CN107210377A - 电荷传输性薄膜形成用清漆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电荷传输性薄膜形成用清漆,其包含:由式(T1)表示的2,2,6,6‑四烷基哌啶‑N‑氧自由基衍生物、电荷传输性物质和有机溶剂。(式中,RA相互独立地表示碳数1~20的烷基,RB表示氢原子、羟基、氨基、羧基、氰基、氧代基、异氰酸酯基、碳数1~20的烷氧基、碳数2~20的烷基羰氧基、碳数7~20的芳基羰氧基、碳数2~20的烷基羰基氨基或碳数7~20的芳基羰基氨基。)

Description

电荷传输性薄膜形成用清漆
技术领域
本发明涉及电荷传输性薄膜形成用清漆。
背景技术
有机电致发光(EL)元件中,作为发光层、电荷注入层,使用由有机化合物构成的电荷传输性薄膜。该电荷传输性薄膜的形成方法大致分为以蒸镀法为代表的干法和以旋涂法为代表的湿法。如果将干法与湿法进行比较,湿法能够大面积地高效率地制造平坦性高的薄膜,因此在如有机EL等的希望薄膜的大面积化的领域中,多采用湿法形成薄膜。
鉴于这点,本发明人开发出了用于采用湿法制作可应用于各种电子器件的电荷传输性薄膜的用于形成电荷传输性薄膜的清漆(例如参照专利文献1)。
但是,在近年来的有机EL的领域中,由于元件的轻质化·薄型化·柔性化的潮流,逐渐开始代替玻璃基板而使用由有机化合物构成的基板。因此,需要与现有产品相比能够在低温下烧成、另外在这种情况下也给予具有良好的电荷传输性的薄膜的清漆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-151272号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述实际情况而完成,目的在于提供包含2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物的电荷传输性薄膜形成用清漆,其即使在低温下烧成的情况下也显示高电荷传输性,用作有机EL元件的空穴注入层的情况下,可在维持该元件的电流效率的同时实现驱动电压的降低、亮度特性的提高。另外,本发明的目的还在于提供使用了这样的电荷传输性薄膜形成用清漆的、降低有机EL元件的驱动电压的方法、提高亮度的方法和提高亮度寿命的方法。
用于解决课题的手段
本发明人为了实现上述目的反复锐意研究,结果发现:2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物同时具有在有机溶剂中的优异的溶解性和对于电荷传输性物质的优异的氧化性,通过使用由使其与电荷传输性物质一起在有机溶剂中溶解而制备的清漆得到的电荷传输性薄膜作为有机EL元件的空穴注入层,即使在低温下将该清漆烧成的情况下,也可在不损害该元件的电流效率的情况下实现驱动电压的降低、亮度特性的提高,完成了本发明。应予说明,本发明中,“在低温下烧成”意味着“在200℃以下的温度下烧成”。
即,本发明提供:
1.电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,包含:由式(T1)表示的2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物、电荷传输性物质和有机溶剂,
[化1]
(式中,RA相互独立地表示碳数1~20的烷基,RB表示氢原子、羟基、氨基、羧基、氰基、氧代基、异氰酸酯基、碳数1~20的烷氧基、碳数2~20的烷基羰氧基、碳数7~20的芳基羰氧基、碳数2~20的烷基羰基氨基或碳数7~20的芳基羰基氨基。)
2. 1中所述的电荷传输性薄膜形成用组合物,其中,上述2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物为2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基,
3. 1或2中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,上述电荷传输性物质包含分子量200~9,500的电荷传输性化合物,
4. 1~3的任一项中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,上述电荷传输性物质包含选自分子量200~9,500的芳基胺衍生物和噻吩衍生物中的至少1种,
5. 1~4的任一项中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,还包含含有氟原子的低聚苯胺衍生物,
6. 5中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,上述含有氟原子的低聚苯胺衍生物由式(6)表示,
[化2]
(式中,R301表示氢原子或可被Z取代的碳数1~20的烷基,Z表示卤素原子、硝基、氰基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基、羧基、可被Z'取代的碳数6~20的芳基或可被Z'取代的碳数2~20的杂芳基,Z'表示卤素原子、硝基、氰基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基或羧基;
R302~R310相互独立地表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、或者可被卤素原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基;
A表示:
可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基或碳数1~20的氟代烷氧基取代的、碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基,
可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、碳数1~20的烷基、碳数1~20的氟代烷基或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数6~20的氟代芳基,
被碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时,可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数6~20的芳基,
可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、碳数1~20的氟代烷氧基、碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的碳数7~20的氟代芳烷基,或者
被碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时,可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数7~20的芳烷基;
n1表示1~20的整数。)
7. 1~6的任一项中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,还包含掺杂剂,
8. 7中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,上述掺杂剂包含芳基磺酸,
9.使用1~8的任一项中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆制造的电荷传输性薄膜,
10.有机EL元件,其具有9中所述的电荷传输性薄膜,
11.电荷传输性薄膜的制造方法,其特征在于,使用1~8的任一项中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,
12.有机EL元件的制造方法,其特征在于,使用1~8的任一项中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,
13.方法,是降低具有使用电荷传输性薄膜形成用清漆制造的电荷传输性薄膜的有机EL元件的驱动电压的方法,其特征在于,使用1~8的任一项中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆作为上述电荷传输性薄膜形成用清漆,
14.方法,是提高具有使用电荷传输性薄膜形成用清漆制造的电荷传输性薄膜的有机EL元件的亮度的方法,其特征在于,使用1~8中所述的任一项的电荷传输性薄膜形成用清漆作为上述电荷传输性薄膜形成用清漆,
15.方法,是提高具有使用电荷传输性薄膜形成用清漆制造的电荷传输性薄膜的有机EL元件的亮度寿命的方法,其特征在于,使用1~8的任一项中所述的电荷传输性薄膜形成用清漆作为上述电荷传输性薄膜形成用清漆。
发明的效果
通过使用本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆,与使用不包含其的清漆或包含其他有机氧化剂的清漆的情形相比,即使在低温下烧成的情况下,也能够得到显示高电荷传输性的电荷传输性薄膜。进而,通过使用该薄膜作为空穴注入层,能够实现有机EL元件的驱动电压的降低、亮度特性的提高。
另外,也期待由本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆得到的薄膜作为抗静电膜、有机薄膜太阳能电池的空穴捕集层等的使用。
具体实施方式
本发明涉及的电荷传输性薄膜形成用清漆包含由式(T1)表示的2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物。
[化3]
(式中,RA相互独立地表示碳数1~20的烷基,RB表示氢原子、羟基、氨基、羧基、氰基、氧代基、异氰酸酯基、碳数1~20的烷氧基、碳数2~20的烷基羰氧基、碳数7~20的芳基羰氧基、碳数2~20的烷基羰基氨基或碳数7~20的芳基羰基氨基。)
式中,RA相互独立地表示碳数1~20的烷基。作为碳数1~20的烷基,直链状、分支状、环状都可以,例如可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等碳数1~20的直链状或分支状烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、双环丁基、双环戊基、双环己基、双环庚基、双环辛基、双环壬基、双环癸基等碳数3~20的环状烷基等。
其中,作为烷基,优选碳数1~20的直链状烷基,更优选甲基、乙基,最优选甲基。
另外,从上述衍生物的合成的容易性的观点出发,RA优选为全部相同。
RB表示氢原子、羟基、氨基、羧基、氰基、氧代基、异氰酸酯基、碳数1~20的烷氧基、碳数2~20的烷基羰氧基、碳数7~20的芳基羰氧基、碳数2~20的烷基羰基氨基或碳数7~20的芳基羰基氨基。
作为上述碳数1~20的烷氧基、碳数2~20的烷基羰氧基和碳数2~20的烷基羰基氨基的烷基部,可列举出与上述的烷基同样的烷基。
作为上述碳数7~20的芳基羰氧基和碳数7~20的芳基羰基氨基的芳基部,可列举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等碳数6~20的芳基。
这些中,作为RB,优选氢原子。
作为由式(T1)表示的2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物的具体例,可列举出2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基(以下也称为TEMPO)、2,2,6,6-四乙基哌啶-N-氧自由基等,但并不限定于这些。
本发明中使用的2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物可使用市售品,也可使用采用公知的方法(例如国际公开第2014/7144号、日本特开平7-278107号公报、日本特开平6-100538号公报、日本特开2003-55347号公报、J.Am.Chem.Soc.,2006,128(26),第8412-8413页及其支持信息等中记载的方法)合成的产物。
相对于电荷传输性物质(包含掺杂剂的情况下,为电荷传输性物质和掺杂剂),本发明的清漆中的2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物的含量为1~10质量%左右,优选为3~8质量%左右。
作为本发明涉及的电荷传输性薄膜形成用清漆包含的电荷传输性物质,能够使用有机EL的领域等中使用的电荷传输性物质。作为其具体例,可列举出低聚苯胺衍生物、N,N'-二芳基联苯胺衍生物、N,N,N',N'-四芳基联苯胺衍生物等芳基胺衍生物、低聚噻吩衍生物、噻吩并噻吩衍生物、噻吩并苯并噻吩衍生物等噻吩衍生物、低聚吡咯等吡咯衍生物等各种电荷传输性化合物。其中,从显示出在有机溶剂中的优异的溶解出发,优选芳基胺衍生物、噻吩衍生物,更优选芳基胺衍生物。
从制备给予平坦性高的薄膜的均一的清漆的观点出发,上述电荷传输性化合物的分子量通常为200~9,500左右,从得到电荷传输性更为优异的薄膜的观点出发,优选300以上,更优选400以上,从制备再现性更为良好地给予平坦性高的薄膜的均一的清漆的观点出发,优选8,000以下,更优选7,000以下,进一步优选6,000以下,更进一步优选5,000以下。再有,从薄膜化的情况下防止电荷传输性物质分离的观点出发,优选电荷传输性化合物不具有分子量分布(分散度为1)(即,优选为单一的分子量)。
作为芳基胺衍生物的具体例,可列举出由式(1)表示的实例。
[化4]
式(1)中,X201表示-NY201-、-O-、-S-、-(CR207R208)L-或单键,但m1或m2为0时表示-NY201-。
Y201相互独立地表示氢原子、可被Z201取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基、或者可被Z202取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。
作为碳数1~20的烷基,可列举出与上述的烷基同样的烷基。
作为碳数2~20的烯基的具体例,可列举出乙烯基、正-1-丙烯基、正-2-丙烯基、1-甲基乙烯基、正-1-丁烯基、正-2-丁烯基、正-3-丁烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-乙基乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、正-1-戊烯基、正-1-癸烯基、正-1-二十碳烯基等。
作为碳数2~20的炔基的具体例,可列举出乙炔基、正-1-丙炔基、正-2-丙炔基、正-1-丁炔基、正-2-丁炔基、正-3-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、正-1-戊炔基、正-2-戊炔基、正-3-戊炔基、正-4-戊炔基、1-甲基-正-丁炔基、2-甲基-正-丁炔基、3-甲基-正-丁炔基、1,1-二甲基-正-丙炔基、正-1-己炔基、正-1-癸炔基、正-1-十五碳炔基、正-1-二十碳炔基等。
