JP2005235645A - Organic electroluminescent element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機電界発光素子(以下、「有機EL素子」という)に関し、詳しくは、特定の電荷輸送性ポリマーを用いた有機電界発光素子に関するものである。 The present invention relates to an organic electroluminescent device (hereinafter referred to as “organic EL device”), and more particularly to an organic electroluminescent device using a specific charge transporting polymer.
電界発光素子(以下、「EL素子」という)は、自発光性の全固体素子であり、視認性が高く衝撃にも強いため、広く応用が期待されている。上記EL素子としては、現在は無機螢光体を用いたものが主流であるが、200V以上の交流電圧が駆動に必要なため、製造コストが高く、また輝度が不十分等の問題点を有している。 An electroluminescent element (hereinafter referred to as an “EL element”) is a self-luminous all-solid-state element, and is highly visible and resistant to impacts. As the EL element, an inorganic phosphor is mainly used at present, but since an AC voltage of 200 V or more is necessary for driving, there are problems such as high manufacturing cost and insufficient luminance. doing.
一方、有機化合物を用いたEL素子研究は、最初アントラセン等の単結晶を用いて始まったが、単結晶の場合、膜厚が1mm程度と厚く、100V以上の駆動電圧が必要であった。そのため、蒸着法による薄膜化が試みられているが(例えば、非特許文献1参照)。しかし、この方法で得られた薄膜は、駆動電圧が30Vと未だ高く、また、膜中における電子・ホールキャリアの密度が低く、キャリアの再結合によるフォトンの生成確率が低いため十分な輝度が得られなかった。 On the other hand, research on EL devices using organic compounds first started with a single crystal such as anthracene, but in the case of a single crystal, the film thickness was as thick as about 1 mm and a driving voltage of 100 V or more was required. For this reason, attempts have been made to reduce the thickness by vapor deposition (for example, see Non-Patent Document 1). However, the thin film obtained by this method still has a high driving voltage of 30 V, a low density of electrons and hole carriers in the film, and a low probability of photon generation due to carrier recombination, resulting in sufficient luminance. I couldn't.
ところが近年、ホール輸送性有機低分子化合物と電子輸送能を持つ螢光性有機低分子化合物との薄膜を、真空蒸着法により順次積層した機能分離型のEL素子において、10V程度の低駆動電圧で1000cd/m2以上の高輝度が得られるものが報告されており(例えば、非特許文献2参照)、以来、積層型のEL素子の研究・開発が活発に行われている。これら積層型のEL素子においては、ホールと電子とが、電極から電荷輸送性の有機化合物からなる電荷輸送層を介してホールと電子とのキャリアバランスを保ちながら螢光性有機化合物からなる発光層に注入され、発光層中に閉じ込められた前記ホールと電子とが再結合することにより高輝度の発光を実現している。 However, in recent years, in a function-separated EL device in which thin films of a hole-transporting organic low-molecular compound and a fluorescent organic low-molecular compound having an electron-transporting capability are sequentially stacked by a vacuum deposition method, a low driving voltage of about 10V is used. A device capable of obtaining a high luminance of 1000 cd / m 2 or more has been reported (see, for example, Non-Patent Document 2). Since then, research and development of stacked EL devices have been actively conducted. In these stacked EL devices, holes and electrons are made of a light-emitting layer made of a fluorescent organic compound while maintaining the carrier balance between the holes and electrons through a charge transport layer made of an organic compound having a charge-transport property from the electrode. High-luminance light emission is realized by recombination of the holes and electrons injected into the light-emitting layer and confined in the light-emitting layer.
しかしながら、このタイプのEL素子では、実用化に向けて以下のような大きく3つの課題が示されている。
(1)素子が数mA/cm2という高い電流密度で駆動されることから、大量のジュール熱が発生する。このため、蒸着によりアモルファス状態で製膜されたホール輸送性低分子化合物や螢光性有機低分子化合物が次第に結晶化して、最後には融解し、輝度の低下や絶縁破壊が生じるという現象が多く見られ、その結果、素子の寿命が低下するという問題を有している。
However, this type of EL device has the following three major problems for practical use.
(1) Since the element is driven at a high current density of several mA / cm 2 , a large amount of Joule heat is generated. For this reason, there are many phenomena in which hole transporting low molecular weight compounds and fluorescent organic low molecular weight compounds deposited in an amorphous state by vapor deposition gradually crystallize and finally melt, resulting in a decrease in luminance and dielectric breakdown. As a result, there is a problem that the lifetime of the element is reduced.
(2)素子の作製において、低分子有機化合物を複数の蒸着工程において膜厚が0.1μm以下の薄膜を形成していくため、ピンホールを生じ易く、十分な性能を得るためには厳しく管理された条件下で膜厚の制御を行うことが必要である。従って、生産性が低くかつ大面積化が難しいという問題がある。 (2) In manufacturing the device, a thin film having a film thickness of 0.1 μm or less is formed in a plurality of vapor deposition processes of low molecular organic compounds, so pinholes are likely to occur, and strict management is required to obtain sufficient performance. It is necessary to control the film thickness under the specified conditions. Therefore, there are problems that productivity is low and it is difficult to increase the area.
(3)発光材料で利用されているのは、励起一重項状態からの発光、すなわち蛍光である。ところが、発光層中でホールと電子とが再結合して生成する励起一重項状態と励起三重項状態の励起子の生成比が量子力学に基づくスピン統計則から1:3であることから、有機EL素子における発光の内部量子効率は理論的には25%が上限とされている。 (3) What is used in the light emitting material is light emission from an excited singlet state, that is, fluorescence. However, since the generation ratio of excitons in excited singlet state and excited triplet state generated by recombination of holes and electrons in the light emitting layer is 1: 3 from the spin statistic rule based on quantum mechanics, The upper limit of the internal quantum efficiency of light emission in the EL element is theoretically 25%.
前記(1)に示す課題の解決のためには、ホール輸送材料として安定なアモルファスガラス状態が得られる、スターバーストアミンを用いたり、ポリフォスファゼンの側鎖にトリフェニルアミンを導入したポリマーを用いたりしたEL素子が報告されている(例えば、非特許文献3、4参照)。
In order to solve the problem shown in (1) above, a stable amorphous glass state can be obtained as a hole transport material, a starburst amine or a polymer in which triphenylamine is introduced into the side chain of polyphosphazene is used. There have been reports of EL devices that have been used (for example, see Non-Patent
しかし、これら単独ではホール輸送材料のイオン化ポテンシャルに起因するエネルギー障壁が存在するため、陽極からのホール注入性あるいは発光層へのホール注入性を満足することができない。また、前者のスターバーストアミンの場合には、溶解性が小さいために精製が難しく、純度を上げることが困難であることや、後者のポリマーの場合には、高い電流密度が得られず十分な輝度が得られてない等の問題も存在する。 However, since these alone have an energy barrier due to the ionization potential of the hole transport material, the hole injection property from the anode or the hole injection property to the light emitting layer cannot be satisfied. Further, in the case of the former starburst amine, it is difficult to purify due to low solubility, and it is difficult to increase the purity, and in the case of the latter polymer, a high current density cannot be obtained and sufficient. There is also a problem that the luminance is not obtained.
また、前記(2)に示す課題の解決のためには、工程を短縮できる単層構造のEL素子について研究・開発が進められ、ポリ(p−フェニレンビニレン)等の導電性高分子を用いたり、ホール輸送性ポリビニルカルバゾール中に電子輸送材料と螢光色素とを混入した素子が提案されているが(例えば、非特許文献5、6参照)、未だ輝度、発光効率等が有機低分子化合物を用いた積層型EL素子には及ばない。
Further, in order to solve the problem shown in (2), research and development of an EL element having a single-layer structure capable of shortening the process has been promoted, and a conductive polymer such as poly (p-phenylene vinylene) is used. A device in which an electron transporting material and a fluorescent dye are mixed in a hole transporting polyvinyl carbazole has been proposed (see, for example, Non-Patent
さらに、作製法においては、製造の簡略化、加工性、大面積化、コスト等の観点から、湿式による塗布方式が望ましく、キャステイング法によっても素子が得られることが報告されている(例えば、非特許文献7、8参照)。しかし、電荷輸送材料の溶剤や樹脂に対する溶解性や相溶性が悪いため結晶化しやすく、製造上あるいは特性上に問題があった。 Furthermore, it has been reported that the manufacturing method is preferably a wet coating method from the viewpoint of simplification of manufacturing, workability, large area, cost, etc., and an element can also be obtained by a casting method (for example, non-processing). (See Patent Documents 7 and 8). However, since the charge transport material has poor solubility and compatibility with solvents and resins, it is easy to crystallize, and there is a problem in production or characteristics.
前記(3)に示す課題の解決のためには、励起子生成確率の高い励起三重項状態、すなわち燐光による発光材料を用いることが有効である。燐光による発光材料としては、白金錯体を用いた素子が最初に提案され(例えば、非特許文献9参照)、さらに燐光発光するイリジウム錯体を用いることにより、外部量子効率7.5%(外部取り出し効率を20%と仮定すると内部量子効率は37.5%)が得られ、従来上限値とされてきた外部量子効率5%という値を上回ることが可能なことを示されている(例えば、非特許文献10、特許文献1参照)。 In order to solve the above problem (3), it is effective to use an excited triplet state having a high probability of exciton generation, that is, a phosphorescent material. As a phosphorescent light-emitting material, an element using a platinum complex was first proposed (for example, see Non-Patent Document 9). Further, by using an iridium complex that emits phosphorescence, an external quantum efficiency of 7.5% (external extraction efficiency) Is assumed to be 20%, the internal quantum efficiency is 37.5%), and it has been shown that it is possible to exceed the external quantum efficiency of 5%, which has been the upper limit in the past (for example, non-patent Reference 10 and Patent Document 1).
しかし、実際の使用に当たっては、ホスト化合物である特定の低分子有機化合物にドープして使用する必要があり、蛍光による発光材料の場合と同様の、前記(1)や(2)に示す課題を有している。
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明の目的は、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、かつ大面積化可能であり製造容易な有機EL素子を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, an object of the present invention is to provide an organic EL device that has sufficient luminance, is excellent in stability and durability, can be increased in area, and can be easily manufactured.
上記目的を達成するため電荷輸送材料及び発光材料に関し鋭意検討した結果、特定の構造より選択された少なくとも1種を部分構造として含む電荷輸送性ポリエーテルが、有機EL素子として好適な電荷注入特性、電荷移動度、薄膜形成能を有し、かつ、前記電荷輸送性ポリエーテルと、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子とを組み合わせることで、素子の耐久性と発光効率に優れるだけでなく、生産性の高い素子となることを見い出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies on charge transport materials and light-emitting materials to achieve the above object, a charge transporting polyether containing at least one selected from a specific structure as a partial structure is suitable for an organic EL device, Charge mobility, thin film forming ability, and the charge transporting polyether and the transition from the excited triplet state to the ground state of the electron energy level or to the ground state via the excited triplet state. By combining with a light-emitting polymer that emits light by transition, it has been found that not only the device has excellent durability and luminous efficiency, but also has a high productivity, and the present invention has been completed.
すなわち本発明は、
<1> 少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に挾持された、1つまたは複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、
前記有機化合物層の少なくとも1層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエーテルを1種以上含有し、さらに、前記有機化合物層の少なくとも1層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子を含有することを特徴とする有機電界発光素子である。
That is, the present invention
<1> In an organic electroluminescent device composed of one or a plurality of organic compound layers sandwiched between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent,
A charge transporting polyether comprising at least one organic compound layer comprising a repeating unit containing at least one selected from the structures represented by the following general formulas (I-1) and (I-2) as a partial structure: 1 or more types, and at least one of the organic compound layers is transitioned from the excited triplet state of the electron energy level to the ground state or to the ground state via the excited triplet state. It is an organic electroluminescent element characterized by containing the luminescent polymer which light-emits by.
