特許7538664有機薄膜及び有機薄膜の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ、塗料組成物、並びに、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-14
(45)【発行日】2024-08-22
(54)【発明の名称】有機薄膜及び有機薄膜の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ、塗料組成物、並びに、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
(51)【国際特許分類】
H10K 85/60 20230101AFI20240815BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240815BHJP
H10K 30/50 20230101ALI20240815BHJP
H10K 50/10 20230101ALI20240815BHJP
H10K 50/14 20230101ALI20240815BHJP
H10K 59/10 20230101ALI20240815BHJP
H10K 59/125 20230101ALI20240815BHJP
H10K 71/00 20230101ALI20240815BHJP
【ＦＩ】
H10K85/60
G09F9/30 365
H10K30/50
H10K50/10
H10K50/14
H10K59/10
H10K59/125
H10K71/00
【請求項の数】
28
(21)【出願番号】P 2020149476
(22)【出願日】2020-09-04
(65)【公開番号】P2021166280
(43)【公開日】2021-10-14
【審査請求日】2023-08-07
(31)【優先権主張番号】P 2020067828
(32)【優先日】2020-04-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004352
【氏名又は名称】日本放送協会
(73)【特許権者】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100161148
【弁理士】
【氏名又は名称】福尾 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119530
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 和幸
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 翼
(72)【発明者】
【氏名】深川 弘彦
(72)【発明者】
【氏名】清水 貴央
(72)【発明者】
【氏名】大野 拓
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 宗弘
(72)【発明者】
【氏名】森井 克行
(72)【発明者】
【氏名】福留 裕樹
【審査官】藤岡 善行
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／１８１７０５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－１７６０９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】仏国特許出願公開第０２９６４１０６（ＦＲ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｋ ５０／００ － ９９／００
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む単一の膜、又は、前記第１材料を含む膜と、前記第２材料を含む膜と、の積層膜であることを特徴とする、有機薄膜。【化1】
【請求項2】
前記第２材料が、構造中に炭素－窒素二重結合を有しない芳香族複素環を有する化合物である、請求項１に記載の有機薄膜。
【請求項3】
前記第２材料が、分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物である、請求項１に記載の有機薄膜。
【請求項4】
前記第２材料が、下記一般式（２）で表される化合物である、請求項１～３のいずれか１項に記載の有機薄膜。【化2】
【請求項5】
前記第２材料は、芳香族炭化水素化合物、窒素－ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、のいずれかもしくは複数である、請求項１～４のいずれか１項に記載の有機薄膜。
【請求項6】
酸化物層と、該酸化物層上に形成された請求項１～５のいずれか１項に記載の有機薄膜の層と、からなることを特徴とする、積層膜。
【請求項7】
陰極と陽極との間に、発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記陰極と前記発光層との間に、請求項１～５のいずれか１項に記載の有機薄膜又は請求項６に記載の積層膜を有す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8】
前記陰極と前記有機薄膜との間に、酸化物層を有する、請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項9】
前記陰極と前記発光層との間に、前記第１材料と第２材料とを含む膜と、前記第２材料を含む膜と、の積層膜を有する、請求項７又は８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項10】
前記発光層と、前記第１材料と第２材料とを含む膜との間に、前記第２材料を含む膜を有する、請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項11】
前記陰極と、前記第１材料と第２材料とを含む膜との間に、前記第２材料を含む膜を有する、請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項12】
前記陽極と前記発光層との間に、前記第２材料を含む層を有する、請求項７～１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項13】
前記発光層が、前記第２材料を含む、請求項７～１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項14】
下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。【化3】
【請求項15】
陰極と陽極との間に、発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記陰極と前記陽極との間に、下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物、及び、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層を有す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。
【化4】
【請求項16】
前記陰極と前記発光層との間に、前記材料層を有する、請求項１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項17】
前記陰極と前記材料層との間に、酸化物層を有する、請求項１５又は１６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項18】
請求項７～１３、１５～１７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、表示装置。
【請求項19】
請求項７～１３、１５～１７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、照明装置。
【請求項20】
下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池用材料。【化5】
【請求項21】
請求項１～５のいずれか１項に記載の有機薄膜、請求項６に記載の積層膜、又は請求項２０に記載の有機薄膜太陽電池用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池。
【請求項22】
下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、光電変換素子用材料。【化6】
【請求項23】
請求項１～５のいずれか１項に記載の有機薄膜、請求項６に記載の積層膜、又は請求項２２に記載の光電変換素子用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、光電変換素子。
【請求項24】
下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機トランジスタ用材料。【化7】
【請求項25】
請求項１～５のいずれか１項に記載の有機薄膜、請求項６に記載の積層膜、又は請求項２４に記載の有機トランジスタ用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、薄膜トランジスタ。
【請求項26】
下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含むことを特徴とする塗料組成物。【化8】
【請求項27】
下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む単一の膜を被形成面上に形成する工程、又は、前記第１材料を含む膜と、前記第２材料を含む膜と、を被形成面上に順に形成する工程、を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。
【化9】
【請求項28】
下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料を含む膜を、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料を含む被形成面上に形成する工程を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。【化10】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機薄膜及び有機薄膜の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス（以下、エレクトロルミネッセンス（電界発光）を「ＥＬ」と記す場合がある。）素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ、塗料組成物、並びに、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料に関する。
【背景技術】
【0002】
有機ＥＬ素子は、薄く、柔軟でフレキシブルである。また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、現在主流となっている液晶表示装置及びプラズマ表示装置と比べて、高輝度、高精細な表示が可能である。また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、液晶表示装置に比べて視野角が広い。このため、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、今後、テレビや携帯電話のディスプレイ等としての利用の拡大が期待されている。
また、有機ＥＬ素子は、照明装置としての利用も期待されている。
また、有機ＥＬ素子は、照明装置としての利用も期待されている。
【0003】
有機ＥＬ素子は、陰極と発光層と陽極とが積層されたものである。有機ＥＬ素子では、陽極の仕事関数と発光層の最高占有軌道（ＨＯＭＯ）とのエネルギー差は、陰極の仕事関数と発光層の最低非占有軌道（ＬＵＭＯ）とのエネルギー差と比較して小さい。従って、発光層に、陽極から正孔を注入することと比較して、陰極から電子を注入することは困難である。このため、従来の有機ＥＬ素子では、陰極と発光層との間に、電子注入層を配置して、陰極から発光層への電子の注入を促進している。該電子注入層に最も広く使われている電子注入層は、フッ素化リチウム（ＬｉＦ）等のアルカリ金属やリチウムキノリン（Ｌｉｑ）等のアルカリ金属を含む錯体である（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
また、発光層を電子注入層の間に、更に電子輸送層を設けることも広く行われており、該電子輸送層の材料としては、電子が輸送し易い材料として、ピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物が用いられてきた（例えば、非特許文献３参照）。これら電子を輸送し易い材料中に含まれる複素環中の窒素とＬｉとの間の相互作用が、陰極からの電子注入障壁を下げることが報告されている（非特許文献２参照）。そして、電子を輸送し易い材料におけるＬｉと配位可能な部位に立体障害があると、電子注入がし難くなることが報告されている（非特許文献４参照）
また、発光層を電子注入層の間に、更に電子輸送層を設けることも広く行われており、該電子輸送層の材料としては、電子が輸送し易い材料として、ピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物が用いられてきた（例えば、非特許文献３参照）。これら電子を輸送し易い材料中に含まれる複素環中の窒素とＬｉとの間の相互作用が、陰極からの電子注入障壁を下げることが報告されている（非特許文献２参照）。そして、電子を輸送し易い材料におけるＬｉと配位可能な部位に立体障害があると、電子注入がし難くなることが報告されている（非特許文献４参照）
【0004】
複素環中の窒素とＬｉとの間の相互作用を利用した電子注入手法に対し、近年、リチウム等の不安定なアルカリ金属を用いない、電子注入手法が幾つか提案されている。そのうちの一つが、塩基材料と有機化合物との間の水素結合を利用した電子注入手法である（例えば、非特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】Ｌ． Ｓ． Ｈｕｎｇ， Ｃ． Ｗ． Ｔａｎｇ， ａｎｄ Ｍ． Ｇ． Ｍａｓｏｎ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ７０， １５２ （１９９７）
【文献】Ｓａｔｏ， Ｓ． ｅｔ ａｌ． Ａｉｒ－Ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ Ｈｉｇｈ－Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ－Ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｉｏｎｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃａｒｒｉｅｒ－Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒｓ． Ａｄｖ Ｍａｔｅｒ ３０， ｅ１７０５９１５， （２０１４）
【文献】Ｌｉｘｉｎ ｘｉａｏ， Ｚｈｉｊｉａｎ Ｃｈｅｎ ， Ｂｏ Ｑｕ ， Ｊｉａｘｉｕ Ｌｕｏ ， Ｓｈｅｎｇ Ｋｏｎｇ ， Ｑｉｈｕａｎｇ Ｇｏｎｇ ， ａｎｄ Ｊｕｎｊｉ Ｋｉｄｏ， Ａｄｖ Ｍａｔｅｒ ２３， ９２６－９５２ （２０１１）
【文献】Ｙｏｎｇ－Ｊｉｎ Ｐｕ， Ｍａｋｏｔｏ Ｙｏｓｈｉｚａｋｉ， Ｔａｋａｈｉｒｏ Ａｋｉｎｉｗａ， Ｊｕｎｊｉ Ｋｉｄｏ， Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， １０， ８７７－８８２ （２００９）
【文献】ヒロヒコ フカガワ（Ｈｉｒｏｈｉｋｏ Ｆｕｋａｇａｗａ）、外８名、「アドバンスト マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、第３１巻、２０１９年、ｐ１９０４２０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記の通り、有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間（電子輸送層）に用いられる材料は、電子を輸送し易い材料として、ピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物に限られており、使える材料の自由度が低かった。ピリジン等の窒素を含む複素環を有する必要がなければ、材料設計の自由度も向上し、デバイスの駆動安定性の向上、駆動電圧の低下、発光効率の向上等が期待できる。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ素子において発光層と陰極との間に用いる材料の選択肢を広げることが可能な有機薄膜、該有機薄膜の製造方法、該有機薄膜の製造に好適に用いることができる塗料組成物、並びに、これら有機薄膜や塗料組成物の原料となる有機ＥＬ素子用材料を提供することを課題とする。
また、本発明は、前記有機薄膜を用いた有機ＥＬ素子、該有機ＥＬ素子を具えた表示装置及び照明装置、並びに、前記有機薄膜を含む有機薄膜太陽電池、光電変換素子及び有機薄膜トランジスタを提供することを課題とする。
また、本発明は、前記有機薄膜を用いた有機ＥＬ素子、該有機ＥＬ素子を具えた表示装置及び照明装置、並びに、前記有機薄膜を含む有機薄膜太陽電池、光電変換素子及び有機薄膜トランジスタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者等は、これまでの有機ＥＬ素子の電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料及び電子注入メカニズムに注目した。陰極からの電子注入障壁を下げる電子注入層として、ＬｉＦに代表されるアルカリ金属塩を用いることが主流となったことにより、電子輸送層は、Ｌｉと効果的に相互作用できるピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物に限られていると考えた。そして、本発明者等は、鋭意検討した結果、特定の塩基材料と有機化合物との間の水素結合を利用した電子注入手法を用いることで、電子輸送層にピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物を用いる必要がなくなり、電子輸送層に使える材料の選択肢が大きく広がることを見出した。
即ち、下記の一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と有機化合物との間の水素結合を利用することにより、陰極から有機層への電子注入障壁が下がっていれば、電子輸送層に使える材料は、従来のピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物に限定されることがなく、例えば、芳香族炭化水素化合物、窒素－ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、等も有機ＥＬ素子における電子輸送層に用いることができる。
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
即ち、下記の一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と有機化合物との間の水素結合を利用することにより、陰極から有機層への電子注入障壁が下がっていれば、電子輸送層に使える材料は、従来のピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物に限定されることがなく、例えば、芳香族炭化水素化合物、窒素－ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、等も有機ＥＬ素子における電子輸送層に用いることができる。
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
【0009】
［１］ 下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む単一の膜、又は、前記第１材料を含む膜と、前記第２材料を含む膜と、の積層膜であることを特徴とする、有機薄膜。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
【化1】
【0010】
［２］ 前記第２材料が、構造中に炭素－窒素二重結合を有しない芳香族複素環を有する化合物である、［１］に記載の有機薄膜。
【0011】
［３］ 前記第２材料が、分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物である、［１］に記載の有機薄膜。
【0012】
［４］ 前記第２材料が、下記一般式（２）で表される化合物である、［１］～［３］のいずれかに記載の有機薄膜。
（一般式（２）中、Ｙは、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び／又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造を表す。Ｗは、連結基又は直接結合を表す。Ｚは、構造中に炭素－窒素二重結合を含まないアリール基を表す。ｒは１～６の整数である。ｓは１～６の整数である。）
【化2】
【0013】
［５］ 前記第１材料は、一般式（１）におけるｎが２又は３のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である、［１］～［４］のいずれかに記載の有機薄膜。
【0014】
［６］ 前記第２材料は、芳香族炭化水素化合物、窒素－ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、のいずれかもしくは複数である、［１］～［５］のいずれかに記載の有機薄膜。
【0015】
［７］ 酸化物層と、該酸化物層上に形成された［１］～［６］のいずれかに記載の有機薄膜の層と、からなることを特徴とする、積層膜。
【0016】
［８］ 陰極と陽極との間に、発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記陰極と前記発光層との間に、［１］～［６］のいずれかに記載の有機薄膜又は［７］に記載の積層膜を有す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。
前記陰極と前記発光層との間に、［１］～［６］のいずれかに記載の有機薄膜又は［７］に記載の積層膜を有す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。
【0017】
［９］ 前記陰極と前記有機薄膜との間に、酸化物層を有する、［８］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0018】
［１０］ 前記陰極と前記発光層との間に、前記第１材料と第２材料とを含む膜と、前記第２材料を含む膜と、の積層膜を有する、［８］又は［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0019】
［１１］ 前記発光層と、前記第１材料と第２材料とを含む膜との間に、前記第２材料を含む膜を有する、［１０］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0020】
