JP3829848B2 - EL device using polythiophene - Google Patents

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Description

本発明は、ポリチオフェンを用いたEL(電界発光)素子に関し、詳しくは、有機化合物からなる積層構造薄膜に電界を印加して光を放出する素子に関する。   The present invention relates to an EL (electroluminescence) device using polythiophene, and more particularly to a device that emits light by applying an electric field to a laminated thin film made of an organic compound.

有機EL素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光、燐光)を利用して発光する素子である。   An organic EL element has a configuration in which a thin film containing a fluorescent organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons (excitons) are generated by injecting electrons and holes into the thin film and recombining them. It is an element that emits light by utilizing light emission (fluorescence, phosphorescence) when this exciton is deactivated.

有機EL素子の特徴は、10V 程度の低電圧で100〜10000cd/m2 程度の高輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。 The characteristics of the organic EL element are that it can emit surface light with a high luminance of about 100 to 10,000 cd / m 2 at a low voltage of about 10 V, and can emit light from blue to red by selecting the type of fluorescent material. That is.

一方、有機EL素子の問題点は、発光寿命が短く、保存耐久性、信頼性が低いことであり、この原因としては、1)有機化合物の物理的変化があること(結晶ドメインの成長などにより界面の不均一化が生じ、素子の電荷注入能の劣化、短絡や絶縁破壊の原因となる。特に分子量500以下の低分子化合物を用いると結晶粒の出現や成長が起こり、膜性が著しく低下する。また、ITO等の界面が荒れていても、顕著な結晶粒の出現や成長が起こり、発光効率の低下や、電流のリークを起こし、発光しなくなる。また、部分的非発光部(ダークスポット)の原因にもなる。)、   On the other hand, the problems of organic EL devices are that the light emission life is short, the storage durability and the reliability are low, and this is due to 1) physical changes of organic compounds (due to the growth of crystal domains, etc.) Non-uniform interface causes deterioration of charge injection capability of the device, short circuit and dielectric breakdown, especially when low molecular weight compounds with a molecular weight of 500 or less are used, the appearance and growth of crystal grains occur and the film properties are significantly reduced. In addition, even if the interface of ITO or the like is rough, the appearance and growth of remarkable crystal grains occur, resulting in a decrease in light emission efficiency, current leakage, and no light emission. Spot))),

2)陰極の酸化や剥離があること(電子の注入を容易にするために仕事関数の小さな金属としてNa、Mg、Alなどを用いてきたが、これらの金属は大気中の水分や酸素と反応したり、有機化合物層と陰極の剥離が起こり、電荷注入ができなくなる。特に高分子化合物などを用い、スピンコートなどで成膜した場合、成膜時の残留溶媒や分解物が電極の酸化反応を促進し、電極の剥離が起こり部分的な非発光部を生じさせる。)、   2) Cathodic oxidation and delamination (Na, Mg, Al, etc. have been used as metals with a low work function to facilitate electron injection, but these metals react with moisture and oxygen in the atmosphere. In other words, when the organic compound layer is peeled off from the cathode and charge injection cannot be performed, especially when a polymer compound is used and the film is formed by spin coating or the like, the residual solvent or decomposition product during the film formation causes oxidation reaction of the electrode. ), Peeling of the electrode occurs and a partial non-light emitting part is generated).

3)発光効率が低く、発熱量が多いこと(有機化合物中に電流を流すので、高い電界強度下に有機化合物を置かねばならず、発熱からは逃れられない。その熱のため、有機化合物の溶融、結晶化、熱分解などにより素子の劣化や破壊が起こる。)、   3) Low luminous efficiency and large calorific value (current flows through the organic compound, so the organic compound must be placed under a high electric field strength, and it cannot escape from the heat generation. Degradation or destruction of the device occurs due to melting, crystallization, thermal decomposition, etc.),

4)有機化合物層の光化学的変化や電気化学的変化が起こること、などが挙げられる。   4) Photochemical and electrochemical changes of the organic compound layer occur.