上記一般式(I−1)及び(I−2)中、Arは置換もしくは未置換の1価の芳香族基を表し、Xは置換もしくは未置換の2価の芳香族基を表す。また、Tは炭素数1〜6の2価の直鎖状炭化水素または炭素数2〜10の分枝状炭化水素を表し、k、lは0または1を表す。 In the general formulas (I-1) and (I-2), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, and X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group. T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched hydrocarbon having 2 to 10 carbon atoms, and k and l represent 0 or 1.
<2> 前記有機化合物層が、少なくとも発光層及び電子輸送層から構成され、該発光層及び該電子輸送層の少なくとも一方が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエーテルを1種以上含有し、前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子を1種以上含有してなることを特徴とする<1>に記載の有機電界発光素子である。 <2> The organic compound layer includes at least a light emitting layer and an electron transport layer, and at least one of the light emitting layer and the electron transport layer is represented by the general formulas (I-1) and (I-2). Containing at least one charge transporting polyether comprising a repeating unit containing at least one selected from the structure as a partial structure, wherein the light emitting layer is formed by transition from an excited triplet state of an electron energy level to a ground state. Alternatively, the organic electroluminescent element according to <1>, which contains one or more luminescent polymers that emit light upon transition to a ground state via an excited triplet state.
<3> 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする<2>に記載の有機電界発光素子である。 <3> The organic electroluminescent element according to <2>, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material.
<4> 前記有機化合物層が、少なくともホール輸送層、発光層及び電子輸送層から構成され、該ホール輸送層及び該電子輸送層の少なくとも一方が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエーテルを1種以上含有し、前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子を1種以上含有してなることを特徴とする<1>に記載の有機電界発光素子である。 <4> The organic compound layer includes at least a hole transport layer, a light-emitting layer, and an electron transport layer, and at least one of the hole transport layer and the electron transport layer is represented by the general formulas (I-1) and (I- 2) containing one or more charge-transporting polyethers composed of repeating units containing at least one selected from the structure shown in 2) as a partial structure, wherein the light-emitting layer is grounded from an excited triplet state of an electron energy level. <1> Organic electroluminescence according to <1>, comprising at least one luminescent polymer that emits light upon transition to a state or upon transition to a ground state via an excited triplet state It is an element.
<5> 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする<4>に記載の有機電界発光素子である。 <5> The organic electroluminescent element as described in <4>, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material.
<6> 前記有機化合物層が、少なくともホール輸送層及び発光層から構成され、前記ホール輸送層及び前記発光層の少なくとも一方が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエーテルを1種以上含有し、前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子を1種以上含有してなることを特徴とする<1>に記載の有機電界発光素子である。 <6> The organic compound layer includes at least a hole transport layer and a light-emitting layer, and at least one of the hole transport layer and the light-emitting layer is represented by the general formulas (I-1) and (I-2). Containing at least one charge transporting polyether comprising a repeating unit containing at least one selected from the structure as a partial structure, wherein the light emitting layer is formed by transition from an excited triplet state of an electron energy level to a ground state. Alternatively, the organic electroluminescent element according to <1>, which contains one or more luminescent polymers that emit light upon transition to a ground state via an excited triplet state.
<7> 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする<6>に記載の有機電界発光素子である。 <7> The organic electroluminescent element according to <6>, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material.
<8> 前記有機化合物層が、少なくとも電荷輸送能を有する発光層から構成され、該発光層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエーテルを1種以上含有し、さらに、前記発光層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子を1種以上含有してなることを特徴とする<1>に記載の有機電界発光素子である。 <8> The organic compound layer is composed of a light emitting layer having at least a charge transporting ability, and the light emitting layer is at least one selected from the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2). Containing at least one charge transporting polyether comprising a repeating unit containing a species as a partial structure, and the light emitting layer is formed by a transition from an excited triplet state of an electron energy level to a ground state, or an excited triplet <1> The organic electroluminescence device according to <1>, wherein the organic electroluminescence device comprises at least one luminescent polymer that emits light upon transition to a ground state via a state.
<9> 前記発光層が、電荷輸送性材料を含むことを特徴とする<8>に記載の有機電界発光素子である。 <9> The organic electroluminescent element according to <8>, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material.
<10> 前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエーテルが、下記一般式(II)で示される電荷輸送性ポリエーテルであることを特徴とする<1>に記載の有機電界発光素子である。 <10> A charge transporting polyether comprising a repeating unit containing, as a partial structure, at least one selected from the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) is represented by the following general formula (II): <1> The organic electroluminescence device according to <1>, which is a charge transporting polyether represented by the formula:
上記一般式(II)中、Aは前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択される少なくとも1種を表し、Rは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、pは5〜5000の整数を表す。 In the general formula (II), A represents at least one selected from the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2), and R represents a hydrogen atom, an alkyl group, substituted or unsubstituted. An aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group, and p represents an integer of 5 to 5,000.
本発明によれば、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、かつ大面積化可能であり製造容易な有機EL素子を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it has sufficient brightness | luminance, it is excellent in stability and durability, and the organic EL element which can be enlarged and can be manufactured easily can be provided.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機EL素子は、少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に挾持された、1つまたは複数の有機化合物層より構成される有機電界発光素子において、前記有機化合物層の少なくとも1層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエーテルを1種以上含有し、さらに、前記有機化合物層の少なくとも1層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移、あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子を含有することを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The organic EL device of the present invention is an organic electroluminescent device composed of one or more organic compound layers sandwiched between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent. 1 layer contains 1 or more types of charge transport polyether which consists of a repeating unit which contains at least 1 sort (s) selected from the structure shown by the following general formula (I-1) and (I-2) as a partial structure, Further, the light emitting polymer in which at least one of the organic compound layers emits light by transition from an excited triplet state of an electronic energy level to a ground state or a transition from a ground state via an excited triplet state. It is characterized by containing.
本発明の有機EL素子は、前記電荷輸送性ポリエーテル及び前記発光性高分子を含有してなる層を有することで、十分な輝度を有し、安定性及び耐久性に優れる。さらに、前記電荷輸送性ポリエーテル及び前記発光性高分子を用いることで、大面積化可能であり、容易に製造可能である。特に本発明では、電荷輸送層だけでなく発光層も湿式による塗布方式で形成することができるため、前述のような従来の素子に比べ、製造プロセスを大幅に簡易化することができる。 The organic EL device of the present invention has a layer containing the charge-transporting polyether and the light-emitting polymer, and thus has sufficient luminance and is excellent in stability and durability. Further, by using the charge transporting polyether and the light emitting polymer, the area can be increased and the production can be easily performed. In particular, in the present invention, not only the charge transport layer but also the light emitting layer can be formed by a wet coating method, so that the manufacturing process can be greatly simplified as compared with the conventional device as described above.
上記一般式(I−1)及び(I−2)中、Arは置換もしくは未置換の1価の芳香族基を表し、Xは置換もしくは未置換の2価の芳香族基を表す。また、Tは炭素数1〜6の2価の直鎖状炭化水素または炭素数2〜10の分枝状炭化水素を表し、k、lは0または1を表す。 In the general formulas (I-1) and (I-2), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, and X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group. T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched hydrocarbon having 2 to 10 carbon atoms, and k and l represent 0 or 1.
前記Arは置換もしくは未置換の1価の芳香族基を表す。具体的には、置換もしくは未置換のフェニル基、または置換もしくは未置換の芳香族数2〜10の1価の多核芳香族炭化水素、または置換もしくは未置換の芳香族数2〜10の1価の縮合環芳香族炭化水素、または置換もしくは未置換の1価の芳香族複素環、または少なくとも1種の芳香族複素環を含む置換もしくは未置換の1価の芳香族基を表す。 Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group. Specifically, a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted monovalent polynuclear aromatic hydrocarbon having 2 to 10 aromatics, or a substituted or unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon having 2 to 10 aromatics Or a substituted or unsubstituted monovalent aromatic heterocyclic ring, or a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group containing at least one aromatic heterocyclic ring.
前記多核芳香族炭化水素及び縮合環芳香族炭化水素を構成する芳香環数は、特に限定されないが、芳香環数が2〜5のものが好ましく、縮合環芳香族炭化水素においては、全縮合環芳香族炭化水素が好ましい。なお、当該多核芳香族炭化水素及び縮合環芳香族炭化水素とは、本発明においては、具体的には以下に定義される多環式芳香族のことを意味する。 The number of aromatic rings constituting the polynuclear aromatic hydrocarbon and the condensed ring aromatic hydrocarbon is not particularly limited, but those having 2 to 5 aromatic rings are preferable. In the condensed ring aromatic hydrocarbon, all condensed rings Aromatic hydrocarbons are preferred. In the present invention, the polynuclear aromatic hydrocarbon and the condensed ring aromatic hydrocarbon specifically mean a polycyclic aromatic as defined below.
すなわち、前記「多核芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が2個以上存在し、これらの芳香環同士が、炭素−炭素の単結合によって結合している炭化水素化合物を表す。具体例としては、ビフェニル、ターフェニル等が挙げられる。 That is, the “polynuclear aromatic hydrocarbon” is a hydrocarbon in which two or more aromatic rings composed of carbon and hydrogen are present, and these aromatic rings are bonded by a carbon-carbon single bond. Represents a compound. Specific examples include biphenyl and terphenyl.
また、前記「縮合環芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が2個以上存在し、これらの芳香環同士が、1対の隣接して結合する炭素原子を共有している炭化水素化合物を表す。具体例としては、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン等が挙げられる。 The “fused ring aromatic hydrocarbon” means that there are two or more aromatic rings composed of carbon and hydrogen, and these aromatic rings share a pair of adjacent bonded carbon atoms. Represents a hydrocarbon compound. Specific examples include naphthalene, anthracene, phenanthrene, fluorene and the like.
また、一般式(I−1)及び(I−2)中において、Arで表される構造のひとつとして選択される芳香族複素環は、炭素と水素と以外の元素も含む芳香環を表す。その環骨格を構成する原子数(Nr)は、5及び/または6が好ましく用いられる。また、環骨格を構成する炭素以外の元素(異種元素)の種類及び数は特に限定されないが、例えば、S、N、O等が好ましく用いられ、前記環骨格中には、2種類以上及び/または2個以上の異種原子が含まれていてもよい。 In the general formulas (I-1) and (I-2), the aromatic heterocycle selected as one of the structures represented by Ar represents an aromatic ring including elements other than carbon and hydrogen. The number of atoms (Nr) constituting the ring skeleton is preferably 5 and / or 6. In addition, the type and number of elements (heterogeneous elements) other than carbon constituting the ring skeleton are not particularly limited. For example, S, N, O, and the like are preferably used. Or two or more different atoms may be contained.
特に、5員環構造を持つ複素環としては、チオフェン、チオフィン及びフラン、もしくはこれらの3位及び4位の炭素をさらに窒素で置換した複素環、ピロールもしくはこれの3位及び4位の炭素をさらに窒素で置換した複素環が好ましく用いられ、6員環構造をもつ複素環としては、ピリジンが好ましく用いられる。 In particular, as a heterocyclic ring having a 5-membered ring structure, thiophene, thiofin and furan, or a heterocyclic ring obtained by further substituting the 3- and 4-position carbons with nitrogen, pyrrole, or the 3- and 4-position carbons thereof. Further, a heterocyclic ring substituted with nitrogen is preferably used, and pyridine is preferably used as the heterocyclic ring having a 6-membered ring structure.
さらに、一般式(I−1)及び(I−2)中において、Arで表される構造のひとつとして選択される芳香族複素環を含む芳香族基は、骨格を構成する原子団中に、少なくとも1種の前記芳香族複素環を含む結合基を表す。これらは、すべてが共役系で構成されたもの、あるいは一部が非共役系で構成されたもののいずれでもよいが、電荷輸送性や発光効率の点で、すべてが共役系で構成されたものが好ましい。 Further, in the general formulas (I-1) and (I-2), an aromatic group containing an aromatic heterocycle selected as one of the structures represented by Ar is in an atomic group constituting the skeleton, It represents a linking group containing at least one aromatic heterocycle. These may be either all composed of a conjugated system or partially composed of a non-conjugated system, but all are composed of a conjugated system in terms of charge transportability and luminous efficiency. preferable.