［１２］ 前記陰極と、前記第１材料と第２材料とを含む膜との間に、前記第２材料を含む膜を有する、［１０］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0021】
［１３］ 前記陽極と前記発光層との間に、前記第２材料を含む層を有する、［８］～［１２］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0022】
［１４］ 前記発光層が、前記第２材料を含む、［８］～［１３］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0023】
［１５］ 下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
【化3】
【0024】
［１６］ 陰極と陽極との間に、発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記陰極と前記陽極との間に、下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物、及び／又は、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層を有す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。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
前記陰極と前記陽極との間に、下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物、及び／又は、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層を有す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。
【化4】
【0025】
［１７］ 前記陰極と前記発光層との間に、前記材料層を有する、［１６］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0026】
［１８］ 前記陰極と前記材料層との間に、酸化物層を有する、［１６］又は［１７］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0027】
［１９］ ［８］～［１４］、［１６］～［１８］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、表示装置。
【0028】
［２０］ ［８］～［１４］、［１６］～［１８］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、照明装置。
【0029】
［２１］ 下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池用材料。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
【化5】
【0030】
［２２］ ［１］～［６］のいずれかに記載の有機薄膜、［７］に記載の積層膜、又は［２１］に記載の有機薄膜太陽電池用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池。
【0031】
［２３］ 下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、光電変換素子用材料。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
【化6】
【0032】
［２４］ ［１］～［６］のいずれかに記載の有機薄膜、［７］に記載の積層膜、又は［２３］に記載の光電変換素子用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、光電変換素子。
【0033】
［２５］ 下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機トランジスタ用材料。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
【化7】
【0034】
［２６］ ［１］～［６］のいずれかに記載の有機薄膜、［７］に記載の積層膜、又は［２５］に記載の有機トランジスタ用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、薄膜トランジスタ。
【0035】
［２７］ 下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含むことを特徴とする塗料組成物。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
【化8】
【0036】
［２８］ 下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む単一の膜を被形成面上に形成する工程、又は、
前記第１材料を含む膜と、前記第２材料を含む膜と、を被形成面上に順に形成する工程、を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
前記第１材料を含む膜と、前記第２材料を含む膜と、を被形成面上に順に形成する工程、を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。
【化9】
【0037】
［２９］ 下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料を含む膜を、第２材料を含む被形成面上に形成する工程を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。
（一般式（１）中、Ｒ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。ｎは、１～３の整数である。）
【化10】
【発明の効果】
【0038】
本発明の有機薄膜は、特定構造のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む。このため、本発明の有機薄膜を、例えば、有機ＥＬ素子の電子注入層に用いた場合、従来のアルカリ金属からの電子注入を前提とした電子輸送層に比べ、材料の選択肢が大きく広がる。これにより、優れた電子注入性、電子輸送性が得られる。
【0039】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と発光層との間に本発明の有機薄膜を有するため、有機薄膜によって優れた電子注入性、電子輸送性が得られる。
【0040】
また、特定構造のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む本発明の有機薄膜は、塗布及び蒸着のいずれの方法によっても形成することが可能であるため、本発明の有機薄膜を含む有機ＥＬ素子を製造する場合のプロセス上の制約が少なく、有機ＥＬ素子を構成する層の材料として使用し易いものである。本発明の有機薄膜の製造方法は、このような本発明の有機薄膜を製造する方法である。
【0041】
また、本発明の塗料組成物は、特定構造のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料、とを含む。従って、本発明の塗料組成物を有機薄膜の被形成面上に塗布することにより、有機ＥＬ素子の電子注入層に好適な有機薄膜が得られる。
【0042】
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、有機ＥＬ素子等の作製に用いられる本発明の有機薄膜や塗料組成物に用いられる有用な材料である。また、本材料は、単独で電子注入層又は電子輸送層として用いることが可能な点でも有用な材料である。
【0043】
本発明の表示装置及び照明装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具えているため、駆動電圧が低く、優れた特性を有する。
また、本発明の有機薄膜太陽電池、光電変換素子及び有機薄膜トランジスタは、本発明の有機薄膜を含むものであるため、優れた特性を有する。
また、本発明の有機薄膜太陽電池、光電変換素子及び有機薄膜トランジスタは、本発明の有機薄膜を含むものであるため、優れた特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の有機ＥＬ素子の一例を説明するための概略断面図である。
【図2】本発明の有機ＥＬ素子の他の一例を説明するための概略断面図である。
【図3】本発明の有機薄膜の積層構造の一例を示す概略断面図である。
【図4】本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図5】本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図6】本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図7】本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図8】本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図9】本発明の有機ＥＬ素子の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図10】本発明の有機ＥＬ素子の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図11】実施例及び比較例に用いた有機薄膜の積層構造を示す概略断面図である。
【図12】実施例１及び比較例１で作製した有機ＥＬ素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。
【図13】実施例８で作製した有機ＥＬ素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。
【図14】実施例１０及び比較例３で作製した有機ＥＬ素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。
【図15】実施例１１～１４及び比較例４で作製した有機ＥＬ素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。
【図16】実施例１５及び比較例５で作製した有機ＥＬ素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0045】
以下に、本発明の有機薄膜及び有機薄膜の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、薄膜トランジスタ、塗料組成物、並びに、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
【0046】
＜有機薄膜、有機ＥＬ素子用材料＞
本発明の有機薄膜は、下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料とを含む。本発明の有機薄膜は、第１材料と第２材料とを含む単一層の膜であってもよく、第１材料を含む層と第２材料を含む層とが積層された積層膜であってもよい。
本発明の有機薄膜は、下記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料とを含む。本発明の有機薄膜は、第１材料と第２材料とを含む単一層の膜であってもよく、第１材料を含む層と第２材料を含む層とが積層された積層膜であってもよい。
【0047】
【化11】
【0048】
本発明の有機薄膜を構成している第１材料は、特定構造のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物であるため、第２材料との間に水素結合を形成し、第２材料側にマイナス電荷を生じさせる能力を有する。
第１材料は、ｐＫａが１以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましく、１１以上であることがさらに好ましい。第１材料は、ｐＫａが高い材料である程、第２材料側にマイナス電荷を生じさせる能力がより高いものとなる。その結果、有機薄膜を、例えば、有機ＥＬ素子の電子注入層として用いた場合に、優れた電子注入性及び電子輸送性が得られる。
また、式（１）のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物は、無機化合物の欠損箇所に好適に配位することから、外部から侵入する酸素や水との界面での反応を妨げ、素子の大気安定性を高める効果があることも確認されている。更に、式（１）のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物は、無機化合物と相互作用することにより、無機化合物の仕事関数を小さくすることができ、その結果、金属酸化物層の電子注入性を向上させることができる。
従って、本発明の有機薄膜は、有機化合物のみから構成される素子だけではなく、特に、有機化合物と無機化合物とで構成される素子に対しても用いることができ、電子注入性や大気安定性を高める効果を発揮することができる。
第１材料は、ｐＫａが１以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましく、１１以上であることがさらに好ましい。第１材料は、ｐＫａが高い材料である程、第２材料側にマイナス電荷を生じさせる能力がより高いものとなる。その結果、有機薄膜を、例えば、有機ＥＬ素子の電子注入層として用いた場合に、優れた電子注入性及び電子輸送性が得られる。
また、式（１）のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物は、無機化合物の欠損箇所に好適に配位することから、外部から侵入する酸素や水との界面での反応を妨げ、素子の大気安定性を高める効果があることも確認されている。更に、式（１）のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物は、無機化合物と相互作用することにより、無機化合物の仕事関数を小さくすることができ、その結果、金属酸化物層の電子注入性を向上させることができる。
従って、本発明の有機薄膜は、有機化合物のみから構成される素子だけではなく、特に、有機化合物と無機化合物とで構成される素子に対しても用いることができ、電子注入性や大気安定性を高める効果を発揮することができる。
【0049】
本発明の有機薄膜は、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物を第１材料として含むことを特徴の１つとし、本発明の有機薄膜を電子注入層に用いた場合、優れた電子注入性、電子輸送性が得られる。このような優れた効果を発揮する、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物を含む有機ＥＬ素子用材料もまた、本発明の１つであり、本材料を単独で電子注入層や電子輸送層に用いることでも優れた電子注入性、電子輸送性が得られる。
【0050】
なお、本発明において、「ｐＫａ」は通常は「水中における酸解離定数」を意味するが、水中で測定できないものは「ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中における酸解離定数」を意味し、ＤＭＳＯ中でも測定できないものは、「アセトニトリル中の酸解離定数」を意味する。好ましくは「水中における酸解離定数」を意味する。
【0051】
上記一般式（１）におけるＲ1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を２つ以上組み合わせてできる基、これらの基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。
芳香族炭化水素基、芳香族複素環基としては、炭素数３～３０のものが好ましく、炭素数４～２４のものがより好ましく、炭素数５～２０のものがさらに好ましい。
芳香族炭化水素基としては、ベンゼン等の１つの芳香環のみからなる化合物；ビフェニル、ジフェニルベンゼン等の複数の芳香環が１つの炭素原子同士で直接結合した化合物；ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン等の縮合環式芳香族炭化水素化合物のいずれかの芳香環から水素原子を１～３個除いてできる基が挙げられる。
芳香族複素環基としては、チオフェン、フラン、ピロール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアゾール、チアジアゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等の１つの芳香族複素環のみからなる化合物；これらの１つの芳香族複素環のみからなる化合物が１つの炭素原子同士で複数直接結合した化合物（ビピリジン等）；キノリン、キノキサリン、ベンゾチオフェン、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、インドール、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、アクリジン、フェナントロリン等の縮合環式複素芳香族炭化水素化合物のいずれかの芳香族複素環から水素原子を１～３個除いてできる基が挙げられる。
アリールアルキレン基としては、上記芳香族炭化水素基と炭素数１～３のアルキレン基とを組み合わせた基が挙げられる。
２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基としては、炭素数１～１２のものが好ましく、炭素数１～６のものがより好ましく、炭素数１～４のものがさらに好ましい。鎖状炭化水素基は直鎖状のものであってもよく、分岐鎖状のものであってもよい。
また、Ｒ1は、上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状炭化水素基を２つ以上組み合わせてできる基でもよい。
更に、Ｒ1は、上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状炭化水素基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基であってもよい。そのような基としては、例えば、トリメチルアミン等のトリアルキルアミンやトリフェニルアミンから水素原子を１～３個除いてできる基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基、芳香族複素環基としては、炭素数３～３０のものが好ましく、炭素数４～２４のものがより好ましく、炭素数５～２０のものがさらに好ましい。
芳香族炭化水素基としては、ベンゼン等の１つの芳香環のみからなる化合物；ビフェニル、ジフェニルベンゼン等の複数の芳香環が１つの炭素原子同士で直接結合した化合物；ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン等の縮合環式芳香族炭化水素化合物のいずれかの芳香環から水素原子を１～３個除いてできる基が挙げられる。
芳香族複素環基としては、チオフェン、フラン、ピロール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアゾール、チアジアゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等の１つの芳香族複素環のみからなる化合物；これらの１つの芳香族複素環のみからなる化合物が１つの炭素原子同士で複数直接結合した化合物（ビピリジン等）；キノリン、キノキサリン、ベンゾチオフェン、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、インドール、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、アクリジン、フェナントロリン等の縮合環式複素芳香族炭化水素化合物のいずれかの芳香族複素環から水素原子を１～３個除いてできる基が挙げられる。
アリールアルキレン基としては、上記芳香族炭化水素基と炭素数１～３のアルキレン基とを組み合わせた基が挙げられる。
２価若しくは３価の鎖状または環状炭化水素基としては、炭素数１～１２のものが好ましく、炭素数１～６のものがより好ましく、炭素数１～４のものがさらに好ましい。鎖状炭化水素基は直鎖状のものであってもよく、分岐鎖状のものであってもよい。
また、Ｒ1は、上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状炭化水素基を２つ以上組み合わせてできる基でもよい。
更に、Ｒ1は、上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、２価若しくは３価の鎖状炭化水素基の１つ若しくは２つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基であってもよい。そのような基としては、例えば、トリメチルアミン等のトリアルキルアミンやトリフェニルアミンから水素原子を１～３個除いてできる基等が挙げられる。
【0052】
上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は、アリールアルキレン基は、１価の置換基を１つ又は２つ以上有していてもよい。
１価の置換基としては、フッ素原子；フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基等の炭素数１～２０の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数５～７の環状アルキル基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ－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、オクチルオキシ基等の炭素数１～２０の直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基；ニトロ基；シアノ基；メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の炭素数１～１０のアルキル基を有するアルキルアミノ基；ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基等の環状アミノ基；ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基等のジアリールアミノ基；アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等のアシル基；スチリル基等の炭素数２～３０のアルケニル基；フッ素原子等のハロゲン原子や炭素数１～２０のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基等で置換されていてもよい炭素数５～２０のアリール基（アリール基の具体例は、上記芳香族炭化水素基と同様）；フッ素原子等のハロゲン原子や炭素数１～２０のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基等で置換されていてもよい炭素数４～２０の窒素原子、硫黄原子、酸素原子のいずれか１つ以上を含む複素環基（複素環基は、１つの環のみからなるものであってもよく、１つの芳香族複素環のみからなる化合物が１つの炭素原子同士で複数直接結合した化合物であってもよく、縮合複素環基であってもよい。複素環基の具体例には、上記芳香族複素環基の具体例が含まれる。）；エステル基、チオエーテル基等が挙げられる。なお、これらの基は、ハロゲン原子やヘテロ元素、アルキル基、芳香環等で置換されていてもよい。
