JP2008305995A - Organic electric field light emitting element and display unit - Google Patents

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Daisuke Okuda
大輔 奥田
Katsuhiro Sato
克洋 佐藤
Kiyokazu Mashita
清和 真下
Takeshi Agata
岳 阿形
Toru Ishii
徹 石井
Akira Imai
彰 今井
Tadayoshi Ozaki
忠義 尾崎
Hidekazu Hirose
英一 廣瀬
Hiroto Yoneyama
博人 米山
Mieko Seki
三枝子 関
Yohei Nishino
洋平 西野
Koji Horiba
幸治 堀場
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electric field light emitting element which has high brightness, is excellent in stability and durability, capable of enlarging an area and easy to manufacture, and has little defect in manufacture and little degradation with time in element performance. <P>SOLUTION: The organic electric field light emitting element is characterized in that an organic compound layer consists of two or more layers at least including a buffer layer and a light-emitting layer, at least one layer of the organic compound layer contains one kind of charge transport polyurethane, and the buffer layer is provided in contact with an positive electrode and contains a bridged compound formed using at least one kind of a charge injection material having a silicon substituent. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機電界発光素子及び表示装置に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescent element and a display device.

電界発光素子は、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。   An electroluminescent element is a self-luminous all-solid-state element, has high visibility and is resistant to impact, and thus is widely expected to be applied.

有機化合物を用いた電界発光素子研究は、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(非特許文献1参照)。   Research on electroluminescent devices using organic compounds started with a single crystal such as anthracene, but in the case of a single crystal, a film thickness of about 1 mm and a driving voltage of 100 V or more were necessary. For this reason, attempts have been made to reduce the thickness by vapor deposition (see Non-Patent Document 1).

近年、正孔輸送性有機低分子化合物と電子輸送能を持つ螢光性有機低分子化合物の薄膜を真空蒸着法により順次積層した機能分離型の電界発光素子において、10V程度の低電圧で1000cd/m以上の高輝度が得られるものが報告されている(非特許文献2参照)。この研究報告以来、積層型の電界発光素子の研究・開発が活発に行われている。 In recent years, in a function-separated electroluminescent device in which a thin film 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, 1000 cd / which m 2 or more high luminance can be obtained it has been reported (see non-Patent Document 2). Since this research report, research and development of stacked electroluminescent devices have been actively conducted.

これら積層型の素子は、電極から電荷輸送性の有機化合物からなる電荷輸送層を介して正孔と電子のキャリアバランスを保ちながら螢光性有機化合物からなる発光層に注入され、発光層中に閉じ込められた正孔と電子が再結合することにより高輝度の発光を実現している。   These stacked devices are injected from the electrode through a charge transport layer made of a charge transporting organic compound into a light emitting layer made of a fluorescent organic compound while maintaining the carrier balance of holes and electrons, High-luminance light emission is realized by recombination of the confined holes and electrons.

ところで、正孔輸送材料として安定なアモルファスガラス状態が得られるスターバーストアミンを用いたり(例えば、非特許文献3等参照)、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(非特許文献4参照)した電界発光素子が報告されている。   By the way, a starburst amine capable of obtaining a stable amorphous glass state is used as a hole transport material (for example, see Non-Patent Document 3 etc.), or a polymer in which triphenylamine is introduced into a side chain of polyphosphazene ( A non-patent document 4) electroluminescent device has been reported.

また、工程を短縮できる単層構造の有機電界発光素子について研究・開発が進められ、ポリ(p−フェニレンビニレン)等の導電性高分子を用いた素子(例えば、非特許文献5等参照)や、正孔輸送性ポリビニルカルバゾール中に電子輸送材料と螢光色素を混入した(非特許文献6参照)素子が提案されている。   In addition, research and development of an organic electroluminescent device having a single layer structure that can shorten the process has been advanced, and a device using a conductive polymer such as poly (p-phenylene vinylene) (for example, see Non-Patent Document 5) A device in which an electron transporting material and a fluorescent dye are mixed in hole transporting polyvinyl carbazole (see Non-Patent Document 6) has been proposed.

さらに、作製法という観点から、製造の簡略化、加工性、大面積化、コスト等の観点から湿式による塗布方式が検討されており、キャスティ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(非特許文献7,8参照)。   Furthermore, from the viewpoint of manufacturing methods, wet application methods have been studied from the viewpoints of manufacturing simplification, workability, large area, cost, etc., and it has been reported that elements can also be obtained by casting methods ( (See Non-Patent Documents 7 and 8).

また、有機電界発光素子を用いた表示デバイスは、液晶等の他の表示デバイスと比較するとより小型化・薄型化に適しているため、内部電源で駆動する携帯型デバイスへの利用が期待されている。このような携帯型デバイスを実現する上では、より少ない消費電力で長時間駆動できることが重要である。   In addition, display devices using organic electroluminescent elements are more suitable for miniaturization and thinning than other display devices such as liquid crystals, and are expected to be used for portable devices driven by internal power supplies. Yes. In order to realize such a portable device, it is important that it can be driven for a long time with less power consumption.

一方、有機電界発光素子の基本的な層構成は、ITOからなる透明電極(陽極)上に正孔輸送層(あるいは電荷輸送能を有する発光層)が設けられ、更に他の層が必要に応じて設けられた構成を有する。ここで、上述した用途への対応や、より一層の省エネ化を図る方法としては、透明電極と正孔輸送層(あるいは電荷輸送能を有する発光層)との間にバッファ層を設け、正孔輸送層(あるいは電荷輸送能を有する発光層)への電荷(正孔)注入効率を向上させる方法が知られており、これにより駆動電圧を下げることができる。このバッファ層を構成する代表的な材料としては、例えば、PEDOT(ポリエチレン・ジオキシチオフェン)、スターバーストアミン、CuPc(銅フタロシアニン)等が知られている。
Thin Solid Films, Vol.94, 171 (1982) Applied Physics Letter, Vol.51,913(1987) 第40回応用物理学関係連合講演会予稿集30a−SZK−14(1993) 第42回高分子討論会予稿集20J21(1993) Nature, Vol.357, 477(1992) 第38回応用物理学関係連合講演会予稿集31p−g−12(1991) 第50回応用物理学会学術講演予稿集,29p−ZP−5(1989) 第51回応用物理学会学術講演予稿集,28a−PB−7(1990)
On the other hand, the basic layer structure of the organic electroluminescent element is that a hole transport layer (or a light-emitting layer having charge transport ability) is provided on a transparent electrode (anode) made of ITO, and other layers are provided as necessary. It has the structure provided. Here, as a method for dealing with the above-described applications and further energy saving, a buffer layer is provided between the transparent electrode and the hole transport layer (or the light-emitting layer having charge transport ability), and holes are formed. A method for improving the efficiency of injecting charges (holes) into the transport layer (or the light-emitting layer having charge transport ability) is known, whereby the drive voltage can be lowered. As typical materials constituting this buffer layer, for example, PEDOT (polyethylene dioxythiophene), starburst amine, CuPc (copper phthalocyanine) and the like are known.
Thin Solid Films, Vol. 94, 171 (1982) Applied Physics Letter, Vol. 51,913 (1987) Proceedings of the 40th Joint Conference on Applied Physics 30a-SZK-14 (1993) 42nd Polymer Symposium Proceedings 20J21 (1993) Nature, Vol. 357, 477 (1992) Proceedings of the 38th Joint Conference on Applied Physics 31pg-12 (1991) Proceedings of the 50th Japan Society of Applied Physics, 29p-ZP-5 (1989) Proceedings of the 51st Japan Society of Applied Physics, 28a-PB-7 (1990)

本発明の課題は、高い輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、大面積化が可能で製造容易な上に、更に製造上の欠陥の発生が少なく且つ素子性能の経時的劣化が小さい有機電界発光素子及び表示装置を提供することにある。   It is an object of the present invention to have high brightness, excellent stability and durability, large area, easy manufacturing, less generation of manufacturing defects, and small deterioration of device performance over time. An organic electroluminescence device and a display device are provided.

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、本発明は、
請求項1に係る発明は、
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の陽極及び陰極と、前記陽極及び陰極の電極間に挟まれたバッファ層及び有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層が、バッファ層及び発光層を少なくとも含む2以上の層からなり、
前記有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種を含み、
前記バッファ層が、前記陽極と接して設けられ、且つ下記一般式(III)で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料の少なくとも1種を用いて形成される架橋化合物を含む、
ことを特徴とする有機電界発光素子である。
The above problem is solved by the following means. That is, the present invention
The invention according to claim 1
A pair of an anode and a cathode, at least one of which is transparent or translucent, and a buffer layer and an organic compound layer sandwiched between electrodes of the anode and the cathode,
The organic compound layer is composed of two or more layers including at least a buffer layer and a light emitting layer,
At least one of the organic compound layers includes at least one kind of charge transporting polyurethane represented by the following general formulas (I-1) and (I-2),
The buffer layer is provided in contact with the anode, and includes a cross-linking compound formed using at least one kind of charge injection material having a substituted silicon group represented by the following general formula (III):
This is an organic electroluminescent element characterized by the above.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(一般式(I−1)及び(I−2)中、Aは下記一般式(II−1)及び(II−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、又は、置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素又は炭素数2乃至10の分枝状炭化水素を表し、Yは2価のジイソシアネート残基または2価のアミン残基を表し、Zは2価アルコール残基または2価のビスクロロホルメート残基を表し、mは0または1を表し、pは5乃至5000の整数を表す。ここで示す残基とは、連結化合物の反応性基を除いた部分のことをいう。) (In the general formulas (I-1) and (I-2), A represents at least one selected from the structures represented by the following general formulas (II-1) and (II-2), and R represents a hydrogen atom. Represents an alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched chain having 2 to 10 carbon atoms. Represents a hydrocarbon, Y represents a divalent diisocyanate residue or a divalent amine residue, Z represents a divalent alcohol residue or a divalent bischloroformate residue, and m represents 0 or 1 , P represents an integer of 5 to 5000. The residue shown here refers to a portion excluding the reactive group of the linking compound.)

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(一般式(II−1)及び(II−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価の芳香族基を表し、kは0又は1を表す。) (In the general formulas (II-1) and (II-2), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group, and k represents Represents 0 or 1)

Figure 2008305995

(一般式(III)中、Rは水素、アルキル基、又は置換もしくは未置換のアリール基を示す。Qは加水分解性基を示す。aは1乃至3の整数を示す。)
Figure 2008305995

(In general formula (III), R 1 represents hydrogen, an alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. Q represents a hydrolyzable group. A represents an integer of 1 to 3.)

請求項2に係る発明は、
前記電荷注入材料が、下記一般式(IV−1)乃至(IV−4)で示される芳香族アミン化合物の少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 2
2. The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the charge injection material is at least one of aromatic amine compounds represented by the following general formulas (IV-1) to (IV-4): is there.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(一般式(IV−1)乃至(IV−4)中、Arは置換もしくは未置換の1価の芳香族基を表し、Raは前記一般式(III)で表される置換ケイ素基の少なくとも1種を表し、m、lは0又は1を表し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素又は炭素数2乃至10の分枝状炭化水素を表す。) (In the general formulas (IV-1) to (IV-4), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, and Ra represents at least one of the substituted silicon groups represented by the general formula (III). And m and l represent 0 or 1, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched hydrocarbon having 2 to 10 carbon atoms.)

請求項3に係る発明は、
前記有機化合物層が、少なくともバッファ層、発光層、及び電子輸送層を前記陽極側からこの順に積層して構成され、
前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも1層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種含有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 3
The organic compound layer is constituted by laminating at least a buffer layer, a light emitting layer, and an electron transport layer in this order from the anode side,
At least one of the light emitting layer and the electron transport layer contains at least one charge transporting polyurethane represented by the general formulas (I-1) and (I-2),
The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein:

請求項4に係る発明は、
前記発光層が、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項3に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 4
The organic electroluminescent element according to claim 3, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material other than the charge transporting polyurethane.

請求項5に係る発明は、
前記有機化合物層が、少なくともバッファ層、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を前記陽極側からこの順に積層して構成され、
前記正孔輸送層、前期発光層及び前記電子輸送層の少なくとも1層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種含有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 5
The organic compound layer is configured by laminating at least a buffer layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer in this order from the anode side,
At least one of the hole transport layer, the light emitting layer and the electron transport layer contains at least one kind of charge transporting polyurethane represented by the general formulas (I-1) and (I-2).
The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein:

請求項6に係る発明は、
前記発光層が、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項5に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 6
6. The organic electroluminescent element according to claim 5, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material other than the charge transporting polyurethane.

請求項7に係る発明は、
前記有機化合物層が、少なくともバッファ層、正孔輸送層、及び発光層を前記陽極側からこの順に積層して構成され、
前記正孔輸送層及び前記発光層の少なくとも1層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種含有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 7 provides:
The organic compound layer is configured by laminating at least a buffer layer, a hole transport layer, and a light emitting layer in this order from the anode side,
At least one layer of the hole transport layer and the light emitting layer contains at least one kind of charge transport polyurethane represented by the general formulas (I-1) and (I-2),
The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein:

請求項8に係る発明は、
前記発光層が、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項7に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 8 provides:
The organic electroluminescent element according to claim 7, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material other than the charge transporting polyurethane.

請求項9に係る発明は、
前記有機化合物層が、少なくともバッファ層、及び電荷輸送能を有する発光層をこの順に積層して構成され、
前記電荷輸送能を有する発光層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも1種含有する
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 9 is:
The organic compound layer is configured by laminating at least a buffer layer and a light emitting layer having charge transporting ability in this order,
2. The organic electric field according to claim 1, wherein the light emitting layer having the charge transporting capability contains at least one charge transporting polyurethane represented by the general formulas (I-1) and (I-2). It is a light emitting element.

請求項10に係る発明は、
前記電荷輸送能を有する発光層が、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項9に記載の有機電界発光素子である。
The invention according to claim 10 is:
The organic electroluminescent device according to claim 9, wherein the light emitting layer having the charge transporting capability contains a charge transporting material other than the charge transporting polyurethane.

請求項11に係る発明は、
マトリックス状に配置された有機電界発光素子と、前記有機電界発光素子を駆動させるための駆動手段と、を有し、
前記有機電界発光素子が、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の陽極及び陰極と、前記陽極及び陰極の電極間に挟まれた有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層が、バッファ層及び発光層を少なくとも含む2以上の層からなり、
前記有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種を含み、
前記バッファ層が、前記陽極と接して設けられ、且つ下記一般式(III)で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料の少なくとも1種を用いて形成される架橋化合物を含む、
ことを特徴とする表示装置である。
The invention according to claim 11 is:
An organic electroluminescent device arranged in a matrix, and a driving means for driving the organic electroluminescent device,
The organic electroluminescent element has a pair of an anode and a cathode, at least one of which is transparent or translucent, and an organic compound layer sandwiched between electrodes of the anode and the cathode,
The organic compound layer is composed of two or more layers including at least a buffer layer and a light emitting layer,
At least one of the organic compound layers includes at least one kind of charge transporting polyurethane represented by the following general formulas (I-1) and (I-2),
The buffer layer is provided in contact with the anode, and includes a cross-linking compound formed using at least one kind of charge injection material having a substituted silicon group represented by the following general formula (III):
This is a display device.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(一般式(I−1)及び(I−2)中、Aは下記一般式(II−1)及び(II−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、又は、置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素又は炭素数2乃至10の分枝状炭化水素を表し、Yは2価のジイソシアネート残基または2価のアミン残基を表し、Zは2価アルコール残基または2価のビスクロロホルメート残基を表し、mは0または1を表し、pは5乃至5000の整数を表す。ここで示す残基とは、連結化合物の反応性基を除いた部分のことをいう。) (In the general formulas (I-1) and (I-2), A represents at least one selected from the structures represented by the following general formulas (II-1) and (II-2), and R represents a hydrogen atom. Represents an alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched chain having 2 to 10 carbon atoms. Represents a hydrocarbon, Y represents a divalent diisocyanate residue or a divalent amine residue, Z represents a divalent alcohol residue or a divalent bischloroformate residue, and m represents 0 or 1 , P represents an integer of 5 to 5000. The residue shown here refers to a portion excluding the reactive group of the linking compound.)

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(一般式(II−1)及び(II−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価の芳香族基を表し、kは0又は1を表す。) (In the general formulas (II-1) and (II-2), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group, and k represents Represents 0 or 1)

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(一般式(III)中、Rは水素、アルキル基、又は置換もしくは未置換のアリール基を示す。Qは加水分解性基を示す。aは1乃至3の整数を示す。) (In general formula (III), R 1 represents hydrogen, an alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. Q represents a hydrolyzable group. A represents an integer of 1 to 3.)

本発明によれば、高い輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、大面積化が可能で製造容易な上に、更に製造上の欠陥の発生が少なく且つ素子性能の経時的劣化が小さい有機電界発光素子を提供できる、といった効果を奏する。   According to the present invention, it has high brightness, excellent stability and durability, can have a large area, is easy to manufacture, has fewer manufacturing defects, and is less susceptible to deterioration in device performance over time. There is an effect that an organic electroluminescence element can be provided.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本実施の形態に係る有機電界発光素子は、
少なくとも一方が透明又は半透明(ここで、透明又は半透明とは、可視光の透過率が50%以上を意味する。以下、同様である。)である一対の陽極及び陰極と、前記陽極及び陰極の電極間に挟まれたバッファ層及び有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層が、バッファ層及び発光層を少なくとも含む2以上の層からなり、
前記有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種を含み、
前記バッファ層が、前記陽極と接して設けられ、且つ下記一般式(III)で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料の少なくとも1種を用いて形成される架橋化合物を含む、
ことを特徴としている。
The organic electroluminescent element according to the present embodiment is
A pair of an anode and a cathode, at least one of which is transparent or translucent (here, transparent or translucent means a visible light transmittance of 50% or more; the same shall apply hereinafter); A buffer layer and an organic compound layer sandwiched between electrodes of the cathode,
The organic compound layer is composed of two or more layers including at least a buffer layer and a light emitting layer,
At least one of the organic compound layers includes at least one kind of charge transporting polyurethane represented by the following general formulas (I-1) and (I-2),
The buffer layer is provided in contact with the anode, and includes a cross-linking compound formed using at least one kind of charge injection material having a substituted silicon group represented by the following general formula (III):
It is characterized by that.

本実施の形態に係る有機電界発光素子は、上記構成とすることで、高い輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、大面積化が可能で製造容易な上に、更に製造上の欠陥の発生が少なく且つ素子性能の経時的劣化が小さくなる。これは、以下のように検討した結果によるものである。   The organic electroluminescence device according to the present embodiment has the above-described configuration, has high luminance, is excellent in stability and durability, can be increased in area, is easy to manufacture, and further has manufacturing defects. Is less likely to occur, and deterioration of the device performance over time is reduced. This is due to the results of the following examination.

まず、バッファ層を設けた有機電界発光素子を作製した場合に、製造上での各種欠陥の発生や、素子性能の経時的劣化が起こる原因について鋭意検討した。そして、陽極上に形成されたバッファ層表面に、高分子系の電荷輸送性材料を用いて正孔輸送層あるいは電荷輸送能を有する発光層(以下、バッファ層上に直接あるいは他の層を介して間接的に形成される層を「隣接層」と略す場合がある)を形成しようとした場合の問題点について調査した。   First, when an organic electroluminescent device provided with a buffer layer was produced, the inventors studied diligently about the occurrence of various defects in production and the cause of deterioration of device performance over time. Then, on the surface of the buffer layer formed on the anode, a hole transport layer or a light emitting layer having a charge transport capability (hereinafter referred to as a buffer layer directly or via another layer) using a polymer charge transport material. In some cases, the indirectly formed layer may be abbreviated as “adjacent layer”).

