JP2019129182A - 有機電界発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子を提供すること。【解決手段】陽極と陰極の少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、前記電極間に挟持された、架橋性基を6基以上有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を少なくとも1層以上含む有機化合物層と、を有し、前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理後における残膜率が90%以上であり、且つ、前記処理前後における前記硬化膜の表面粗さRaの変化比率が0.99以上である、有機電界発光素子である。【選択図】図1

Description

本発明は、有機電界発光素子に関する。
有機電界発光素子をはじめとして、有機トランジスタ、有機太陽電池などの電子デバイスが備える、電荷輸送性能を有する膜に関する研究が盛んに進められている。
ここで、特許文献1には、「少なくとも発光層と、架橋性置換基を有する有機分子が架橋重合してなるネットワークポリマーで構成されるホール輸送層と、を含む積層構造からなる有機層と、前記有機層を挟持する電極対と、を有する素子構成であって、前記ネットワークポリマー中において前記架橋性置換基の一部が未反応で残存していることを特徴とする有機EL素子」が開示されている。
また、特許文献2には、「陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる活性層と、前記陽極および前記活性層の間に設けられる正孔注入層とを有し、前記陰極が導電性のナノ物質を含む電極であり、前記正孔注入層が下記に示す水リンス処理後の残膜率測定において残膜率が80%以上である層であることを特徴とする有機光電変換素子」が開示されている。
また、特許文献3には、「基板上に、陽極および陰極と、該陽極および陰極の間に配置された有機層とを有する有機電界発光素子において、 該有機層として、正孔輸送層および発光層を含み、 該正孔輸送層が、2種以上の架橋性化合物を含有し、該架橋性化合物のうち、少なくとも2種は、架橋性基の数が異なり、少なくとも2種の架橋性基の数が異なる架橋性化合物が、正孔輸送部位を有し、単一の分子量を有する化合物、および、正孔輸送部位を有し、繰り返し単位を有する重合体である有機デバイス用組成物を成膜後、該架橋性化合物を重合させて得られる層であり、 該発光層が、湿式成膜法により形成された、分子量10000以下の低分子系発光材料を含有する層であることを特徴とする有機電界発光素子」が開示されている。
特開2011−086798号公報 特開2016−082242号公報 特許第4947219号
ところで、有機電界発光素子には、架橋性基を6未満で有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を有する有機化合物層を備えているものがあるが、かかる有機電界発光素子は素子寿命が短いことがある。
本発明の課題は、陽極と陰極の少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、前記電極間に矜持された、架橋性基を6基未満で有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を少なくとも1層以上含む有機化合物層と、を有し、前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理前後における残膜率が90%未満であり、又は、前記処理前後における前記硬化膜で構成される層の変化比率が0.99未満である有機電界発光素子の場合に比べ、素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子を提供することにある。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
<1> 陽極と陰極の少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記電極間に挟持された、架橋性基を6基以上有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を少なくとも1層以上含む有機化合物層と、を有し、
前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理後における残膜率が90%以上であり、且つ、前記処理前後における前記硬化膜の表面粗さRaの変化比率が0.99以上である、有機電界発光素子。
<2> 前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理の後の、前記硬化膜の表面粗さRaが25nm以下である、<1>に記載の有機電界発光素子。
<3> 前記アミン化合物の架橋性基が、ビニルフェニル基を含む、<1>又は<2>に記載の有機電界発光素子
<4> 前記ビニルフェニル基を含む官能基が、一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基の少なくとも一方を有する基である、<3>に記載の有機電界発光素子。
一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、Xは、それぞれ独立に、アルキレン基、−C=C−、−C(=O)−、−N(R)−、−O−及び−S−から選択される1種単独又は2種以上を組み合わせてなる2価の連結基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。p11及びp12は、それぞれ独立に0又は1の整数を表す。
<5> 前記アミン化合物は、一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)で表される化合物からなる群より選択されるアミン化合物である<4>に記載の有機電界発光素子。
一般式(B−1)中、R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109、R110、R111、R112、R113、R114及びR115は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。
一般式(B−2)中、R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213、R214、R215、R216、R217、R218、R219、R220、R221、R222、R223、R224、R225、R226、R227及びR228は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。
一般式(B−3)中、R301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309、R310、R311、R312、R313、R314、R315、R316、R317、R318、R319、R320、R321、R322、R323、R324、R325、R326、R327及びR328は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。
<6> 前記組成物は、熱ラジカル発生剤及び光ラジカル発生剤から選択される少なくとも1種を更に含有する、<1>〜<5>のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
<7> 前記熱ラジカル発生剤の含有量は、前記組成物の全固形分100質量部に対して、0.1質量部以上25質量部以下であり、前記光ラジカル発生剤の含有量は、前記組成物の全固形分100質量部に対して、0.001質量部以上10質量部以下である、<6>に記載の有機電界発光素子。
<8> 前記硬化膜は、体積抵抗率が1×10Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
<9> 前記硬化膜は、体積抵抗率が1×10Ω・cm以上1×1010Ω・cm以下である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
<10> 前記残膜率が95%以上である、<1>〜<9>のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
<1>に係る発明によれば、
陽極と陰極の少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、前記電極間に矜持された、架橋性基を6基未満で有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を少なくとも1層以上含む有機化合物層と、を有し、前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理前後における残膜率が90%未満であり、又は、前記処理前後における前記硬化膜で構成される層の変化比率が0.99未満である有機電界発光素子の場合に比べ、素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子が提供される。
<2>に係る発明によれば、
硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理の後の、硬化膜の表面粗さRaが25nm超えである有機電界発光素子の場合に比べ、素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子が提供される。
<3>、<4>又は<5>に係る発明によれば、
架橋性基が(メタ)アクリロイル基である前記アミン化合物の場合に比べ、素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子が提供される。
<6>又は<7>に係る発明によれば、熱ラジカル発生剤及び光ラジカル発生剤を含有しない組成物の硬化膜を含む有機化合物層を有する有機電界発光素子である場合に比べ、素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子が提供される。