特に、上記の問題点1)を解決するため、低分子アモルファス性化合物や、高分子化合物が検討されたりしている。しかし低分子化合物は蒸着できるが十分な薄膜安定性が得られない。また、高分子化合物は薄膜安定性はあるが、蒸着できないので積層構造が採れず、スピンコートなどで成膜するために残留溶媒や不純物が混入し、電極や有機物の劣化が著しいなどプロセス上に大きな問題がある。一方、最近蒸着できる高分子が報告されているが(例えば、非特許文献1参照)、まだ実用的な輝度の発光が得られていない。   In particular, in order to solve the above problem 1), low molecular weight amorphous compounds and high molecular compounds have been studied. However, although low molecular weight compounds can be deposited, sufficient thin film stability cannot be obtained. In addition, although polymer compounds have thin film stability, they cannot be deposited, so a laminated structure cannot be adopted, and residual solvents and impurities are mixed in to form a film by spin coating, etc., and the deterioration of electrodes and organic substances is significant. There is a big problem. On the other hand, although a polymer that can be deposited recently has been reported (for example, see Non-Patent Document 1), light emission with practical luminance has not been obtained yet.

また透明電極は、表面抵抗の小さいこと(10〜30Ω/□以下)が必要であるためITOガラスなどが用いられている。しかし走査型トンネル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)の観察によると、スパッタ成膜基板で200オングストローム、EB蒸着基板で400オングストローム程度の凹凸があり、さらにITOパターニング時のダメージによる表面荒れがあり、有機薄膜の結晶化が促進されやすい環境にある。   Moreover, since the transparent electrode needs to have a low surface resistance (10 to 30Ω / □ or less), ITO glass or the like is used. However, according to the observation with scanning tunneling microscope (STM) and atomic force microscope (AFM), there are unevenness of 200 angstroms on the sputter deposition substrate and 400 angstroms on the EB evaporation substrate, and surface roughness due to damage during ITO patterning There is an environment where crystallization of the organic thin film is easily promoted.

このことを改善するため、ITO表面にフタロシアニン膜を設けたり(例えば、特許文献1参照)、ポリアリレンビニレンをスピンコートするなどの方策が採られてきた。しかし、フタロシアニンは微結晶性であり必ずしも効果が現れず、ポリアリレンビニレンはコンバージョン時の酸でITOがダメージを受けたり、残留溶媒などにより電極の酸化が促進したり、スピンコートで成膜した不均一な膜であるため、素子の信頼性が向上しなかった。   In order to improve this, measures such as providing a phthalocyanine film on the ITO surface (see, for example, Patent Document 1) or spin-coating polyarylene vinylene have been taken. However, phthalocyanine is microcrystalline and not always effective, and polyarylene vinylene is damaged by the acid at the time of conversion, oxidation of the electrode is accelerated by residual solvent, etc. Since the film was non-uniform, the reliability of the device was not improved.

従って、これらの問題を改善することが可能な有機化合物の適用が望まれている。   Therefore, application of an organic compound that can improve these problems is desired.