その結果、使用する電荷輸送性高分子がビニル系骨格(例えば、PTPDMA(高分子論文集,Vol.52,216(1995)参照)やポリカーボネート系骨格(例えば、Et−TPAPEK(第43回応用物理学関係連合講演会予稿集27a−SY−19,pp.1126(1996)参照)等の場合ものでは、バッファ層と隣接層との密着性が不充分となり剥離欠陥が発生したり、また、ピンホールが生成したり凝集が発生する場合があることを確認した。この欠陥の原因としては、バッファ層と隣接層との界面でのなじみの悪さや、隣接層を構成する高分子の柔軟性の欠如が考えられる。   As a result, the charge transporting polymer to be used is a vinyl skeleton (for example, PTPDMA (see Polymer Journal, Vol. 52, 216 (1995)) or a polycarbonate skeleton (for example, Et-TPAPEK (43th Applied Physics)). In the case of the academic related joint lecture proceedings collection 27a-SY-19, pp. 1126 (1996)), the adhesion between the buffer layer and the adjacent layer becomes insufficient, and a peeling defect is generated. It was confirmed that holes may be generated or agglomeration may occur, which may be caused by poor conformity at the interface between the buffer layer and the adjacent layer, or the flexibility of the polymer constituting the adjacent layer. There may be a lack.

従って、これらの成膜上の欠陥防止という観点では、隣接層の形成に使用する電荷輸送性高分子としては、柔軟性の高い分子構造を有する材料を使用したり、あるいは、上述した柔軟性が低い分子構造を有する材料であっても分子自体のサイズを小さくする(分子量を小さくする)ことによって、分子の柔軟性を向上させたり、隣接層中での分子間の再配列を容易にすることで対応できると考えた。   Therefore, from the viewpoint of preventing defects in the film formation, the charge transporting polymer used for forming the adjacent layer may be a material having a highly flexible molecular structure or the above-described flexibility. Even if the material has a low molecular structure, by reducing the size of the molecule itself (decreasing the molecular weight), the flexibility of the molecule can be improved and the rearrangement between molecules in the adjacent layer can be facilitated. I thought that it was possible to respond.

また、素子性能の経時的劣化が発生する原因についても調査した。その結果、使用する電荷輸送性高分子が上述した場合と同様にビニル系骨格やポリカーボネート系骨格の場合、時間と共に駆動電圧が上昇し消費電力を増加させ、更には発光特性自体の低下を招いてしまう場合があることがわかった。   In addition, the cause of the deterioration of the device performance over time was also investigated. As a result, when the charge transporting polymer used is a vinyl skeleton or a polycarbonate skeleton, as described above, the driving voltage increases with time to increase the power consumption, and further, the light emission characteristics themselves deteriorate. It turns out that there is a case.

この原因について調査したところ、バッファ層に含まれる低分子成分(例えば、スターバーストアミンやCuPc(銅フタロシアニン)、あるいは、PEDOT(ポリエチレン・ジオキシチオフェン)と併用されるイオン性物質の対イオン)が、素子への電界印加時に生じるジュール熱又は電場によって時間と共に隣接層へとブリード(染み出し)することにより、隣接層本来の機能が発揮できなくなっていることがわかった。また、ブリードの発生は、バッファ層中の低分子成分がビニル系骨格やポリカーボネート系骨格の電荷輸送性高分子を用いて形成された隣接層内へと浸透し易いこと、言い換えれば、隣接層中の電荷輸送性高分子間の隙間が大きい、あるいは容易に形成されやすいことを意味している。   When this cause was investigated, the low molecular component (for example, a starburst amine, CuPc (copper phthalocyanine), or a counter ion of an ionic substance used in combination with PEDOT (polyethylene dioxythiophene)) contained in the buffer layer was found. It was found that the original function of the adjacent layer can no longer be exhibited by bleeding to the adjacent layer with time due to Joule heat or electric field generated when an electric field is applied to the element. In addition, the occurrence of bleed is that the low-molecular component in the buffer layer easily penetrates into the adjacent layer formed using the vinyl-based or polycarbonate-based charge transporting polymer, in other words, in the adjacent layer. This means that the gap between the charge transporting polymers is large or easily formed.

それゆえ、ブリードを抑制するためには、低分子成分の隣接層へのブリードが防止できるように、緻密で耐熱性の高い隣接層を形成することが重要であると考えた。この場合、低分子成分のブリードを促進する分子間の隙間を隣接層の形成に隙間無く埋められること、及び、一旦形成された隣接層内において、熱により分子間の相対的な移動が発生し分子間の隙間を発生させないことがブリードの防止には重要である。 Therefore, in order to suppress bleed, it was considered important to form a dense and highly heat-resistant adjacent layer so that bleeding of the low molecular component into the adjacent layer can be prevented. In this case, gaps between molecules that promote bleeding of low molecular components can be filled without gaps when the adjacent layer is formed, and relative movement between molecules occurs in the adjacent layer once formed by heat. In order to prevent bleeding, it is important not to generate gaps between molecules.

従って、ブリード抑制の観点から、隣接層を形成する電荷輸送性高分子としては、高分子量で、かつ、狭い分子量分布により、均一性に優れた膜を容易に形成し、かつ、緻密な二次構造を形成することが求められる。   Therefore, from the viewpoint of suppressing bleeding, the charge transporting polymer that forms the adjacent layer can be easily formed into a film having excellent uniformity due to high molecular weight and narrow molecular weight distribution, and a dense secondary layer. It is required to form a structure.

また、抜本的なブリード抑制の為には、バッファ層に用いる電荷注入材料やその併用成分として、ブリードの原因となる低分子成分を含まない材料を利用することも考えられる。   In order to drastically suppress bleeding, it is also conceivable to use a material that does not contain a low-molecular component that causes bleeding as a charge injection material used for the buffer layer or a component used in combination therewith.

加えて、電荷輸送性高分子は、有機電界発光素子の重要な発光特性を左右する電荷移動度を確保するために、分子中に電荷移動を担うホッピングサイトをある一定数以上有している必要がある。すなわち、言い換えれば、必然的にある程度以上の分子サイズ(分子量)が必要である。   In addition, the charge transporting polymer needs to have a certain number of hopping sites responsible for charge transfer in the molecule in order to ensure charge mobility that affects the important light emission characteristics of the organic electroluminescent device. There is. That is, in other words, a molecular size (molecular weight) of a certain degree or more is necessarily required.

それゆえ、バッファ層を設けた有機電界発光素子を得る上で発光特性という基本的特性の確保に加えて製造性や長期の使用に耐えうる実用性をも考慮した場合には、隣接層の形成に用いる電荷輸送性高分子としては、バッファ層としてブリードの原因となる材料を用いる場合には、均一性に優れ緻密な膜を形成することに加え、十分な電荷移動度を有しているのみならず、バッファ層との密着性を兼ね備えた材料を用いることが重要であると考えた。   Therefore, when obtaining an organic electroluminescent device provided with a buffer layer, in addition to securing the basic characteristics of light emission characteristics, considering the manufacturability and practicality that can withstand long-term use, the formation of adjacent layers As a charge transporting polymer used in the case of using a material that causes bleeding as a buffer layer, in addition to forming a dense film having excellent uniformity, it has only a sufficient charge mobility. In other words, it was considered important to use a material having adhesion to the buffer layer.

この点、前記電荷輸送性ポリウレタンは下記に示す特徴を有する。
(1)機能部位間を連結するウレタン結合が強固な結合でかつ変形に対して耐性を有する。
(2)極性基を結合部位に有するものの主鎖型であることから、ポリマー中に占める機能部位の割合が多いため電荷輸送に対する影響が側鎖型に比べ小さい。さらに、スペーサーを介在させることで更に極性基の影響を抑制出来る。
(3)エステル結合の極性基により隣接層(特に,バッファ層)間との密着性に優れている。
(4)温和な条件の下でポリマー合成を行うため反応条件を制御しやすい。このため、高分子量化が容易でなおかつ分子量分布が比較的揃ったポリマーを合成可能である。
以上に示す点から、機能部位を主鎖中に取り入れたポリウレタンを電荷輸送性高分子として用いることは好適である。
In this respect, the charge transporting polyurethane has the following characteristics.
(1) The urethane bond that connects the functional sites is a strong bond and resistant to deformation.
(2) Since the main chain type has a polar group at the binding site, the ratio of functional sites in the polymer is large, so the effect on charge transport is small compared to the side chain type. Furthermore, the influence of a polar group can be further suppressed by interposing a spacer.
(3) The adhesion between adjacent layers (especially the buffer layer) is excellent due to the polar group of the ester bond.
(4) Since the polymer synthesis is performed under mild conditions, the reaction conditions are easy to control. Therefore, it is possible to synthesize a polymer that can be easily increased in molecular weight and has a relatively uniform molecular weight distribution.
From the above points, it is preferable to use polyurethane having a functional site incorporated in the main chain as the charge transporting polymer.

更に、抜本的にブリードを抑制するためには、バッファ層をブリードの原因となる低分子成分の利用が基本的に必要の無い成分を用いて形成することが必要であると考え、例えば、電荷注入材料が低分子を含んだ状態で形成されるのではなく強固な結合により網状構造(ネットワーク)を形成させる材料を用いることが考えられる。   Further, in order to drastically suppress bleed, it is considered necessary to form the buffer layer using a component that basically does not require the use of a low molecular component that causes bleed. It is conceivable to use a material that forms a network structure (network) by a strong bond rather than being formed in a state where the injection material contains low molecules.

網状構造(ネットワーク)を形成させる材料として、三次元架橋性材料が挙げられるが、電荷注入材料に取り入れた具体的な例としては、例えば、
(A)特定の繰り返し構造を有し末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有する電荷輸送性ポリウレタン、又は、ポリカーボネート等を1分子中に3官能以上のイソシアネート基もしくはエポキシ基等を有する架橋剤を用いて架橋させたタイプ(特開平8−176293号広報、特開平8−208820号公報、特開平8−253568号公報、特開平9−110974号)公報等参照)
(B)末端に熱もしくは光硬化性の官能基を有する電荷輸送剤を架橋させたタイプ(特開2000−147804号公報、特開2000−147813号公報等参照)
(C)オキセタンを有する電荷輸送材を光架橋させたタイプ(Macromol. Rapid Commun., 20, pp224−228(1999)参照)
(D)末端にアルコキシシリル基を有する電荷輸送材を加熱架橋させたタイプ(Adv. Mater., Vol.11, No.2, pp107−112(1999)、Adv. Mater., Vol.11, No.9, pp730−734(1999)、特開平9−124665号公報、特開平11−38656号公報等参照)、
等種々のものが挙げられる。
As a material for forming a network structure (network), a three-dimensional crosslinkable material can be mentioned. As a specific example taken into the charge injection material, for example,
(A) A charge transporting polyurethane having a specific repeating structure and having a hydroxyl group or a carboxyl group at the end, or a polycarbonate or the like is crosslinked using a crosslinking agent having a trifunctional or higher functional isocyanate group or epoxy group in one molecule. (See Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-176293, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-208820, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-253568, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-110974)
(B) A type in which a charge transfer agent having a thermal or photo-curing functional group at the terminal is cross-linked (refer to JP 2000-147804 A, JP 2000-147813 A, etc.)
(C) A type in which a charge transport material having oxetane is photocrosslinked (see Macromol. Rapid Commun., 20, pp224-228 (1999)).
(D) A type in which a charge transport material having an alkoxysilyl group at the terminal is crosslinked by heating (Adv. Mater., Vol. 11, No. 2, pp 107-112 (1999), Adv. Mater., Vol. 11, No. .9, pp 730-734 (1999), JP-A-9-124665, JP-A-11-38656, etc.)
And the like.

この点、前記置換ケイ素基を有する電荷注入材料を用いて、三次元架橋処理して形成されるバッファ層は、後述する一般式(III)で示される置換ケイ素基を有することで互いに架橋反応を起こし、3次元−Si−O−Si−結合、即ち効果的な無機ガラス質網状構造(ネットワーク)を形成可能であり、併せて無機材料を主体とする基板との接着性に優れる。即ち、三次元架橋により強固な結合を形成しかつ無機材料を主体に形成される陽極との密着性に優れていることから、有機電界発光素子の特性を向上させることができる観点からよいと考えられる。加えて、後述する一般式(IV−1)乃至(IV−4)で示される電荷注入材料を用いると、これによる三次元架橋構造中に芳香族アミン構造単位を形成・導入され、電子受容性材料を併用することによるドーピングの効果を利用した導電性の向上を必要とせず中性状態で良好な注入性を示すことから、併用成分として電子受容性材料を混合する場合と異なり、隣接する有機化合物層へのブリードを解消できる。   In this regard, the buffer layer formed by the three-dimensional crosslinking treatment using the charge injection material having the substituted silicon group has a substituted silicon group represented by the general formula (III) described later, thereby causing a crosslinking reaction with each other. It is possible to form a three-dimensional-Si-O-Si-bond, that is, an effective inorganic glassy network (network), and at the same time, it has excellent adhesion to a substrate mainly composed of an inorganic material. That is, it is considered good from the viewpoint of improving the characteristics of the organic electroluminescent device because it forms a strong bond by three-dimensional crosslinking and has excellent adhesion to an anode mainly composed of an inorganic material. It is done. In addition, when a charge injection material represented by the general formulas (IV-1) to (IV-4) described later is used, an aromatic amine structural unit is formed and introduced into the three-dimensional crosslinked structure thereby, and electron accepting properties are obtained. Unlike the case where an electron-accepting material is mixed as a concomitant component, it is not necessary to improve the conductivity by utilizing the effect of doping by using the material together. Bleed to the compound layer can be eliminated.

即ち、前記バッファ層を用いることにより電荷注入材料が隣接層にブリードせず陽極との密着性に優れ、併せて前記電荷輸送性ポリウレタンを用いて隣接する有機層を形成することにより有機EL素子として求められる十分な電荷移動度を確保できるだけで無くピンホールや凝集等の欠陥が少ない上にバッファ層との密着性に優れ、その結果長寿命かつ高性能な有機EL素子を構築できる。   That is, by using the buffer layer, the charge injection material does not bleed into the adjacent layer and has excellent adhesion to the anode, and at the same time, the adjacent organic layer is formed using the charge transporting polyurethane as an organic EL device. Not only can the required sufficient charge mobility be ensured, but also there are few defects such as pinholes and aggregation, and the adhesiveness with the buffer layer is excellent. As a result, a long-life and high-performance organic EL device can be constructed.

そして、素子作製プロセスにおいて、有機化合物層を構成する材料全てに高分子化合物を使用することにより、有機化合物層形成を全て湿式による塗布方式で行うことが出来、製造の簡略化、加工性、大面積化、コスト等の観点から極めて有利となるが、前記電荷輸送性ポリウレタンでは、発光層として用いる発光材料の種類に関わらず安定した素子特性を発現できる。   In the element manufacturing process, by using a polymer compound for all the materials constituting the organic compound layer, all the organic compound layer can be formed by a wet coating method. Although extremely advantageous in terms of area, cost, etc., the charge transport polyurethane can exhibit stable device characteristics regardless of the type of light emitting material used as the light emitting layer.

以上の結果、本実施の形態に係る有機EL素子は、高い輝度を有し、安定性及び耐久性に優れ、大面積化が可能で製造容易な上に、更に製造上の欠陥の発生が少なく且つ素子性能の経時的劣化が小さくなる。   As a result, the organic EL device according to the present embodiment has high luminance, excellent stability and durability, can have a large area, and can be easily manufactured, and further has fewer defects in manufacturing. In addition, deterioration of the device performance with time is reduced.

以下、一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性エステルについて説明する。   Hereinafter, the charge transporting ester represented by the general formulas (I-1) and (I-2) will be described.

なお、電荷輸送性ポリウレタンは、他種のポリマーに比べ合成が容易であり、分子量及び分子量分布の制御が容易であることから、薄膜形成能に優れ、かつ湿式による製膜プロセスを取ることが容易であることに加え、緻密で均一な膜を形成することが可能な材料である。
加えて、電荷輸送性ポリウレタンは、多種のポリマーに比べ合成が容易なことから、合成時における不純物の混入が少ないため、電気特性の劣化を抑制しやすい材料である。
Charge-transporting polyurethane is easier to synthesize than other types of polymers, and the molecular weight and molecular weight distribution are easy to control. In addition to the above, it is a material capable of forming a dense and uniform film.
In addition, since charge transport polyurethane is easier to synthesize than various types of polymers, it is a material that easily suppresses deterioration of electrical characteristics because impurities are less mixed during synthesis.

また、電荷輸送性ポリウレタンは、後述するように、その分子構造を適宜選択することで、正孔輸送能、電子輸送能のいずれの機能をも付与することができる。このため、目的に応じて正孔輸送層、発光層、電荷輸送層等のいずれの層にも用いることができる。   Further, as will be described later, the charge transporting polyurethane can be provided with either a hole transporting function or an electron transporting function by appropriately selecting its molecular structure. For this reason, it can be used for any layer such as a hole transport layer, a light emitting layer, a charge transport layer, etc.

電荷輸送性ポリウレタンにおいて特に好適なものは正孔輸送性を有するポリウレタン(正孔輸送性ポリウレタン)である。   Particularly preferred as the charge transporting polyurethane is a polyurethane having a hole transporting property (hole transporting polyurethane).

Figure 2008305995
Figure 2008305995

但し、一般式(I−1)及び(I−2)中、Aは下記一般式(II−1)及び(II−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、又は、置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素又は炭素数2乃至10の分枝状炭化水素を表し、Yは2価のジイソシアネート残基または2価のアミン残基を表し、Zは2価アルコール残基または2価のビスクロロホルメート残基を表し、mは0または1を表し、pは5乃至5000の整数を表す。ここで示す残基とは、連結化合物の反応性基を除いた部分のことをいう。   However, in general formula (I-1) and (I-2), A represents at least 1 sort (s) selected from the structure shown by the following general formula (II-1) and (II-2), and R is hydrogen. Represents an atom, an alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched chain having 2 to 10 carbon atoms Y represents a divalent diisocyanate residue or a divalent amine residue, Z represents a divalent alcohol residue or a divalent bischloroformate residue, m represents 0 or 1 And p represents an integer of 5 to 5000. The residue shown here refers to a portion excluding the reactive group of the linking compound.

一般式(I−1)又は(I−2)中、Aは下記一般式(II−1)及び(II−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Aが含まれてもよい。   In general formula (I-1) or (I-2), A represents at least one selected from the structures represented by the following general formulas (II-1) and (II-2). Two or more types of structures A may be included.

まず、下記一般式(II−1)及び(II−2)で示される構造について詳細に説明する。   First, the structures represented by the following general formulas (II-1) and (II-2) will be described in detail.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

但し、一般式(II−1)及び(II−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価の芳香族基を表し、kは0又は1を表す。   In the general formulas (II-1) and (II-2), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group, k Represents 0 or 1.

一般式(II−1)及び(II−2)中、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、Arは、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換の芳香族数2乃至10の1価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香族数2乃至10の1価の縮合環芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の1価の芳香族複素環、又は、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。
In general formulas (II-1) and (II-2), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group.
Specifically, Ar is a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted monovalent polynuclear aromatic hydrocarbon having 2 to 10 aromatic atoms, a substituted or unsubstituted aromatic group having 1 to 2 aromatic atoms. A substituted or unsubstituted monovalent aromatic group containing a valent condensed ring aromatic hydrocarbon, a substituted or unsubstituted monovalent aromatic heterocyclic ring, or at least one aromatic heterocyclic ring.