１価の置換基としては、フッ素原子；フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基等の炭素数１～２０の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数５～７の環状アルキル基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ－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、オクチルオキシ基等の炭素数１～２０の直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基；ニトロ基；シアノ基；メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の炭素数１～１０のアルキル基を有するアルキルアミノ基；ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基等の環状アミノ基；ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基等のジアリールアミノ基；アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等のアシル基；スチリル基等の炭素数２～３０のアルケニル基；フッ素原子等のハロゲン原子や炭素数１～２０のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基等で置換されていてもよい炭素数５～２０のアリール基（アリール基の具体例は、上記芳香族炭化水素基と同様）；フッ素原子等のハロゲン原子や炭素数１～２０のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基等で置換されていてもよい炭素数４～２０の窒素原子、硫黄原子、酸素原子のいずれか１つ以上を含む複素環基（複素環基は、１つの環のみからなるものであってもよく、１つの芳香族複素環のみからなる化合物が１つの炭素原子同士で複数直接結合した化合物であってもよく、縮合複素環基であってもよい。複素環基の具体例には、上記芳香族複素環基の具体例が含まれる。）；エステル基、チオエーテル基等が挙げられる。なお、これらの基は、ハロゲン原子やヘテロ元素、アルキル基、芳香環等で置換されていてもよい。
【0053】
上記一般式（１）におけるｎは、１～３の整数であるが、２又は３であることが好ましい。
【0054】
上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物の具体例としては、例えば、下記構造式（１－１）～（１－３０）で表される化合物が挙げられる。
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【0055】
上記一般式（１）で表される化合物は、下記反応式に示すように、ヨウ素、臭素、塩素、フッ素を有するハロゲン化合物と、ヘキサヒドロピリミドピリミジンとを原料とし、Ｕｌｌｍａｎｎカップリング反応、Ｂｕｃｈｗａｌｄ－Ｈａｒｔｗｉｇアミノ化反応又は求核置換反応等により合成することができる。
【化16】
【0056】
本発明の有機薄膜を構成する第２材料は、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である。ここで、前記第２材料としては、構造中に炭素－窒素二重結合を有しない芳香族複素環を有する化合物や、分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物が好ましい。また、前記第２材料としては、下記一般式（２）で表される化合物が好ましい。
（一般式（２）中、Ｙは、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び／又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造を表す。Ｗは、連結基又は直接結合を表す。Ｚは、構造中に炭素－窒素二重結合を含まないアリール基を表す。ｒは１～６の整数である。ｓは１～６の整数である。）
【化17】
【0057】
一般式（２）中、Ｙは、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び／又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造を表す。
芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ビフェニル環、トリフェニレン環、フルオランテン環、フルオレン環、クリセン環、ジベンゾクリセン環、等が挙げられる。
π電子過剰芳香族複素環としては、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、カルバゾール環、等が挙げられる。
ケイ素及び／又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造としては、シロール環、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン環の一部を窒素－ホウ素置換した環状構造、スピロ－ビフルオレン環の一部を窒素－ホウ素置換した環状構造、等が挙げられる。
前記芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び／又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式（１）中のＲ1の１価の置換基と同様の基が挙げられる。
芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ビフェニル環、トリフェニレン環、フルオランテン環、フルオレン環、クリセン環、ジベンゾクリセン環、等が挙げられる。
π電子過剰芳香族複素環としては、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、カルバゾール環、等が挙げられる。
ケイ素及び／又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造としては、シロール環、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン環の一部を窒素－ホウ素置換した環状構造、スピロ－ビフルオレン環の一部を窒素－ホウ素置換した環状構造、等が挙げられる。
前記芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び／又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式（１）中のＲ1の１価の置換基と同様の基が挙げられる。
【0058】
一般式（２）中、Ｗは、連結基又は直接結合を表す。なお、Ｗが連結基の場合、Ｗは、（ｒ＋１）価の連結基となる。
ここで、連結基としては、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、エテニレン基、エチニレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、等が挙げられる。これらの連結基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式（１）中のＲ1の１価の置換基と同様の基が挙げられる。
ここで、連結基としては、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、エテニレン基、エチニレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、等が挙げられる。これらの連結基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式（１）中のＲ1の１価の置換基と同様の基が挙げられる。
【0059】
一般式（２）中、Ｚは、構造中に炭素－窒素二重結合を含まないアリール基を表す。
ここで、構造中に炭素－窒素二重結合を含まないアリール基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、フルオランテニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基、等が挙げられる。
前記アリール基は、構造中に炭素－窒素二重結合を含まない限り、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式（１）中のＲ1の１価の置換基と同様の基が挙げられる。
ここで、構造中に炭素－窒素二重結合を含まないアリール基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、フルオランテニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基、等が挙げられる。
前記アリール基は、構造中に炭素－窒素二重結合を含まない限り、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式（１）中のＲ1の１価の置換基と同様の基が挙げられる。
【0060】
一般式（２）中、ｒは１～６の整数であり、ｓは１～６の整数である。
ここで、ｒが２～６の整数の場合、複数存在するＺは、それぞれ同一でも、異なってもよい。
また、ｓが２～６の整数の場合、複数存在するＷは、それぞれ同一でも、異なってもよく、複数存在するＺは、それぞれ同一でも、異なってもよい。
ここで、ｒが２～６の整数の場合、複数存在するＺは、それぞれ同一でも、異なってもよい。
また、ｓが２～６の整数の場合、複数存在するＷは、それぞれ同一でも、異なってもよく、複数存在するＺは、それぞれ同一でも、異なってもよい。
【0061】
本発明では、第１材料が第２材料との間に水素結合を形成することで、陰極と有機層間の電子のやりとりがスムーズに行われる。従って、本発明における第２材料は、これまで有機ＥＬ素子や有機薄膜太陽電池において発光層や光電変換膜と陰極との間に用いられてきた、アルカリ金属との相互作用で電子を注入できる材料である必要はない。
これまでは、第２材料としては、フェニル－ジピレニルホスフィンオキサイド（ＰＯＰｙ2）のようなホスフィンオキサイド誘導体、トリス－１，３，５－（３’－（ピリジン－３”－イル）フェニル）ベンゼン（ＴｍＰｈＰｙＢ）のようなピリジン誘導体、２－（３－（９－カルバゾリル）フェニル）キノリン（ｍＣＱ）のようなキノリン誘導体、２－フェニル－４，６－ビス（３，５－ジピリジルフェニル）ピリミジン（ＢＰｙＰＰＭ）のようなピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）のようなフェナントロリン誘導体、２，４－ビス（４－ビフェニル）－６－（４’－（２－ピリジニル）－４－ビフェニル）－［１，３，５］トリアジン（ＭＰＴ）、トリス－１，３，５－（３’－（ピリジン－３”－イル）フェニル）トリアジン（ＴｍＰｈＰｙＴｚ）のようなトリアジン誘導体、３－フェニル－４－（１’－ナフチル）－５－フェニル－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）のようなトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル－１，３，４－オキサジアゾール）（ＰＢＤ）のようなオキサジアゾール誘導体、２，２’，２”－（１，３，５－ベントリイル）－トリス（１－フェニル－１－Ｈ－ベンズイミダゾール）（ＴＰＢＩ）のようなイミダゾール誘導体、トリス（８－ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ3）等に代表される各種金属錯体が広く用いられてきた。
これまでは、第２材料としては、フェニル－ジピレニルホスフィンオキサイド（ＰＯＰｙ2）のようなホスフィンオキサイド誘導体、トリス－１，３，５－（３’－（ピリジン－３”－イル）フェニル）ベンゼン（ＴｍＰｈＰｙＢ）のようなピリジン誘導体、２－（３－（９－カルバゾリル）フェニル）キノリン（ｍＣＱ）のようなキノリン誘導体、２－フェニル－４，６－ビス（３，５－ジピリジルフェニル）ピリミジン（ＢＰｙＰＰＭ）のようなピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）のようなフェナントロリン誘導体、２，４－ビス（４－ビフェニル）－６－（４’－（２－ピリジニル）－４－ビフェニル）－［１，３，５］トリアジン（ＭＰＴ）、トリス－１，３，５－（３’－（ピリジン－３”－イル）フェニル）トリアジン（ＴｍＰｈＰｙＴｚ）のようなトリアジン誘導体、３－フェニル－４－（１’－ナフチル）－５－フェニル－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）のようなトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル－１，３，４－オキサジアゾール）（ＰＢＤ）のようなオキサジアゾール誘導体、２，２’，２”－（１，３，５－ベントリイル）－トリス（１－フェニル－１－Ｈ－ベンズイミダゾール）（ＴＰＢＩ）のようなイミダゾール誘導体、トリス（８－ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ3）等に代表される各種金属錯体が広く用いられてきた。
【0062】
従って、本発明において第２材料として用いることができる材料は、先述の材料群とは大きく異なり、選択肢が大きく広がる。例えば、芳香族炭化水素化合物、窒素－ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、等がこれに当たる。
なお、π電子過剰系複素芳香環、π電子不足系芳香族複素環とは、講談社サイエンティフィック編、「新編ヘテロ環化合物 基礎編」、ｐ．１～５に記載されている通り分類される複素芳香環である。
π電子過剰系複素芳香環（π過剰系ヘテロ芳香環）とは、ベンゼンを基準とした場合に比べて、各炭素上のπ電子密度が高い複素芳香環である。例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環等が、π電子過剰系複素芳香環に相当し、該複素芳香環は、環を構成するヘテロ原子が孤立電子対を有するため、６個のπ電子を有し、６個のπ電子が５個の原子上に分布するため、π電子過剰となる。上述の「π電子過剰系複素芳香族化合物」とは、かかるπ電子過剰系複素芳香環を有する化合物である。
一方、π電子不足系芳香族複素環（π不足系ヘテロ芳香環）とは、ベンゼンを基準とした場合に比べて、各炭素上のπ電子密度が低い複素芳香環である。例えば、ピリジン環等が、π電子不足系芳香族複素環に相当し、該複素芳香環は、環内窒素の孤立電子対を利用しなくても、６個のπ電子が存在する一方、環内窒素が電子求引効果を有し、この効果が各炭素に及ぼされるため、π電子不足となる。上述の「分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物」とは、かかるπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物である。
なお、π電子過剰系複素芳香環、π電子不足系芳香族複素環とは、講談社サイエンティフィック編、「新編ヘテロ環化合物 基礎編」、ｐ．１～５に記載されている通り分類される複素芳香環である。
π電子過剰系複素芳香環（π過剰系ヘテロ芳香環）とは、ベンゼンを基準とした場合に比べて、各炭素上のπ電子密度が高い複素芳香環である。例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環等が、π電子過剰系複素芳香環に相当し、該複素芳香環は、環を構成するヘテロ原子が孤立電子対を有するため、６個のπ電子を有し、６個のπ電子が５個の原子上に分布するため、π電子過剰となる。上述の「π電子過剰系複素芳香族化合物」とは、かかるπ電子過剰系複素芳香環を有する化合物である。
一方、π電子不足系芳香族複素環（π不足系ヘテロ芳香環）とは、ベンゼンを基準とした場合に比べて、各炭素上のπ電子密度が低い複素芳香環である。例えば、ピリジン環等が、π電子不足系芳香族複素環に相当し、該複素芳香環は、環内窒素の孤立電子対を利用しなくても、６個のπ電子が存在する一方、環内窒素が電子求引効果を有し、この効果が各炭素に及ぼされるため、π電子不足となる。上述の「分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物」とは、かかるπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物である。
【0063】
前記芳香族炭化水素化合物としては、特に限定されず、芳香環を有する種々の炭化水素化合物を使用できる。
【0064】
前記窒素－ホウ素結合を有する化合物としては、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセンの一部を窒素－ホウ素置換した以下の化合物（構造式（３－１））や、スピロ－ビフルオレンの一部を窒素－ホウ素置換した以下の化合物（構造式（３－２））、更には、これらの複素環構造を分子中に含む化合物が例として挙げられる。
【化18】
【0065】
前記π電子過剰系複素芳香族化合物としては、ジベンゾチオフェン、下記構造式（３－３）で表される化合物、ジベンゾフラン（構造式（３－４））、ベンゾ［ｂ］ベンゾ［４，５］チエノ［２，３－ｄ］チオフェン（構造式（３－５））、更には、これらの複素環構造を分子中に含む化合物等が例として挙げられる。
【化19】
【0066】
前記シロール環を含む化合物としては、例えば、１，１，２，３，４，５－ヘキサフェニルシロール等が挙げられる。
【0067】
本発明の有機薄膜に含まれる第１材料と第２材料との比率は、特に限定されるものではなく、第１材料及び第２材料のそれぞれに使用する化合物の種類に応じて適宜決定できる。第１材料と第２材料との比率は、質量比（第１材料：第２材料）で０．１：９９．９～２０：１であることが好ましい。より好ましくは、０．５：９９．５～１０：１である。上記比率である場合、有機薄膜に第１材料と第２材料とが含まれていることによる電子輸送性及び電子注入性の向上効果が顕著となる。
【0068】
本発明における有機薄膜は、第１材料と第２材料とを含む単一の膜であってもよく、第１材料を少なくとも含む膜と、第２材料を少なくとも含む膜との積層膜であってもよい。積層膜である場合、第１材料のみを含む膜と、第２材料のみを含む膜と、の積層膜であってもよく、第１材料と第２材料とを含む膜と、第１材料と第２材料のいずれか一方のみを含む膜と、の積層膜であってもよい。第１材料と第２材料とを含む膜と、第１材料と第２材料のいずれか一方のみを含む膜と、の積層膜である場合、第１材料と第２材料のいずれか一方のみを含む膜は、第１材料、第２材料のいずれを含むものであってもよいが、第２材料を含むものであることが好ましい。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する層として、このような有機薄膜を使用する場合、第１材料と第２材料とを含む膜と、第１材料と第２材料のいずれか一方のみを含む膜のいずれが陰極側にあってもよいが、第１材料と第２材料のいずれか一方のみを含む膜が陰極側にある方が好ましい。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する層として、このような有機薄膜を使用する場合、第１材料と第２材料とを含む膜と、第１材料と第２材料のいずれか一方のみを含む膜のいずれが陰極側にあってもよいが、第１材料と第２材料のいずれか一方のみを含む膜が陰極側にある方が好ましい。
【0069】
本発明における有機薄膜が、第１材料と第２材料とを含む膜と、第１材料のみを含む膜と、の積層膜である場合、積層された２つの膜の両方に第１材料が含まれることになるが、２つの膜に含まれる第１材料は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
同様に、本発明における有機薄膜が、第１材料と第２材料とを含む膜と、第２材料のみを含む膜と、の積層膜である場合、積層された２つの膜の両方に第２材料が含まれることになるが、２つの膜に含まれる第２材料は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
同様に、本発明における有機薄膜が、第１材料と第２材料とを含む膜と、第２材料のみを含む膜と、の積層膜である場合、積層された２つの膜の両方に第２材料が含まれることになるが、２つの膜に含まれる第２材料は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0070】
＜有機薄膜の製造方法＞
次に、本発明の有機薄膜の製造方法について、例を挙げて説明する。
本発明の有機薄膜は、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含むものである。第１材料、第２材料ともに分子量が比較的大きいことに起因して、本発明の有機薄膜は、塗布だけでなく、蒸着によっても形成することが可能である。このため、本発明の有機薄膜を含む有機ＥＬ素子を製造する場合のプロセス上の制約が少なく、有機ＥＬ素子を構成する層の材料として使用し易いものである。
有機薄膜を蒸着により製造する場合、有機ＥＬ素子を構成する他の層を蒸着により製造する場合と同様の方法により行うことができ、第１材料、第２材料を同時に蒸着してもよく、順に蒸着してもよい。順に蒸着する場合、第１材料、第２材料のいずれを先に蒸着してもよい。また、いずれか一方を先に蒸着した後に、これら両方を共蒸着してもよく、両方を共蒸着した後に、いずれか一方を蒸着してもよい。このような、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を同時に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程を含む有機薄膜の製造方法は、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の１つである。
また、第１材料又は第２材料のいずれかを先に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程と、その後にもう一方又は両方の材料を蒸着する工程とを含む有機薄膜の製造方法、又は、第１材料と第２材料とを同時に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程と、その後に第１材料又は第２材料のいずれかを有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程とを含む有機薄膜の製造方法もまた、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の１つである。
次に、本発明の有機薄膜の製造方法について、例を挙げて説明する。
本発明の有機薄膜は、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含むものである。第１材料、第２材料ともに分子量が比較的大きいことに起因して、本発明の有機薄膜は、塗布だけでなく、蒸着によっても形成することが可能である。このため、本発明の有機薄膜を含む有機ＥＬ素子を製造する場合のプロセス上の制約が少なく、有機ＥＬ素子を構成する層の材料として使用し易いものである。