<8>又は<9>に係る発明によれば、前記硬化膜の体積抵抗率が1×10Ω・cm未満又は1×1015Ω・cm超えである有機電界発光素子の場合に比べ、素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子が提供される。
<10>に係る発明によれば、前記残膜率が95%未満である有機電界発光素子の場合に比べ、素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子が提供される。
本実施形態に係る有機電界発光素子の一例の模式的断面図である。 本実施形態に係る有機電界発光素子の一例の模式的断面図である。 本実施形態に係る有機電界発光素子の一例の模式的断面図である。 本実施形態に係る有機電界発光素子の一例の模式的断面図である。
以下に、発明の実施形態を説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
本明細書において、層中又は組成物中の各成分の量について言及する場合、層中又は組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、層中又は組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本実施形態の有機電界発光素子は、陽極と陰極の少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、前記電極間に挟持された、架橋性基を6基以上有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を少なくとも1層以上含む有機化合物層と、を有し、前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理後における残膜率が90%以上であり、且つ、前記処理前後における前記硬化膜の表面粗さRaの変化比率が0.99以上である。
従来、有機電界発光素子において、架橋性基を有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を含む技術が知られている。しかしながら、従来のアミン化合物は、特許文献4に記載されているように、架橋性基の数が6基未満で置換したアミン化合物であった。架橋性基の数が6基未満で置換したアミン化合物であると、架橋性基の数が少ないために、硬化膜を形成し有機化合物層とする際に、目的とする分子間架橋よりも、分子内架橋が促進され易くなる傾向にある。アミン化合物が分子内架橋して形成された硬化膜を含む有機化合物層であると、硬化膜の上に塗布による積層膜を形成する際に、溶剤や加熱乾燥の影響を受け、硬化膜と硬化膜上に積層した積層膜との界面が乱れる傾向にある。界面が乱れると、積層膜間の電荷の授受が阻害されるなどの現象が起こり易くなり、これに伴い有機電界発光素子の電気抵抗の変動が大きくなり易い。その結果、有機電界発光素子の素子寿命が短寿命化し易くなる傾向にある。
一方、本実施形態の有機電界発光素子は、有機化合物層の少なくとも1層以上に、架橋性基を6基以上有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を有することで、架橋点が増加するため、硬化膜を形成する際に、アミン化合物の分子間架橋の形成が促進され易くなる。アミン化合物の分子間架橋の形成が促進されることで、前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置した処理後における残膜率が90%以上であり、且つ、前記処理前後における前記硬化膜の表面粗さRaの変化比率が0.99以上となる特性とする。すなわち、硬化膜の膜厚や表面が滑らかに保たれ、これに伴い、硬化膜と硬化膜上に積層した積層膜との界面の乱れが抑制され易くなる。その結果、有機電界発光素子の電気抵抗の変動も小さく抑えられ易くなり、有機電界発光素子の素子寿命の長寿命化が実現されると考えられる。
[有機化合物層]
以下、有機化合物層について説明する。
本実施形態の有機化合物層は、後述するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を少なくとも1層以上含む。
(硬化膜の特性)
以下、硬化膜の特性について説明する。
本実施形態の硬化膜は、トルエンを載せ30秒間静置する処理後における残膜率が90%以上であり、且つ、前記処理前後における硬化膜の表面粗さRaの変化比率が0.99以上である。
本実施形態の硬化膜は、上記特性を満たすことで、有機電界発光素子の素子寿命を長寿命化する。
上記残膜率としては、90%であり、95%以上であることが好ましく、98%以上であることがより好ましく、99%以上であることが更に好ましい。
トルエンを載せ30秒間静置する処理前後の表面粗さRaの変化比率としては、0.99であり、1であることがより好ましい。
トルエンを載せ30秒間静置する処理後の表面粗さRaは、前記硬化膜の表面粗さRaが25nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましく、15nm以下であることが更に好ましい。
トルエンを載せ30秒間静置する処理後の硬化膜の表面粗さRaが25nm以下であると、硬化膜の表面が滑らかであるため、硬化膜と硬化膜上に積層された層との界面の乱れが抑制され易くなり、有機電界発光素子の素子寿命を長寿命化され易くなる。
以下、トルエンを載せ30秒間静置する処理について説明する。
大きさ2.5cm×2.5cmの測定対象の硬化膜の上に、トルエン2mLを載せ、30秒静置する。30秒間静置後、200rpm10秒間及び2000rpm20秒間でスピンさせ、トルエンを振り切る処理を行った。
残膜率は、上記の処理前後の硬化膜の吸光度を、それぞれU−4000、日立製作所で測定し、以下の式にて算出した。
残膜率=トルエンを載せ30秒間静置する処理の後の吸光度/トルエンを載せ30秒間静置する処理の前の吸光度×100(%)
硬化膜の表面粗さRaは、次に示す方法により測定する。
まず、上述のトルエンを載せ30秒間静置する処理の後の硬化膜を、カッター等で切り出し、測定試料を取得する。この測定試料に対して、表面形状測定装置DEKTAK6M(ULVAC社製)を使用して表面粗さRaを測定した。
測定条件としては、JIS B0601(1994年)に準拠し、測定長=4mm、測定速度=0.3mm/s、カットオフ波長=0.8mm、カットオフ種別=ガウシアンとする。
表面粗さRaの変化比率は、上記処理前後の表面粗さRaをそれぞれ上述した手法により測定し、以下の式にて算出する。
表面粗さRaの変化比率=トルエンを載せ30秒間静置する処理の後の表面粗さRa/トルエンを載せ30秒間静置する処理の前の表面粗さRa
本実施形態に係る硬化膜は、体積抵抗率が1×10Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下であることが好ましく、1×10Ω・cm以上1×1013Ω・cm以下であることがより好ましく、1×10Ω・cm以上1×1010Ω・cm以下であることが更に好ましく、1×10Ω・cm以上1×109Ω・cm以下であることが最も好ましい。
硬化膜の体積抵抗率が、1×10Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下であると、電荷輸送が効率的に行われるため、素子寿命が長寿命化した有機電界発光素子が得られ易くなる。
硬化膜の体積抵抗率は、以下の手法により測定する。
硬化膜について、対向電極として100nmの金電極を1cmで真空スパッタ法により装着し、抵抗率測定用試料とした。測定方法は、電源としてSI 1287 Electrochemical Interface(東陽テクニカ製)、電流計としてSI 1260 Inpedance/Gain Phase Analyzer(東陽テクニカ製)、電流アンプとして1296 Dielectric Interface(東陽テクニカ製)を用い、1Vの交流電圧を周波数1MHzから1mHzまでの範囲で高周波側から印加し、各試料の交流インピーダンスを測定した。この測定より得られたCole Coleプロットのグラフを、RC並列の等価回路にフィッティングすることで、体積抵抗率(Ω・cm)を得た。
(硬化膜)
以下、硬化膜について説明する。
硬化膜は、架橋性基を6基以上有するアミン化合物を含む組成物を含んで構成される。なお、組成物は、外部量子効率の向上や電荷注入量の向上などの観点から、その他添加剤を含んでもよい。
硬化膜は、架橋性基を6基以上有するアミン化合物の他、必要に応じて、熱ラジカル発生剤及び光ラジカル発生剤からなるラジカル発生剤を用いることで得られる。
架橋性基を6基以上有するアミン化合物の含有量は、用途に応じて設定されればよく、有機電界発光素子の素子寿命を長寿命化する観点から、組成物の全固形分100質量部に対して、50質量部以上99質量部以下であることが好ましく、60質量部以上99質量部以下であることがより好ましく、70質量部以上99質量部以下であることが更に好ましい。
((架橋性基を6基以上有するアミン化合物))
以下、架橋性基を6基以上有するアミン化合物について説明する。
本実施形態のアミン化合物は、電荷輸送性能を有する骨格に、架橋性基が、直接又は連結基を介して、6基以上連結した化合物である。
アミン化合物に連結される架橋性基の数は、6基以上であり、6基以上12基以下が好ましく、6基以上10基以下がより好ましく、6基以上8基以下が更に好ましい。
アミン化合物における架橋性基が6基以上であると、硬化膜を形成する際に、分子間架橋が促進され、これにより、硬化膜と硬化膜上の積層膜との界面の乱れが抑制されるため、素子寿命が長寿命化された有機電界発光素子が得られる。
電荷輸送性能を有する骨格としては、正孔輸送性能又は電子輸送性能を有する化合物に由来する骨格であればよい。
正孔輸送性能を有する化合物に由来する骨格としては、後述する正孔輸送性能を有する化合物に由来するサブユニットが挙げられる。
架橋性基としては、ラジカル重合し得る官能基であることが好ましく、例えば、少なくとも炭素二重結合を含有する基を有する官能基が挙げられる。具体的には、架橋性基としては、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、ビニルフェニル基、ビニルフェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくも1つを含有する基等が挙げられる。