ここで、一般式(II−1)及び(II−2)中において、Arを表す構造として選択される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乃至5のものが望ましく、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望ましい。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、本実施の形態においては、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。   Here, in general formulas (II-1) and (II-2), the number of aromatic rings constituting the polynuclear aromatic hydrocarbon and condensed ring aromatic hydrocarbon selected as the structure representing Ar is not particularly limited. The aromatic ring number is preferably 2 to 5, and the condensed ring aromatic hydrocarbon is preferably a fully condensed ring aromatic hydrocarbon. In addition, the said polynuclear aromatic hydrocarbon and condensed ring aromatic hydrocarbon specifically mean the polycyclic aromatic defined below in this Embodiment.

即ち、「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 compound 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. Specific examples include biphenyl and terphenyl.

また、「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2以上の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 two or more aromatic rings composed of carbon and hydrogen are present, and these aromatic rings are bonded to each other in a pair of two or more carbon atoms. Represents a hydrocarbon compound sharing Specific examples include naphthalene, anthracene, phenanthrene, fluorene and the like.

また、「芳香族複素環」とは、炭素と水素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、Nr=5及び/又は6が望ましく用いられる。また、環骨格を構成するC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等が望ましく用いられ、前記環骨格中には2種類以上及び/又は2個以上の異種原子が含まれていてもよい。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が望ましく用いられ、6員環構造をもつ複素環として、ピリジンが望ましく用いられる。   The “aromatic heterocycle” represents an aromatic ring containing an element other than carbon and hydrogen. Nr = 5 and / or 6 is desirably used as the number of atoms (Nr) constituting the ring skeleton. The type and number of elements (heterogeneous elements) other than C constituting the ring skeleton are not particularly limited. For example, S, N, O, and the like are preferably used, and two or more types and / or are included in the ring skeleton. Two or more different atoms may be contained. 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 carbons at the 3- and 4-positions with nitrogen, pyrrole, or carbons at the 3- and 4-positions thereof with nitrogen Is preferably used, and pyridine is preferably used as the heterocyclic ring having a 6-membered ring structure.

「芳香族複素環を含む芳香族基」とは、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、もしくは少なくとも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望ましい。   The “aromatic group containing an aromatic heterocyclic ring” represents a linking group containing at least one kind of the aromatic heterocyclic ring in the atomic group constituting the skeleton. These may be either all composed of conjugated systems or at least partially composed of non-conjugated systems, but all composed of conjugated systems in terms of charge transportability and luminous efficiency. Is desirable.

フェニル基、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、又は、芳香族複素環を含む芳香族基の置換基としては、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。   As a substituent of a phenyl group, a polynuclear aromatic hydrocarbon, a condensed ring aromatic hydrocarbon, an aromatic heterocycle, or an aromatic group containing an aromatic heterocycle, a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a phenoxy group, An aryl group, an aralkyl group, a substituted amino group, a halogen atom and the like can be mentioned.

アルキル基としては、炭素数1乃至10のものが望ましく、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。アルコキシル基としては、炭素数1乃至10のものが望ましく、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。アリール基としては、炭素数6乃至20のものが望ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。アラルキル基としては、炭素数7乃至20のものが望ましく、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。   The alkyl group is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. The alkoxyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and an isopropoxy group. As the aryl group, those having 6 to 20 carbon atoms are desirable, and examples thereof include a phenyl group and a toluyl group. The aralkyl group is preferably one having 7 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group and a phenethyl group. 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(II−1)及び(II−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、Xは、置換もしくは未置換のフェニレン基、又は置換もしくは未置換の芳香族数2乃至10の2価の多核芳香族炭化水素、又は置換もしくは未置換の芳香族数2乃至10の2価の縮合環芳香族炭化水素、又は置換もしくは未置換の2価の芳香族複素環、又は少なくとも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。   In general formulas (II-1) and (II-2), X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group. Specifically, X is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted divalent polynuclear aromatic hydrocarbon having 2 to 10 aromatics, or a substituted or unsubstituted aromatic number 2 to 10 A divalent 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.

ここで、「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」については前述に示す通りである。   Here, “polynuclear aromatic hydrocarbon”, “fused ring aromatic hydrocarbon”, “aromatic heterocycle”, and “aromatic group containing an aromatic heterocycle” are as described above.

また、一般式(II−1)及び(II−2)中、kは0又は1を示す。   In general formulas (II-1) and (II-2), k represents 0 or 1.

次に、一般式(I−1)及び(I−2)に示す電荷輸送性ポリウレタンについて詳細に説明する。   Next, the charge transporting polyurethanes represented by the general formulas (I-1) and (I-2) will be described in detail.

一般式(I−1)又は(I−2)中、Rは水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、又は置換もしくは未置換のアラルキル基を表す。   In general formula (I-1) or (I-2), R represents a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group.

アルキル基としては、炭素数1乃至10のものが望ましく、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。アリール基としては、炭素数6乃至20のものが望ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる、アラルキル基としては、炭素数7乃至20のものが望ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。また、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。   The alkyl group is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. As the aryl group, those having 6 to 20 carbon atoms are preferable, and examples thereof include a phenyl group and toluyl group. As the aralkyl group, those having 7 to 20 carbon atoms are preferable, such as benzyl group and phenethyl group. Is mentioned. In addition, examples of the substituent of 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(I−1)及び(I−2)中、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素、又は、炭素数2乃至10の2価の分枝鎖状炭化水素基を示し、望ましくは炭素数が2乃至6の2価の直鎖状炭化水素基、及び、炭素数3乃至7の2価の分枝鎖状炭化水素より選択される。Tの具体的な構造を以下に示す。   In the general formulas (I-1) and (I-2), T is a divalent linear hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a divalent branched hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. And preferably selected from a divalent linear hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms and a divalent branched hydrocarbon group having 3 to 7 carbon atoms. The specific structure of T is shown below.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

一般式(I−1)又は(I−2)中、Yは2価のジイソシアネート残基または2価のアミン残基を表し、Zは2価アルコール残基または2価のビスクロロホルメート残基を表す。Y及びZは、具体的には下記の式(1)乃至(7)から選択された基が挙げられる。   In general formula (I-1) or (I-2), Y represents a divalent diisocyanate residue or a divalent amine residue, and Z represents a divalent alcohol residue or a divalent bischloroformate residue. Represents. Specific examples of Y and Z include groups selected from the following formulas (1) to (7).

Figure 2008305995
Figure 2008305995

但し、式(1)乃至(7)中、R11及びR12は、それぞれ水素原子、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数1乃至4のアルコキシル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、又はハロゲン原子を表し、a、b、cはそれぞれ1乃至10の整数を意味し、d及びeは、それぞれ0、1又は2の整数を意味し、fはそれぞれ0又は1を意味し、Vは下記の式(8)乃至(18)から選択された基を表す。 In the formulas (1) to (7), R 11 and R 12 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted group Or an unsubstituted aralkyl group or a halogen atom, a, b and c each represent an integer of 1 to 10, d and e each represent an integer of 0, 1 or 2, and f represents 0 Or it means 1 and V represents the group selected from following formula (8) thru | or (18).

Figure 2008305995
Figure 2008305995

式(8)乃至(18)中、gはそれぞれ1乃至10の整数を意味し、hは、それぞれ0乃至10の整数を意味する。   In the formulas (8) to (18), g represents an integer of 1 to 10, and h represents an integer of 0 to 10, respectively.

一般式(I−1)又は(I−2)中、mは0又は1を表し、重合度を表わすpは5乃至5,000の範囲であるが、望ましくは10乃至1,000の範囲である。   In the general formula (I-1) or (I-2), m represents 0 or 1, and p representing the degree of polymerization is in the range of 5 to 5,000, preferably in the range of 10 to 1,000. is there.

また、電荷輸送性ポリウレタンの重量平均分子量Mは5,000乃至1,000,000の範囲であることが望ましく、10,000乃至300,000の範囲にあることがより望ましい。 The weight average molecular weight Mw of the charge transporting polyurethane is preferably in the range of 5,000 to 1,000,000, and more preferably in the range of 10,000 to 300,000.

なお、上記重量平均分子量Mwは以下の方法により測定することができる。
重量平均分子量の測定は、まず、電荷輸送性ポリウレタンの1.0質量%THF(テトラヒドロフラン)溶液を調製し、示差屈折率検出器(RI、TOSOH社製、商品名:UV‐8020)を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により、標準サンプルとしてスチレンポリマーを用いて行った。
The weight average molecular weight Mw can be measured by the following method.
For the measurement of the weight average molecular weight, first, a 1.0 mass% THF (tetrahydrofuran) solution of a charge transporting polyurethane was prepared, and a differential refractive index detector (RI, manufactured by TOSOH, trade name: UV-8020) was used. This was performed by gel permeation chromatography (GPC) using styrene polymer as a standard sample.

以上説明した一般式(I−1)及び(I−2)並びに一般式(II−1)及び(II−2)において、合成容易性と素子特性を充足させることの出来る基礎物性を備える点から、一般式(I−1)及び(I−2)においては、Rはメチル基、エチル基を表し、Yは2価のジイソシアネート残基または2価のアミン残基を表し、Zは2価アルコール残基または2価のビスクロロホルメート残基を表し、mは1を表し、pは10乃至1,000の整数を表し、Tはメチレン基又はジメチレン基を表し、
Aが表す一般式(II−1)及び(II−2)においては、Arはフェニル、ビフェニル、ナフタレン、9,9’−ジメチルフルオレンを表し(芳香環の置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、メトキシ基が望ましい。)、Xは下記式(19)乃至(20)
In the general formulas (I-1) and (I-2) and the general formulas (II-1) and (II-2) described above, it is provided with basic physical properties capable of satisfying synthesis ease and device characteristics. In general formulas (I-1) and (I-2), R represents a methyl group or an ethyl group, Y represents a divalent diisocyanate residue or a divalent amine residue, and Z represents a divalent alcohol. Represents a residue or a divalent bischloroformate residue, m represents 1, p represents an integer of 10 to 1,000, T represents a methylene group or a dimethylene group,
In the general formulas (II-1) and (II-2) represented by A, Ar represents phenyl, biphenyl, naphthalene, or 9,9′-dimethylfluorene (as the substituent of the aromatic ring, a methyl group or an ethyl group). , An isopropyl group, a tert-butyl group, and a methoxy group are desirable.), X represents the following formulas (19) to (20).

Figure 2008305995
Figure 2008305995

を表し、kは1を表す、ことが好適である。 It is preferable that k represents 1.

ここで、一般式(I−1)及び(I−2)の電荷輸送性ポリウレタンの具体例としては、例えば特開2002−117982、特開2002−117983などに開示されているものが挙げられる。   Here, specific examples of the charge transporting polyurethanes represented by the general formulas (I-1) and (I-2) include those disclosed in, for example, JP-A Nos. 2002-117882 and 2002-117993.

次に、電荷輸送性ポリウレタンの合成方法について説明する。電荷輸送性ポリウレタンは、下記構造式(V−1)乃至(V−4)で示される電荷輸送性モノマーを、例えば、第4版実験化学講座第28巻(丸善、1992)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。   Next, a method for synthesizing the charge transporting polyurethane will be described. For the charge transporting polyurethane, charge transporting monomers represented by the following structural formulas (V-1) to (V-4) are described in, for example, the 4th edition Experimental Chemistry Course Vol. 28 (Maruzen, 1992). It can synthesize | combine by making it superpose | polymerize by a well-known method.

なお、構造式(V−1)乃至(V−4)中、A、T、mは、前記一般式(I−1)及び(I−2)におけるA、T、mと同様である。   In Structural Formulas (V-1) to (V-4), A, T, and m are the same as A, T, and m in General Formulas (I-1) and (I-2).

Figure 2008305995
Figure 2008305995

すなわち、一般式(I−1)及び一般式(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンは、例えば、次のようにして合成することができる。   That is, the charge transporting polyurethane represented by the general formula (I-1) and the general formula (I-2) can be synthesized, for example, as follows.

電荷輸送性モノマーとして上記一般式(V−1)で示される2価アルコール類を用いる場合は、電荷輸送性モノマー1当量と「OCN−Y−NCOで示されるジイソシアネート類」1当量とを混合し、重付加反応を行うことにより、上記一般式(I−1)で示される電荷輸送性ポリウレタンを合成することができる。   When the dihydric alcohol represented by the general formula (V-1) is used as the charge transporting monomer, 1 equivalent of the charge transporting monomer and 1 equivalent of the “diisocyanate represented by OCN—Y—NCO” are mixed. By performing the polyaddition reaction, the charge transporting polyurethane represented by the general formula (I-1) can be synthesized.

一方、電荷輸送性モノマーとして上記一般式(V−2)で示されるジイソシアネート類を用いる場合は、電荷輸送性モノマー1当量と「HO−Z−OHで示される2価アルコール類」1当量とを混合し、重付加反応を行うことにより、上記一般式(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンを合成することができる。   On the other hand, when the diisocyanate represented by the general formula (V-2) is used as the charge transporting monomer, 1 equivalent of the charge transporting monomer and 1 equivalent of the “divalent alcohol represented by HO—Z—OH” are used. By mixing and performing a polyaddition reaction, the charge transporting polyurethane represented by the above general formula (I-2) can be synthesized.

上記重付加反応に用いる触媒としては、例えば、ジラウリル酸ジブチルスズ(II)、二酢酸ジブチルスズ(II)、ナフテン酸鉛等の有機金属化合物等が挙げられ、通常の重付加によるポリウレタン合成反応に用いる公知の触媒が使用できる。   Examples of the catalyst used in the polyaddition reaction include organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate (II), dibutyltin diacetate (II), and lead naphthenate. These catalysts can be used.

ジイソシアネート類として芳香族系のジイソシアネート類を用いる場合は、触媒として、トリエチレンジアミン等の第三アミンを用いる事ができる。上記有機金属化合物と第三アミンは、混合して用いてもよい。   When an aromatic diisocyanate is used as the diisocyanate, a tertiary amine such as triethylenediamine can be used as the catalyst. The organometallic compound and the tertiary amine may be used as a mixture.

触媒の量は、電荷輸送性モノマー1重量部に対して、望ましくは1/10,000重量部以上1/10重量部以下、より望ましくは1/1,000重量部以上1/50重量部以下の範囲で用いられる。   The amount of the catalyst is desirably 1 / 10,000 parts by weight or more and 1/10 parts by weight or less, more desirably 1 / 1,000 parts by weight or more and 1/50 parts by weight or less based on 1 part by weight of the charge transporting monomer. It is used in the range.

溶剤は、重付加反応に用いる原料(一般式(V−1)で示される電荷輸送性モノマーと「OCN−Y−NCOで示されるジイソシアネート類」、又は、一般式(V−2)で示される電荷輸送性モノマーと「HO−Z−OHで示される2価アルコール類」)を溶解するものであれば、特に限定されないが、反応性の点から極性の低い溶剤やアルコールとの水素結合を生じない溶剤を用いることが望ましい。望ましい溶剤としては例えば、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挙げられる。
用いる溶剤の量は、電荷輸送性モノマー1重量部に対して、望ましくは1重量部以上100重量部以下、より望ましくは2重量部以上50重量部以下の範囲で用いられる。
反応温度は特に限定されず、任意に設定できる。
The solvent is a raw material (charge transporting monomer represented by general formula (V-1) and “diisocyanate represented by OCN-Y-NCO”) or a general formula (V-2) used for polyaddition reaction. Although it is not particularly limited as long as it dissolves a charge transporting monomer and “dihydric alcohol represented by HO—Z—OH”), it causes a hydrogen bond with a less polar solvent or alcohol in terms of reactivity. It is desirable to use no solvent. Desirable solvents include, for example, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, 1-chloronaphthalene and the like.
The amount of the solvent to be used is desirably 1 to 100 parts by weight, more desirably 2 to 50 parts by weight, with respect to 1 part by weight of the charge transporting monomer.
The reaction temperature is not particularly limited and can be set arbitrarily.

反応終了後には、反応溶液をそのまま、電荷輸送性ポリウレタンが溶解しにくい貧溶剤(具体的には例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン等)の中に滴下し、電荷輸送性ポリウレタンを析出させて分離した後、水や有機溶剤で十分洗浄し、乾燥させる。   After completion of the reaction, the reaction solution is dropped as it is into a poor solvent in which the charge transport polyurethane is difficult to dissolve (specifically, alcohols such as methanol and ethanol, acetone, etc.), and the charge transport polyurethane is deposited. After separation, the substrate is thoroughly washed with water or an organic solvent and dried.

更に、必要であれば再沈殿処理(具体的には、有機溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリウレタンを析出させる処理)を繰り返してもよい。
再沈殿処理の際には、メカニカルスターラー等で、効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。
Furthermore, if necessary, a reprecipitation process (specifically, a process of dissolving in an organic solvent and dropping in a poor solvent to precipitate a charge transporting polyurethane) may be repeated.
The reprecipitation treatment is preferably carried out with efficient stirring with a mechanical stirrer or the like.

再沈殿処理の際に電荷輸送性ポリウレタンを溶解させる溶剤は、電荷輸送性ポリウレタン1重量部に対して、望ましくは1重量部以上100重量部以下、より望ましくは2重量部以上50重量部以下の範囲で用いられる。また、貧溶剤は電荷輸送性ポリウレタン1重量部に対して、望ましくは1重量部以上1,000重量部以下、より望ましくは10重量部以上500重量部以下の範囲で用いられる。   The solvent for dissolving the charge transporting polyurethane in the reprecipitation treatment is preferably 1 part by weight or more and 100 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of the charge transporting polyurethane. Used in a range. The poor solvent is preferably used in an amount of 1 to 1,000 parts by weight, more preferably 10 to 500 parts by weight, based on 1 part by weight of the charge transporting polyurethane.

電荷輸送性モノマーとして上記一般式(V−3)で示されるビスクロロホルメート類を用いる場合は、電荷輸送性モノマー1当量と「HN−Y−NHで示されるジアミン類」1当量とを混合し、重縮合反応を行うことにより、上記一般式(I−1)で示される電荷輸送性ポリウレタンを合成することができる。 When the bischloroformate represented by the general formula (V-3) is used as the charge transporting monomer, 1 equivalent of the charge transporting monomer and 1 equivalent of the “diamine represented by H 2 N—Y—NH 2 ” And a polycondensation reaction are carried out to synthesize a charge transporting polyurethane represented by the general formula (I-1).

一方、電荷輸送性モノマーとして上記一般式(V−4)で示されるジアミン類を用いる場合は、電荷輸送性モノマー1当量と「ClCOO−Z−OCOClで示されるビスクロロホルメート類」1当量とを混合し、重縮合反応を行うことにより、上記一般式(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンを合成することができる。   On the other hand, when the diamine represented by the general formula (V-4) is used as the charge transporting monomer, 1 equivalent of the charge transporting monomer and 1 equivalent of the “bischloroformate represented by ClCOO-Z—OCOCl” Are mixed and a polycondensation reaction is performed to synthesize a charge transporting polyurethane represented by the above general formula (I-2).

上記重縮合反応に用いる溶剤としては、例えば、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、クロロベンゼン、1−クロロナフタレン等が望ましく用いられる。溶剤は、電荷輸送性モノマー1重量部に対して、望ましくは1重量部以上100重量部以下、より望ましくは2重量部以上50重量部以下の範囲で用いられる。
反応温度は特に限定されず、任意に設定できる。
As the solvent used for the polycondensation reaction, for example, methylene chloride, dichloroethane, trichloroethane, tetrahydrofuran (THF), toluene, chlorobenzene, 1-chloronaphthalene and the like are desirably used. The solvent is preferably used in the range of 1 to 100 parts by weight, more preferably 2 to 50 parts by weight with respect to 1 part by weight of the charge transporting monomer.
The reaction temperature is not particularly limited and can be set arbitrarily.