有機薄膜を蒸着により製造する場合、有機ＥＬ素子を構成する他の層を蒸着により製造する場合と同様の方法により行うことができ、第１材料、第２材料を同時に蒸着してもよく、順に蒸着してもよい。順に蒸着する場合、第１材料、第２材料のいずれを先に蒸着してもよい。また、いずれか一方を先に蒸着した後に、これら両方を共蒸着してもよく、両方を共蒸着した後に、いずれか一方を蒸着してもよい。このような、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を同時に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程を含む有機薄膜の製造方法は、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の１つである。
また、第１材料又は第２材料のいずれかを先に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程と、その後にもう一方又は両方の材料を蒸着する工程とを含む有機薄膜の製造方法、又は、第１材料と第２材料とを同時に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程と、その後に第１材料又は第２材料のいずれかを有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程とを含む有機薄膜の製造方法もまた、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の１つである。
【0071】
また、本発明の有機薄膜は、塗布により製造することも可能であり、この場合も、第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む塗料組成物を作製して、該塗料組成物を塗布するか、又は、第１材料を含む塗料組成物、第２材料を含む塗料組成物をそれぞれ作製して、これらを順に塗布することで有機薄膜を製造することができる。順に塗布する場合、第１材料を含む塗料組成物、第２材料を含む塗料組成物のいずれを先に塗布してもよい。また、いずれか一方の材料のみを含む塗料組成物を塗布した後に、これら両方の材料を含む塗料組成物を塗布してもよく、これら両方の材料を含む塗料組成物を塗布した後に、いずれか一方の材料のみを含む塗料組成物を塗布してもよい。このような、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む塗料組成物を有機薄膜の被形成面上に塗布する工程を含む有機薄膜の製造方法は、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の１つである。
また、第１材料のみを含む塗料組成物又は第２材料のみを含む塗料組成物のいずれかを先に有機薄膜の被形成面上に塗布する工程と、該工程によって形成された塗膜の上にもう一方又は両方の材料を含む塗料組成物を塗布する工程と、を含む有機薄膜の製造方法、又は、第１材料と第２材料の両方の材料を含む塗料組成物を塗布する工程と、該工程によって形成された塗膜の上に第１材料又は第２材料のいずれか一方のみを含む塗料組成物を塗布する工程と、を含む有機薄膜の製造方法もまた、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の１つである。
以下においては、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む塗料組成物を作製して、該塗料組成物を塗布することで有機薄膜を製造する方法について説明する。
また、第１材料のみを含む塗料組成物又は第２材料のみを含む塗料組成物のいずれかを先に有機薄膜の被形成面上に塗布する工程と、該工程によって形成された塗膜の上にもう一方又は両方の材料を含む塗料組成物を塗布する工程と、を含む有機薄膜の製造方法、又は、第１材料と第２材料の両方の材料を含む塗料組成物を塗布する工程と、該工程によって形成された塗膜の上に第１材料又は第２材料のいずれか一方のみを含む塗料組成物を塗布する工程と、を含む有機薄膜の製造方法もまた、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の１つである。
以下においては、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む塗料組成物を作製して、該塗料組成物を塗布することで有機薄膜を製造する方法について説明する。
【0072】
塗料組成物は、例えば、容器に入れた溶媒中に第１材料と第２材料をそれぞれ所定量供給、又は容器に入れた第１材料と第２材料に溶媒を供給して撹拌し、溶解させる方法により得られる。
第１材料及び第２材料を溶解するために用いる溶媒としては、例えば、無機溶媒や有機溶媒、又はこれらを含む混合溶媒等を用いることができる。
無機溶媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、リン酸、塩酸等が挙げられる。
第１材料及び第２材料を溶解するために用いる溶媒としては、例えば、無機溶媒や有機溶媒、又はこれらを含む混合溶媒等を用いることができる。
無機溶媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、リン酸、塩酸等が挙げられる。
【0073】
有機溶媒としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、ジイソブチルケトン、３，５，５－トリメチルシクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２－ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４－ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２－ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系、トリエチルアミン、ピリジン等の有機アミン系、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒のような各種有機溶媒等が挙げられ、これらの中でもメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、ジイソブチルケトン、３，５，５－トリメチルシクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、シクロペンタノン等のケトン系溶媒が好ましい。
【0074】
第１材料及び第２材料を含む塗料組成物を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。
【0075】
このようにして塗料組成物を塗布した後、アニール処理を施すことが好ましい。アニール処理の条件は、７０～２００℃で０．１～５時間、窒素雰囲気又は大気下で行うことが好ましい。このようなアニール処理を施すことにより、溶媒を気化させて有機薄膜を成膜できる。
【0076】
＜有機ＥＬ素子＞
本発明は、また、陰極と陽極との間に発光層を有し、更に本発明の有機薄膜の層、該有機薄膜の層と金属酸化物層との積層膜の層、又は、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層のいずれかを含む有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子でもある。
上記有機薄膜の層、該有機薄膜の層と金属酸化物層との積層膜の層、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層は、いずれも本発明の有機ＥＬ素子中において、陰極と発光層との間にあってもよく、陽極と発光層との間にあってもよいが、陰極と発光層との間にあることが好ましい。
また、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層は、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む限り、その他の成分を含んでいてもよいが、ヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物のみからなる層であることが好ましい。
本発明は、また、陰極と陽極との間に発光層を有し、更に本発明の有機薄膜の層、該有機薄膜の層と金属酸化物層との積層膜の層、又は、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層のいずれかを含む有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子でもある。
上記有機薄膜の層、該有機薄膜の層と金属酸化物層との積層膜の層、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層は、いずれも本発明の有機ＥＬ素子中において、陰極と発光層との間にあってもよく、陽極と発光層との間にあってもよいが、陰極と発光層との間にあることが好ましい。
また、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層は、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む限り、その他の成分を含んでいてもよいが、ヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物のみからなる層であることが好ましい。
【0077】
次に、本発明の有機ＥＬ素子について、例を挙げて詳細に説明する。
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一例を説明するための概略断面図である。図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１は、陽極３と陰極９との間に発光層６を有する。図１に示す有機ＥＬ素子１では、陰極９と発光層６との間に、本発明の有機薄膜、又は、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物からなる電子注入層８を有している。
本実施形態の有機ＥＬ素子１は、基板２上に、陽極３と、正孔注入層４と、正孔輸送層５と、発光層６と、電子輸送層７と、電子注入層８と、陰極９と、がこの順に形成された積層構造を有する。
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一例を説明するための概略断面図である。図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１は、陽極３と陰極９との間に発光層６を有する。図１に示す有機ＥＬ素子１では、陰極９と発光層６との間に、本発明の有機薄膜、又は、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物からなる電子注入層８を有している。
本実施形態の有機ＥＬ素子１は、基板２上に、陽極３と、正孔注入層４と、正孔輸送層５と、発光層６と、電子輸送層７と、電子注入層８と、陰極９と、がこの順に形成された積層構造を有する。
【0078】
図１に示す有機ＥＬ素子１は、基板２側に陽極３を有する典型的な有機ＥＬ素子であるが、図２に示すように、基板２と発光層６との間に、陰極９が配置された逆構造の有機ＥＬ素子１も、本発明の有機ＥＬ素子の好適な実施形態の１つである。
また、陰極９と、本発明の有機薄膜、又は、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物からなる電子注入層８との間に、無機の酸化物層１０を有する態様も、本発明の有機ＥＬ素子の好適な実施形態の１つである。
また、陰極９と、本発明の有機薄膜、又は、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び／又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物からなる電子注入層８との間に、無機の酸化物層１０を有する態様も、本発明の有機ＥＬ素子の好適な実施形態の１つである。
【0079】
【0080】
「基板」
基板２の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等が挙げられる。
基板２に用いられる樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。基板２の材料として、樹脂材料を用いた場合、柔軟性に優れた有機ＥＬ素子１が得られるため好ましい。
基板２に用いられるガラス材料としては、石英ガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
基板２の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等が挙げられる。
基板２に用いられる樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。基板２の材料として、樹脂材料を用いた場合、柔軟性に優れた有機ＥＬ素子１が得られるため好ましい。
基板２に用いられるガラス材料としては、石英ガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
【0081】
有機ＥＬ素子１がボトムエミッション型のものである場合には、基板２の材料として、透明基板を用いる。
有機ＥＬ素子１がトップエミッション型のものである場合には、基板２の材料として、透明基板だけでなく、不透明基板を用いてもよい。不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成した基板、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
有機ＥＬ素子１がトップエミッション型のものである場合には、基板２の材料として、透明基板だけでなく、不透明基板を用いてもよい。不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成した基板、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
【0082】
基板２の平均厚さは、基板２の材料等に応じて決定でき、０．１～３０ｍｍであることが好ましく、０．１～１０ｍｍであることがより好ましい。基板２の平均厚さは、デジタルマルチメーター、ノギスにより測定できる。
【0083】
「陽極」
図１に示す陽極３は、基板２上に直接接触して形成されているが、図２に示すような逆構造の有機ＥＬ素子の場合は、基板２上に直接接触して形成されていなくてもよい。
陽極３の材料としては、ＩＴＯ（インジウム酸化錫）、ＩＺＯ（インジウム酸化亜鉛）、ＦＴＯ（フッ素酸化錫）、Ｉｎ3Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物の導電材料が挙げられる。この中でも、陽極３の材料として、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＦＴＯを用いることが好ましい。
陽極３の平均厚さは、特に制限されないが、１０～５００ｎｍであることが好ましく、１００～２００ｎｍであることがより好ましい。
陽極３の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
図１に示す陽極３は、基板２上に直接接触して形成されているが、図２に示すような逆構造の有機ＥＬ素子の場合は、基板２上に直接接触して形成されていなくてもよい。
陽極３の材料としては、ＩＴＯ（インジウム酸化錫）、ＩＺＯ（インジウム酸化亜鉛）、ＦＴＯ（フッ素酸化錫）、Ｉｎ3Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物の導電材料が挙げられる。この中でも、陽極３の材料として、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＦＴＯを用いることが好ましい。
陽極３の平均厚さは、特に制限されないが、１０～５００ｎｍであることが好ましく、１００～２００ｎｍであることがより好ましい。
陽極３の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【0084】
「正孔注入層」
正孔注入層４は、無機材料からなるものであってもよいし、有機材料からなるものであってもよい。
無機材料としては、特に制限されないが、例えば、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化モリブテン（ＭｏＯ3）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）等の金属酸化物を１種又は２種以上を用いることができる。
有機材料としては、ジピラジノ［２，３－ｆ：２’，３’－ｈ］キノキサリン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ－ＣＮ）や２，３，５，６－テトラフルオロ－７，７，８，８－テトラシアノ－キノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）等の低分子材料や、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）等を用いることができる。
正孔注入層４は、無機材料からなるものであってもよいし、有機材料からなるものであってもよい。
無機材料としては、特に制限されないが、例えば、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化モリブテン（ＭｏＯ3）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）等の金属酸化物を１種又は２種以上を用いることができる。
有機材料としては、ジピラジノ［２，３－ｆ：２’，３’－ｈ］キノキサリン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ－ＣＮ）や２，３，５，６－テトラフルオロ－７，７，８，８－テトラシアノ－キノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）等の低分子材料や、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）等を用いることができる。
【0085】
正孔注入層４の平均厚さは、特に限定されないが、１～１０００ｎｍであることが好ましく、５～５０ｎｍであることがより好ましい。
正孔注入層４の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
正孔注入層４の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
【0086】
「正孔輸送層」
正孔輸送層５に用いる正孔輸送性有機材料としては、各種ｐ型の高分子材料（有機ポリマー）、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
具体的には、正孔輸送層５の材料として、例えば、Ｎ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン（α－ＮＰＤ）、Ｎ４，Ｎ４’－ビス（ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン－４－イル）－Ｎ４，Ｎ４’－ジフェニルビフェニル－４，４’－ジアミン（ＤＢＴＰＢ）、ポリアリールアミン、フルオレン－アリールアミン共重合体、フルオレン－ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）、ポリチエニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。これらの正孔輸送層５の材料は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、正孔輸送層５の材料として用いられるポリチオフェンを含有する混合物として、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
正孔輸送層５に用いる正孔輸送性有機材料としては、各種ｐ型の高分子材料（有機ポリマー）、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
具体的には、正孔輸送層５の材料として、例えば、Ｎ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン（α－ＮＰＤ）、Ｎ４，Ｎ４’－ビス（ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン－４－イル）－Ｎ４，Ｎ４’－ジフェニルビフェニル－４，４’－ジアミン（ＤＢＴＰＢ）、ポリアリールアミン、フルオレン－アリールアミン共重合体、フルオレン－ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）、ポリチエニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。これらの正孔輸送層５の材料は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、正孔輸送層５の材料として用いられるポリチオフェンを含有する混合物として、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
【0087】
正孔輸送層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０～１５０ｎｍであることが好ましく、２０～１００ｎｍであることがより好ましい。
正孔輸送層５の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
正孔輸送層５の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
【0088】
「発光層」
発光層６を形成する材料としては、発光層６の材料として通常用いることのできるいずれの材料を用いてもよく、これらを混合して用いてもよい。具体的には、例えば、発光層６として、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（Ｚｎ（ＢＴＺ）2）と、トリス［１－フェニルイソキノリン］イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）3）とを含むものとすることができる。
また、発光層６を形成する材料は、低分子化合物であってもよいし、高分子化合物であってもよい。なお、本発明において低分子材料とは、高分子材料（重合体）ではない材料を意味し、分子量が低い有機化合物を必ずしも意味するものではない。
発光層６を形成する材料としては、発光層６の材料として通常用いることのできるいずれの材料を用いてもよく、これらを混合して用いてもよい。具体的には、例えば、発光層６として、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（Ｚｎ（ＢＴＺ）2）と、トリス［１－フェニルイソキノリン］イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）3）とを含むものとすることができる。