また、Arで表される構造として選択されるベンゼン環、多核芳香族炭化水素、縮合環芳香族炭化水素または複素環の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アリール基、アラルキル基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。 In addition, as a substituent of a benzene ring, polynuclear aromatic hydrocarbon, condensed ring aromatic hydrocarbon or heterocyclic ring selected as a structure represented by Ar, a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a phenoxy group, an aryl group Aralkyl group, substituted amino group, halogen atom and the like.
上記アルキル基としては、炭素数が1〜10のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。前記アルコキシル基としては、炭素数が1〜10のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。 As said alkyl group, a C1-C10 thing is preferable, For example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group etc. are mentioned. As said alkoxyl group, a C1-C10 thing is preferable, for example, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group etc. are mentioned.
前記アリール基としては、炭素数が6〜20のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。前記アラルキル基としては、炭素数が7〜20のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、具体例は前述の通りである。
As said aryl group, a C6-C20 thing is preferable, For example, a phenyl group, a toluyl group, etc. are mentioned. As said aralkyl group, a C7-C20 thing is preferable, For example, a benzyl group, a phenethyl group, etc. are mentioned.
Examples of the substituent of the substituted amino group include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and the like, and specific examples are as described above.
一般式(I−1)及び(I−2)中、Xは置換もしくは未置換の2価の芳香族基を表す。具体的には、置換もしくは未置換のフェニレン基、または置換もしくは未置換の芳香族数2〜10の2価の多核芳香族炭化水素、または置換もしくは未置換の芳香族数2〜10の2価の縮合環芳香族炭化水素、または置換もしくは未置換の2価の芳香族複素環、または少なくとも1種の芳香族複素環を含む置換もしくは未置換の2価の芳香族基を表す。
ここで、上記「多核芳香族炭化水素」「縮合環芳香族炭化水素」「芳香族複素環」「芳香族複素環を含む芳香族基」については前述の通りである。
In general formulas (I-1) and (I-2), X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group. Specifically, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted divalent polynuclear aromatic hydrocarbon having 2 to 10 aromatics, or a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon having 2 to 10 aromatics A condensed ring aromatic hydrocarbon, a substituted or unsubstituted divalent aromatic heterocyclic ring, or a substituted or unsubstituted divalent aromatic group containing at least one aromatic heterocyclic ring.
Here, the “polynuclear aromatic hydrocarbon”, “fused ring aromatic hydrocarbon”, “aromatic heterocycle” and “aromatic group containing an aromatic heterocycle” are as described above.
一般式(I−1)及び(I−2)中、k、lは0または1を示し、Tは炭素数1〜6の2価の直鎖状炭化水素、または炭素数2〜10の2価の分枝鎖状炭化水素基を示し、好ましくは炭素数が2〜6の2価の直鎖状炭化水素基、及び炭素数3〜7の2価の分枝鎖状炭化水素より選択される。 In general formulas (I-1) and (I-2), k and l represent 0 or 1, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms, or 2 having 2 to 10 carbon atoms. A divalent branched hydrocarbon group, preferably selected from a divalent straight chain hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms and a divalent branched chain hydrocarbon group having 3 to 7 carbon atoms. The
前記Tの具体的な構造としては、以下を挙げることができる。 Specific examples of the T include the following.
一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなるホール輸送性ポリエーテル(電荷輸送性ポリエーテル)としては、下記一般式(II)で示されるものが好適に使用される。 As a hole transporting polyether (charge transporting polyether) comprising a repeating unit containing at least one selected from the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) as a partial structure, Those represented by the formula (II) are preferably used.
一般式(II)中、Aは前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を表し、一つのポリマー中に2種類以上の構造のAが含まれてもよい。 In general formula (II), A represents at least one selected from the structures represented by general formulas (I-1) and (I-2), and two or more types of A are present in one polymer. May be included.
また、一般式(II)中、Rは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。上記アルキル基としては、炭素数が1〜10のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。前記アリール基としては、炭素数が6〜20のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。前記アラルキル基としては、炭素数が7〜20のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。また、前記置換アリール基、置換アラルキル基の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。 In general formula (II), R represents a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group. As said alkyl group, a C1-C10 thing is preferable, For example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group etc. are mentioned. As said aryl group, a C6-C20 thing is preferable, For example, a phenyl group, a toluyl group, etc. are mentioned. As said aralkyl group, a C7-C20 thing is preferable, For example, a benzyl group, a phenethyl group, etc. are mentioned. Examples of the substituent for the substituted aryl group and the substituted aralkyl group include a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a substituted amino group, and a halogen atom.
一般式(II)中、重合度を表すpは5〜5000の範囲であるが、好ましくは10〜1000の範囲である。また、本発明の電荷輸送性ポリエーテルの重量平均分子量Mwは、5,000〜1,000,000の範囲であることが好ましいが、10,000〜300,000の範囲にあるのがより好ましい。 In general formula (II), p representing the degree of polymerization is in the range of 5 to 5000, preferably 10 to 1000. The weight average molecular weight Mw of the charge transporting polyether of the present invention is preferably in the range of 5,000 to 1,000,000, more preferably in the range of 10,000 to 300,000. .
本発明の電荷輸送性ポリエーテルは、下記構造式(III−1)または(III−2)で示されるホール輸送性モノマー(電荷輸送性モノマー)を、例えば、第4版実験化学講座第28巻(丸善、1993)等に記載された公知の方法で重合させることによって合成することができる。なお、構造式(III−1)または(III−2)中、Ar、X、T、k、lは、前記一般式(I−1)または(I−2)におけるAr、X、T、k、lと各々同様である。 The charge transporting polyether of the present invention is a hole transporting monomer (charge transporting monomer) represented by the following structural formula (III-1) or (III-2), for example, 4th edition Experimental Chemistry Course Vol. 28. (Maruzen, 1993) and the like can be synthesized by polymerization by a known method. In Structural Formula (III-1) or (III-2), Ar, X, T, k, and l are Ar, X, T, k in General Formula (I-1) or (I-2), respectively. , L, respectively.
具体的には、一般式(II)で示されるホール輸送性ポリエーテルは、例えば次のようにして合成することができる。
(1)本発明における電荷輸送性ポリエーテルは、まず、上記一般式(III−1)及び(III−2)で示される化合物のうち、2個のヒドロキシアルキル基を有する電荷輸送性化合物(電荷輸送性モノマー)を加熱脱水縮合する方法によって合成することができる。
Specifically, the hole transporting polyether represented by the general formula (II) can be synthesized, for example, as follows.
(1) The charge transporting polyether in the present invention is a charge transporting compound having two hydroxyalkyl groups among the compounds represented by the general formulas (III-1) and (III-2) (charges). The transportable monomer can be synthesized by a method of heat dehydration condensation.
この場合、無溶媒で電荷輸送性モノマーを加熱溶融し、水の脱離による重合反応を促進さノマーを加熱溶融し、水の脱離による重合反応を促進させるため減圧下で反応させることが望ましい。また、溶媒を使用する場合は、水の除去のため、水と共沸する溶媒、例えば、トリクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、1−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー1当量に対して、好ましくは1〜100当量の範囲、より好ましくは2〜50当量の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できるが、重合中に生成する水を除去するために、溶媒の沸点で反応させるのが好ましい。重合が進まない場合には、反応系から溶媒を除去し、粘ちょう状態で加熱撹拌してもよい。 In this case, it is desirable that the charge transporting monomer is heated and melted without solvent to promote the polymerization reaction due to the elimination of water, and the monomer is heated and melted to react under reduced pressure in order to promote the polymerization reaction due to the elimination of water. . When a solvent is used, a solvent azeotroped with water, for example, trichloroethane, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, 1-chloronaphthalene, etc. is effective for removing water, and charge transporting monomer 1 Preferably it is used in the range of 1 to 100 equivalents, more preferably in the range of 2 to 50 equivalents, relative to equivalents. The reaction temperature can be arbitrarily set, but it is preferable to carry out the reaction at the boiling point of the solvent in order to remove water generated during the polymerization. If the polymerization does not proceed, the solvent may be removed from the reaction system and heated and stirred in a viscous state.
(2)また、上記電荷輸送性ポリエーテルは、酸触媒として、p−トルエンスルホン酸、塩酸、硫酸、トリフルオロ酢酸等のプロトン酸、あるいは塩化亜鉛等のルイス酸を用い、脱水縮合する方法によって合成することもできる。この場合、酸触媒は電荷輸送性モノマー1当量に対して、好ましくは1/10000〜1/10当量の範囲、より好ましくは1/1000〜1/50当量の範囲で用いる。 (2) In addition, the charge transporting polyether is obtained by dehydration condensation using a protonic acid such as p-toluenesulfonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, trifluoroacetic acid, or a Lewis acid such as zinc chloride as an acid catalyst. It can also be synthesized. In this case, the acid catalyst is preferably used in the range of 1/10000 to 1/10 equivalent, more preferably in the range of 1/1000 to 1/50 equivalent, relative to 1 equivalent of the charge transporting monomer.
重合中に生成する水を除去するために、水と共沸可能な溶剤を用いるのが好ましい。溶剤としては、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、1−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー1当量に対して、好ましくは1〜100当量の範囲、より好ましくは2〜50当量の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できるが、重合中に生成する水を除去するために、溶剤の沸点で反応させることが好ましい。 In order to remove water generated during the polymerization, it is preferable to use a solvent azeotropic with water. As the solvent, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, 1-chloronaphthalene and the like are effective, and preferably 1 to 100 equivalents, more preferably 2 to 50 equivalents with respect to 1 equivalent of the charge transporting monomer. Used in a range. The reaction temperature can be arbitrarily set, but it is preferable to carry out the reaction at the boiling point of the solvent in order to remove water generated during the polymerization.
(3)さらに、上記電荷輸送性ポリエーテルは、シアンン化シクロヘキシル等のイソシアン化アルキル、シアン酸p−トリルや2,2−ビス(4−シアナートフェニル)プロパン等のシアン酸エステル、ジクロロヘキシルカルボジイミド(DCC)、トリクロロアセトニトリル等の縮合剤を用いる方法によっても合成することができる。 (3) Further, the above charge transporting polyether includes an isocyanic alkyl such as cyclohexyl cyanide, a cyanate such as p-tolyl cyanate and 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane, and dichlorocarbodiimide. It can also be synthesized by a method using a condensing agent such as (DCC) or trichloroacetonitrile.
この場合、縮合剤は、電荷輸送性モノマー1当量に対して、好ましくは1/2〜10当量の範囲、より好ましくは1〜3当量の範囲で用いられる。溶剤としては、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、1−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー1当量に対して、好ましくは1〜100当量の範囲、より好ましくは2〜50当量の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できるが、室温から溶剤の沸点で反応させることが好ましい。 In this case, the condensing agent is preferably used in the range of 1/2 to 10 equivalents, more preferably in the range of 1 to 3 equivalents, relative to 1 equivalent of the charge transporting monomer. As the solvent, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, 1-chloronaphthalene and the like are effective, and preferably in the range of 1 to 100 equivalents, more preferably in the range of 2 to 50 equivalents with respect to 1 equivalent of the charge transporting monomer. Used. Although reaction temperature can be set arbitrarily, it is preferable to make it react from the room temperature to the boiling point of a solvent.
上記(1)、(2)及び(3)の合成法のうち、異性化や副反応が起こりにくいことから、合成法(1)または(3)が好ましい。特に、合成法(3)が反応条件がより穏和なことからより好ましい。 Of the synthesis methods (1), (2) and (3), the synthesis method (1) or (3) is preferred because isomerization and side reactions are unlikely to occur. In particular, the synthesis method (3) is more preferable because the reaction conditions are milder.
