JP2007201189A - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度、安定性、耐久性に優れ、大面積化可能であり製造容易な有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】一方が透明または半透明である一対の電極間に挾持された１つまたは複数の有機化合物層より構成され、前記有機化合物層の少なくとも１層が特定のＮ−フェニルカルバゾール誘導体構造から選択された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種以上と、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを含有する。
【選択図】なし

Description

本発明は、有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と称す場合がある）に関し、詳しくは、特定の電荷輸送性高分子を用いた有機電界発光素子に関するものである。

電界発光素子（以下、「ＥＬ素子」と記述する）は、自発光性の全固体素子であり、視認性が高く衝撃にも強いため、広く応用が期待されている。現在は無機螢光体を用いたものが主流であるが、２００Ｖ以上の交流電圧が駆動に必要なため製造コストが高く、また輝度が不十分等の問題点を有している。

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（例えば、非特許文献１参照）。しかしながら、この方法で得られた薄膜は、駆動電圧が３０Ｖと未だ高く、また、膜中における電子・正孔キャリアの密度が低く、キャリアの再結合によるフォトンの生成確率が低いため十分な輝度が得られなかった。

ところが、近年、正孔輸送性有機低分子化合物と電子輸送能を持つ螢光性有機低分子化合物の薄膜を真空蒸着法により順次積層した機能分離型のＥＬ素子において、１０Ｖ程度の低電圧で１０００ｃｄ／ｍ²以上の高輝度が得られるものが報告されており（例えば、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。これら積層型の素子は、電極から電荷輸送性の有機化合物からなる電荷輸送層を介して正孔と電子のキャリアバランスを保ちながら螢光性有機化合物からなる発光層に注入され、発光層中に閉じ込められた正孔と電子が再結合することにより高輝度の発光を実現している。

しかしながら、このタイプのＥＬ素子では実用化に向けて以下のような大きく３つの課題が示されている。

（１）素子が数ｍＡ／ｃｍ^２という高い電流密度で駆動されるため、大量のジュール熱を発生する。このため、蒸着によってアモルファスガラス状態で成膜された正孔輸送性低分子化合物や螢光性有機低分子化合物が次第に結晶化して最後には融解し、輝度の低下や絶縁破壊が生じるという現象が多く見られ、その結果素子の寿命が低下するという問題を有している。

（２）素子の作製時に低分子有機化合物を蒸着する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困難である。

（３）発光材料で利用されているのは励起一重項状態からの発光、すなわち蛍光である。ところが、発光層中で正孔と電子とが再結合して生成する励起一重項状態と励起三重項状態の励起子の生成比が量子力学に基づくスピン統計則から１：３であることから、有機ＥＬにおける発光の内部量子効率は理論的には２５％が上限とされている。

上記（１）に示す課題の解決のためには、正孔輸送材料として安定なアモルファスガラス状態が得られるスターバーストアミンを用いたり、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素子が報告されている（例えば、非特許文献３、４参照）。しかし、これら単独では正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルに起因するエネルギー障壁が存在するため、陽極からの正孔注入性或いは発光層への正孔注入性を満足するものではない。また、前者のスターバーストアミンの場合、溶解性が小さいために精製が難しく純度を上げることが困難であることや、後者のポリマーの場合、高い電流密度が得られず十分な輝度が得られてない等の問題も存在する。

次に、上記（２）に示す課題の解決のためには、工程を短縮できる単層構造の有機電界発光素子について研究・開発が進められ、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）等の導電性高分子を用いた素子や、正孔輸送性ポリビニルカルバゾール中に電子輸送材料と螢光色素とを混入した素子が提案されているが（例えば、非特許文献５，６参照）、未だ輝度、発光効率等が有機低分子化合物を用いた積層型有機電界発光素子には及ばない。さらに、作製法という観点から、製造の簡略化、加工性、大面積化、コスト等の観点から湿式による塗布方式が検討されており、キャステイング法によっても素子が得られることが報告されている（例えば、非特許文献７、８参照）。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。

次に、上記（３）に示す課題の解決のためには、励起子生成確率の高い励起三重項状態、すなわち燐光による発光材料を用いることが有効である。燐光による発光材料としては白金錯体を用いた素子（例えば、非特許文献９参照）が最初に提案され、さらに燐光発光するイリジウム錯体を用いることにより外部量子効率７．５％（外部取り出し効率を２０％と仮定すると内部量子効率は３７．５％）が得られ、従来上限値とされてきた外部量子効率５％という値を上回ることが可能なことが示されている（例えば、非特許文献１０、特許文献１を参照）。
しかし、燐光による発光材料を用いる場合には、高い外部量子効率を得るために特定のホスト材料と組み合わせて用いる必要があり、上述したようなケースではホスト材料として特定の低分子有機化合物にドープして使用することとなるため、蛍光による発光材料と同様の上記（１）や（２）に示す課題を有している。
Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ， Ｖｏｌ．９４， １７１ （１９８２） Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ， Ｖｏｌ．５１， ９１３ （１９８７） 第４０回応用物理学関係連合講演会予稿集３０ａ−ＳＺＫ−１４（１９９３） 第４２回高分子討論会予稿集２０Ｊ２１（１９９３） Ｎａｔｕｒｅ， Ｖｏｌ．３５７， ４７７（１９９２） 第３８回応用物理学関係連合講演会予稿集３１ｐ−ｇ−１２（１９９１） 第５０回応用物理学会学術講演予稿集，２９ｐ−ＺＰ−５（１９８９） 第５１回応用物理学会学術講演予稿集，２８ａ−ＰＢ−７（１９９０） Ｎａｔｕｒｅ， Ｖｏｌ．３９５， １５１（１９９８） Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ， Ｖｏｌ．７５， ４ （１９９９） 国際公開第００／７０６５５号パンフレット

本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明の目的は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、かつ大面積化可能であり製造容易な有機電界発光素子を提供することにある。

上記目的を達成するため電荷輸送材料及び発光材料に関し鋭意検討した結果、下記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−２）、または下記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、有機電界発光素子として好適な電荷注入特性、電荷移動度、薄膜形成能を有し、かつ、前記電荷輸送性ポリウレタンと、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを組み合わせることで、有機電界発光素子の耐久性と発光効率に優れるだけでなく、生産性の高い素子となることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の有機電界発光素子は、

＜１＞
少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に挾持された、１つまたは複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、
前記有機化合物層の少なくとも１層が、下記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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種以上と、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを含有することを特徴とする有機電界発光素子である。