また、発光層６を形成する材料は、低分子化合物であってもよいし、高分子化合物であってもよい。なお、本発明において低分子材料とは、高分子材料（重合体）ではない材料を意味し、分子量が低い有機化合物を必ずしも意味するものではない。
【0089】
発光層６を形成する高分子材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ－フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキルフェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物；ポリ（パラ－フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５－ジアルコキシ－パラ－フェニレンビニレン）（ＲＯ－ＰＰＶ）、シアノ－置換－ポリ（パラ－フェニレンビニレン）（ＣＮ－ＰＰＶ）、ポリ（２－ジメチルオクチルシリル－パラ－フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ－ＰＰＶ）、ポリ（２－メトキシ，５－（２’－エチルヘキソキシ）－パラ－フェニレンビニレン）（ＭＥＨ－ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物；ポリ（３－アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物；ポリ（９，９－ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリ（ジオクチルフルオレン－アルト－ベンゾチアジアゾール）（Ｆ８ＢＴ）、α，ω－ビス［Ｎ，Ｎ’－ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］－ポリ［９，９－ビス（２－エチルヘキシル）フルオレン－２，７－ジイル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９－ジオクチル－２，７－ジビニレンフルオレニル－オルト－コ（アントラセン－９，１０－ジイル））のようなポリフルオレン系化合物；ポリ（パラ－フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５－ジアルコキシ－パラ－フェニレン）（ＲＯ－ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物；ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物；ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物；更には特開２０１１－１８４４３０号公報、特開２０１２－１５１１４８号公報に記載のホウ素化合物系高分子材料等が挙げられる。
【0090】
発光層６を形成する低分子材料としては、例えば、配位子に２，２’－ビピリジン－４，４’－ジカルボン酸を持つ、３配位のイリジウム錯体、ファクトリス（２－フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）、８－ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3）、トリス（４－メチル－８－キノリノレート）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｍｑ3）、８－ヒドロキシキノリン亜鉛（Ｚｎｑ2）、（１，１０－フェナントロリン）－トリス－（４，４，４－トリフルオロ－１－（２－チエニル）－ブタン－１，３－ジオネート）ユーロピウム（ＩＩＩ）（Ｅｕ（ＴＴＡ）3（ｐｈｅｎ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８－オクタエチル－２１Ｈ，２３Ｈ－ポルフィンプラチナム（ＩＩ）のような各種金属錯体；ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物；ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物；フェナントレンのようなフェナントレン系化合物；クリセン、６－ニトロクリセンのようなクリセン系化合物；ペリレン、Ｎ，Ｎ’－ビス（２，５－ジ－ｔ－ブチルフェニル）－３，４，９，１０－ペリレン－ジ－カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物；コロネンのようなコロネン系化合物；アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物；ピレンのようなピレン系化合物；４－（ジ－シアノメチレン）－２－メチル－６－（パラ－ジメチルアミノスチリル）－４Ｈ－ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物；アクリジンのようなアクリジン系化合物；スチルベンのようなスチルベン系化合物；２，５－ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物；ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物；ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物；２，２’－（パラ－フェニレンジビニレン）－ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物；ビスチリル（１，４－ジフェニル－１，３－ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物；ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物；クマリンのようなクマリン系化合物；ペリノンのようなペリノン系化合物；オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物；アルダジン系化合物；１，２，３，４，５－ペンタフェニル－１，３－シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物；キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物；ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物；２，２’，７，７’－テトラフェニル－９，９’－スピロビフルオレンのようなスピロ化合物；フタロシアニン（Ｈ2Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物；更には特開２００９－１５５３２５号公報、特開２０１１－１８４４３０号公報及び特開２０１２－１５１１４９号公報に記載のホウ素化合物材料等が挙げられる。
【0091】
発光層６の平均厚さは、特に限定されないが、１０～１５０ｎｍであることが好ましく、２０～１００ｎｍであることがより好ましい。
発光層６の平均厚さは、触針式段差計により測定してもよいし、水晶振動子膜厚計により発光層６の成膜時に測定してもよい。
発光層６の平均厚さは、触針式段差計により測定してもよいし、水晶振動子膜厚計により発光層６の成膜時に測定してもよい。
【0092】
「電子輸送層」
電子輸送層７としては、電子注入層８の第２材料として用いる、これまで電子輸送層の材料として通常用いられてきた、アルカリ金属を添加すれば陰極からの電子注入が可能な材料とは異なる材料を用いることができる。
具体的には、前記第２材料は、芳香族炭化水素化合物、窒素－ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
一方、有機ＥＬ素子の作製に必要な材料の数は増えるものの、例えば、発光層６と電子輸送層７の間に正孔阻止層として、これまで電子輸送層の材料として通常用いられてきたアルカリ金属からの電子注入が可能な化合物を用いてもよい。
電子輸送層７の平均厚さは、特に限定されないが、１０～１５０ｎｍであることが好ましく、２０～１００ｎｍであることが、より好ましい。
電子輸送層７の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
一方、後述するが、本発明の第１材料と第２材料を混合した有機薄膜を電子注入層８兼電子輸送層７として取り扱う場合、電子輸送層はなくても良い。
電子輸送層７としては、電子注入層８の第２材料として用いる、これまで電子輸送層の材料として通常用いられてきた、アルカリ金属を添加すれば陰極からの電子注入が可能な材料とは異なる材料を用いることができる。
具体的には、前記第２材料は、芳香族炭化水素化合物、窒素－ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
一方、有機ＥＬ素子の作製に必要な材料の数は増えるものの、例えば、発光層６と電子輸送層７の間に正孔阻止層として、これまで電子輸送層の材料として通常用いられてきたアルカリ金属からの電子注入が可能な化合物を用いてもよい。
電子輸送層７の平均厚さは、特に限定されないが、１０～１５０ｎｍであることが好ましく、２０～１００ｎｍであることが、より好ましい。
電子輸送層７の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
一方、後述するが、本発明の第１材料と第２材料を混合した有機薄膜を電子注入層８兼電子輸送層７として取り扱う場合、電子輸送層はなくても良い。
【0093】
「電子注入層」
電子注入層８は、陰極９から発光層６への電子の注入の速度・電子輸送性を改善するものである。電子注入層８は、上述の有機薄膜からなる。
電子注入層８の平均厚さは、０．５～１００ｎｍであることが好ましく、１～５０ｎｍであることがより好ましい。第１材料と第２材料とを含む塗料組成物を塗布する方法、第１材料を含む塗料組成物と第２材料と含む塗料組成物とを順に塗布する方法のいずれかを用いて、電子注入層８を形成することにより、表面の平滑な電子注入層８が得られる。もしくは、真空蒸着法を用いて共蒸着することにより、第１材料と第２材料からなる電子注入層８が得られる。また、電子注入層８の平均厚さが１００ｎｍ以下である場合、電子注入層８を設けることによる有機ＥＬ素子１の駆動電圧の上昇を十分に抑制できる。
電子注入層８は、陰極９から発光層６への電子の注入の速度・電子輸送性を改善するものである。電子注入層８は、上述の有機薄膜からなる。
電子注入層８の平均厚さは、０．５～１００ｎｍであることが好ましく、１～５０ｎｍであることがより好ましい。第１材料と第２材料とを含む塗料組成物を塗布する方法、第１材料を含む塗料組成物と第２材料と含む塗料組成物とを順に塗布する方法のいずれかを用いて、電子注入層８を形成することにより、表面の平滑な電子注入層８が得られる。もしくは、真空蒸着法を用いて共蒸着することにより、第１材料と第２材料からなる電子注入層８が得られる。また、電子注入層８の平均厚さが１００ｎｍ以下である場合、電子注入層８を設けることによる有機ＥＬ素子１の駆動電圧の上昇を十分に抑制できる。
【0094】
なお、上記第１材料と第２材料とを含む膜を成膜する場合、陰極９と発光層６の間の構造は、図３～８に示すいずれの構造であってもよい。例えば、第１材料と第２材料の混合膜を電子注入層８とし、第２材料からなる膜を電子輸送層７とする構成であってもよく（図３）、第１材料のみからなる膜を電子注入層８とし、第２材料のみからなる膜を電子輸送層７とする構成であってもよく（図４）、第２材料と第１材料の積層膜を電子注入層８とし、第２材料のみからなる膜を電子輸送層７とする構成であってもよく（図５）、陰極９側に第２材料からなる膜を有し、これと第１材料・第２材料の混合膜との積層膜を電子注入層８とし、第２材料のみからなる膜を電子輸送層７とする構成であってもよく（図６）、上述の通り、第１材料と第２材料との混合膜を電子注入層８兼電子輸送層７としてもよい（図７、図８）。なお、図３、図６又は図８のように、隣接する２つの膜の両方に第２材料が含まれる場合、これら２つの膜に含まれる第２材料は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
電子注入層８の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
電子注入層８の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【0095】
上述したとおり、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料は、他の材料との間に水素結合を形成し、他の材料にマイナス電荷を生じさせる能力を有する材料であることから、陰極９からの電子注入を十分に進めるため、第１材料は、陰極９側により多く存在することが好ましい。しかしながら、このマイナスの電荷は、陰極９と直接接していなくても、電子注入の促進に寄与することが可能であるため、図５、図６、図８に示すような積層構造であっても、第１材料の存在による電子注入の効果を得ることが出来る。有機ＥＬ素子が積層構造中に陰極と、陰極下に形成された本発明の有機薄膜の層とを含む場合、該有機ＥＬ素子は、本発明の積層膜を含んで構成されているということができる。このような本発明の積層膜を含んで構成される有機ＥＬ素子もまた、本発明の１つである。
【0096】
「陰極」
陰極９に用いられる材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、又はこれらを含む合金等が挙げられる。この中でも、陰極９の材料として、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌを用いることが好ましい。
陰極９の平均厚さは、特に限定されないが、１０～１０００ｎｍであることが好ましく、３０～１５０ｎｍであることがより好ましい。また、陰極９の材料として不透過な材料を用いる場合でも、例えば、平均厚さを１０～３０ｎｍ程度にすることで、トップエミッション型の有機ＥＬ素子における透明な陰極として使用できる。
陰極９の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により陰極９の成膜時に測定できる。
陰極９に用いられる材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、又はこれらを含む合金等が挙げられる。この中でも、陰極９の材料として、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌを用いることが好ましい。
陰極９の平均厚さは、特に限定されないが、１０～１０００ｎｍであることが好ましく、３０～１５０ｎｍであることがより好ましい。また、陰極９の材料として不透過な材料を用いる場合でも、例えば、平均厚さを１０～３０ｎｍ程度にすることで、トップエミッション型の有機ＥＬ素子における透明な陰極として使用できる。
陰極９の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により陰極９の成膜時に測定できる。
【0097】
「電子注入用酸化物層」
図２に示す逆構造有機ＥＬ素子に本発明の有機薄膜を適用する場合、陰極９上に無機の酸化物層１０を有することが好ましい。この酸化物層１０は、電子注入層８としての機能及び／又は陰極９としての機能を備えている。図３～図８に示す発光層６と陰極９の間に用いる電子注入層８は、逆構造有機ＥＬ素子にも適用可能であるが、陰極９と有機層の間に酸化物層１０を挿入することとなる。
酸化物層１０は、半導体もしくは絶縁体積層薄膜の層である。具体的には、酸化物層１０は、単体の金属酸化物からなる層、二種類以上の金属酸化物を混合した層と単体の金属酸化物からなる層のいずれか一方または両方を積層した層、二種類以上の金属酸化物を混合した層のいずれであってもよい。
図２に示す逆構造有機ＥＬ素子に本発明の有機薄膜を適用する場合、陰極９上に無機の酸化物層１０を有することが好ましい。この酸化物層１０は、電子注入層８としての機能及び／又は陰極９としての機能を備えている。図３～図８に示す発光層６と陰極９の間に用いる電子注入層８は、逆構造有機ＥＬ素子にも適用可能であるが、陰極９と有機層の間に酸化物層１０を挿入することとなる。
酸化物層１０は、半導体もしくは絶縁体積層薄膜の層である。具体的には、酸化物層１０は、単体の金属酸化物からなる層、二種類以上の金属酸化物を混合した層と単体の金属酸化物からなる層のいずれか一方または両方を積層した層、二種類以上の金属酸化物を混合した層のいずれであってもよい。
【0098】
酸化物層１０を形成する金属酸化物を構成する金属元素としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、インジウム、ガリウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、ケイ素が挙げられる。
【0099】
酸化物層１０が、二種類以上の金属酸化物を混合した層を含む場合、金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも一つが、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、ハフニウム、ケイ素、チタン、亜鉛からなる層であることが好ましい。
酸化物層１０が、単体の金属酸化物からなる層である場合、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物からなる層であることが好ましい。
酸化物層１０が、単体の金属酸化物からなる層である場合、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物からなる層であることが好ましい。
【0100】
酸化物層１０が、二種類以上の金属酸化物を混合した層と単体の金属酸化物からなる層のいずれか一方又は両方を積層した層、または二種類以上の金属酸化物を混合した層である場合、酸化チタン／酸化亜鉛、酸化チタン／酸化マグネシウム、酸化チタン／酸化ジルコニウム、酸化チタン／酸化アルミニウム、酸化チタン／酸化ハフニウム、酸化チタン／酸化ケイ素、酸化亜鉛／酸化マグネシウム、酸化亜鉛／酸化ジルコニウム、酸化亜鉛／酸化ハフニウム、酸化亜鉛／酸化ケイ素、酸化カルシウム／酸化アルミニウム、から選ばれる二種の金属酸化物の組合せを積層及び／又は混合したもの、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化マグネシウム、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化ジルコニウム、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化アルミニウム、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化ハフニウム、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化ケイ素、酸化インジウム／酸化ガリウム／酸化亜鉛、から選ばれる三種の金属酸化物の組合せを積層及び／又は混合したもの等が挙げられる。
【0101】
酸化物層１０は、特殊な組成として良好な特性を示す酸化物半導体であるＩＧＺＯ（酸化インジウムガリウム亜鉛）及び／又はエレクトライドである１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3を含むものであってもよい。
酸化物層１０の平均厚さは、特に限定されないが、１～１０００ｎｍであることが好ましく、２～１００ｎｍであることがより好ましい。
酸化物層１０の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
酸化物層１０の平均厚さは、特に限定されないが、１～１０００ｎｍであることが好ましく、２～１００ｎｍであることがより好ましい。
酸化物層１０の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【0102】
「封止」
図１及び図２に示す有機ＥＬ素子１は、必要に応じて、封止されていてもよい。
例えば、図１及び図２に示す有機ＥＬ素子１は、有機ＥＬ素子１を収容する凹状の空間を有する封止容器（不図示）と、封止容器の縁部と基板２とを接着する接着剤とによって封止されていてもよい。また、封止容器に有機ＥＬ素子１を収容し、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂等からなるシール材を充填することにより封止してもよい。
また、例えば、図１に示す有機ＥＬ素子１は、陰極９上に配置された板部材（不図示）と、板部材の陰極９と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材（不図示）とからなる封止部材と、板部材と枠部材との間及び枠部材と基板２との間とを接着する接着剤とを用いて封止されていてもよい。
また、図２に示す有機ＥＬ素子１は、陽極３上に配置された板部材（不図示）と、板部材の陽極３と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材（不図示）とからなる封止部材と、板部材と枠部材との間及び枠部材と基板２との間とを接着する接着剤とを用いて封止されていてもよい。
図１及び図２に示す有機ＥＬ素子１は、必要に応じて、封止されていてもよい。
例えば、図１及び図２に示す有機ＥＬ素子１は、有機ＥＬ素子１を収容する凹状の空間を有する封止容器（不図示）と、封止容器の縁部と基板２とを接着する接着剤とによって封止されていてもよい。また、封止容器に有機ＥＬ素子１を収容し、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂等からなるシール材を充填することにより封止してもよい。
また、例えば、図１に示す有機ＥＬ素子１は、陰極９上に配置された板部材（不図示）と、板部材の陰極９と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材（不図示）とからなる封止部材と、板部材と枠部材との間及び枠部材と基板２との間とを接着する接着剤とを用いて封止されていてもよい。
また、図２に示す有機ＥＬ素子１は、陽極３上に配置された板部材（不図示）と、板部材の陽極３と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材（不図示）とからなる封止部材と、板部材と枠部材との間及び枠部材と基板２との間とを接着する接着剤とを用いて封止されていてもよい。
【0103】
封止容器又は封止部材を用いて有機ＥＬ素子１を封止する場合、封止容器内又は封止部材の内側に、水分を吸収する乾燥材を配置してもよい。また、封止容器又は封止部材として、水分を吸収する材料を用いてもよい。また、封止された封止容器内又は封止部材の内側には、空間が形成されていてもよい。
【0104】
図１及び図２に示す有機ＥＬ素子１を封止する場合に用いる封止容器又は封止部材の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等を用いることができる。封止容器又は封止部材に用いられる樹脂材料及びガラス材料としては、基板２に用いる材料と同様のものが挙げられる。
【0105】