連結基としては、上記の電荷輸送性能を有する骨格と架橋性基とを連結しうる基であればよく、直鎖状、分岐状、環状、及びこれらを組み合わせた構造のいずれであってもよい。
連結基としては、例えば、アルキレン基、−C=C−、−C(=O)−、−N(R)−、−O−、−S−、メタンから水素3原子を除いた3価基、及びエチレンから水素3原子を除いた3価基から選択される1種の連結基又は2種以上を組み合わせてなる2価以上の連結基が挙げられる。
架橋性基を6基以上有するアミン化合物は、有機電界発光素子の素子寿命を長寿命化する観点から、架橋性基としてビニルフェニル基を含むアミン化合物であることが好ましい。
上述した架橋性基としてビニルフェニル基を含むアミン化合物の中でも、架橋性基を6基以上有するアミン化合物としては、正孔輸送性能、重合性能、耐溶剤性、塗布適性等の点から、一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(1)で表される化合物は、Fで表される正孔輸送性サブユニットに、連結基Lを介して、架橋性基であるビニルフェニル基が結合した化合物である。
一般的に、正孔輸送化合物の正孔輸送性能は、正孔輸送化合物の架橋部位数(架橋性基の数)を多くするほど、低下する傾向がある。これは、正孔輸送化合物の架橋部位数(架橋性基の数)を多くすると、重合させた際に、正孔輸送性サブユニットに歪みが生じる故と考えられる。
これに対して、一般式(1)で表される化合物は、正孔輸送性サブユニットFに、連結基Lを介して、架橋性基であるビニルフェニル基が結合した構造であるため、連結基Lの存在により重合させた際に正孔輸送性サブユニットに歪みを発生させにくく、重合性能と正孔輸送性能との両立が可能となる。
また、一般式(1)で表される化合物の重合体は正孔輸送性能に優れることから、電子輸送部位との間での電荷移動がより起こり易く、その結果として、一般式(1)で表される化合物の重合体を含む有機化合物層(硬化膜)は、層中の電荷量が増加して抵抗が低下するものと推測される。したがって、一般式(1)で表される化合物は、有機電界発光素子の硬化膜に用いる材料として有用である。
また、架橋性基としてビニルフェニル基を有する正孔輸送化合物は、架橋性基として(メタ)アクリル基のみを有する正孔輸送化合物に比べて、架橋性基の耐溶剤性及び化合物の塗布適性に優れると考えられる。本観点からも、一般式(1)で表される化合物は、硬化膜を形成する組成物の材料として有用である。
一般式(1)中、Fは正孔輸送性サブユニットを表し、Lはアルキレン基、−C=C−、−C(=O)−、−N(R)−、−O−、−S−、メタンから水素3原子を除いた3価基、及びエチレンから水素3原子を除いた3価基から選択される1種の連結基又は2種以上を組み合わせてなる(n+1)価の連結基を表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。mは1以上6以下の整数を表し、nは1以上3以下の整数を表す。ただし、(m+n)は6以上の整数を表す。
なお、分子内に「L」が複数個存在する場合、「L」は互いに同じでもよく、異なっていてもよい。
Fで表される正孔輸送性サブユニットとしては、正孔輸送性能を有する化合物に由来するサブユニットであればよく、具体的には、トリアリールアミン系化合物、ヒドラゾン系化合物、カルバゾール系化合物等の正孔輸送性能を有する化合物に由来するサブユニットが挙げられる。中でも、電荷移動度、酸化安定性等に優れる、トリアリールアミン系化合物に由来するサブユニットが好ましい。
Lで表される連結基は、2価、3価又は4価であり、2価又は3価がより好ましい。
Lで表される2価の連結基としては、アルキレン基と、−C=C−、−C(=O)−、−N(R)−、−O−及び−S−から選択される少なくとも1種と、を組み合わせてなる2価の連結基が好ましく、アルキレン基としては、炭素数1以上6以下の直鎖アルキレン基が好ましく、炭素数1以上4以下の直鎖アルキレン基がより好ましい。
Lで表される2価の連結基としては、以下の基が挙げられる。下記の連結基中、「*」はFと連結する部位であり、a、b及びcはメチレン基の繰り返し数を表す。
*−(CH)a−O−(CH)b−
*−(CH)a−O−(CH)c−O−(CH)b−
*−(CH)a−C(=O)−O−(CH)b−
*−(CH)a−C(=O)−N(R)−(CH)b−
*−(CH)a−C(=O)−S−(CH)b−
*−(CH)a−N(R)−(CH)b−
*−(CH)a−S−(CH)b−
*−O−(CH)a−O−(CH)b−
*−CH=CH−(CH)a−O−(CH)b−
*−CH=CH−C(=O)−O−(CH)b−
Lで表される3価の連結基としては、以下の基が挙げられる。下記の連結基中、「*」はFと連結する部位であり、a、b、c、d、e及びfはメチレン基の繰り返し数を表す。
*−(CH)a−CH[−C(=O)−O−(CH)b−]
*−(CH)a−CH[−CH−O−(CH)b−]
*−CH=C[−C(=O)−O−(CH)b−]
*−CH=C[−(CH)c−O−(CH)b−]
*−(CH)a−CH[−C(=O)−N(R)−(CH)b−]
*−(CH)a−CH[−C(=O)−S−(CH)b−]
*−(CH)a−CH[−(CH)c−N(R)−(CH)b−]
*−(CH)a−CH[−(CH)c−S−(CH)b−]
*−O−(CH)d−CH[−(CH)c−O−(CH)b−]
*−(CH)f−O−(CH)d−CH[−(CH)c−O−(CH)b−]
Lで表される4価の連結基としては、以下の基が挙げられる。下記の連結基中、「*」はFと連結する部位であり、b、c及びgはメチレン基の繰り返し数を表す。
一般式(1)で表される化合物としては、正孔輸送性サブユニットとしてトリアリールアミン系化合物に由来するサブユニットを有する化合物が好ましく、具体的には、一般式(2)で表される化合物が好ましい。
一般式(2)中、Ar乃至Arはそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリール基を表し、Arは置換若しくは無置換のアリール基又は置換若しくは無置換のアリーレン基を表す。kは0又は1を表し、c1乃至c5はそれぞれ独立に0以上2以下の整数を表し、但しc1乃至c5の合計は1以上である。Dは一般式(3)で表される基を表し、一般式(3)中、Lはアルキレン基、−C=C−、−C(=O)−、−N(R)−、−O−、−S−、メタンから水素3原子を除いた3価基、及びエチレンから水素3原子を除いた3価基から選択される1種の連結基又は2種以上を組み合わせてなる(n+1)価の連結基を表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、nは1以上3以下の整数を表す。ただし、架橋性基であるビニルフェニル基の数が6以上とする。
一般式(2)において、c1乃至c5の合計が2以上である場合、分子内に複数個存在する「D」(つまり、一般式(3)で表される基)は、互いに同じでもよく異なっていてもよい。
一般式(2)中、Ar乃至Arで表される置換若しくは無置換のアリール基は、互いに同じでもよく異なっていてもよい。
Ar乃至Arにおける「D」(つまり、一般式(3)で表される基)以外の置換基としては、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のフェニル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子等が挙げられる。
Ar乃至Arとしては、構造式(11)乃至(17)のいずれかであることが好ましい。構造式(11)乃至(17)は、Ar乃至Arに連結される「−(D)C1」乃至「−(D)C4」を総括的に示した「−(D)」と共に示す。
構造式(11)中、R11は、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、無置換のフェニル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、及び炭素数7以上10以下のアラルキル基から選択される1種を表す。
構造式(12)中、R12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のフェニル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子から選択される1種を表す。
構造式(13)中、R14は、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のフェニル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子から選択される1種を表す。tは0以上4以下の整数を表す。
構造式(17)中、Arは置換又は無置換のアリーレン基を表す。Arは、構造式(18)又は(19)であることが好ましい。
構造式(18)及び構造式(19)中、R15は、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のフェニル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子から選択される1種を表し、tは0以上4以下の整数を表す。
構造式(17)中、Zは2価の連結基を表し、sは0又は1を表す。Zは、構造式(21)乃至(28)のいずれかであることが好ましい。
構造式(21)中、sは1以上10以下の整数を表す。
構造式(22)中、sは1以上10以下の整数を表す。
構造式(27)及び(28)中、R21は、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のフェニル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子から選択される1種を表し、tは0以上4以下の整数を表し、Wは2価の連結基を表す。Wとしては、構造式(31)乃至(39)のいずれかであることが好ましい。構造式(38)中、sは0以上3以下の整数を表す。
一般式(2)中のArは、kが0のときは置換若しくは無置換のアリール基であり、kが1のときは、置換若しくは無置換のアリーレン基である。