作为碳数6~20的芳基的具体例,可列举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等。
作为碳数2~20的杂芳基的具体例,可列举出2-噻吩基、3-噻吩基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基等。
R207和R208相互独立地表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、氨基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基、羧基、可被Z201取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基、可被Z202取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基、或者-NHY202、-NY203Y204、-C(O)Y205、-OY206、-SY207、-SO3Y208、-C(O)OY209、-OC(O)Y210、-C(O)NHY211或-C(O)NY212Y213基。
Y202~Y213相互独立地表示可被Z201取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基、或者可被Z202取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。
Z201表示卤素原子、硝基、氰基、氨基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基、羧基、或者可被Z203取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。
Z202表示卤素原子、硝基、氰基、氨基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基、羧基、或者可被Z203取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基。
Z203表示卤素原子、硝基、氰基、氨基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基或羧基。
作为卤素原子,可列举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为R207~R208和Y202~Y213的烷基、烯基、炔基、芳基和杂芳基,可列举出与上述的基团同样的基团。
这些中,作为R207和R208,优选氢原子或可被Z201取代的碳数1~20的烷基,更优选氢原子或可被Z201取代的甲基,最优选都为氢原子。
L表示由-(CR207R208)-表示的2价的基团的数,为1~20的整数,优选1~10,更优选1~5,进一步优选1~2,最优选1。再有,L为2以上的情况下,多个R207可以彼此相同也可不同,多个R208也可彼此相同也可不同。
特别地,作为X201,优选-NY201-或单键。另外,作为Y201,优选氢原子或可被Z201取代的碳数1~20的烷基,更优选氢原子或可被Z201取代的甲基,最优选氢原子。
R201~R206相互独立地表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、氨基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基、羧基、可被Z201取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基、可被Z202取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基、或者-NHY202、-NY203Y204、-C(O)Y205、-OY206、-SY207、-SO3Y208、-C(O)OY209、-OC(O)Y210、-C(O)NHY211或-C(O)NY212Y213基(Y202~Y213表示与上述相同的含义。)。作为这些卤素原子、烷基、烯基、炔基、芳基和杂芳基,可列举出与上述的基团同样的基团。
特别地,式(1)中,作为R201~R204,优选氢原子、卤素原子、可被Z201取代的碳数1~10的烷基、或者可被Z202取代的碳数6~14的芳基,更优选氢原子、氟原子、或者可被氟原子取代的碳数1~10的烷基,最优选全部为氢原子。
另外,作为R205和R206,优选氢原子、卤素原子、可被Z201取代的碳数1~10的烷基、可被Z202取代的碳数6~14的芳基、或者可被Z202取代的二苯基氨基(Y203和Y204为可被Z202取代的苯基的-NY203Y204基),更优选氢原子、氟原子、或者可被氟原子取代的二苯基氨基,进一步优选同时为氢原子或二苯基氨基。
这些中,优选R201~R204为氢原子、氟原子、可被氟原子取代的碳数1~10的烷基、R205和R206为氢原子、氟原子、可被氟原子取代的二苯基氨基、X201为-NY201-或单键、并且Y201为氢原子或甲基的组合,更优选R201~R204为氢原子、R205和R206同时为氢原子或二苯基氨基、X201为-NH-或单键的组合。
式(1)中,m1和m2相互独立地表示0以上的整数,满足1≦m1+m2≦20,如果考虑得到的薄膜的电荷传输性和芳基胺衍生物的溶解性的平衡,优选满足2≦m1+m2≦8,更优选满足2≦m1+m2≦6,进一步优选满足2≦m1+m2≦4。
Y201~Y213和R201~R208中,Z201优选卤素原子、或者可被Z203取代的碳数6~20的芳基,更优选卤素原子、或者可被Z203取代的苯基,最优选不存在(即,为未取代)。
Z202优选卤素原子、或者可被Z203取代的碳数1~20的烷基,更优选卤素原子、或者可被Z203取代的碳数1~4的烷基,最优选不存在(即,为未取代)。
Z203优选卤素原子,更优选氟,最优选不存在(即,为未取代)。
Y201~Y213和R201~R208中,烷基、烯基和炔基的碳数优选为10以下,更优选为6以下,进一步优选为4以下。另外,芳基和杂芳基的碳数优选为14以下,更优选为10以下,进一步优选为6以下。
从确保在有机溶剂中的溶解性的观点出发,由式(1)表示的芳基胺衍生物的分子量优选为9,500以下,更优选为8,000以下,进一步优选为7,000以下,更进一步优选为6,000以下,更进一步优选为5,000以下。另外,从提高电荷传输性的观点出发,该分子量优选为300以上,更优选为400以上。再有,从薄膜化的情况下防止电荷传输性物质分离的观点出发,优选由式(1)表示的芳基胺衍生物不具有分子量分布(分散度为1)(即,优选为单一的分子量)。
应予说明,作为芳基胺衍生物的合成法,并无特别限定,可列举出Bulletin ofChemical Society of Japan,67,第1749-1752页(1994)、Synthetic Metals,84,第119-120页(1997)、Thin Solid Films,520(24),第7157-7163页,(2012)、国际公开第2008/032617号、国际公开第2008/032616号、国际公开第2008/129947号、国际公开第2013/084664号等中记载的方法。
作为由式(1)表示的芳基胺衍生物的具体例,可列举出由下述式表示的实例,但并不限定于这些。
[化5]
(式中,DPA表示二苯基氨基。)
[化6]
(式中,Ph表示苯基,TPA表示对-(二苯基氨基)苯基。)
作为芳基胺衍生物的其他的具体例,可列举出由式(2)或(3)表示的实例。
[化7]
式(3)中,R1和R2相互独立地表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、或者可被卤素原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。
作为卤素原子,可列举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,优选氟原子。
作为碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基和碳数6~20的芳基,可列举出与上述的基团同样的基团。
作为碳数2~20的杂芳基的具体例,可列举出2-呋喃基、3-呋喃基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基等含氧杂芳基;2-噻吩基、3-噻吩基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基等含硫杂芳基;2-咪唑基、4-咪唑基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-吡嗪基、3-吡嗪基、5-吡嗪基、6-吡嗪基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、6-嘧啶基、3-哒嗪基、4-哒嗪基、5-哒嗪基、6-哒嗪基、1,2,3-三嗪-4-基、1,2,3-三嗪-5-基、1,2,4-三嗪-3-基、1,2,4-三嗪-5-基、1,2,4-三嗪-6-基、1,3,5-三嗪-2-基、1,2,4,5-四嗪-3-基、1,2,3,4-四嗪-5-基、2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、2-喹唑啉基、4-喹唑啉基、5-喹唑啉基、6-喹唑啉基、7-喹唑啉基、8-喹唑啉基、3-噌啉基、4-噌啉基、5-噌啉基、6-噌啉基、7-噌啉基、8-噌啉基等含氮杂芳基等。
这些中,作为R1和R2,优选氢原子、氟原子、氰基、可被卤素原子取代的碳数1~20的烷基、可被卤素原子取代的碳数6~20的芳基、或者可被卤素原子取代的碳数2~20的杂芳基,更优选氢原子、氟原子、氰基、可被卤素原子取代的碳数1~10的烷基、或者可被卤素原子取代的苯基,进一步优选氢原子、氟原子、甲基或三氟甲基,最优选氢原子。
式(2)和(3)中,Ph1表示由式(P1)表示的基团。
[化8]
式中,R3~R6相互独立地表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、或者可被卤素原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。作为它们的具体例,可列举出与上述R1和R2中说明的实例同样的实例。
特别地,作为R3~R6,优选氢原子、氟原子、氰基、可被卤素原子取代的碳数1~20的烷基、可被卤素原子取代的碳数6~20的芳基、或者可被卤素原子取代的碳数2~20的杂芳基,更优选氢原子、氟原子、氰基、可被卤素原子取代的碳数1~10的烷基、或者可被卤素原子取代的苯基,进一步优选为氢原子、氟原子、甲基或三氟甲基,最优选氢原子。
以下列举出作为Ph1优选的基团的具体例,但并不限定于此。
[化9]
式(2)中,Ar1相互独立地表示由式(B1)~(B11)的任一个表示的基团,特别优选由式(B1')~(B11')的任一个表示的基团。
[化10]
[化11]
式中,R7~R27、R30~R51和R53~R154相互独立地表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、或者可被卤素原子取代的、二苯基氨基、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。R28和R29相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。R52表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。
Z1表示卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z2取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基。Z2表示卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。Z3表示卤素原子、硝基或氰基。
Z4表示卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。Z5表示卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基。
作为这些卤素原子、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基和碳数2~20的杂芳基的具体例,可列举出与上述R1和R2中说明的实例同样的实例。
特别地,作为R7~R27、R30~R51和R53~R154,优选氢原子、氟原子、氰基、可被卤素原子取代的二苯基氨基、可被卤素原子取代的碳数1~20的烷基、可被卤素原子取代的碳数6~20的芳基、或者可被卤素原子取代的碳数2~20的杂芳基,更优选氢原子、氟原子、氰基、可被卤素原子取代的碳数1~10的烷基、或者可被卤素原子取代的苯基,进一步优选氢原子、氟原子、甲基或三氟甲基,最优选氢原子。
作为R28和R29,优选可被Z1取代的碳数6~14的芳基、或者可被Z1取代的碳数2~14的杂芳基,更优选可被Z1取代的碳数6~14的芳基,进一步优选可被Z1取代的苯基、可被Z1取代的1-萘基、或者可被Z1取代的2-萘基。
作为R52,优选氢原子、可被Z1取代的碳数6~20的芳基、可被Z1取代的碳数2~20的杂芳基、或者可被Z4取代的碳数1~20的烷基,更优选氢原子、可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的杂芳基、或者可被Z4取代的碳数1~10的烷基,进一步优选氢原子、可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的含氮杂芳基、或者可被Z4取代的碳数1~10的烷基,进一步优选氢原子、可被Z1取代的苯基、可被Z1取代的1-萘基、可被Z1取代的2-萘基、可被Z1取代的2-吡啶基、可被Z1取代的3-吡啶基、可被Z1取代的4-吡啶基、或者可被Z4取代的甲基。
Ar4相互独立地表示可被各个芳基为碳数6~20的芳基的二芳基氨基取代的碳数6~20的芳基。作为碳数6~20的芳基的具体例,可列举出与上述R1和R2中说明的实例同样的实例,作为上述二芳基氨基的具体例,可列举出二苯基氨基、1-萘基苯基氨基、二(1-萘基)氨基、1-萘基-2-萘基氨基、二(2-萘基)氨基等。