〔一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−２）中、Ｒ₁は水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、または、置換もしくは未置換の芳香族基を表す。〕

＜２＞
前記有機化合物層が、少なくとも発光層と、電子輸送層および／または電子注入層とから構成され、
少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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、且つ、
前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有す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。

＜３＞
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。

＜４＞
前記有機化合物層が、少なくとも正孔輸送層および／または正孔注入層と、発光層と、電子輸送層および／または電子注入層とから構成され、
少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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、且つ、
前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有す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。

＜５＞
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。

＜６＞
前記有機化合物層が、少なくとも正孔輸送層および／または正孔注入層と、発光層とから構成され、
少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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、且つ、
前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有す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。

＜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＜６＞に記載の有機電界発光素子である。

＜８＞
前記有機化合物層が、少なくとも電荷輸送能を有する発光層から構成され、
前記発光層が、前記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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種以上と、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを含有す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。

＜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＜８＞に記載の有機電界発光素子である。

＜１０＞
前記一般式（ＡＩ−１）及び（ＡＩ−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が、下記一般式（ＡＩＩ−１）又は（ＡＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンであ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。

（一般式（ＡII−１）及び（ＡII−２）中、Ａは前記一般式（ＡＩ−１）及び（ＡＩ−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、又は置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基又は炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、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、ｍは０又は１を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。）

＜１１＞
少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に挾持された、１つまたは複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも１層が、下記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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種以上と、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを含有することを特徴とする有機電界発光素子である。

〔一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−２）中、Ｒ₁は水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、または、置換もしくは未置換の芳香族基を表す。〕

＜１２＞
前記有機化合物層が、少なくとも発光層と、電子輸送層および／または電子注入層とから構成され、
少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、且つ、
前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有することを特徴とする＜１１＞に記載の有機電界発光素子である。

＜１３＞
前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする＜１２＞に記載の有機電界発光素子である。

＜１４＞
前記有機化合物層が、少なくとも正孔輸送層および／または正孔注入層と、発光層と、電子輸送層および／または電子注入層とから構成され、
少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、且つ、
前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有することを特徴とする＜１１＞に記載の有機電界発光素子である。

＜１５＞
前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする＜１４＞に記載の有機電界発光素子である。

＜１６＞
前記有機化合物層が、少なくとも正孔輸送層および／または正孔注入層と、発光層とから構成され、
少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、且つ、
前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有することを特徴とする＜１１＞に記載の有機電界発光素子である。

＜１７＞
前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする＜１６＞に記載の有機電界発光素子である。

＜１８＞
前記有機化合物層が、少なくとも電荷輸送能を有する発光層から構成され、該発光層が、前記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、さらに、前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を含有することを特徴とする＜１１＞に記載の有機電界発光素子である。

＜１９＞
前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする＜１８＞に記載の有機電界発光素子である。

＜２０＞
前記一般式（ＢＩ−１）及び（ＢＩ−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が、下記一般式（ＢＩＩ−１）又は（ＢＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンであることを特徴とする＜１１＞に記載の有機電界発光素子である。

（一般式（ＢII−１）及び（ＢII−２）中、Ａは前記一般式（ＢＩ−１）及び（ＢＩ−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、又は置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基又は炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、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、ｍは０又は１を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。）

以上に説明したように本発明によれば、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、かつ大面積化可能であり製造容易な有機電界発光素子を提供することができる。

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間に挾持された、１つまたは複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、
前記有機化合物層の少なくとも１層が、下記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−２）、または、下記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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種以上と、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子（以下、「発光性低分子」と略す場合がある）とを含有することを特徴とする。

本発明の有機ＥＬ素子は、発光性低分子と、この発光性低分子のホスト材料としても機能する前記電荷輸送性ポリウレタンとを含有する層を有することで、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れる。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。
特に本発明では、前記電荷輸送性ポリウレタン及び前記発光性低分子を含有する層を湿式による塗布方式で形成することができるため、前述のような従来の素子に比べ、製造プロセスを大幅に簡易化することができる。

なお、本発明では、下記一般式（ＡＩ−１）、一般式（ＡＩ−２）、一般式（ＢＩ−１）、あるいは、一般式（ＢＩ−２）で示されるようなカルバゾール構造を含む電荷輸送性ポリウレタンを用いるが、このようなカルバゾール構造を含む電荷輸送性ポリウレタンとしては、特開２００５−２５９４４１号公報に記載のカルバゾール構造（いわゆる、４，４’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｙ−１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ（ＣＢＰ）類似の構造）を含む電荷輸送性ポリウレタンも挙げられる。
しかしながら、本発明で用いるカルバゾール構造を含む電荷輸送性ポリウレタンは、ＣＢＰ構造を含む電荷輸送性ポリウレタンと比較して、溶媒に対する溶解性が優れていることから製膜が容易で形成された膜の均一性も良好である。また、混合する発光性低分子との相分離が生じにくい利点も有する。

次に、本発明の有機電界発光素子における、下記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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について説明する。

上記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−２）中、Ｒ₁は炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、または、置換もしくは未置換の芳香族基を表す。
ここでいう芳香族基としては、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基のようなフェニル基誘導体、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アントラニル基のような縮環系誘導体、チエニル基、メチルチエニル基、フラニル基、オキサジアゾール基のような複素環系誘導体が好適に用いられる。

一般式（ＡＩ−１）及び（ＡＩ−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（ＡＩＩ−１）又は（ＡＩＩ−２）で示されるものが好適に使用される。

一般式（ＡII−１）又は（ＡII−２）中、Ａは前記一般式（ＡＩ−１）及び（ＡＩ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種表し、一つのポリマー中に２種類以上の構造のＡが含まれてもよい。

また、一般式（ＡII−１）又は（ＡII−２）中、Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、又は置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。上記アルキル基としては、炭素数が１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、オクチル基、２−エチル−ヘキシル基等が挙げられる。前記アリール基としては、炭素数が６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。前記アラルキル基としては、炭素数が７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。また、前記置換アリール基、置換アラルキル基の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。

一般式（ＡII−１）又は（ＡII−２）中、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表す。Ｙ及びＺは、具体的には下記の式（１）〜（７）から選択された基が挙げられる。

式（１）〜（７）中、Ｒ₂及びＲ₃は、それぞれ水素原子、炭素数が１〜４のアルキル基、炭素数が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、又はハロゲン原子を表し、ａ〜ｃはそれぞれ１〜１０の整数を、ｄ及びｅはそれぞれ０、１又は２の整数を、ｆは０又は１を各々表し、Ｖは下記の式（８）〜（１８）から選択された基を表す。