反応終了後、溶剤を用いなかった場合は反応物を溶解可能な溶剤に溶解させる。溶剤を用いた場合には、そのまま、反応物をメタノール、エタノール等のアルコール類や、アセトン等の電荷輸送性ポリマーが溶解しにくい貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリエーテルを析出させ、電荷輸送性エーテルを分離した後、水や有機溶剤で十分に洗浄し、乾燥させる。さらに必要であれば、適当な有機溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリマーを析出させる再沈澱処理を繰り返してもよい。再沈澱処理の際には、メカニカルスターラー等で、効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。 When the solvent is not used after completion of the reaction, the reaction product is dissolved in a soluble solvent. When a solvent is used, the reaction product is dropped as it is into a poor solvent in which a charge transporting polymer such as methanol or ethanol or a charge transporting polymer such as acetone is difficult to dissolve, to precipitate a charge transporting polyether, After separating the transportable ether, it is thoroughly washed with water or an organic solvent and dried. Furthermore, if necessary, the reprecipitation treatment may be repeated in which it is dissolved in a suitable organic solvent and dropped into a poor solvent to precipitate the charge transporting polymer. The reprecipitation treatment is preferably carried out with efficient stirring using a mechanical stirrer or the like.
再沈澱処理の際に電荷輸送性ポリエーテルを溶解させる溶剤は、電荷輸送性ポリエーテル1当量に対して、好ましくは1〜100当量、より好ましくは2〜50当量の範囲で用いられる。また、貧溶剤は電荷輸送性ポリエーテル1当量に対して、好ましくは1〜1000当量、より好ましくは10〜500当量の範囲で用いられる。さらに、上記反応において、電荷輸送性モノマーを2種以上、好ましくは2〜5種の範囲、さらに好ましくは2〜3種の範囲で用いることにより、共重合ポリマーの合成も可能である。異種の電荷輸送性モノマーを共重合することによって、電気特性、成膜性、溶解性を制御することができる。 The solvent for dissolving the charge transporting polyether in the reprecipitation treatment is preferably used in the range of 1 to 100 equivalents, more preferably 2 to 50 equivalents, per 1 equivalent of the charge transporting polyether. The poor solvent is preferably used in an amount of 1 to 1000 equivalents, more preferably 10 to 500 equivalents, per 1 equivalent of the charge transporting polyether. Furthermore, in the above reaction, a copolymer can be synthesized by using two or more charge transporting monomers, preferably in the range of 2 to 5, more preferably in the range of 2 to 3. By copolymerizing different kinds of charge transporting monomers, it is possible to control electrical characteristics, film formability, and solubility.
電荷輸送性ポリエーテルの重合度pは、低すぎると成膜性に劣り、強固な膜が得られにくく、また、高すぎると溶剤への溶解度が低くなり、加工性が悪くなるため、5〜5000の範囲に設定されるが、好ましくは10〜3000の範囲、より好ましくは15〜1000の範囲である。 If the polymerization degree p of the charge transporting polyether is too low, the film formability is inferior and a strong film is difficult to obtain. If it is too high, the solubility in the solvent is lowered and the workability is deteriorated. Although it is set in the range of 5000, it is preferably in the range of 10 to 3000, more preferably in the range of 15 to 1000.
電荷輸送性ポリエーテルの末端基は、電荷輸送性モノマーと同様にヒドロキシル基、すなわち一般式(II)におけるRが水素原子であってよいが、溶解性、成膜性、モビリティー等のポリマー物性に影響を及ぼす場合には、末端基Rを修飾し物性を制御することができる。例えば、末端のヒドロキシル基を、硫酸アルキル、ヨウ化アルキル等でアルキルエーテル化することができる。 The terminal group of the charge transporting polyether may be a hydroxyl group as in the case of the charge transporting monomer, that is, R in the general formula (II) may be a hydrogen atom, but the polymer physical properties such as solubility, film-forming property, mobility, etc. In the case of influence, the end group R can be modified to control physical properties. For example, the terminal hydroxyl group can be alkyl etherified with alkyl sulfate, alkyl iodide or the like.
具体的な試薬としては、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル等から任意に選ぶことができ、末端のヒドロキシル基量に対し好ましくは1〜3当量の範囲、より好ましくは1〜2当量の範囲で用いる。その際、塩基触媒を用いることができるが、該塩基触媒として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、ナトリウム金属等から任意に選ぶことができ、末端のヒドロキシル基量に対し好ましくは1〜3当量の範囲、より好ましくは1〜2当量の範囲で用いる。反応温度は、0℃から使用する溶剤の沸点の範囲で行うことができる。 The specific reagent can be arbitrarily selected from dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl iodide, ethyl iodide and the like, and is preferably in the range of 1 to 3 equivalents, more preferably 1 to 3 equivalents with respect to the amount of terminal hydroxyl groups. Used in the range of 2 equivalents. In this case, a base catalyst can be used, and the base catalyst can be arbitrarily selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydride, sodium metal and the like, and preferably 1 for the amount of terminal hydroxyl groups. It is used in the range of -3 equivalents, more preferably in the range of 1-2 equivalents. The reaction temperature can be in the range of 0 ° C. to the boiling point of the solvent used.
また、その際用いる溶剤として、ベンゼン、トルエン、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等の不活性溶剤から選ばれる単独溶剤、あるいはこれらの2〜3種の混合溶剤が使用できる。また、反応によっては、相間移動触媒としてテトラ−n−ブチルアンモニウムアイオダイド等の第4級アンモニウム塩を使用することもできる。 In addition, the solvent used in this case is selected from inert solvents such as benzene, toluene, methylene chloride, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. A single solvent or a mixed solvent of 2 to 3 kinds thereof can be used. Depending on the reaction, a quaternary ammonium salt such as tetra-n-butylammonium iodide can be used as a phase transfer catalyst.
また、末端のヒドロキシル基を酸ハロゲン化物を用いアシル化して、一般式(II)におけるRをアシル基にすることもできる。酸ハロゲン化物は特に限定するものではないが、例えばアクリロイルクロリド、クロトノイルクロリド、メタクリロイルクロリド、n−ブチルクロリド、2−フロイルクロリド、ベンゾイルクロリド、シクロヘキサンカルボニルクロリド、エナンチルクロリド、フェニルアセチルクロリド、o−トルオイルクロリド、m−トルオイルクロリド、p−トルオイルクロリド等が挙げられる
上記酸ハロゲン化物は、末端のヒドロキシル基量に対し好ましくは1〜3当量の範囲、より好ましくは1〜2当量の範囲で用いる。
Further, R in the general formula (II) can be converted to an acyl group by acylating the terminal hydroxyl group with an acid halide. The acid halide is not particularly limited, and examples thereof include acryloyl chloride, crotonoyl chloride, methacryloyl chloride, n-butyl chloride, 2-furoyl chloride, benzoyl chloride, cyclohexanecarbonyl chloride, enanthyl chloride, phenylacetyl chloride, o -Toluoyl chloride, m-toluoyl chloride, p-toluoyl chloride and the like The acid halide is preferably in the range of 1 to 3 equivalents, more preferably 1 to 2 equivalents, relative to the amount of terminal hydroxyl groups. Use in a range.
その際、塩基触媒を用いることができるが、該塩基触媒としては、ピリジン、ジメチルアミノピリジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン等から任意に選ぶことができ、酸クロリドに対し好ましくは1〜3当量の範囲、好ましくは1〜2当量の範囲で用いる。 In this case, a base catalyst can be used, and the base catalyst can be arbitrarily selected from pyridine, dimethylaminopyridine, trimethylamine, triethylamine and the like, and is preferably in the range of 1 to 3 equivalents relative to the acid chloride. Is used in the range of 1 to 2 equivalents.
用いられる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、塩化メチルン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン等が挙げられる。反応は、0℃から溶剤の沸点の範囲で行うことができるが、好ましくは、0℃から30℃の範囲で行う。 Examples of the solvent used include benzene, toluene, methyl chloride, tetrahydrofuran, and methyl ethyl ketone. The reaction can be carried out in the range of 0 ° C. to the boiling point of the solvent, but preferably in the range of 0 ° C. to 30 ° C.
さらに、無水酢酸等の酸無水物を用いてもアシル化することができる。この反応において溶剤を用いる場合は、具体的には、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン等の不活性溶剤を使用することができる。反応は、0℃から溶剤の沸点の範囲で行うことができるが、好ましくは、50℃から溶剤の沸点の範囲で行えばよい。 Furthermore, acylation can also be performed using an acid anhydride such as acetic anhydride. When a solvent is used in this reaction, specifically, an inert solvent such as benzene, toluene, chlorobenzene or the like can be used. The reaction can be carried out in the range of 0 ° C. to the boiling point of the solvent, but preferably in the range of 50 ° C. to the boiling point of the solvent.
そのほか、モノイソシアネートを用い、電荷輸送性ポリエーテルの末端にウレタン残基(−CONH−R’)を導入することができる。具体的なモノイソシアネートとしては、イソシアン酸ベンジルエステル、イソシアン酸n−ブチルエステル、イソシアン酸t−ブチルエステル、イソシアン酸シクロヘキシルエステル、イソシアン酸2,6−ジメチルエステル、イソシアン酸エチルエステル、イソシアン酸イソプロピルエステル、イソシアン酸2−メトキシフェニルエステル、イソシアン酸4−メトキシフェニルエステル、イソシアン酸n−オクタデシルエステル、イソシアン酸フェニルエステル、イソシアン酸i−プロピルエステル、イソシアン酸m−トリルエステル、イソシアン酸p−トリルエステル、イソシアン酸1−ナフチルエステル等から任意に選ぶことができる。使用量は、末端のヒドロキシル基量に対し1〜3当量の範囲であることが好ましく、1〜2当量の範囲であることがより好ましい。
In addition, a urethane residue (—CONH—R ′) can be introduced into the terminal of the charge transporting polyether using monoisocyanate. Specific monoisocyanates include isocyanic acid benzyl ester, isocyanic acid n-butyl ester, isocyanic acid t-butyl ester, isocyanic acid cyclohexyl ester,
その際用いる溶剤として、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等を挙げることができる。 Examples of solvents used in this case include benzene, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, methylene chloride, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can do.
反応温度は、0℃から使用溶剤の沸点の範囲で行うことができる。反応が進みにくい場合は、ジラウリン酸ジブチルスズ(II)、オクチル酸スズ(II)、ナフテン酸鉛等の金属化合物、あるいはトリエチルアミン、トリメチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の3級アミンを触媒として添加することもできる。 The reaction temperature can be from 0 ° C. to the boiling point of the solvent used. If the reaction is difficult to proceed, add a metal compound such as dibutyltin (II) dilaurate, tin (II) octylate or lead naphthenate, or a tertiary amine such as triethylamine, trimethylamine, pyridine or dimethylaminopyridine as a catalyst. You can also.
次に、本発明における発光性高分子について説明する。
本発明における発光性高分子としては、固体状態で電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光を示す化合物が用いられる。
Next, the luminescent polymer in the present invention will be described.
The light-emitting polymer in the present invention includes a compound that emits light by transition from an excited triplet state to a ground state of an electronic energy level in a solid state or by transition to a ground state via an excited triplet state. Is used.
ここで、前記電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移による発光とは、上記励起三重項状態から直接燐光を発してなされる発光をいい、また、前記電子エネルギー準位の励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移による発光とは、例えば励起三重項状態から別のエネルギー状態に移り、そこから基底状態への遷移時に燐光及び/または蛍光を発してなされる発光をいう。 Here, the light emission caused by the transition from the excited triplet state to the ground state of the electron energy level refers to light emitted by directly emitting phosphorescence from the excited triplet state, and the excitation of the electron energy level. The light emission by the transition to the ground state via the triplet state is, for example, light emission caused by transferring from the excited triplet state to another energy state and emitting phosphorescence and / or fluorescence at the transition to the ground state. Say.
前記励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光を示す化合物としては、例えば、特開2002−50483号公報に開示されているように、燐光発光性の第1の有機化合物に当たる部分の励起三重項状態から蛍光発光性の第2の有機化合物に当たる部分の励起三重項状態へのエネルギー移動が起こり、第2の有機化合物の部分から蛍光発光が起こるような2種類の成分からなるものが挙げられる。 As a compound that emits light by transition to the ground state via the excited triplet state, for example, as disclosed in JP-A-2002-50483, it corresponds to a phosphorescent first organic compound. Energy transfer from the excited triplet state of the portion to the excited triplet state of the portion corresponding to the fluorescent organic second organic compound occurs, and the fluorescent light emission is generated from the second organic compound portion. Things.
