JP2987865B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子Info
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関す
るものであり、詳しくは、作製方法が簡便で安価な各種
表示装置の発光体として用いられる有機エレクトロルミ
ネッセンス素子に関するものである。
るものであり、詳しくは、作製方法が簡便で安価な各種
表示装置の発光体として用いられる有機エレクトロルミ
ネッセンス素子に関するものである。
有機蛍光材料を用いたエレクトロルミネッセンス素子
（以下EL素子という）は、無機EL素子にくらべ、駆動電
圧が低くて輝度が高く、どのような色の発光も容易に作
ることができるという特徴があり、多くの試みが報告さ
れていた。
（以下EL素子という）は、無機EL素子にくらべ、駆動電
圧が低くて輝度が高く、どのような色の発光も容易に作
ることができるという特徴があり、多くの試みが報告さ
れていた。
これまで報告されてきた有機物EL素子は発光層を真空
中で蒸着することにより作製していた。しかしながら、
真空蒸着法では大量生産に向かず、また大面積の素子を
作製するには限度があった。また、EL素子をLCDなどの
非発光性のバックライト照明として用いる場合、大面積
化の要求は大きく、大量生産も必要である。ところが、
これまでよく用いられているトリス（８−ヒドロキシキ
ノリン）アルミニウムやアントラセン等の有機物低分子
蛍光物質を発光層に用いた場合、単独の物質では塗布に
よる薄膜化は容易ではない。したがって、EL素子のため
に薄膜を作製しようとすると、真空蒸着法等、限られた
製膜方法しか取り得なかった。また、ポリビニルカルバ
ゾールを代表とした高分子半導体にペリレンやトリフェ
ニルブタジエンなどの蛍光物質を分散させたものをスピ
ンコーティングしてEL素子の発光層にする試みがある
（Polymer.,24,748（1983））が、膜の強度や均一な発
光面を得るのに問題がある。
中で蒸着することにより作製していた。しかしながら、
真空蒸着法では大量生産に向かず、また大面積の素子を
作製するには限度があった。また、EL素子をLCDなどの
非発光性のバックライト照明として用いる場合、大面積
化の要求は大きく、大量生産も必要である。ところが、
これまでよく用いられているトリス（８−ヒドロキシキ
ノリン）アルミニウムやアントラセン等の有機物低分子
蛍光物質を発光層に用いた場合、単独の物質では塗布に
よる薄膜化は容易ではない。したがって、EL素子のため
に薄膜を作製しようとすると、真空蒸着法等、限られた
製膜方法しか取り得なかった。また、ポリビニルカルバ
ゾールを代表とした高分子半導体にペリレンやトリフェ
ニルブタジエンなどの蛍光物質を分散させたものをスピ
ンコーティングしてEL素子の発光層にする試みがある
（Polymer.,24,748（1983））が、膜の強度や均一な発
光面を得るのに問題がある。
従来、導電性高分子として検討されている共役系高分
子の中で蛍光を示すものがあることに着目して鋭意検討
した結果、共役鎖の短いものを発光材料として用いる
と、スピンコーティング法やキャスト法等によって簡便
に薄膜化が可能で、しかも大面積で発光効率の高いEL素
子が得られることを見い出し、本発明に到達した。
子の中で蛍光を示すものがあることに着目して鋭意検討
した結果、共役鎖の短いものを発光材料として用いる
と、スピンコーティング法やキャスト法等によって簡便
に薄膜化が可能で、しかも大面積で発光効率の高いEL素
子が得られることを見い出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、（１）少なくとも一方が透明ま
たは半透明である一対の電極間に発光層を有する有機エ
レクトロルミネッセンス素子において、該発光層とし
て、一般式（Ｉ） −Ar−CH＝CH− （Ｉ） （Arは炭素数６以上の芳香族炭化水素基、あるいは該
芳香族炭化水素基に炭素数１〜22の炭化水素基、または
炭素数１〜22のアルコキシ基を１ないし２個置換した核
置換体基、あるいは炭素数４以上のヘテロ環芳香族炭化
水素基を表す。）で示される繰り返し単位を有し、下記
一般式（II） Ｂ−CH2−Ar−CH2−Ｂ （II） （Arは前記の定義と同じであり、Ｂは ［R1およびR2は炭素数１〜８のアルキル基、X-は対イオ
ン］を表す。） で示されるモノマーをアルカリと反応させることにより
得られる側鎖にスルホニウム塩を有する共役系高分子の
中間体、またはそれをアルコール溶媒と反応させること
により得られるアルコキシ基を側鎖に有する高分子中間
体、またはスルホニウム塩を有する共役系高分子の中間
体に芳香族スルホン酸を反応させることにより得られる