Arで表される置換若しくは無置換のアリール基としては、Ar乃至Arについて例示したアリール基が挙げられる。アリール基における置換基としては、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のフェニル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子等が挙げられる。
Arが置換若しくは無置換のアリーレン基の場合、C5は0であることが好ましく、即ち、Arには「D」(つまり、一般式(3)で表される基)が結合していないことが好ましい。Arで表される置換若しくは無置換のアリーレン基としては、構造式(41)乃至(46)が挙げられる。
構造式(41)乃至(43)中、R41は、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のフェニル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子から選択される1種を表し、xは0以上4以下の整数を表す。構造式(43)中、Yは2価の連結基を表し、Yは構造式(51)乃至(60)のいずれかであることが好ましい。構造式(51)中、yは1以上4以下の整数を表す。
一般式(2)中のc1乃至c5はそれぞれ独立に0以上2以下の整数であり、但しc1乃至c5の合計は1以上である。つまり、一般式(2)で表される化合物は、一般式(3)で表される基を1個以上有する。分子内における一般式(3)で表される基の総数は、1以上4以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、2が更に好ましい。一般式(3)におけるL及びnは、一般式(1)におけるL及びnと同義である。
一般式(3)で表される基としては、有機電界発光素子の素子寿命を長寿命化する観点から、一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基の少なくとも一方を有する基であることが好ましい。
一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、Xは、それぞれ独立に、アルキレン基、−C=C−、−C(=O)−、−N(R)−、−O−及び−S−から選択される1種単独又は2種以上を組み合わせてなる2価の連結基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。p11及びp12は、それぞれ独立に0又は1の整数を表す。
ここで、一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基は、Xがアルキレン基である、又は、p11及びp12が0であることが好ましい。
一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、Xが示すアルキレン基としては、炭素数1以上6以下の直鎖アルキレン基が好ましく、炭素数1以上3以下の直鎖アルキレン基がより好ましく、炭素数1又は2の直鎖アルキレン基が更に好ましい。
一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、Xが示す連結基において、−N(R)−のRが示すアルキル基としては、炭素数1以上12以下(好ましくは炭素数5以上10以下)の直鎖状のアルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数5以上10以下)の分岐状のアルキル基が挙げられる。
一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、Xが示す連結基において、−N(R)−のRが示すアリール基としては、例えば、炭素数6以上18以下のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基等が挙げられる。上記の中でも、フェニル基が好ましい。
一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、Xが示す連結基において、−N(R)−のRが示すアラルキル基としては、炭素数7以上15以下(望ましくは7以上14以下)のアラルキル基が挙げられる。
分子内に一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基が複数個存在する場合、一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基は互いに同じでもよく異なっていてもよい。
一般式(2)で表されるアミン化合物としては、有機電界発光素子の素子寿命を長寿命化する観点から、一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)に表される化合物であることがより好ましい。
一般式(B−1)中、R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109、R110、R111、R112、R113、R114及びR115は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。
一般式(B−2)中、R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213、R214、R215、R216、R217、R218、R219、R220、R221、R222、R223、R224、R225、R226、R227及びR228は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。
一般式(B−3)中、R301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309、R310、R311、R312、R313、R314、R315、R316、R317、R318、R319、R320、R321、R322、R323、R324、R325、R326、R327及びR328は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。
一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)中、R101〜R115、R201〜R228又はR301〜R328が示すハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)中、R101〜R115、R201〜R228又はR301〜R328が示すアルキル基としては、置換若しくは無置換のアルキル基が挙げられる。
無置換のアルキル基としては、炭素数1以上12以下(好ましくは炭素数5以上10以下)の直鎖状のアルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数5以上10以下)の分岐状のアルキル基が挙げられる。
炭素数1以上12以下の直鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル基等が挙げられる。
炭素数3以上10以下の分岐状のアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、イソヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、イソオクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、イソノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、イソデシル基、sec−デシル基、tert−デシル基等が挙げられる。
上記の中でも、無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基等の低級アルキル基が好ましい。
アルキル基における置換基としては、例えば、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のアリール基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、及びハロゲン原子(塩素、ヨウ素、臭素)等が挙げられる。
アルコキシ置換アルキル基のアルコキシ基としては、後述するR101〜R115、R201〜R228又はR301〜R328が示すアルコキシ基と同様の基が挙げられる。また、アリール置換アルキル基のアリール基としては、後述するR101〜R115、R201〜R228又はR301〜R328が示す無置換のアリール基と同様の基が挙げられる。
一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)中、R101〜R115、R201〜R228又はR301〜R328が示すアルコキシ基としては、例えば、炭素数1以上10以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上4以下)の直鎖状、又は分岐状のアルコキシ基が挙げられる。
直鎖状のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等が挙げられる。
分岐状のアルコキシ基として具体的には、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、sec−ヘキシルオキシ基、tert−ヘキシルオキシ基、イソヘプチルオキシ基、sec−ヘプチルオキシ基、tert−ヘプチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec−オクチルオキシ基、tert−オクチルオキシ基、イソノニルオキシ基、sec−ノニルオキシ基、tert−ノニルオキシ基、イソデシルオキシ基、sec−デシルオキシ基、tert−デシルオキシ基等が挙げられる。これらの中でも、アルコキシ基としては、メトキシ基が好ましい。
一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)中、R101〜R115、R201〜R228又はR301〜R328が示すアリール基としては、置換若しくは無置換のアリール基が挙げられる。