作为Ar4,优选苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、对-(二苯基氨基)苯基、对-(1-萘基苯基氨基)苯基、对-(二(1-萘基)氨基)苯基、对-(1-萘基-2-萘基氨基)苯基、对-(二(2-萘基)氨基)苯基等,更优选对-(二苯基氨基)苯基。
以下列举出作为Ar1优选的基团的具体例,但并不限定于这些。应予说明,下述式中,DPA和R52表示与上述相同的含义。
[化12]
[化13]
[化14]
[化15]
[化16]
[化17]
[化18]
[化19]
式(2)中,Ar2相互独立地表示由式(A1)~(A18)的任一个表示的基团,特别优选由式(A1'-1)~(A18'-2)的任一个表示的基团。
[化20]
[化21]
式中,R155表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。R156和R157相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。DPA、Ar4、Z1和Z4表示与上述相同的含义。作为这些卤素原子、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基和碳数2~20的杂芳基的具体例,可列举出与上述R1和R2中说明的实例同样的实例。
特别地,作为R155,优选氢原子、可被Z1取代的碳数6~20的芳基、可被Z1取代的碳数2~20的杂芳基、或者可被Z4取代的碳数1~20的烷基,更优选氢原子、可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的杂芳基、或者可被Z4取代的碳数1~10的烷基,进一步优选氢原子、可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的含氮杂芳基、或者可被Z4取代的碳数1~10的烷基,更进一步优选氢原子、可被Z1取代的苯基、可被Z1取代的1-萘基、可被Z1取代的2-萘基、可被Z1取代的2-吡啶基、可被Z1取代的3-吡啶基、可被Z1取代的4-吡啶基、或者可被Z4取代的甲基。
作为R156和R157,优选可被Z1取代的碳数6~14的芳基、或者可被Z1取代的碳数2~14的杂芳基,更优选可被Z1取代的碳数6~14的芳基,进一步优选可被Z1取代的苯基、可被Z1取代的1-萘基、或者可被Z1取代的2-萘基。
以下列举出作为Ar2优选的基团的具体例,但并不限定于这些。再有,下述式中,R155和DPA表示与上述相同的含义。
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
式(2)中,如果考虑得到的芳基胺衍生物的合成的容易性,优选Ar1全部为相同的基团,Ar2全部为相同的基团,更优选Ar1和Ar2全部为相同的基团。即,作为由式(2)表示的芳基胺衍生物,更优选由式(2-1)表示。
[化30]
式(2-1)中,Ph1表示与上述相同的含义。x将后述。Ar5同时表示由式(D1)~(D13)的任一个表示的基团,特别优选为由式(D1')~(D13')的任一个表示的基团。再有,下述式中,R28、R29、R52、Ar4和DPA表示与上述相同的含义。作为Ar5的具体例,可列举出与作为优选为Ar1的基团的具体例已上述的实例同样的实例。
[化31]
[化32]
另外,从如后述那样使用价格比较低的双(4-氨基苯基)胺作为原料化合物能够比较简便地合成,同时得到的芳基胺衍生物的对于有机溶剂的溶解性优异出发,由式(2)表示的芳基胺衍生物优选由式(2-2)表示。
[化33]
式中,Ar6同时表示由式(E1)~(E14)的任一个表示的基团。再有,下述式中,R52表示与上述相同的含义。
[化34]
式(3)中,Ar3表示由式(C1)~(C8)的任一个表示的基团,特别优选由(C1')~(C8')的任一个表示的基团。再有,下述式中,DPA表示与上述相同的含义。
[化35]
[化36]
式(2)和(2-1)中,x表示1~10的整数,从提高化合物在有机溶剂中的溶解性的观点出发,优选1~5,更优选1~3,进一步优选1或2,最优选1。式(3)中,y表示1或2。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z1优选卤素原子、硝基、氰基、可被Z2取代的碳数1~10的烷基、可被Z2取代的碳数2~10的烯基、或者可被Z2取代的碳数2~10的炔基,更优选卤素原子、硝基、氰基、可被Z2取代的碳数1~3的烷基、可被Z2取代的碳数2~3的烯基、或者可被Z2取代的碳数2~3的炔基,进一步优选氟原子、可被Z2取代的碳数1~3的烷基、可被Z2取代的碳数2~3的烯基、或者可被Z2取代的碳数2~3的炔基。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z4优选卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的碳数6~14的芳基,更优选卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的碳数6~10的芳基,进一步优选氟原子、或者可被Z5取代的碳数6~10的芳基,更进一步优选氟原子或可被Z5取代的苯基。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z2优选卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的碳数6~14的芳基,更优选卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的碳数6~10的芳基,进一步优选氟原子、或者可被Z3取代的碳数6~10的芳基,更进一步优选氟原子或可被Z3取代的苯基。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z5优选卤素原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数1~10的烷基、可被Z3取代的碳数2~10的烯基、或者可被Z3取代的碳数2~10的炔基,更优选卤素原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数1~3的烷基、可被Z3取代的碳数2~3的烯基、或者可被Z3取代的碳数2~3的炔基,进一步优选氟原子、可被Z3取代的碳数1~3的烷基、可被Z3取代的碳数2~3的烯基、或者可被Z3取代的碳数2~3的炔基。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z3优选卤素原子,更优选氟原子。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z1优选卤素原子、硝基、氰基、可被Z2取代的碳数1~3的烷基、可被Z2取代的碳数2~3的烯基、或者可被Z2取代的碳数2~3的炔基,更优选卤素原子、或者可被Z2取代的碳数1~3的烷基,进一步优选氟原子、或者可被Z2取代的甲基。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z4优选卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的碳数6~10的芳基,更优选卤素原子、或者可被Z5取代的碳数6~10的芳基,进一步优选氟原子、或者可被Z5取代的苯基。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z2优选卤素原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的碳数6~10的芳基,更优选卤素原子、或者可被Z3取代的碳数6~10的芳基,进一步优选氟原子、或者可被Z3取代的苯基。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z5优选卤素原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数1~3的烷基、可被Z3取代的碳数2~3的烯基、或者可被Z3取代的碳数2~3的炔基,更优选卤素原子、或者可被Z3取代的碳数1~3的烷基,进一步优选氟原子、或者可被Z3取代的甲基。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z3优选卤素原子,更优选氟原子。
本发明中,作为R52和R155优选的基团的具体例可列举出以下所示的实例,但并不限定于这些。
[化37]
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
本发明中,上述烷基、烯基和炔基的碳数优选为10以下,更优选为6以下,进一步优选为4以下。另外,上述芳基和杂芳基的碳数优选为14以下,更优选为10以下,进一步优选为6以下。
由式(2)表示的芳基胺衍生物和由式(3)表示的芳基胺衍生物的分子量,从制备给予平坦性高的薄膜的均一的清漆的观点出发,通常为200~9,500左右,从制备再现性更为良好地给予平坦性高的薄膜的均一的清漆的观点出发,优选8,000以下,更优选7,000以下,进一步优选6,000以下,更进一步优选5,000以下,从得到电荷传输性更为优异的薄膜的观点出发,优选300以上,更优选400以上。再有,从薄膜化的情况下防止电荷传输性物质分离的观点出发,优选电荷传输性化合物不具有分子量分布(分散度为1)(即,优选为单一的分子量)。
由式(2)表示的芳基胺衍生物和由式(3)表示的芳基胺衍生物能够按照国际公开第2015/050253号记载的方法制造。
以下列举出由式(2)或(3)表示的芳基胺衍生物的具体例,但并不限定于这些。应予说明,式中,“Me”表示甲基,“Et”表示乙基,“Prn”表示正丙基,“Pri”表示异丙基,“Bun”表示正丁基,“Bui”表示异丁基,“Bus”表示仲丁基,“But”表示叔丁基,“DPA”表示二苯基氨基,“SBF”表示9,9'-螺双[9H-芴]-2-基。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
[表13]
[表14]
[表15]
[表16]
[表17]
[表18]
考虑清漆的粘度和表面张力等、制作的薄膜的厚度等而适当地设定本发明的清漆中的电荷传输性物质的含量,通常在清漆中为0.1~10.0质量%左右,如果考虑清漆的涂布性,优选为0.5~5.0质量%左右,更优选为1.0~3.0质量%左右。
从进一步提高得到的薄膜的电荷传输性的观点出发,本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆可包含掺杂剂。作为掺杂剂,并无特别限定,优选芳基磺酸。作为其一例,可列举出由式(4)或(5)表示的芳基磺酸。
[化43]
式(4)中,A1表示-O-或-S-,优选-O-。A2表示萘环或蒽环,优选萘环。A3表示2~4价的全氟联苯基,j1表示A1与A3的键合数,是满足2≦j1≦4的整数,优选A3为2价的全氟联苯基,并且j1为2。j2表示与A2键合的磺酸基数,是满足1≦j2≦4的整数,优选2。
式(5)中,A4~A8相互独立地表示氢原子、卤素原子、氰基、碳数1~20的烷基、碳数1~20的卤代烷基或碳数2~20的卤代烯基,A4~A8中至少3个为卤素原子。k表示与萘环键合的磺酸基数,是满足1≦k≦4的整数,优选2~4,更优选2。
作为碳数1~20的卤代烷基,可列举出三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2,2-五氟乙基、3,3,3-三氟丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、1,1,2,2,3,3,3-七氟丙基、4,4,4-三氟丁基、3,3,4,4,4-五氟丁基、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基、1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基等。作为碳数2~20的卤代烯基,可列举出全氟乙烯基、1-全氟丙烯基、全氟烯丙基、全氟丁烯基等。
作为卤素原子、碳数1~20的烷基的例子,可列举出与上述同样的实例,作为卤素原子,优选氟原子。
这些中,优选A4~A8为氢原子、卤素原子、氰基、碳数1~10的烷基、碳数1~10的卤代烷基或碳数2~10的卤代烯基,并且A4~A8中至少3个为氟原子,更优选为氢原子、氟原子、氰基、碳数1~5的烷基、碳数1~5的氟代烷基或碳数2~5的氟代烯基,并且A4~A8中至少3个为氟原子,进一步优选为氢原子、氟原子、氰基、碳数1~5的全氟烷基或碳数1~5的全氟烯基,并且A4、A5和A8为氟原子。
应予说明,全氟烷基为烷基的全部氢原子被氟原子取代的基团,全氟烯基为烯基的全部氢原子被氟原子取代的基团。
可列举出上述的芳基磺酸的具体例,但并不限定于这些。
[化44]
考虑电荷传输性物质的种类、量等适当地设定本发明的清漆中的掺杂剂的含量,通常,以质量比表示,相对于电荷传输性物质,为0.5~10左右。
在本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆中,以由其得到的电荷传输性薄膜的物性的调整等为目的,可含有三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷等有机硅烷化合物,以该薄膜的空穴注入力的提高等为目的,可含有含氟原子的低聚苯胺衍生物等其他成分。就本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆中的其他成分的含量而言,只要不损害本发明的效果,则并无特别限定,根据其他成分的性质、功能等决定,例如关于含氟原子的低聚苯胺衍生物,相对于电荷传输性物质,通常为5~50质量%左右,优选为10~30质量%左右。
作为上述含氟原子的低聚苯胺衍生物的优选的一例,可列举出由式(6)表示的实例。
[化45]
式中,R301表示氢原子、或者可被Z取代的碳数1~20的烷基。Z表示卤素原子、硝基、氰基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基、羧基、可被Z'取代的碳数6~20的芳基或者可被Z'取代的碳数2~20的杂芳基,Z'表示卤素原子、硝基、氰基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基或者羧基。
R302~R310相互独立地表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、或者可被卤素原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基。
作为卤素原子、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基和碳数2~20的杂芳基,可列举出与上述的基团同样的基团。