スルホン酸塩を側鎖に有する高分子中間体を室温以上20
0℃未満で熱処理することで得られる共役系高分子を含
む薄膜を用いる有機エレクトロルミネッセンス素子に係
るものである。
たは半透明である一対の電極間に発光層を有する有機エ
レクトロルミネッセンス素子において、該発光層とし
て、一般式（Ｉ） −Ar−CH＝CH− （Ｉ） （Arは炭素数６以上の芳香族炭化水素基、あるいは該
芳香族炭化水素基に炭素数１〜22の炭化水素基、または
炭素数１〜22のアルコキシ基を１ないし２個置換した核
置換体基、あるいは炭素数４以上のヘテロ環芳香族炭化
水素基を表す。）で示される繰り返し単位を有し、下記
一般式（II） Ｂ−CH2−Ar−CH2−Ｂ （II） （Arは前記の定義と同じであり、Ｂは ［R1およびR2は炭素数１〜８のアルキル基、X-は対イオ
ン］を表す。） で示されるモノマーをアルカリと反応させることにより
得られる側鎖にスルホニウム塩を有する共役系高分子の
中間体、またはそれをアルコール溶媒と反応させること
により得られるアルコキシ基を側鎖に有する高分子中間
体、またはスルホニウム塩を有する共役系高分子の中間
体に芳香族スルホン酸を反応させることにより得られる
スルホン酸塩を側鎖に有する高分子中間体を室温以上20
0℃未満で熱処理することで得られる共役系高分子を含
む薄膜を用いる有機エレクトロルミネッセンス素子に係
るものである。
また、本発明は、（２）少なくとも一方が透明または
半透明である一対の電極間に発光層を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子において、該発光層として、前
記（１）記載の一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を
有し、一般式（III） X1−CH2−Ar−CH2−X1 （III） （Arは前記（１）における定義と同じであり、X1はハロ
ゲンを表す。） で示されるジハロゲン化合物をアルカリを用いて縮重合
して得られる共役系高分子を含む薄膜を用いる有機エレ
クトロルミネッセンス素子に係るものである。
半透明である一対の電極間に発光層を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子において、該発光層として、前
記（１）記載の一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を
有し、一般式（III） X1−CH2−Ar−CH2−X1 （III） （Arは前記（１）における定義と同じであり、X1はハロ
ゲンを表す。） で示されるジハロゲン化合物をアルカリを用いて縮重合
して得られる共役系高分子を含む薄膜を用いる有機エレ
クトロルミネッセンス素子に係るものである。
また、本発明は、（３）少なくとも一方が透明または
半透明である一対の電極間に発光層を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子において、該発光層として、前
記（１）記載の一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を
有し、前記（２）記載の一般式（III）で示されるジハ
ロゲン化合物にトリアリールホスフィンを作用させて得
られるホスホニウム塩化合物と、一般式（IV） OHC−Ar−CHO （IV） （Arは前記（１）における定義と同じであり、Ｘは、ハ
ロゲンを表す。） で示されるジアルデヒド化合物とを縮重合して得られる
共役系高分子を含む薄膜を用いる有機エレクトロルミネ
ッセンス素子に係るものである。
半透明である一対の電極間に発光層を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子において、該発光層として、前
記（１）記載の一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を
有し、前記（２）記載の一般式（III）で示されるジハ
ロゲン化合物にトリアリールホスフィンを作用させて得
られるホスホニウム塩化合物と、一般式（IV） OHC−Ar−CHO （IV） （Arは前記（１）における定義と同じであり、Ｘは、ハ
ロゲンを表す。） で示されるジアルデヒド化合物とを縮重合して得られる
共役系高分子を含む薄膜を用いる有機エレクトロルミネ
ッセンス素子に係るものである。
さらに、本発明は、（４）発光層に含まれる共役系高
分子が、ｐ−フェニレン、2,6−ナフタレンジイル、炭
素数１〜22のアルキル基が一ないし二置換したｐ−フェ
ニレン、炭素数１〜22のアルコキシ基が一ないし二置換
したｐ−フェニレン、炭素数１〜22のアルキル基が一な