式（８）〜（１８）中、ｇは１〜１０の整数を表し、ｈは０〜１０の整数を表す。

一般式（ＡII−１）又は（ＡII−２）中、ｍは０又は１を表し、重合度を表すｐは５〜５０００の範囲であるが、好ましくは１０〜１０００の範囲である。また、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基又は炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、具体的な構造としては以下を挙げることができる。

また、前記電荷輸送性ポリウレタンの重量平均分子量Ｍｗは、５，０００〜１，０００，０００の範囲であることが好ましいが、１０，０００〜３００，０００の範囲にあるのがより好ましい。

前記電荷輸送性ポリウレタンは、下記構造式（ＡIII−１）〜（ＡIII−４）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、１９９３）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、これらの構造式中、Ａ、Ｔ、ｍは、前記一般式（ＡII−１）又は（ＡII−２）におけるＡ、Ｔ、ｍと各々同様である。

具体的には、例えば、一般式（ＡIII−１）及び（ＡIII−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（ＡIII−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、電荷輸送モノマーが一般式（ＡIII−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。

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。

触媒の量は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、好ましくは１／１０,０００〜１／１０質量部の範囲、より好ましくは１／１,０００〜１／５０質量部の範囲で用いられる。

溶剤は、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。溶剤の量は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部、より好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。

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。更に、必要であれば適当な有機溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリ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、効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。

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は、電荷輸送性ポリウレタン１質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部の範囲、より好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。また、貧溶剤は電荷輸送性ポリウレタン１質量部に対して、好ましくは１〜１,０００質量部の範囲、より好ましくは１０〜５００質量部の範囲で用いられる。

また、一般式（ＡIII−３）及び（ＡIII−４）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（ＡIII−３）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、また電荷輸送性モノマーが一般式（ＡIII−４）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。

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、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部、より好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。重合後は、前述のように再沈殿処理により精製する。

また、前記₂ＨＮ−Ｙ−ＮＨ₂で示されるジアミン類が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述の一般式（ＡIII−３）で示される当量の電荷輸送性モノマー溶液を加えることによって重合することができる。この際、水の量はジアミン類１質量部に対して、好ましくは１〜１,０００質量部、より好ましくは１０〜５００質量部の範囲で用いられる。

電荷輸送性モノマーを溶解させる溶剤としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。反応温度は任意に設定でき、反応を促進するために、アンモニウム塩、スルホニウム塩等の相間移動触媒を用いることが効果的である。相間移動触媒は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、好ましくは０．１〜１０質量部の範囲、より好ましくは０．２〜５質量部の範囲で用いられる。

次に、本発明の有機電界発光素子における、下記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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について説明する。

上記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−２）中、Ｒ₁は炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、または、置換もしくは未置換の芳香族基を表す。
ここでいう芳香族基としては、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基のようなフェニル基誘導体、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アントラニル基のような縮環系誘導体、チエニル基、メチルチエニル基、フラニル基、オキサジアゾール基のような複素環系誘導体が好適に用いられる。

一般式（ＢＩ−１）及び（ＢＩ−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（ＢＩＩ−１）又は（ＢＩＩ−２）で示されるものが好適に使用される。

一般式（ＢII−１）又は（ＢII−２）中、Ａは前記一般式（ＢＩ−１）及び（ＢＩ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種表し、一つのポリマー中に２種類以上の構造のＡが含まれてもよい。

また、一般式（ＢII−１）又は（ＢII−２）中、Ｒは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、又は置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。上記アルキル基としては、炭素数が１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、オクチル基、２−エチル−ヘキシル基等が挙げられる。前記アリール基としては、炭素数が６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。前記アラルキル基としては、炭素数が７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。また、前記置換アリール基、置換アラルキル基の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。

一般式（ＢII−１）又は（ＢII−２）中、Ｙは２価アルコール残基を表し、Ｚは２価のカルボン酸残基を表す。Ｙ及びＺは、具体的には下記の式（１）〜（７）から選択された基が挙げられる。

式（１）〜（７）中、Ｒ₂及びＲ₃は、それぞれ水素原子、炭素数が１〜４のアルキル基、炭素数が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、又はハロゲン原子を表し、ａ〜ｃはそれぞれ１〜１０の整数を、ｄ及びｅはそれぞれ０、１又は２の整数を、ｆは０又は１を各々表し、Ｖは下記の式（８）〜（１８）から選択された基を表す。

式（８）〜（１８）中、ｇは１〜１０の整数を表し、ｈは０〜１０の整数を表す。

一般式（ＢII−１）又は（ＢII−２）中、ｍは０又は１を表し、重合度を表すｐは５〜５０００の範囲であるが、好ましくは１０〜１０００の範囲である。また、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基又は炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、具体的な構造としては以下を挙げることができる。

また、前記電荷輸送性ポリウレタンの重量平均分子量Ｍｗは、５，０００〜１，０００，０００の範囲であることが好ましいが、１０，０００〜３００，０００の範囲にあるのがより好ましい。

前記電荷輸送性ポリウレタンは、下記構造式（ＢIII−１）〜（ＢIII−４）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、１９９３）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、これらの構造式中、Ａ、Ｔ、ｍは、前記一般式（ＢII−１）又は（ＢII−２）におけるＡ、Ｔ、ｍと各々同様である。

具体的には、例えば、一般式（ＢIII−１）及び（ＢIII−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（ＢIII−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、電荷輸送モノマーが一般式（ＢIII−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。

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。

触媒の量は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、好ましくは１／１０,０００〜１／１０質量部の範囲、より好ましくは１／１,０００〜１／５０質量部の範囲で用いられる。

溶剤は、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。溶剤の量は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部、より好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。

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。更に、必要であれば適当な有機溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリ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、効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。

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は、電荷輸送性ポリウレタン１質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部の範囲、より好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。また、貧溶剤は電荷輸送性ポリウレタン１質量部に対して、好ましくは１〜１,０００質量部の範囲、より好ましくは１０〜５００質量部の範囲で用いられる。

また、一般式（ＢIII−３）及び（ＢIII−４）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（ＢIII−３）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、また電荷輸送性モノマーが一般式（ＢIII−４）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。

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、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部、より好ましくは２〜５０質量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。重合後は、前述のように再沈殿処理により精製する。