無置換のアリール基としては、例えば、炭素数6以上30以下のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等が挙げられる。上記の中でも、フェニル基が好ましい。
アリール基における置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、及びハロゲン原子(塩素、ヨウ素、臭素)等が挙げられる。アルキル置換アリール基のアルキル基としては、一般式(ET)中のR11〜R17が示す無置換のアルキル基と同様の基が挙げられる。また、アルコキシ置換アリール基のアルコキシ基としては、上述したR101〜R115、R201〜R228又はR301〜R328が示すアルコキシ基と同様の基が挙げられる。
以下に、架橋性基を有するアミン化合物の具体例を示す。
架橋性基を有するアミン化合物は、これらにより何ら限定されるものではない。
表1、表2及び表3では、一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)で表される、架橋性基を含む基を除いた骨格(以下「母核」とも称す)の具体例を例示する。
なお、表1、表2及び表3において、「*」は、架橋性基を含む基(一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基)を意味する。
正孔輸送性能を有する骨格に連結する架橋性基(一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基)の具体的な構造を、下記に例示する。
また、表1、表2及び表3と、下記の正孔輸送性能を有する骨格に連結する架橋性基を含む基(一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基)の具体的な構造との組み合わせを、表4に示す。
表4に示す架橋基を複数もつ化合物において、架橋基の種類と位置の対応は下記のとおりである。
CTM−17:R205及びR224は(I−1)、R210及びR219は(I−7)を表す。
CTM−19:R205及びR224は(I−1)、R210及びR219は(I−8)を表す。
CTM−23:R205及びR224は(I−4)、R210及びR219は(I−9)を表す。
CTM−25:R205及びR224は(I−6)、R210及びR219は(I−10)を表す。
CTM−27:R205及びR224は(I−4)、R210及びR219は(I−11)を表す。
CTM−29:R305及びR324は(I−1)、R310及びR319は(I−7)を表す。
CTM−32:R305及びR324は(I−1)、R310及びR319は(I−8)を表す。
CTM−35:R305及びR324は(I−1)、R310及びR319は(I−9)を表す。
CTM−37:R305及びR324は(I−1)、R310及びR319は(I−10)を表す。
CTM−40:R305及びR324は(I−1)、R310及びR319は(I−11)を表す。
一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)で表される化合物の合成方法としては、特開2013−43841号公報の[0126]、特開2013−60422号公報の[0070]、特開2013−60572号公報の[0099]〜[0101]等に記載の合成方法が挙げられる。
本実施形態における硬化膜を形成する組成物は、架橋性基を有するアミン化合物を1種単独で使用して得られたものであってもよいし、2種以上を使用して得られたものであってもよい。
(その他の添加剤)
硬化膜を形成する組成物は、架橋性基を有するアミン化合物の他に、その他の添加剤を含んでいてもよい。
組成物に含まれるその他の添加剤としては、有機電界発光素子の素子寿命を長寿命化する観点から、熱ラジカル発生剤、並びに、光ラジカル発生剤から選択される少なくとも1種を更に含有することが好ましい。
本実施形態の組成物は、さらに、発光材料、色素化合物、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料及び電子注入材料から選択される少なくとも1種を含有していてもよい。これら材料の具体例については後述する。
架橋性基を有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を、熱ラジカル発生剤及び光ラジカル発生剤からなる群より選択される少なくとも1種を用いて得ることにより、硬化膜中に、熱ラジカル発生剤及びその誘導体並びに光ラジカル発生剤及びその誘導体から選択される少なくとも1種が導入される。このような硬化膜を含む有機化合物層は、機械的強度に優れることから、積層化される際に好適である。
ここで、「熱ラジカル発生剤の誘導体」とは、熱ラジカル発生剤がラジカルを発生した後の生成物、又は熱ラジカル発生剤が重合体の末端に結合したものを意味する。
また、「光ラジカル発生剤の誘導体」とは、光ラジカル発生剤がラジカルを発生した後の生成物、又は光ラジカル発生剤が重合体の末端に結合したものを意味する。
熱ラジカル発生剤としては、例えば、アゾ化合物、有機過酸化物が挙げられる。
熱ラジカル発生剤の市販品としては、V−30(10時間半減期温度:104℃)、V−40(同:88℃)、V−59(同:67℃)、V−601(同:66℃)、V−65(同:51℃)、V−70(同:30℃)、VF−096(同:96℃)、Vam−110(同:111℃)、Vam−111(同:111℃)(以上、和光純薬工業製)、OTAZO−15(同:61℃)、OTAZO−30、AIBN(同:65℃)、AMBN(同:67℃)、ADVN(同:52℃)、ACVA(同:68℃)(以上、大塚化学社製)等のアゾ系開始剤;パーテトラA、パーヘキサHC、パーヘキサC、パーヘキサV、パーヘキサ22、パーヘキサMC、パーブチルH、パークミルH、パークミルP、パーメンタH、パーオクタH、パーブチルC、パーブチルD、パーヘキシルD、パーロイルIB、パーロイル355、パーロイルL、パーロイルSA、ナイパーBW、ナイパーBMT−K40/M、パーロイルIPP、パーロイルNPP、パーロイルTCP、パーロイルOPP、パーロイルSBP、パークミルND、パーオクタND、パーヘキシルND、パーブチルND、パーブチルNHP、パーヘキシルPV、パーブチルPV、パーヘキサ250、パーオクタO、パーヘキシルO、パーブチルO、パーブチルL、パーブチル355、パーヘキシルI、パーブチルI、パーブチルE、パーヘキサ25Z、パーブチルA、パーへヘキシルZ、パーブチルZT、パーブチルZ(以上、日油化学社製)、カヤケタールAM−C55、トリゴノックス36−C75、ラウロックス、パーカドックスL−W75、パーカドックスCH−50L、トリゴノックスTMBH、カヤクメンH、カヤブチルH−70、ペルカドックスBC−FF、カヤヘキサAD、パーカドックス14、カヤブチルC、カヤブチルD、カヤヘキサYD−E85、パーカドックス12−XL25、パーカドックス12−EB20、トリゴノックス22−N70、トリゴノックス22−70E、トリゴノックスD−T50、トリゴノックス423−C70、カヤエステルCND−C70、カヤエステルCND−W50、トリゴノックス23−C70、トリゴノックス23−W50N、トリゴノックス257−C70、カヤエステルP−70、カヤエステルTMPO−70、トリゴノックス121、カヤエステルO、カヤエステルHTP−65W、カヤエステルAN、トリゴノックス42、トリゴノックスF−C50、カヤブチルB、カヤカルボンEH−C70、カヤカルボンEH−W60、カヤカルボンI−20、カヤカルボンBIC−75、トリゴノックス117、カヤレン6−70(以上、化薬アクゾ社製)、ルペロックスLP(同:64℃)、ルペロックス610(同:37℃)、ルペロックス188(同:38℃)、ルペロックス844(同:44℃)、ルペロックス259(同:46℃)、ルペロックス10(同:48℃)、ルペロックス701(同:53℃)、ルペロックス11(同:58℃)、ルペロックス26(同:77℃)、ルペロックス80(同:82℃)、ルペロックス7(同:102℃)、ルペロックス270(同:102℃)、ルペロックスP(同:104℃)、ルペロックス546(同:46℃)、ルペロックス554(同:55℃)、ルペロックス575(同:75℃)、ルペロックスTANPO(同:96℃)、ルペロックス555(同:100℃)、ルペロックス570(同:96℃)、ルペロックスTAP(同:100℃)、ルペロックスTBIC(同:99℃)、ルペロックスTBEC(同:100℃)、ルペロックスJW(同:100℃)、ルペロックスTAIC(同:96℃)、ルペロックスTAEC(同:99℃)、ルペロックスDC(同:117℃)、ルペロックス101(同:120℃)、ルペロックスF(同:116℃)、ルペロックスDI(同:129℃)、ルペロックス130(同:131℃)、ルペロックス220(同:107℃)、ルペロックス230(同:109℃)、ルペロックス233(同:114℃)、ルペロックス531(同:93℃)(以上、アルケマ吉富社製)などが挙げられる。
光ラジカル発生剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物等)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、アルキルアミン化合物等が挙げられる。
光ラジカル発生剤として具体例には、例えば、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、2,4−ジエチルチオキサントン、及びビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。
硬化膜の形成方法は、架橋性基を6基以上有するアミン化合物を組成物に含む硬化膜を形成できるならば、特に限定されない。なお、硬化膜には、架橋性基を有するアミン化合物が、未反応の状態で含まれていてもよい。
架橋性基を有するアミン化合物の入手容易性の他、耐溶剤性、成膜性、電荷注入性の点から、硬化膜は、正孔輸送性能を有する層とすることが好ましい。
上記の硬化膜は、架橋性基を有するアミン化合物を含む組成物を、熱、光、電子線などのエネルギーにより硬化させることで得られる。
硬化の際、架橋性基を有するアミン化合物を含む組成物に、使用するエネルギーに応じて、熱ラジカル発生剤や光ラジカル発生剤を用いることが、硬化性が上がり、機械的強度に優れる硬化膜が得られる点から、好ましい。