一方、最近、素子性能の向上を目的として、機能の異なる化合物を2種以上混合した混合層を設けたEL素子が種々提案されている。例えば、特許文献2には、輝度および耐久性の向上を目的として、正孔輸送能および発光機能を有する有機化合物と電子輸送能を有する有機化合物との積層構造の薄膜あるいは混合体薄膜を発光層に用いる旨が、また特許文献3には、正孔輸送機能を有する有機化合物と電子輸送能を有する蛍光有機化合物との混合体薄膜を発光層に用いる旨が提案されている。さらに、特許文献4には、発光効率・発光輝度の向上を目的として、電荷注入層と発光層との間に電荷注入材料と有機蛍光体とを混合した混合層を設ける旨が提案されている。また、特許文献5には、発光層への正孔(ホール)および電子の注入を容易にすることを目的として、正孔輸送層および/または電子輸送層と有機発光層との間に、対面する両層の構成材料を含む混合層を設けることが提案されている。さらに、特許文献6には、複数の有機化合物層を構成する場合、異なる機能を有する化合物を共存させた層、例えば正孔輸送性発光材料を含む層と正孔輸送性発光材料と電子輸送性材料とが共存する層等を設け、発光輝度を高くし、種々の発光色相を呈することを可能にするとともに耐久性を向上させることが提案されている。また、特許文献7には、発光層と電荷注入層の間に発光物質と電荷注入物質からなる混合層を形成し、駆動電圧を低下させる旨が提案されている。さらに、特許文献8には、発光層を正孔伝導性の有機化合物と希土類金属の有機錯体が混合された薄膜よりなるものとし、発光スペクトル幅が狭く単色性に優れ、しかも変換効率の良化を図ることが提案されている。また、特許文献9及び特許文献10には、有機発光体薄膜層の成分が有機電荷材料と有機発光材料の混合物からなる薄膜層を設け、濃度消光を防止して発光材料の選択幅を広げ、高輝度なフルカラー素子とする旨が提案されている。また、特許文献11には、層間に各層を形成する各々の成分で濃度勾配を設けた傾斜構造層を形成し、駆動電圧の低下と耐久性の向上を図ることが提案されている。   On the other hand, various EL devices having a mixed layer in which two or more compounds having different functions are mixed have recently been proposed for the purpose of improving device performance. For example, in Patent Document 2, for the purpose of improving luminance and durability, a thin film or a mixed thin film of an organic compound having a hole transporting ability and a light emitting function and an organic compound having an electron transporting ability is used as a light emitting layer. In addition, Patent Document 3 proposes that a thin film of a mixture of an organic compound having a hole transporting function and a fluorescent organic compound having an electron transporting function be used for the light emitting layer. Further, Patent Document 4 proposes to provide a mixed layer in which a charge injection material and an organic phosphor are mixed between the charge injection layer and the light emitting layer for the purpose of improving the light emission efficiency and the light emission luminance. . Patent Document 5 discloses that a hole transport layer and / or an electron transport layer and an organic light emitting layer face each other for the purpose of facilitating injection of holes and electrons into the light emitting layer. It has been proposed to provide a mixed layer containing the constituent materials of both layers. Further, in Patent Document 6, when a plurality of organic compound layers are formed, a layer in which compounds having different functions coexist, for example, a layer containing a hole transporting light emitting material, a hole transporting light emitting material, and an electron transporting property. It has been proposed to provide a layer in which the material coexists to increase the luminance of light emission and to exhibit various emission hues and to improve durability. Patent Document 7 proposes that a mixed layer made of a light emitting substance and a charge injection substance is formed between the light emitting layer and the charge injection layer to reduce the driving voltage. Further, in Patent Document 8, the light-emitting layer is made of a thin film in which a hole-conducting organic compound and a rare earth metal organic complex are mixed, and the emission spectrum width is narrow and excellent in monochromaticity, and the conversion efficiency is improved. It has been proposed that Patent Document 9 and Patent Document 10 provide a thin film layer in which the components of the organic light-emitting material thin film layer are a mixture of an organic charge material and an organic light-emitting material, prevent concentration quenching, and widen the selection range of the light-emitting material. It has been proposed to provide a high-luminance full-color element. Further, Patent Document 11 proposes to form a gradient structure layer having a concentration gradient with each component forming each layer between layers, thereby reducing drive voltage and improving durability.