また、前記₂ＨＮ−Ｙ−ＮＨ₂で示されるジアミン類が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述の一般式（ＢIII−３）で示される当量の電荷輸送性モノマー溶液を加えることによって重合することができる。この際、水の量はジアミン類１質量部に対して、好ましくは１〜１,０００質量部、より好ましくは１０〜５００質量部の範囲で用いられる。

電荷輸送性モノマーを溶解させる溶剤としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。反応温度は任意に設定でき、反応を促進するために、アンモニウム塩、スルホニウム塩等の相間移動触媒を用いることが効果的である。相間移動触媒は、電荷輸送性モノマー１質量部に対して、好ましくは０．１〜１０質量部の範囲、より好ましくは０．２〜５質量部の範囲で用いられる。

次に、発光性低分子について説明する。
本発明に用いられる発光性低分子には、固体状態で電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光を示す化合物が用いられる。なお、本発明において「発光性低分子」とは、高分子のような重合により連結された繰り返し構造を持たない発光性の分子を意味する。

ここでいう励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光を示す化合物とは、特開２００２−０５０４８３に開示されている燐光発光性の第１の有機化合物に当たる部分の励起三重項状態から蛍光発光性の第２の有機化合物に当たる部分の励起三重項状態へのエネルギー移動が起こり、第２の有機化合物の部分から蛍光発光が起こるような２種類の成分から成るものを指す。

上記燐光発光性の部分における励起三重項状態の量子効率の値としては０．１以上が好ましく、更に好ましくは０．３以上であり、より一層好ましくは０．５以上である。これらの燐光発光性の部分に適用できる励起三重項状態の量子効率が高い化合物としては金属錯体を挙げられるが、何らこれに限定されるものではない。上記金属錯体の具体的な例としては、（１）イリジウム錯体や白金錯体等の遷移金属錯体及びこれらの誘導体等の遷移金属錯体、（２）希土類金属錯体を挙げることができる。これらは高温でも比較的安定な励起三重項状態を有する点で好ましい。

上記の遷移金属錯体に使用される遷移金属としては、周期表において第１遷移元素系列は原子番号２１のＳｃから原子番号３０のＺｎまでを、第２遷移元素系列は原子番号３９のＹから原子番号４８のＣｄまでを、第３遷移元素系列は原子番号７２のＨｆから原子番号８０のＨｇまでを含める。また、上記の希土類金属錯体に使用される希土類金属としては、周期表において原子番号５７のＬａから原子番号７１のＬｕまでを含める。
本発明に用いられる発光性低分子の発光性部分は非イオン性である。これは、発光性低分子がイオン性である場合には、発光性低分子を含む発光層に電圧を印加した場合には電気化学発光が起こり、この発光は応答速度が例えば分オーダーと極めて遅く、ディスプレイ用途には好ましくないためである。

また、上記の遷移金属錯体および希土類金属錯体に配位される配位子としては、アセチルアセトナト、２，２’−ビピリジン、４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジン、１，１０−フェナントロリン、２−フェニルピリジン、ポルフィリン、フタロシアニン、ピリミジン、キノリン及び／またはこれらの誘導体などを例示することができるが、何らこれらに限定されるものではない。これらの配位子は、１つの錯体について１種類または複数種類が配位される。また、上記の錯体化合物として二核錯体あるいは多核錯体や、２種類以上の錯体の複錯体を使用することもできる。
発光性低分子の発光性部分において、金属錯体の中心金属となる金属原子は配位子の１つ以上の部位で拘束される。これを達成する方法は特に限定はされないが、上述したような配位結合による錯体化を始め、電荷移動による錯体化、イオン結合、共有結合等が挙げられる。中心金属となる金属原子がイオンの場合には、前述の理由により発光性部分を中性とする方法が採られ、例えば、配位結合と共にイオンの価数を中和するに足りる共有結合を有する有機金属化合物とする方法などが挙げられるが、何らこれに限定されるものではない。

本発明に用いられる発光性低分子は、高分子材料中に分散して用いるが、この高分子材料としては、少なくとも前記電荷輸送性ポリウレタンが用いられる。なお、必要に応じてその他の高分子材料を併用してもよく、例えば、絶縁性高分子材料や、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性高分子材料を用いることもできる。
前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性高分子の場合、ポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを側鎖に有するポリメチルメタアクリレート、芳香族アミンを主鎖に有するポリエステル、ポリエーテルあるいはポリシランなどがあげられるが、これらに限るものではない。また、絶縁性高分子材料に分散する場合は、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、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などの正孔輸送性ホスト材料あるいはオキサジアゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、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などの電子輸送性ホスト材料を併せて含有することが望ましい。ここで、絶縁性高分子材料としては、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエーテル、ポリメチルメタアクリレートなどがあげられるが、これらに限るものではない。

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１つまたは複数の有機化合物層より構成され、該有機化合物層の少なくとも該有機化合物層の少なくとも１層が、少なくとも１種の前記電荷輸送性ポリウレタンと、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを含有する。

本発明の有機電界発光素子において、有機化合物層が複数層構成の場合（即ち、各層が異なる機能を有する機能分離型の場合）は、少なくともいずれか一層が発光層からなり、この発光層は電荷輸送機能を持つ発光層であってもよい。この場合、前記発光層あるいは前記電荷輸送機能を持つ発光層と、その他の層からなる層構成の具体例としては、発光層と電子輸送層および／または電子注入層とから構成される層構成（１）、正孔輸送層および／または正孔注入層と発光層と電子輸送層および／または電子注入層とから構成される層構成（２）、正孔輸送層および／または正孔注入層と発光層とから形成される層構成（３）が挙げられ、これら層構成（１）〜（３）の発光層及び電荷輸送機能を持つ発光層以外の層は電荷輸送層や電荷注入層としての機能を有する。

一方、有機化合物層が単層の場合は、有機化合物層が電荷輸送機能を持つ発光層を意味し、この電荷輸送機能を持つ発光層が前記電荷輸送性ポリウレタンと発光性低分子とを含有する。
なお、層構成（１）〜（３）のいずれの層構成においても、発光性低分子を含む発光層にホスト材料としての機能も有する前記電荷輸送性ポリウレタンが含まれていればよく、必要に応じて、他の層に前記電荷輸送性ポリウレタンが含まれていてもよい。また、本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層は、電荷輸送性材料（前記電荷輸送性ポリウレタン以外の正孔輸送性材料、電子輸送性材料）を含有してもよい。詳しくは後述する。以下、図面を参照しつつ、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３は、有機化合物層が複数の場合の一例であり、図４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。