硬化膜の電気特性、機械的強度等の特性のバランスを取るためには、硬化膜を得るためには熱硬化が望ましい。
熱ラジカル発生剤の使用量は、架橋性基を有するアミン化合物の量に応じて、適宜、決定されればよい。
熱ラジカル発生剤の使用量は、例えば、架橋性基を有するアミン化合物を含む組成物において、架橋性基を有するアミン化合物を含む組成物の全固形分100質量部に対して、0.1質量部以上25質量部以下が望ましく、1質量部以上20質量部以下がより望ましく、5質量部以上18質量部以下が更に望ましい。
光ラジカル発生剤の使用量は、架橋性基を有するアミン化合物の量に応じて、適宜、決定されればよい。
光ラジカル発生剤の使用量は、例えば、架橋基を有するアミン化合物を含む組成物において、架橋基を有するアミン化合物を含む組成物の全固形分100質量部に対して、0.001質量部以上10質量部以下が望ましく、0.01質量部以上5質量部以下がより望ましく、0.1質量部以上3質量部以下が更に望ましい。
[有機電界発光素子]
有機電界発光素子は、少なくとも一方が透明である一対の電極と、該一対の電極に挟持された、発光層を含む1つ又は複数の有機化合物層とから構成されるデバイスである。
本実施形態に係る有機電界発光素子は、有機化合物層の少なくとも1つが、前述した架橋性基を6基以上有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜(以下、「特定の硬化膜」とも称す)である。
本実施形態に係る有機電界発光素子において、有機化合物層が単層の場合は、この有機化合物層が正孔輸送性能を有する発光層であり、この正孔輸送性能を有する発光層が本実施形態における前述した特定の硬化膜となる。
有機電界発光素子において、有機化合物層が複数層の場合(即ち、各層が異なる機能を有する機能分離型の場合)は、少なくともいずれか1層が発光層であり、例えば、下記の層構成(1)〜(3)が挙げられる。層構成(1)〜(3)において、本実施形態に係る有機電界発光素子では、少なくとも1層が、前述した特定の硬化膜となる。
層構成(1):正孔輸送層と、発光層と、を有する機能分離型の層構成。本構成においては、正孔輸送層及び発光層の少なくとも一方が特定の硬化膜であればよく、正孔輸送層が特定の硬化膜であることが好ましい。
層構成(2):正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、を有する機能分離型の層構成。本構成においては、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層の少なくとも1層が特定の硬化膜であればよく、正孔輸送層が特定の硬化膜であることが好ましい。
層構成(3):発光層と、電子輸送層と、を有する機能分離型の層構成。本構成においては、発光層及び電子輸送層の少なくとも一方が特定の硬化膜であればよく、発光層が特定の硬化膜であることが好ましい。
以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係る有機電界発光素子を説明するが、本実施形態はこれに限定されるわけではない、
図1乃至図4は、本実施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的断面図であって、図1、図2、図3は、有機化合物層が複数層からなる場合の一例であり、図4は、有機化合物層が単層からなる場合の一例である。図1乃至図4において、同様の機能を有する層には同じ符号を付して説明する。
図1は、前記の層構成(1)を示す。
図1に示す有機電界発光素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、正孔輸送層3、発光層4、背面電極7がこの順に積層された素子である。透明電極2と正孔輸送層3との間には、正孔注入層が配置されていてもよい。図1に示す形態例においては、正孔輸送層3を、本実施形態における特定の硬化膜とすることが好ましく、更に、正孔注入層が配置されていれば、この正孔注入層を本実施形態における特定の硬化膜としてもよい。
図2は、前記の層構成(2)を示す。
図2に示す有機電界発光素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、正孔輸送層3、発光層4、電子輸送層5、背面電極7がこの順に積層された素子である。透明電極2と正孔輸送層3との間には、正孔注入層が配置されていてもよい。電子輸送層5と背面電極7との間には、電子注入層が配置されていてもよい。図2に示す形態例においては、正孔輸送層3を、本実施形態における特定の硬化膜とすることが好ましく、更に、正孔注入層が配置されていれば、この正孔注入層を本実施形態における特定の硬化膜としてもよい。
図3は、前記の層構成(3)を示す。
図3に示す有機電界発光素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、発光層6、電子輸送層5、背面電極7がこの順に積層された素子である。電子輸送層5と背面電極7との間には、電子注入層が配置されていてもよい。図3に示す形態例においては、発光層6を、本実施形態における特定の硬化膜とすることが好ましい。この場合、本実施形態における特定の硬化膜には、発光材料を少なくとも1種含有させる。
図4は、単層型の層構成を示す。図4に示す有機電界発光素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、正孔輸送性能を有する発光層6、背面電極7がこの順に積層された素子である。図4に示す形態例においては、発光層6を、本実施形態における特定の硬化膜とする。この場合、本実施形態における特定の硬化膜には、発光材料を少なくとも1種含有させる。
図1乃至図4に示す各有機電界発光素子において、背面電極7上には、水分や酸素による有機電界発光素子の劣化を防ぐ目的で、保護層を設けてもよい。
トップエミッション構造とする場合、又は、2つの電極を共に透明電極とする場合は、図1乃至図4に示される層構成を複数段積み重ねた構造とすることも可能である。
以下、図1乃至図4における各層をより詳細に説明する。
透明絶縁体基板1について透明とは、可視領域の光の透過率が10%以上であることを意味し、透過率が75%以上であることが好ましい。
透明絶縁体基板1としては、例えば、ガラス板、石英板、金属箔、樹脂製フィルムが用いられる。樹脂製フィルムの材料としては、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のメタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。
透明絶縁体基板1は、透水性や透ガス性を抑える目的で、表面処理を行なってもよく、積層構造にしてもよい。
透明電極2は、透明絶縁体基板1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の大きな電極が好ましく、仕事関数が4eV以上の電極が好ましい。
透明電極2について透明とは、可視領域の光の透過率が10%以上であることを意味し、透過率が75%以上であることが好ましい。
透明電極2の材料としては、酸化スズインジウム(ITO)、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛等の金属酸化物;アルミニウム、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム等の金属;ヨウ化銅等のハロゲン化金属;カーボンブラック、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子;が挙げられる。
透明電極2のシート抵抗は、低いほど望ましく、数百Ω/□以下が好ましく、100Ω/□以下がより好ましい。
有機化合物層(図1乃至図4において、符号3乃至6で示される層)は、その機能に応じて、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、及び発光材料から選択される材料を含む。
有機化合物層が本実施形態における特定の硬化膜である場合には、これら材料と共に、架橋性基を有する正孔輸送化合物及び架橋性基を有する電子輸送化合物を混合した組成物を用いて層形成してもよい。
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が挙げられ、テトラフェニレンジアミン誘導体、スピロフルオレン誘導体、トリフェニルアミン誘導体が挙げられる。
正孔注入材料としては、フェニレンジアミン誘導体、フタロシアニン誘導体、インダンスレン誘導体、ポリアルキレンジオキシチオフェン誘導体等が挙げられ、これらには、ルイス酸、スルホン酸等の有機酸、塩化鉄等の無機酸を混合してもよい。
電子輸送材料としては、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、シロール誘導体、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、トリアゾール誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体等が挙げられる。
電子注入材料としては、Li、Ca、Sr等の金属やLiF、MgF等の金属フッ化物、MgO、Al、LiO等の金属酸化物が挙げられる。
発光材料としては、固体状態で高い発光量子効率を示す化合物が望ましい。発光材料は、低分子化合物及び高分子化合物のいずれでもよい。
有機低分子化合物としては、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が挙げられる。
有機高分子化合物としては、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が挙げられる。
発光材料の具体例として、下記例示化合物(VI−1)乃至(VI−17)が挙げられる。
なお、下記例示化合物(VI−1)乃至(VI−17)は、電子輸送材料として用いることもできる。
例示化合物(VI−13)乃至(VI−17)中、n及びgはそれぞれ独立に1以上の整数であり、Vは2価の連結基である。Vとしては、例えば、下記の2価の基が挙げられる。
