JP2000159846A - エレクトロルミネッセンス用材料およびエレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

エレクトロルミネッセンス用材料およびエレクトロルミネッセンス素子

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JP2000159846A
JP2000159846A JP10337311A JP33731198A JP2000159846A JP 2000159846 A JP2000159846 A JP 2000159846A JP 10337311 A JP10337311 A JP 10337311A JP 33731198 A JP33731198 A JP 33731198A JP 2000159846 A JP2000159846 A JP 2000159846A
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Japan
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unit
transporting monomer
monomer
copolymer
polymer
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JP10337311A
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English (en)
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Mitsuhiko Sakakibara
満彦 榊原
Yasumasa Takeuchi
安正 竹内
Teikoku Cho
定国 丁
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KOKUSAI KIBAN ZAIRYO KENKYUSHO
TOGEN DENKI KOFUN YUGENKOSHI
JSR Corp
International Center for Materials Research
Original Assignee
KOKUSAI KIBAN ZAIRYO KENKYUSHO
TOGEN DENKI KOFUN YUGENKOSHI
JSR Corp
International Center for Materials Research
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光効率が高く、耐久性に優れたエレクトロ
ルミネッセンス用材料およびエレクトロルミネッセンス
素子を提供すること。 【解決手段】 本発明のエレクトロルミネッセンス用材
料は、ホール輸送性モノマーおよび電子輸送性モノマー
が交互共重合されてなるユニット(AB)と、ホール輸
送性モノマーが重合されてなるユニット(A)とからな
り、ユニット(AB)におけるホール輸送性モノマーに
由来する構造単位および電子輸送性モノマーに由来する
構造単位の合計と、ユニット(A)におけるホール輸送
性モノマーに由来する構造単位との割合が、モル比で5
0:50〜95:5である。本発明のエレクトロルミネ
ッセンス素子は、陽極層2と、上記のエレクトロルミネ
ッセンス用材料よりなるエレクトロルミネッセンス用材
料層3と、電子輸送発光層4と、陰極層5とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス素子を構成するために用いられるエレクトロル
ミネッセンス用材料およびエレクトロルミネッセンス素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、エレクトロルミネッセンス素子を
構成するホール輸送材料や電子輸送材料として、有機材
料が使用され始めており、このような有機材料を使用し
た有機エレクトロルミネッセンス素子の研究が活発に行
われている。かかる有機エレクトロルミネッセンス素子
を構成する有機材料においては、優れた耐久性を有する
ものであること、高い発光効率が得られるものであるこ
とが要求される。
【0003】従来、ホール輸送性能を有する有機材料と
しては、ジアミン誘導体、N,N’−ジフェニル−N,
N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’,ジアミノ
ビフェニル(以下、「TPD」ともいう。)等のアリー
ルアミン系化合物などの低分子有機材料、ポリビニルカ
ルバゾールなどの高分子有機材料が知られている。然る
に、上記の低分子有機材料は、物理的または熱的な耐久
性に乏しいものであるため、当該低分子有機材料により
ホール輸送層を構成する場合には、エレクトロルミネッ
センス素子の駆動中または保存中に当該ホール輸送層が
変質してしまう、という欠点がある。また、ポリビニル
カルバゾールなどの高分子有機材料は、ガラス転移点
(Tg)が非常に高いものであるので、優れた耐久性を
有するホール輸送層が得られるが、駆動電圧が非常に高
く、また、ホール輸送性能が十分なものではないために
発光効率が低く、実用上問題がある。
【0004】一方、電子輸送材料としては、2−(4−
ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニ
ル)−1,3,4−オキサジアゾール(以下、「PB
D」ともいう。)が知られているが、このPBDよりな
る薄膜は安定性に欠ける、という問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その第1の目