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上に、透明電極２、正孔輸送層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、正孔輸送層３、発光層４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、電荷輸送能を有する発光層６及び背面電極７を順次積層してなる。なお、これらの層以外にも必要に応じて正孔注入層、電子注入層などが設けられる。以下、各々を詳しく説明する。

本発明における前記電荷輸送性ポリウレタンを含有する有機化合物層は、その構造によっては、例えば、図１に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、電子輸送層５、発光層４（この場合には、電荷輸送能を有する発光層となる）としていずれも作用することができるし、また、図２に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、正孔輸送層３、電子輸送層５としていずれも作用することができ、図３に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、正孔輸送層３、発光層４（この場合には、電荷輸送能を有する発光層となる）としていずれも作用することができ、図４に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、電荷輸送能を有する発光層６として作用することができる。

以下、電極や各層の材料、製造方法について説明する。
図１〜図４に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、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。また、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、かつ正孔の注入を行うため仕事関数の大きなものが好ましく、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の酸化膜、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。
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、目的に応じて機能（電子輸送能）が付与された前記電荷輸送性ポリウレタン単独で形成されていてもよいが、電気的特性をさらに改善する等の目的で、電子移動度を調節するために、電荷輸送性ポリウレタン以外の電子輸送材料を、電子輸送層５を構成する材料全体の重量に対して１〜５０重量％の範囲で混合分散して形成されていてもよい。このような電子輸送材料としては、好適にはオキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられる。

前記電子輸送材料の好適な具体例として、下記例示化合物（Ｖ−１）〜（Ｖ−４）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、前記電荷輸送性ポリウレタンを用いない場合、電子輸送層５はこれら電子輸送性材料を単独で用いて形成されることとなる。ここで、（Ｖ−４）中、ｎは１以上の整数を示す。

なお、陰極からの電子注入性を改善することを目的として、電子輸送層５と背面電極７との間に前記電子注入層を形成する場合の材料は、陰極から電子を注入する機能を有しているものであればよく、前記電子輸送材料と同様の材料を用いることができる。
図２及び図３に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、正孔輸送層３は、目的に応じて機能（正孔輸送能）が付与された電荷輸送性ポリウレタン単独で形成されていてもよいが、正孔移動度を調節するために電荷輸送性ポリウレタン以外の正孔輸送材料を、正孔輸送層３を構成する材料全体の重量に対して１〜５０重量％の範囲で混合分散して形成されていてもよい。

このような正孔輸送材料としては、テトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等が好ましく用いられる。特に好適な具体例として下記例示化合物（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−９）が挙げられるが、これらの中では、電荷輸送性ポリウレタンとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましい。また、他の汎用の樹脂等との混合で用いてもよい。なお、前記電荷輸送性ポリウレタンを用いない場合、正孔輸送層３はこれら正孔輸送性材料を単独で用いて形成されることとなる。ここで、（ＶＩ−７）〜（ＶＩ〜９）中、ｎは１以上の整数を示す。

なお、陽極からの正孔注入性を改善することを目的として、透明電極２と正孔輸送層３との間に前記正孔注入層を形成する場合の材料は、陽極から正孔を注入する機能を有しているものであればよく、前記正孔輸送材料と同様の材料を用いることができるが、特に好適な具体例としては下記例示化合物（ＶＩＩ−１）または（ＶＩＩ−２）が挙げられる。ここで、（ＶＩＩ−２）中、ｎは１以上の整数を示す。

図１、図２及び図３に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、発光層４は、前述したように、少なくとも前記電荷輸送性ポリウレタンを含む発光層４を構成する材料全体に対して前記発光性低分子を０．１〜５０重量％の範囲で分散させて形成する。
なお、発光層４を構成する材料としては前記電荷輸送性ポリウレタンおよび前記発光性低分子以外にも、必要に応じて前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性高分子材料や絶縁性高分子材料を併用することができる。

図４に示される有機ＥＬ素子の層構成において、電荷輸送能を有する発光層６は、例えば目的に応じて機能（正孔輸送能、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中に、発光材料として前記発光性低分子が電荷輸送能を有する発光層６を構成する材料全体の重量に対して０．１〜５０重量％の範囲で分散された有機化合物層であるが、有機ＥＬ素子に注入される正孔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荷輸送材料を１０〜５０重量％の範囲で分散させてもよい。

このような電荷輸送材料としては、電子移動度を調節する場合には、電子輸送材料として好適にはオキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられ、好適な具体例としては、前記例示化合物（Ｖ−１）〜（Ｖ−４）が挙げられる。また、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が用いられることが好ましく、より好ましくは下記例示化合物（ＶＩＩＩ）が用いられるが、これに限定されるものではない。

同様に正孔移動度を調節する場合には、正孔輸送材料として好適にはテトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等が挙げられ、特に好適な具体例としては、前記例示化合物（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−９）が挙げられ、電荷輸送性ポリウレタンとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましい。
図１〜図４に示される有機ＥＬ素子の層構成の場合、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、背面電極７上には、さらに素子の水分や酸素による劣化を防ぐために保護層を設けてもよい。
具体的な保護層の材料としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の金属酸化物、ポリエチレン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層の形成には、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ重合法、ＣＶＤ法、コーティング法が適用できる。

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の上に各有機ＥＬ素子の層構成に応じて、正孔輸送層３や発光層４、あるいは電荷輸送能を有する発光層６を形成する。正孔輸送層３、発光層４及び電荷輸送能を有する発光層６は、前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。

次に、各有機ＥＬ素子の層構成に応じて、発光層４、電子輸送層５は、前記各材料を、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正孔輸送層３や発光層４の表面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。
なお、本発明においては、電荷輸送材料として高分子を含むため、各層の形成は塗布液を用いた製膜法により行うことが好ましい。

形成される正孔輸送層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、電荷輸送能を有する発光層６の膜厚は、０．０３〜０．２μｍの範囲程度が好ましい。なお、前記正孔注入層、電子注入層を形成する場合の膜厚は、各々前記正孔輸送層３、電子輸送層５と同程度もしくは薄い膜厚であることが好ましい。

前記各材料（前記電荷輸送性ポリウレタン、発光材料等）の層中で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、分散溶媒は前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、分散溶媒は前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。
そして、最後に、電子輸送層５や発光層４、あるいは電荷輸送能を有する発光層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。
本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極間に、例えば、４〜２０Ｖで、電流密度が１〜２００ｍＡ／ｃｍ²の範囲の直流電圧を印加することによって、充分発光させることができる。