下記の2価の基において、gは1以上の整数を表し、hは0以上5以下の整数を表す。
有機電界発光素子の耐久性の向上又は発光効率の向上を目的に、発光材料の中に、発光材料とは異なる色素化合物をゲスト材料としてドーピングしてもよい。
色素化合物のドーピング量は、ホスト100質量部に対して、0.001質量部以上40質量部以下が好ましく、0.01質量部以上10質量部以下がより好ましい。
ドーピング用の色素化合物としては、クマリン誘導体、DCM誘導体、キナクリドン誘導体、ペリミドン誘導体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ルブレン誘導体、ポルフィリン誘導体;ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスニウム、イリジウム、白金、及び金等の金属錯体化合物;などが挙げられる。
ドーピング用の色素化合物の具体例として、例示化合物(VII−1)〜(VII−6)が挙げられる。
各有機化合物層は、結着樹脂を含有していてもよい。
結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、ポリシラン樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。
各有機化合物層は、必要に応じて、公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等を含有していてもよい。
背面電極7の材料としては、真空蒸着可能で、電子注入を行なうため仕事関数の小さな材料が好ましく、金属、金属酸化物、金属フッ化物が好ましい。
金属としては、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、インジウム、リチウム、カルシウム及びこれらの合金が挙げられる。
金属酸化物としては、酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化スズインジウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛が挙げられる。
金属フッ化物としては、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウムが挙げられる。
背面電極7上には、保護層を設けてもよい。
保護層の材料としては、インジウム、スズ、鉛、金、銀、銅、アルミニウム等の金属;酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化チタン等の金属酸化物;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。
透明電極2、各有機化合物層、背面電極7、及び保護層の厚さは、一般的に、0.001μm以上10μm以下であり、0.001μm以上5μm以下が好ましい。
図1乃至図4に示される有機電界発光素子は、透明絶縁体基板1上に、透明電極2、各有機化合物層、及び背面電極7を順次形成することで作製される。
透明電極2、各有機化合物層、及び背面電極7は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、塗布法等により形成できる。
塗布法は、材料を適切な溶媒に溶解又は分散した塗布液を透明電極2上に塗布し、塗布膜を乾燥させる成膜法である。
塗布液の塗布方法としては、スピンコーティング法、ダイコート法、インクジェット法、キャスト法、ディップ法等が挙げられる。
有機化合物層における各材料の含有状態は、分子が分散した状態(分子分散状態)でもよく、粒子を形成して分散した状態(粒子分散状態)でもよい。
塗布液を用いた成膜法において分子分散状態にするためには、塗布液の溶媒を、各材料の分散性及び溶解性を考慮して選択する。
塗布液を用いた成膜法において粒子分散状態にするためには、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、ホモジナイザー、超音波のいずれかを利用して塗布液を調製する。
本実施形態に係る有機電界発光素子を、マトリクス状又はセグメント状に配置して画像表示媒体が構成される。
有機電界発光素子をマトリクス状に配置する場合、電極のみをマトリクス状に配置する形態であってもよいし、電極及び有機化合物層をマトリクス状に配置する形態であってもよい。
有機電界発光素子をセグメント状に配置する場合、電極のみをセグメント状に配置する形態であってもよいし、電極及び有機化合物層をセグメント状に配置する形態であってもよい。
マトリクス状又はセグメント状の有機化合物層は、インクジェット法により形成可能である。
マトリクス状の有機電界発光素子及びセグメント状の有機電界発光素子の駆動装置及び駆動方法としては、特開平2−148687号公報、特開平6−301355号公報、特開平5−29080号、特開平7−134558号公報、特開平8−234685号公報、特開平8−241047号公報、特許第2784615号公報、米国特許5828429号明細書、米国特許6023308号明細書などに記載の駆動装置及び駆動方法を適用し得る。
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、特に断りがない限り「部」は「質量部」を意味する。
(架橋性基を6基以上有するアミン化合物の合成)
[合成例1:CTM−1の合成]
表4に示すCTM−1を、以下の経路で合成した。
三つ口フラスコに、化合物1を100g、ジメチルホルムアミドを408mlを加え、溶解させた後、0℃に冷却して攪拌させながら、オキシ塩化リンを380mlを1時間かけて滴下した。滴下が終わった後、温度105℃で48時間攪拌した。次いで、室温まで冷却し、蒸留水を加えることによって、結晶を析出させた。乾燥後、カラムクロマトグラフィー(吸着剤:シリカゲル、溶剤:トルエン)にて精製後、再結晶を行い、固体の化合物2を42.0g得た。
三つ口フラスコに、化合物2を42.0g、ジメチルホルムアミドを140mlを加え、溶解させた後、0℃に冷却して攪拌させながら、オキシ塩化リンを130mlを1時間かけて滴下した。滴下が終わった後、温度80℃で120時間攪拌した。次いで、室温まで冷却し、蒸留水を加えることによって、結晶を析出させた。乾燥後、カラムクロマトグラフィー(吸着剤:シリカゲル、溶剤:トルエン)にて精製後、再結晶を行い、固体の化合物3を9.84g得た。
三つ口フラスコに、化合物3を9.00g、トルエン232ml、マロン酸ジエチル18.4mlを加え、溶解させた。次いで、ピペリジン1.62ml、酢酸0.94mlを加え、110℃で4時間撹拌した。次いで、ピペリジン1.62ml、酢酸0.94mlを加え、110℃で4時間撹拌した。次いで、室温まで冷却し酢酸エチル300mlを加え、有機層を蒸留水250mlで3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶剤を留去した。次いで、カラムクロマトグラフィー(吸着剤:シリカゲル、溶剤:トルエン)にて精製し、固体の化合物4を13.2g得た。
ナス型フラスコに、固体の化合物4を12.0g加え、テトラヒドロフラン160mlに溶解させ、0℃に冷却した後、水素化ホウ素ナトリウム8.9gを加えた後、メタノール/テトラヒドロフラン=1/1を20ml滴下し、室温にて72時間撹拌した。酢酸エチル300mlを加え、20時間攪拌した。次いで、酢酸をpH=5になるまで加えた後、蒸留水200mlで3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶剤を留去した。オイル状の化合物5を6.0g得た。
三つ口フラスコに、オイル状の化合物5を4.10g加え、テトラヒドロフラン60mlに溶解した後、ニトロベンゼン0.1g、4−ヨードメチルスチレン18g、ナトリウムtert−ブトキシド5.6gを徐々に加え、0℃で48時間撹拌した。次いで、室温まで冷却し、シクロヘキサン150mlを加え、2N塩酸をpH=5になるまで加え、有機層を蒸留水200mlで3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶剤を留去した。次いで、カラムクロマトグラフィー(吸着剤:シリカゲル、溶剤:シクロヘキサン/トルエン/酢酸エチル=7/3/0.5)にて精製し、オイル状のCTM―1を4.0g得た。
[合成例2:CTM−29の合成]
表4に示すCTM−29を、以下の経路で合成した。
三つ口フラスコに、化合物6を30g、トルエン220ml、マロン酸ジエチル30.0mlを加え、溶解させた。次いで、ピペリジン1.8ml、酢酸2.3mlを加え130℃で5時間撹拌した。次いで、ピペリジン1.8ml、酢酸2.3mlを加え120℃で20時間撹拌した。次いで、室温まで冷却し酢酸エチル250mlを加え、有機層を蒸留水250mlで3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶剤を留去した。次いで、カラムクロマトグラフィー(吸着剤:シリカゲル、溶剤:トルエン)にて精製し、固体の化合物7を25.5g得た。
次いで、ナス型フラスコにオイル状の化合物7を25.5g加え、テトラヒドロフラン100mlに溶解させ、メタノール150ml、10%Pd/C2gを加え、水素ガス供給元につなぎ24時間撹拌し、減圧下溶剤を留去した。次いで、カラムクロマトグラフィー(吸着剤:シリカゲル、溶剤:トルエン)にて精製し、オイル状の化合物8を22.3g得た。
次いで、三つ口フラスコにオイル状の化合物8を19.5g加え、テトラヒドロフラン130ml、0℃に冷却した後、水素化ホウ素ナトリウム12.9gを加えた後、メタノール/テトラヒドロフラン=1/1を20ml滴下し、室温にて72時間撹拌した。酢酸エチル40mlを加え、20時間攪拌した、次いで、酢酸をpH=5になるまで加えた後、蒸留水200mlで3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶剤を留去した。オイル状の化合物9を9.0g得た。