的は、発光効率が高く、耐久性に優れたエレクトロルミ
ネッセンス用材料を提供することにある。本発明の第2
の目的は、発光効率が高く、耐久性に優れたエレクトロ
ルミネッセンス素子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のエレクトロルミ
ネッセンス用材料は、ホール輸送性モノマーおよび電子
輸送性モノマーが交互共重合されてなるユニット(A
B)と、ホール輸送性モノマーが重合されてなるユニッ
ト(A)とからなり、前記ユニット(AB)におけるホ
ール輸送性モノマーに由来する構造単位および電子輸送
性モノマーに由来する構造単位の合計と、前記ユニット
(A)におけるホール輸送性モノマーに由来する構造単
位との割合が、モル比で50:50〜5:95であるこ
とを特徴とする。
【0007】本発明のエレクトロルミネッセンス用材料
は、前記ユニット(AB)よりなるブロック成分と、前
記ユニット(A)よりなるブロック成分とから構成され
たブロック共重合体であってもよい。また、本発明のエ
レクトロルミネッセンス用材料は、前記ユニット(A
B)よりなる共重合体と、前記ユニット(A)よりなる
重合体とからなる樹脂組成物であってもよい。また、本
発明のエレクトロルミネッセンス用材料は、前記ユニッ
ト(AB)よりなるブロック成分およびユニット(A)
よりなるブロック成分から構成されたブロック共重合体
と、前記ユニット(AB)よりなる共重合体と、前記ユ
ニット(A)よりなる重合体とからなる樹脂組成物であ
ってもよい。
【0008】本発明のエレクトロルミネッセンス素子
は、陽極層と、上記のエレクトロルミネッセンス用材料
よりなるエレクトロルミネッセンス用材料層と、電子輸
送発光層と、陰極層とを有することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。 〔エレクトロルミネッセンス用材料〕本発明のエレクト
ロルミネッセンス用材料は、ホール輸送性モノマーおよ
び電子輸送性モノマーが交互共重合されてなるユニット
(AB)と、ホール輸送性モノマーが重合されてなるユ
ニット(A)とからなるものである。
【0010】ホール輸送性モノマーとしては、N−ビニ
ルカルバゾール、3,6−ジメチル−9−ビニルカルバ
ゾール、3,6−ジエチル−9−ビニルカルバゾール、
3−メチル−9−ビニルカルバゾール、3−エチル−9
−ビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体を用い
ることができる。これらの中では、N−ビニルカルバゾ
ール、3,6−ジメチル−9−ビニルカルバゾールが好
ましい。
【0011】電子輸送性モノマーとしては、2−β−ナ
フチル−5−(4−ビニルフェニル)−1,3,4−オ
キサジアゾール、2−α−ナフチル−5−(4−ビニル
フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−フェ
ニル−5−(4−ビニルフェニル)−オキサジアゾー
ル、2−(p−フェニルフェニル)−5−(4−ビニル
フェニル)−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘
導体を用いることができる。これらの中では、2−β−
ナフチル−5−(4−ビニルフェニル)−1,3,4−
オキサジアゾールが好ましい。
【0012】本発明のエレクトロルミネッセンス用材料
においては、ユニット(AB)におけるホール輸送性モ
ノマーに由来する構造単位および電子輸送性モノマーに
由来する構造単位の合計と、ユニット(A)におけるホ
ール輸送性モノマーに由来する構造単位との割合が、モ
ル比で50:50〜5:95、好ましくは40:60〜
10:90とされる。ユニット(AB)に係る構造単位
の割合が過小の場合には、得られるエレクトロルミネッ
センス用材料は、ホールトラップ性能が不十分なものと
なり、一方、ユニット(A)に係る構造単位の割合が過
小の場合には、得られるエレクトロルミネッセンス用材
料は、電子トラップ性能が不十分なものとなり、好まし
くない。
【0013】本発明において、ユニット(AB)および
ユニット(A)は、いかなる状態で存在していてもよ
く、例えばブロック共重合体を構成するブロック成分と
して或いは重合体そのものとして存在していてもよい。
具体的には、本発明のエレクトロルミネッセンス用材料
は、以下の第1の形態〜第3の形態により構成すること
ができる。
【0014】第1の形態:ホール輸送性モノマーおよび
電子輸送性モノマーが交互共重合されてなるブロック成
分〔ユニット(AB)〕と、ホール輸送性モノマーが重
合されてなるブロック成分〔ユニット(A)〕とから構
成されたブロック共重合体 第2の形態:ホール輸送性モノマーおよび電子輸送性モ
ノマーが交互共重合されてなる共重合体〔ユニット(A
B)〕と、ホール輸送性モノマーが重合されてなる重合
体〔ユニット(A)〕とからなる樹脂組成物 第3の形態:ホール輸送性モノマーと電子輸送性モノマ
ーとが交互共重合されてなるブロック成分〔ユニット
(AB)〕およびホール輸送性モノマーが重合されてな
るブロック成分〔ユニット(A)〕から構成されたブロ
ック共重合体と、ホール輸送性モノマーおよび電子輸送
性モノマーが交互共重合されてなる共重合体〔ユニット
(AB)〕と、ホール輸送性モノマーが重合されてなる
重合体〔ユニット(A)〕とからなる樹脂組成物
【0015】〔第1の形態〕第1の形態において、エレ
クトロルミネッセンス用材料は、ホール輸送性モノマー
および電子輸送性モノマーが交互共重合されてなるブロ
ック成分(以下、「ブロック成分(ab)」ともい
う。)と、ホール輸送性モノマーが重合されてなるブロ