いし二置換した2,6−ナフタレンジイル、および炭素数
１〜22のアルコキシ基が一ないし二置換した2,6−ナフ
タレンジイルからなる群から選ばれる基を少なくとも１
つ含む前記（１）〜（３）のいずれかに記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子に係るものである。
分子が、ｐ−フェニレン、2,6−ナフタレンジイル、炭
素数１〜22のアルキル基が一ないし二置換したｐ−フェ
ニレン、炭素数１〜22のアルコキシ基が一ないし二置換
したｐ−フェニレン、炭素数１〜22のアルキル基が一な
いし二置換した2,6−ナフタレンジイル、および炭素数
１〜22のアルコキシ基が一ないし二置換した2,6−ナフ
タレンジイルからなる群から選ばれる基を少なくとも１
つ含む前記（１）〜（３）のいずれかに記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子に係るものである。
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明の有機EL素子の発光層として用いる一般式
（Ｉ）に示す共役系高分子の合成法としては、以下に述
べる方法を用いる。
（Ｉ）に示す共役系高分子の合成法としては、以下に述
べる方法を用いる。
特開昭59−199746および特開平１−254734号公報に記
載されているスルホニウム塩分解法では一般式（II） Ｂ−CH2−Ar−CH2−Ｂ （II） （Arは炭素数６以上の芳香族炭化水素基、あるいは該芳
香族炭化水素基に炭素数１〜22の炭化水素基、または炭
素数１〜22のアルコキシ基を１ないし２個置換した核置
換体基、あるいは炭素数４以上のヘテロ環芳香族炭化水
素基を表し、Ｂは ［R1およびR2は、炭素数１〜８のアルキル基、X-は対イ
オン］を表す。） で示されるモノマーを水溶液中、約０℃でアルカリと反
応させることにより得られる側鎖にスルホニウム塩を有
する共役系高分子の中間体、それをアルコール溶媒と反
応させることにより得られるアルコキシ基を側鎖に有す
る高分子中間体、あるいはスルホニウム塩を有する共役
系高分子の中間体に芳香族スルホン酸を反応させること
により得られるスルホン酸塩を側鎖に有する高分子中間
体を熱処理することにより一般式（Ｉ）に示される共役
系高分子を得ることができる。
載されているスルホニウム塩分解法では一般式（II） Ｂ−CH2−Ar−CH2−Ｂ （II） （Arは炭素数６以上の芳香族炭化水素基、あるいは該芳
香族炭化水素基に炭素数１〜22の炭化水素基、または炭
素数１〜22のアルコキシ基を１ないし２個置換した核置
換体基、あるいは炭素数４以上のヘテロ環芳香族炭化水
素基を表し、Ｂは ［R1およびR2は、炭素数１〜８のアルキル基、X-は対イ
オン］を表す。） で示されるモノマーを水溶液中、約０℃でアルカリと反
応させることにより得られる側鎖にスルホニウム塩を有
する共役系高分子の中間体、それをアルコール溶媒と反
応させることにより得られるアルコキシ基を側鎖に有す
る高分子中間体、あるいはスルホニウム塩を有する共役
系高分子の中間体に芳香族スルホン酸を反応させること
により得られるスルホン酸塩を側鎖に有する高分子中間
体を熱処理することにより一般式（Ｉ）に示される共役
系高分子を得ることができる。
次に、特開昭59−199746号公報に記載の脱ハロゲン化
水素法では一般式（III） X1−CH2−Ar−CH2−X1 （III） （Arは、前記の定義と同じであり、X1はハロゲンを表
す。） で示されるジハロゲン化合物を溶液中で、ｔ−ブトキシ
カリウムなどのアルカリにより縮重合することにより一
般式（Ｉ）の共役系高分子を得ることができる。
水素法では一般式（III） X1−CH2−Ar−CH2−X1 （III） （Arは、前記の定義と同じであり、X1はハロゲンを表
す。） で示されるジハロゲン化合物を溶液中で、ｔ−ブトキシ
カリウムなどのアルカリにより縮重合することにより一
般式（Ｉ）の共役系高分子を得ることができる。
Wittig反応法では、上記一般式（III）で示されるジ
ハロゲン化合物にトリフェニルホスフィンなどのトリア
リールホスフィンを作用させ、ホスホニウム塩としてこ
れをジアルデヒド化合物（OHC−Ar−CHO、Arは上記のも
のと同様）を反応させて一般式（Ｉ）の共役系高分子が
得られる。
ハロゲン化合物にトリフェニルホスフィンなどのトリア
リールホスフィンを作用させ、ホスホニウム塩としてこ
れをジアルデヒド化合物（OHC−Ar−CHO、Arは上記のも
のと同様）を反応させて一般式（Ｉ）の共役系高分子が
得られる。
以上の合成方法のうちで、スルホニウム塩分解法、脱
ハロゲン化水素法が、発光材料により適した、重合度が
比較的高く、共役鎖長の比較的短い共役系高分子が得ら