这些中,作为R301,如果考虑含氟原子的低聚苯胺衍生物在有机溶剂中的溶解性,优选氢原子、或者可被Z取代的碳数1~10的烷基,更优选氢原子、或者可被Z取代的碳数1~4的烷基,最优选氢原子。再有,多个R301可以彼此相同也可不同。
另外,这些中,作为R302~R310,如果考虑含氟原子的低聚苯胺衍生物在有机溶剂中的溶解性,优选氢原子、卤素原子、硝基、氰基、或者可被卤素原子取代的碳数1~10的烷基,更优选氢原子、卤素原子、或者可被卤素原子取代的碳数1~4的烷基,最优选氢原子。再有,多个R302~R305可以彼此相同也可不同。
式(6)中,A表示可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基或碳数1~20的氟代烷氧基取代的、碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基;可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、碳数1~20的烷基、碳数1~20的氟代烷基或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数6~20的氟代芳基;被碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时,可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数6~20的芳基;可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、碳数1~20的氟代烷氧基、碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的碳数7~20的氟代芳烷基;或者在被碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数7~20的芳烷基。
上述氟代烷基只要是碳原子上的至少1个氢原子被氟原子取代的直链状或分支状的烷基,则并无特别限定,例如可列举出氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、1-氟乙基、2-氟乙基、1,2-二氟乙基、1,1-二氟乙基、2,2-二氟乙基、1,1,2-三氟乙基、1,2,2-三氟乙基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2-四氟乙基、1,2,2,2-四氟乙基、1,1,2,2,2-五氟乙基、1-氟丙基、2-氟丙基、3-氟丙基、1,1-二氟丙基、1,2-二氟丙基、1,3-二氟丙基、2,2-二氟丙基、2,3-二氟丙基、3,3-二氟丙基、1,1,2-三氟丙基、1,1,3-三氟丙基、1,2,3-三氟丙基、1,3,3-三氟丙基、2,2,3-三氟丙基、2,3,3-三氟丙基、3,3,3-三氟丙基、1,1,2,2-四氟丙基、1,1,2,3-四氟丙基、1,2,2,3-四氟丙基、1,3,3,3-四氟丙基、2,2,3,3-四氟丙基、2,3,3,3-四氟丙基、1,1,2,2,3-五氟丙基、1,2,2,3,3-五氟丙基、1,1,3,3,3-五氟丙基、1,2,3,3,3-五氟丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、七氟丙基等。
上述氟代环烷基只要是碳原子上的至少1个氢原子被氟原子取代的环烷基,则并无特别限定,例如可列举出1-氟环丙基、2-氟环丙基、2,2-二氟环丙基、2,2,3,3-四氟环丙基、五氟环丙基、2,2-二氟环丁基、2,2,3,3-四氟环丁基、2,2,3,3,4,4-六氟环丁基、七氟环丁基、1-氟环戊基、3-氟环戊基、3,3-二氟环戊基、3,3,4,4-四氟环戊基、九氟环戊基、1-氟环己基、2-氟环己基、4-氟环己基、4,4-二氟环己基、2,2,3,3-四氟环己基、2,3,4,5,6-五氟环己基、十一氟环己基等。
上述氟代双环烷基只要是碳原子上的至少1个氢原子被氟原子取代的双环烷基,则并无特别限定,例如可列举出3-氟双环[1.1.0]丁烷-1-基、2,2,4,4-四氟双环[1.1.0]丁烷-1-基、五氟双环[1.1.0]丁烷-1-基、3-氟双环[1.1.1]戊烷-1-基、2,2,4,4,5-五氟双环[1.1.1]戊烷-1-基、2,2,4,4,5,5-六氟双环[1.1.1]戊烷-1-基、5-氟双环[3.1.0]己烷-6-基、6-氟双环[3.1.0]己烷-6-基、6,6-二氟双环[3.1.0]己烷-2-基、2,2,3,3,5,5,6,6-八氟双环[2.2.0]己烷-1-基、1-氟双环[2.2.1]庚烷-2-基、3-氟双环[2.2.1]庚烷-2-基、4-氟双环[2.2.1]庚烷-1-基、5-氟双环[3.1.1]庚烷-1-基、1,3,3,4,5,5,6,6,7,7-十氟双环[2.2.1]庚烷-2-基、十一氟双环[2.2.1]庚烷-2-基、3-氟双环[2.2.2]辛烷-1-基、4-氟双环[2.2.2]辛烷-1-基等。
上述氟代烯基只要是碳原子上的至少1个氢原子被氟原子取代的烯基,则并无特别限定,例如可列举出1-氟乙烯基、2-氟乙烯基、1,2-二氟乙烯基、1,2,2-三氟乙烯基、2,3,3-三氟-1-丙烯基、3,3,3-三氟-1-丙烯基、2,3,3,3-四氟-1-丙烯基、五氟-1-丙烯基、1-氟-2-丙烯基、1,1-二氟-2-丙烯基、2,3-二氟-2-丙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、2,3,3-三氟-2-丙烯基、1,2,3,3-四氟-2-丙烯基、五氟-2-丙烯基等。
上述氟代炔基只要是碳原子上的至少1个氢原子被氟原子取代的炔基,则并无特别限定,例如可列举出氟乙炔基、3-氟-1-丙炔基、3,3-二氟-1-丙炔基、3,3,3-三氟-1-丙炔基、1-氟-2-丙炔基、1,1-二氟-2-丙炔基等。
上述氟代芳基只要是碳原子上的至少1个氢原子被氟原子取代的芳基,则并无特别限定,例如可列举出2-氟苯基、3-氟苯基、4-氟苯基、2,3-二氟苯基、2,4-二氟苯基、2,5-二氟苯基、2,6-二氟苯基、3,4-二氟苯基、3,5-二氟苯基、2,3,4-三氟苯基、2,3,5-三氟苯基、2,3,6-三氟苯基、2,4,5-三氟苯基、2,4,6-三氟苯基、3,4,5-三氟苯基、2,3,4,5-四氟苯基、2,3,4,6-四氟苯基、2,3,5,6-四氟苯基、五氟苯基、2-氟-1-萘基、3-氟-1-萘基、4-氟-1-萘基、6-氟-1-萘基、7-氟-1-萘基、8-氟-1-萘基、4,5-二氟-1-萘基、5,7-二氟-1-萘基、5,8-二氟-1-萘基、5,6,7,8-四氟-1-萘基、七氟-1-萘基、1-氟-2-萘基、5-氟-2-萘基、6-氟-2-萘基、7-氟-2-萘基、5,7-二氟-2-萘基、七氟-2-萘基等。
作为上述氟代芳基,如果考虑含氟原子的低聚苯胺衍生物在有机溶剂中的溶解性、含氟原子的低聚苯胺衍生物的原料的获得容易性等的平衡,优选可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、碳数1~20的烷基、碳数1~20的氟代烷基或碳数1~20的氟代烷氧基取代的、被3个以上的氟原子取代的苯基。
作为上述氟代烷氧基,只要是碳原子上的至少1个氢原子被氟原子取代的烷氧基,则并无特别限定,例如可列举出氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、1-氟乙氧基、2-氟乙氧基、1,2-二氟乙氧基、1,1-二氟乙氧基、2,2-二氟乙氧基、1,1,2-三氟乙氧基、1,2,2-三氟乙氧基、2,2,2-三氟乙氧基、1,1,2,2-四氟乙氧基、1,2,2,2-四氟乙氧基、1,1,2,2,2-五氟乙氧基、1-氟丙氧基、2-氟丙氧基、3-氟丙氧基、1,1-二氟丙氧基、1,2-二氟丙氧基、1,3-二氟丙氧基、2,2-二氟丙氧基、2,3-二氟丙氧基、3,3-二氟丙氧基、1,1,2-三氟丙氧基、1,1,3-三氟丙氧基、1,2,3-三氟丙氧基、1,3,3-三氟丙氧基、2,2,3-三氟丙氧基、2,3,3-三氟丙氧基、3,3,3-三氟丙氧基、1,1,2,2-四氟丙氧基、1,1,2,3-四氟丙氧基、1,2,2,3-四氟丙氧基、1,3,3,3-四氟丙氧基、2,2,3,3-四氟丙氧基、2,3,3,3-四氟丙氧基、1,1,2,2,3-五氟丙氧基、1,2,2,3,3-五氟丙氧基、1,1,3,3,3-五氟丙氧基、1,2,3,3,3-五氟丙氧基、2,2,3,3,3-五氟丙氧基、七氟丙氧基等。
作为被上述碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时,可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数6~20的芳基(方便起见,以下也称为取代芳基),只要是碳原子上的至少1个氢原子被碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的芳基,则并无特别限定,例如可列举出2-(三氟甲基)苯基、3-(三氟甲基)苯基、4-(三氟甲基)苯基、4-乙氧基-3-(三氟甲基)苯基、3-氟-4-三氟甲基苯基、4-氟-3-三氟甲基苯基、4-氟-2-三氟甲基苯基、2-氟-5-(三氟甲基)苯基、3-氟-5-(三氟甲基)苯基、3,5-二(三氟甲基)苯基、2,4,6-三(三氟甲基)苯基、4-(五氟乙基)苯基、4-(3,3,3-三氟丙基)苯基、2,3,5,6-四氟-4-三氟甲基苯基、4-(全氟乙烯基)苯基、4-(全氟丙烯基)苯基、4-(全氟丁烯基)苯基等。
作为上述取代芳基,如果考虑含氟原子的低聚苯胺衍生物在有机溶剂中的溶解性、含氟原子的低聚苯胺衍生物的原料的获得容易性等的平衡,优选在被碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的苯基(方便起见,以下也称为取代苯基),更优选被1~3个三氟甲基取代的苯基,进一步优选对-三氟甲基苯基。
作为上述氟代芳烷基,只要是碳原子上的至少1个氢原子被氟原子取代的芳烷基,则并无特别限定,例如可列举出2-氟苄基、3-氟苄基、4-氟苄基、2,3-二氟苄基、2,4-二氟苄基、2,5-二氟苄基、2,6-二氟苄基、3,4-二氟苄基、3,5-二氟苄基、2,3,4-三氟苄基、2,3,5-三氟苄基、2,3,6-三氟苄基、2,4,5-三氟苄基、2,4,6-三氟苄基、2,3,4,5-四氟苄基、2,3,4,6-四氟苄基、2,3,5,6-四氟苄基、2,3,4,5,6-五氟苄基等。
作为在被上述碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时,可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数7~20的芳烷基,只要是碳原子上的至少1个氢原子被碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的芳烷基,则并无特别限定,例如可列举出2-三氟甲基苄基、3-三氟甲基苄基、4-三氟甲基苄基、2,4-二(三氟甲基)苄基、2,5-二(三氟甲基)苄基、2,6-二(三氟甲基)苄基、3,5-二(三氟甲基)苄基、2,4,6-三(三氟甲基)苄基等。
这些中,A优选上述可被取代的碳数1~20的氟代烷基、上述可被取代的碳数6~20的氟代芳基或上述取代芳基,更优选上述可被取代的碳数6~20的氟代芳基或上述取代芳基,进一步优选上述可被取代的氟苯基或上述取代苯基,更进一步优选上述可被取代的三氟苯基、上述可被取代的四氟苯基、上述可被取代的五氟苯基或被1~3个三氟甲基取代的苯基。
以下列举出作为A优选的基团的具体例,但并不限定于这些。[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
另外,式(6)中,n1为1~20的整数,优选为2~10,更优选为2~8,进一步优选为3~5,更进一步优选为3~4。
上述含氟原子的低聚苯胺衍生物能够如下述合成路线A表示那样通过使由式(7)表示的胺化合物与由式(8)表示的含氟原子的酰卤反应而合成。此时,为了使反应更高效率地进行,优选在碱的存在下进行反应。
[化52]
合成路线A
(式中,R301~R310、A和n1与上述相同。X表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子,优选氯原子或溴原子。)
作为由式(7)表示的胺化合物,例如可列举出由下述式表示的化合物,但并不限定于这些。
[化53]
作为由式(8)表示的含氟原子的酰卤,可列举出2-氟苯甲酰氯、3-氟苯甲酰氯、4-氟苯甲酰氯、2-氟-4-甲基苯甲酰氯、2-氟-5-甲基苯甲酰氯、3-氟-4-甲基苯甲酰氯、3-氟-6-甲基苯甲酰氯、4-氟-2-甲基苯甲酰氯、4-氟-3-甲基苯甲酰氯、2,3-二氟苯甲酰氯、2,4-二氟苯甲酰氯、2,5-二氟苯甲酰氯、2,6-二氟苯甲酰氯、3,4-二氟苯甲酰氯、3,5-二氟苯甲酰氯、3-氯-2-氟苯甲酰氯、4-氯-2-氟苯甲酰氯、5-氯-2-氟苯甲酰氯、2-氯-6-氟苯甲酰氯、2-氯-3-氟苯甲酰氯、2-氯-4-氟苯甲酰氯、2-氯-5-氟苯甲酰氯、3-氯-4-氟苯甲酰氯、3-氯-5-氟苯甲酰氯、3-溴-2-氟苯甲酰氯、4-溴-2-氟苯甲酰氯、5-溴-2-氟苯甲酰氯、2-溴-6-氟苯甲酰氯、2-溴-3-氟苯甲酰氯、2-溴-4-氟苯甲酰氯、2-溴-5-氟苯甲酰氯、3-溴-4-氟苯甲酰氯、3-溴-5-氟苯甲酰氯、2-氟-5-碘苯甲酰氯、2-氟-6-碘苯甲酰氯、2-氟-3-(三氟甲基)苯甲酰氯、2-氟-5-(三氟甲基)苯甲酰氯、2-氟-6-(三氟甲基)苯甲酰氯、3-氟-4-(三氟甲基)苯甲酰氯、3-氟-5-(三氟甲基)苯甲酰氯、3-氟-6-(三氟甲基)苯甲酰氯、4-氟-2-(三氟甲基)苯甲酰氯、4-氟-3-(三氟甲基)苯甲酰氯、2-氟-4-硝基苯甲酰氯、2-氟-5-硝基苯甲酰氯、3-氟-2-硝基苯甲酰氯、3-氟-4-硝基苯甲酰氯、3-氟-6-硝基苯甲酰氯、4-氟-2-硝基苯甲酰氯、4-氟-3-硝基苯甲酰氯、4-氰基-2-氟苯甲酰氯、3-氰基-5-氟苯甲酰氯、2,3,4-三氟苯甲酰氯、2,3,5-三氟苯甲酰氯、2,3,6-三氟苯甲酰氯、2,4,5-三氟苯甲酰氯、2,4,6-三氟苯甲酰氯、3,4,5-三氟苯甲酰氯、4-氯-2,4-二氟苯甲酰氯、2,4-二氯-5-氟-4-硝基苯甲酰氯、2,4,5-三氟-3-甲基-6-硝基苯甲酰氯、2,3,4,5-四氟苯甲酰氯、2,3,5,6-四氟苯甲酰氯、2,3,5,6-四氟-4-甲基-苯甲酰氯、2,3,4,5-四氟-6-硝基苯甲酰氯、2,3,4,5,6-五氟苯甲酰氯、2-(三氟甲基)苯甲酰氯、3-(三氟甲基)苯甲酰氯、4-(三氟甲基)苯甲酰氯、3-三氟甲基-4-乙氧基苯甲酰氯、3,5-双(三氟甲基)苯甲酰氯、2,4,6-三(三氟甲基)苯甲酰氯、4-(五氟乙基)苯甲酰氯、4-(3-四氟丙基)苯甲酰氯、2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯甲酰氯、2,3,5,6-四氟-4-(三氟乙烯基)苯甲酰氯、2,3,5,6-四氟-4-(五氟烯丙基)苯甲酰氯等,但并不限定于这些。