ック成分(以下、「ブロック成分(a)」ともいう。)
とから構成されたブロック共重合体(以下、「特定のブ
ロック共重合体」ともいう。)なるものである。
【0016】特定のブロック共重合体におけるブロック
成分(ab)の重量平均重合度は、5〜5000である
ことが好ましい。この重量平均重合度が未満の場合に
は、得られるエレクトロルミネッセンス用材料は、耐熱
性および安定性が不十分なものとなりやすく、一方、こ
の重量平均重合度が5000を超える場合には、得られ
るエレクトロルミネッセンス用材料は、その溶液粘度が
著しく高いものとなりやすい。
【0017】また、特定のブロック共重合体におけるブ
ロック成分(a)の重量平均重合度は、10〜5000
であることが好ましい。この重量平均重合度が10未満
の場合には、得られるエレクトロルミネッセンス用材料
は、耐熱性、安定性および機械的強度が不十分なものと
なりやすく、一方、この重量平均重合度が5000を超
える場合には、得られるエレクトロルミネッセンス用材
料は、その溶液粘度が著しく高いものとなりやすい。
【0018】また、特定のブロック共重合体の重量平均
分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフ
法によるポリスチレン換算で1000〜100000
0、好ましくは10000〜500000である。この
重量平均分子量が1000未満である場合には、得られ
るエレクトロルミネッセンス用材料は、耐熱性、薄膜状
態における安定性および機械的強度が不十分なものとな
ることがある。一方、この重量平均分子量が10000
00を超える場合には、得られるエレクトロルミネッセ
ンス用材料は、その溶液粘度が著しく高いものとなりや
すく、エレクトロルミネッセンス素子の製造において、
ハンドリング性が低下し、また、溶液の糸引き性が生じ
るため、好ましくない。
【0019】上記の特定のブロック共重合体は、ホール
輸送性モノマーと電子輸送性モノマーとを、交互共重合
し得る条件下において共重合することにより、ホール輸
送性モノマーおよび電子輸送性モノマーのリビングポリ
マーを調製し、このリビングポリマーに対してホール輸
送性モノマーを重合することにより、製造することがで
きる。このようなリビング重合法としては、リビングカ
チオン重合法またはリビングラジカル重合法を利用する
ことが好ましい。
【0020】リビングカチオン重合法により特定のブロ
ック共重合体を得る場合においては、適宜の重合溶媒中
において、例えばホール輸送性モノマーおよび電子輸送
性モノマーを、両者を交互共重合させ得るカチオン重合
触媒の存在下にカチオン重合することにより、ホール輸
送性モノマーと電子輸送性モノマーとが交互共重合され
てなるカチオン性リビングポリマーを形成し、このカチ
オン性リビングポリマーに対してホール輸送性モノマー
をカチオン重合する。
【0021】以上において、重合溶媒としては、メチレ
ンクロライド、クロロベンゼン等に代表されるハロゲン
化炭化水素類、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテ
ル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶
媒、アセトニトリル、ニトロベンゼン等の高極性溶媒な
どを用いることができる。カチオン重合触媒としては、
HI−ZnI2 、I2 、I2 −HIなどの触媒を用いる
ことができ、その他には、メタルハライド・エーテル錯
体などのルイス酸と塩基とを組合わせてなる触媒を用い
ることもできる。このようなカチオン重合触媒の使用割
合は、最初に重合されるホール輸送性モノマーおよび電
子輸送性モノマーの合計1モルに対して0.0001〜
0.モルである。反応温度は、例えば−150〜50
℃である。また、ブロック成分(a)を形成するための
ホール輸送性モノマーは、カチオン性リビングポリマー
〔ブロック成分(ab)〕を形成した後、反応系に添加
されてもよいが、カチオン性リビングポリマーを形成す
る前に反応系に添加されていてもよい。
【0022】リビングラジカル重合法により特定のブロ
ック共重合体を得る場合においては、適宜の重合溶媒中
において、ホール輸送性モノマーおよび電子輸送性モノ
マーを、両者を交互共重合させ得るラジカル重合触媒の
存在下にラジカル重合することにより、ホール輸送性モ
ノマーと電子輸送性モノマーとが交互共重合されてなる
ラジカル性リビングポリマーを形成し、このラジカル性
リビングポリマーに対してホール輸送性モノマーをラジ
カル重合する。
【0023】以上において、重合溶媒としては、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピ
ロリドンなどのアミド系溶媒、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶
媒、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル等のエステル類、
シクロヘキシルベンゾフェノン、シクロヘキサノン等の
ケトン系溶媒などを用いることができる。ラジカル重合
触媒としては、過酸化物と、4−メチルスルホニルオキ
シ−2,2’,6,6’−テトラメチル−1−ピペリジ
ン−N−オキシド、2,2’,5,5’−テトラメチル
ピロリデインオキシド、4−オキソ−2,2’,6,
6’−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシドな
どのN−オキシラジカルとの組合せよりなる系、スルフ
ィド系の触媒を用いることができる。このようなラジカ
ル重合触媒の使用割合は、モノマー1モルに対して0.