さらに、有機化合物層にルブレンを用いたものが提案されている。ルブレンを有機化合物層にドープしたものとしては、有機化合物層としてヒドラジン誘導体の混合膜からなる正孔輸送層とトリス(8−キノリノラト)アルミニウムの発光層とを有する有機EL素子において、正孔輸送層にルブレンをドープしたもの、あるいは正孔輸送層の有機界面側半分と発光層全体にルブレンをドープしたものが提案されている。そして、正孔輸送層にドープしたものでは、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムとルブレンの両方から発光が起こることが、また正孔輸送層の半分と発光層にドープしたものでは、発光効率が向上すること、さらには保存時におけるダークスポットの増加を抑制できることが報告されている(例えば、非特許文献2及び非特許文献3参照)。また、トリフェニルジアミン誘導体(TPD)の正孔輸送層にルブレンをドープしたものが提案されており、輝度半減期が向上することが報告されている(例えば、非特許文献4参照)。   Furthermore, what uses rubrene for the organic compound layer is proposed. As an organic compound layer doped with rubrene, in an organic EL device having a hole transport layer made of a mixed film of hydrazine derivatives and a light emitting layer of tris (8-quinolinolato) aluminum as the organic compound layer, a hole transport layer In addition, rubrene is doped with rubrene, or the organic interface side half of the hole transport layer and the entire light emitting layer are doped with rubrene. When the hole transport layer is doped, light emission occurs from both tris (8-quinolinolato) aluminum and rubrene. When the hole transport layer and the light emitting layer are doped, the luminous efficiency is improved. In addition, it has been reported that an increase in dark spots during storage can be suppressed (see, for example, Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3). Further, a triphenyldiamine derivative (TPD) hole transport layer doped with rubrene has been proposed, and it has been reported that the luminance half-life is improved (for example, see Non-Patent Document 4).

また、特許文献12には、p型の無機半導体薄膜層とルブレンを主体とする層からなる有機化合物薄膜層を設けたものが提案されており、十分な発光輝度と発光輝度の安定性が得られることが記載されている。
特開昭63−295695号 特開平2−250292号公報 特開平2−291696号公報 特開平3−114197号公報 特開平3−190088号公報 特開平4−334894号公報 特開平5−182762号公報 特開平3−289090号公報 特開平4−178487号公報 特開平5−78655公報 特開平4−357694号公報 特開平2−207488号公報 福田隆史ら、第41回(1992年)高分子学会年次大会予稿集IL−29 金井、矢島、佐藤、第39回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、28p−Q−8(1992) 佐藤、金井、有機エレクトロニクス材料研究会(JOEM)ワークショップ92予稿集、31(1992) 藤井、佐野、藤田、浜田、柴田、第54回応用物理学学術講演会講演予稿集、29p−ZC−7(1993)
Patent Document 12 proposes an organic compound thin film layer composed of a p-type inorganic semiconductor thin film layer and a layer mainly composed of rubrene, so that sufficient emission luminance and stability of emission luminance can be obtained. It is described that
JP 63-295695 A JP-A-2-250292 JP-A-2-291696 JP-A-3-114197 Japanese Patent Laid-Open No. 3-190088 JP-A-4-334894 JP-A-5-182762 JP-A-3-289090 JP-A-4-178487 Japanese Patent Laid-Open No. 5-78655 JP-A-4-357694 JP-A-2-207488 Takashi Fukuda et al., Proceedings of the 41st Annual Meeting of the Polymer Society of Japan (1992) IL-29 Kanai, Yajima, Sato, Proceedings of the 39th Joint Conference on Applied Physics, 28p-Q-8 (1992) Sato, Kanai, Organic Electronics Materials Society (JOEM) Workshop 92 Proceedings, 31 (1992) Fujii, Sano, Fujita, Hamada, Shibata, Proceedings of the 54th Applied Physics Academic Conference, 29p-ZC-7 (1993)

しかし、これらのいずれのEL素子においても、発光寿命の向上という点で満足できるものではない。   However, none of these EL elements is satisfactory in terms of improving the light emission lifetime.