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、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。

−合成例Ａ１−
下記化合物（ＡＩＸ−１）２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌを５０ｍｌのフラスコに入れ攪拌し、溶解させる。次いで、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に溶解したものを３０分かけて滴下した。そのまま窒素気流下、１５０℃で２時間加熱攪拌した。
その後、室温まで冷却し、ＴＨＦ５０ｍｌに溶解して不溶物を目開き０．２μｍのＰＴＦＥフィルターにて濾過し、その濾液をメタノール５００ｍｌ撹拌している中に滴下する再沈殿を３回行うことでポリマーを析出させた。得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１.９ｇの電荷輸送性ポリウレタン（ＡＩＸ−２）を得た。分子量分布はＧＰＣにて測定し、Ｍｗ＝７．７×１０⁴（スチレン換算）であり、Ｍｗ／Ｍｎ＝２.９であった。

−合成例Ａ２−
下記化合物（ＡＸ−１）２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌを５０ｍｌのフラスコに入れ攪拌し、溶解させる。次いで、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に溶解したものを３０分かけて滴下した。そのまま窒素気流下、１５０℃で２時間加熱攪拌した。
その後、室温まで冷却し、ＴＨＦ５０ｍｌに溶解して不溶物を目開き０．２μｍのＰＴＦＥフィルターにて濾過し、その濾液をメタノール５００ｍｌ撹拌している中に滴下する再沈殿を３回行うことでポリマーを析出させた。得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１.８ｇの電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸ−２）を得た。分子量分布はＧＰＣにて測定し、Ｍｗ＝８.５×１０⁴（スチレン換算）であり、Ｍｗ／Ｍｎ＝３.２であった。

−合成例Ａ３−
下記化合物（ＡＸＩ−１）２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌを５０ｍｌのフラスコに入れ攪拌し、溶解させる。次いで、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に溶解したものを３０分かけて滴下した。そのまま窒素気流下、１５０℃で２時間加熱攪拌した。
その後、室温まで冷却し、ＴＨＦ５０ｍｌに溶解して不溶物を目開き０．２μｍのＰＴＦＥフィルターにて濾過し、その濾液をメタノール５００ｍｌ撹拌している中に滴下する再沈殿を３回行うことでポリマーを析出させた。得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１.８ｇの電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸＩ−２）を得た。分子量分布はＧＰＣにて測定し、Ｍｗ＝１.０９×１０⁵（スチレン換算）であり、Ｍｗ／Ｍｎ＝３.３であった。

−合成例Ｂ１−
下記化合物（ＢＩＸ−１）２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌを５０ｍｌのフラスコに入れ攪拌し、溶解させる。次いで、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に溶解したものを３０分かけて滴下した。そのまま窒素気流下、１５０℃で２時間加熱攪拌した。
その後、室温まで冷却し、ＴＨＦ５０ｍｌに溶解して不溶物を目開き０．２μｍのＰＴＦＥフィルターにて濾過し、その濾液をメタノール５００ｍｌ撹拌している中に滴下する再沈殿を３回行うことでポリマーを析出させた。得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１.９ｇの電荷輸送性ポリウレタン（ＢＩＸ−２）を得た。分子量分布はＧＰＣにて測定し、Ｍｗ＝６.２×１０⁴（スチレン換算）であり、Ｍｗ／Ｍｎ＝２.７であった。

−合成例Ｂ２−
下記化合物（ＢＸ−１）２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌを５０ｍｌのフラスコに入れ攪拌し、溶解させる。次いで、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に溶解したものを３０分かけて滴下した。そのまま窒素気流下、１５０℃で２時間加熱攪拌した。
その後、室温まで冷却し、ＴＨＦ５０ｍｌに溶解して不溶物を目開き０．２μｍのＰＴＦＥフィルターにて濾過し、その濾液をメタノール５００ｍｌ撹拌している中に滴下する再沈殿を３回行うことでポリマーを析出させた。得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１.８ｇの電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸ−２）を得た。分子量分布はＧＰＣにて測定し、Ｍｗ＝８.５×１０⁴（スチレン換算）であり、Ｍｗ／Ｍｎ＝２.８であった。

−合成例Ｂ３−
下記化合物（ＢＸＩ−１）２．０ｇとクロロベンゼン３０ｍｌを５０ｍｌのフラスコに入れ攪拌し、溶解させる。次いで、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に溶解したものを３０分かけて滴下した。そのまま窒素気流下、１５０℃で２時間加熱攪拌した。
その後、室温まで冷却し、ＴＨＦ５０ｍｌに溶解して不溶物を目開き０．２μｍのＰＴＦＥフィルターにて濾過し、その濾液をメタノール５００ｍｌ撹拌している中に滴下する再沈殿を３回行うことでポリマーを析出させた。得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、１.７ｇの電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸＩ−２）を得た。分子量分布はＧＰＣにて測定し、Ｍｗ＝５.６×１０⁴（スチレン換算）であり、Ｍｗ／Ｍｎ＝３.３であった。

（実施例Ａ１）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ１の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＩＸ−２）を１重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）を０．１重量部とを混合し、１０重量％ジクロロエタン溶液として調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して、膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。
十分乾燥させた後、電子輸送性材料として前記電荷輸送性材料（Ｖ−４）を５重量％ジクロロエタン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過し、この溶液を前記発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚が０．１μｍの電子輸送層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極を前記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。

（実施例Ａ２）
正孔輸送性材料として前記電荷輸送性材料（ＶＩ−９）（Ｍｗ＝１．０４×１０⁵（スチレン換算）であり、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．８７）を５重量％クロロベンゼン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚が０．１μｍの正孔輸送層を形成した。
十分乾燥させた後、電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ１の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＩＸ−２）を１重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）を０．１重量部とを混合し、１０重量％ジクロロエタン溶液として調製し、０．１μｍＰＴＦＥフィルターで濾過し、この溶液を前記正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。
さらに十分乾燥させた後、電子輸送性材料として合成例Ａ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸＩ−２）を５重量％ジクロロエタン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過し、この溶液を前記発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚が０．１μｍの電子輸送層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極を前記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。

（実施例Ａ３）
正孔輸送性材料として前記電荷輸送性材料（ＶＩ−９）を５重量％クロロベンゼン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚が０．１μｍの正孔輸送層を形成した。
十分乾燥させた後、電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ１の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＩＸ−２）を１重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）を０．１重量部とを混合し、１０重量％ジクロロエタン溶液として調製し、０．１μｍＰＴＦＥフィルターで濾過し、この溶液を前記正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極を前記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。