なお、前記発光性高分子が上記励起三重項状態を経由して発光する部分を含む場合には、発光性高分子における発光性部分に含まれる燐光発光性の部分及び蛍光発光性の部分のうち、少なくとも一方が高分子鎖の一部をなすかまたは高分子鎖に結合していることが好ましい。この場合において、高分子鎖の一部をなすかまたは高分子鎖に結合している燐光発光性の部分及び/または蛍光発光性の部分は、高分子の主鎖を形成していてもよく、また高分子の側鎖を形成していてもよい。 In the case where the light emitting polymer includes a portion that emits light through the excited triplet state, among the phosphorescent portion and the fluorescent portion included in the light emitting portion of the light emitting polymer. It is preferable that at least one of them forms part of the polymer chain or is bonded to the polymer chain. In this case, the phosphorescent portion and / or the fluorescent portion that forms a part of the polymer chain or is bonded to the polymer chain may form the main chain of the polymer, Moreover, a polymer side chain may be formed.
また、上記の場合発光性高分子としては、燐光発光性の部分を含む高分子及び蛍光発光性の部分を含む高分子が混合されたものであってもよいし、燐光発光性の部分を含むモノマーと蛍光発光性の部分を含むモノマーとを共重合したものであってもよい。 In the above case, the light emitting polymer may be a mixture of a polymer containing a phosphorescent part and a polymer containing a fluorescent part, or may contain a phosphorescent part. It may be a copolymer of a monomer and a monomer containing a fluorescent portion.
上記発光性高分子における励起三重項状態からの発光を含めた発光の量子収率の値としては、0.1以上が好ましく、より好ましくは0.3以上であり、さらに好ましくは0.5以上である。これらの燐光発光性の部分に適用できる励起三重項状態の発光の量子収率が高い化合物としては金属錯体を挙げられるが、何らこれに限定されるものではない。 The value of the quantum yield of light emission including light emission from the excited triplet state in the light emitting polymer is preferably 0.1 or more, more preferably 0.3 or more, and further preferably 0.5 or more. It is. Examples of the compound having a high quantum yield of excited triplet emission that can be applied to these phosphorescent moieties include metal complexes, but are not limited thereto.
上記金属錯体の具体的な例としては、(1)イリジウム錯体や白金錯体等の遷移金属錯体、及びこれらの誘導体等の遷移金属錯体、(2)希土類金属錯体、などを挙げることができる。これらは高温でも比較的安定な励起三重項状態を有する点で好ましい。また、後述のように、配位能のある官能基を有する高分子を遷移金属原子に配位させることにより容易に錯体化が行える点からも好ましい。 Specific examples of the metal complex include (1) transition metal complexes such as iridium complexes and platinum complexes, and transition metal complexes such as derivatives thereof, and (2) rare earth metal complexes. These are preferable in that they have an excited triplet state that is relatively stable even at high temperatures. Further, as described later, it is also preferable from the viewpoint that complexation can be easily performed by coordinating a polymer having a functional group having coordination ability to a transition metal atom.
前記遷移金属錯体に使用される遷移金属としては、周期表において第1遷移元素系列では原子番号21のScから原子番号30のZnまでを、第2遷移元素系列では原子番号39のYから原子番号48のCdまでを、第3遷移元素系列では原子番号72のHfから原子番号80のHgまでを含める。また、前記希土類金属錯体に使用される希土類金属としては、周期表において原子番号57のLaから原子番号71のLuまでを含める。 As the transition metal used in the transition metal complex, in the periodic table, the first transition element series includes Sc from atomic number 21 to Zn of atomic number 30 and the second transition element series includes Y from atomic number 39 to atomic number. Up to Cd of 48, and from the Hf of atomic number 72 to Hg of atomic number 80 in the third transition element series. The rare earth metal used in the rare earth metal complex includes La of atomic number 57 to Lu of atomic number 71 in the periodic table.
前記発光性部分は非イオン性であることが好ましい。これは、発光性部分がイオン性である場合には、例えば発光性部分を含む発光層に電圧を印加した場合には電気化学発光が起こり、この発光の応答速度が分オーダーと極めて遅くなり、ディスプレイ用途には好ましくないためである。 The luminescent moiety is preferably nonionic. This is because, when the luminescent portion is ionic, for example, when a voltage is applied to the luminescent layer containing the luminescent portion, electrochemiluminescence occurs, and the response speed of this luminescence becomes extremely slow, on the order of minutes, This is because it is not preferable for display applications.
前述の本発明における「発光性部分が高分子鎖の一部をなす」とは、発光性部分構造が高分子鎖の繰り返し単位の少なくとも一種類を構成していることを意味する。したがって、前記のように発光性高分子が共重合体である場合、構成モノマーの少なくとも一種が発光性部分構造を有することになる。また、該発光性部分は高分子の主鎖をなしていてもよく、側鎖(ペンダント基等)であってもよい。 In the above-described present invention, “the luminescent portion forms part of the polymer chain” means that the luminescent partial structure constitutes at least one kind of repeating unit of the polymer chain. Therefore, when the light emitting polymer is a copolymer as described above, at least one of the constituent monomers has a light emitting partial structure. In addition, the light-emitting portion may form a polymer main chain or a side chain (such as a pendant group).
また、前述の「発光性部分が高分子鎖に結合している」とは、高分子化合物中に発光性部分がその程度、形態を問わず、結合していればよいことを意味する。このような発光性高分子を得るための具体的な方法としては、発光性部分を高分子の主鎖として組み込む方法、または側鎖(ペンダント基を含む)として結合させる方法などを挙げることができるが、何らこれらに限定されるものではない。また、前記遷移金属錯体及び希土類金属錯体の場合には、錯体を形成する配位子のうち少なくとも1つの配位子を高分子の主鎖として組み込む方法、または側鎖として結合させる方法などが挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。 In addition, the above-mentioned “the light-emitting moiety is bonded to the polymer chain” means that the light-emitting moiety may be bonded to the polymer compound regardless of its form. Specific methods for obtaining such a light-emitting polymer include a method of incorporating a light-emitting moiety as a main chain of the polymer, or a method of bonding as a side chain (including a pendant group). However, it is not limited to these. In the case of the transition metal complex and the rare earth metal complex, a method of incorporating at least one of the ligands forming the complex as a polymer main chain or a method of bonding as a side chain is exemplified. However, it is not limited to these.
また、上記遷移金属錯体及び希土類金属錯体に配位される配位子としては、アセチルアセトナト、2,2’−ビピリジン、4,4’−ジメチル−2,2’−ビピリジン、1,10−フェナントロリン、2−フェニルピリジン、ポルフィリン、フタロシアニン、ピリミジン、キノリン及び/またはこれらの誘導体などを例示することができるが、何らこれらに限定されるものではない。これらの配位子は、1つの錯体について1種類または複数種類が配位される。また、このような錯体化合物として二核錯体あるいは多核錯体や、2種類以上の錯体の複錯体を使用することもできる。 Examples of the ligand coordinated to the transition metal complex and rare earth metal complex include acetylacetonato, 2,2′-bipyridine, 4,4′-dimethyl-2,2′-bipyridine, and 1,10-. Examples thereof include phenanthroline, 2-phenylpyridine, porphyrin, phthalocyanine, pyrimidine, quinoline and / or derivatives thereof, but are not limited thereto. One or more kinds of these ligands are coordinated with respect to one complex. Further, as such a complex compound, a binuclear complex or a polynuclear complex, or a complex of two or more kinds of complexes can be used.
本発明における前記発光性部分において、金属錯体の中心金属となる金属原子は高分子鎖の1つ以上の部位で拘束される。これを達成する方法は特に限定はされないが、上述したような配位結合による錯体化を始め、電荷移動による錯体化、イオン結合、共有結合等が挙げられる。これらの中では、配位子を高分子に結合させて発光物質を錯体化させる方法が発光物質の電子状態の変化を小さくして高分子に固定化させることができるため好ましい。この場合、配位子を高分子に共有結合させて錯体化させる方法が材料の設計及び合成が容易であり特に好ましい。 In the light-emitting portion of the present invention, the metal atom that becomes the central metal of the metal complex is constrained at one or more sites of the polymer chain. A method for achieving this is not particularly limited, and examples thereof include complexation by coordination bond as described above, complexation by charge transfer, ionic bond, and covalent bond. Among these, a method in which a ligand is bonded to a polymer to form a complex with a light-emitting substance is preferable because a change in the electronic state of the light-emitting substance can be reduced and immobilized on the polymer. In this case, a method in which a ligand is covalently bonded to a polymer to form a complex is particularly preferable because the material can be easily designed and synthesized.
また、中心金属となる金属原子がイオンの場合には、前述の理由により、発光性部分を中性(非イオン性)とする方法が採られることが好ましく、この方法としては、例えば、配位結合と共にイオンの価数を中和するに足りる共有結合を有する有機金属化合物とする方法などが挙げられるが、何らこれに限定されるものではない。 In addition, when the metal atom serving as the central metal is an ion, it is preferable to adopt a method in which the light-emitting portion is neutral (nonionic) for the reasons described above. Examples thereof include, but are not limited to, a method of forming an organometallic compound having a covalent bond sufficient to neutralize the valence of ions with the bond.
本発明における金属原子を拘束する発光性高分子としては、特に限定はされないが、例えば、前記配位子として例示したピリジン基やビピリジル基、ピリミジン基、キノリン基等の複素環化合物を、高分子の主鎖及び/または側鎖に結合させたものを用いることができる。このような高分子としてより具体的には、ポリピリジンジイル、ポリビピリジンジイル、ポリキノリンジイル等の主鎖に配位子を含む高分子及び/またはこれらの誘導体、ポリビニルピリジン、ポリ(メタ)アクリルピリジン、ポリビニルキノリン等の、側鎖に配位子を有する高分子及び/またはこれらの誘導体、さらには上記の構造を組み合わせた高分子等が挙げられる。 The light emitting polymer for constraining the metal atom in the present invention is not particularly limited. For example, a heterocyclic compound such as a pyridine group, bipyridyl group, pyrimidine group, or quinoline group exemplified as the ligand is a polymer. Those bonded to the main chain and / or the side chain can be used. More specifically, as such a polymer, a polymer containing a ligand in the main chain such as polypyridinediyl, polybipyridinediyl, polyquinolinediyl and / or a derivative thereof, polyvinylpyridine, poly (meth) acrylic Examples thereof include a polymer having a ligand in the side chain such as pyridine and polyvinylquinoline and / or a derivative thereof, and a polymer in which the above structures are combined.
また、本発明に用いられる発光性高分子としては、発光性部分がその一部をなすかまたは結合しているモノマー単位と、発光性部分を有しないモノマー単位との共重合体を用いることもできる。ここで、発光性部分を有しないモノマー単位としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸アルキル、スチレン及びその誘導体などを例示することができるが、何らこれらに限定されるものではない。 In addition, as the light-emitting polymer used in the present invention, a copolymer of a monomer unit in which a light-emitting part is part of or bonded to a monomer unit having no light-emitting part may be used. it can. Here, examples of the monomer unit having no light-emitting moiety include alkyl (meth) acrylates such as methyl acrylate and methyl methacrylate, styrene, and derivatives thereof, but are not limited thereto. is not.
本発明における発光性高分子の重合度は、5〜10,000の範囲の整数であることが好ましく、10〜5,000の範囲の整数であることがより好ましい。また、発光性高分子の重量平均分子量Mwは、5,000〜1,000,000の範囲であることが好ましく、10,000〜300,000の範囲であることがより好ましい。 The degree of polymerization of the luminescent polymer in the present invention is preferably an integer in the range of 5 to 10,000, and more preferably an integer in the range of 10 to 5,000. Further, the weight average molecular weight Mw of the luminescent polymer is preferably in the range of 5,000 to 1,000,000, and more preferably in the range of 10,000 to 300,000.