重合反応終了後には、前述のように再沈殿処理により精製する。   After completion of the polymerization reaction, purification is performed by reprecipitation as described above.

また、電荷輸送性モノマーとして上記一般式(V−3)で示されるビスクロロホルメート類を用いる場合において、「HN−Y−NHで示されるジアミン類」として塩基性度の高い化合物を用いる場合には、界面重合法も用いることができる。 In the case where the bischloroformate represented by the general formula (V-3) is used as the charge transporting monomer, the compound having a high basicity as the “diamine represented by H 2 N—Y—NH 2 ” When is used, an interfacial polymerization method can also be used.

具体的には例えば、上記ジアミン類を水に加え、ジアミン類1当量に対し1当量の酸(例えば、テレフタル酸クロライド等)を加えて溶解させた後、激しく撹拌しながら、上記ジアミン類1当量に対し1当量の「一般式(V−3)で示される電荷輸送性モノマー」を加えることによって、重合することもできる。   Specifically, for example, the above diamines are added to water, 1 equivalent of an acid (for example, terephthalic acid chloride, etc.) is added to 1 equivalent of the diamine and dissolved, and then 1 equivalent of the diamine is stirred vigorously. Polymerization can also be carried out by adding 1 equivalent of the “charge-transporting monomer represented by the general formula (V-3)”.

用いる水の量は、ジアミン類1重量部に対して、望ましくは1重量部以上1,000重量部以下、より望ましくは10重量部以上500重量部以下の範囲で用いられる。
電荷輸送性モノマーを溶解させる溶剤としては、例えば、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン、1−クロロナフタレン等が望ましく用いられる。
反応温度は特に限定されず、任意に設定できる。
The amount of water used is preferably in the range of 1 to 1,000 parts by weight, more preferably 10 to 500 parts by weight with respect to 1 part by weight of the diamine.
As the solvent for dissolving the charge transporting monomer, for example, methylene chloride, dichloroethane, trichloroethane, toluene, chlorobenzene, 1-chloronaphthalene and the like are desirably used.
The reaction temperature is not particularly limited and can be set arbitrarily.

上記界面重合反応を促進するため、アンモニウム塩、スルホニウム塩等の相間移動触媒を用いることが望ましい。相間移動触媒は、電荷輸送性モノマー1重量部に対して、望ましくは0.1重量部以上10重量部以下、より望ましくは0.2重量部以上5重量部以下の範囲で用いられる。   In order to accelerate the interfacial polymerization reaction, it is desirable to use a phase transfer catalyst such as an ammonium salt or a sulfonium salt. The phase transfer catalyst is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.2 to 5 parts by weight with respect to 1 part by weight of the charge transporting monomer.

以下、一般式(III)で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料について説明する。   Hereinafter, the charge injection material having a substituted silicon group represented by the general formula (III) will be described.

一般式(III)で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料は、例えば、置換ケイ素基が加水分解性基を含むことから、互いに架橋反応を起こし、3次元−Si−O−Si−結合、即ち無機ガラス質網状構造(ネットワーク)を形成する三次元架橋性材料である。   In the charge injection material having a substituted silicon group represented by the general formula (III), for example, since the substituted silicon group includes a hydrolyzable group, a cross-linking reaction occurs with each other, and a three-dimensional —Si—O—Si— bond, That is, it is a three-dimensional crosslinkable material that forms an inorganic glassy network (network).

Figure 2008305995
Figure 2008305995

但し、一般式(III)中、Rは水素、アルキル基、又は置換もしくは未置換のアリール基を示す。Qは加水分解性基を示す。aは1乃至3の整数を示す。 However, in the general formula (III), R 1 represents hydrogen, an alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. Q represents a hydrolyzable group. a represents an integer of 1 to 3.

一般式(III)中、Rで示されるアルキル基としては、例えば、炭素数1乃至10のものが望ましく、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。 In general formula (III), the alkyl group represented by R 1 is preferably, for example, one having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group.

一般式(III)中、Rで示されるアリール基としては、炭素数6乃至20のものが望ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。アリール基の置換基としては、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 general formula (III), the aryl group represented by R 1 preferably has 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a toluyl group. Examples of the substituent for the aryl group include an alkyl group, an alkoxy group, a phenoxy group, an aryl group, an aralkyl group, a substituted amino group, and a halogen atom.

ここで、アリール基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1乃至10のものが望ましく、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。アルコキシル基としては、炭素数1乃至10のものが望ましく、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。アリール基としては、炭素数6乃至20のものが望ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。アラルキル基としては、炭素数7乃至20のものが望ましく、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(一般式(I−1)及び(I−2)参照)。   Here, the alkyl group as the substituent of the aryl group is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. The alkoxyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and an isopropoxy group. As the aryl group, those having 6 to 20 carbon atoms are desirable, and examples thereof include a phenyl group and a toluyl group. The aralkyl group is preferably one having 7 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group and a phenethyl group. 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 (see general formulas (I-1) and (I-2)).

Qで示される加水分解性基としては、例えば、アルコキシ基、メチルエチルケトオキシム基、ジエチルアミノ基、アセトキシ基、プロペノキシ基、ハロゲン等が挙げられる。アルコキシ基としては、炭素数1乃至10のものが望ましく、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。   Examples of the hydrolyzable group represented by Q include an alkoxy group, a methylethylketoxime group, a diethylamino group, an acetoxy group, a propenoxy group, and a halogen. As the alkoxy group, those having 1 to 10 carbon atoms are desirable, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and an isopropoxy group.

一般式(III)で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料として具体的には、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、カルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体などの芳香族化合物が挙げられる。これらの中でも、下記一般式(IV−1)乃至(IV−4)で示される芳香族アミン化合物が好適である。   Specific examples of the charge injection material having a substituted silicon group represented by the general formula (III) include aromatic compounds such as tetraphenylenediamine derivatives, triphenylamine derivatives, carbazole derivatives, stilbene derivatives, and arylhydrazone derivatives. Among these, aromatic amine compounds represented by the following general formulas (IV-1) to (IV-4) are preferable.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

但し、一般式(IV−1)乃至(IV−4)中、Arは置換もしくは未置換の1価の芳香族基を表し、Raは前記一般式(III)で表される置換ケイ素基の少なくとも1種を表し、m、lは0又は1を表し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素又は炭素数2乃至10の分枝状炭化水素を表す。   In the general formulas (IV-1) to (IV-4), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, and Ra represents at least a substituted silicon group represented by the general formula (III). 1 represents m, l represents 0 or 1, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched hydrocarbon having 2 to 10 carbon atoms.

一般式(IV−1)乃至(IV−4)中、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、Arは、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換の芳香族数2乃至10の1価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香族数2乃至10の1価の縮合環芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の1価の芳香族複素環、又は、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。   In general formulas (IV-1) to (IV-4), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group. Specifically, Ar is a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted monovalent polynuclear aromatic hydrocarbon having 2 to 10 aromatic atoms, a substituted or unsubstituted aromatic group having 1 to 2 aromatic atoms. A substituted or unsubstituted monovalent aromatic group containing a valent condensed ring aromatic hydrocarbon, a substituted or unsubstituted monovalent aromatic heterocyclic ring, or at least one aromatic heterocyclic ring.

ここで、「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」については前述に示す通りである。   Here, “polynuclear aromatic hydrocarbon”, “fused ring aromatic hydrocarbon”, “aromatic heterocycle”, and “aromatic group containing an aromatic heterocycle” are as described above.

一般式(IV−1)乃至(IV−4)中、l、mは0又は1を示し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素、又は、炭素数2乃至10の2価の分枝鎖状炭化水素基を示し、望ましくは炭素数が2乃至6の2価の直鎖状炭化水素基、及び、炭素数3乃至7の2価の分枝鎖状炭化水素より選択される。Tの具体的な構造としては上記と同様である。   In the general formulas (IV-1) to (IV-4), l and m represent 0 or 1, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. A divalent branched hydrocarbon group, preferably a divalent linear hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms and a divalent branched hydrocarbon group having 3 to 7 carbon atoms Selected. The specific structure of T is the same as described above.

以上説明した一般式(IV−1)乃至(IV−4)で示される芳香族アミン化合物は、共有結合を介し一般式(III)で示される置換ケイ素基を末端に有してなるものあり、芳香族アミン構造単位を有する三次元架橋物を形成し得る三次元架橋性電荷輸送材料である。   The aromatic amine compounds represented by the general formulas (IV-1) to (IV-4) described above have a substituted silicon group represented by the general formula (III) via a covalent bond at the terminal, It is a three-dimensional crosslinkable charge transport material capable of forming a three-dimensional crosslinked product having an aromatic amine structural unit.

なお、一般式(IV−1)及び(IV−2)における芳香族アミン構造は、一般式(II−1)で示される構造のXで示される部分をビフェニルあるいはターフェニルとしたものであり、一般式(IV−3)及び(IV−4)における芳香族アミン構造は、一般式(II−2)で示される構造のXで示される部分をビフェニルあるいはターフェニルとしたものである。   In addition, the aromatic amine structure in general formula (IV-1) and (IV-2) makes the part shown by X of the structure shown by general formula (II-1) into biphenyl or terphenyl, The aromatic amine structures in the general formulas (IV-3) and (IV-4) are those in which the part represented by X in the structure represented by the general formula (II-2) is biphenyl or terphenyl.

ここで、一般式(IV−1)乃至(IV−4)で示される芳香族アミン化合物において、Arはフェニル、ビフェニル、ナフタレン、9,9’−ジメチルフルオレンを表し、(芳香環の置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、メトキシ基が望ましい。)
mは0、lは1を表し、
Tはメチレン基,ジメチレン基を表し、
Raは−Si(OCH3、−SiH(OCHを表す、
ことが好適である。
Here, in the aromatic amine compounds represented by the general formulas (IV-1) to (IV-4), Ar represents phenyl, biphenyl, naphthalene, 9,9′-dimethylfluorene, and (as a substituent of the aromatic ring) Is preferably a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, or a methoxy group.)
m represents 0, l represents 1,
T represents a methylene group or a dimethylene group;
Ra is -Si (OCH 3) 3, representing the -SiH (OCH 3) 2,
Is preferred.

一般式(IV−1)乃至(IV−2)で示される芳香族アミン化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the aromatic amine compounds represented by the general formulas (IV-1) to (IV-2) include the following.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

一般式(IV−3)乃至(IV−4)で示される芳香族アミン化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the aromatic amine compounds represented by the general formulas (IV-3) to (IV-4) include the following.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

次に、本実施の形態に係る有機電界発光素子の層構成について詳記する。
本実施の形態に係る有機電界発光素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の陽極及び陰極からなる電極と、この一対の電極間に挾持された発光層及びバッファ層を含む2層以上からなる有機化合物層と、を含む層構成を持つ。そして、バッファ層は1種以上の電荷注入材料を含み、陽極と接して設けられる。また、有機化合物層の少なくとも一層は、少なくとも1種の前記電荷輸送性ポリウレタンを含む。
Next, the layer configuration of the organic electroluminescent element according to the present embodiment will be described in detail.
The organic electroluminescent device according to the present embodiment includes two or more layers including a pair of anodes and cathodes, at least one of which is transparent or translucent, and a light emitting layer and a buffer layer sandwiched between the pair of electrodes. And an organic compound layer. The buffer layer includes one or more charge injection materials and is provided in contact with the anode. Further, at least one of the organic compound layers contains at least one kind of the charge transporting polyurethane.

加えて、前記電荷輸送性ポリウレタンを含有する有機化合物層の内で最も陽極に近い側に位置する有機化合物層の膜厚を、20nm以上100nm以下の範囲(この望ましくは、20nm以上80nm以下、より望ましくは20nm以上50nm以下)内とする。この有機化合物層は、有機化合物層が単層型の場合、電荷輸送能を有する発光層であり、機能分離型(積層型)の場合、正孔輸送層であることがよい。   In addition, the film thickness of the organic compound layer located closest to the anode among the organic compound layers containing the charge transporting polyurethane is in the range of 20 nm to 100 nm (desirably, 20 nm to 80 nm, more Desirably, it is within 20 nm to 50 nm. This organic compound layer is a light-emitting layer having charge transport capability when the organic compound layer is a single layer type, and preferably a hole transport layer when the organic compound layer is a function separation type (stacked type).

本実施の形態に係る有機電界発光素子においては、有機化合物層がバッファ層及び発光層のみから構成される場合には、この発光層は電荷輸送能を有する発光層を意味し、この電荷輸送能を有する発光層が前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる。   In the organic electroluminescent device according to the present embodiment, when the organic compound layer is composed of only the buffer layer and the light emitting layer, this light emitting layer means a light emitting layer having charge transporting ability, and this charge transporting ability A light-emitting layer having the charge transporting polyurethane is contained.

また、有機化合物層が、バッファ層及び発光層に加え、更に1層以上の他の層を有する場合(3層以上の機能分離型の場合)は、バッファ層及び発光層を除くその他の層は、キャリア輸送層、すなわち、正孔輸送層、電子輸送層、又は、正孔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に前記電荷輸送性ポリウレタンが含まれる。   When the organic compound layer has one or more other layers in addition to the buffer layer and the light emitting layer (in the case of a function separation type of three or more layers), the other layers excluding the buffer layer and the light emitting layer are , A carrier transport layer, that is, a hole transport layer, an electron transport layer, or a layer composed of a hole transport layer and an electron transport layer, and the charge transporting polyurethane is included in at least one of these layers.

具体的には、有機化合物層は、例えば、少なくともバッファ層、発光層及び電子輸送層を含む構成、少なくともバッファ層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を含む構成、もしくは、少なくともバッファ層、正孔輸送層及び発光層を含む構成であってもよい。この場合、これらの少なくとも一層(正孔輸送層、電子輸送層、発光層)に前記電荷輸送性ポリウレタンが含まれていることが望ましいが、好適には正孔輸送性材料として前記電荷輸送性ポリウレタンが含まれていることが望ましい。そして、特に、少なくともバッファ層を接する発光層、正孔輸送層に前記電荷輸送性ポリウレタンを含むことが好適である。   Specifically, the organic compound layer includes, for example, a configuration including at least a buffer layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, a configuration including at least a buffer layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, or at least a buffer layer. In addition, the structure may include a hole transport layer and a light emitting layer. In this case, it is desirable that the charge transporting polyurethane is contained in at least one of these layers (hole transporting layer, electron transporting layer, light emitting layer). Preferably, the charge transporting polyurethane is used as the hole transporting material. Is desirable. In particular, it is preferable that at least the light emitting layer and the hole transport layer in contact with the buffer layer contain the charge transporting polyurethane.

なお、バッファ層及び発光層のみから構成される場合、バッファ層は陽極と発光層との間に設けられる。また、少なくともバッファ層、発光層及び電子輸送層を含む構成の場合、バッファ層は陽極と発光層との間に設けられる。また、少なくともバッファ層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を含む構成の場合、バッファ層は陽極と正孔輸送層との間に設けられる。また、少なくともバッファ層、正孔輸送層及び発光層を含む構成の場合、バッファ層は陽極と正孔輸送層との間に設けられる。   In the case where the buffer layer and the light emitting layer are included, the buffer layer is provided between the anode and the light emitting layer. In the case of a configuration including at least a buffer layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, the buffer layer is provided between the anode and the light emitting layer. In the case of a configuration including at least a buffer layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, the buffer layer is provided between the anode and the hole transport layer. In the case of a configuration including at least a buffer layer, a hole transport layer, and a light emitting layer, the buffer layer is provided between the anode and the hole transport layer.

ここで、バッファ層、発光層及び電子輸送層を含む構成では、他の層構成に比べ、製造容易性と発光効率との両立が図られる。これは、全て機能分離した層構成に比べ層数が少ない一方で、一般に正孔に比較して移動度が低い電子の注入効率を補い、発光層での電荷の均衡が図られるためであると考えられる。   Here, in the configuration including the buffer layer, the light emitting layer, and the electron transport layer, both manufacturability and light emission efficiency can be achieved in comparison with other layer configurations. This is because the number of layers is smaller than that of a layer structure in which all functions are separated, but in general, the electron injection efficiency, which is lower in mobility than holes, is compensated for and the charge in the light emitting layer is balanced. Conceivable.

バッファ層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を含む構成では、他の層構成の素子に比べ、発光効率に優れ、低電圧駆動が可能となる。これは、全て機能分離することで、他の層構成に比べ、電荷の注入効率が最も高くなり、発光層で電荷が再結合可能であるためであると考えられる。   In the configuration including the buffer layer, the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer, the light emitting efficiency is excellent and low voltage driving is possible as compared with the devices having other layer configurations. This is presumably because the functional separation results in the highest charge injection efficiency compared to other layer configurations, and charges can be recombined in the light emitting layer.

バッファ層、正孔輸送層及び発光層を含む構成では、他の構成に比べ、製造容易性と耐久性との両立が図れる。これは、全て機能分離した層構成に比べ層数が少ない一方で、発光層への正孔の注入効率が向上し、発光層で過剰な電子の注入が抑制されるためであると考えられる。   In the configuration including the buffer layer, the hole transport layer, and the light emitting layer, both ease of manufacture and durability can be achieved compared to other configurations. This is thought to be because the number of layers is smaller than that of the layer structure in which all functions are separated, but the efficiency of hole injection into the light emitting layer is improved and excessive electron injection is suppressed in the light emitting layer.

バッファ層及び発光層のみから構成される場合では、他の層構成に比べ、素子の大面積化及び製造が容易である。これは、層数が少なく、例えば湿式塗布等により作製できるためのである。   In the case of being composed of only the buffer layer and the light emitting layer, the element can be easily increased in area and manufactured as compared with other layer configurations. This is because the number of layers is small and can be produced by wet coating, for example.

さらに、本実施の形態に係る有機電界発光素子においては、発光層が、電荷輸送性材料(前記電荷輸送性ポリウレタン以外の正孔輸送性材料、電子輸送性材料)を含有してもよく、このような電荷輸送性材料の詳細については後述する。   Further, in the organic electroluminescent element according to the present embodiment, the light emitting layer may contain a charge transporting material (a hole transporting material other than the charge transporting polyurethane, an electron transporting material). Details of such a charge transporting material will be described later.

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る有機電界発光素子についてより詳細に説明するが、これらに限定されるものではない。
図1乃至図4は、本実施の形態に係る有機電界発光素子の層構成を説明するための模式断面図であって、図1、図2、図3の場合は、有機化合物層が3層又は4層構成の場合の一例であり、図4の場合は、有機化合物層が2層構成の場合の例を示す。なお、図1乃至図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, the organic electroluminescence device according to the present embodiment will be described in more detail with reference to the drawings, but is not limited thereto.
1 to 4 are schematic cross-sectional views for explaining the layer structure of the organic electroluminescent element according to this embodiment. In the case of FIGS. 1, 2, and 3, there are three organic compound layers. Or it is an example in the case of 4 layer structure, and in the case of FIG. 4, the example in case an organic compound layer is 2 layer structure is shown. In FIG. 1 to FIG. 4, components having similar functions are described with the same reference numerals.