0001〜0.5モルである。反応温度は、末端保護さ
れたリビンググループが解裂されるのに必要なエネルギ
ーによって決定され、例えば−10〜150℃である。
また、ブロック成分(a)を形成するためのホール輸送
性モノマーは、ラジカル性リビングポリマー〔ブロック
成分(ab)〕を形成した後、反応系に添加されてもよ
いが、ラジカル性リビングポリマーを形成する前に反応
系に添加されていてもよい。
【0024】〔第2の形態〕第2の形態において、エレ
クトロルミネッセンス用材料は、ホール輸送性モノマー
および電子輸送性モノマーが交互共重合されてなる共重
合体(以下、「共重合体(ab)」ともいう。)と、ホ
ール輸送性モノマーが重合されてなる重合体(以下、
「重合体(a)」ともいう。)とからなる樹脂組成物に
より構成される。
【0025】共重合体(ab)は、ホール輸送性モノマ
ーと電子輸送性モノマーとを、交互共重合し得る条件下
において共重合することにより得られる。この共重合体
(ab)の重量平均分子量は、例えばゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフ法によるポリスチレン換算で115
0〜1000000、特に11500〜500000で
あることが好ましい。この重量平均分子量が1150未
満である場合には、得られるエレクトロルミネッセンス
用材料は、耐熱性、薄膜状態における安定性および機械
的強度が不十分なものとなることがある。一方、この重
量平均分子量が1000000を超える場合には、得ら
れるエレクトロルミネッセンス用材料は、その溶液粘度
が著しく高いものとなりやすく、エレクトロルミネッセ
ンス素子の製造において、ハンドリング性が低下し、ま
た、溶液の糸引き性が生じるため、好ましくない。
【0026】ホール輸送性モノマーおよび電子輸送性モ
ノマーの共重合法としては、交互共重合し得るものであ
れば種々の方法、例えばラジカル重合法、アニオン重合
法またはカチオン重合法、好ましくはそれらの対応する
リビングラジカル重合法、リビングアニオン重合法また
はリビングカチオン重合法を利用することができる。
【0027】ラジカル重合法によって共重合体(ab)
を得る場合において、ラジカル重合触媒としては、ベン
ゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサ
イドなどの過酸化物、1,1’−アゾビス(1−アセト
キシ−1−フェニルエタン)、アゾビスイソブチロニト
リル、アゾビスイソブチラートなどのアゾ化合物を用い
ることができる。これらの中では、1,1’−アゾビス
(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、アゾビスイ
ソブチロニトリルが好ましい。このようなラジカル重合
触媒の使用割合は、モノマー1モルに対して0.000
1〜0.5モルである。また、重合溶媒としては、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル
ピロリドンなどのアミド系溶媒、ベンゼン、トルエン、
キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶
媒、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル等のエステル類、
シクロヘキシルベンゾフェノン、シクロヘキサノン等の
ケトン系溶媒、テトラヒドロフランなどの環状エーテル
類などを用いることができる。また、反応温度は、例え
ば0〜100℃である。
【0028】アニオン重合法によって共重合体(ab)
を得る場合において、アニオン重合触媒としては、ナフ
タレンカリウム、ブチルリチウム等のアルカリ金属化合
物、バリウムとアルミウニムとのアート型錯体などのア
ルカリ土類金属化合物を用いることができる。これらの
中では、ブチルリチウム、ナフタレンリチウムが好まし
い。このようなアニオン重合触媒の使用割合は、モノマ
ー1モルに対して0.0001〜0.1モルである。ま
た、重合溶媒としては、トルエン、ベンゼン等の芳香族
炭化水素、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、テ
トラヒドロフラン等のエーテル化合物などを用いること
ができる。また、反応温度は、例えば0〜100℃であ
る。
【0029】カチオン重合法によって共重合体(ab)
を得る場合において、カチオン重合触媒としては、フッ
化ホウ素のエーテル錯体、ヨウ化水素等のハロゲン、四
塩化スズ等のハロゲン化金属を用いることができる。こ
れらの中では、フッ化ホウ素エチルエーテル錯体、ヨウ
化水素、四塩化スズが好ましい。このようなカチオン重
合触媒の使用割合は、モノマー1モルに対して0.00
01〜0.1モルである。また、重合溶媒としては、メ
チレンクロライド、クロロベンゼン等に代表されるハロ
ゲン化炭化水素類、ジブチルエーテル、ジフェニルエー
テル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテ
ル類、アセトニトリル、ニトロベンゼン等の高極性溶媒
などを用いることができる。また、反応温度は、例えば
−150〜50℃である。
【0030】〈重合体(a)〉重合体(a)は、ホール
輸送性モノマーを重合することにより得られる。この共
重合体(a)の重量平均分子量は、例えばゲルパーミエ