次に、本発明の有機EL素子の層構成について詳記する。
本発明の有機EL素子は、少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極と、それら電極間に挾持された一つまたは複数の有機化合物層より構成され、該有機化合物層の少なくとも1層が、1種以上の前記電荷輸送性ポリエーテル及び1種以上の前記発光性高分子を含有してなる。
Next, the layer structure of the organic EL element of the present invention will be described in detail.
The organic EL device of the present invention comprises a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and one or a plurality of organic compound layers sandwiched between the electrodes, and at least one of the organic compound layers is It contains one or more kinds of the charge transporting polyether and one or more kinds of the light emitting polymer.
すなわち本発明の有機EL素子は、陽極、陰極の一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物層を形成した素子であり、発光層のほかホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができるが、上記有機化合物層の少なくとも1層が、前記電荷輸送性ポリエーテル樹脂及び前記発光性高分子を含有している必要がある。 That is, the organic EL device of the present invention is a device in which a light emitting layer or a plurality of organic compound layers including a light emitting layer is formed between a pair of electrodes of an anode and a cathode. An injection layer, an electron transport layer, a protective layer, and the like may be included, and each of these layers may have other functions. Various materials can be used for forming each layer, but at least one of the organic compound layers needs to contain the charge-transporting polyether resin and the light-emitting polymer.
本発明の有機EL素子においては、有機化合物層が1つの場合は、有機化合物層はキャリア輸送能を有する発光層を意味し、該発光層が前記電荷輸送性ポリエーテル及び前記発光性高分子を含有してなる。また、有機化合物層が複数の場合(機能分離型の場合)は、そのうちの少なくとも1つは発光層(この発光層はキャリア輸送能を有していてもよいし、有していなくてもよい)であり、他の有機化合物層は、キャリア輸送層、すなわち、ホール輸送層、電子輸送層、またはホール輸送層及び電子輸送層よりなるものを意味し、これらの少なくとも一層が前記電荷輸送性ポリエーテルを含有し、発光層が前記発光性高分子を含有してなる。 In the organic EL device of the present invention, when there is one organic compound layer, the organic compound layer means a light emitting layer having a carrier transporting ability, and the light emitting layer contains the charge transporting polyether and the light emitting polymer. It contains. Further, when there are a plurality of organic compound layers (in the case of function separation type), at least one of them is a light emitting layer (this light emitting layer may or may not have a carrier transporting ability). The other organic compound layer means a carrier transport layer, that is, a hole transport layer, an electron transport layer, or a hole transport layer and an electron transport layer, and at least one of these layers is the charge transport polymer. It contains ether and the light emitting layer contains the light emitting polymer.
具体的には、例えば、少なくとも発光層及び電子輸送層から構成される有機EL素子、少なくともホール輸送層、発光層及び電子輸送層から構成される有機EL素子、あるいは、少なくともホール輸送層及び発光層から構成される有機EL素子において、これらの少なくとも一層(発光層、ホール輸送層、電子輸送層)が前記電荷輸送性ポリエーテルを含有し、さらに発光層が前記発光性高分子を1種以上含有してなるものが挙げられる。また、本発明の有機EL素子においては、前記発光層が、電荷輸送性材料(前記電荷輸送性ポリエーテル以外のホール輸送性材料、電子輸送性材料)を含有してもよい。詳しくは後述する。 Specifically, for example, an organic EL device composed of at least a light emitting layer and an electron transport layer, an organic EL device composed of at least a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport layer, or at least a hole transport layer and a light emitting layer In the organic EL device composed of the above, at least one of these layers (the light emitting layer, the hole transport layer, and the electron transport layer) contains the charge transporting polyether, and the light emitting layer further contains at least one kind of the light emitting polymer. What is formed. In the organic EL device of the present invention, the light emitting layer may contain a charge transport material (a hole transport material other than the charge transport polyether, an electron transport material). Details will be described later.
以下、図面を参照しつつ、より詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるわけではない。
図1〜図4は、本発明の有機EL素子の層構成を説明するための模式的断面図であって、図1、図2、図3は、有機化合物層が複数の場合の一例であり、図4は、有機化合物層が1つの場合の例を示す。なお、図1〜図4において、同様の機能を有するものは同じ符号を付して説明する。
Hereinafter, although it demonstrates in detail, referring drawings, this invention is not necessarily limited to these.
1 to 4 are schematic cross-sectional views for explaining the layer structure of the organic EL element of the present invention, and FIGS. 1, 2, and 3 are examples of a plurality of organic compound layers. FIG. 4 shows an example in the case of one organic compound layer. In FIG. 1 to FIG. 4, components having similar functions are described with the same reference numerals.
図1に示す有機EL素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、発光層4、電子輸送層5及び背面電極7を順次積層してなる。図2に示す有機EL素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、ホール輸送層3、発光層4、電子輸送層5及び背面電極7を順次積層してなる。図3に示す有機EL素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、ホール輸送層3、発光層4及び背面電極7を順次積層してなる。図4に示す有機EL素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、キャリア輸送能を有する発光層6及び背面電極7を順次積層してなる。なお、これらの層以外にも必要に応じてホール注入層、電子注入層などが設けられる。以下、各々を詳しく説明する。
The organic EL element shown in FIG. 1 is formed by sequentially laminating a
本発明における前記電荷輸送性ポリエーテルを含有してなる有機化合物層は、その構造によっては、例えば、図1に示される有機EL素子の層構成の場合、電子輸送層5、発光層4(この場合には、キャリア輸送能を有する発光層となる)としていずれも作用することができるし、また、図2に示される有機EL素子の層構成の場合、ホール輸送層3、電子輸送層5としていずれも作用することができ、図3に示される有機EL素子の層構成の場合、ホール輸送層3、発光層4(この場合には、キャリア輸送能を有する発光層となる)としていずれも作用することができ、図4に示される有機EL素子の層構成の場合、キャリア輸送能を有する発光層6として作用することができる。
Depending on the structure of the organic compound layer containing the charge transporting polyether in the present invention, for example, in the case of the layer structure of the organic EL device shown in FIG. In any case, the light emitting layer has a carrier transporting ability), and in the case of the organic EL element layer configuration shown in FIG. 2, the
以下、電極や各層の材料、製造方法について説明する。
図1〜図4に示される有機EL素子の層構成の場合、透明絶縁体基板1は、発光を取り出すため透明なものが好ましく、ガラス、プラスチックフィルム等が用いられる。また、透明電極2は、透明絶縁体基板と同様に発光を取り出すため透明であって、かつホールの注入を行うため仕事関数の大きなものが好ましく、酸化スズインジウム(ITO)、酸化スズ(NESA)、酸化インジウム、酸化亜鉛等の酸化膜、及び蒸着あるいはスパッタされた金、白金、パラジウム等が好ましく用いられる。
Hereinafter, the material of the electrode and each layer and the manufacturing method will be described.
In the case of the layer structure of the organic EL element shown in FIGS. 1 to 4, the transparent insulator substrate 1 is preferably transparent in order to extract emitted light, and glass, plastic film, or the like is used. Further, the
図1及び図2に示される有機EL素子の層構成の場合、電子輸送層5は、目的に応じて機能(電子輸送能)が付与された前記電荷輸送性ポリエーテル単独で形成されていてもよいが、電気的特性をさらに改善する等の目的で、電子移動度を調節するために、電荷輸送性ポリエーテル以外の電子輸送材料を、電子輸送層5を構成する材料全体の重量に対して1〜50重量%の範囲で混合分散して形成されていてもよい。このような電子輸送材料としては、好適にはオキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられる。
In the case of the layer structure of the organic EL element shown in FIGS. 1 and 2, the
前記電子輸送材料の好適な具体例として、下記例示化合物(IV−1)〜(IV−3)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、前記電荷輸送性ポリエーテルを用いない場合、電子輸送層5はこれら電子輸送性材料を単独で用いて形成されることとなる。
Specific examples of the electron transport material include, but are not limited to, the following exemplary compounds (IV-1) to (IV-3). When the charge transporting polyether is not used, the
なお、陰極からの電子注入性を改善することを目的として、電子輸送層5と背面電極7との間に前記電子注入層を形成する場合の材料としては、陰極から電子を注入する機能を有しているものであればよく、前記電子輸送材料と同様の材料を用いることができる。
For the purpose of improving the electron injection property from the cathode, the material for forming the electron injection layer between the
図2及び図3に示される有機EL素子の層構成の場合、ホール輸送層3は、目的に応じて機能(ホール輸送能)が付与された電荷輸送性ポリエーテル単独で形成されていてもよいが、ホール移動度を調節するために電荷輸送性ポリエーテル以外のホール輸送材料を、ホール輸送層3を構成する材料全体の重量に対して1〜50重量%の範囲で混合分散して形成されていてもよい。
In the case of the layer structure of the organic EL element shown in FIGS. 2 and 3, the
このようなホール輸送材料としては、テトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等が好ましく用いられる。特に好適な具体例として下記例示化合物(V−1)〜(V−6)が挙げられるが、これらの中では、電荷輸送性ポリエーテルとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましい。また、他の汎用の樹脂等との混合で用いてもよい。なお、前記電荷輸送性ポリエーテルを用いない場合、ホール輸送層3はこれらホール輸送性材料を単独で用いて形成されることとなる。
As such a hole transport material, a tetraphenylenediamine derivative, a triphenylamine derivative, a carbazole derivative, a stilbene derivative, an aryl hydrazone derivative, a porphyrin compound, or the like is preferably used. Particularly preferred specific examples include the following exemplified compounds (V-1) to (V-6). Among these, tetraphenylenediamine derivatives are used because of their good compatibility with charge transporting polyethers. preferable. Moreover, you may use it by mixing with other general purpose resin etc. When the charge transporting polyether is not used, the
なお、陽極からのホール注入性を改善することを目的として、透明電極2とホール輸送層3との間に前記ホール注入層を形成する場合の材料としては、陽極からホールを注入する機能を有しているものであればよく、前記ホール輸送材料と同様の材料を用いることができる。
For the purpose of improving the hole injection property from the anode, the material for forming the hole injection layer between the
図1、図2及び図3に示される有機EL素子の層構成の場合、発光層4は、前記発光性高分子単独で形成されていてもよいが、電気特性及び発光特性をさらに改善する等の目的で、前記発光性高分子中に前記電荷輸送性ポリエーテルを層全体の重量に対して1〜50重量%の範囲で混合分散して形成してもよいし、前記発光性高分子中に前記電荷輸送性ポリエーテル以外の電荷輸送材料を層全体の重量に対して1〜50重量%の範囲で混合分散して形成させてもよい。
In the case of the layer structure of the organic EL element shown in FIGS. 1, 2 and 3, the
図4に示される有機EL素子の層構成において、発光層をキャリア輸送能を有する発光層6とした場合、該発光層6は、例えば目的に応じて機能(ホール輸送能、あるいは電子輸送能)が付与された前記電荷輸送性ポリエーテル中に、発光材料として前記発光性高分子がキャリア輸送能を有する発光層6を構成する材料全体の重量に対して50重量%以下の量で分散された有機化合物層であるが、有機EL素子に注入されるホールと電子とのバランスを調節するために、前記電荷輸送性ポリエーテル以外の電荷輸送材料を10〜50重量%の範囲で分散させてもよい。
In the layer structure of the organic EL element shown in FIG. 4, when the light emitting layer is the
このような電荷輸送材料としては、電子移動度を調節する場合には、電子輸送材料として好適にはオキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられ、好適な具体例としては、前記例示化合物(IV−1)〜(IV−3)が挙げられる。
また、前記電荷輸送性ポリエーテルと強い電子相互作用を示さない有機化合物が用いられることが好ましく、より好ましくは下記例示化合物(VI)が用いられるが、これに限定されるものではない。
As such a charge transporting material, when adjusting the electron mobility, the electron transporting material is preferably an oxadiazole derivative, a nitro-substituted fluorenone derivative, a diphenoquinone derivative, a thiopyrandioxide derivative, a fluorenylidenemethane derivative. As specific examples, the exemplified compounds (IV-1) to (IV-3) can be mentioned.