図1に示す有機電界発光素子10は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、バッファ層3、発光層5、電子輸送層6及び背面電極8を順次積層してなる。
図2に示す有機電界発光素子10は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、バッファ層3、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6及び背面電極8を順次積層してなる。
図3に示す有機電界発光素子10は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、バッファ層3、正孔輸送層4、発光層5及び背面電極8を順次積層してなる。
図4に示す有機電界発光素子10は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、バッファ層3、電荷輸送能を持つ発光層7及び背面電極8を順次積層してなる。
The organic electroluminescent element 10 shown in FIG. 1 is formed by sequentially laminating a transparent electrode 2, a buffer layer 3, a light emitting layer 5, an electron transport layer 6 and a back electrode 8 on a transparent insulator substrate 1.
An organic electroluminescent device 10 shown in FIG. 2 is formed by sequentially laminating a transparent electrode 2, a buffer layer 3, a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, an electron transport layer 6 and a back electrode 8 on a transparent insulator substrate 1. Become.
The organic electroluminescent element 10 shown in FIG. 3 is formed by sequentially laminating a transparent electrode 2, a buffer layer 3, a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, and a back electrode 8 on a transparent insulator substrate 1.
An organic electroluminescent element 10 shown in FIG. 4 is formed by sequentially laminating a transparent electrode 2, a buffer layer 3, a light emitting layer 7 having a charge transport capability, and a back electrode 8 on a transparent insulator substrate 1.

なお、図1乃至4中、透明電極2が陽極を意味し、背面電極8が陰極を意味する。以下、各々を詳しく説明する。   1 to 4, the transparent electrode 2 means an anode, and the back electrode 8 means a cathode. Each will be described in detail below.

また、前記電荷輸送性ポリウレタンが含まれる層は、その構造によっては、図1に示される有機電界発光素子10の層構成の場合、発光層5、電子輸送層6としていずれも作用することができ、図2に示される有機電界発光素子10の層構成の場合、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6としていずれも作用することができ、図3に示される有機電界発光素子10の層構成の場合、正孔輸送層4、発光層5としていずれも作用することができ、図4に示される有機電界発光素子10の層構成の場合、電荷輸送能を有する発光層7として作用することができる。特に、好適には正孔輸送材料として作用することができる。   In addition, depending on the structure, the layer containing the charge transporting polyurethane can act as both the light emitting layer 5 and the electron transporting layer 6 in the case of the layer configuration of the organic electroluminescent element 10 shown in FIG. In the case of the layer configuration of the organic electroluminescent device 10 shown in FIG. 2, any of the hole transport layer 4, the light emitting layer 5, and the electron transport layer 6 can act, and the organic electroluminescent device 10 shown in FIG. In the case of the layer configuration, both can act as the hole transport layer 4 and the light emitting layer 5, and in the case of the layer configuration of the organic electroluminescent element 10 shown in FIG. can do. In particular, it can preferably act as a hole transport material.

透明絶縁体基板1は、発光を取り出すため透明なものが望ましく、ガラス、プラスチックフィルム等が用いられるがこれに限られるものではない。また、透明電極2は、透明絶縁体基板と同様に発光を取り出すため透明であって、かつ正孔の注入を行うため仕事関数(イオン化ポテンシャル)の大きなものが望ましく、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、及び蒸着もしくはスパッタされた金、白金、パラジウム等が用いられるがこれに限られるものではない。   The transparent insulator substrate 1 is preferably transparent in order to extract emitted light, and glass, plastic film, etc. are used, but not limited thereto. Further, the transparent electrode 2 is preferably transparent so as to extract emitted light in the same manner as the transparent insulator substrate, and preferably has a high work function (ionization potential) in order to inject holes, indium tin oxide (ITO), An oxide film such as tin oxide (NESA), indium oxide, and zinc oxide, and deposited or sputtered gold, platinum, palladium, and the like are used, but not limited thereto.

またバッファ層3は陽極(透明電極2)と接して形成され、1種以上の電荷注入材料を含有する。そして、電荷注入材料として、前記置換ケイ素基を有する電荷注入材料を用いて形成される。具体的には、例えば、バッファ層3は、前記置換ケイ素基を有する電荷注入材料によって形成される三次元架橋物を含んで構成されている。   The buffer layer 3 is formed in contact with the anode (transparent electrode 2) and contains one or more kinds of charge injection materials. Then, the charge injection material is formed using the charge injection material having the substituted silicon group. Specifically, for example, the buffer layer 3 includes a three-dimensional cross-linked product formed of the charge injection material having the substituted silicon group.

また、電荷注入材料は、バッファ層3の陽極が設けられた側と反対側の面に接して設けられる層(すなわち、図1では発光層5、図2及び3では正孔輸送層4、図4では電荷輸送能を有する発光層7)への電荷の注入性を向上させるため、そのイオン化ポテンシャルは5.4eV以下であることが望ましく、5.1eV以下であることがより望ましい。また、バッファ層3の層数についても特に制限はないが、1層又は2層であることが望ましく、より望ましくは1層である。   The charge injection material is a layer provided in contact with the surface of the buffer layer 3 opposite to the side on which the anode is provided (that is, the light emitting layer 5 in FIG. 1, the hole transport layer 4 in FIGS. 4, the ionization potential is preferably 5.4 eV or less, more preferably 5.1 eV or less, in order to improve the charge injection property into the light-emitting layer 7) having charge transport ability. The number of buffer layers 3 is not particularly limited, but is preferably one or two layers, and more preferably one layer.

なお、バッファ層3を構成する材料は、上記剤朗の他、さらにバインダー樹脂等、他の電荷注入性を有さない材料も必要に応じて用いることができる。   As the material constituting the buffer layer 3, in addition to the above-mentioned agent, other materials having no charge injection property such as a binder resin can be used as necessary.

電子輸送層6は、目的に応じて機能(電子輸送能)が付与された前記電荷輸送性ポリウレタン単独で形成されていてもよいが、電気的特性をさらに改善する等の目的で、電子移動度を調節するために、電荷輸送性ポリウレタン以外の電子輸送材料を1重量%ないし50重量%の範囲で混合分散して形成されていてもよい。   The electron transport layer 6 may be formed of the above charge transporting polyurethane alone having a function (electron transport ability) according to the purpose, but for the purpose of further improving the electrical characteristics, the electron mobility. In order to control this, an electron transport material other than the charge transporting polyurethane may be mixed and dispersed in the range of 1% by weight to 50% by weight.

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、トリアゾール誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、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。好適な具体例として、下記化合物(VII−1)乃至(VII−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ウレタンを用いずに電子輸送層6を形成する場合、電子輸送層6は、これら電子輸送性材料を用いて形成される。   Preferred examples of such an electron transport material include oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenylquinoxaline derivatives, nitro-substituted fluorenone derivatives, diphenoquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, and the like. Preferable specific examples include the following compounds (VII-1) to (VII-3), but are not limited thereto. In addition, when forming the electron transport layer 6 without using the said charge transportable polyurethane, the electron transport layer 6 is formed using these electron transport materials.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

正孔輸送層4は、目的に応じて機能(正孔輸送能)が付与された電荷輸送性ポリウレタン単独で形成されていてもよいが、正孔移動度を調節するために電荷輸送性ポリウレタン以外の正孔輸送材料を1重量%ないし50重量%の範囲で混合分散して形成されていてもよい。   The hole transport layer 4 may be formed of a charge transport polyurethane alone having a function (hole transport ability) according to the purpose, but other than the charge transport polyurethane in order to adjust the hole mobility. The hole transport material may be mixed and dispersed in the range of 1 wt% to 50 wt%.

この正孔輸送材料としては、テトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等、特に好適な具体例として下記化合物(VIII−1)乃至(VIII−7)が挙げられるが、電荷輸送性ポリウレタンとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が望ましい。また、他の汎用の樹脂等との混合して用いてもよい。なお、前記電荷輸送性ポリエーテルを用いずに正孔輸送層4を形成する場合には、正孔輸送層4はこれら正孔輸送性材料を用いて形成されるが、正孔輸送層4はバッファ層3と接することから、少なくとも1種の電荷輸送性ポリエーテルを用いて形成されることが望ましい。なお、化合物(VIII−7)において、n(整数値)は10乃至100000の範囲内であることが望ましく、1000乃至50000の範囲内であることがより望ましい。   Examples of the hole transporting material include tetraphenylenediamine derivatives, triphenylamine derivatives, carbazole derivatives, stilbene derivatives, arylhydrazone derivatives, porphyrin compounds, and the like, and particularly preferable specific examples include the following compounds (VIII-1) to (VIII- 7), and a tetraphenylenediamine derivative is preferable because of its good compatibility with the charge transporting polyurethane. Moreover, you may mix and use with other general purpose resin etc. When the hole transport layer 4 is formed without using the charge transport polyether, the hole transport layer 4 is formed using these hole transport materials, but the hole transport layer 4 is Since it is in contact with the buffer layer 3, it is preferably formed using at least one charge transporting polyether. In compound (VIII-7), n (integer value) is preferably in the range of 10 to 100,000, and more preferably in the range of 1000 to 50,000.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

発光層5は、他種と比べ、固体状態で高い蛍光量子収率を示す化合物が発光材料として用いられる。発光材料が有機低分子の場合、真空蒸着法もしくは低分子と結着樹脂を含む溶液又は分散液を塗布・乾燥することにより良好な薄膜形成が可能であることが条件である。また、高分子の場合、それ自身を含む溶液又は分散液を塗布・乾燥することにより良好な薄膜形成が可能であることが条件である。   For the light-emitting layer 5, a compound showing a high fluorescence quantum yield in a solid state as compared with other types is used as a light-emitting material. In the case where the light emitting material is an organic low molecule, it is a condition that a good thin film can be formed by applying and drying a solution or dispersion containing a low molecular weight and a binder resin. In the case of a polymer, it is a condition that a good thin film can be formed by applying and drying a solution or dispersion containing itself.

好適には、有機低分子の場合、キレート型有機金属錯体、多核又は縮合芳香環化合物、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体等が、高分子の場合、ポリパラフェニレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等が挙げられる。好適な具体例として、下記の化合物(IX−1)乃至(IX−17)が用いられるが、これらに限定されるものではない。   Preferably, in the case of small organic molecules, chelate-type organometallic complexes, polynuclear or condensed aromatic ring compounds, perylene derivatives, coumarin derivatives, styrylarylene derivatives, silole derivatives, oxazole derivatives, oxathiazole derivatives, oxadiazole derivatives, etc. In the case of a polymer, examples include polyparaphenylene derivatives, polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyacetylene derivatives, polyfluorene derivatives, and the like. As preferred specific examples, the following compounds (IX-1) to (IX-17) are used, but are not limited thereto.

なお、下記構造式(IX−13)乃至(IX−17)中、Ar、Xは、一般式(II−1)及び(II−2)中に示すAr、Xと同様の構造を有する一価基あるいは二価基を意味し、n及びxは1以上の整数を、yは0又は1を示す。   In the following structural formulas (IX-13) to (IX-17), Ar and X are monovalent having the same structure as Ar and X shown in the general formulas (II-1) and (II-2). A group or a divalent group, n and x are integers of 1 or more, and y is 0 or 1.

Figure 2008305995
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Figure 2008305995
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また、有機電界発光素子10の耐久性向上もしくは発光効率の向上を目的として、上記の発光材料中にゲスト材料として発光材料と異なる色素化合物をドーピングしてもよい。真空蒸着によって発光層を形成する場合、共蒸着によってドーピングを行い、溶液又は分散液を塗布・乾燥することで発光層を形成する場合、溶液又は分散液中に混合することでドーピングを行う。発光層中における色素化合物のドーピングの割合としては0.001重量%乃至40重量%程度、望ましくは0.01重量%乃至10重量%程度である。   In addition, for the purpose of improving the durability of the organic electroluminescent device 10 or improving the light emission efficiency, the light emitting material may be doped with a dye compound different from the light emitting material as a guest material. When the light emitting layer is formed by vacuum deposition, doping is performed by co-evaporation, and when the light emitting layer is formed by applying and drying a solution or dispersion, doping is performed by mixing in the solution or dispersion. The doping ratio of the dye compound in the light emitting layer is about 0.001 to 40% by weight, preferably about 0.01 to 10% by weight.

このドーピングに用いられる色素化合物としては、発光材料との相容性が良く、かつ発光層の良好な薄膜形成を妨げない有機化合物が用いられ、好適にはDCM誘導体、キナクリドン誘導体、ルブレン誘導体、ポルフィリン系化合物等が挙げられる。好適な具体例として、下記の化合物(X−1)乃至(X−4)が用いられるが、これらに限定されるものではない。   As the coloring compound used for this doping, an organic compound that has good compatibility with the light emitting material and does not prevent the formation of a good thin film of the light emitting layer is used, preferably a DCM derivative, a quinacridone derivative, a rubrene derivative, a porphyrin. System compounds and the like. As preferred specific examples, the following compounds (X-1) to (X-4) are used, but are not limited thereto.

Figure 2008305995
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また、発光層5は、前記発光性材料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、前記発光材料に前記電荷輸送性ポリウレタンを1重量%ないし50重量%の範囲で混合分散して形成、もしくは前記発光性高分子中に前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送材料を1重量%ないし50重量%の範囲で混合分散して形成させてもよい。   The light emitting layer 5 may be formed of the light emitting material alone, but for the purpose of further improving the electrical characteristics and the light emitting characteristics, the charge transporting polyurethane is added to the light emitting material in an amount of 1% by weight to 50%. It may be formed by mixing and dispersing in the range of wt%, or may be formed by mixing and dispersing in the light emitting polymer a charge transport material other than the charge transporting polyurethane in the range of 1 wt% to 50 wt%.

また、前記電荷輸送性高分子が発光特性も兼ね備えたものである場合、発光材料として用いても良く、その場合、電気特性及び発光特性をさらに改善する等の目的で、前記発光材料に前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送材料を1重量%ないし50重量%の範囲で混合分散して形成させてもよい。   Further, when the charge transporting polymer also has a light emitting property, it may be used as a light emitting material. In this case, the charge is added to the light emitting material for the purpose of further improving the electrical property and the light emitting property. A charge transport material other than the transportable polyurethane may be mixed and dispersed in the range of 1% by weight to 50% by weight.

電荷輸送能を有する発光層7は、例えば、目的に応じて機能(正孔輸送能、もしくは電子輸送能)が付与された前記電荷輸送性ポリウレタン中に、発光材料として前記発光材料(IX−1)乃至(IX−17)を50重量%以下分散させた材料を含むものであることが望ましい。この場合、有機電界発光素子10に注入される正孔と電子とのバランスを調節するために前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送材料を10重量%乃至50重量%分散させてもよい。   The light-emitting layer 7 having a charge transporting capability is, for example, the light-emitting material (IX-1) as a light-emitting material in the charge-transporting polyurethane having a function (hole transporting capability or electron transporting capability) according to the purpose. ) To (IX-17) are preferably contained in a material in which 50% by weight or less is dispersed. In this case, 10 wt% to 50 wt% of a charge transport material other than the charge transport polyurethane may be dispersed in order to adjust the balance between holes and electrons injected into the organic electroluminescent device 10.

この電荷輸送材料としては、電子移動度を調節する場合、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る。好適な具体例として、前記化合物(VII−1)乃至(VII−3)が挙げられる。また、前記電荷輸送性ポリウレタンと強い電子相互作用を示さない有機化合物が用いられることが望ましく、より望ましくは下記化合物(XI)が用いられるが、これに限定されるものではない。   As the charge transport material, when adjusting the electron mobility, the electron transport material preferably includes an oxadiazole derivative, a nitro-substituted fluorenone derivative, a diphenoquinone derivative, a thiopyrandioxide derivative, a fluorenylidenemethane derivative, and the like. . Preferable specific examples include the compounds (VII-1) to (VII-3). In addition, it is desirable to use an organic compound that does not exhibit a strong electron interaction with the charge transporting polyurethane, and more desirably, the following compound (XI) is used, but is not limited thereto.

Figure 2008305995
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同様に正孔移動度を調節する場合、正孔輸送材料として好適にはテトラフェニレンジアミン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導、スチルベン誘導体、アリールヒドラゾン誘導体、ポルフィリン系化合物等、特に好適な具体例として上記化合物(VIII−1)乃至(VIII−7)が挙げられるが、電荷輸送性ポリウレタンとの相容性が良いことから、テトラフェニレンジアミン誘導体が望ましい。   Similarly, when adjusting the hole mobility, particularly preferable examples of the hole transporting material include tetraphenylenediamine derivatives, triphenylamine derivatives, carbazole derivatives, stilbene derivatives, arylhydrazone derivatives, porphyrin compounds, and the like. Examples of the compound include compounds (VIII-1) to (VIII-7), and a tetraphenylenediamine derivative is preferable because of its good compatibility with the charge transporting polyurethane.

背面電極8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元素が使用されるが、特に望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、もしくフッ化リチウムや酸化リチウム等の金属ハロゲン化合物や金属酸化物が挙げられる。   For the back electrode 8, a metal element that can be vacuum-deposited and has a small work function is used to perform electron injection, but magnesium, aluminum, silver, indium and alloys thereof, lithium fluoride, oxidation, etc. Examples thereof include metal halogen compounds such as lithium and metal oxides.

また、背面電極7上には、さらに素子の水分や酸素による劣化を防ぐために保護層を設けてもよい。具体的な保護層の材料としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Alなどの金属、MgO、SiO、TiO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、コーティング法等が適用できる。 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. Specific materials for the protective layer include metals such as In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, and Al, metal oxides such as MgO, SiO 2 , and TiO 2 , polyethylene resin, polyurea resin, and polyimide resin. Resin. For forming the protective layer, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma polymerization method, a CVD method, a coating method, or the like can be applied.

これら図1乃至図4に示される有機電界発光素子10の作製は、以下の手順で行われる。まず、透明絶縁体基板1上に予め形成された透明電極2の上にバッファ層3を形成する。具体的には例えば、バッファ層3を構成する材料を、溶媒中に溶解もしくは分散させて所定の濃度とし、得られた塗布液を用いて透明電極2上にスピンコーティング法、ディップ法等を用いて成膜する。そして必要に応じて、加熱などにより硬化させてバッファ層3を形成する。   The organic electroluminescent element 10 shown in FIGS. 1 to 4 is manufactured by the following procedure. First, the buffer layer 3 is formed on the transparent electrode 2 previously formed on the transparent insulator substrate 1. Specifically, for example, the material constituting the buffer layer 3 is dissolved or dispersed in a solvent so as to have a predetermined concentration, and a spin coating method, a dip method, or the like is used on the transparent electrode 2 using the obtained coating solution. To form a film. Then, if necessary, the buffer layer 3 is formed by curing by heating or the like.

バッファ層3を構成する材料としては、例えば、上記電荷注入材料に加えて、前述のように、必要により正孔のトラップにならない程度のバインダー樹脂や塗布性改良剤を併せて用いることができる。また、種々の目的で、他のシランカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、チタネートカップリング剤などを添加することもできる。   As a material constituting the buffer layer 3, for example, in addition to the charge injection material, as described above, a binder resin and a coating property improver that do not cause hole trapping can be used as necessary. For various purposes, other silane coupling agents, aluminum coupling agents, titanate coupling agents, and the like can also be added.

次に、各有機電界発光素子10の層構成に応じて、バッファ層3上に、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6、及び電荷輸送能を有する発光層7を順次形成する。   Next, a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, an electron transport layer 6, and a light emitting layer 7 having a charge transporting capability are sequentially formed on the buffer layer 3 in accordance with the layer configuration of each organic electroluminescent element 10. .

また、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6及び電荷輸送能を有する発光層7は、上述したようにこれら各層を構成する材料を真空蒸着法により用いて形成する。あるいは、この材料を有機溶媒中に溶解もしくは分散させて得られた塗布液を用いてスピンコーティング法、ディップ法等を用いて成膜することによって形成される。   Further, the hole transport layer 4, the light emitting layer 5, the electron transport layer 6 and the light emitting layer 7 having charge transporting ability are formed by using the materials constituting these layers by vacuum deposition as described above. Or it forms by forming into a film using a spin coating method, a dip method, etc. using the coating liquid obtained by melt | dissolving or disperse | distributing this material in an organic solvent.