ーションクロマトグラフ法によるポリスチレン換算で1
000〜1000000、特に5000〜500000
であることが好ましい。この重量平均分子量が1000
未満である場合には、得られるエレクトロルミネッセン
ス用材料は、耐熱性、薄膜状態における安定性および機
械的強度が不十分なものとなることがある。一方、この
重量平均分子量が1000000を超える場合には、得
られるエレクトロルミネッセンス用材料は、その溶液粘
度が著しく高いものとなりやすく、エレクトロルミネッ
センス素子の製造において、ハンドリング性が低下し、
また、溶液の糸引き性が生じるため、好ましくない。
【0031】ホール輸送性モノマーの重合法としては、
種々の方法、例えばラジカル重合法、アニオン重合法ま
たはカチオン重合法、好ましくはそれらの対応するリビ
ングラジカル重合法、リビングアニオン重合法またはリ
ビングカチオン重合法を利用することができる。
【0032】ラジカル重合法によって重合体(a)を得
る場合において、ラジカル重合触媒としては、アゾビス
イソブチロニトリル(AIBN)等のアゾ化合物、過酸
化ベンゾイル(BPO)等の過酸化物、テトラエチルチ
ウラムジスルフィド等のジチオカルバメート誘導体など
の公知のものを用いることができる。特に、2,2,
6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキサイ
ド(TEMPO)などのN−オキシラジカルと、ラジカ
ル開始剤とを組み合わせた触媒系によって、リビングラ
ジカル重合を行うことが好ましい。このようなラジカル
重合触媒の使用割合は、モノマー1モルに対して0.0
001〜0.5モルである。また、重合溶媒としては、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メ
チルピロリドンなどのアミド系溶媒、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素
系溶媒、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル等のエステル
類、シクロヘキシルベンゾフェノン、シクロヘキサノン
等のケトン系溶媒、テトラヒドロフランなどの環状エー
テル類などを用いることができる。また、反応温度は、
例えば−10〜150℃である。
【0033】アニオン重合法によって重合体(a)を得
る場合において、アニオン重合触媒としては、アルカリ
金属、アルカリ土類金属などの金属による有機金属化合
物が用いられ、例えば、ナフチルナトリウム等のアルフ
ィン触媒、メチルリチウム、エチルリチウム、ブチルリ
チウム等のアルキルリチウム、フェニルリチウム等のア
リールリチウム、ジエチル亜鉛などのアルキル亜鉛、リ
チウムアルキルマグネシウム、リチウムアルキルバリウ
ム等のアート錯体などが挙げられる。これらの中では、
n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、フェニ
ルリチウム等の有機リチウム化合物が好ましい。また、
重合溶媒としては、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、ヘ
プタン、シクロヘキサンなどの炭化水素、テトラヒドロ
フラン、ジオキサンなどのエーテル化合物などを用いる
ことができる。また、反応温度は、例えば−50〜10
0℃である。
【0034】カチオン重合法によって重合体(a)を得
る場合において、カチオン重合触媒としては、トリフル
オロボレート、四塩化錫等のルイス酸、硫酸、塩酸等の
無機酸、カチオン交換樹脂などの公知のものを用いるこ
とができる。特に、HI、HI−ZnI2 などの触媒に
よって、リビングカチオン重合を行うことが好ましい。
このようなカチオン重合触媒の使用割合は、モノマー1
モルに対して0.0001〜0.1モルである。また、
重合溶媒としては、メチレンクロライド、クロロベンゼ
ン等に代表されるハロゲン化炭化水素類、ジブチルエー
テル、ジフェニルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロ
フラン等の環状エーテル類、アセトニトリル、ニトロベ
ンゼン等の高極性溶媒などを用いることができる。ま
た、反応温度は、例えば−150〜50℃である。
【0035】第2の形態において、エレクトロルミネッ
センス用材料は、上記共重合体(ab)と上記重合体
(a)とを混合することにより得られる。共重合体(a
b)と重合体(a)との割合は、共重合体(ab)にお
けるホール輸送性モノマーに由来する構造単位および電
子輸送性モノマーに由来する構造単位の合計と、重合体
(a)におけるホール輸送性モノマーに由来する構造単
位との割合が、モル比で50:50〜95:5となる範
囲であれば特に限定されないが、通常、共重合体(a
b)100重量部に対して重合体(a)が10〜100
0重量部、好ましくは100〜800重量部である。
【0036】〔第3の形態〕第3の形態において、エレ
クトロルミネッセンス用材料は、特定のブロック共重合
体と、共重合体(ab)と、重合体(a)とからなる樹
脂組成物により構成され、三者を混合することにより得
られる。特定のブロック共重合体と共重合体(ab)と
重合体(a)との割合は、特定のブロック共重合体のブ
ロック成分(ab)および共重合体(ab)の各々にお