作为碱,可列举出叔丁氧基钠(t-BuONa)、叔丁氧基钾等醇盐类;氟化锂、氟化钾、氟化铯等氟化物盐类;碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾等碳酸盐类;三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、四甲基乙二胺、吡啶、吗啉、N-甲基吗啉、奎宁环、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、4-二甲基氨基吡啶等胺类,只要是在这种反应中使用的碱,则并无特别限定。特别地,从处理容易出发,优选三乙胺、吡啶、二异丙基乙基胺等。
反应溶剂优选非质子性极性有机溶剂,例如可列举出N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、二噁烷等。从反应后的反应溶剂的除去容易性的观点出发,优选N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二噁烷等。
就反应温度而言,在考虑使用的原料化合物、催化剂的种类、量的同时在溶剂的熔点至沸点的范围内适当地设定,通常为0~200℃左右,优选为20~150℃。另外,反应时间由于根据使用的原料化合物、催化剂的种类、量、反应温度等而不同,因此不能一概地规定,但通常为1~24小时左右。
反应结束后,能够按照常规方法进行后处理,得到目标的含氟原子的低聚苯胺衍生物。
再有,由式(8)表示的含氟原子的酰卤能够通过使对应的含氟原子的羧酸与例如亚硫酰氯、草酰氯、磷酰氯、硫酰氯、三氯化磷、五氯化磷等亲电子的卤化剂反应而得到。另外,对应的含氟原子的羧酸可使用市售品,也能够采用公知的方法(例如日本特开平9-67303号公报、日本特开平9-67304号公报、日本特开2002-284733号公报等中记载的方法)合成。
以下列举出由式(6)表示的含氟原子的低聚苯胺衍生物的具体例,但并不限定于这些。应予说明,表中的“R301~R310”、“A”和“n1”表示与各行中所示的各化合物有关的式(6)中的规定,例如由式(E-1)表示的化合物和由式(E-138)表示的化合物分别如以下所示。
[化54]
[表19]
[表20]
[表21]
作为制备电荷传输性薄膜形成用清漆时使用的有机溶剂,能够使用可良好地溶解电荷传输性物质和掺杂剂的良溶剂。
作为这样的良溶剂,例如可列举出N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丁酰胺、N,N-二乙基丁酰胺、N,N-甲基乙基丁酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N,N-二乙基异丁酰胺、N-乙基-N-甲基异丁酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等有机溶剂,但并不限定于这些。这些溶剂能够1种单独地使用或者将2种以上混合使用。就其使用量而言,在清漆中使用的溶剂中能够设为5~100质量%。
再有,优选电荷传输性物质、掺杂剂等都在上述溶剂中完全地溶解。
另外,在本发明中,为了对于基板的润湿性的提高、溶剂的表面张力的调整、极性的调整、沸点的调整等,除了上述有机溶剂以外,可包含其他的有机溶剂。作为这样的其他有机溶剂,可列举出:
二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、1,2-乙二醇(乙二醇)、1,2-丙二醇(丙二醇)、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇)、1,3-辛二醇、3,6-辛二醇等二醇类;
甘油等三醇类;
乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单异丁基醚、乙二醇单己基醚等乙二醇单烷基醚类、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单异丙基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇单异丁基醚、丙二醇单己基醚等丙二醇单烷基醚类等亚烷基二醇单烷基醚类;
乙二醇单苯基醚等乙二醇单芳基醚类、丙二醇单苯基醚等丙二醇单芳基醚类等亚烷基二醇单芳基醚类;
乙二醇单苄基醚等乙二醇单芳烷基醚类、丙二醇单苄基醚等丙二醇单芳烷基醚类等亚烷基二醇单芳烷基醚类;
乙二醇丁氧基乙基醚等乙二醇烷氧基烷基醚类、丙二醇丁氧基乙基醚等丙二醇烷氧基烷基醚类等亚烷基二醇烷氧基烷基醚类;
乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丙基醚、乙二醇二异丙基醚、乙二醇二丁基醚等乙二醇二烷基醚类、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇二丙基醚、丙二醇二异丙基醚、丙二醇二丁基醚等丙二醇二烷基醚类等亚烷基二醇二烷基醚类;
乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单丙基醚乙酸酯、乙二醇单异丙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯等乙二醇单烷基醚乙酸酯类、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、丙二醇单异丙基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯等丙二醇单烷基醚乙酸酯类等亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类;
乙二醇单乙酸酯等乙二醇单乙酸酯类、丙二醇单乙酸酯等丙二醇单乙酸酯类等亚烷基二醇单乙酸酯类;
乙二醇二乙酸酯等乙二醇二乙酸酯类、丙二醇二乙酸酯等丙二醇二乙酸酯类等亚烷基二醇二乙酸酯类;
二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇单丙基醚、二甘醇单异丙基醚、二甘醇单丁基醚、二甘醇单异丁基醚、二甘醇单己基醚等二甘醇单烷基醚类、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单丙基醚、二丙二醇单异丙基醚、二丙二醇单丁基醚、二丙二醇单异丁基醚、二丙二醇单己基醚等二丙二醇单烷基醚类等二(亚烷基二醇)单烷基醚类;
二甘醇单苯基醚等二甘醇单芳基醚类、二丙二醇单苯基醚等二丙二醇单芳基醚类等二(亚烷基二醇)单芳基醚类;
二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二丙基醚、二甘醇二异丙基醚、二甘醇二丁基醚等二甘醇二烷基醚类、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇二丙基醚、二丙二醇二异丙基醚、二丙二醇二丁基醚等二丙二醇二烷基醚类等二(亚烷基二醇)二烷基醚类;
二甘醇单甲基醚乙酸酯、二甘醇单乙基醚乙酸酯、二甘醇单丙基醚乙酸酯、二甘醇单异丙基醚乙酸酯、二甘醇单丁基醚乙酸酯、二甘醇单异丁基醚乙酸酯、二甘醇单己基醚乙酸酯等二甘醇单烷基醚乙酸酯类、二丙二醇单甲基醚乙酸酯、二丙二醇单乙基醚乙酸酯、二丙二醇单丙基醚乙酸酯、二丙二醇单异丙基醚乙酸酯、二丙二醇单丁基醚乙酸酯、二丙二醇单异丁基醚乙酸酯、二丙二醇单己基醚乙酸酯等二丙二醇单烷基醚乙酸酯类等二(亚烷基二醇)单烷基醚乙酸酯类;
三甘醇单甲基醚、三甘醇单乙基醚等三甘醇单烷基醚类、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单乙基醚等三丙二醇单烷基醚类等三(亚烷基二醇)单烷基醚类;
三甘醇二甲基醚、三甘醇二乙基醚等三甘醇二烷基醚类、三丙二醇二甲基醚、三丙二醇二乙基醚等三丙二醇二烷基醚类等三(亚烷基二醇)二烷基醚类;
1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-壬醇、1-癸醇、1-十一烷醇、1-十二烷醇、1-十四烷醇等直链脂肪族醇类、环己醇、2-甲基环己醇等环状脂肪族醇类等脂肪族醇类;
苯酚等酚类;
苄醇等芳香族醇类;
糠醇等含有杂环的醇类;
四氢糠醇等氢化含有杂环的醇类;
二异丙基醚、二正丁基醚、二正己基醚等二烷基醚类;
甲基苯基醚、乙基苯基醚、正丁基苯基醚、苄基(3-甲基丁基)醚、(2-甲基苯基)甲基醚、(3-甲基苯基)甲基醚、(4-甲基苯基)甲基醚等烷基芳基醚类;
乙基苄基醚等烷基芳烷基醚类;
2-甲基呋喃、四氢呋喃、四氢吡喃等环状烷基单醚类;
1,4-二噁烷等环状烷基二醚类;
三噁烷等环状烷基三醚类;
二缩水甘油基醚等二环氧烷基醚类;
乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸正戊酯、乙酸(3-甲基丁基)酯、乙酸正己酯、乙酸(2-乙基丁基)酯、乙酸(2-乙基己基)酯等乙酸直链状或分支状烷基酯类、乙酸环己酯、乙酸2-甲基环己酯等乙酸环状烷基酯类等乙酸烷基酯类;丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丙酸异丙酯、丙酸正丁酯、丙酸异丁酯、丙酸仲丁酯、丙酸叔丁酯、丙酸正戊酯、丙酸(3-甲基丁基)酯、丙酸正己酯、丙酸(2-乙基丁基)酯、丙酸(2-乙基己基)酯等丙酸直链状或分支状烷基酯类、丙酸环己酯、丙酸2-甲基环己酯等丙酸环状烷基酯类等丙酸烷基酯类;丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丁酸异丁酯、丁酸仲丁酯、丁酸叔丁酯、丁酸正戊酯、丁酸(3-甲基丁基)酯、丁酸正己酯、丁酸(2-乙基丁基)酯、丁酸(2-乙基己基)酯等丁酸直链状或分支状烷基酯类、丁酸环己酯、丁酸2-甲基环己酯等丁酸环状烷基酯类等丁酸烷基酯类;乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸异丙酯、乳酸正丁酯、乳酸异丁酯、乳酸仲丁酯、乳酸叔丁酯、乳酸正戊酯、乳酸(3-甲基丁基)酯、乳酸正己酯、乳酸(2-乙基丁基)酯、乳酸(2-乙基己基)酯等乳酸直链状或分支状烷基酯类、乳酸环己酯、乳酸2-甲基环己酯等乳酸环状烷基酯类等乳酸烷基酯类等烷基酯类;
乙酸苄酯等乙酸芳烷基酯类、丙酸苄酯等丙酸芳烷基酯类、丁酸苄酯等丁酸芳烷基酯类、乳酸苄酯等乳酸芳烷基酯类等芳烷基烷基酯类;
二乙基酮、二异丁基酮、甲乙酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、甲基正丙基酮、甲基正己基酮、乙基正丁基酮、二正丙基酮等二烷基酮类;
异佛尔酮等环状烯基酮类;
环己酮等环状烷基酮类;
4-羟基-4-甲基-2-戊酮(双丙酮醇)等羟基二烷基酮类;
糠醛等含有杂环的醛类;
庚烷、辛烷、2,2,3-三甲基己烷、癸烷、十二烷等直链状或分支状烷烃类;
甲苯、二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲基苯、四氢化萘、环己基苯等烷基苯类;
环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷等环状烷烃类等,但并不限定于这些。这些溶剂能够1种单独地使用或者将2种以上混合使用。其使用量根据一起使用的良溶剂的量决定。再有,根据电荷传输性物质的种类,上述其他溶剂也有时兼具作为良溶剂的功能。
其中,作为良溶剂以外的其他有机溶剂,优选包含二醇类、三醇类、亚烷基二醇单烷基醚类、亚烷基二醇二烷基醚类、二(亚烷基二醇)单烷基醚类、二(亚烷基二醇)二烷基醚类,更优选包含二醇类、亚烷基二醇单烷基醚类、二(亚烷基二醇)单烷基醚类,进一步优选包含二甘醇、三甘醇、二丙二醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单异丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单异丙基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇单异丁基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇丙基醚、二甘醇异丙基醚、二甘醇单丁基醚、二甘醇单异丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单丙基醚、二丙二醇单异丙基醚、二丙二醇单丁基醚、二丙二醇单异丁基醚,更进一步优选包含二甘醇、三甘醇、二丙二醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、乙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚、二甘醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚。通过考虑电荷传输性物质、掺杂剂的种类、量,同时从这样的溶剂中选择使用的溶剂,从而能够容易地制备具有所期望的液体物性的清漆。
本发明的清漆的粘度根据制作的薄膜的厚度等、固体成分浓度适当地设定,通常在25℃下为1~50mPa·s,其表面张力通常为20~50mN/m。
作为电荷传输性薄膜形成用清漆的制备法,并无特别限定,例如可列举出先使电荷传输性物质在溶剂中溶解,向其中依次加入掺杂剂、2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物的方法;使电荷传输性物质、掺杂剂、2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物的混合物在溶剂中溶解的方法。
另外,有多种有机溶剂的情况下,可首先使电荷传输性物质、掺杂剂和2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物在将它们良好地溶解的溶剂中溶解,向其中加入其他的溶剂,也可在多种有机溶剂的混合溶剂中使电荷传输性物质、掺杂剂、2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物依次溶解或者使它们同时溶解。
本发明中,就电荷传输性薄膜形成用清漆而言,从再现性良好地得到高平坦性薄膜的观点出发,优选在使电荷传输性物质、掺杂剂等在有机溶剂中溶解后,使用亚微米级的过滤器等进行过滤。
通过将本发明的电荷传输薄膜形成用清漆在基材上涂布并烧成,能够在基材上形成电荷传输性薄膜。
作为清漆的涂布方法,可列举出浸渍法、旋涂法、转印印刷法、辊涂法、毛刷涂布、喷墨法、喷涂法、狭缝涂布等,但并不限定于这些。就涂布方法而言,如果考虑再现性良好地得到平坦性高的电荷传输薄膜,则优选旋涂法、喷墨法、喷涂法。再有,优选根据涂布方法来调节清漆的粘度和表面张力。