また、電荷輸送材料、発光材料として高分子を用いる場合、各層形成は塗布液を用いた製膜法により行うことが望ましいが、インクジェット法を利用して製膜により行ってもよい。   When a polymer is used as the charge transport material and the light emitting material, each layer is preferably formed by a film forming method using a coating solution, but may be formed by film forming using an ink jet method.

また、形成されるバッファ層の膜厚は、1nm以上200nm以下で、特に10乃至150nmの範囲であることが望ましい。   Further, the thickness of the formed buffer layer is preferably 1 nm to 200 nm, and particularly preferably in the range of 10 to 150 nm.

また、正孔輸送層4、発光層5及び電子輸送層6の膜厚は、それぞれ望ましくは20nm以上100nm以下であり、特に30乃至80nmの範囲であることがより望ましい。また、電荷輸送能を有する発光層7の膜厚は、望ましくは20nm以上200nm以下であり、30nm以上200nm以下がより望ましい。
ただし、バッファ層3と接する有機化合物層(正孔輸送層4、発光層5、又は、電荷輸送能を有する発光層7)が電荷輸送性ポリエーテルを含有する場合は、バッファ層3と接する有機化合物層の膜厚は、20nm以上100nm以下であること望ましく、30nm以上60nm以下であることがより望ましい。
The film thicknesses of the hole transport layer 4, the light emitting layer 5, and the electron transport layer 6 are each preferably 20 nm or more and 100 nm or less, and more preferably in the range of 30 to 80 nm. Further, the thickness of the light emitting layer 7 having charge transporting ability is desirably 20 nm or more and 200 nm or less, and more desirably 30 nm or more and 200 nm or less.
However, when the organic compound layer in contact with the buffer layer 3 (the hole transport layer 4, the light emitting layer 5, or the light emitting layer 7 having charge transport capability) contains a charge transporting polyether, the organic layer in contact with the buffer layer 3 is used. The film thickness of the compound layer is desirably 20 nm or more and 100 nm or less, and more desirably 30 nm or more and 60 nm or less.

上記各材料(前記電荷輸送性ポリウレタン、発光材料等)を有機溶媒中に分散させて塗布液を作製する場合、塗布液中における上記各材料の分散状態は分子分散状態でも粒子分散状態でも構わない。塗布液を用いた成膜法の場合、分子分散状態とするためには、分散溶媒は上記各材料の共通溶媒を用いる必要があり、粒子分散状態とするために分散溶媒は上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。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、ホモジェナイザー、超音波法等が利用できる。   When the above materials (the charge transporting polyurethane, the light emitting material, etc.) are dispersed in an organic solvent to prepare a coating solution, the dispersion state of the materials in the coating solution may be a molecular dispersion state or a 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 of the above materials as a dispersion solvent in order to obtain a molecular dispersion state. It is necessary to select in consideration of solubility and solubility. In order to disperse into particles, a ball mill, a sand mill, a paint shaker, an attritor, a homogenizer, an ultrasonic method, or the like can be used.

そして、最後に、発光層5、電子輸送層6又は電荷輸送能を有する発光層7の上に背面電極8を真空蒸着法により形成することにより図1乃至4に示す有機電界発光素子10を得ることができる。   Finally, a back electrode 8 is formed on the light-emitting layer 5, the electron transport layer 6 or the light-emitting layer 7 having charge transport ability by a vacuum deposition method, thereby obtaining the organic electroluminescent device 10 shown in FIGS. be able to.

−表示装置−
本実施の形態の表示装置は、上記本実施の形態の有機電界発光素子と、有機電界発光素子を駆動するための駆動手段と、を有する。
表示装置として具体的には例えば、図1乃至4に示すように、有機電界発光素子10の一対の電極(透明電極2、背面電極8)に連結され、当該一対の電極間に直流電圧を印加するための電圧印加装置9を、駆動手段として備えたものが挙げられる。
電圧印加装置9を用いた有機電界発光素子10の駆動方法としては、例えば、一対の電極間に、4乃至20Vで、電流密度1乃至200mA/cmの直流電圧を印加することによって有機電界発光素子10を発光させることができる。
-Display device-
The display device according to the present embodiment includes the organic electroluminescent element according to the present embodiment and driving means for driving the organic electroluminescent element.
Specifically, for example, as shown in FIGS. 1 to 4, the display device is connected to a pair of electrodes (transparent electrode 2, back electrode 8) of the organic electroluminescent element 10, and a DC voltage is applied between the pair of electrodes. For example, a device provided with a voltage applying device 9 as a driving means may be used.
As a driving method of the organic electroluminescent element 10 using the voltage applying device 9, for example, organic electroluminescence is applied by applying a DC voltage of 4 to 20 V and a current density of 1 to 200 mA / cm 2 between a pair of electrodes. The element 10 can emit light.

また、本実施の形態の有機電界発光素子は、最小単位(1画素単位)の構成について説明したが、例えば、当該1画素単位(有機電界発光素子)をマトリクス状に配置した表示装置に適用される。無論、電極対をマトリクス状に配置してもよい。
また、表示装置の駆動方式としては、従来公知の技術、例えば複数の行電極及び列電極を配し、行電極を走査駆動しながら各行電極に対応する画像情報に応じて列電極を一括して駆動させる単純マトリクス駆動や、各画素毎に配された画素電極によるアクティブマトリックス駆動等を利用することができる。
In addition, the organic electroluminescent element of the present embodiment has been described with respect to the configuration of the minimum unit (one pixel unit). The Of course, the electrode pairs may be arranged in a matrix.
As a driving method of the display device, a conventionally known technique, for example, a plurality of row electrodes and column electrodes are arranged, and the column electrodes are collectively processed according to image information corresponding to each row electrode while scanning the row electrodes. Simple matrix driving for driving, active matrix driving using pixel electrodes arranged for each pixel, or the like can be used.

以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, these examples do not limit the present invention.

―電荷輸送性ポリウレタンの合成―
(合成例1)
下記化合物(XII−1)2.0g、クロロベンゼン30mlを50mlのフラスコに入れ、窒素気流下、攪拌溶解させた。次いで、フラスコ中に、ヘキサメチレンジイソシアネート0.54gをクロロベンゼン10mlに溶解させたものを、30分かけて滴下し、150℃に加熱して2時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン(THF)50mlに溶解して、不溶物を0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターにて濾過した。その濾液をメタノール500ml中に撹拌しながら滴下する再沈殿処理を、3回行うことでポリマーを洗浄析出させた。
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、1.9gの電荷輸送性ポリウレタン(XII−2)を得た。
電荷輸送性ポリウレタン(XII−2)の分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定したところ、重量平均分子量Mw=8.67×10(スチレン換算)であり、数平均分子量Mnと重量平均分子量Mwとの比(Mw/Mn)=1.44であった。
―Synthesis of charge transporting polyurethane―
(Synthesis Example 1)
The following compound (XII-1) 2.0 g and chlorobenzene 30 ml were placed in a 50 ml flask and dissolved under stirring in a nitrogen stream. Next, a solution prepared by dissolving 0.54 g of hexamethylene diisocyanate in 10 ml of chlorobenzene was dropped into the flask over 30 minutes, heated to 150 ° C. and stirred for 2 hours. Then, it cooled to room temperature, melt | dissolved in tetrahydrofuran (THF) 50 ml, and filtered the insoluble matter with a 0.2 micrometer polytetrafluoroethylene (PTFE) filter. The reprecipitation treatment in which the filtrate was dropped into 500 ml of methanol while stirring was performed three times to wash and precipitate the polymer.
The obtained polymer was filtered, washed sufficiently with methanol and dried to obtain 1.9 g of charge transporting polyurethane (XII-2).
When the molecular weight distribution of the charge transporting polyurethane (XII-2) was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw = 8.67 × 10 4 (in terms of styrene), and the number average molecular weight Mn And the weight average molecular weight Mw (Mw / Mn) = 1.44.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(合成例2)
下記化合物(XIII−1)2.0g、クロロベンゼン30mlを50mlのフラスコに入れ、窒素気流下、攪拌溶解させた。次いで、フラスコ中に、ヘキサメチレンジイソシアネート0.54gをクロロベンゼン10mlに溶解させたものを、30分かけて滴下し、150℃に加熱して2時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン(THF)50mlに溶解して、不溶物を0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターにて濾過した。その濾液をメタノール500ml中に撹拌しながら滴下する再沈殿処理を、3回行うことでポリマーを洗浄析出させた。
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、1.8gの電荷輸送性ポリウレタン(XIII−2)を得た。
電荷輸送性ポリウレタン(XIII−2)の分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定したところ、重量平均分子量Mw=1.23×10(スチレン換算)であり、数平均分子量Mnと重量平均分子量Mwとの比(Mw/Mn)=2.01であった。
(Synthesis Example 2)
The following compound (XIII-1) 2.0 g and chlorobenzene 30 ml were placed in a 50 ml flask and dissolved under stirring in a nitrogen stream. Next, a solution prepared by dissolving 0.54 g of hexamethylene diisocyanate in 10 ml of chlorobenzene was dropped into the flask over 30 minutes, heated to 150 ° C. and stirred for 2 hours. Then, it cooled to room temperature, melt | dissolved in tetrahydrofuran (THF) 50 ml, and filtered the insoluble matter with a 0.2 micrometer polytetrafluoroethylene (PTFE) filter. The reprecipitation treatment in which the filtrate was dropped into 500 ml of methanol while stirring was performed three times to wash and precipitate the polymer.
The obtained polymer was filtered, washed thoroughly with methanol and then dried to obtain 1.8 g of a charge transporting polyurethane (XIII-2).
When the molecular weight distribution of the charge transporting polyurethane (XIII-2) was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw = 1.23 × 10 5 (in terms of styrene) and the number average molecular weight Mn And the weight average molecular weight Mw (Mw / Mn) = 2.01.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(合成例3)
下記化合物(XIV−1)2.0g、クロロベンゼン30mlを50mlのフラスコに入れ、窒素気流下、攪拌溶解させた。次いで、フラスコ中に、ヘキサメチレンジイソシアネート0.54gをクロロベンゼン10mlに溶解させたものを、30分かけて滴下し、150℃に加熱して2時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン(THF)50mlに溶解して、不溶物を0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターにて濾過した。その濾液をメタノール500ml中に撹拌しながら滴下する再沈殿処理を、3回行うことでポリマーを洗浄析出させた。
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、1.9gの電荷輸送性ポリウレタン(XIV−2)を得た。
電荷輸送性ポリウレタン(XIV−2)の分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定したところ、重量平均分子量Mw=1.17×10(スチレン換算)であり、数平均分子量Mnと重量平均分子量Mwとの比(Mw/Mn)=1.51であった。
(Synthesis Example 3)
The following compound (XIV-1) 2.0 g and chlorobenzene 30 ml were placed in a 50 ml flask and dissolved under stirring in a nitrogen stream. Next, a solution prepared by dissolving 0.54 g of hexamethylene diisocyanate in 10 ml of chlorobenzene was dropped into the flask over 30 minutes, heated to 150 ° C. and stirred for 2 hours. Then, it cooled to room temperature, melt | dissolved in tetrahydrofuran (THF) 50 ml, and filtered the insoluble matter with a 0.2 micrometer polytetrafluoroethylene (PTFE) filter. The reprecipitation treatment in which the filtrate was dropped into 500 ml of methanol while stirring was performed three times to wash and precipitate the polymer.
The polymer obtained was filtered, washed thoroughly with methanol and then dried to obtain 1.9 g of charge transporting polyurethane (XIV-2).
When the molecular weight distribution of the charge transporting polyurethane (XIV-2) was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw = 1.17 × 10 5 (in terms of styrene) and the number average molecular weight Mn And the weight average molecular weight Mw (Mw / Mn) = 1.51.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(合成例4)
下記化合物(XV−1)2.0g、クロロベンゼン30mlを50mlのフラスコに入れ、窒素気流下、攪拌溶解させた。次いで、フラスコ中に、ヘキサメチレンジイソシアネート0.54gをクロロベンゼン10mlに溶解させたものを、30分かけて滴下し、150℃に加熱して2時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン(THF)50mlに溶解して、不溶物を0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターにて濾過した。その濾液をメタノール500ml中に撹拌しながら滴下する再沈殿処理を、3回行うことでポリマーを洗浄析出させた。
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、1.8gの電荷輸送性ポリウレタン(XV−2)を得た。
電荷輸送性ポリウレタン(XV−2)の分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定したところ、重量平均分子量Mw=1.20×10(スチレン換算)であり、数平均分子量Mnと重量平均分子量Mwとの比(Mw/Mn)=2.2であった。
(Synthesis Example 4)
The following compound (XV-1) 2.0 g and chlorobenzene 30 ml were placed in a 50 ml flask and dissolved under stirring in a nitrogen stream. Next, a solution prepared by dissolving 0.54 g of hexamethylene diisocyanate in 10 ml of chlorobenzene was dropped into the flask over 30 minutes, heated to 150 ° C. and stirred for 2 hours. Then, it cooled to room temperature, melt | dissolved in tetrahydrofuran (THF) 50 ml, and filtered the insoluble matter with a 0.2 micrometer polytetrafluoroethylene (PTFE) filter. The reprecipitation treatment in which the filtrate was dropped into 500 ml of methanol while stirring was performed three times to wash and precipitate the polymer.
The obtained polymer was filtered, washed sufficiently with methanol and dried to obtain 1.8 g of a charge transporting polyurethane (XV-2).
When the molecular weight distribution of the charge transporting polyurethane (XV-2) was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw = 1.20 × 10 5 (in terms of styrene) and the number average molecular weight Mn And the weight average molecular weight Mw (Mw / Mn) = 2.2.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(合成例5)
下記化合物(XVI−1)2.0g、クロロベンゼン30mlを50mlのフラスコに入れ、窒素気流下、攪拌溶解させた。次いで、フラスコ中に、ヘキサメチレンジイソシアネート0.54gをクロロベンゼン10mlに溶解させたものを、30分かけて滴下し、150℃に加熱して2時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン(THF)50mlに溶解して、不溶物を0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターにて濾過した。その濾液をメタノール500ml中に撹拌しながら滴下する再沈殿処理を、3回行うことでポリマーを洗浄析出させた。
得られたポリマーを濾過し、十分にメタノールで洗浄した後乾燥させ、1.7gの電荷輸送性ポリウレタン(XVI−2)を得た。
電荷輸送性ポリウレタン(XVI−2)の分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定したところ、重量平均分子量Mw=1.12×10(スチレン換算)であり、数平均分子量Mnと重量平均分子量Mwとの比(Mw/Mn)=1.9であった。
(Synthesis Example 5)
The following compound (XVI-1) 2.0 g and chlorobenzene 30 ml were placed in a 50 ml flask and dissolved under stirring in a nitrogen stream. Next, a solution prepared by dissolving 0.54 g of hexamethylene diisocyanate in 10 ml of chlorobenzene was dropped into the flask over 30 minutes, heated to 150 ° C. and stirred for 2 hours. Then, it cooled to room temperature, melt | dissolved in tetrahydrofuran (THF) 50 ml, and filtered the insoluble matter with a 0.2 micrometer polytetrafluoroethylene (PTFE) filter. The reprecipitation treatment in which the filtrate was dropped into 500 ml of methanol while stirring was performed three times to wash and precipitate the polymer.
The obtained polymer was filtered, washed thoroughly with methanol and dried to obtain 1.7 g of a charge transporting polyurethane (XVI-2).
When the molecular weight distribution of the charge transporting polyurethane (XVI-2) was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw = 1.12 × 10 5 (in terms of styrene) and the number average molecular weight Mn And the weight average molecular weight Mw (Mw / Mn) = 1.9.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

−有機電界発光素子の作製−
次に、上記のようにして合成した電荷輸送性ポリウレタンを使用し、以下のようにして有機電界発光素子を作製した。
-Fabrication of organic electroluminescence device-
Next, using the charge transporting polyurethane synthesized as described above, an organic electroluminescence device was produced as follows.

(実施例1)
バッファ層形成用の溶液として置換ケイ素基を有する電荷注入材料〔下記構造式(XIX)、イオン化ポテンシャル=5.0eV〕500mgと塩酸(1N)2mgをブタノール1mlに溶解して溶液を調製した。
Example 1
As a buffer layer forming solution, 500 mg of a charge injection material having a substituted silicon group (the following structural formula (XIX), ionization potential = 5.0 eV) and 2 mg of hydrochloric acid (1N) were dissolved in 1 ml of butanol to prepare a solution.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

また、透明電極付基板として、2mm幅の短冊型ITO電極をエッチングにより形成した基板(以下、「ITO電極付ガラス基板」と略す)を準備した。   In addition, a substrate (hereinafter abbreviated as “glass substrate with ITO electrode”) on which a 2 mm-wide strip ITO electrode was formed by etching was prepared as a substrate with a transparent electrode.

次に、上記溶液を用いて、洗浄後乾燥させたITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、スピンコート法により塗布して、120℃で1時間加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した。
次に、発光材料として発光性高分子〔下記化合物(XX)、ポリフルオレン系、Mw≒10〕を5重量%、及び電気特性及び発光特性をさらに改善する等の目的で正孔輸送性材料として前記電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)(Mw=8.67×10)〕を1重量%併せて溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの発光層を形成した。

Figure 2008305995
Next, using the above solution, the glass substrate with an ITO electrode that has been washed and dried is coated on the surface on which the ITO electrode is provided by spin coating, and heated at 120 ° C. for 1 hour to be cured. After sufficiently drying, a buffer layer having a thickness of 10 nm was formed.
Next, as a light-emitting material, a light-emitting polymer [the following compound (XX), polyfluorene-based, Mw≈10 5 ] is 5% by weight, and a hole-transporting material is used for the purpose of further improving electrical characteristics and light-emitting characteristics. A polytetrafluoroethylene (PTFE) filter having a mesh size of 0.1 μm and a chlorobenzene solution in which 1 wt% of the charge transporting polyurethane [compound (XII-2) (Mw = 8.67 × 10 4 )] is dissolved together The solution obtained by filtration in (1) was applied on the buffer layer by spin coating to form a light emitting layer having a thickness of 30 nm.
Figure 2008305995

形成された発光層を十分乾燥させた後、電子輸送性材料として電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XIII−2)(Mw=1.23×10)〕を5重量%溶解させたジクロロエタン溶液を目開き0.1μmのPTFEフィルターで濾過した後に、この溶液を発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚30nm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、150nm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。形成された有機EL素子の有効面積は0.04cmであった。
After the formed light emitting layer is sufficiently dried, a dichloroethane solution in which 5% by weight of a charge transporting polyurethane [compound (XIII-2) (Mw = 1.23 × 10 5 )] as an electron transporting material is dissolved is used. After opening and filtering with a 0.1 μm PTFE 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 30 nm.
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 150 nm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the formed organic EL element was 0.04 cm 2 .

(実施例2)
実施例1と同様に洗浄したITO電極付ガラス基板上に、前記構造式(XIX)〔イオン化ポテンシャル=5.0eV〕で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料によりバッファ層を形成した後、正孔輸送性材料として前記電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)(Mw=8.67×10)〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの正孔輸送層を形成した。
十分乾燥させた後、発光材料として発光性高分子〔前記化合物(XX)、ポリフルオレン系、Mw≒10〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのPTFEフィルターで濾過して得られた溶液を、正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚50nmの発光層を形成した。
(Example 2)
A buffer layer was formed on the cleaned glass substrate with an ITO electrode in the same manner as in Example 1 using a charge injection material having a substituted silicon group represented by the structural formula (XIX) [ionization potential = 5.0 eV], A chlorobenzene solution in which 5% by weight of the above charge transporting polyurethane [compound (XII-2) (Mw = 8.67 × 10 4 )] is dissolved as a pore transporting material is a polytetrafluoroethylene (PTFE) having an opening of 0.1 μm. The solution obtained by filtering with a filter was applied on the buffer layer by spin coating to form a hole transport layer having a thickness of 30 nm.
After sufficiently drying, a chlorobenzene solution in which 5% by weight of a light-emitting polymer [compound (XX), polyfluorene, Mw≈10 5 ] is dissolved as a light-emitting material is filtered through a PTFE filter having an opening of 0.1 μm. The solution obtained in this manner was applied onto the hole transport layer by a spin coating method to form a light emitting layer having a thickness of 50 nm.