本実施形態の有機ＥＬ素子１において、有機薄膜として、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、からなるものを用いて電子注入層８を形成した場合には、例えば、電子注入層８として大気中で不安定な材料であるアルカリ金属を用いた場合と比較して、優れた耐久性が得られる。このため、封止容器又は封止部材の水蒸気透過率が１０-3～１０-4ｇ／ｍ2／ｄａｙ程度であれば、有機ＥＬ素子１の劣化を十分に抑制できる。従って、封止容器又は封止部材の材料として、水蒸気透過率が１０-4ｇ／ｍ2／ｄａｙ程度を超える樹脂材料を用いることが可能であり、柔軟性に優れた有機ＥＬ素子１を実現できる。
【0106】
「有機ＥＬ素子の製造方法」
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、図１に示す有機ＥＬ素子１の製造方法を説明する。
図１に示す有機ＥＬ素子１を製造するには、まず、基板２上に陽極３を形成する。
陽極３は、スパッタ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スプレー熱分解（ＳＰＤ）法、原子層堆積（ＡＬＤ）法、気相成膜法、液相成膜法等により形成することができる。陽極３の形成には、金属箔を接合する方法を用いてもよい。
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、図１に示す有機ＥＬ素子１の製造方法を説明する。
図１に示す有機ＥＬ素子１を製造するには、まず、基板２上に陽極３を形成する。
陽極３は、スパッタ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スプレー熱分解（ＳＰＤ）法、原子層堆積（ＡＬＤ）法、気相成膜法、液相成膜法等により形成することができる。陽極３の形成には、金属箔を接合する方法を用いてもよい。
【0107】
次に、陽極３上に正孔注入層４を形成する。
正孔注入層４は、上述した有機薄膜の製造方法により形成できる。
正孔注入層４は、上述した有機薄膜の製造方法により形成できる。
【0108】
次に、正孔注入層４上に、正孔輸送層５と、発光層６と、電子輸送層７と、電子注入層８と、をこの順で形成する。
正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８の形成方法は、特に限定されず、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８のそれぞれに用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いることができる。
正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８の形成方法は、特に限定されず、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８のそれぞれに用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いることができる。
【0109】
具体的には、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８の各層を形成する方法として、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８となる有機化合物を含む有機化合物溶液を塗布する塗布法、真空蒸着法、ＥＳＤＵＳ（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ Ｓｐｒａｙ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｕｌｔｒａ－ｄｉｌｕｔｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）法等が挙げられる。
【0110】
塗布法を用いて正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８を形成する場合には、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８となる有機化合物をそれぞれ溶媒に溶解することにより、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８となる有機化合物をそれぞれ含む有機化合物溶液を形成する。
【0111】
正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８となる有機化合物を溶解するために用いる溶媒としては、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が好ましく、これらを単独または混合して用いることができる。
【0112】
正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８となる有機化合物を含む有機化合物溶液を塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。これらの塗布法の中でも、膜厚をより制御し易いという点で、スピンコート法やスリットコート法を用いることが好ましい。
【0113】
【0114】
「封止方法」
図１に示す有機ＥＬ素子１を封止する場合には、有機ＥＬ素子の封止に用いられる通常の方法を使用して封止できる。
図１に示す有機ＥＬ素子１を封止する場合には、有機ＥＬ素子の封止に用いられる通常の方法を使用して封止できる。
【0115】
本実施形態の有機ＥＬ素子１は、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、第２材料とを含む有機薄膜からなる電子注入層８を有しているため、第１材料が第２材料との間に水素結合を形成することにより、マイナス電荷が生じ、優れた電子注入性が得られる。従って、陰極９から発光層６への電子注入・電子輸送の速度が速く、駆動電圧の低い有機ＥＬ素子１となる。
また、上述したように、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む有機薄膜が積層膜であって、第２材料によって形成される層が第１材料によって形成される電子注入層とは異なる層である有機ＥＬ素子１も、本発明の有機ＥＬ素子の別の実施形態である。このような実施形態の有機ＥＬ素子においても、陰極９から発光層６への電子注入・電子輸送の速度が速く、駆動電圧の低い有機ＥＬ素子１となる。
また、上述したように、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第２材料と、を含む有機薄膜が積層膜であって、第２材料によって形成される層が第１材料によって形成される電子注入層とは異なる層である有機ＥＬ素子１も、本発明の有機ＥＬ素子の別の実施形態である。このような実施形態の有機ＥＬ素子においても、陰極９から発光層６への電子注入・電子輸送の速度が速く、駆動電圧の低い有機ＥＬ素子１となる。
【0116】
「他の例」
本発明の有機ＥＬ素子は、上述した実施形態において説明した有機ＥＬ素子に限定されるものではない。
具体的には、上述した実施形態においては、有機薄膜が電子注入層として機能する場合を例に挙げて説明したが、本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と発光層との間に有機薄膜を有していればよい。従って、有機薄膜は、電子注入層に限定されるものではなく、電子注入層と電子輸送層とを兼ねる層として設けられていてもよいし、電子輸送層として設けられていてもよい。
本発明の有機ＥＬ素子は、上述した実施形態において説明した有機ＥＬ素子に限定されるものではない。
具体的には、上述した実施形態においては、有機薄膜が電子注入層として機能する場合を例に挙げて説明したが、本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と発光層との間に有機薄膜を有していればよい。従って、有機薄膜は、電子注入層に限定されるものではなく、電子注入層と電子輸送層とを兼ねる層として設けられていてもよいし、電子輸送層として設けられていてもよい。
【0117】
また、図１に示す有機ＥＬ素子１においては、電子輸送層７、正孔輸送層５、正孔注入層４は、必要に応じて形成すればよく、設けられていなくてもよい。
また、陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８、陰極９の各層は、１層で形成されているものであってもよいし、２層以上からなるものであってもよい。
また、陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８、陰極９の各層は、１層で形成されているものであってもよいし、２層以上からなるものであってもよい。
【0118】
また、図１に示す有機ＥＬ素子１においては、図１に示す各層の間に他の層を有するものであってもよい。具体的には、有機ＥＬ素子の特性を更に向上させる等の理由から、必要に応じて、正孔阻止層等を有していてもよい。
【0119】
【0120】
上述した通り、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料は、電子注入性に極めて優れているため、該第１材料を電子注入層８に用いた場合には、発光層６に用いる材料に対しても直接電子を注入することが可能である。従って、発光層６に用いる材料を電子輸送層７に用いても、低い駆動電圧で動作することが可能となる。そのため、図９に示すように、発光層６に用いる材料を電子輸送層７に用いた単純構造の有機ＥＬ素子１であっても、低い駆動電圧で動作することが可能となる。この場合、典型的な有機ＥＬ素子に比べると、１つ使用する材料を減らすことが可能となる。
【0121】
従って、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料を電子注入層８に用い、電子輸送層７に第２材料を用いた場合、発光層６にも第２材料を用いることができる。換言すれば、発光層６が、前記第２材料を含む態様も、本発明の有機ＥＬ素子の一好適態様である。
【0122】
更に、正孔注入層４から発光層６に用いる材料へは、比較的容易に正孔を注入できるため、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料を電子注入層８に用いた場合には、発光層６に用いる材料を正孔輸送層５に用いても、低い駆動電圧で動作することが可能である。そのため、図１０に示すように、発光層６に用いる材料を電子輸送層７及び正孔輸送層５に用いた単純構造の有機ＥＬ素子１であっても、低い駆動電圧で動作することが可能となる。この場合、典型的な有機ＥＬ素子に比べると、２つ使用する材料を減らすことが可能となる。
【0123】
従って、上記一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第１材料を電子注入層８に用い、電子輸送層７に第２材料を用いた場合、発光層６及び正孔輸送層５にも第２材料を用いることができる。換言すれば、発光層６が、前記第２材料を含む態様も、本発明の有機ＥＬ素子の一好適態様である。また、陽極３と発光層６との間に、前記第２材料を含む層（例えば、正孔輸送層５）を有する態様も、本発明の有機ＥＬ素子の一好適態様である。
【0124】
また、上述した実施形態では、基板２上に陽極３、発光層６、陰極９がこの順に配置された通常構造の有機ＥＬ素子を例に挙げて説明したが、基板２と発光層６との間に陰極９が配置された逆構造のもの（例えば、図２参照）であってもよい。
また、図２に示す有機ＥＬ素子においては、無機の酸化物層１０、電子輸送層７、正孔輸送層５、正孔注入層４は、必要に応じて形成すればよく、設けられなくてもよい。
また、図２に示す有機ＥＬ素子においては、無機の酸化物層１０、電子輸送層７、正孔輸送層５、正孔注入層４は、必要に応じて形成すればよく、設けられなくてもよい。
【0125】
＜表示装置、照明装置＞
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層等の材料を適宜選択することによって発光色を変化させることができるし、カラーフィルター等を併用して所望の発光色を得ることもできる。そのため、表示装置の発光部位や照明装置として好適に用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層等の材料を適宜選択することによって発光色を変化させることができるし、カラーフィルター等を併用して所望の発光色を得ることもできる。そのため、表示装置の発光部位や照明装置として好適に用いることができる。
【0126】
本発明の表示装置は、陰極と発光層との間に有機薄膜を有し、生産性に優れ、駆動電圧が低い本発明の有機ＥＬ素子を具える。このため、表示装置として好ましいものである。
【0127】
また、本発明の照明装置は、生産性に優れ、駆動電圧が低い本発明の有機ＥＬ素子を具える。このため、照明装置として好ましいものである。
【0128】
＜有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の有機薄膜は、例えば、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ等のデバイスに用いることができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の有機薄膜は、例えば、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ等のデバイスに用いることができる。
【0129】
本発明の有機薄膜太陽電池や光電変換素子は、有機薄膜を含む。例えば、有機薄膜を有機薄膜太陽電池や光電変換素子の電子注入層に用いた場合、有機薄膜の第１材料と第２材料の間で水素結合を形成することにより、マイナス電荷が生じるため、電子輸送の速度が速く、高い発電効率が得られる。従って、有機薄膜太陽電池や光電変換素子として好ましいものである。
【0130】
また、本発明の薄膜トランジスタは、有機薄膜を含む。例えば、薄膜トランジスタのチャネル層を有機薄膜で形成した場合、電子移動度の高いチャネル層が得られる。
また、電極上に該有機薄膜を形成した場合、接触抵抗の低減が期待できる。
また、電極上に該有機薄膜を形成した場合、接触抵抗の低減が期待できる。
【0131】
このように本発明の有機薄膜は、有機薄膜太陽電池、光電変換素子や薄膜トランジスタの材料として好適なものであり、したがって、該有機薄膜を構成する上記一般式（１）で表される構造を有する化合物と分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物もまた、これらの材料として好適なものである。このような、上記一般式（１）で表される構造を有する化合物と分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む有機薄膜太陽電池用材料、光電変換素子用材料や薄膜トランジスタ用材料もまた、本発明の１つである。
【実施例】
【0132】
以下に、実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「％」は「モル％」を意味するものとする。
【0133】
（合成例１）
２００ｍＬの三口フラスコに、ｒａｃ－ＢＩＮＡＰ（７４７ｍｇ）、トルエン（６７ｍＬ）を入れ、窒素雰囲気下９０℃に加熱し溶解させた。室温まで放冷後、酢酸パラジウム（１８０ｍｇ）を入れ、室温で１時間撹拌した。これに２，６－ジブロモピリジン（４．７４ｇ）、１，３，４，６，７，８－ヘキサヒドロ－２Ｈ－ピリミド［１，２－ａ］ピリミジン（６．１３ｇ）、ＫＯｔＢｕ（６．２８ｇ）を加え、９０℃で終夜加熱撹拌した。室温まで放冷後、ジエチルエーテルを加え、析出する固体をろ別し、ろ液を濃縮した。得られた残渣にアセトンを加え、析出した固体をろ取し、下記構造式（１－２）の化合物（３．７ｇ，５２．５％）を得た。
２００ｍＬの三口フラスコに、ｒａｃ－ＢＩＮＡＰ（７４７ｍｇ）、トルエン（６７ｍＬ）を入れ、窒素雰囲気下９０℃に加熱し溶解させた。室温まで放冷後、酢酸パラジウム（１８０ｍｇ）を入れ、室温で１時間撹拌した。これに２，６－ジブロモピリジン（４．７４ｇ）、１，３，４，６，７，８－ヘキサヒドロ－２Ｈ－ピリミド［１，２－ａ］ピリミジン（６．１３ｇ）、ＫＯｔＢｕ（６．２８ｇ）を加え、９０℃で終夜加熱撹拌した。室温まで放冷後、ジエチルエーテルを加え、析出する固体をろ別し、ろ液を濃縮した。得られた残渣にアセトンを加え、析出した固体をろ取し、下記構造式（１－２）の化合物（３．７ｇ，５２．５％）を得た。
【化20】
【0134】
（合成例２）
５００ｍＬナスフラスコに、ｒａｃ－ＢＩＮＡＰ（１．２１ｇ，１．９５ｍｍｏｌ）と脱水トルエン（３５０ｍＬ）を入れて、９０℃で加熱溶解させた。これを室温に冷却して、酢酸パラジウム（０．３４５，１．５４ｍｍｏｌ）を加えて、反応容器内をアルゴン置換した。５５分後、９，１０－ジブロモアントラセン（５．０１ｇ，１４．９ｍｍｏｌ）、１，３，４，６，７，８－ヘキサヒドロ－２Ｈ－ピリミド［１，２－ａ］ピリミジン（４．４５ｇ，３２．０ｍｍｏｌ）、カリウムｔｅｒｔ－ブトキシド（４．２６ｇ，３７．９ｍｍｏｌ）を加えて、再度反応容器内をアルゴン雰囲気下にした後、オイルバス９０℃にて加熱攪拌した。１４０分後、室温に冷却して、ジエチルエーテル（１Ｌ）を加えて、しばらく攪拌した後、析出固体を吸引ろ過、ジエチルエーテルで洗浄した。ろ液中のジエチルエーテル分を減圧留去後、トルエン層を水（１５０ｍＬ）で逆抽出して、水層を減圧留去し３．７７ｇの橙色固体を得た。
これをアセトン（５０ｍＬ）に懸濁させて、室温で終夜攪拌後、固体を吸引ろ過、アセトン洗浄して１．０ｇの黄色固体を得た。
さらに、この黄色固体を６０℃でクロロホルム（４１ｍＬ）に溶解させた後、ヘキサン（４８ｍＬ）を徐々に加えた。固体の析出を確認した後、冷凍庫で終夜冷却し、固体を吸引ろ過、ヘキサン洗浄して、下記構造式（１－３０）の化合物を、０．６５７ｇ（１．４５ｍｍｏｌ，収率１０％）の黄色固体として得た。
５００ｍＬナスフラスコに、ｒａｃ－ＢＩＮＡＰ（１．２１ｇ，１．９５ｍｍｏｌ）と脱水トルエン（３５０ｍＬ）を入れて、９０℃で加熱溶解させた。これを室温に冷却して、酢酸パラジウム（０．３４５，１．５４ｍｍｏｌ）を加えて、反応容器内をアルゴン置換した。５５分後、９，１０－ジブロモアントラセン（５．０１ｇ，１４．９ｍｍｏｌ）、１，３，４，６，７，８－ヘキサヒドロ－２Ｈ－ピリミド［１，２－ａ］ピリミジン（４．４５ｇ，３２．０ｍｍｏｌ）、カリウムｔｅｒｔ－ブトキシド（４．２６ｇ，３７．９ｍｍｏｌ）を加えて、再度反応容器内をアルゴン雰囲気下にした後、オイルバス９０℃にて加熱攪拌した。１４０分後、室温に冷却して、ジエチルエーテル（１Ｌ）を加えて、しばらく攪拌した後、析出固体を吸引ろ過、ジエチルエーテルで洗浄した。ろ液中のジエチルエーテル分を減圧留去後、トルエン層を水（１５０ｍＬ）で逆抽出して、水層を減圧留去し３．７７ｇの橙色固体を得た。
これをアセトン（５０ｍＬ）に懸濁させて、室温で終夜攪拌後、固体を吸引ろ過、アセトン洗浄して１．０ｇの黄色固体を得た。
さらに、この黄色固体を６０℃でクロロホルム（４１ｍＬ）に溶解させた後、ヘキサン（４８ｍＬ）を徐々に加えた。固体の析出を確認した後、冷凍庫で終夜冷却し、固体を吸引ろ過、ヘキサン洗浄して、下記構造式（１－３０）の化合物を、０．６５７ｇ（１．４５ｍｍｏｌ，収率１０％）の黄色固体として得た。
【化21】
【0135】
（実施例１～９及び比較例１～２）
以下に示す方法により、図１に示す有機ＥＬ素子１を製造し、評価した。
［工程１］
基板２として、厚さ１００ｎｍのＩＴＯからなる幅３ｍｍにパターニングされた電極（陽極３）を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極３を有する基板２を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ１０分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で５分間煮沸した。その後、陽極３を有する基板２を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、ＵＶオゾン洗浄を２０分間行った。
以下に示す方法により、図１に示す有機ＥＬ素子１を製造し、評価した。
［工程１］
基板２として、厚さ１００ｎｍのＩＴＯからなる幅３ｍｍにパターニングされた電極（陽極３）を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極３を有する基板２を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ１０分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で５分間煮沸した。その後、陽極３を有する基板２を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、ＵＶオゾン洗浄を２０分間行った。
【0136】
［工程２］
［工程１］において洗浄した陽極３の形成されている基板２を、スピンコーターにセットし、正孔注入層４として、ヘレウス社製正孔注入材料「Ｃｌｅｖｉｏｓ ＨＩＬ１．３Ｎ」を膜厚１０ｎｍとなるように成膜した。その後、１８０℃に熱したホットプレート上で１時間加熱した。
［工程１］において洗浄した陽極３の形成されている基板２を、スピンコーターにセットし、正孔注入層４として、ヘレウス社製正孔注入材料「Ｃｌｅｖｉｏｓ ＨＩＬ１．３Ｎ」を膜厚１０ｎｍとなるように成膜した。その後、１８０℃に熱したホットプレート上で１時間加熱した。
【0137】
［工程３］
次に、正孔注入層４まで形成された基板２を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式（４）で示される２，４－ジフェニル－６－ビス（１２－フェニルインドロ）［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（ＤＩＣ－ＴＲＺ）と、
下記構造式（５）で示されるｆａｃ－トリス（３－メチル－２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’－）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｍｐｐｙ）3）と、
下記構造式（６）で示されるＮ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン（α－ＮＰＤ）と、
下記構造式（７）で示されるＮ３，Ｎ３'''－ビス（ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン－４－イル）－Ｎ３，Ｎ３'''－ジフェニル－［１，１'：２'，１''：２''，１'''－クアテルフェニル］－３，３'''－ジアミン（４ＤＢＴＰ３Ｑ）と、
第１材料となる構造式（１－２）の化合物及び構造式（１－３０）の化合物と、
第２材料となる各種材料と、
Ａｌとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
次に、正孔注入層４まで形成された基板２を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式（４）で示される２，４－ジフェニル－６－ビス（１２－フェニルインドロ）［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（ＤＩＣ－ＴＲＺ）と、
下記構造式（５）で示されるｆａｃ－トリス（３－メチル－２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’－）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｍｐｐｙ）3）と、