另外,使用本发明的清漆的情况下,为了得到具有均一的成膜面和高电荷传输性的薄膜,必须考虑本发明中所含的电荷传输性物质、掺杂剂、溶剂的种类等来选择烧成气氛(大气气氛下、氮等非活性气体下、真空下等),但在大部分的情况下,通过在大气气氛下进行烧成,能够均一地得到电荷传输性优异的薄膜。
就烧成温度而言,考虑得到的薄膜的用途、对得到的薄膜赋予的电荷传输性的程度等,在大致100~260℃的范围内适当地设定,用作有机EL元件的空穴注入层的情况下,优选140~250℃左右,更优选150~230℃左右。特别地,本发明的清漆具有可进行不到200℃、特别是150~190℃的低温烧成的特征,因此即使是在比较低的温度下烧成的情况下,也能够实现电荷传输性优异的薄膜。再有,烧成时,为了使更高的均匀成膜性显现,在基材上使反应进行,可给予2阶段以上的温度变化。另外,例如可使用热板、烘箱等适当的设备进行加热。
对电荷传输性薄膜的膜厚并无特别限定,用作有机EL元件的空穴注入层的情况下,优选5~200nm。作为使膜厚变化的方法,有使清漆中的电荷传输性物质等的浓度变化、使涂布时的基板上的溶液量变化等方法。
本发明的电荷传输性薄膜在有机EL元件中能够适宜地用作空穴注入层,也可作为空穴注入传输层等电荷传输性功能层使用。
本发明的有机EL元件具有一对电极,在这些电极之间具有上述的本发明的电荷传输性薄膜。
作为有机EL元件的代表性的构成,可列举出下述(a)~(f),但并不限定于这些。再有,在下述构成中,根据需要也能够在发光层与阳极之间设置电子阻挡层等,在发光层与阴极之间设置空穴(空穴)阻挡层等。另外,空穴注入层、空穴传输层或空穴注入传输层也可兼具作为电子阻挡层等的功能,电子注入层、电子传输层或电子注入传输层也可兼具作为空穴(空穴)阻挡层等的功能。
(a)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
(b)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入传输层/阴极
(c)阳极/空穴注入传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
(d)阳极/空穴注入传输层/发光层/电子注入传输层/阴极
(e)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/阴极
(f)阳极/空穴注入传输层/发光层/阴极
“空穴注入层”、“空穴传输层”和“空穴注入传输层”是在发光层与阳极之间形成的层,具有将空穴从阳极输送到发光层的功能。在发光层与阳极之间只设置1层的空穴传输性材料的层的情况下,其为“空穴注入传输层”,在发光层与阳极之间设置2层以上的空穴传输性材料的层的情况下,靠近阳极的层为“空穴注入层”,其以外的层为“空穴传输层”。特别地,空穴注入层和空穴注入传输层使用不仅从阳极的空穴接受性优异、而且分别向空穴传输层和发光层的空穴注入性也优异的薄膜。
“电子注入层”、“电子传输层”和“电子注入传输层”是在发光层与阴极之间形成的层,具有将电子从阴极输送到发光层的功能。在发光层与阴极之间只设置1层的电子传输性材料的层的情况下,其为“电子注入传输层”,在发光层与阴极之间设置2层以上的电子传输性材料的层的情况下,靠近阴极的层为“电子注入层”,其以外的层为“电子传输层”。
“发光层”为具有发光功能的有机层,采用掺杂体系的情况下,包含主体材料和掺杂剂材料。此时,主体材料主要具有促进电子与空穴的再结合、将激子封闭在发光层内的功能,掺杂剂材料具有使通过再结合得到的激子高效地发光的功能。磷光元件的情况下,主体材料主要具有将由掺杂剂生成的激子封闭在发光层内的功能。
作为使用本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆制作有机EL元件时的使用材料、制作方法,可列举出下述的使用材料、制作方法,但并不限定于这些。
就使用的电极基板而言,优选预先进行采用洗涤剂、醇、纯水等的液体清洗而将其净化,例如,对于阳极基板而言,优选在使用前即刻进行UV臭氧处理、氧-等离子体处理等表面处理。不过,阳极材料以有机物作为主成分的情况下,也可不进行表面处理。
由本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆得到的薄膜为空穴注入层的情形下的、本发明的有机EL元件的制作方法的一例如以下所述。
采用上述的方法,在阳极基板上涂布本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆并烧成,在电极上制作空穴注入层。在该空穴注入层上依次设置空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极。就空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层而言,可根据使用的材料的特性等采用蒸镀法或涂布法(湿法)的任一个形成。
作为阳极材料,可列举出以铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)为代表的透明电极、由以铝为代表的金属、它们的合金等构成的金属阳极,优选进行了平坦化处理的阳极材料。也能够使用具有高电荷传输性的聚噻吩衍生物、聚苯胺衍生物。
再有,作为构成金属阳极的其他金属,可列举出钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、镉、铟、钪、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、铪、铊、钨、铼、锇、铱、铂、金、钛、铅、铋、它们的合金等,但并不限定于这些。
作为形成空穴传输层的材料,可列举出(三苯基胺)二聚体衍生物、[(三苯基胺)二聚体]螺二聚体、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺(α-NPD)、N,N'-双(萘-2-基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-9,9-螺双芴、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-9,9-螺双芴、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-9,9-二甲基-芴、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-9,9-二甲基-芴、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-9,9-二苯基-芴、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-9,9-二苯基-芴、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-2,2'-二甲基联苯胺、2,2',7,7'-四(N,N-二苯基氨基)-9,9-螺双芴、9,9-双[4-(N,N-双-联苯-4-基-氨基)苯基]-9H-芴、9,9-双[4-(N,N-双-萘-2-基-氨基)苯基]-9H-芴、9,9-双[4-(N-萘-1-基-N-苯基氨基)-苯基]-9H-芴、2,2',7,7'-四[N-萘基(苯基)-氨基]-9,9-螺双芴、N,N'-双(菲-9-基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺、2,2'-双[N,N-双(联苯-4-基)氨基]-9,9-螺双芴、2,2'-双(N,N-二苯基氨基)-9,9-螺双芴、二-[4-(N,N-二(对-甲苯基)氨基)-苯基]环己烷、2,2',7,7'-四(N,N-二(对-甲苯基)氨基)-9,9-螺双芴、N,N,N',N'-四-萘-2-基-联苯胺、N,N,N',N'-四-(3-甲基苯基)-3,3'-二甲基联苯胺、N,N'-二(萘基)-N,N'-二(萘-2-基)-联苯胺、N,N,N',N'-四(萘基)-联苯胺、N,N'-二(萘-2-基)-N,N'-二苯基联苯胺-1,4-二胺、N1,N4-二苯基-N1,N4-二(间-甲苯基)苯-1,4-二胺、N2,N2,N6,N6-四苯基萘-2,6-二胺、三(4-(喹啉-8-基)苯基)胺、2,2'-双(3-(N,N-二(对-甲苯基)氨基)苯基)联苯、4,4',4”-三[3-甲基苯基(苯基)氨基]三苯基胺(m-MTDATA)、4,4',4”-三[1-萘基(苯基)氨基]三苯基胺(1-TNATA)等三芳基胺类、5,5”-双-{4-[双(4-甲基苯基)氨基]苯基}-2,2':5',2”-三联噻吩(BMA-3T)等低聚噻吩类等空穴传输性低分子材料等。
作为形成发光层的材料,可列举出三(8-羟基喹啉)铝(III)(Alq3)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(Znq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(对-苯基苯酚)铝(III)(BAlq)、4,4'-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯、9,10-二(萘-2-基)蒽、2-叔-丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽、2,7-双[9,9-二(4-甲基苯基)-芴-2-基]-9,9-二(4-甲基苯基)芴、2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽、2-(9,9-螺双芴-2-基)-9,9-螺双芴、2,7-双(9,9-螺双芴-2-基)-9,9-螺双芴、2-[9,9-二(4-甲基苯基)-芴-2-基]-9,9-二(4-甲基苯基)芴、2,2'-二芘基-9,9-螺双芴、1,3,5-三(芘-1-基)苯、9,9-双[4-(芘基)苯基]-9H-芴、2,2'-联(9,10-二苯基蒽)、2,7-二芘基-9,9-螺双芴、1,4-二(芘-1-基)苯、1,3-二(芘-1-基)苯、6,13-二(联苯-4-基)并五苯、3,9-二(萘-2-基)苝、3,10-二(萘-2-基)苝、三[4-(芘基)-苯基]胺、10,10'-二(联苯-4-基)-9,9'-联蒽、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基-[1,1':4',1”:4”,1”'-四联苯]-4,4”'-二胺、4,4'-二[10-(萘-1-基)蒽-9-基]联苯、二苯并{[f,f']-4,4',7,7'-四苯基}二茚并[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]苝、1-(7-(9,9'-联蒽-10-基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-基)芘、1-(7-(9,9'-联蒽-10-基)-9,9-二己基-9H-芴-2-基)芘、1,3-双(咔唑-9-基)苯、1,3,5-三(咔唑-9-基)苯、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯基胺、4,4'-双(咔唑-9-基)联苯(CBP)、4,4'-双(咔唑-9-基)-2,2'-二甲基联苯、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-二甲基芴、2,2',7,7'-四(咔唑-9-基)-9,9-螺双芴、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-二(对-甲苯基)芴、9,9-双[4-(咔唑-9-基)-苯基]芴、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-螺双芴、1,4-双(三苯基甲硅烷基)苯、1,3-双(三苯基甲硅烷基)苯、双(4-N,N-二乙基氨基-2-甲基苯基)-4-甲基苯基甲烷、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-二辛基芴、4,4”-二(三苯基甲硅烷基)-对-三联苯、4,4'-二(三苯基甲硅烷基)联苯、9-(4-叔-丁基苯基)-3,6-双(三苯基甲硅烷基)-9H-咔唑、9-(4-叔-丁基苯基)-3,6-二(三苯甲基)-9H-咔唑、9-(4-叔-丁基苯基)-3,6-双(9-(4-甲氧基苯基)-9H-芴-9-基)-9H-咔唑、2,6-双(3-(9H-咔唑-9-基)苯基)吡啶、三苯基(4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基)硅烷、9,9-二甲基-N,N-二苯基-7-(4-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯基)-9H-芴-2-胺、3,5-双(3-(9H-咔唑-9-基)苯基)吡啶、9,9-螺双芴-2-基-二苯基-氧化膦、9,9'-(5-(三苯基甲硅烷基)-1,3-亚苯基)双(9H-咔唑)、3-(2,7-双(二苯基磷酰基)-9-苯基-9H-芴-9-基)-9-苯基-9H-咔唑、4,4,8,8,12,12-六(对-甲苯基)-4H-8H-12H-12C-氮杂二苯并[cd,mn]芘、4,7-二(9H-咔唑-9-基)-1,10-菲咯啉、2,2'-双(4-(咔唑-9-基)苯基)联苯、2,8-双(二苯基磷酰基)二苯并[b,d]噻吩、双(2-甲基苯基)二苯基硅烷、双[3,5-二(9H-咔唑-9-基)苯基]二苯基硅烷、3,6-双(咔唑-9-基)-9-(2-乙基-己基)-9H-咔唑、3-(二苯基磷酰基)-9-(4-(二苯基磷酰基)苯基)-9H-咔唑、3,6-双[(3,5-二苯基)苯基]-9-苯基咔唑等。可通过将这些材料与发光性掺杂剂进行共蒸镀而形成发光层。