さらに電子輸送性材料として電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XIII−2)(Mw=1.23×10)〕を5重量%溶解させたジクロロエタン溶液を目開き0.1μmのPTFEフィルターで濾過して得られた溶液を、発光層上にスピンコート法により塗布し、膜厚30nm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、150nm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。形成された有機EL素子の有効面積は0.04cmであった。
Further, a dichloroethane solution in which 5% by weight of a charge transporting polyurethane [compound (XIII-2) (Mw = 1.23 × 10 5 )] as an electron transporting material was dissolved was filtered through a PTFE filter having an opening of 0.1 μm. The obtained solution was applied onto the light emitting layer by a spin coating method to form an electron transport layer having a thickness of 30 nm.
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 150 nm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the formed organic EL element was 0.04 cm 2 .

(実施例3)
実施例1と同様に洗浄したITO電極付ガラス基板上に、前記構造式(XIX)〔イオン化ポテンシャル=5.0eV〕で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料によりバッファ層を形成した後、正孔輸送性材料として前記電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)(Mw=8.67×10)〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの正孔輸送層を形成した。
十分乾燥させた後、発光材料として発光性高分子〔前記化合物(XX)、ポリフルオレン系、Mw≒10〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのPTFEフィルターで濾過して得られた溶液を、正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚50nm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、150nm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。形成された有機EL素子の有効面積は0.04cmであった。
(Example 3)
A buffer layer was formed on the cleaned glass substrate with an ITO electrode in the same manner as in Example 1 using a charge injection material having a substituted silicon group represented by the structural formula (XIX) [ionization potential = 5.0 eV], A chlorobenzene solution in which 5% by weight of the above charge transporting polyurethane [compound (XII-2) (Mw = 8.67 × 10 4 )] is dissolved as a pore transporting material is a polytetrafluoroethylene (PTFE) having an opening of 0.1 μm. The solution obtained by filtering with a filter was applied on the buffer layer by spin coating to form a hole transport layer having a thickness of 30 nm.
After sufficiently drying, a chlorobenzene solution in which 5% by weight of a light-emitting polymer [compound (XX), polyfluorene, Mw≈10 5 ] is dissolved as a light-emitting material is filtered through a PTFE filter having an opening of 0.1 μm. The solution obtained in this manner was applied onto the hole transport layer by a spin coating method to form a light emitting layer having a thickness of 50 nm.
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 150 nm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the formed organic EL element was 0.04 cm 2 .

(実施例4)
実施例1と同様に洗浄したITO電極付ガラス基板上に、前記構造式(XIX)〔イオン化ポテンシャル=5.0eV〕で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料によりバッファ層を形成した後、正孔輸送性材料として電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)(Mw=8.67×10)〕:0.5重量部と発光材料として発光性高分子〔化合物(XX)、ポリフルオレン系、Mw≒10〕:0.1重量部とを混合し、これらの混合物を10重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過することにより発光層形成用の溶液を準備した。
Example 4
A buffer layer was formed on the cleaned glass substrate with an ITO electrode in the same manner as in Example 1 using a charge injection material having a substituted silicon group represented by the structural formula (XIX) [ionization potential = 5.0 eV], Charge transporting polyurethane [compound (XII-2) (Mw = 8.67 × 10 4 )] as a hole transporting material: 0.5 part by weight and a light emitting polymer [compound (XX), polyfluorene based as a light emitting material , Mw≈10 5 ]: 0.1 parts by weight, and chlorobenzene solution in which 10% by weight of the mixture is dissolved is filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter having an opening of 0.1 μm to emit light. A solution for layer formation was prepared.

この溶液を用いて、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚50nmの電荷輸送能を持つ発光層を形成し、最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、150nm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。形成された有機EL素子の有効面積は0.04cmであった。 Using this solution, a 50 nm-thick light-emitting layer having a charge transporting capability is formed on the buffer layer by spin coating, and finally a Mg-Ag alloy is vapor-deposited by co-evaporation to obtain a 2 mm width and 150 nm thickness. A thick back electrode was formed to cross the ITO electrode. The effective area of the formed organic EL element was 0.04 cm 2 .

(実施例5)
バッファ層形成用の置換ケイ素基を有する電荷注入材料として下記構造式(XXI)、〔イオン化ポテンシャル=5.4eV〕に示す材料を用い、電荷輸送材料500mgと塩酸(1N)2mgをブタノール1mlに溶解して調製した溶液をスピンコート法により塗布して、120℃で1時間加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。

Figure 2008305995
(Example 5)
As a charge injection material having a substituted silicon group for forming a buffer layer, a material represented by the following structural formula (XXI), [ionization potential = 5.4 eV] is used, and 500 mg of a charge transport material and 2 mg of hydrochloric acid (1N) are dissolved in 1 ml of butanol. The solution prepared in this manner was applied by spin coating, heated at 120 ° C. for 1 hour and sufficiently dried to form a buffer layer having a thickness of 10 nm, and then the same as in Example 1. An organic EL element was produced.
Figure 2008305995

(実施例6)
バッファ層形成用の置換ケイ素基を有する電荷注入材料として前記構造式(XXI)、〔イオン化ポテンシャル=5.4eV〕に示す材料を用い、電荷輸送材料500mgと塩酸(1N)2mgをブタノール1mlに溶解して調製した溶液をスピンコート法により塗布して、120℃で1時間加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例2と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 6)
As a charge injection material having a substituted silicon group for forming a buffer layer, the material represented by the structural formula (XXI) [ionization potential = 5.4 eV] is used, and 500 mg of a charge transport material and 2 mg of hydrochloric acid (1N) are dissolved in 1 ml of butanol. The solution prepared in this manner was applied by a spin coating method, heated at 120 ° C. for 1 hour and sufficiently dried to form a buffer layer having a thickness of 10 nm, followed by the same procedure as in Example 2. An organic EL element was produced.

(実施例7)
バッファ層形成用の置換ケイ素基を有する電荷注入材料として前記構造式(XXI)、〔イオン化ポテンシャル=5.4eV〕に示す材料を用い、電荷輸送材料500mgと塩酸(1N)2mgをブタノール1mlに溶解して調製した溶液をスピンコート法により塗布して、120℃で1時間加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 7)
As a charge injection material having a substituted silicon group for forming a buffer layer, the material represented by the structural formula (XXI) [ionization potential = 5.4 eV] is used, and 500 mg of a charge transport material and 2 mg of hydrochloric acid (1N) are dissolved in 1 ml of butanol. The solution prepared in this manner was applied by spin coating, heated at 120 ° C. for 1 hour and sufficiently dried to form a buffer layer having a thickness of 10 nm, followed by the same procedure as in Example 3. An organic EL element was produced.

(実施例8)
バッファ層形成用の加水分解性基を含む置換ケイ素基を有する電荷注入材料として前記構造式(XXI)、〔イオン化ポテンシャル=5.4eV〕に示す材料を用い、電荷輸送材料500mgと塩酸(1N)2mgをブタノール1mlに溶解して調製した溶液をスピンコート法により塗布して、120℃で1時間加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例4と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 8)
As a charge injection material having a substituted silicon group containing a hydrolyzable group for forming a buffer layer, the material represented by the structural formula (XXI) [ionization potential = 5.4 eV] is used, and 500 mg of a charge transport material and hydrochloric acid (1N) are used. Except that a solution prepared by dissolving 2 mg in 1 ml of butanol was applied by spin coating, sufficiently dried by heating at 120 ° C. for 1 hour, and then a buffer layer having a thickness of 10 nm was formed. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 4.

(実施例9)
発光材料として発光性高分子〔下記化合物(XXII)、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)系、Mw≒10〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの発光層を形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。

Figure 2008305995
Example 9
A chlorobenzene solution in which 5% by weight of a luminescent polymer [compound (XXII), polyparaphenylene vinylene (PPV) type, Mw≈10 5 ] is dissolved as a luminescent material is used as a luminescent material, has a mesh size of 0.1 μm. ) An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the solution obtained by filtration through a filter was applied on the buffer layer by spin coating to form a light emitting layer having a thickness of 30 nm.
Figure 2008305995

(実施例10)
発光材料として発光性高分子〔化合物(XXII)、PPV系、Mw≒10〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの発光層を形成した以外は、実施例2と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 10)
Obtained by filtering a chlorobenzene solution in which 5% by weight of a light-emitting polymer [compound (XXII), PPV type, Mw≈10 5 ] is dissolved as a light-emitting material through a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter having a mesh size of 0.1 μm. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 2 except that the obtained solution was applied onto the hole transport layer by spin coating to form a light emitting layer having a thickness of 30 nm.

(実施例11)
発光材料として発光性高分子〔化合物(XXII)、PPV系、Mw≒10〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、正孔輸送層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの発光層を形成した以外は、実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 11)
Obtained by filtering a chlorobenzene solution in which 5% by weight of a light-emitting polymer [compound (XXII), PPV type, Mw≈10 5 ] is dissolved as a light-emitting material through a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter having a mesh size of 0.1 μm. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 3 except that the obtained solution was applied onto the hole transport layer by a spin coating method to form a light emitting layer having a thickness of 30 nm.

(実施例12)
正孔輸送性材料として電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)(Mw=8.67×10)〕:0.5重量部と発光材料として発光性高分子(XXII)、PPV系、Mw≒10〕:0.1重量部とを混合し、これらの混合物を10重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過することにより発光層形成用の溶液を調整した。
(Example 12)
Charge transporting polyurethane [compound (XII-2) (Mw = 8.67 × 10 4 )] as a hole transporting material: 0.5 part by weight and a light emitting polymer (XXII), PPV system, Mw as a light emitting material ≒ 10 5 ]: 0.1 part by weight is mixed, and a chlorobenzene solution in which 10% by weight of the mixture is dissolved is filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter having an opening of 0.1 μm to form a light emitting layer. The solution for was prepared.

この溶液を用いて、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚50nmの電荷輸送能を持つ発光層を形成した以外は、実施例4と同様にして有機EL素子を作製した。   Using this solution, an organic EL device was produced in the same manner as in Example 4 except that a light emitting layer having a charge transport ability of 50 nm in thickness was formed on the buffer layer by spin coating.

(実施例13)
バッファ層形成用の置換ケイ素基を有する電荷輸送材料として前記構造式(XXI)、〔イオン化ポテンシャル=5.4eV〕に示す材料を用い、電荷輸送材料500mgと塩酸(1N)2mgをブタノール1mlに溶解して調製した溶液をスピンコート法により塗布して、120℃で1時間加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 13)
As a charge transport material having a substituted silicon group for forming a buffer layer, the material represented by the structural formula (XXI) [ionization potential = 5.4 eV] is used, and 500 mg of the charge transport material and 2 mg of hydrochloric acid (1N) are dissolved in 1 ml of butanol. The solution prepared in this manner was applied by spin coating, heated at 120 ° C. for 1 hour and sufficiently dried to form a buffer layer having a thickness of 10 nm, followed by the same procedure as in Example 11. An organic EL element was produced.

(実施例14)
正孔輸送性材料として前記電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XIV−2)(Mw=1.17×10)〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの正孔輸送層を形成した以外は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 14)
A chlorobenzene solution in which 5% by weight of the above charge transporting polyurethane [compound (XIV-2) (Mw = 1.17 × 10 5 )] is dissolved as a hole transporting material is a polytetrafluoroethylene having an opening of 0.1 μm ( An organic EL device was produced in the same manner as in Example 11 except that a solution obtained by filtering with a PTFE filter was applied on the buffer layer by spin coating to form a 30 nm-thick hole transport layer. did.

(実施例15)
実施例1と同様に洗浄したITO電極付ガラス基板上に、前記構造式(XXI)〔イオン化ポテンシャル=5.4eV〕で示される置換ケイ素基を有する電荷輸送材料によりバッファ層を形成した後、正孔輸送性材料として前記電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)(Mw=8.67×10)〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの正孔輸送層を形成した。
十分乾燥させた後、十分乾燥させた後、発光材料として昇華精製したAlq(化合物(IX−1)をタングステンボードに入れ、真空蒸着法により蒸着して、正孔輸送層上に膜厚50nmの発光層を形成した。この時の真空度は10−5Torr、ボート温度は300℃であった。
最後にMg−Ag合金を共蒸着により蒸着して、2mm幅、150nm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。形成された有機EL素子の有効面積は0.04cmであった。
(Example 15)
A buffer layer was formed on the cleaned glass substrate with an ITO electrode in the same manner as in Example 1 with a charge transport material having a substituted silicon group represented by the structural formula (XXI) [ionization potential = 5.4 eV], A chlorobenzene solution in which 5% by weight of the above charge transporting polyurethane [compound (XII-2) (Mw = 8.67 × 10 4 )] is dissolved as a pore transporting material is a polytetrafluoroethylene (PTFE) having an opening of 0.1 μm. The solution obtained by filtering with a filter was applied on the buffer layer by spin coating to form a hole transport layer having a thickness of 30 nm.
After sufficiently drying, after sufficiently drying, Alq 3 (compound (IX-1)) purified by sublimation as a luminescent material is put on a tungsten board and deposited by a vacuum deposition method, and a film thickness of 50 nm is formed on the hole transport layer. At this time, the degree of vacuum was 10 −5 Torr and the boat temperature was 300 ° C.
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 150 nm so as to cross the ITO electrode. The effective area of the formed organic EL element was 0.04 cm 2 .

(実施例16)
バッファ層形成用の置換ケイ素基を有する電荷輸送材料として前記構造式(XXI)、〔イオン化ポテンシャル=5.4eV〕に示す材料を用い、電荷輸送材料500mgと塩酸(1N)2mgをブタノール1mlに溶解して調製した溶液をスピンコート法により塗布して、120℃で1時間加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例14と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 16)
As a charge transport material having a substituted silicon group for forming a buffer layer, the material represented by the structural formula (XXI) [ionization potential = 5.4 eV] is used, and 500 mg of the charge transport material and 2 mg of hydrochloric acid (1N) are dissolved in 1 ml of butanol. The solution prepared in this manner was applied by spin coating, heated at 120 ° C. for 1 hour and sufficiently dried to form a buffer layer having a thickness of 10 nm. An organic EL element was produced.

(実施例17)
正孔輸送性材料として前記電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XV−2)(Mw=1.20×10)〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの正孔輸送層を形成した以外は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 17)
A chlorobenzene solution in which 5% by weight of the above charge transporting polyurethane [compound (XV-2) (Mw = 1.20 × 10 5 )] is dissolved as a hole transporting material is a polytetrafluoroethylene having an opening of 0.1 μm ( An organic EL device was produced in the same manner as in Example 11 except that a solution obtained by filtering with a PTFE filter was applied on the buffer layer by spin coating to form a 30 nm-thick hole transport layer. did.

(実施例18)
正孔輸送性材料として前記電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XVI−2)(Mw=1.12×10)〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過して得られた溶液を、バッファ層上にスピンコート法により塗布して膜厚30nmの正孔輸送層を形成した以外は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 18)
A chlorobenzene solution in which 5% by weight of the above charge transporting polyurethane [compound (XVI-2) (Mw = 1.12 × 10 5 )] is dissolved as a hole transporting material is a polytetrafluoroethylene having an opening of 0.1 μm ( An organic EL device was produced in the same manner as in Example 11 except that a solution obtained by filtering with a PTFE filter was applied on the buffer layer by spin coating to form a 30 nm-thick hole transport layer. did.

(実施例19)
バッファ層形成用の置換ケイ素基を有する電荷注入材料として下記構造式(XXIII)、〔イオン化ポテンシャル=5.1eV〕に示す材料を用い、電荷輸送材料500mgと塩酸(1N)2mgをブタノール1mlに溶解して調製した溶液をスピンコート法により塗布して、120℃で1時間加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 19)
As a charge injection material having a substituted silicon group for forming a buffer layer, a material represented by the following structural formula (XXIII) [ionization potential = 5.1 eV] is used, and 500 mg of a charge transport material and 2 mg of hydrochloric acid (1N) are dissolved in 1 ml of butanol. The solution prepared in this manner was applied by spin coating, heated at 120 ° C. for 1 hour and sufficiently dried to form a buffer layer having a thickness of 10 nm, and then the same as in Example 1. An organic EL element was produced.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

(比較例1)
ITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、置換ケイ素基を有する電荷輸送材料を用いてバッファ層を形成することなく直接発光層からの形成を行った以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(Comparative Example 1)
Except for forming directly from the light emitting layer without forming a buffer layer using a charge transport material having a substituted silicon group on the surface of the glass substrate with an ITO electrode where the ITO electrode is provided. In the same manner as in Example 1, an organic EL device was produced.

(比較例2)
ITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、置換ケイ素基を有する電荷輸送材料を用いてバッファ層を形成することなく直接正孔輸送層からの形成を行った以外は、実施例2と同様にして有機EL素子を作製した。
(Comparative Example 2)
Except for performing the formation from the hole transport layer directly without forming the buffer layer using the charge transport material having a substituted silicon group on the surface of the glass substrate with the ITO electrode where the ITO electrode is provided, An organic EL device was produced in the same manner as in Example 2.

(比較例3)
ITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、置換ケイ素基を有する電荷輸送材料を用いてバッファ層を形成することなく直接正孔輸送層からの形成を行った以外は、実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
(Comparative Example 3)
Except for performing the formation from the hole transport layer directly without forming the buffer layer using the charge transport material having a substituted silicon group on the surface of the glass substrate with the ITO electrode where the ITO electrode is provided, An organic EL device was produced in the same manner as in Example 3.

(比較例4)
ITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、置換ケイ素基を有する電荷輸送材料を用いてバッファ層を形成することなく直接発光層からの形成を行った以外は、実施例4と同様にして有機EL素子を作製した。
(Comparative Example 4)
Except for forming directly from the light emitting layer without forming a buffer layer using a charge transport material having a substituted silicon group on the surface of the glass substrate with an ITO electrode where the ITO electrode is provided. In the same manner as in Example 4, an organic EL device was produced.

(比較例5)
ITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、置換ケイ素基を有する電荷輸送材料を用いてバッファ層を形成することなく直接正孔輸送層からの形成を行った以外は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製した。
(Comparative Example 5)
Except for performing the formation from the hole transport layer directly without forming the buffer layer using the charge transport material having a substituted silicon group on the surface of the glass substrate with the ITO electrode where the ITO electrode is provided, An organic EL element was produced in the same manner as in Example 11.