Moreover, it is preferable to use an organic compound that does not exhibit a strong electron interaction with the charge transporting polyether. More preferably, the following exemplified compound (VI) is used, but it is not limited thereto.
同様にホール移動度を調節する場合には、ホール輸送材料として好適にはテトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等が挙げられ、特に好適な具体例としては、前記例示化合物(V−1)〜(V−6)が挙げられ、電荷輸送性ポリエーテルとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が好ましい。 Similarly, when adjusting the hole mobility, preferred examples of the hole transport material include tetraphenylenediamine derivatives, triphenylamine derivatives, carbazole derivatives, stilbene derivatives, arylhydrazone derivatives, porphyrin compounds, and the like. Specific examples include the exemplary compounds (V-1) to (V-6), and a tetraphenylenediamine derivative is preferable because of its good compatibility with the charge transporting polyether.
図1〜図4に示される有機EL素子の層構成の場合、背面電極7には、真空蒸着可能で、電子注入を行うため仕事関数の小さな金属が使用されるが、特に好ましくはマグネシウム、アルミニウム、銀、インジウム及びこれらの合金である。また、背面電極7上には、さらに素子の水分や酸素による劣化を防ぐために保護層を設けてもよい。 In the case of the layer structure of the organic EL element shown in FIGS. 1 to 4, the back electrode 7 is made of a metal that can be vacuum-deposited and has a low work function for performing electron injection. , Silver, indium and alloys thereof. Further, a protective layer may be provided on the back electrode 7 in order to prevent the element from being deteriorated by moisture or oxygen.
具体的な保護層の材料としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Alなどの金属、MgO、SiO2、TiO2等の金属酸化物、ポリエチレン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層の形成には、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ重合法、CVD法、コーティング法が適用できる。 Specific examples of the protective layer material include metals such as In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, and Al, metal oxides such as MgO, SiO 2 , and TiO 2 , polyethylene resins, polyurea resins, and polyimide resins. Resin. For forming the protective layer, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma polymerization method, a CVD method, or a coating method can be applied.
これら図1〜図4に示される有機EL素子の各層形成は以下のように行われる。まず、透明電極2の上に各有機EL素子の層構成に応じて、ホール輸送層3、や発光層4、あるいはキャリア輸送能を有する発光層6を形成する。ホール輸送層3、発光層4及びキャリア輸送能を有する発光層6は、前記各材料を真空蒸着法、もしくは有機溶媒中に溶解あるいは分散し、得られた塗布液を用いて前記透明電極2上にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて製膜することにより形成する。
Each layer formation of the organic EL element shown in FIGS. 1 to 4 is performed as follows. First, the
次に、各有機EL素子の層構成に応じて、発光層4、電子輸送層5は、前記各材料を、真空蒸着法、もしくは有機溶媒中に溶解あるいは分散し、得られた塗布液を用いて前記ホール輸送層3、や発光層4の表面にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて製膜することによって形成される。
なお、本発明においては、電荷輸送材料、発光材料として高分子を含むため、各層形成は塗布液を用いた製膜法により行うことが好ましい。
Next, according to the layer configuration of each organic EL element, the
In the present invention, since a polymer is included as a charge transport material and a light emitting material, each layer is preferably formed by a film forming method using a coating solution.
形成されるホール輸送層3、発光層4及び電子輸送層5の膜厚は、各々0.1μm以下であることが好ましく、特に、0.03〜0.08μmの範囲であることが好ましい。また、キャリア輸送能を有する発光層6の膜厚は、0.03〜0.2μmの範囲程度が好ましい。なお、前記ホール注入層、電子注入層を形成する場合の膜厚は、各々前記ホール輸送層3、電子輸送層5と同程度もしくは薄い膜厚であることが好ましい。
The film thicknesses of the
前記各材料(前記電荷輸送性ポリエーテル、発光材料等)の層中での分散状態は分子分散状態でも微粒子分散状態でも構わない。塗布液を用いた製膜法の場合、分子分散状態とするためには、分散溶媒は前記各材料の共通溶媒を用いる必要があり、微粒子分散状態とするためには、分散溶媒は前記各材料の分散性及び溶解性を考慮して選択する必要がある。微粒子状に分散するためには、ボールミル、サンドミル、ペイントシェイカー、アトライター、ボールミル、ホモジェナイザー、超音波法等が利用できる。 The dispersion state of each material (the charge transporting polyether, the light emitting material, etc.) in the layer may be a molecular dispersion state or a fine particle dispersion state. In the case of a film forming method using a coating solution, it is necessary to use a common solvent for each material as a dispersion solvent in order to obtain a molecular dispersion state. It is necessary to select it in consideration of the dispersibility and solubility. In order to disperse into fine particles, a ball mill, a sand mill, a paint shaker, an attritor, a ball mill, a homogenizer, an ultrasonic method, or the like can be used.
そして、最後に、電子輸送層5や発光層4、あるいはキャリア輸送能を有する発光層6の上に背面電極7を真空蒸着法により形成することにより素子が完成される。
Finally, the back electrode 7 is formed on the
本発明の有機EL素子は、一対の電極間に、例えば、4〜20Vで、電流密度が1〜200mA/cm2の範囲の直流電圧を印加することによって、充分発光させることができる。 The organic EL device of the present invention can emit light sufficiently by applying a DC voltage between a pair of electrodes, for example, at 4 to 20 V and a current density in the range of 1 to 200 mA / cm 2 .
以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
(実施例1)
電荷輸送材料兼燐光ホスト材料として電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−2)、Mw:6.13×104)を1重量部と、燐光発光性高分子として下記例示化合物(VIII)を0.1重量部とを混合し、10重量%ジクロロエタン溶液として調製し、0.1μmのPTFEフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して、膜厚が0.15μmの電荷輸送能を有する発光層を形成した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not restrict | limited to these Examples.
(Example 1)
1 part by weight of charge transporting polyether (the following exemplified compound (VII-2), Mw: 6.13 × 10 4 ) as a charge transporting material and phosphorescent host material, and the following exemplified compound (VIII) as a phosphorescent polymer Was mixed with 0.1 part by weight to prepare a 10% by weight dichloroethane solution and filtered through a 0.1 μm PTFE filter. Using this solution, a 2 mm wide strip-shaped ITO electrode, which has been washed and dried, is applied by spin coating to a light emitting layer having a thickness of 0.15 μm and a charge transporting capability. Formed.
十分乾燥させた後、電子輸送性材料として電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−3)、Mw:1.08×105)を5重量%ジクロロエタン溶液として調整し、0.1μmのPTFEフィルターで濾過し、この溶液を前記発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚が0.1μmの電子輸送層を形成した。最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極を前記ITO電極と交差するように形成した。作製された有機EL素子の有効面積は0.04cm2であった。 After sufficiently drying, a charge transporting polyether (the following exemplified compound (VII-3), Mw: 1.08 × 10 5 ) was prepared as an electron transporting material as a 5 wt% dichloroethane solution, and 0.1 μm PTFE was prepared. After filtering with a filter, this solution was applied onto the light emitting layer by a spin coating method to form an electron transport layer having a thickness of 0.1 μm. Finally, a Mg—Ag alloy was deposited by co-evaporation to form a back electrode having a width of 2 mm and a thickness of 0.15 μm so as to intersect the ITO electrode. The effective area of the produced organic EL element was 0.04 cm 2 .
以上のように作製した有機EL素子を、真空中(1.33×10-1Pa)でITO電極側をプラス、Mg−Ag背面電極をマイナスとして11Vの直流電圧を印加し、発光について測定を行い、このときの最高輝度、及び発光色を評価した。それらの結果を表1に示す。また、乾燥窒素中で有機EL素子の発光寿命の測定を行った。発光寿命の評価は、初期輝度が50cd/m2となるように電流値を設定し、定電流駆動により輝度が初期値から半減するまでの時間を素子寿命(hour)とした。この時の駆動電流密度を素子寿命と共に表1に示す。 The organic EL device produced as described above was measured for light emission by applying a DC voltage of 11 V in vacuum (1.33 × 10 −1 Pa) with the ITO electrode side plus and the Mg—Ag back electrode minus. The maximum brightness and emission color at this time were evaluated. The results are shown in Table 1. Moreover, the light emission lifetime of the organic EL element was measured in dry nitrogen. In the evaluation of the light emission lifetime, the current value was set so that the initial luminance was 50 cd / m 2, and the time until the luminance was reduced by half from the initial value by constant current driving was defined as the element lifetime. The drive current density at this time is shown in Table 1 together with the element lifetime.
(実施例2)
ホール輸送性材料として電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−1)、Mw:7.24×104)を5重量%クロロベンゼン溶液として調整し、0.1μmのPTFEフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚が0.1μmのホール輸送層を形成した。
(Example 2)
A charge transporting polyether (the following exemplified compound (VII-1), Mw: 7.24 × 10 4 ) was prepared as a 5 wt% chlorobenzene solution as a hole transporting material, and filtered through a 0.1 μm PTFE filter. Using this solution, a hole-transporting layer having a thickness of 0.1 μm was formed on a glass substrate formed by etching a 2 mm-wide strip-shaped ITO electrode that had been washed and dried, by spin coating.
十分乾燥させた後、電荷輸送材料兼燐光ホスト材料として電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−2)(Mw:6.13×104)を1重量部と、燐光発光性高分子として下記例示化合物(VIII)を0.1重量部とを混合し、10重量%ジクロロエタン溶液として調製し、0.1μmPTFEフィルターで濾過し、この溶液を前記ホール輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚が0.15μmの電荷輸送能を有する発光層を形成した。 After sufficiently drying, 1 part by weight of a charge transporting polyether (the following exemplified compound (VII-2) (Mw: 6.13 × 10 4 )) as a charge transporting material and phosphorescent host material, and a phosphorescent polymer The following exemplified compound (VIII) is mixed with 0.1 part by weight, prepared as a 10 wt% dichloroethane solution, filtered through a 0.1 μm PTFE filter, and this solution is applied onto the hole transport layer by spin coating. A light emitting layer having a thickness of 0.15 μm and having a charge transporting capability was formed.
さらに十分乾燥させた後、電子輸送性材料として電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−3)を5重量%ジクロロエタン溶液として調整し、0.1μmのPTFEフィルターで濾過し、この溶液を前記発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚が0.1μmの電子輸送層を形成した。最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極を前記ITO電極と交差するように形成した。作製された有機EL素子の有効面積は0.04cm2であった。
上記有機EL素子について実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
After sufficiently drying, a charge transporting polyether (the following exemplified compound (VII-3) as an electron transporting material was prepared as a 5 wt% dichloroethane solution, filtered through a 0.1 μm PTFE filter, An electron transport layer having a film thickness of 0.1 μm was formed on the light emitting layer by spin coating, and finally a Mg—Ag alloy was deposited by co-evaporation to form a back electrode having a width of 2 mm and a thickness of 0.15 μm. The organic EL device was formed to intersect with the ITO electrode, and the effective area of the produced organic EL device was 0.04 cm 2 .
Evaluation similar to Example 1 was performed about the said organic EL element. The results are shown in Table 1.
(実施例3)
ホール輸送性材料として電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−1)、Mw:7.24×104)を5重量%クロロベンゼン溶液として調整し、0.1μmのPTFEフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して膜厚が0.1μmのホール輸送層を形成した。
(Example 3)
A charge transporting polyether (the following exemplified compound (VII-1), Mw: 7.24 × 10 4 ) was prepared as a 5 wt% chlorobenzene solution as a hole transporting material, and filtered through a 0.1 μm PTFE filter. Using this solution, a hole-transporting layer having a thickness of 0.1 μm was formed on a glass substrate formed by etching a 2 mm-wide strip-shaped ITO electrode that had been washed and dried, by spin coating.