三つ口フラスコに、オイル状の化合物9を6.10g加え、テトラヒドロフラン40mlに溶解した後、ニトロベンゼン0.1ml、4−ヨードメチルスチレン18g、ナトリウムtert−ブトキシド5.6gを徐々に加え、0℃で40時間撹拌した。次いで、室温まで冷却し、シクロヘキサン100mlを加え、2N塩酸をpH=5になるまで加え、有機層を蒸留水200mlで3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶剤を留去した。次いで、カラムクロマトグラフィー(吸着剤:シリカゲル、溶剤:トルエン/酢酸エチル=20/1)にて精製し、オイル状のCTM―29を7.8g得た。
(有機電界発光素子の作製)
[実施例1]
ガラス基板上に形成されたITO(ジオマテック社製)を、短冊状のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィによりパターニングし、更にエッチング処理することにより、短冊状のITO電極(幅2mm)を形成した。次いで、ITOガラス基板を、中性洗剤、水、アセトン(電子工業用、関東化学製)及びイソプロパノール(電子工業用、関東化学製)の順に、各液に浸して超音波を各5分間印加して洗浄した後、スピンコーターで乾燥させた。
架橋性基を6基以上有するアミン化合物であるCTM−29:3質量部をトルエン:77質量部に溶解させ、更に熱ラジカル発生剤V−601:0.5質量部を溶解させた溶液を、孔径0.1μmのPTFEフィルターで濾過し塗布液を得た。塗布液をディップ法によりITOガラス基板に塗布し、酸素濃度200ppm以下のグローブボックス中で温度145℃、35分間にて成膜し、厚さ約0.03μmの正孔輸送層を得た。
正孔輸送層の上に、発光材料として例示化合物(VI−1)を蒸着して、厚さ0.055μmの発光層を形成した。
発光層の上に、短冊状の穴が設けられている金属製マスクを設置して、Mg−Ag合金を共蒸着して、2mm幅、0.15μm厚の背面電極をITO電極と交差するように形成した。形成された有機電界発光素子の有効面積は0.04cmであった。
[実施例2〜実施例8]
実施例1において、架橋性基を6基以上有するアミン化合物であるCTM−29を、他の架橋性基を6基以上有するアミン化合物である、CTM−1、CTM−16、CTM−5、CTM−10、CTM−17、CTM−28、CTM−36へと変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜8の有機電界発光素子を作製した。
[比較例1〜比較例3]
実施例1において、架橋性基を6基以上有するアミン化合物であるCTM−29を、化合物10、化合物11、及び化合物12へと変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例1〜比較例3の有機電界発光素子を作製した。
(素子寿命の評価)
上述したように作製した各実施例及び比較例の有機電界発光素子を、ITO電極側をプラス、Al電極をマイナスとして直流電圧を印加し、直流駆動方式(DC駆動)で初期輝度を500cd/mとしたときの駆動電流密度により発光特性を調べた。また、素子寿命の評価は、乾燥空気中室温(40%RH、27℃)において直流駆動方式(DC駆動)で初期輝度を500cd/mとし、比較例1の素子の輝度(初期輝度L0:500cd/m)が輝度L/初期輝度L0=0.5となった時点の駆動時間(輝度半減時間)を1.0とした場合の相対時間、及び、素子の輝度が輝度L/初期輝度L0=0.5となった時点での電圧上昇分(=電圧/初期駆動電圧)により評価した。結果を表5に示す。
(表面粗さの評価)
実施例1〜8及び比較例1〜3の条件で作製した硬化膜について、表面粗さRaを測定し、Aとした。前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理の後の、前記硬化膜の表面粗さRaを測定し、Bとした。表面粗さ測定は、式表面形状測定器Dektak 6M(アルバック社製)を使用した。表面粗さ変化率は、式[B/A×100]より算出した。トルエンを載せ30秒間静置する処理の前後の表面粗さRaの変化比率は、先述した手法により評価した。結果を表5に示す。
(硬化膜層の体積抵抗率の評価)
金電極上に上記実施例と同様な方式で成膜し、硬化させて、単層膜を得た後、単層膜を有する金電極をトルエン溶剤に30秒間浸漬させ、その後、取り出して、窒素でブロー乾燥させた。乾燥後の単層膜に対し、対向電極として100nmの金電極を1cmで真空スパッタ法により装着して、抵抗率測定用試料を作製した。測定方法は、電源としてSI 1287 Electrochemical Interface(東陽テクニカ製)、電流計としてSI 1260 Inpedance/Gain Phase Analyzer(東陽テクニカ製)、電流アンプとして1296 Dielectric Interface(東陽テクニカ製)を用い、1Vの交流電圧を周波数1MHzから1mHzまでの範囲で高周波側から印加し、各試料の交流インピーダンスを測定し、この測定より得られたCole ColeプロットのグラフをRC並列の等価回路にフィッティングすることで体積抵抗率(Ω・cm)を得た。結果を表5に示す。
表5に示すように、架橋性基を6基以上有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を備える実施例1〜8の有機電界発光素子は、架橋性基が2基又は4基で有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を備える比較例1〜比較例3の有機電界発光素子に比べ、輝度が半減するまでの駆動時間が長く、輝度半減時の電圧上昇分が低いことが明らかである。すなわち、実施例1〜8の有機電界発光素子は、比較例1〜比較例3の有機電界発光素子よりも、素子寿命が長寿命化されることがわかった。
1 透明絶縁体基板、2 透明電極、3 正孔輸送層、4 発光層、5 電子輸送層、6 発光層、7 背面電極

Claims (10)

  1. 陽極と陰極の少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
    前記電極間に挟持された、架橋性基を6基以上有するアミン化合物を含む組成物の硬化膜を少なくとも1層以上含む有機化合物層と、を有し、
    前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理後における残膜率が90%以上であり、且つ、前記処理前後における前記硬化膜の表面粗さRaの変化比率が0.99以上である、有機電界発光素子。
  2. 前記硬化膜にトルエンを載せ30秒間静置する処理の後の、前記硬化膜の表面粗さRaが25nm以下である、請求項1に記載の有機電界発光素子。
  3. 前記アミン化合物の架橋性基が、ビニルフェニル基を含む、請求項1又は請求項2に記載の有機電界発光素子。
  4. 前記ビニルフェニル基を含む官能基が、一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される基の少なくとも一方を有する基である、請求項3に記載の有機電界発光素子。

    (一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、Xは、それぞれ独立に、アルキレン基、−C=C−、−C(=O)−、−N(R)−、−O−及び−S−から選択される1種単独又は2種以上を組み合わせてなる2価の連結基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。p11及びp12は、それぞれ独立に0又は1の整数を表す。)
  5. 前記アミン化合物は、一般式(B−1)、一般式(B−2)及び一般式(B−3)で表される化合物からなる群より選択されるアミン化合物である請求項4に記載の有機電界発光素子。

    (一般式(B−1)中、R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109、R110、R111、R112、R113、R114及びR115は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。
    一般式(B−2)中、R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213、R214、R215、R216、R217、R218、R219、R220、R221、R222、R223、R224、R225、R226、R227及びR228は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。
    一般式(B−3)中、R301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309、R310、R311、R312、R313、R314、R315、R316、R317、R318、R319、R320、R321、R322、R323、R324、R325、R326、R327及びR328は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、一般式(A−1)で表される基又は一般式(A−2)で表される基を表す。ただし、前記架橋性基を6基以上有する化合物とする。)
  6. 前記組成物は、熱ラジカル発生剤及び光ラジカル発生剤から選択される少なくとも1種を更に含有する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  7. 前記熱ラジカル発生剤の含有量は、前記組成物の全固形分100質量部に対して、0.1質量部以上25質量部以下であり、前記光ラジカル発生剤の含有量は、前記組成物の全固形分100質量部に対して、0.001質量部以上10質量部以下である、請求項6に記載の有機電界発光素子。
  8. 前記硬化膜は、体積抵抗率が1×10Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  9. 前記硬化膜は、体積抵抗率が1×10Ω・cm以上1×1010Ω・cm以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  10. 前記残膜率が95%以上である、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
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