下記構造式（６）で示されるＮ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン（α－ＮＰＤ）と、
下記構造式（７）で示されるＮ３，Ｎ３'''－ビス（ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン－４－イル）－Ｎ３，Ｎ３'''－ジフェニル－［１，１'：２'，１''：２''，１'''－クアテルフェニル］－３，３'''－ジアミン（４ＤＢＴＰ３Ｑ）と、
第１材料となる構造式（１－２）の化合物及び構造式（１－３０）の化合物と、
第２材料となる各種材料と、
Ａｌとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
【化22】
【0138】
第２材料については、芳香族炭化水素化合物の例として、下記構造式（８）、（９）、（１０）又は（１１）で示される化合物を、
窒素－ホウ素結合を有する化合物の例として、下記構造式（１２）又は（１３）で示される化合物を、
π電子過剰系複素芳香族化合物の例として、下記構造式（１４）又は（１５）で示される化合物を、
シロール環を含む化合物の例として、下記構造式（１６）で示される化合物を、
また、従来材料であるアルカリ金属からの電子注入が可能な化合物の例として、下記構造式（１７）又は（１８）で示される化合物を用いた。
窒素－ホウ素結合を有する化合物の例として、下記構造式（１２）又は（１３）で示される化合物を、
π電子過剰系複素芳香族化合物の例として、下記構造式（１４）又は（１５）で示される化合物を、
シロール環を含む化合物の例として、下記構造式（１６）で示される化合物を、
また、従来材料であるアルカリ金属からの電子注入が可能な化合物の例として、下記構造式（１７）又は（１８）で示される化合物を用いた。
【化23】
【0139】
そして、真空蒸着装置のチャンバー内を１×１０-5Ｐａの圧力となるまで減圧して、抵抗加熱による真空蒸着法により、正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７、電子注入層８、陰極９を連続して形成した。
【0140】
具体的には、まず、α－ＮＰＤ２０ｎｍと４ＤＢＴＰ３Ｑ１０ｎｍからなる厚み３０ｎｍの正孔輸送層５を形成した。
続いて、ＤＩＣ－ＴＲＺをホスト、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）3をドーパントとして２５ｎｍ共蒸着し、発光層６を成膜した。この時、ドープ濃度は、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）3が発光層６全体に対して３質量％となるようにした。
次に、発光層６まで形成した基板２上に、図１１に示す構成Ａ～Ｆの電子輸送層７、電子注入層８を形成した。
次に、電子注入層８まで形成した基板２上に、真空蒸着法によりアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極９を成膜した。なお、陰極９は、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅３ｍｍの帯状になるように形成し、作製した有機ＥＬ素子の発光面積を９ｍｍ2とした。
続いて、ＤＩＣ－ＴＲＺをホスト、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）3をドーパントとして２５ｎｍ共蒸着し、発光層６を成膜した。この時、ドープ濃度は、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）3が発光層６全体に対して３質量％となるようにした。
次に、発光層６まで形成した基板２上に、図１１に示す構成Ａ～Ｆの電子輸送層７、電子注入層８を形成した。
次に、電子注入層８まで形成した基板２上に、真空蒸着法によりアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極９を成膜した。なお、陰極９は、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅３ｍｍの帯状になるように形成し、作製した有機ＥＬ素子の発光面積を９ｍｍ2とした。
【0141】
構成Ａ～Ｆの詳細は、以下の通りである。
構成Ａ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、典型的な電子注入材料であるフッ化リチウム（ＬｉＦ）を０．８ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｂ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、典型的な電子注入材料である８－キノリノラトリチウム（Ｌｉｑ）を１ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｃ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料として構造式（１－２）の化合物を１ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｃ－２：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料として構造式（１－３０）の化合物を１ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｄ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料（構造式（１－２）の化合物）と第２材料の混合膜を質量比６：４（第１材料：第２材料）で共蒸着により５ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｄ－２：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料（構造式（１－３０）の化合物）と第２材料の混合膜を質量比６：４（第１材料：第２材料）で共蒸着により５ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｅ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料として構造式（１－２）の化合物を１ｎｍ蒸着した後に、第２材料となる材料を１ｎｍ成膜後、陰極９を形成した。
構成Ｆ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、電子注入層を成膜せずに、陰極９を形成した。
構成Ａ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、典型的な電子注入材料であるフッ化リチウム（ＬｉＦ）を０．８ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｂ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、典型的な電子注入材料である８－キノリノラトリチウム（Ｌｉｑ）を１ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｃ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料として構造式（１－２）の化合物を１ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｃ－２：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料として構造式（１－３０）の化合物を１ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｄ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料（構造式（１－２）の化合物）と第２材料の混合膜を質量比６：４（第１材料：第２材料）で共蒸着により５ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｄ－２：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料（構造式（１－３０）の化合物）と第２材料の混合膜を質量比６：４（第１材料：第２材料）で共蒸着により５ｎｍ蒸着した後に、陰極９を形成した。
構成Ｅ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、第１材料として構造式（１－２）の化合物を１ｎｍ蒸着した後に、第２材料となる材料を１ｎｍ成膜後、陰極９を形成した。
構成Ｆ：第２材料となる材料を４０ｎｍ成膜後、電子注入層を成膜せずに、陰極９を形成した。
【0142】
また、各実施例及び比較例において、第２材料として使用した化合物は、以下のとおりである。
実施例１：第２材料として、構造式（８）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例２：第２材料として、構造式（９）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例３：第２材料として、構造式（１０）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例４：第２材料として、構造式（１１）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例５：第２材料として、構造式（１２）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例６：第２材料として、構造式（１３）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例７：第２材料として、構造式（１４）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例８：第２材料として、構造式（１５）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例９：第２材料として、構造式（１６）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
比較例１：第２材料として、構造式（１７）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
比較例２：第２材料として、構造式（１８）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例１：第２材料として、構造式（８）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例２：第２材料として、構造式（９）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例３：第２材料として、構造式（１０）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例４：第２材料として、構造式（１１）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例５：第２材料として、構造式（１２）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例６：第２材料として、構造式（１３）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例７：第２材料として、構造式（１４）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例８：第２材料として、構造式（１５）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
実施例９：第２材料として、構造式（１６）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
比較例１：第２材料として、構造式（１７）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
比較例２：第２材料として、構造式（１８）の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
【0143】
［工程４］
次に、陰極９までの各層を形成した基板２を、凹状の空間を有するガラスキャップ（封止容器）に収容し、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂からなるシール材を充填することにより封止し、各有機ＥＬ素子を得た。
次に、陰極９までの各層を形成した基板２を、凹状の空間を有するガラスキャップ（封止容器）に収容し、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂からなるシール材を充填することにより封止し、各有機ＥＬ素子を得た。
【0144】
作製した各有機ＥＬ素子に対して、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」を用いて電圧を印加し、コニカミノルタ社製の「ＬＳ－１００」を用いて輝度を測定し、印加電圧と輝度の関係を調べた。得られた結果を表１に示す。但し、実施例８の結果については、表１には示さず、図１３に示す。
構成Ａ－Ｅでは、多くの素子で１００００ｎｉｔ以上の輝度が得られたため、１００００ｎｉｔ時の印加電圧を示すが、構成Ｆでは、多くの素子で駆動電圧が高いため、１ｎｉｔ時の印加電圧を表１に示す。また、代表的なデータとして、実施例１と比較例１の輝度－印加電圧特性を図１２に示す。
構成Ａ－Ｅでは、多くの素子で１００００ｎｉｔ以上の輝度が得られたため、１００００ｎｉｔ時の印加電圧を示すが、構成Ｆでは、多くの素子で駆動電圧が高いため、１ｎｉｔ時の印加電圧を表１に示す。また、代表的なデータとして、実施例１と比較例１の輝度－印加電圧特性を図１２に示す。
【0145】
【表1】
【0146】
図１２に示す実施例１と比較例１の輝度－印加電圧特性より、ほぼ類似の構造を持つ構造式（８）の化合物と構造式（１７）の化合物について、ピリジン基の有無によって特性が全く異なることが分かる。構造式（１７）の化合物を用いた比較例１に比べ、構造式（８）の化合物を用いた実施例１は、構成Ｆにおいて、輝度１ｎｉｔ時の印加電圧が大幅に高い。更に、構造式（１７）の化合物を用いた比較例１では、ＬｉＦやＬｉｑを用いた構成ＡやＢで、低い電圧で１００００ｎｉｔが得られているのに対し、ピリジンを持たない芳香族炭化水素化合物である構造式（８）の化合物を用いた実施例１では、ＬｉＦやＬｉｑを用いた構成ＡやＢでは、電子が入らず、１００００ｎｉｔを得るのに必要な電圧は大幅に高い。ピリジン基が特性に及ぼす影響について、類似の傾向が実施例５と比較例２についても観測された。更に、その他の実施例についても、構成ＡやＢでは、駆動電圧が高い。従って、ピリジン基含有化合物等、これまでの有機ＥＬ素子において電子輸送層として広く用いられてきた化合物は、アルカリ金属を添加すれば陰極からの電子注入が容易な化合物であると言える。これは先述の通り、ピリジン等とＬｉ等アルカリ金属との相互作用に起因する。
【0147】
一方、実施例１～９において、構成ＡやＢでは、駆動電圧が高いことから、芳香族炭化水素化合物（実施例１～４）、窒素－ホウ素結合を有する化合物（実施例５，６）、π電子過剰系複素芳香族化合物（実施例７，８）、シロール環を含む化合物（実施例９）は、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物であると言える。
【0148】
これに対し、実施例１の構成Ｃ及び構成Ｄでは、構造式（１－２）の化合物を使うことで、電子がスムーズに注入でき、大幅に低い駆動電圧で１００００ｎｉｔを得ることができている。これは、構造式（１－２）の化合物と芳香族炭化水素化合物との強い水素結合の結果、高い電子注入性が得られた結果であると考えられる。
実施例２、３、４でも、同様の結果が得られており、構造式（１－２）の化合物を用いることで、芳香族炭化水素から有機層への電子注入が可能である。
実施例２、３、４でも、同様の結果が得られており、構造式（１－２）の化合物を用いることで、芳香族炭化水素から有機層への電子注入が可能である。
【0149】
また、第１材料に構造式（１－３０）の化合物を用いた実施例２の構成Ｃ－２及び構成Ｄ－２においても、大幅に低い駆動電圧で１００００ｎｉｔを得ることができている。これより、一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物であれば、第２材料との強い水素結合が引き起こされ、高い電子注入性が得られることが分かる。また、実施例２の構成Ｃと構成Ｃ－２、及び構成Ｄと構成Ｄ－２を比較すると駆動電圧が少し異なるのは、ｐＫａの大きさ等に起因する水素結合の強さに影響していると考えられ、ｐＫａの大きいもの、水素結合の強いものが好ましい。
【0150】
次に、窒素－ホウ素結合を有する構造式（１２）の化合物と構造式（１８）の化合物を用いた実施例５と比較例２の結果に注目する。先述の通り、ビピリジンを持つ構造式（１８）の化合物を用いた比較例２では、ＬｉＦやＬｉｑを用いた素子で、低い電圧で１００００ｎｉｔが得られているのに対し、ビピリジンを持たない窒素－ホウ素結合を有する化合物である構造式（１２）の化合物を用いた実施例５では、ＬｉＦやＬｉｑを用いた構成ＡやＢでは電子が入らず、１００００ｎｉｔを得るのに必要な電圧は大幅に高い。
従って、Ｌｉ等のアルカリ金属からの電子注入には、ビピリジン等とアルカリ金属の相互作用が必要であり、窒素－ホウ素結合を有する化合物とアルカリ金属の組み合わせでは、素子への電子注入が困難であることが分かる。
これに対し、実施例５の構成Ｃ及び構成Ｅでは、構造式（１－２）の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い駆動電圧で１００００ｎｉｔを得ることができている。これは、構造式（１－２）の化合物と窒素－ホウ素結合を有する化合物との強い水素結合の結果、高い電子注入性が得られた結果であると考えられる。このように、構造式（１－２）の化合物を用いることで、窒素－ホウ素結合を有する化合物から有機層への電子注入が可能である。
実施例６でも、同様の結果が得られており、構造式（１－２）の化合物を用いることで、窒素－ホウ素結合を有する化合物から有機層への電子注入が可能である。
従って、Ｌｉ等のアルカリ金属からの電子注入には、ビピリジン等とアルカリ金属の相互作用が必要であり、窒素－ホウ素結合を有する化合物とアルカリ金属の組み合わせでは、素子への電子注入が困難であることが分かる。
これに対し、実施例５の構成Ｃ及び構成Ｅでは、構造式（１－２）の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い駆動電圧で１００００ｎｉｔを得ることができている。これは、構造式（１－２）の化合物と窒素－ホウ素結合を有する化合物との強い水素結合の結果、高い電子注入性が得られた結果であると考えられる。このように、構造式（１－２）の化合物を用いることで、窒素－ホウ素結合を有する化合物から有機層への電子注入が可能である。
実施例６でも、同様の結果が得られており、構造式（１－２）の化合物を用いることで、窒素－ホウ素結合を有する化合物から有機層への電子注入が可能である。
【0151】
次に、π電子過剰系複素芳香族化合物の例として、構造式（１４）の化合物を用いた実施例７に注目する。構造式（１４）の化合物に対しては、極めて電子注入が困難であり、構成Ｆにおいて、１ｎｉｔ時の印加電圧も、他の実施例や比較例に比べ大幅に高い。また、ＬｉＦを用いた構成Ａでは、約１７Ｖもの高い電圧でようやく１００００ｎｉｔが得られ、Ｌｉｑを用いた構成Ｂにおいては、得られた最大輝度は２０００ｎｉｔ程度である。
これに対し、構造式（１－２）の化合物を用いた構成Ｅとすることで、大幅な低電圧化が観測され、他の実施例に比べれば電圧は高いものの、１００００ｎｉｔの輝度を得ることができた。このように、本発明は、電子の注入が極めて困難な、π電子過剰系複素芳香族化合物を、電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子に対しても有効である。
これに対し、構造式（１－２）の化合物を用いた構成Ｅとすることで、大幅な低電圧化が観測され、他の実施例に比べれば電圧は高いものの、１００００ｎｉｔの輝度を得ることができた。このように、本発明は、電子の注入が極めて困難な、π電子過剰系複素芳香族化合物を、電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子に対しても有効である。
【0152】
他の例として、構造式（１５）の化合物を用いた実施例８に注目する。実施例８については、他の実施例に比べ、得られた輝度が低いため、得られた結果は、表１には示さず、図１３に示す。ここでも、ピリジン等、Ｌｉと相互作用ができる置換基を有していないため、ＬｉＦを用いた構成Ａでは、電子が入らず、最大輝度が６０ｎｉｔに満たない。
これに対し、実施例８の構成Ｄでは、構造式（１－２）の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い電圧で駆動でき、１００００ｎｉｔを超える最大輝度を得ることができている。よって、同様に構造式（１－２）の化合物を用いることで、π電子過剰系複素芳香族化合物から有機層への電子注入が可能であることが分かる。
これに対し、実施例８の構成Ｄでは、構造式（１－２）の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い電圧で駆動でき、１００００ｎｉｔを超える最大輝度を得ることができている。よって、同様に構造式（１－２）の化合物を用いることで、π電子過剰系複素芳香族化合物から有機層への電子注入が可能であることが分かる。
【0153】
次に、シロール環を含む化合物の例として、構造式（１６）の化合物を用いた実施例９に注目する。ピリジン等、Ｌｉと相互作用ができる置換基を有していないため、ＬｉＦやＬｉｑを用いた構成ＡやＢでは、電子が入らず、１００００ｎｉｔを得るのに必要な電圧は大幅に高い。
これに対し、実施例９の構成Ｃ及び構成Ｅでは、構造式（１－２）の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い駆動電圧で１００００ｎｉｔを得ることができている。これは、構造式（１－２）の化合物とシロール環を含む化合物との強い水素結合の結果、高い電子注入性が得られた結果であると考えられる。このように、構造式（１－２）の化合物を用いることで、シロール環を含む化合物から有機層への電子注入が可能である。
これに対し、実施例９の構成Ｃ及び構成Ｅでは、構造式（１－２）の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い駆動電圧で１００００ｎｉｔを得ることができている。これは、構造式（１－２）の化合物とシロール環を含む化合物との強い水素結合の結果、高い電子注入性が得られた結果であると考えられる。このように、構造式（１－２）の化合物を用いることで、シロール環を含む化合物から有機層への電子注入が可能である。
【0154】
（実施例１０及び比較例３）