十分乾燥させた後、電荷輸送材料兼燐光ホスト材料として合成例2の電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−2)、Mw:6.13×104)を1重量部と、燐光発光性高分子として下記例示化合物(VIII)を0.1重量部とを混合し、10重量%ジクロロエタン溶液として調製し、0.1μmPTFEフィルターで濾過し、この溶液を前記ホール輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚が0.15μmの電荷輸送能を有する発光層を形成した。最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極を前記ITO電極と交差するように形成した。作製された有機EL素子の有効面積は0.04cm2であった。
上記有機EL素子について実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
After sufficiently drying, 1 part by weight of the charge transporting polyether of Synthesis Example 2 (the following exemplified compound (VII-2), Mw: 6.13 × 10 4 ) as a charge transporting material / phosphorescent host material and phosphorescence emission 0.1 parts by weight of the following exemplified compound (VIII) as a conductive polymer is mixed to prepare a 10 wt% dichloroethane solution, which is filtered through a 0.1 μm PTFE filter, and this solution is spin-coated on the hole transport layer. Was applied to form a light emitting layer having a charge transporting ability of 0.15 μm. Finally, a Mg—Ag alloy was deposited by co-evaporation to form a back electrode having a width of 2 mm and a thickness of 0.15 μm so as to intersect the ITO electrode. The effective area of the produced organic EL element was 0.04 cm 2 .
Evaluation similar to Example 1 was performed about the said organic EL element. The results are shown in Table 1.
(実施例4)
電荷輸送材料として電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−1)、Mw:7.24×104)を0.5重量部と、電荷輸送材料兼燐光ホスト材料として電荷輸送性ポリエーテル(下記例示化合物(VII−2)、Mw:6.13×104)を0.5重量部と、燐光発光性高分子として下記例示化合物(VIII)を0.1重量部とを混合し、10重量%ジクロロエタン溶液として調製し、0.1μmのPTFEフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成したガラス基板上にスピンコート法により塗布して、膜厚が0.15μmの電荷輸送能を有する発光層を形成した。最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。作製された有機EL素子の有効面積は0.04cm2であった。
上記有機EL素子について実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
Example 4
0.5 parts by weight of a charge transporting polyether (the following exemplified compound (VII-1), Mw: 7.24 × 10 4 ) as a charge transporting material, and a charge transporting polyether (as a charge transporting material and a phosphorescent host material) 0.5 parts by weight of the following exemplary compound (VII-2), Mw: 6.13 × 10 4 ), and 0.1 part by weight of the following exemplary compound (VIII) as a phosphorescent polymer are mixed. Prepared as a weight% dichloroethane solution and filtered through a 0.1 μm PTFE filter. Using this solution, a 2 mm wide strip-shaped ITO electrode, which has been washed and dried, is applied by spin coating to a glass substrate formed by etching to form a light-emitting layer having a thickness of 0.15 μm and having a charge transporting ability. Formed. Finally, a Mg—Ag alloy was vapor-deposited by co-evaporation to form a back electrode having a width of 2 mm and a thickness of 0.15 μm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the produced organic EL element was 0.04 cm 2 .
Evaluation similar to Example 1 was performed about the said organic EL element. The results are shown in Table 1.
(実施例5)
実施例3において、ホール輸送層を形成する前に、短冊型ITO電極を形成したガラス基板上にバイトロン(Baytron)P(バイエル株式会社製、ポリエチレンジオキサイドチオフェン(下記例示化合物IX)とポリスチレンスルホン酸とのポリマーの混合水分散液)をスピンコート法により塗布して、ITO電極とホール輸送層との間に膜厚が0.05μmのホール注入層を形成した以外は、実施例3と同様にして素子を作成した。
(Example 5)
In Example 3, before forming the hole transport layer, on the glass substrate on which the strip-shaped ITO electrode was formed, Baytron P (manufactured by Bayer Co., Ltd., polyethylene dioxide thiophene (exemplary compound IX below) and polystyrene sulfonic acid were used. A polymer mixed water dispersion) was applied by spin coating, and a hole injection layer having a thickness of 0.05 μm was formed between the ITO electrode and the hole transport layer. The device was created.
(比較例1)
洗浄後乾燥させた2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、燐光ホスト材料として下記例示化合物(X)と燐光発光材料として下記例示化合物(XI)とを用いて、共蒸着により膜中の化合物(XI)の量が膜全体の化合物の重量に対して5重量%となるように蒸着して、膜厚が0.065μmの発光層を形成した。次いで、この発光層上に電子輸送材料として前記例示化合物(IV−1)を用い、真空蒸着法により厚さが0.05μmの電子輸送層を形成した。最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。作製された有機EL素子の有効面積は0.04cm2であった。
上記有機EL素子について実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
Using the following exemplified compound (X) as a phosphorescent host material and the following exemplified compound (XI) as a phosphorescent material, co-evaporation is performed on a glass substrate formed by etching a 2 mm wide strip-shaped ITO electrode that has been washed and dried. Was deposited so that the amount of the compound (XI) in the film was 5% by weight with respect to the weight of the compound in the whole film to form a light emitting layer having a film thickness of 0.065 μm. Next, an electron transport layer having a thickness of 0.05 μm was formed on the light-emitting layer by vacuum deposition using the exemplified compound (IV-1) as an electron transport material. Finally, a Mg—Ag alloy was vapor-deposited by co-evaporation to form a back electrode having a width of 2 mm and a thickness of 0.15 μm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the produced organic EL element was 0.04 cm 2 .
Evaluation similar to Example 1 was performed about the said organic EL element. The results are shown in Table 1.
(比較例2)
洗浄後乾燥させた2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、ホール輸送材料として前記例示化合物(V−2)を用いて真空蒸着法により厚さが0.05μmのホール輸送層を形成した。さらに、このホール輸送層上に、燐光ホスト材料として前記例示化合物(X)と燐光発光材料として前記例示化合物(XI)とを用いて、共蒸着により膜中の化合物(XI)の量が膜全体の化合物の重量に対して5重量%となるように蒸着して、膜厚が0.065μmの発光層を形成した。次いで、この発光層上に、電子輸送材料として前記例示化合物(IV−1)を用い真空蒸着法により厚さが0.05μmの電子輸送層を形成した。最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。作製された有機EL素子の有効面積は0.04cm2であった。
上記有機EL素子について実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
Hole transport with a thickness of 0.05 μm by vacuum deposition using the above exemplified compound (V-2) as a hole transport material on a glass substrate formed by etching a 2 mm wide strip-shaped ITO electrode that has been dried after washing. A layer was formed. Further, on the hole transport layer, the exemplary compound (X) as the phosphorescent host material and the exemplary compound (XI) as the phosphorescent material are used, and the amount of the compound (XI) in the film is reduced by co-evaporation. The light emitting layer having a film thickness of 0.065 μm was formed by vapor deposition so as to be 5% by weight with respect to the weight of the above compound. Next, an electron transport layer having a thickness of 0.05 μm was formed on the light emitting layer by vacuum deposition using the exemplified compound (IV-1) as an electron transport material. Finally, a Mg—Ag alloy was vapor-deposited by co-evaporation to form a back electrode having a width of 2 mm and a thickness of 0.15 μm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the produced organic EL element was 0.04 cm 2 .
Evaluation similar to Example 1 was performed about the said organic EL element. The results are shown in Table 1.
(比較例3)
洗浄後乾燥させた2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、ホール輸送材料として前記例示化合物(V−2)を用いて真空蒸着法により厚さが0.05μmのホール輸送層を形成した。さらに、このホール輸送層上に、燐光ホスト材料として前記例示化合物(X)と燐光発光材料として前記例示化合物(XI)とを用いて、共蒸着により膜中の化合物(XI)の量が膜全体の化合物の重量に対して5重量%となるように蒸着して、膜厚が0.065μmの発光層を形成した。最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。作製された有機EL素子の有効面積は0.04cm2であった。
上記有機EL素子について実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
Hole transport with a thickness of 0.05 μm by vacuum deposition using the above exemplified compound (V-2) as a hole transport material on a glass substrate formed by etching a 2 mm wide strip-shaped ITO electrode that has been dried after washing. A layer was formed. Further, on the hole transport layer, the exemplary compound (X) as the phosphorescent host material and the exemplary compound (XI) as the phosphorescent material are used, and the amount of the compound (XI) in the film is reduced by co-evaporation. The light emitting layer having a film thickness of 0.065 μm was formed by vapor deposition so as to be 5% by weight with respect to the weight of the above compound. Finally, a Mg—Ag alloy was vapor-deposited by co-evaporation to form a back electrode having a width of 2 mm and a thickness of 0.15 μm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the produced organic EL element was 0.04 cm 2 .
Evaluation similar to Example 1 was performed about the said organic EL element. The results are shown in Table 1.
(比較例4)
電荷輸送材料として前記例示化合物(V−6)を1重量部と、燐光ホスト材料として前記例示化合物(X)0.5重量部と、燐光発光材料として前記例示化合物(XI)0.05重量部とを混合し、5重量%ジクロロエタン溶液として調整し、0.1μmのPTFEフィルターで濾過した。この溶液を用いて、洗浄後乾燥させた2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成したガラス基板上に、スピンコート法により塗布して、膜厚が0.15μmの電荷輸送能を有する発光層を形成した。その後、Mg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。作製された有機EL素子の有効面積は0.04cm2であった。
上記有機EL素子について実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
1 part by weight of the exemplified compound (V-6) as a charge transport material, 0.5 part by weight of the exemplified compound (X) as a phosphorescent host material, and 0.05 part by weight of the exemplified compound (XI) as a phosphorescent material. Were mixed to prepare a 5% by weight dichloroethane solution, and filtered through a 0.1 μm PTFE filter. Using this solution, a 2 mm wide strip-shaped ITO electrode, which has been washed and dried, is applied by spin coating to a light emitting layer having a thickness of 0.15 μm and a charge transporting capability. Formed. Thereafter, a Mg—Ag alloy was deposited by co-evaporation to form a back electrode having a width of 2 mm and a thickness of 0.15 μm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the produced organic EL element was 0.04 cm 2 .
Evaluation similar to Example 1 was performed about the said organic EL element. The results are shown in Table 1.
上記実施例に示すように、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し構造単位からなる電荷輸送性ポリエーテルは、有機EL素子に好適なイオン化ポテンシャル及び電荷移動度を持ち、スピンコーティング法、ディップ法等を用いて良好な薄膜を形成することが可能であった。また、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子を併せて用いることで十分に高い輝度を示した。さらに本発明においては、発光層としても発光性高分子を用いているため、素子全体としての作製が容易であり、得られる有機EL素子はピンホール等の不良も少なく、大面積化も容易であり、しかも優れた耐久性と発光特性を有していた。 As shown in the above examples, the charge transporting polyether comprising a repeating structural unit containing at least one selected from the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) as a partial structure is: It has an ionization potential and charge mobility suitable for an organic EL element, and it was possible to form a good thin film using a spin coating method, a dip method, or the like. In addition, a sufficiently high luminance can be obtained by using a light-emitting polymer that emits light by transition from the excited triplet state to the ground state of the electron energy level or from the ground state via the excited triplet state. Indicated. Furthermore, in the present invention, since the light emitting polymer is used also as the light emitting layer, the entire device can be easily manufactured, and the obtained organic EL device has few defects such as pinholes and can be easily increased in area. Moreover, it had excellent durability and light emission characteristics.
1 透明絶縁体基板
2 透明電極
3 ホール輸送層
4 発光層
5 電子輸送層
6 キャリア輸送能を有する発光層
7 背面電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent insulator board |
Claims (10)
前記有機化合物層の少なくとも1層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)で示される構造から選択された少なくとも1種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリエーテルを1種以上含有し、さらに、前記有機化合物層の少なくとも1層が、電子エネルギー準位の励起三重項状態から基底状態への遷移により、あるいは励起三重項状態を経由しての基底状態への遷移により発光する発光性高分子を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
A charge transporting polyether comprising at least one organic compound layer comprising a repeating unit containing at least one selected from the structures represented by the following general formulas (I-1) and (I-2) as a partial structure: 1 or more types, and at least one of the organic compound layers is transitioned from the excited triplet state of the electron energy level to the ground state or to the ground state via the excited triplet state. An organic electroluminescence device comprising a light-emitting polymer that emits light.
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