れるので好ましい。
ハロゲン化水素法が、発光材料により適した、重合度が
比較的高く、共役鎖長の比較的短い共役系高分子が得ら
れるので好ましい。
上記の共役系高分子中の炭素数６以上の芳香族炭化水
素基としては炭素数６以上の芳香環化合物、あるいはそ
の核置換体が好ましい。炭素数６以上の芳香環化合物と
してはｐ−フェニレン、2,6−ナフタレンジイル、5,10
−アントラセンジイルが例示され、好ましくはｐ−フェ
ニレンである。核置換芳香族炭化水素基としては炭素数
１〜22の炭化水素基または炭素数１〜22のアルコキシ基
を１ないし２個核置換したものが好適に用いられる。
素基としては炭素数６以上の芳香環化合物、あるいはそ
の核置換体が好ましい。炭素数６以上の芳香環化合物と
してはｐ−フェニレン、2,6−ナフタレンジイル、5,10
−アントラセンジイルが例示され、好ましくはｐ−フェ
ニレンである。核置換芳香族炭化水素基としては炭素数
１〜22の炭化水素基または炭素数１〜22のアルコキシ基
を１ないし２個核置換したものが好適に用いられる。
置換基である炭素数１〜22の炭化水素基置換基として
はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、ラウリル、オクタデシル基
などが例示される。また、炭素数１〜22のアルコキシ基
としてはメトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ペンチ
ルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチル
オキシ、ラウリルオキシ、オクタデシルオキシ基等が例
示される。核置換芳香族基について、より具体的にはモ
ノメチル−ｐ−フェニレン、モノメトキシ−ｐ−フェニ
レン、2,5−ジメチル−ｐ−フェニレン、2,5−ジメトキ
シ−ｐ−フェニレン、モノエチル−ｐ−フェニレン、2,
5−ジエトキシ−ｐ−フェニレン、2,5−ジエチル−ｐ−
フェニレン、モノブチル−ｐ−フェニレン、モノブトキ
シ−ｐ−フェニレン、モノブチル−ｐ−フェニレン、2,
5−ジブトキシ−ｐ−フェニレン、2,5−ジヘプチル−ｐ
−フェニレン、2,5−ジヘプトキシ−ｐ−フェニレン、
2,5−ジオクチル−ｐ−フェニレン、2,5−ジオクトキシ
−ｐ−フェニレン、2,5−ジラウリル−ｐ−フェニレ
ン、2,5−ジラウリルオキシ−ｐ−フェニレン、2,5−ジ
ステアリル−ｐ−フェニレン、2,5−ジステアリルオキ
シ−ｐ−フェニレン等が例示される。これらの中でｐ−
フェニレン、ｐ−フェニレン核置換体が発光輝度の高い
有機ELを与えるので好ましい。
はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、ラウリル、オクタデシル基
などが例示される。また、炭素数１〜22のアルコキシ基
としてはメトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ペンチ
ルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチル
オキシ、ラウリルオキシ、オクタデシルオキシ基等が例
示される。核置換芳香族基について、より具体的にはモ
ノメチル−ｐ−フェニレン、モノメトキシ−ｐ−フェニ
レン、2,5−ジメチル−ｐ−フェニレン、2,5−ジメトキ
シ−ｐ−フェニレン、モノエチル−ｐ−フェニレン、2,
5−ジエトキシ−ｐ−フェニレン、2,5−ジエチル−ｐ−
フェニレン、モノブチル−ｐ−フェニレン、モノブトキ
シ−ｐ−フェニレン、モノブチル−ｐ−フェニレン、2,
5−ジブトキシ−ｐ−フェニレン、2,5−ジヘプチル−ｐ
−フェニレン、2,5−ジヘプトキシ−ｐ−フェニレン、
2,5−ジオクチル−ｐ−フェニレン、2,5−ジオクトキシ
−ｐ−フェニレン、2,5−ジラウリル−ｐ−フェニレ
ン、2,5−ジラウリルオキシ−ｐ−フェニレン、2,5−ジ
ステアリル−ｐ−フェニレン、2,5−ジステアリルオキ
シ−ｐ−フェニレン等が例示される。これらの中でｐ−
フェニレン、ｐ−フェニレン核置換体が発光輝度の高い
有機ELを与えるので好ましい。
使用する一般式（Ｉ）の共役系高分子をスピンコート
法あるいはキャスト法で均一な薄膜を得るにはその分子
量は十分高いことが必要である。重合度は５以上であ
り、より好ましくは10〜50000である。具体的にはゲル
パーミエションクロマトグラフィーによる分子量測定に
おいて分子量2800の標準ポリスチレンに相当する溶媒溶
出位置以前に溶出する高分子量を有するものがより効果
的である。
法あるいはキャスト法で均一な薄膜を得るにはその分子
量は十分高いことが必要である。重合度は５以上であ
り、より好ましくは10〜50000である。具体的にはゲル
