌しながら、２，２−ジフェニル−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン−４’，４’−ジカ
ルボン酸塩化物４．３０ｇ（１０ｍｍｏｌ）をジクロロメタン３０ｍｌに溶解した溶液を一度に加え、室温で２時間撹拌を続けた。反応終了後、有機相を分取し水で洗浄した後、メタノール５００ｍｌ中に注ぎ、析出した沈殿を濾取、メタノール及び水で洗浄、減圧乾燥し、黄褐色固体５．６６ｇを得た（収率：９５％相当）。得られた黄褐色固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、赤外吸収スペクトル：１７５２，１６８２，１５９２ｃｍ^-1であり、例示化合物（２３）であった。
【００５３】
（合成例４〔例示化合物（３２）の合成）
４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン２．１４ｇ（１０ｍｍｏｌ）、水酸化
ナトリウム０．８２ｇ（２０ｍｍｏｌ）、及びヨウ化テトラ（ｎ−ブチル）アンモニウム５０ｍｇを水３０ｍｌに溶解し、急速に撹拌しながら、塩化セバコイル２．４０ｇ（１０ｍｍｏｌ）をジクロロメタン５０ｍｌに溶解した溶液を加え、室温で３時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をジクロロメタン５０ｍｌ及び水１００ｍｌで希釈し、有機相を分取し水で洗浄した後、メタノール２００ｍｌ中に注ぎ、析出した沈殿を濾過、メタノール、水、アセトンで洗浄、減圧乾燥し、白色固体３．０３ｇを得た（収率：７９％）。得られた白色固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、赤外吸収スペクトル：２９３２，２８５６，１７６０，１６５２，１６０２ｃｍ^-1であり、例示化合物（３２）であった。
【００５４】
（実施例１）
２ｍｍ幅の短冊型にエッチングしたＩＴＯガラス基板を２−プロパノール（電子工業用、関東化学製）で超音波洗浄した後、乾燥させた。この基板上に前記例示化合物（ＸＩＩ−２）で示されるホール輸送性材料より構成される厚さ０．０５０μｍのホール輸送層を、さらに前記例示化合物（Ｘ−１）で示される発光材料より構成される厚さ０．０６５μｍの発光層を順次真空蒸着法により形成した。続いて、合成例１で得られた例示化合物（１）を５重量％の割合でｍ−クレゾールに溶解し、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て得られた溶液をスピンコーター法により塗布して膜厚０．０５０μｍの電子輸送層を形成し、最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
【００５５】
（実施例２）
前記例示化合物（ＸＩＩ−６）で示されるホール輸送性高分子を５重量％の割合でジクロロエタンに溶解し溶液を調製し、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て得られた溶液をスピンコーター法により塗布して膜厚０．０５０μｍのホール輸送層を形成した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
【００５６】
（実施例３）
前記例示化合物（ＸＩＩ−７）で示されるホール輸送性高分子を５重量％の割合でジクロロエタンに溶解し溶液を調製し、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フイルターで濾過して得られた溶液をスピンコーター法により塗布して膜厚０．０５０μｍのホール輸送層を形成した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
【００５７】
（実施例４）
実施例１に用いた合成例１で得られた例示化合物（１）を１重量部、発光材料として前記例示化合物（ＸＩＩ−５）１重量部、ホール輸送性材料としてポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）２重量部を混合し、１０重量％ｍ−クレゾール分散液を１ｍｍφのガラスビーズを用いたサンドミルで２時間分散して分散液を調製して、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上に、スピンコーター法により塗布して膜厚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、Ｍｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
【００５８】
（実施例５）
実施例１に用いた合成例１で得られた例示化合物（１）を２重量部、発光材料として前記例示化合物（Ｘ−１）１重量部を混合し、１０重量％ｍ−クレゾール分散液を１ｍｍφのガラスビーズを用いたサンドミルで２時間分散して調製して、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。次に、２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に前記例示化合物（ＸＩＩ−２）で示されるホール輸送性材料より構成される厚さ０．０５０μｍのホール輸送層を真空蒸着法により形成し、続いて、スピンコーター法により先の１０重量％ｍ−クレゾール分散液を塗布して膜厚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、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て有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
【００５９】
（実施例６）
例示化合物（１）の代わりに、合成例２で得られた例示化合物（７）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。
【００６０】
（実施例７）
例示化合物（１）の代わりに、合成例２で得られた例示化合物（７）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。
【００６１】
（実施例８）
例示化合物（１）の代わりに、合成例３で得られた例示化合物（２３）を用い、電子輸送層の塗布溶剤として１，１，２，２−テトラクロロエ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。
【００６２】
（実施例９）
例示化合物（１）の代わりに、合成例３で得られた化合物（２３）を用い、発光層の塗布溶剤として１，１，２，２−テトラクロロエ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。
【００６３】
（実施例１０）
例示化合物（１）の代わりに、合成例４で得られた化合物（３２）を用い、電子輸送層の塗布溶剤として１，１，２，２−テトラクロロエ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。
【００６４】
（実施例１１）
例示化合物（１）の代わりに、合成例４で得られた化合物（３２）を用い、発光層の塗布溶剤として１，１，２，２−テトラクロロエ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。
【００６５】
（比較例１）