けるホール輸送性モノマーに由来する構造単位および電
子輸送性モノマーに由来する構造単位の合計と、特定の
ブロック共重合体のブロック成分(a)および重合体
(a)の各々におけるホール輸送性モノマーに由来する
構造単位の合計との割合が、モル比で50:50〜9
5:5となる範囲であれば特に限定されないが、通常、
特定のブロック共重合体100重量部に対して、共重合
体(ab)が10〜1000重量部、好ましくは100
〜800重量部、重合体(a)が50〜1000重量
部、好ましくは100〜800重量部である。
【0037】〔エレクトロルミネッセンス素子〕図1
は、本発明のエレクトロルミネッセンス素子の一例にお
ける構成を示す説明用断面図である。このエレクトロル
ミネッセンス素子においては、透明基板1上に、陽極層
(ホール注入電極層)2が設けられ、この陽極層2上に
は、上記のエレクトロルミネッセンス用材料よりなるエ
レクトロルミネッセンス用材料層3が設けられ、このエ
レクトロルミネッセンス用材料層3上には、電子輸送発
光層4が設けられ、この電子輸送発光層4上には、陰極
層(電子注入電極層)5が設けられている。そして、陽
極層2および陰極層5は直流電源6に接続されている。
【0038】以上において、透明基板1としては、ガラ
ス基板、透明性樹脂基板、石英ガラス基板などを用いる
ことができる。陽極層2としては、仕事関数の大きい
(例えば4eV以上)材料よりなるもの、例えばITO
膜、酸化スズ(SnO2 )膜、酸化銅(CuO)膜、酸
化亜鉛(ZnO)膜などを用いることができる。電子輸
送発光層4を構成する材料としては、トリスキノリノラ
ートアルミナムに代表されるヒドロキシキノリンの金属
錯化物や、ヒドロキシベンズオキサゾール、ヒドロキシ
ベンズチアゾールの金属錯化物などを用いることができ
る。陰極層5としては、仕事関数の小さい(例えば4e
V以下)材料よりなるもの、例えばアルミニウム、カル
シウム、マグネシウム、リチウム、インジウム等よりな
る金属膜、またはこれらの金属の合金膜などを用いるこ
とができる。エレクトロルミネッセンス用材料層3およ
び電子輸送発光層4の各々の厚みは、特に限定されるも
のではないが、通常、10〜1000nm、好ましくは
50〜200nmの範囲で選択される。
【0039】このようなエレクトロルミネッセンス素子
のエレクトロルミネッセンス用材料層3は、例えば以下
のようにして形成される。先ず、本発明のエレクトロル
ミネッセンス用材料が適宜の有機溶剤中に溶解されてな
る塗布液を調製する。そして、透明基板1上に形成され
た陽極層2の表面に、調製した塗布液を塗布し、得られ
た塗膜に対して有機溶剤の除去処理を行うことにより、
エレクトロルミネッセンス用材料層3が形成される。
【0040】以上において、塗布液を調製するための有
機溶剤としては、用いられるエレクトロルミネッセンス
用材料〔特定のブロック共重合体、共重合体(ab)若
しくは重合体(a)〕を溶解し得るものが用いられ、そ
の具体例としては、クロロホルム、クロロベンゼン、テ
トラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、ジメチルホ
ルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶剤、
乳酸エチル、ペグミア、エチルエトキシプロピオネー
ト、メチルアミルケトンなどか挙げられる。これらの有
機溶剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いる
ことができる。これらの中では、均一な厚みを有する薄
膜が得られる点で、適当な蒸発速度を有するもの、具体
的には沸点が70〜150℃程度の有機溶剤を用いるこ
とが好ましい。有機溶剤の使用割合は、エレクトロルミ
ネッセンス用材料の種類によって異なるが、通常、塗布
液中のエレクトロルミネッセンス用材料の濃度が0.1
〜10重量%となる割合である。また、塗布液を塗布す
る手段としては、例えばスピンコート法、ディッピング
法、ロールコート法などを利用することができる。
【0041】上記のエレクトロルミネッセンス素子にお
いては、直流電源6により、陽極層2と陰極層5との間
に直流電圧が印加されると、エレクトロルミネッセンス
用材料層3および電子輸送発光層4が発光し、この光は
陽極層2およびガラス基板1を介して放射される。この
ような構成のエレクトロルミネッセンス素子によれば、
エレクトロルミネッセンス用材料層3が、ホール輸送性
モノマーおよび電子輸送性モノマーが交互共重合されて
なるユニット(AB)と、ホール輸送性モノマーが重合
されてなるユニット(A)とよりなるため、ホール輸送
能および電子輸送能が効率よく発現され、その結果、高
い発光効率が得られ、しかも、耐久性が高くて長い使用
寿命が得られる。
【0042】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下
において、「部」は、「重量部」を意味する。
【0043】〔調製例1〕N−ビニルカルバゾール9.
5ミリモルおよび2−β−ナフチル−5−(4−ビニル
フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール0.5ミリ
モルを、50ミリリットルの耐圧瓶内に入れ、この耐圧
瓶内の窒素ガス置換を繰り返して行った。更に、耐圧瓶
内にアゾビス(1−アセトキシ−フェニルエタン)0.