パーミエションクロマトグラフィーによる分子量測定に
おいて分子量2800の標準ポリスチレンに相当する溶媒溶
出位置以前に溶出する高分子量を有するものがより効果
的である。
スルホニウム塩分解法で得られる高分子中間体を用い
る場合には、共役系高分子に転換するために側鎖の脱離
処理を行う。脱離処理として光エネルギー、熱を与える
方法が一般的であるが、加熱処理が好ましい。側鎖の熱
脱離処理によって共役鎖長を形成させる際、熱処理温度
によって共役鎖長を規定できる。すなわち、ある一定の
温度以下であれば熱処理温度が高いほど共役鎖長が長く
なる。したがって熱処理温度としては共役鎖長を調節す
るため、一般的に、発光材料として用いる場合は比較的
共役鎖長が短い方が好ましいので低温加熱処理を行うの
が好ましい。具体的な熱処理温度例としてポリ−ｐ−フ
ェニレンビニレンスルホニウム塩中間体を挙げると、発
光材料として用いる場合は室温〜200℃で熱処理を行う
のが好ましい。熱処理時間については、側鎖の脱離反応
が起こる時間であれば特に制限はなく、一般的には10分
〜20時間，好ましくは30分〜８時間程度である。熱処理
する際の雰囲気については、高分子フィルムの変質が起
こらない雰囲気，特に酸素、空気による酸化反応が起こ
らない雰囲気であれば特に限定されず、一般的にはN2,A
r、He等の不活性ガス雰囲気であり、また真空下あるい
は不活性媒体中であってもよい。
る場合には、共役系高分子に転換するために側鎖の脱離
処理を行う。脱離処理として光エネルギー、熱を与える
方法が一般的であるが、加熱処理が好ましい。側鎖の熱
脱離処理によって共役鎖長を形成させる際、熱処理温度
によって共役鎖長を規定できる。すなわち、ある一定の
温度以下であれば熱処理温度が高いほど共役鎖長が長く
なる。したがって熱処理温度としては共役鎖長を調節す
るため、一般的に、発光材料として用いる場合は比較的
共役鎖長が短い方が好ましいので低温加熱処理を行うの
が好ましい。具体的な熱処理温度例としてポリ−ｐ−フ
ェニレンビニレンスルホニウム塩中間体を挙げると、発
光材料として用いる場合は室温〜200℃で熱処理を行う
のが好ましい。熱処理時間については、側鎖の脱離反応
が起こる時間であれば特に制限はなく、一般的には10分
〜20時間，好ましくは30分〜８時間程度である。熱処理
する際の雰囲気については、高分子フィルムの変質が起
こらない雰囲気，特に酸素、空気による酸化反応が起こ
らない雰囲気であれば特に限定されず、一般的にはN2,A
r、He等の不活性ガス雰囲気であり、また真空下あるい
は不活性媒体中であってもよい。
高分子中間体スルホニウム塩の対イオンX-について
は、Cl-、Br-等のハロゲンイオン、さらにそのハロゲン
イオンを置換することによって、BF4 -、ｐ−トルエンス
ルホン酸イオン等の化合物イオンとすることもできる。
対イオンの種類によって高分子中間体スルホニウム塩の
性質は異なり、ハロゲンイオンを例にとればCl-よりもB
r-が対イオンである方が熱脱離反応が起きやすい。対イ
オンがBF4 -の場合にはN,N−ジメチルホルムアミド等の
有機溶媒可溶となり、ｐ−トルエンスルホン酸イオンの
場合には高分子スルホニウム塩中間体側鎖をアルコキシ
基化することが可能である。
は、Cl-、Br-等のハロゲンイオン、さらにそのハロゲン
イオンを置換することによって、BF4 -、ｐ−トルエンス
ルホン酸イオン等の化合物イオンとすることもできる。
対イオンの種類によって高分子中間体スルホニウム塩の
性質は異なり、ハロゲンイオンを例にとればCl-よりもB
r-が対イオンである方が熱脱離反応が起きやすい。対イ
オンがBF4 -の場合にはN,N−ジメチルホルムアミド等の
有機溶媒可溶となり、ｐ−トルエンスルホン酸イオンの
場合には高分子スルホニウム塩中間体側鎖をアルコキシ
基化することが可能である。
本発明のEL素子の構造を第１図に示す。EL素子の製造
過程で用いる透明な薄膜電極としては導電性の金属酸化
物膜，半透明の金属薄膜等が用いられる。この電極の材
料として具体的には、インジウム・スズ・オキサイド
（ITO）、酸化スズ（NESA）、Au、Pt、Ag、Cu等が用い
られ、膜厚としては50Å〜１μｍ程度、好ましくは、10
0Å〜500Å程度であり、作製方法としては、真空蒸着
法、スパッタリング法、メッキ法などが用いられる。
過程で用いる透明な薄膜電極としては導電性の金属酸化
物膜，半透明の金属薄膜等が用いられる。この電極の材
料として具体的には、インジウム・スズ・オキサイド
（ITO）、酸化スズ（NESA）、Au、Pt、Ag、Cu等が用い
られ、膜厚としては50Å〜１μｍ程度、好ましくは、10
0Å〜500Å程度であり、作製方法としては、真空蒸着
法、スパッタリング法、メッキ法などが用いられる。