（実施例Ａ４）
実施例Ａ３において、正孔輸送層を形成する前に、短冊型ＩＴＯ電極を形成したガラス基板上にバイトロン（Ｂａｙｔｒｏｎ）Ｐ（バイエル株式会社製、ポリエチレンジオキサイドチオフェン、前記例示化合物（ＶＩＩ−２））とポリスチレンスルホン酸とのポリマーの混合水分散液）をスピンコート法により塗布して、ＩＴＯ電極と正孔輸送層との間に膜厚が０．０５μｍの正孔注入層を形成した以外は、実施例Ａ３と同様にして素子を作製した。

（実施例Ａ５）
電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル（ＶＩ−９）を０．５重量部と、電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ１の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＩＸ−２）を０．５重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）を０．１重量部とを混合し、１０重量％ジクロロエタン溶液として調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上にスピンコート法により塗布して、膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。

（実施例Ａ６）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＶ）を使用したこと以外は、実施例Ａ３と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ７）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＶ）を使用したこと以外は、実施例Ａ３と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ８）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ１と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ９）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ２と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１０）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ３と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１１）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ４と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１２）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ５と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１３）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＶ）を使用したこと以外は、実施例Ａ１０と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１４）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＶ）を使用したこと以外は、実施例Ａ１０と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１５）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ１と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１６）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ２と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１７）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ３と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１８）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ４と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ１９）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ａ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＡＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ａ５と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ２０）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＶ）を使用したこと以外は、実施例Ａ１７と同様に素子を作製した。

（実施例Ａ２１）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＶ）を使用したこと以外は、実施例Ａ１７と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ１の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＩＸ−２）を１重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）を０．１重量部とを混合し、１０重量％ジクロロエタン溶液として調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して、膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。
十分乾燥させた後、電子輸送性材料として前記電荷輸送性材料（Ｖ−４）を５重量％ジクロロエタン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過し、この溶液を前記発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚が０．１μｍの電子輸送層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極を前記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。

（実施例Ｂ２）
正孔輸送性材料として前記電荷輸送性材料（ＶＩ−９）を５重量％クロロベンゼン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚が０．１μｍの正孔輸送層を形成した。
十分乾燥させた後、電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ１の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＩＸ−２）を１重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）を０．１重量部とを混合し、１０重量％ジクロロエタン溶液として調製し、０．１μｍＰＴＦＥフィルターで濾過し、この溶液を前記正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。
さらに十分乾燥させた後、電子輸送性材料として合成例Ｂ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸＩ−２）を５重量％ジクロロエタン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過し、この溶液を前記発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚が０．１μｍの電子輸送層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極を前記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。

（実施例Ｂ３）
正孔輸送性材料として前記電荷輸送性材料（ＶＩ−９）を５重量％クロロベンゼン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚が０．１μｍの正孔輸送層を形成した。
十分乾燥させた後、電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ１の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＩＸ−２）を１重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）を０．１重量部とを混合し、１０重量％ジクロロエタン溶液として調製し、０．１μｍＰＴＦＥフィルターで濾過し、この溶液を前記正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極を前記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。

（実施例Ｂ４）
実施例Ｂ３において、正孔輸送層を形成する前に、短冊型ＩＴＯ電極を形成したガラス基板上にバイトロン（Ｂａｙｔｒｏｎ）Ｐ（バイエル株式会社製、ポリエチレンジオキサイドチオフェン、前記例示化合物（ＶＩＩ−２））とポリスチレンスルホン酸とのポリマーの混合水分散液）をスピンコート法により塗布して、ＩＴＯ電極と正孔輸送層との間に膜厚が０．０５μｍの正孔注入層を形成した以外は、実施例Ｂ３と同様にして素子を作製した。

（実施例Ｂ５）
電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエステル（ＶＩ−９）を０．５重量部と、電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ１の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＩＸ−２）を０．５重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）を０．１重量部とを混合し、１０重量％ジクロロエタン溶液として調製し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上にスピンコート法により塗布して、膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。

（実施例Ｂ６）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＶ）を使用したこと以外は、実施例Ｂ３と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ７）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＶ）を使用したこと以外は、実施例Ｂ３と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ８）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ１と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ９）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ２と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１０）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ３と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１１）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ４と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１２）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ２の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ５と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１３）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＶ）を使用したこと以外は、実施例Ｂ１０と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１４）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＶ）を使用したこと以外は、実施例Ｂ１０と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１５）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ１と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１６）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ２と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１７）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ３と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１８）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ４と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ１９）
電荷輸送材料兼ホスト材料として合成例Ｂ３の電荷輸送性ポリウレタン（ＢＸＩ−２）を使用したこと以外は、実施例Ｂ５と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ２０）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＶ）を使用したこと以外は、実施例Ｂ１７と同様に素子を作製した。

（実施例Ｂ２１）
発光性低分子として下記例示化合物（ＸＶ）を使用したこと以外は、実施例Ｂ１７と同様に素子を作製した。

（比較例１）
洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、ホスト材料として下記例示化合物（ＸＶＩ）と発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）とを用いて、共蒸着により膜中の化合物（ＸＩＩＩ）の量が膜全体の化合物の重量に対して５重量％となるように蒸着して、膜厚が０．０６５μｍの発光層を形成した。次いで、この発光層上に電子輸送材料として前記例示化合物（Ｖ−１）を用い、真空蒸着法により厚さが０．０５μｍの電子輸送層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。

（比較例２）
洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、正孔輸送材料として前記例示化合物（ＶＩ−２）を用いて真空蒸着法により厚さが０．０５μｍの正孔輸送層を形成した。さらに、この正孔輸送層上に、ホスト材料として下記例示化合物（ＸＶＩ）と発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）とを用いて、共蒸着により膜中の化合物（ＸＩＩＩ）の量が膜全体の化合物の重量に対して５重量％となるように蒸着して、膜厚が０．０６５μｍの発光層を形成した。次いで、この発光層上に、電子輸送材料として前記例示化合物（Ｖ−１）を用い真空蒸着法により厚さが０．０５μｍの電子輸送層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。