1ミリモルおよび脱水ジメチルホルムアミド10ミリリ
ットルを添加し、60℃で1時間モノマーの重合を行う
ことにより、N−ビニルカルバゾールおよび2−β−ナ
フチル−5−(4−ビニルフェニル)−1,3,4−オ
キサジアゾールが交互に重合されてなるブロック成分
(ab)と、N−ビニルカルバゾールが重合されてなる
ブロック成分(a)とからなる特定のブロック共重合体
を得た。なお、上記の重合においては、一定時間毎に反
応系の組成の変化を調べ、N−ビニルカルバゾールと、
2−β−ナフチル−5−(4−ビニルフェニル)−1,
3,4−オキサジアゾールとが交互に重合されているこ
とを確認しながら行った。以下、得られた特定のブロッ
ク共重合体を特定のブロック共重合体(1)という。
【0044】上記の特定のブロック共重合体(1)を分
析したところ、ブロック成分(ab)におけるN−ビニ
ルカルバゾールに由来する構造単位および2−β−ナフ
チル−5−(4−ビニルフェニル)−1,3,4−オキ
サジアゾールに由来する構造単位の合計と、ブロック成
分(a)におけるN−ビニルカルバゾールに由来する構
造単位との割合は、モル比で10:90であった。ま
た、ブロック成分(ab)の重量平均重合度は30であ
り、ブロック成分(a)の重量平均重合度は600であ
り、特定のブロック共重合体の重量平均分子量は、ゲル
パーミエーションクロマトグラフ法(溶媒:テトラヒド
ロフラン)によるポリスチレン換算で、58000であ
った。
【0045】〔調製例2〜3(特定のブロック共重合体
の調製)〕N−ビニルカルバゾールおよび2−β−ナフ
チル−5−(4−ビニルフェニル)−1,3,4−オキ
サジアゾールの量を、下記表1に示す量に変更したこと
以外は、調製例1と同様にして特定のブロック共重合体
を得た。以下、この調製例2〜3で得られた特定のブロ
ック共重合体を特定のブロック共重合体(2)〜(3)
という。得られた特定のブロック共重合体(2)〜
(3)について、ブロック成分(ab)におけるN−ビ
ニルカルバゾールに由来する構造単位および2−β−ナ
フチル−5−(4−ビニルフェニル)−1,3,4−オ
キサジアゾールに由来する構造単位の合計と、ブロック
成分(a)におけるN−ビニルカルバゾールに由来する
構造単位との割合、ブロック成分(ab)の重量平均重
合度、ブロック成分(a)の重量平均重合度、並びに特
定のブロック共重合体の重量平均分子量を表1に示す。
【0046】〔調製例4(共重合体(ab)の調製)〕
N−ビニルカルバゾール5.0ミリモルおよび2−β−
ナフチル−5−(4−ビニルフェニル)−1,3,4−
オキサジアゾール5.0リモルを用い、調製例1と同様
の操作を行うことにより、N−ビニルカルバゾールおよ
び2−β−ナフチル−5−(4−ビニルフェニル)−
1,3,4−オキサジアゾールが交互に重合されてなる
共重合体(ab)を得た。得られた共重合体(ab)の
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラ
フ法(溶媒:テトラヒドロフラン)によるポリスチレン
換算で、19000であった。
【0047】〔調製例5(重合体(a)の調製)〕N−
ビニルカルバゾール10.0ミリモルを用い、調製例1
と同様の操作を行うことにより、N−ビニルカルバゾー
ルが重合されてなる重合体(a)を得た。得られた重合
体(a)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフ法(溶媒:テトラヒドロフラン)によるポ
リスチレン換算で、180000であった。
【0048】
【表1】
【0049】〔比較調製例(電子輸送性モノマーの重合
体の調製)〕50ミリリットルの耐圧瓶の内部を窒素ガ
ス置換した後、この耐圧瓶内に窒素気流下において、2
−β−ナフチル−5−(4−ビニルフェニル)−1,
3,4−オキサジアゾール10ミリモルおよびN,N−
ジメチルホルムアミド9ミリリットルを入れ、攪拌しな
がらアゾビスイソブチロニトリル0.2ミリモルを添加
し、70℃で1時間モノマーの重合を行うことにより、
2−β−ナフチル−5−(4−ビニルフェニル)−1,
3,4−オキサジアゾールの重合体を得た。以下、この
重合体を「重合体(b)」という。得られた重合体
(b)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロ
マトグラフ法(溶媒:テトラヒドロフラン)によるポリ
スチレン換算で、18000であった。
【0050】〈実施例1〉調製例1で得られた特定のブ
ロック共重合体(1)をエレクトロルミネッセンス用材
料として用い、当該特定のブロック共重合体(1)1部
を、クロロホルム/クロロベンゼン混合溶媒(重量比が
8/2)200部に溶解することにより、塗布液を調製
した。この塗布液を、スピンコーターによって、表面に
ITO膜(陽極層)が形成された5cm角のガラス基板
上に塗布した後、有機溶剤の除去処理を行うことによ
り、厚みが50nmのエレクトロルミネッセンス用材料
層を形成した。次いで、エレクトロルミネッセンス用材
料層上に、トリスキノリノラートアルミナムよりなる厚
みが60nmの電子輸送発光層を形成し、この電子輸送
発光層上に、蒸着法によって厚みが100nmの5mm
角のマグネシウム/銀アロイ(重量比10:1)膜(陰
極層)を形成することにより、図1に示す構成のエレク
トロルミネッセンス素子を製造した。
【0051】〈実施例2〜3〉エレクトロルミネッセン
ス用材料として、調製例2〜3で得られた特定のブロッ
ク共重合体(2)〜(3)を用いたこと以外は、実施例
1と同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を製造し
た。
【0052】〈実施例4〉エレクトロルミネッセンス用
材料として、調製例4で得られた共重合体(ab)およ