上記の共役系高分子の発光層は、一般式（Ｉ）で示さ
れる高分子の中間体の溶液を電極上にスピンコーティン
グ法，キャスト法で薄膜を形成することができる。ま
た、共役系高分子自体が溶媒に可溶な場合は、共役系高
分子の溶液を同様にして薄膜を形成することできる。
れる高分子の中間体の溶液を電極上にスピンコーティン
グ法，キャスト法で薄膜を形成することができる。ま
た、共役系高分子自体が溶媒に可溶な場合は、共役系高
分子の溶液を同様にして薄膜を形成することできる。
発光層の膜厚は特に限定されないが、たとえば50Å〜
10μｍ、電流密度を上げて発光効率を上げるために好ま
しくは100Å〜１μｍである。
10μｍ、電流密度を上げて発光効率を上げるために好ま
しくは100Å〜１μｍである。
本発明の有機EL素子は例えば第１図で示すように、透
明基板１上に前記の透明電極２、共役系高分子の発光層
３、電極４を順次設けることにより得られるが、より発
光効率を上げる目的で電荷輸送体層を該発光層の片側ま
たは両側に設ける、すなわち、透明電極上に（発光層／
電荷輸送層），（電荷輸送層／発光層）または（電荷輸
送層／発光層／電荷輸送層）を設ける構造をとることも
できる。
明基板１上に前記の透明電極２、共役系高分子の発光層
３、電極４を順次設けることにより得られるが、より発
光効率を上げる目的で電荷輸送体層を該発光層の片側ま
たは両側に設ける、すなわち、透明電極上に（発光層／
電荷輸送層），（電荷輸送層／発光層）または（電荷輸
送層／発光層／電荷輸送層）を設ける構造をとることも
できる。
電荷輸送層としては、例えば特開昭59−194393号公報
等に記載の公知の化合物を用いることができる。具体的
にはトリフェニルジアミン誘導体、ペリレン誘導体等が
好ましく挙げられる。さらにポリ−2,5−チエニレンビ
ニレン等の共役系高分子等も用いることができる。
等に記載の公知の化合物を用いることができる。具体的
にはトリフェニルジアミン誘導体、ペリレン誘導体等が
好ましく挙げられる。さらにポリ−2,5−チエニレンビ
ニレン等の共役系高分子等も用いることができる。
本発明のEL素子の電子注入陰極の材料としては、Al、
In、Mg、Mg−Ag合金、In−Ag合金、グラファイト薄膜等
のイオン化エネルギーの小さい金属が好ましく用いられ
る。膜厚は50Å〜１μｍの素子をできる限り薄くするた
めに好ましくは、500Å〜1000Åで、作製方法としては
真空蒸着法、スパッタリング法等が用いられる。
In、Mg、Mg−Ag合金、In−Ag合金、グラファイト薄膜等
のイオン化エネルギーの小さい金属が好ましく用いられ
る。膜厚は50Å〜１μｍの素子をできる限り薄くするた
めに好ましくは、500Å〜1000Åで、作製方法としては
真空蒸着法、スパッタリング法等が用いられる。
本発明のEL素子における発光層は熱的に安定であり、
共役系高分子中間体あるいは共役系高分子は有機溶媒に
可溶であり賦形性に富み、素子作製が容易に行える。
共役系高分子中間体あるいは共役系高分子は有機溶媒に
可溶であり賦形性に富み、素子作製が容易に行える。
本発明によるEL素子によれば、バックライトとしての
面状光源，フラットパネルディスプレイ等の装置として
好適に使用される。
面状光源，フラットパネルディスプレイ等の装置として
好適に使用される。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらによって何ら制限されるものではない。
発明はこれらによって何ら制限されるものではない。
実施例 １ 特開平１−79217号公報に記載の方法に従い、2,5−ジ
ヘプチルオキシ−ｐ−キシリレンジブロミドをｔ−ブト
キシカリウムで縮重合して、ポリ−2,5−ジヘプチルオ
キシ−ｐ−フェニレンビニレン（HO−PPV）を得た。こ
のクロロホルム溶液を、ITO薄膜をスパッタリングによ
って200Åの厚みで付けたガラス基板上に回転数2000rpm
のスピンコーティング法により1000Åの厚みで塗布し、
発光層とした。さらに、その上にAl電極を蒸着によって
1000Åの厚みで作製した。ITO電極,Al電極には銀ペース
トで端子をとり、エポキシ樹脂で固定した。
ヘプチルオキシ−ｐ−キシリレンジブロミドをｔ−ブト
キシカリウムで縮重合して、ポリ−2,5−ジヘプチルオ
キシ−ｐ−フェニレンビニレン（HO−PPV）を得た。こ
のクロロホルム溶液を、ITO薄膜をスパッタリングによ
って200Åの厚みで付けたガラス基板上に回転数2000rpm
のスピンコーティング法により1000Åの厚みで塗布し、
発光層とした。さらに、その上にAl電極を蒸着によって
1000Åの厚みで作製した。ITO電極,Al電極には銀ペース
トで端子をとり、エポキシ樹脂で固定した。
作製した有機EL素子に、電圧40Vを印加したところ、