２ｍｍ幅の短冊型にエッチングしたＩＴＯガラス基板を２−プロパノール（電子工業用、関東化学製）で超音波洗浄した後、乾燥させた。この基板上に前記例示化合物（ＸＩＩ−２）で示されるホール輸送性材料より構成される厚さ０．０５０μｍのホール輸送層を、前記例示化合物（Ｘ−１）より構成される厚さ０．０６５μｍの発光層を順次真空蒸着法により形成した。続いて、下記構造式に示される化合物（ＸＩＩＩ）より構成される厚さ０．０５０μｍの電子輸送層を真空蒸着法により形成し、最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
【００６６】
【化１２】
【００６７】
（比較例２）
ホール輸送性材料として前記例示化合物（ＸＩＩ−５）を２重量部、発光材料として前記例示化合物（Ｘ−１）を０．１重量部、電子輸送性材料として前記例示化合物（ＸＩＩＩ）を１重量部混合し、１０重量％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上に、スピンコーター法により塗布して膜厚０．１５μｍの発光層を形成した。十分乾燥させた後、Ｍｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。形成された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。
【００６８】
（比較例３）
電子輸送層の形成を省略した以外は、比較例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【００６９】
（比較例４）
発光層の形成において電子輸送性材料の混合を省略した以外は、比較例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【００７０】
（評価）
以上のように作製した実施例１〜１１、比較例１〜４の有機ＥＬ素子を、真空中（１３３．３×１０^-3Ｐａ（１０^-3Ｔｏｒｒ））でＩＴＯ電極側をプラス、Ｍｇ−Ａｇ背面電極をマイナスとして直流電圧を印加し、発光について測定を行い、このときの最高輝度、及び発光色を評価した。それらの結果を表２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５０ｃｄ／ｍ²となるように電流値を設定し、定電流駆動により輝度が初期値から半減するまでの時間を素子寿命（ｈｏｕｒ）とした。この時の駆動電流密度を素子寿命と共に表２に示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
実施例、比較例から、前記上記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物を用いた、有機ＥＬ素子は、高輝度、高効率が可能であることがわかる。また、スピンコーティング法、ディップ法等を用いてピンホール等の不良も少なく、大面積化も容易で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、製造コストの面でも有利であることがわかる。
【００７３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、素子製造が容易で十分な輝度が得られ、耐久性に優れた有機電界発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示した概略構成図である。
【図２】 本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示した概略構成図である。
【図３】 本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示した概略構成図である。
【図４】 本発明の有機電界発光素子の層構成の他の一例を示した概略構成図である。
【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 (12)

1. 少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に挾持された一つ又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）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の少なくとも１種を含有してなり、
   前記ポリエステル化合物が、Ａが下記構造１を表しＢが２価の脂肪族炭化水素を表す化合物、Ａが２価の脂肪族炭化水素を表しＢが下記構造２を表す化合物、Ａが下記構造３を表しＢが下記構造４を表す化合物、又は、Ａが２価の脂肪族炭化水素を表しＢが下記構造１を表す化合物であることを特徴とする有機電界発光素子。
   ［一般（Ｉ）式中、ｎは１０〜２０００を表す。］
   
2. 前記有機化合物層が、有機低分子化合物を含有してなることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光素子。
3. 前記有機低分子化合物が、電子受容性化合物であることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
4. 前記有機低分子化合物が、電子供与性化合物であることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
5. 前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物が、他の繰り返し単位を含む共重合ポリエステル化合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
6. 前記有機化合物層が少なくとも発光層及び電子輸送層から構成され、前記電子輸送層が、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の少なくとも１種を含有してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機電界発光素子。
7. 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、前記電子輸送層が、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の少なくとも１種を含有してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機電界発光素子。
8. 前記有機化合物層が少なくとも発光層から構成され、前記発光層が、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の少なくとも１種を含有してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機電界発光素子。
9. 前記有機化合物層が少なくともホール輸送層及び発光層から構成され、前記発光層が、前記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有するポリエステル化合物の少なくとも１種を含有してなることを特徴とする請求項１〜５に記載の有機電界発光素子。
10. 前記発光層が、電荷輸送性材料を含有してなることを特徴とする請求項８又は９に記載の有機電界発光素子。
11. 前記電荷輸送性材料が、ホール輸送性高分子であることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子。
12. 前記ホール輸送層が、ホール輸送性高分子を含有してなることを特徴とする請求項７又は９に記載の有機電界発光素子。