び調製例5で得られた重合体(a)を、当該共重合体
(ab)における構造単位と当該重合体(a)における
構造単位とのモル比が20:80となる割合で用いたこ
と以外は、実施例1と同様にしてエレクトロルミネッセ
ンス素子を製造した。
【0053】〈実施例5〉エレクトロルミネッセンス用
材料として、調製例2で得られた特定のブロック共重合
体(2)をモノマー換算で0.1ミリモル、調製例4で
得られた共重合体(ab)をモノマー換算で0.2ミリ
モル、および調製例5で得られた重合体(a)をモノマ
ー換算で0.7ミリモル用いたこと以外は、実施例1と
同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を製造した。
【0054】〈比較例1〉エレクトロルミネッセンス用
材料として、比較調製例で得られた重合体(b)を用い
たこと以外は、実施例1と同様にしてエレクトロルミネ
ッセンス素子を製造した。
【0055】〈比較例2〉エレクトロルミネッセンス用
材料として、調製例4で得られた共重合体(ab)を用
いたこと以外は、実施例1と同様にしてエレクトロルミ
ネッセンス素子を製造した。
【0056】〔エレクトロルミネッセンス素子の評価〕 (1)発光輝度:実施例1〜6および比較例に係るエレ
クトロルミネッセンス素子の各々に対し、0−30Vの
直流電圧を印加することにより、当該エレクトロルミネ
ッセンス素子を発光させ、その発光輝度を、輝度計(ミ
ノルタ社製−100)により測定した。 (2)耐久性:実施例1〜6および比較例に係るエレク
トロルミネッセンス素子の各々を、初期の発光輝度が3
00cd/cm2 となる条件で連続発光させ、発光開始
からその発光輝度が初期の発光輝度の2分の1となるま
での時間(半減期)を測定した。以上、結果を下記表2
に示す。
【0057】
【表2】
【0058】表2から明らかなように、実施例1〜5に
係るエレクトロルミネッセンス素子によれば、比較例1
〜2に係るエレクトロルミネッセンス素子に比べ、高い
発光効率が得られると共に、優れた耐久性が得られるこ
とが確認された。
【0059】
【発明の効果】本発明のエレクトロルミネッセンス用材
料によれば、発光効率が高く、しかも、耐久性に優れた
エレクトロルミネッセンス素子を構成することができ
る。本発明のエレクトロルミネッセンス素子によれば、
高い発光効率が得られると共に、優れた耐久性が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブロック共重合体を利用した有機エレ
クトロルミネセンス素子の一例における構成を示す説明
用断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 陽極層 3 エレクトロルミネッセンス用材料層 4 電子輸送発光層 5 陰極層 6 直流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/22 H05B 33/22 B D (72)発明者 榊原 満彦 東京都中央区築地2丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 竹内 安正 東京都中央区築地2丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 丁 定国 東京都目黒区鷹番3丁目23番10号 Fターム(参考) 3K007 AB00 AB03 CA01 CA02 CA05 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 4J002 BC10X BJ00Y BP03W BP031 4J026 HA08 HA19 HA23 HA28 HA29 HA32 HA39 HA49 HB19 HB32 HB43 HB45 HE01 HE06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホール輸送性モノマーおよび電子輸送性
    モノマーが交互共重合されてなるユニット(AB)と、 ホール輸送性モノマーが重合されてなるユニット(A)
    とからなり、 前記ユニット(AB)におけるホール輸送性モノマーに
    由来する構造単位および電子輸送性モノマーに由来する
    構造単位の合計と、前記ユニット(A)におけるホール
    輸送性モノマーに由来する構造単位との割合が、モル比
    で50:50〜5:95であることを特徴とするエレク
    トロルミネッセンス用材料。
  2. 【請求項2】 ユニット(AB)よりなるブロック成分
    と、ユニット(A)よりなるブロック成分とから構成さ
    れたブロック共重合体であることを特徴とする請求項1
    に記載のエレクトロルミネッセンス用材料。
  3. 【請求項3】 ユニット(AB)よりなる共重合体と、
    ユニット(A)よりなる重合体とからなる樹脂組成物で
    あることを特徴とする請求項1に記載のエレクトロルミ
    ネッセンス用材料。
  4. 【請求項4】 ユニット(AB)よりなるブロック成分
    およびユニット(A)よりなるブロック成分から構成さ
    れたブロック共重合体と、ユニット(AB)よりなる共
    重合体と、ユニット(A)よりなる重合体とからなる樹
    脂組成物であることを特徴とする請求項1に記載のエレ
    クトロルミネッセンス用材料。
  5. 【請求項5】 陽極層と、請求項1乃至請求項4のいず
    れかに記載のエレクトロルミネッセンス用材料よりなる
    エレクトロルミネッセンス用材料層と、電子輸送発光層
    と、陰極層とを有することを特徴とするエレクトロルミ
    ネッセンス素子。
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