2.5mA/cm2の電流密度で、輝度0.06cd/m2の黄橙色の発光
が確認された。発光スペクトルのピーク波長は580nmでH
O−PPVスピンコート薄膜を蛍光のスペクトルと一致して
いた。また、発光強度は電流密度に比例して増加した。
2.5mA/cm2の電流密度で、輝度0.06cd/m2の黄橙色の発光
が確認された。発光スペクトルのピーク波長は580nmでH
O−PPVスピンコート薄膜を蛍光のスペクトルと一致して
いた。また、発光強度は電流密度に比例して増加した。
実施例 ２ 特開平１−9221号公報に記載の方法に従い、2,5−チ
エニレンジスルホニウムブロミドをアルカリで重合し、
メタノールと反応させてポリ−2,5−チエニレンビニレ
ン（PTV）の中間体であるポリ−2,5−チエニレンメトキ
シエチレンを得た。ITO薄膜をスパッタリングによって2
00Åの厚みで付けたガラス基板に、得られたPTV中間体
のN,N−ジメチルホルムアミド（以下DMF）溶液を回転数
2000rpmのスピンコーティング法により700Åの厚みで塗
布した。その後、N2中で200℃、２時間熱処理した。熱
処理することによりPTV中間体の膜厚は400Åに減少して
いた。ここで、赤外吸収スペクトルを測定したところ11
00cm-1の中間体特有の吸収ピークがなくなっていたこと
からPTV構造を確認し、電荷輸送層とした。次いで、特
開昭59−199746の記載に従い、ｐ−キシリレンビス（ジ
エチルスルホニウムブロマイド）を水溶液中、水酸化ナ
トリウム水溶液を滴下して重合し、ポリ−ｐ−フェニレ
ンビニレン（以下PPV）の中間体であるポリ−ｐ−フェ
ニレンビス（ジエチルスルホニウムブロマイド）エチレ
ン（以下PPV中間体）水溶液を得た。
エニレンジスルホニウムブロミドをアルカリで重合し、
メタノールと反応させてポリ−2,5−チエニレンビニレ
ン（PTV）の中間体であるポリ−2,5−チエニレンメトキ
シエチレンを得た。ITO薄膜をスパッタリングによって2
00Åの厚みで付けたガラス基板に、得られたPTV中間体
のN,N−ジメチルホルムアミド（以下DMF）溶液を回転数
2000rpmのスピンコーティング法により700Åの厚みで塗
布した。その後、N2中で200℃、２時間熱処理した。熱
処理することによりPTV中間体の膜厚は400Åに減少して
いた。ここで、赤外吸収スペクトルを測定したところ11
00cm-1の中間体特有の吸収ピークがなくなっていたこと
からPTV構造を確認し、電荷輸送層とした。次いで、特
開昭59−199746の記載に従い、ｐ−キシリレンビス（ジ
エチルスルホニウムブロマイド）を水溶液中、水酸化ナ
トリウム水溶液を滴下して重合し、ポリ−ｐ−フェニレ
ンビニレン（以下PPV）の中間体であるポリ−ｐ−フェ
ニレンビス（ジエチルスルホニウムブロマイド）エチレ
ン（以下PPV中間体）水溶液を得た。
その上に、上記PPV中間体水溶液を回転数2000rpmでス
ピンコーティングした。このときの膜厚は500Åであっ
た。その後、N2中で120℃、２時間熱処理を行った。熱
処理後の膜厚は400Åであり、赤外吸収スペクトルによ
って、PPV構造が完全には形成されず、一部中間体構造
が残っていることを確認した。さらに、その上に実施例
１と同様にしてAl電極を蒸着して、素子を完成させた。
ピンコーティングした。このときの膜厚は500Åであっ
た。その後、N2中で120℃、２時間熱処理を行った。熱
処理後の膜厚は400Åであり、赤外吸収スペクトルによ
って、PPV構造が完全には形成されず、一部中間体構造
が残っていることを確認した。さらに、その上に実施例
１と同様にしてAl電極を蒸着して、素子を完成させた。
作製した２層積層型素子に、電圧20Vを印加したとこ
ろ25mA/cm2の電流密度で、輝度0.05cd/mの黄色の発光が
観察された。発光スペクトルのピーク波長は550nmで、P
PV薄膜の蛍光のスペクトルと一致していた。
ろ25mA/cm2の電流密度で、輝度0.05cd/mの黄色の発光が
観察された。発光スペクトルのピーク波長は550nmで、P
PV薄膜の蛍光のスペクトルと一致していた。
第１図は本発明における有機エレクトロルミネッセンス
素子の一実施例の概念的な断面構造を表す図である。 １……透明基板、２……透明電極、３……発光層、４…
…電極
素子の一実施例の概念的な断面構造を表す図である。 １……透明基板、２……透明電極、３……発光層、４…