本発明が図２に示す逆構造の有機ＥＬ素子にも応用可能であることを示すため、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である構造式（１－２）の化合物と、芳香族炭化水素である構造式（８）の化合物を電子注入層に用いた逆構造の有機ＥＬ素子を作製した。
本発明が図２に示す逆構造の有機ＥＬ素子にも応用可能であることを示すため、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である構造式（１－２）の化合物と、芳香族炭化水素である構造式（８）の化合物を電子注入層に用いた逆構造の有機ＥＬ素子を作製した。
【0155】
［工程１］
実施例１～９及び比較例１～２と同様にして、［工程１］を行い、洗浄した厚さ１５０ｎｍのＩＴＯからなる幅３ｍｍのパターンイングされた陰極９の形成されている基板２を準備した。
実施例１～９及び比較例１～２と同様にして、［工程１］を行い、洗浄した厚さ１５０ｎｍのＩＴＯからなる幅３ｍｍのパターンイングされた陰極９の形成されている基板２を準備した。
【0156】
［工程２］
［工程１］において洗浄した陰極９の形成されている基板２を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。スパッタ装置のチャンバー内を、約１×１０-4Ｐａの圧力となるまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、基板２の陰極９上に膜厚約３ｎｍの酸化亜鉛層（酸化物層１０）を作製した。なお、酸化亜鉛層を作製する際には、電極取り出しのために、ＩＴＯ電極（陰極９）上の一部に酸化亜鉛が成膜されないようにした。酸化物層１０を成膜した基板２に、大気下で４００℃、１時間のアニールを行った。
［工程１］において洗浄した陰極９の形成されている基板２を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。スパッタ装置のチャンバー内を、約１×１０-4Ｐａの圧力となるまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、基板２の陰極９上に膜厚約３ｎｍの酸化亜鉛層（酸化物層１０）を作製した。なお、酸化亜鉛層を作製する際には、電極取り出しのために、ＩＴＯ電極（陰極９）上の一部に酸化亜鉛が成膜されないようにした。酸化物層１０を成膜した基板２に、大気下で４００℃、１時間のアニールを行った。
【0157】
［工程３］
次に、酸化物層１０上に電子注入層８として、以下に示す方法により、第１材料と第２材料とを含む有機薄膜を形成した（実施例１０）。
まず、構造式（８）の化合物と構造式（１－２）の化合物を、質量比１：０．１（構造式（８）の化合物：構造式（１－２）の化合物）でシクロペンタノンに溶解し（濃度は１質量％）、塗料組成物を得た。
次に、［工程２］で作製した陰極９および酸化物層１０の形成されている基板２をスピンコーターに設置した。そして、塗料組成物を酸化物層１０上に滴下しながら、基板２を毎分３０００回転で３０秒間回転させて塗膜を形成した。その後、ホットプレートを用いて窒素雰囲気下で１５０℃、１時間のアニール処理を施し、電子注入層８を形成した。得られた電子注入層８の平均厚さは２０ｎｍであった。
次に、酸化物層１０上に電子注入層８として、以下に示す方法により、第１材料と第２材料とを含む有機薄膜を形成した（実施例１０）。
まず、構造式（８）の化合物と構造式（１－２）の化合物を、質量比１：０．１（構造式（８）の化合物：構造式（１－２）の化合物）でシクロペンタノンに溶解し（濃度は１質量％）、塗料組成物を得た。
次に、［工程２］で作製した陰極９および酸化物層１０の形成されている基板２をスピンコーターに設置した。そして、塗料組成物を酸化物層１０上に滴下しながら、基板２を毎分３０００回転で３０秒間回転させて塗膜を形成した。その後、ホットプレートを用いて窒素雰囲気下で１５０℃、１時間のアニール処理を施し、電子注入層８を形成した。得られた電子注入層８の平均厚さは２０ｎｍであった。
【0158】
比較例として、構造式（１－２）の化合物を含まない混合溶媒を作製し、その他の工程は同様にして電子注入層８を形成した（比較例３）。
【0159】
次に、電子注入層８までの各層が形成された基板２を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式（２１）で示されるビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（Ｚｎ（ＢＴＺ）2）と、
下記構造式（２０）で示されるトリス［１－フェニルイソキノリン］イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）3）と、
上記構造式（６）で示されるＮ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン（α－ＮＰＤ）と、
下記構造式（１９）で示されるＮ４，Ｎ４’－ビス（ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン－４－イル）－Ｎ４，Ｎ４’－ジフェニルビフェニル－４，４’－ジアミン（ＤＢＴＰＢ）と、
下記構造式（２２）で示される１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ－ＣＮ）と、
Ａｌと、をそれぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
また、下記構造式（２１）で示されるビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（Ｚｎ（ＢＴＺ）2）と、
下記構造式（２０）で示されるトリス［１－フェニルイソキノリン］イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）3）と、
上記構造式（６）で示されるＮ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン（α－ＮＰＤ）と、
下記構造式（１９）で示されるＮ４，Ｎ４’－ビス（ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン－４－イル）－Ｎ４，Ｎ４’－ジフェニルビフェニル－４，４’－ジアミン（ＤＢＴＰＢ）と、
下記構造式（２２）で示される１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ－ＣＮ）と、
Ａｌと、をそれぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
【0160】
【化24】
【0161】
そして、真空蒸着装置のチャンバー内を１×１０-5Ｐａの圧力となるまで減圧して、抵抗加熱による真空蒸着法により、電子輸送層７、発光層６、正孔輸送層５、正孔注入層４、陽極３を連続して形成した。
【0162】
まず、Ｚｎ（ＢＴＺ）2からなる厚み１０ｎｍの電子輸送層７を形成した。
続いて、Ｚｎ（ＢＴＺ）2をホスト、Ｉｒ（ｐｉｑ）3をドーパントとして２０ｎｍ共蒸着し、発光層６を成膜した。この時、ドープ濃度は、Ｉｒ（ｐｉｑ）3が発光層６全体に対して６質量％となるようにした。
次に、発光層６まで形成した基板２上に、ＤＢＴＰＢを１０ｎｍ、α－ＮＰＤを４０ｎｍ成膜し、正孔輸送層５を形成した。
さらに、ＨＡＴ－ＣＮを１０ｎｍ成膜し、正孔注入層４を形成した。
次に、正孔注入層４まで形成した基板２上に、真空蒸着法によりアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陽極３を成膜した。
これらをガラスキャップにより封止し、実施例１０と比較例３の有機ＥＬ素子を得た。
続いて、Ｚｎ（ＢＴＺ）2をホスト、Ｉｒ（ｐｉｑ）3をドーパントとして２０ｎｍ共蒸着し、発光層６を成膜した。この時、ドープ濃度は、Ｉｒ（ｐｉｑ）3が発光層６全体に対して６質量％となるようにした。
次に、発光層６まで形成した基板２上に、ＤＢＴＰＢを１０ｎｍ、α－ＮＰＤを４０ｎｍ成膜し、正孔輸送層５を形成した。
さらに、ＨＡＴ－ＣＮを１０ｎｍ成膜し、正孔注入層４を形成した。
次に、正孔注入層４まで形成した基板２上に、真空蒸着法によりアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陽極３を成膜した。
これらをガラスキャップにより封止し、実施例１０と比較例３の有機ＥＬ素子を得た。
【0163】
実施例１０及び比較例３の有機ＥＬ素子の輝度－電圧特性を評価した結果を図１４に示す。
図１４に示す通り、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である構造式（１－２）の化合物を電子注入層にドープした実施例１０の有機ＥＬ素子では、比較例３の有機ＥＬ素子に比べ、大幅に低い印加電圧で高い輝度が得られている。酸化亜鉛から、芳香族炭化水素である構造式（８）の化合物への直接の電子注入は困難である一方、構造式（１－２）の化合物と芳香族炭化水素化合物との強い水素結合を利用することで、電子を効率的に注入でき、芳香族炭化水素を電子注入層の一部に用いた場合でも低い電圧で駆動可能な逆構造の有機ＥＬ素子が実現できる。
図１４に示す通り、上述した一般式（１）で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である構造式（１－２）の化合物を電子注入層にドープした実施例１０の有機ＥＬ素子では、比較例３の有機ＥＬ素子に比べ、大幅に低い印加電圧で高い輝度が得られている。酸化亜鉛から、芳香族炭化水素である構造式（８）の化合物への直接の電子注入は困難である一方、構造式（１－２）の化合物と芳香族炭化水素化合物との強い水素結合を利用することで、電子を効率的に注入でき、芳香族炭化水素を電子注入層の一部に用いた場合でも低い電圧で駆動可能な逆構造の有機ＥＬ素子が実現できる。
【0164】
【0165】
［工程１］
基板２として、厚さ７０ｎｍのＩＴＯからなる幅３ｍｍにパターニングされた電極（陽極３）を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極３を有する基板２を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ１０分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で５分間煮沸した。その後、陽極３を有する基板２を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、ＵＶオゾン洗浄を２０分間行った。
基板２として、厚さ７０ｎｍのＩＴＯからなる幅３ｍｍにパターニングされた電極（陽極３）を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極３を有する基板２を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ１０分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で５分間煮沸した。その後、陽極３を有する基板２を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、ＵＶオゾン洗浄を２０分間行った。
【0166】
［工程２］
［工程１］において洗浄した陽極３の形成されている基板２を、スピンコーターにセットし、正孔注入層４の一部として、へレウス社製正孔注入材料「Ｃｌｅｖｉｏｓ ＨＩＬ１．３Ｎ」を膜厚１０ｎｍとなるように製膜した。その後、１８０℃に熱したホットプレート上で一時間加熱した。更に、５ｎｍのＨＡＴ－ＣＮ（上記構造式（２２）で示される１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル）を製膜し、合計１５ｎｍの正孔注入層４を形成した。
［工程１］において洗浄した陽極３の形成されている基板２を、スピンコーターにセットし、正孔注入層４の一部として、へレウス社製正孔注入材料「Ｃｌｅｖｉｏｓ ＨＩＬ１．３Ｎ」を膜厚１０ｎｍとなるように製膜した。その後、１８０℃に熱したホットプレート上で一時間加熱した。更に、５ｎｍのＨＡＴ－ＣＮ（上記構造式（２２）で示される１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル）を製膜し、合計１５ｎｍの正孔注入層４を形成した。
【0167】
［工程３］
次に、正孔注入層４まで形成された基板２を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式（２３）で表される化合物［発光層のホスト材料、９－（ナフタレン－１－イル）－１０－（ナフタレン－２－イル）アントラセン］と、
下記構造式（２４）で表される化合物（青色発光材料）と、
メルク社製正孔輸送材料「ＨＴＭ－０８１」と、
上記構造式（１－２）で表される化合物と、
リチウムキノリンと、
Ａｌとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
次に、正孔注入層４まで形成された基板２を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式（２３）で表される化合物［発光層のホスト材料、９－（ナフタレン－１－イル）－１０－（ナフタレン－２－イル）アントラセン］と、
下記構造式（２４）で表される化合物（青色発光材料）と、
メルク社製正孔輸送材料「ＨＴＭ－０８１」と、
上記構造式（１－２）で表される化合物と、
リチウムキノリンと、
Ａｌとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
【0168】
【化25】
【0169】
そして、真空蒸着装置のチャンバー内を１×１０-5Ｐａの圧力となるまで減圧して、抵抗加熱による真空蒸着法により、３０ｎｍの正孔輸送層５、２５ｎｍの発光層６、２５ｎｍの電子輸送層７、１ｎｍの電子注入層８、陰極９を連続して形成した。
構造式（２３）で表される化合物をホスト、構造式（２４）で表される化合物をドーパントとして２５ｎｍ共蒸着し、発光層６を成膜した。この時、ドープ濃度は、構造式（２４）で表される化合物が発光層６全体に対して３質量％となるようにした。
実施例１１～１４及び比較例４において各層に用いた材料を表２にまとめた。
構造式（２３）で表される化合物をホスト、構造式（２４）で表される化合物をドーパントとして２５ｎｍ共蒸着し、発光層６を成膜した。この時、ドープ濃度は、構造式（２４）で表される化合物が発光層６全体に対して３質量％となるようにした。
実施例１１～１４及び比較例４において各層に用いた材料を表２にまとめた。
【0170】
【表2】
【0171】
実施例１１では、電子輸送層７にあたる部分に、発光層ホストである構造式（２３）で表される化合物を用いている。
また、実施例１２においては、ホストである構造式（２３）で表される化合物に構造式（２４）で表される化合物をドープした発光層と同じ層を電子輸送層７にあたる部分にも用い、発光層から一貫で蒸着形成している。
実施例１１と実施例１２は、図９に相当する構造である。
また、実施例１２においては、ホストである構造式（２３）で表される化合物に構造式（２４）で表される化合物をドープした発光層と同じ層を電子輸送層７にあたる部分にも用い、発光層から一貫で蒸着形成している。
実施例１１と実施例１２は、図９に相当する構造である。
【0172】
一方、実施例１３では、正孔輸送層５及び電子輸送層７にあたる部分に、発光層ホストである構造式（２３）で表される化合物を用いている。
さらに、実施例１４では、ホストである構造式（２３）で表される化合物に構造式（２４）で表される化合物をドープした発光層と同じ層を正孔輸送層５及び電子輸送層７にあたる部分にも用い、全て一貫で蒸着形成している。
実施例１３と実施例１４は、図１０に相当する構造である。
さらに、実施例１４では、ホストである構造式（２３）で表される化合物に構造式（２４）で表される化合物をドープした発光層と同じ層を正孔輸送層５及び電子輸送層７にあたる部分にも用い、全て一貫で蒸着形成している。
実施例１３と実施例１４は、図１０に相当する構造である。
【0173】
比較例４のみ、電子注入層８をリチウムキノリンから構成し、実施例１１～１４は、電子注入層８を構造式（１－２）で表される化合物から構成した。電子注入層８を蒸着後、陰極９を蒸着により形成した。
【0174】
実施例１１～１４、比較例４の有機ＥＬ素子に対して、他の実施例、比較例と同様の方法により輝度－電圧特性を測定した結果を図１５に示す。
【0175】
比較例４においては、リチウムキノリンから芳香族炭化水素である構造式（２３）で表される化合物への電子注入が困難であるため、駆動電圧が高いのに対し、実施例１１～１４においては、電子が効率的に注入できており、低い駆動電圧で動作できていることが分かる。
更に、正孔輸送層５が発光層ホスト又は発光層と同じ構成である実施例１３及び実施例１４においても、比較例４に比べ、大幅に低い駆動電圧で動作していることが分かる。
このように、電子注入性に優れた材料を用いることで、有機ＥＬ素子の構造を簡素化し、必要な材料の数を減らすことが可能となる。
更に、正孔輸送層５が発光層ホスト又は発光層と同じ構成である実施例１３及び実施例１４においても、比較例４に比べ、大幅に低い駆動電圧で動作していることが分かる。
このように、電子注入性に優れた材料を用いることで、有機ＥＬ素子の構造を簡素化し、必要な材料の数を減らすことが可能となる。
【0176】
（実施例１５及び比較例５）
実施例１４は、発光層がホストとドーパントの２種類の材料からなる構成であったが、発光層が１種類の材料から構成される有機ＥＬ素子でも、図１０に示す簡易の構造が実現可能であることを実証するため、実施例１５及び比較例５の有機ＥＬ素子を作製した。
実施例１４は、発光層がホストとドーパントの２種類の材料からなる構成であったが、発光層が１種類の材料から構成される有機ＥＬ素子でも、図１０に示す簡易の構造が実現可能であることを実証するため、実施例１５及び比較例５の有機ＥＬ素子を作製した。
【0177】
［工程１］
基板２として、厚さ７０ｎｍのＩＴＯからなる幅３ｍｍにパターニングされた電極（陽極３）を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極３を有する基板２を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ１０分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で５分間煮沸した。その後、陽極３を有する基板２を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、ＵＶオゾン洗浄を２０分間行った。
基板２として、厚さ７０ｎｍのＩＴＯからなる幅３ｍｍにパターニングされた電極（陽極３）を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極３を有する基板２を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ１０分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で５分間煮沸した。その後、陽極３を有する基板２を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、ＵＶオゾン洗浄を２０分間行った。
【0178】
［工程２］
［工程１］において洗浄した陽極３の形成されている基板２を、スピンコーターにセットし、正孔注入層４の一部として、へレウス社製正孔注入材料「Ｃｌｅｖｉｏｓ ＨＩＬ１．３Ｎ」を膜厚１０ｎｍとなるように製膜した。その後、１８０℃に熱したホットプレート上で一時間加熱した。更に、５ｎｍのＨＡＴ－ＣＮ（上記構造式（２２）で示される１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル）を製膜し、合計１５ｎｍの正孔注入層４を形成した。
［工程１］において洗浄した陽極３の形成されている基板２を、スピンコーターにセットし、正孔注入層４の一部として、へレウス社製正孔注入材料「Ｃｌｅｖｉｏｓ ＨＩＬ１．３Ｎ」を膜厚１０ｎｍとなるように製膜した。その後、１８０℃に熱したホットプレート上で一時間加熱した。更に、５ｎｍのＨＡＴ－ＣＮ（上記構造式（２２）で示される１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル）を製膜し、合計１５ｎｍの正孔注入層４を形成した。
【0179】
［工程３］
次に、正孔注入層４まで形成された基板２を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式（２５）で表される化合物［発光材料、９－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－１０－（ナフタレン－１－イル）アントラセン（ＰＣＡＮ）］と、
上記構造式（１－２）で表される化合物と、
リチウムキノリンと、
Ａｌとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
次に、正孔注入層４まで形成された基板２を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式（２５）で表される化合物［発光材料、９－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－１０－（ナフタレン－１－イル）アントラセン（ＰＣＡＮ）］と、
上記構造式（１－２）で表される化合物と、
リチウムキノリンと、
Ａｌとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
【0180】
【化26】
【0181】
そして、真空蒸着装置のチャンバー内を１×１０-5Ｐａの圧力となるまで減圧して、抵抗加熱による真空蒸着法により、各層を蒸着した。正孔輸送層５、発光層６、電子輸送層７として構造式（２５）で表される化合物のみを８０ｎｍ蒸着し、その後、１ｎｍ膜厚の電子注入層８、陰極９を連続して形成した。
【0182】
実施例１５では、電子注入層８に構造式（１－２）で表される化合物を用い、比較例５では、電子注入層８に一般的な電子注入材料であるリチウムキノリンを用いた。
【0183】
実施例１５、比較例５の有機ＥＬ素子に対して、他の実施例、比較例と同様の方法により輝度－電圧特性を測定した結果を図１６に示す。
【0184】
比較例５においては、リチウムキノリンからアルカリ金属と相互作用しない構造式（２５）で表される化合物への電子注入が困難であるため、駆動電圧が高いのに対し、実施例１５においては、電子が効率的に注入できており、低い駆動電圧で動作できていることが分かる。
このように、電子注入性に優れた材料を用いることで、有機ＥＬ素子の構造を簡素化し、必要な材料の数を減らすことが可能となる。
このように、電子注入性に優れた材料を用いることで、有機ＥＬ素子の構造を簡素化し、必要な材料の数を減らすことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0185】
本発明の有機薄膜は、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ等に利用できる。
【符号の説明】
【0186】
１：有機ＥＬ素子
２：基板
３：陽極
４：正孔注入層
５：正孔輸送層
６：発光層
７：電子輸送層
８：電子注入層
９：陰極
１０：酸化物層
２：基板
３：陽極
４：正孔注入層
５：正孔輸送層
６：発光層
７：電子輸送層
８：電子注入層
９：陰極
１０：酸化物層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】