（比較例３）
洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、正孔輸送材料として前記例示化合物（ＶＩＩ−２）を用いて真空蒸着法により厚さが０．０５μｍの正孔輸送層を形成した。さらに、この正孔輸送層上に、ホスト材料として下記例示化合物（ＸＶＩ）と発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）とを用いて、共蒸着により膜中の化合物（ＸＩＩＩ）の量が膜全体の化合物の重量に対して５重量％となるように蒸着して、膜厚が０．０６５μｍの発光層を形成した。最後にＭｇ−Ａｇ合金を共蒸着により蒸着して、２ｍｍ幅、０．１５μｍ厚の背面電極をＩＴＯ電極と交差するように形成した。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。

（比較例４）
電荷輸送材料として前記例示化合物（ＶＩ−６）を１重量部と、ホスト材料として下記例示化合物（ＸＶＩ）０．５重量部と、発光性低分子として下記例示化合物（ＸＩＩＩ）０．０５重量部とを混合し、５重量％ジクロロエタン溶液として調整し、０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた２ｍｍ幅の短冊型ＩＴＯ電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して、膜厚が０．１５μｍの電荷輸送能を有する発光層を形成した。その後、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。作製された有機ＥＬ素子の有効面積は０．０４ｃｍ²であった。

（比較例５）
電荷輸送材料兼ホスト材料として下記例示化合物の電荷輸送性ポリエステル（ＸＶＩＩ）（Ｍｗ＝６．１３×１０⁴（スチレン換算）、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．３４）を使用したこと以外は、実施例Ａ５およびＢ５と同様に素子を作製した。

なお、以下に実施例／比較例で用いた例示化合物（ＸＩＩＩ）、例示化合物（ＸＩＶ）、例示化合物（ＸＶ）、例示化合物（ＸＶＩ）、例示化合物（ＸＶＩＩ）を示す。

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１０Ｖ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１〜表３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１〜表３に示す。
また、実施例および比較例で用いたホスト材料兼電荷輸送性ポリウレタンの各種溶媒に対する溶解性を表４に示す。なお、表４中には、実施例／比較例で用いたジクロロエタン・クロロベンゼンに加えて、有機ＥＬ素子の作製に際して実用上好適なその他の溶媒の結果についても示した。溶解性試験については溶媒１００ｍｌ中に化合物５ｇを溶解し、その状況を目視により観察することで行った。

上記実施例に示すように、前記一般式（ＡＩ−１）及び（ＡＩ−２）、または前記一般式（ＢＩ−１）及び（ＢＩ−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及び電荷移動度を持ち、スピンコーティング法、ディップ法等湿式プロセスを用いて良好な薄膜を形成することが可能であった。また、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を併せて用いることで十分に高い輝度を示した。さらに本発明においては、良好な製膜性を有する発光性低分子のホスト材料として発光層に用いているため、素子全体としての作製が容易であり、得られる有機ＥＬ素子は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と発光特性を有していた。

また、本発明の電荷輸送性ポリウレタンは、他の高分子系燐光発光用ホスト材料に比べ、溶媒に対する溶解性が優れていることから製膜が容易で形成された膜の均一性も良好であり、混合する発光性低分子との相分離が生じにくい利点も有する。

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。 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。 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。 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。

符号の説明

１ 透明絶縁体基板
２ 透明電極
３ 正孔輸送層および／または正孔注入層
４ 発光層
５ 電子輸送層および／または電子注入層
６ 電荷輸送機能を有する発光層
７ 背面電極

Claims (20)

1. 少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に挾持された、１つまたは複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、
   前記有機化合物層の少なくとも１層が、下記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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種以上と、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを含有することを特徴とする有機電界発光素子。
   

   

   〔一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−２）中、Ｒ₁は水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、または、置換もしくは未置換の芳香族基を表す。〕
2. 前記有機化合物層が、少なくとも発光層と、電子輸送層および／または電子注入層とから構成され、
   少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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、且つ、
   前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有す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。
4. 前記有機化合物層が、少なくとも正孔輸送層および／または正孔注入層と、発光層と、電子輸送層および／または電子注入層とから構成され、
   少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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、且つ、
   前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有す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。
6. 前記有機化合物層が、少なくとも正孔輸送層および／または正孔注入層と、発光層とから構成され、
   少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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、且つ、
   前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有す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。
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６に記載の有機電界発光素子。
8. 前記有機化合物層が、少なくとも電荷輸送能を有する発光層から構成され、
   前記発光層が、前記一般式（ＡＩ−１）および（ＡＩ−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種以上と、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを含有す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。
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８に記載の有機電界発光素子。
10. 前記一般式（ＡＩ−１）及び（ＡＩ−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が、下記一般式（ＡＩＩ−１）又は（ＡＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンであ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。
    

    

    （一般式（ＡII−１）及び（ＡII−２）中、Ａは前記一般式（ＡＩ−１）及び（ＡＩ−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、又は置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基又は炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、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、ｍは０又は１を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。）
11. 少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に挾持された、１つまたは複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも１層が、下記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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種以上と、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子とを含有することを特徴とする有機電界発光素子。
    

    

    〔一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−２）中、Ｒ₁は水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、または、置換もしくは未置換の芳香族基を表す。〕
12. 前記有機化合物層が、少なくとも発光層と、電子輸送層および／または電子注入層とから構成され、
    少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、且つ、
    前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有することを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光素子。
13. 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１２に記載の有機電界発光素子。
14. 前記有機化合物層が、少なくとも正孔輸送層および／または正孔注入層と、発光層と、電子輸送層および／または電子注入層とから構成され、
    少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、且つ、
    前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有することを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光素子。
15. 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１４に記載の有機電界発光素子。
16. 前記有機化合物層が、少なくとも正孔輸送層および／または正孔注入層と、発光層とから構成され、
    少なくとも前記発光層が、前記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、且つ、
    前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を１種以上含有することを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光素子。
17. 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１６に記載の有機電界発光素子。
18. 前記有機化合物層が、少なくとも電荷輸送能を有する発光層から構成され、該発光層が、前記一般式（ＢＩ−１）および（ＢＩ−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、さらに、前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移によりあるいは励起三重項状態を経由して基底状態への遷移により発光する発光性低分子を含有することを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光素子。
19. 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１８に記載の有機電界発光素子。
20. 前記一般式（ＢＩ−１）及び（ＢＩ−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が、下記一般式（ＢＩＩ−１）又は（ＢＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンであることを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光素子。
    

    

    （一般式（ＢII−１）及び（ＢII−２）中、Ａは前記一般式（ＢＩ−１）及び（ＢＩ−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、又は置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｔは炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基又は炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、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、ｍは０又は１を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す。）

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