…電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 敏博 茨城県つくば市北原６番 住友化学工業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−199746（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−254734（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−79217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−9221（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−500582（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08G 61/00 - 61/12
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも一方が透明または半透明である
一対の電極間に発光層を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、該発光層として、一般式（Ｉ） −Ar−CH＝CH− （Ｉ） （Arは炭素数６以上の芳香族炭化水素基、あるいは該芳
香族炭化水素基に炭素数１〜22の炭化水素基、または炭
素数１〜22のアルコキシ基を１ないし２個置換した核置
換体基、あるいは炭素数４以上のヘテロ環芳香族炭化水
素基を表す。）で示される繰り返し単位を有し、下記一
般式（II） Ｂ−CH2−Ar−CH2−Ｂ （II） （Arは前記の定義と同じであり、Ｂは ［R1およびR2は炭素数１〜８のアルキル基、X-は対イオ
ン］を表す。） で示されるモノマーをアルカリと反応させることにより
得られる側鎖にスルホニウム塩を有する共役系高分子の
中間体、またはそれをアルコール溶媒と反応させること
により得られるアルコキシ基を側鎖に有する高分子中間
体、またはスルホニウム塩を有する共役系高分子の中間
体に芳香族スルホン酸を反応させることにより得られる
スルホン酸塩を側鎖に有する高分子中間体を室温以上20
0℃未満で熱処理することで得られる共役系高分子を含
む薄膜を用いることを特徴とする有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。 - 【請求項２】少なくとも一方が透明または半透明である
一対の電極間に発光層を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、該発光層として、請求項１記載の
一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有し、一般式
（III） X1−CH2−Ar−CH2−X1 （III） （Arは請求項１における定義と同じであり、X1はハロゲ
ンを表す。） で示されるジハロゲン化合物をアルカリを用いて縮重合
して得られる共役系高分子を含む薄膜を用いることを特
徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項３】少なくとも一方が透明または半透明である
一対の電極間に発光層を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、該発光層として、請求項１記載の
一般式（１）で示される繰り返し単位を有し、請求項２
記載の一般式（III）で示されるジハロゲン化合物にト
リアリールホスフィンを作用させて得られるホスホニウ
ム塩化合物と、一般式（IV） CHO−Ar−CHO （IV） （Arは請求項１における定義と同じであり、Ｘは、ハロ
ゲンを表す。） で示されるジアルデヒド化合物とを縮重合して得られる
共役系高分子を含む薄膜を用いることを特徴とする有機
エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項４】発光層に含まれる共役系高分子が、ｐ−フ
ェニレン、2,6−ナフタレンジイル、炭素数１〜22のア
ルキル基が一ないし二置換したｐ−フェニレン、炭素数
１〜22のアルコキシ基が一ないし二置換したｐ−フェニ
レン、炭素数１〜22のアルキル基が一ないし二置換した
2,6−ナフタレンジイル、および炭素数１〜22のアルコ
キシ基が一ないし二置換した2,6−ナフタレンジイルか
らなる群から選ばれる基を少なくとも１つ含むことを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子。
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- 1990-02-23 JP JP2043930A patent/JP2987865B2/ja not_active Expired - Fee Related
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