作为发光性掺杂剂,可列举出3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙基氨基)香豆素、2,3,6,7-四氢-1,1,7,7-四甲基-1H,5H,11H-10-(2-苯并噻唑基)喹嗪并[9,9a,1gh]香豆素、喹吖啶酮、N,N'-二甲基-喹吖啶酮、三(2-苯基吡啶)铱(III)(Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)铱(III)(Ir(ppy)2(acac))、三[2-(对-甲苯基)吡啶]铱(III)(Ir(mppy)3)、9,10-双[N,N-二(对-甲苯基)氨基]蒽、9,10-双[苯基(间-甲苯基)氨基]蒽、双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(II)、N10,N10,N10,N10-四(对-甲苯基)-9,9'-联蒽-10,10'-二胺、N10,N10,N10,N10-四苯基-9,9'-联蒽-10,10'-二胺、N10,N10-二苯基-N10,N10-二萘基-9,9'-联蒽-10,10'-二胺、4,4'-双(9-乙基-3-咔唑亚乙烯基)-1,1'-联苯、苝、2,5,8,11-四-叔-丁基苝、1,4-双[2-(3-N-乙基咔唑基)乙烯基]苯、4,4'-双[4-(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯、4-(二-对-甲苯基氨基)-4'-[(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]均二苯乙烯、双[3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)]铱(III)、4,4'-双[4-(二苯基氨基)苯乙烯基]联苯、双(2,4-二氟苯基吡啶)四(1-吡唑基)硼酸酯铱(III)、N,N'-双(萘-2-基)-N,N'-双(苯基)-三(9,9-二甲基亚芴基)、2,7-双{2-[苯基(间-甲苯基)氨基]-9,9-二甲基-芴-7-基}-9,9-二甲基-芴、N-(4-((E)-2-(6((E)-4-(二苯基氨基)苯乙烯基)萘-2-基)乙烯基)苯基)-N-苯基苯胺、fac-铱(III)三(1-苯基-3-甲基苯并咪唑啉-2-亚基-C,C2)、mer-铱(III)三(1-苯基-3-甲基苯并咪唑啉-2-亚基-C,C2)、2,7-双[4-(二苯基氨基)苯乙烯基]-9,9-螺双芴、6-甲基-2-(4-(9-(4-(6-甲基苯并[d]噻唑-2-基)苯基)蒽-10-基)苯基)苯并[d]噻唑、1,4-二[4-(N,N-二苯基)氨基]苯乙烯基苯、1,4-双(4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯、(E)-6-(4-(二苯基氨基)苯乙烯基)-N,N-二苯基萘-2-胺、双(2,4-二氟苯基吡啶)(5-(吡啶-2-基)-1H-四唑)铱(III)、双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶基)吡唑)((2,4-二氟苄基)二苯基次磷酸酯)铱(III)、双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶基)吡唑)(苄基二苯基次磷酸酯)铱(III)、双(1-(2,4-二氟苄基)-3-甲基苯并咪唑鎓)(3-(三氟甲基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑)铱(III)、双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶基)吡唑)(4',6'-二氟苯基吡啶)铱(III)、双(4',6'-二氟苯基吡啶)(3,5-双(三氟甲基)-2-(2'-吡啶基)吡咯)铱(III)、双(4',6'-二氟苯基吡啶合)(3-(三氟甲基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑)铱(III)、(Z)-6-均三甲苯基-N-(6-均三甲苯基喹啉-2(1H)-亚基)喹啉-2-胺-BF2、(E)-2-(2-(4-(二甲基氨基)苯乙烯基)-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-久洛尼定基-9-烯基-4H-吡喃、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃、4-(二氰基亚甲基)-2-叔-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-4-基-乙烯基)-4H-吡喃、三(二苯甲酰基甲烷)菲咯啉铕(III)、5,6,11,12-四苯基并四苯、双(2-苯并[b]噻吩-2-基-吡啶)(乙酰丙酮)铱(III)、三(1-苯基异喹啉)铱(III)、双(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)铱(III)、双[1-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-异喹啉](乙酰丙酮)铱(III)、双[2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)喹啉](乙酰丙酮)铱(III)、三[4,4'-二-叔-丁基-(2,2')-联吡啶]钌(III)·双(六氟磷酸盐)、三(2-苯基喹啉)铱(III)、双(2-苯基喹啉)(乙酰丙酮)铱(III)、2,8-二-叔-丁基-5,11-双(4-叔-丁基苯基)-6,12-二苯基并四苯、双(2-苯基苯并噻唑)(乙酰丙酮)铱(III)、5,10,15,20-四苯基四苯并卟啉铂、锇(II)双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶)-吡唑合)二甲基苯基膦、锇(II)双(3-(三氟甲基)-5-(4-叔-丁基吡啶基)-1,2,4-三唑合)二苯基甲基膦、锇(II)双(3-(三氟甲基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑)二甲基苯基膦、锇(II)双(3-(三氟甲基)-5-(4-叔-丁基吡啶基)-1,2,4-三唑合)二甲基苯基膦、双[2-(4-正-己基苯基)喹啉](乙酰丙酮)铱(III)、三[2-(4-正-己基苯基)喹啉]铱(III)、三[2-苯基-4-甲基喹啉]铱(III)、双(2-苯基喹啉)(2-(3-甲基苯基)吡啶)铱(III)、双(2-(9,9-二乙基-芴-2-基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑)(乙酰丙酮)铱(III)、双(2-苯基吡啶)(3-(吡啶-2-基)-2H-色烯-2-酮)铱(III)、双(2-苯基喹啉)(2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮)铱(III)、双(苯基异喹啉)(2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮)铱(III)、双(4-苯基噻吩并[3,2-c]吡啶合-N,C2)乙酰丙酮铱(III)、(E)-2-(2-叔-丁基-6-(2-(2,6,6-三甲基-2,4,5,6-四氢-1H-吡咯并[3,2,1-ij]喹啉-8-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈、双(3-三氟甲基-5-(1-异喹啉基)吡唑合)(甲基二苯基膦)钌、双[(4-正-己基苯基)异喹啉](乙酰丙酮)铱(III)、八乙基卟吩铂(II)、双(2-甲基二苯并[f,h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱(III)、三[(4-正-己基苯基)喹啉]铱(III)等。
作为形成电子传输层的材料,可列举出8-羟基喹啉酚-锂、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)、2-(4-联苯)5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚)铝、1,3-双[2-(2,2'-联吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑-5-基]苯、6,6'-双[5-(联苯-4-基)-1,3,4-噁二唑-2-基]-2,2'-联吡啶、3-(4-联苯)-4-苯基-5-叔-丁基苯基-1,2,4-三唑、4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三唑、2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、2,7-双[2-(2,2'-联吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑-5-基]-9,9-二甲基芴、1,3-双[2-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-5-基]苯、三(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)硼烷、1-甲基-2-(4-(萘-2-基)苯基)-1H-咪唑并[4,5f][1,10]菲咯啉、2-(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、苯基-二芘基氧化膦、3,3',5,5'-四[(间-吡啶基)-苯-3-基]联苯、1,3,5-三[(3-吡啶基)-苯-3-基]苯、4,4'-双(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)联苯、1,3-双[3,5-二(吡啶-3-基)苯基]苯、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、二苯基双(4-(吡啶-3-基)苯基)硅烷、3,5-二(芘-1-基)吡啶等。
作为形成电子注入层的材料,可列举出氧化锂(Li2O)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化镁(MgF2)、氟化铯(CsF)、氟化锶(SrF2)、三氧化钼(MoO3)、铝、乙酰丙酮锂(Li(acac))、醋酸锂、苯甲酸锂等。
作为阴极材料,可列举出铝、镁-银合金、铝-锂合金、锂、钠、钾、铯等。
另外,由本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆得到的薄膜为空穴注入层的情形下的、本发明的有机EL元件的制作方法的其他的例子如以下所述。
在上述的有机EL元件制作方法中,代替进行空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层的真空蒸镀操作而依次形成空穴传输层、发光层,由此能够制作具有由本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆形成的电荷传输性薄膜的有机EL元件。具体地,在阳极基板上涂布本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆,采用上述的方法制作空穴注入层,在其上依次形成空穴传输层、发光层,进而蒸镀阴极材料,制成有机EL元件。
作为使用的阴极和阳极材料,能够使用与上述的阴极和阳极材料同样的阴极和阳极材料,能够进行同样的清洗处理、表面处理。
作为空穴传输层和发光层的形成方法,可列举出下述方法:通过在空穴传输性高分子材料或发光性高分子材料、或者在它们中加入了掺杂剂的材料中加入溶剂而溶解,或者均匀地分散,在空穴注入层或空穴传输层上涂布后,分别进行烧成,从而成膜。
作为空穴传输性高分子材料,可列举出聚[(9,9-二己基芴基-2,7-二基)-共-(N,N'-双{对-丁基苯基}-1,4-二氨基亚苯基)]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(N,N'-双{对-丁基苯基}-1,1'-亚联苯基-4,4-二胺)]、聚[(9,9-双{1'-戊烯-5'-基}芴基-2,7-二基)-共-(N,N'-双{对-丁基苯基}-1,4-二氨基亚苯基)]、用聚硅倍半氧烷封端的聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(对-丁基苯基))二苯基胺)]等。
作为发光性高分子材料,可列举出聚(9,9-二烷基芴)(PDAF)等聚芴衍生物、聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基)(MEH-PPV)等聚亚苯基亚乙烯基衍生物、聚(3-烷基噻吩)(PAT)等聚噻吩衍生物、聚乙烯基咔唑(PVCz)等。
作为溶剂,可列举出甲苯、二甲苯、氯仿等。作为溶解或均匀分散法,可列举出搅拌、加热搅拌、超声波分散等方法。
作为涂布方法,并无特别限定,可列举出喷墨法、喷涂法、浸渍法、旋涂法、转印印刷法、辊涂法、毛刷涂布等。再有,涂布优选在氮、氩等非活性气体下进行。
作为烧成方法,可列举出在非活性气体下或真空中、用烘箱或热板进行加热的方法。
由本发明的电荷传输性薄膜形成用清漆得到的薄膜为空穴注入传输层的情形下的、本发明的有机EL元件的制作方法的一例如以下所述。
在阳极基板上形成空穴注入传输层,在该空穴注入传输层上依次设置发光层、电子传输层、电子注入层、阴极。作为发光层、电子传输层和电子注入层的形成方法和具体例,可列举出与上述的形成方法和具体例同样的形成方法和具体例。
作为阳极材料、形成发光层、发光性掺杂剂、电子传输层和电子阻挡层的材料、阴极材料,可列举出与上述的材料相同的材料。
再有,在电极和上述各层之间的任意之间,根据需要可设置空穴阻挡层、电子阻挡层等。例如,作为形成电子阻挡层的材料,可列举出三(苯基吡唑)铱等。
构成阳极和阴极以及在它们之间形成的层的材料,由于因制造具有底部发射结构、顶部发射结构的哪一种结构的元件而异,因此考虑这点来选择适当的材料。
通常,在底部发射结构的元件中,在基板侧使用透明阳极,从基板侧将光取出,而在顶部发射结构的元件中,使用由金属构成的反射阳极,从位于基板的相反方向的透明电极(阴极)侧将光取出。因此,例如对于阳极材料而言,制造底部发射结构的元件时使用ITO等的透明阳极,制造顶部发射结构的元件时使用Al/Nd等的反射阳极。
就本发明的有机EL元件而言,为了防止特性恶化,可按照常规方法、根据需要与捕水剂等一起进行密封。
实施例
以下列举实施例和比较例对本发明更具体地说明,但本发明并不限定于下述的实施例。应予说明,使用的装置如以下所述。
(1)基板清洗:长州产业(株)制造、基板清洗装置(减压等离子体方式)
(2)清漆的涂布:ミカサ(株)制造、旋涂机MS-A100
(3)膜厚测定:(株)小坂研究所制造、微细形状测定机SURFCORDER ET-4000
(4)有机EL元件的制作:长州产业(株)制造、多功能蒸镀装置系统C-E2L1G1-N
(5)有机EL元件的亮度等的测定:(有)テック·ワールド制造、I-V-L测定系统
(6)有机EL元件的寿命测定(亮度的半衰期的测定):(株)イーエッチシー制造、有机EL亮度寿命评价系统PEL-105S
[1]电荷传输性薄膜形成用清漆的制备
[实施例1-1]
使由式(f)表示的芳基胺衍生物0.165g和由式(b-1)表示的芳基磺酸0.325g和TEMPO(东京化成工业(株)制造)0.0245g溶解于1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)8g中。向其中加入环己醇(CHA)12g和丙二醇(PG)4g,进行搅拌,使用孔径0.2μm的PTFE制过滤器将得到的溶液过滤,得到了清漆。再有,上述芳基胺衍生物按照国际公开第2013/084664号记载的方法合成,上述芳基磺酸按照国际公开第2006/025342号记载的方法合成。