(比較例6)
バッファ層形成用の電荷注入材料として、バイトロン(Baytron)P(PEDOT・PSS、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〔下記化合物(XXIV)、イオン化ポテンシャル=5.1乃至5.2eV〕とポリスチレンスルホン酸とを含む混合水分散液)を用い、この溶液を洗浄後乾燥させたITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、スピンコート法により塗布して、200℃で10分加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。

Figure 2008305995
(Comparative Example 6)
As a charge injection material for forming a buffer layer, Baytron P (PEDOT / PSS, manufactured by Bayer Co., Ltd .: polyethylene dioxide thiophene [compound (XXIV) below, ionization potential = 5.1 to 5.2 eV] and polystyrene sulfone) A mixed aqueous dispersion containing an acid) was applied to the surface of the glass substrate with an ITO electrode, on which the ITO electrode was provided, which was washed and dried by this method, and was applied at 200 ° C. to 10 ° C. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 3 except that a buffer layer having a film thickness of 10 nm was formed after sufficiently drying by heating for a few minutes and curing.
Figure 2008305995

(比較例7)
バッファ層形成用の電荷注入材料として、バイトロン(Baytron)P(PEDOT・PSS、バイエル株式会社製:ポリエチレンジオキサイドチオフェン〔前記化合物(XXIV)、イオン化ポテンシャル=5.1乃至5.2eV〕とポリスチレンスルホン酸とを含む混合水分散液)を用い、この溶液を洗浄後乾燥させたITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、スピンコート法により塗布して、200℃で10分加熱し硬化することにより十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製した。
(Comparative Example 7)
As a charge injection material for forming a buffer layer, Baytron P (PEDOT / PSS, Bayer Co., Ltd .: polyethylene dioxide thiophene [compound (XXIV), ionization potential = 5.1 to 5.2 eV] and polystyrene sulfone) A mixed aqueous dispersion containing an acid) was applied to the surface of the glass substrate with an ITO electrode, on which the ITO electrode was provided, which was washed and dried by this method, and was applied at 200 ° C. to 10 ° C. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 11 except that a buffer layer having a film thickness of 10 nm was formed after sufficiently drying by heating for a few minutes and curing.

(比較例8)
バッファ層形成用の電荷注入材料として、低分子系注入材料:スターバースト系〔前記化合物(VIII−5)、MTDATA(4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、イオン化ポテンシャル=5.1eV〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのPTFEフィルターで濾過することにより調整した溶液を用い、この溶液を洗浄後乾燥させたITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、スピンコート法により塗布して十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
(Comparative Example 8)
As a charge injection material for forming a buffer layer, a low molecular weight injection material: starburst system [the compound (VIII-5), MTDATA (4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine ), An ionized potential = 5.1 eV] dissolved in 5% by weight of a chlorobenzene solution filtered through a PTFE filter having an aperture of 0.1 μm, and this solution was washed and dried, and glass with an ITO electrode An organic EL device was fabricated in the same manner as in Example 3 except that a 10 nm-thickness buffer layer was formed on the surface of the substrate on which the ITO electrode was provided by spin coating and sufficiently drying. Produced.

(比較例9)
バッファ層形成用の電荷注入材料として、低分子系注入材料:スターバースト系〔前記化合物(VIII−5)、MTDATA、イオン化ポテンシャル=5.1eV〕を5重量%溶解させたクロロベンゼン溶液を目開き0.1μmのPTFEフィルターで濾過することにより調整した溶液を用い、この溶液を洗浄後乾燥させたITO電極付ガラス基板のITO電極が設けられた側の面上に、スピンコート法により塗布して十分乾燥させた後、膜厚10nmのバッファ層を形成した以外は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製した。
(Comparative Example 9)
As a charge injection material for forming the buffer layer, a chlorobenzene solution in which 5% by weight of a low molecular weight injection material: starburst system [the compound (VIII-5), MTDATA, ionization potential = 5.1 eV] is dissolved is 0 Using a solution prepared by filtering through a 1 μm PTFE filter, this solution was washed and dried, and then applied onto the surface on which the ITO electrode was provided on the glass substrate with the ITO electrode by a spin coating method. After drying, an organic EL device was produced in the same manner as in Example 11 except that a buffer layer having a thickness of 10 nm was formed.

(比較例10)
正孔輸送性材料として電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)〕の代わりに、ビニル骨格を有する電荷輸送性高分子〔下記化合物(XXV)、Mw=5.46×10(スチレン換算)〕を用いた以外は、実施例3と同様にして素子を作製した。

Figure 2008305995
(Comparative Example 10)
Instead of charge transporting polyurethane [compound (XII-2)] as a hole transporting material, a charge transporting polymer having a vinyl skeleton [the following compound (XXV), Mw = 5.46 × 10 4 (in terms of styrene)] A device was fabricated in the same manner as in Example 3 except that the above was used.
Figure 2008305995

(比較例11)
正孔輸送性材料として電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)〕の代わりに、ポリカーボネート骨格を有する電荷輸送性高分子〔下記化合物(XXVI)、Mw=7.83×10(スチレン換算)〕を用いた以外は、実施例3と同様にして素子を作製した。

Figure 2008305995
(Comparative Example 11)
Instead of charge transporting polyurethane [compound (XII-2)] as a hole transporting material, a charge transporting polymer having a polycarbonate skeleton [the following compound (XXVI), Mw = 7.83 × 10 4 (in terms of styrene)] A device was fabricated in the same manner as in Example 3 except that the above was used.
Figure 2008305995

(比較例12)
正孔輸送性材料として電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)〕の代わりに、ビニル骨格を有する電荷輸送性高分子〔前記化合物(XXV)、Mw=5.46×10(スチレン換算)〕を用いた以外は、実施例11と同様にして素子を作製した。
(Comparative Example 12)
Instead of charge transporting polyurethane [compound (XII-2)] as a hole transporting material, a charge transporting polymer having a vinyl skeleton [compound (XXV), Mw = 5.46 × 10 4 (in terms of styrene)] A device was fabricated in the same manner as in Example 11 except that.

(比較例13)
正孔輸送性材料として電荷輸送性ポリウレタン〔化合物(XII−2)〕の代わりに、ポリカーボネート骨格を有する電荷輸送性高分子〔前記化合物(XXVI)、Mw=7.83×10(スチレン換算)〕を用いた以外は、実施例11と同様にして素子を作製した。
(Comparative Example 13)
Instead of charge transporting polyurethane [compound (XII-2)] as a hole transporting material, a charge transporting polymer having a polycarbonate skeleton [said compound (XXVI), Mw = 7.83 × 10 4 (in terms of styrene)] A device was fabricated in the same manner as in Example 11 except that.

−評価−
以上のように作製した有機EL素子を、真空中(133.3×10−3Pa(10−5Torr))でITO電極側をプラス、Mg−Ag背面電極をマイナスとして直流電圧を印加して発光させた際の立ち上がり電圧(駆動電圧)、最高輝度、及び、最高輝度時の駆動電流密度を評価した。それらの結果を表3に示す。
また、乾燥窒素中で有機EL素子の素子寿命の測定を行った。素子寿命の評価は、初期輝度が50cd/m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。この時の素子寿命も表3に示す。
-Evaluation-
The organic EL device produced as described above was applied with a DC voltage in vacuum (133.3 × 10 −3 Pa (10 −5 Torr)) with the ITO electrode side plus and the Mg—Ag back electrode minus. The rising voltage (driving voltage) when the light was emitted, the maximum luminance, and the driving current density at the maximum luminance were evaluated. The results are shown in Table 3.
Moreover, the element lifetime of the organic EL element was measured in dry nitrogen. In the evaluation of the element 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 (hour). The element lifetime at this time is also shown in Table 3.

Figure 2008305995
Figure 2008305995

表3からわかるように、実施例1乃至19に示す有機EL素子は、電荷注入材料が加水分解性基を含む置換ケイ素基を有することを特徴とする材料より構成され、硬化して隣接層にブリードせず陽極(ITO電極)との密着性に優れかつ電荷注入性に優れたバッファ層を形成することにより電荷の注入性や電荷バランスが改善され、バッファ層を設けなかった比較例1乃至5の有機EL素子よりもより安定的で高輝度、高効率な特性を示すことがわかった。   As can be seen from Table 3, the organic EL elements shown in Examples 1 to 19 are composed of a material in which the charge injection material has a substituted silicon group containing a hydrolyzable group, and is cured to form an adjacent layer. Comparative Examples 1 to 5 in which the charge injection property and the charge balance were improved by forming a buffer layer having excellent adhesion to the anode (ITO electrode) without bleeding and excellent charge injection property, and no buffer layer was provided. It was found that the organic EL element showed more stable, high luminance, and high efficiency characteristics.

また、実施例3及び11と、比較例6乃至9との比較からわかるように、ブリードの原因となる低分子成分を含有する可能性のあるバッファ層に置き換えた場合においても、バッファ層として本実施の形態で用いられる電荷注入材料を用いた実施例3及び11の方が、素子寿命が優れていることがわかった。   Further, as can be seen from the comparison between Examples 3 and 11 and Comparative Examples 6 to 9, this buffer layer can be used as a buffer layer even when it is replaced with a buffer layer that may contain a low molecular component that causes bleeding. It was found that Examples 3 and 11 using the charge injection material used in the embodiment had a longer element lifetime.

さらに、実施例3及び11と、比較例10乃至13とのとの比較からわかるように、本実施の形態で用いられる電荷輸送性ポリウレタンを用いた実施例3及び11の方が、より素子寿命や発光輝度が優れていることがわかった。これは、バッファ層との密着性や電荷輸送性が本実施の形態における電荷輸送性ポリウレタンの向上しているためと考えられる。   Further, as can be seen from the comparison between Examples 3 and 11 and Comparative Examples 10 to 13, Examples 3 and 11 using the charge transporting polyurethane used in this embodiment are more effective in device lifetime. It was found that the emission brightness was excellent. This is presumably because the adhesiveness to the buffer layer and charge transportability are improved in the charge transportable polyurethane in the present embodiment.

加えて、いずれの実施例においても成膜時のピンホールや剥離欠陥も発生しないことがわかった。また、その作製に際してスピンコーティング法やディップ法等を用いて良好な薄膜を形成することができるため、ピンホール等の不良も少なく、大面積化容易であり、優れた耐久性と発光特性とを得ることができることがわかった。   In addition, it was found that no pinhole or peeling defect occurred during film formation in any of the examples. In addition, since a good thin film can be formed by using a spin coating method, a dip method, or the like during the production, there are few defects such as pinholes, it is easy to increase the area, and excellent durability and light emission characteristics are achieved. It turns out that you can get.

本実施の形態に係る表示装置の層構成の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the laminated constitution of the display apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る表示装置の層構成の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the laminated constitution of the display apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る表示装置の層構成の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the laminated constitution of the display apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る表示装置の層構成の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the laminated constitution of the display apparatus which concerns on this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 透明絶縁体基板
2 透明電極
3 バッファ層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 電子輸送層
7 電荷輸送能を持つ発光層
8 背面電極
9 電圧印加装置
10 有機電界発光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent insulator board | substrate 2 Transparent electrode 3 Buffer layer 4 Hole transport layer 5 Light emitting layer 6 Electron transport layer 7 Light emitting layer with charge transport ability 8 Back electrode 9 Voltage application apparatus 10 Organic electroluminescent element

Claims (11)

少なくとも一方が透明又は半透明である一対の陽極及び陰極と、前記陽極及び陰極の電極間に挟まれた有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層が、バッファ層及び発光層を少なくとも含む2以上の層からなり、
前記有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種を含み、
前記バッファ層が、前記陽極と接して設けられ、且つ下記一般式(III)で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料の少なくとも1種を用いて形成される架橋化合物を含む、
ことを特徴とする有機電界発光素子。

Figure 2008305995

(一般式(I−1)及び(I−2)中、Aは下記一般式(II−1)及び(II−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、又は、置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素又は炭素数2乃至10の分枝状炭化水素を表し、Yは2価のジイソシアネート残基または2価のアミン残基を表し、Zは2価アルコール残基または2価のビスクロロホルメート残基を表し、mは0または1を表し、pは5乃至5000の整数を表す。ここで示す残基とは、連結化合物の反応性基を除いた部分のことをいう。)

Figure 2008305995

(一般式(II−1)及び(II−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価の芳香族基を表し、kは0又は1を表す。)

Figure 2008305995

(一般式(III)中、Rは水素、アルキル基、又は置換もしくは未置換のアリール基を示す。Qは加水分解性基を示す。aは1乃至3の整数を示す。)
A pair of anode and cathode, at least one of which is transparent or translucent, and an organic compound layer sandwiched between the anode and cathode electrodes,
The organic compound layer is composed of two or more layers including at least a buffer layer and a light emitting layer,
At least one of the organic compound layers includes at least one kind of charge transporting polyurethane represented by the following general formulas (I-1) and (I-2),
The buffer layer is provided in contact with the anode, and includes a cross-linking compound formed using at least one kind of charge injection material having a substituted silicon group represented by the following general formula (III):
An organic electroluminescent device characterized by the above.

Figure 2008305995

(In the general formulas (I-1) and (I-2), A represents at least one selected from the structures represented by the following general formulas (II-1) and (II-2), and R represents a hydrogen atom. Represents an alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched chain having 2 to 10 carbon atoms. Represents a hydrocarbon, Y represents a divalent diisocyanate residue or a divalent amine residue, Z represents a divalent alcohol residue or a divalent bischloroformate residue, and m represents 0 or 1 , P represents an integer of 5 to 5000. The residue shown here refers to a portion excluding the reactive group of the linking compound.)

Figure 2008305995

(In the general formulas (II-1) and (II-2), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group, and k represents Represents 0 or 1)

Figure 2008305995

(In general formula (III), R 1 represents hydrogen, an alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. Q represents a hydrolyzable group. A represents an integer of 1 to 3.)
前記電荷注入材料が、下記一般式(IV−1)乃至(IV−4)で示される芳香族アミン化合物の少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
Figure 2008305995

(一般式(IV−1)乃至(IV−4)中、Arは置換もしくは未置換の1価の芳香族基を表し、Raは前記一般式(III)で表される置換ケイ素基の少なくとも1種を表し、m、lは0又は1を表し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素又は炭素数2乃至10の分枝状炭化水素を表す。)
The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the charge injection material is at least one of aromatic amine compounds represented by the following general formulas (IV-1) to (IV-4).
Figure 2008305995

(In the general formulas (IV-1) to (IV-4), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, and Ra represents at least one of the substituted silicon groups represented by the general formula (III). And m and l represent 0 or 1, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched hydrocarbon having 2 to 10 carbon atoms.)
前記有機化合物層が、少なくともバッファ層、発光層、及び電子輸送層を前記陽極側からこの順に積層して構成され、
前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも1層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種含有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
The organic compound layer is constituted by laminating at least a buffer layer, a light emitting layer, and an electron transport layer in this order from the anode side,
At least one of the light emitting layer and the electron transport layer contains at least one charge transporting polyurethane represented by the general formulas (I-1) and (I-2),
The organic electroluminescent element according to claim 1.
前記発光層が、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項3に記載の有機電界発光素子。   The organic light emitting device according to claim 3, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material other than the charge transporting polyurethane. 前記有機化合物層が、少なくともバッファ層、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を前記陽極側からこの順に積層して構成され、
前記正孔輸送層、前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも1層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種含有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
The organic compound layer is configured by laminating at least a buffer layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer in this order from the anode side,
At least one of the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer contains at least one kind of charge transporting polyurethane represented by the general formulas (I-1) and (I-2).
The organic electroluminescent element according to claim 1.
前記発光層が、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項5に記載の有機電界発光素子。   The organic electroluminescent element according to claim 5, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material other than the charge transporting polyurethane. 前記有機化合物層が、少なくともバッファ層、正孔輸送層、及び発光層を前記陽極側からこの順に積層して構成され、
前記正孔輸送層及び前記発光層の少なくとも1層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種含有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
The organic compound layer is configured by laminating at least a buffer layer, a hole transport layer, and a light emitting layer in this order from the anode side,
At least one layer of the hole transport layer and the light emitting layer contains at least one kind of charge transport polyurethane represented by the general formulas (I-1) and (I-2),
The organic electroluminescent element according to claim 1.
前記発光層が、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項7に記載の有機電界発光素子。   8. The organic electroluminescent element according to claim 7, wherein the light emitting layer contains a charge transporting material other than the charge transporting polyurethane. 前記有機化合物層が、少なくともバッファ層、及び電荷輸送能を有する発光層をこの順に積層して構成され、
前記電荷輸送能を有する発光層が、前記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも1種含有する
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
The organic compound layer is configured by laminating at least a buffer layer and a light emitting layer having charge transporting ability in this order,
2. The organic electric field according to claim 1, wherein the light emitting layer having the charge transporting capability contains at least one charge transporting polyurethane represented by the general formulas (I-1) and (I-2). Light emitting element.
前記電荷輸送能を有する発光層が、前記電荷輸送性ポリウレタン以外の電荷輸送性材料を含むことを特徴とする請求項9に記載の有機電界発光素子。   The organic electroluminescent element according to claim 9, wherein the light emitting layer having the charge transporting capability contains a charge transporting material other than the charge transporting polyurethane. マトリックス状に配置された有機電界発光素子と、前記有機電界発光素子を駆動させるための駆動手段と、を有し、
前記有機電界発光素子が、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の陽極及び陰極と、前記陽極及び陰極の電極間に挟まれた有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層が、バッファ層及び発光層を少なくとも含む2以上の層からなり、
前記有機化合物層の少なくとも一層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)で示される電荷輸送性ポリウレタンの少なくとも1種を含み、
前記バッファ層が、前記陽極と接して設けられ、且つ下記一般式(III)で示される置換ケイ素基を有する電荷注入材料の少なくとも1種を用いて形成される架橋化合物を含む、
ことを特徴とする表示装置。

Figure 2008305995


(一般式(I−1)及び(I−2)中、Aは下記一般式(II−1)及び(II−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、又は、置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Tは炭素数1乃至6の2価の直鎖状炭化水素又は炭素数2乃至10の分枝状炭化水素を表し、Yは2価のジイソシアネート残基または2価のアミン残基を表し、Zは2価アルコール残基または2価のビスクロロホルメート残基を表し、mは0または1を表し、pは5乃至5000の整数を表す。ここで示す残基とは、連結化合物の反応性基を除いた部分のことをいう。)

Figure 2008305995

(一般式(II−1)及び(II−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価の芳香族基を表し、kは0又は1を表す。)

Figure 2008305995

(一般式(III)中、Rは水素、アルキル基、又は置換もしくは未置換のアリール基を示す。Qは加水分解性基を示す。aは1乃至3の整数を示す。)
An organic electroluminescent device arranged in a matrix, and a driving means for driving the organic electroluminescent device,
The organic electroluminescent element has a pair of an anode and a cathode, at least one of which is transparent or translucent, and an organic compound layer sandwiched between electrodes of the anode and the cathode,
The organic compound layer is composed of two or more layers including at least a buffer layer and a light emitting layer,
At least one of the organic compound layers includes at least one kind of charge transporting polyurethane represented by the following general formulas (I-1) and (I-2),
The buffer layer is provided in contact with the anode, and includes a cross-linking compound formed using at least one kind of charge injection material having a substituted silicon group represented by the following general formula (III):
A display device characterized by that.

Figure 2008305995


(In the general formulas (I-1) and (I-2), A represents at least one selected from the structures represented by the following general formulas (II-1) and (II-2), and R represents a hydrogen atom. Represents an alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group, and T represents a divalent linear hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms or a branched chain having 2 to 10 carbon atoms. Represents a hydrocarbon, Y represents a divalent diisocyanate residue or a divalent amine residue, Z represents a divalent alcohol residue or a divalent bischloroformate residue, and m represents 0 or 1 , P represents an integer of 5 to 5000. The residue shown here refers to a portion excluding the reactive group of the linking compound.)

Figure 2008305995

(In the general formulas (II-1) and (II-2), Ar represents a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group, X represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group, and k represents Represents 0 or 1)

Figure 2008305995

(In general formula (III), R 1 represents hydrogen, an alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. Q represents a hydrolyzable group. A represents an integer of 1 to 3.)
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