[化55]
(式中,DPA与上述相同。)
[比较例1-1A]
使由式(f)表示的芳基胺衍生物0.165g和由式(b-1)表示的芳基磺酸0.325g溶解于DMI8g。向其中加入CHA12g和PG4g,进行搅拌,使用孔径0.2μm的PTFE制过滤器将得到的溶液过滤,得到了清漆。
[比较例1-1B]
除了代替TEMPO而使用了与其同样地通用的有机氧化剂即2-氮杂金刚烷-N-氧自由基(以下称为AZADO。)0.0245g以外,采用与实施例1同样的方法得到了清漆。应予说明,AZADO通过参考国际公开第2010/123115号和国际公开第2006/001387号以及J.Am.Chem.Soc.,2006,128(26),第8412-8413页及其支持信息而合成。
[实施例2-1]
使由式(J11-79)表示的芳基胺衍生物0.147g和由式(b-1)表示的芳基磺酸0.162g和TEMPO(东京化成工业(株)制造)0.0186g溶解于DMI3.3g中。向其中加入2,3-丁二醇(2,3-BD)4g和二丙二醇单甲基醚(DPM)2.7g,进行搅拌,使用孔径0.2μm的PTFE制过滤器将得到的溶液过滤,得到了清漆。应予说明,上述芳基胺衍生物按照国际公开第2015/050253号记载的方法合成。
[化56]
[比较例2-1]
使由式(J11-79)表示的芳基胺衍生物0.147g和由式(b-1)表示的芳基磺酸0.162g溶解于DMI3.3g。向其中加入2,3-BD4g和DPM2.7g,进行搅拌,使用孔径0.2μm的PTFE制过滤器将得到的溶液过滤,得到了清漆。
[实施例3-1]
使由式(f)表示的芳基胺衍生物0.084g、由式(E-138)表示的含有氟原子的低聚苯胺衍生物0.013g、由式(b-1)表示的芳基磺酸0.208g和TEMPO(东京化成工业(株)制造)0.0216g溶解于DMI3.3g。向其中加入2,3-BD4g和DPM2.7g,进行搅拌,使用孔径0.2μm的PTFE制过滤器将得到的溶液过滤,得到了清漆。
[化57]
[比较例3-1]
使由式(f)表示的芳基胺衍生物0.084g、由式(E-138)表示的含有氟原子的低聚苯胺衍生物0.013g和由式(b-1)表示的芳基磺酸0.208g溶解于DMI3.3g。向其中加入2,3-BD4g和DPM2.7g,进行搅拌,使用孔径0.2μm的PTFE制过滤器将得到的溶液过滤,得到了清漆。
应予说明,由式(E-138)表示的含有氟原子的低聚苯胺衍生物采用以下的方法合成。
[化58]
在烧瓶内装入四聚苯胺3.0g、2,3,4,5-四氟苯甲酰氯1.91g和N,N-二甲基乙酰胺60g后,对烧瓶内进行氮置换,在室温下搅拌了1小时。
搅拌结束后,加入30mL的5mol/L氢氧化钠水溶液,进而搅拌了30分钟。在反应液中混合醋酸乙酯和饱和食盐水,进行了分液处理(3次)直至pH成为7。将得到的有机层用硫酸钠干燥,接下来,进行了减压浓缩。在该浓缩液中加入了THF 15mL。将该溶液滴入异丙醇210mL中,将得到的浆料在室温下搅拌了30分钟。
最后,将浆料溶液过滤,将得到的滤物干燥,得到了目标的含氟原子的低聚苯胺衍生物(收量2.94g)。以下示出1H-NMR测定的结果。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:10.35(s,1H),7.83(s,1H),7.79-7.68(m,3H),7.49(d,J=8.0Hz,2H),7.15(t,J=8.0Hz,2H),7.01-6.90(m,12H),6.68(t,J=8.0Hz,1H)
[2]有机EL元件的制造和特性评价
[实施例1-2]
使用旋涂器将实施例1-1中得到的清漆涂布于ITO基板后,在80℃下干燥1分钟,进而,在大气气氛下、180℃下烧成15分钟,在ITO基板上形成了30nm的均一的薄膜。作为ITO基板,使用将铟锡氧化物(ITO)在表面上以膜厚150nm图案化的25mm×25mm×0.7t的玻璃基板,使用前采用O2等离子体洗净装置(150W、30秒)将表面上的杂质除去。
接下来,对于形成了薄膜的ITO基板,使用蒸镀装置(真空度1.0×10-5Pa)以0.2nm/秒形成了30nm的α-NPD的膜。接下来,将CBP和Ir(PPy)3共蒸镀。就共蒸镀而言,控制蒸镀速率以致Ir(PPy)3的浓度成为6%,层叠了40nm。接下来,依次层叠BAlq、氟化锂和铝的薄膜,得到了有机EL元件。此时,就蒸镀速率而言,对于BAlq和铝,在0.2nm/秒的条件下进行,对于氟化锂,在0.02nm/秒的条件下进行,使膜厚分别为20nm、0.5nm和100nm。
再有,为了防止空气中的氧、水等的影响引起的特性劣化,将有机EL元件用密封基板密封后,对其特性进行了评价。按照以下的程序进行了密封。在氧浓度2ppm以下、露点-85℃以下的氮气氛中,将有机EL元件收入密封基板之间,将密封基板用粘接材料(ナガセケムテックス(株)制造、XNR5516Z-B1)贴合。此时,将捕水剂(ダイニック(株)制造、HD-071010W-40)与有机EL元件一起收入密封基板内。对于贴合的密封基板,照射UV光(波长:365nm、照射量:6,000mJ/cm2)后,在80℃下退火处理1小时,使粘接材料固化。
[比较例1-2A、1-2B]
除了代替实施例1-1中得到的清漆而使用了比较例1-1A或比较例1-1B中得到的清漆以外,采用与实施例1-2同样的方法制作了有机EL元件。
对制作的元件的特性进行了评价。将以2,000cd/m2使元件发光时的驱动电压、电流密度和电流效率示于表22中。将以9V使元件驱动时的电流密度、亮度和电流效率示于表23中。将元件的亮度的半衰期(初期亮度5,000cd/m2)示于表24中。
[表22]
[表23]
[表24]
如表22和23中所示那样,与具有由不含TEMPO的清漆得到的薄膜的元件(比较例1-2A)、具有由包含AZADO的清漆得到的薄膜的元件(比较例1-2B)相比,具有由包含TEMPO的清漆得到的薄膜的元件在以相同的亮度发光的情况下驱动电压低,在以相同的驱动电压发光的情况下亮度提高。另外,如表24中所示那样,具有由包含TEMPO的清漆得到的薄膜的元件的耐久性也优异。
[实施例2-2]
使用旋涂器将实施例2-1中得到的清漆涂布于ITO基板后,在80℃下干燥1分钟,进而,在大气气氛下、180℃下烧成15分钟,在ITO基板上形成了65nm的均一的薄膜。作为ITO基板,使用将铟锡氧化物(ITO)在表面上以膜厚150nm图案化的25mm×25mm×0.7t的玻璃基板,使用前采用O2等离子体洗净装置(150W、30秒)将表面上的杂质除去。
接下来,对于形成了薄膜的ITO基板,使用蒸镀装置(真空度1.0×10-5Pa)以0.2nm/秒形成了30nm的α-NPD的膜。接下来,将CBP和Ir(PPy)3共蒸镀。就共蒸镀而言,控制蒸镀速率以致Ir(PPy)3的浓度成为6%,层叠了40nm。接下来,依次层叠BAlq、氟化锂和铝的薄膜,得到了有机EL元件。此时,就蒸镀速率而言,对于BAlq和铝,在0.2nm/秒的条件下进行,对于氟化锂,在0.02nm/秒的条件下进行,使膜厚分别为20nm、0.5nm和100nm。
再有,为了防止空气中的氧、水等的影响引起的特性劣化,将有机EL元件用密封基板密封后,对其特性进行了评价。按照与实施例1-2相同的程序进行了密封。
[比较例2-2]
除了代替实施例2-1中得到的清漆而使用了比较例2-1中得到的清漆以外,采用与实施例2-2同样的方法制作了有机EL元件。
对制作的元件的特性进行了评价。将以5,000cd/m2使元件发光时的驱动电压、电流密度和电流效率示于表25中。将以9V使元件驱动时的电流密度、亮度和电流效率示于表26中。将元件的亮度的半衰期(初期亮度5,000cd/m2)示于表27中。
[表25]
[表26]
[表27]
如表25和26中所示那样,与具有由不含TEMPO的清漆得到的薄膜的元件相比,具有由包含TEMPO的清漆得到的薄膜的元件在以相同的亮度发光的情况下驱动电压低,在以相同的驱动电压发光的情况下亮度提高。另外,如表27中所示那样,具有由包含TEMPO的清漆得到的薄膜的元件的耐久性也优异。
[实施例3-2]
除了代替实施例2-1中得到的清漆而使用了实施例3-1中得到的清漆以外,采用与实施例2-2同样的方法制作了有机EL元件。
[比较例3-2]
除了代替实施例2-1中得到的清漆而使用了比较例3-1中得到的清漆以外,采用与实施例2-2同样的方法制作了有机EL元件。
对制作的元件的特性进行了评价。将以5,000cd/m2使元件发光时的驱动电压、电流密度和电流效率示于表28中。将以9V使元件驱动时的电流密度、亮度和电流效率示于表29中。将元件的亮度的半衰期(初期亮度5,000cd/m2)示于表30中。
[表28]
[表29]
[表30]
如表28~30中所示那样,即使在包含含氟原子的低聚苯胺衍生物的情况下,具有由本发明的清漆得到的薄膜的元件也显示良好的EL特性,耐久性也优异。

Claims (15)

1.电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,包含:由式(T1)表示的2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物、电荷传输性物质和有机溶剂,
式中,RA相互独立地表示碳数1~20的烷基,RB表示氢原子、羟基、氨基、羧基、氰基、氧代基、异氰酸酯基、碳数1~20的烷氧基、碳数2~20的烷基羰氧基、碳数7~20的芳基羰氧基、碳数2~20的烷基羰基氨基或碳数7~20的芳基羰基氨基。
2.权利要求1所述的电荷传输性薄膜形成用组合物,其中,上述2,2,6,6-四烷基哌啶-N-氧自由基衍生物为2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基。
3.权利要求1或2所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,上述电荷传输性物质包含分子量200~9,500的电荷传输性化合物。
4.权利要求1~3的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,上述电荷传输性物质包含选自分子量200~9,500的芳基胺衍生物和噻吩衍生物中的至少1种。
5.权利要求1~4的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,还包含含氟原子的低聚苯胺衍生物。
6.权利要求5所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,上述含氟原子的低聚苯胺衍生物由式(6)表示:
式中,R301表示氢原子或可被Z取代的碳数1~20的烷基,Z表示卤素原子、硝基、氰基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基、羧基、可被Z'取代的碳数6~20的芳基或可被Z'取代的碳数2~20的杂芳基,Z'表示卤素原子、硝基、氰基、醛基、羟基、硫醇基、磺酸基或羧基;
R302~R310相互独立地表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、或者可被卤素原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或碳数2~20的杂芳基;
A表示:
可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基或碳数1~20的氟代烷氧基取代的、碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基,
可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、碳数1~20的烷基、碳数1~20的氟代烷基或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数6~20的氟代芳基,
被碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时,可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数6~20的芳基,
可被氰基、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、碳数1~20的氟代烷氧基、碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的碳数7~20的氟代芳烷基,或者
被碳数1~20的氟代烷基、碳数3~20的氟代环烷基、碳数4~20的氟代双环烷基、碳数2~20的氟代烯基或碳数2~20的氟代炔基取代的同时,可被氰基、卤素原子或碳数1~20的氟代烷氧基取代的碳数7~20的芳烷基;
n1表示1~20的整数。
7.权利要求1~6的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,还包含掺杂剂。
8.权利要求7所述的电荷传输性薄膜形成用清漆,其特征在于,上述掺杂剂包含芳基磺酸。
9.使用权利要求1~8的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆制造的电荷传输性薄膜。
10.有机电致发光元件,其具有权利要求9所述的电荷传输性薄膜。
11.电荷传输性薄膜的制造方法,其特征在于,使用权利要求1~8的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆。
12.有机电致发光元件的制造方法,其特征在于,使用权利要求1~8的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆。
13.降低有机电致发光元件的驱动电压的方法,所述有机电致发光元件具有使用电荷传输性薄膜形成用清漆制造的电荷传输性薄膜,所述方法特征在于,使用权利要求1~8的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆作为所述电荷传输性薄膜形成用清漆。
14.提高有机电致发光元件的亮度的方法,所述有机电致发光元件具有使用电荷传输性薄膜形成用清漆制造的电荷传输性薄膜,所述方法特征在于,使用权利要求1~8的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆作为所述电荷传输性薄膜形成用清漆。
15.提高有机电致发光元件的亮度寿命的方法,所述有机电致发光元件具有使用电荷传输性薄膜形成用清漆制造的电荷传输性薄膜,所述方法特征在于,使用权利要求1~8的任一项所述的电荷传输性薄膜形成用清漆作为所述电荷传输性薄膜形成用清漆。
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