本発明の目的は、特に物理的変化や光化学的変化、電気化学的変化の少ない光電子機能材料を正孔注入輸送材料や発光材料として用い、信頼性および発光効率の高い種々の発光色を持ったポリチオフェンを用いたEL素子を実現することである。特に、分子量の大きな化合物を蒸着法で形成した有機薄膜を用い、素子の駆動時の電圧上昇や電流のリーク、部分的な非発光部の出現や成長を抑えた高信頼性の高輝度発光素子を実現することである。   The object of the present invention is to use a photoelectron functional material having a small physical change, photochemical change, and electrochemical change as a hole injecting and transporting material and a light emitting material, and having various emission colors with high reliability and light emission efficiency. This is to realize an EL element using polythiophene. In particular, a high-reliability, high-intensity light-emitting device that uses an organic thin film formed by vapor deposition of a compound with a high molecular weight and suppresses voltage rise and current leakage when driving the device, and the appearance and growth of partial non-light emitting parts. Is to realize.

さらには、発光寿命の向上を図り、特に初期の輝度低下を抑制したポリチオフェンを用いたEL素子を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide an EL element using polythiophene that improves the light emission lifetime and particularly suppresses the initial decrease in luminance.

このような目的は、下記(1)〜(11)の本発明により達成される。
(1)第一正孔注入輸送層と発光層とを有し、この第一正孔注入輸送層が下記化1で示される重合体のうちの少なくとも1種以上を含有し、さらに、これとは異なる正孔注入輸送層を少なくとも1層有し、
前記第一正孔注入輸送層は陽極表面に形成され、これとは異なる前記正孔注入輸送層のうち前記第一正孔注入輸送層に積層した第二正孔注入輸送層が芳香族三級アミンを含有し、かつルブレンをドープしたものであり、上記重合体のうちの少なくとも1種以上を含有する層が真空蒸着法により形成されており、蛍光性物質がドープされた層を有する、ポリチオフェンを用いたEL素子。
Such an object is achieved by the present invention of the following (1) to ( 11 ).
(1) It has a first hole injecting and transporting layer and a light emitting layer, and this first hole injecting and transporting layer contains at least one of the polymers represented by the following chemical formula 1, and Has at least one different hole injection transport layer,
The first hole injection transport layer is formed on the anode surface, the second hole injecting and transporting layer laminated on the first hole injection transport layer of the different hole injection transport layer and this is an aromatic three Containing a secondary amine and doped with rubrene, wherein the layer containing at least one of the polymers is formed by vacuum deposition , and has a layer doped with a fluorescent substance, An EL device using polythiophene.

Figure 0003829848
Figure 0003829848

〔化1において、RおよびRは、それぞれ水素原子、芳香族炭化水素基または脂肪族炭化水素基を表わし、これらは同一でも異なっていてもよい。RとRとは互いに結合して環を形成してもよい。XおよびXは、それぞれ水素原子またはハロゲン原子を表わし、これらは同一でも異なっていてもよい。nは4〜100である。〕
)前記第二正孔注入輸送層上にさらにトリス(8−キノリラト)アルミニウムを積層した上記(1)のポリチオフェンを用いたEL素子。
)さらに、電子注入輸送層を有する上記(1)または(2)のポリチオフェンを用いたEL素子。
)上記(1)〜()のいずれかのポリチオフェンを用いたEL素子において、正孔注入輸送性化合物を含有する層および電子注入輸送性化合物を含有する層を各々少なくとも1層有し、前記層中における前記正孔注入輸送性化合物と前記電子注入輸送性化合物とのイオン化ポテンシャルIpの差もしくは電子親和力Eaの差、またはこれら両者の差が0.2eV以上であるポリチオフェンを用いたEL素子。
)前記正孔注入輸送性化合物を含有する層が、前記第一正孔注入輸送層上に積層されており、かつ、前記第二正孔注入輸送層を含み、前記電子注入輸送性化合物を含有する層が、さらに前記正孔注入輸送性化合物を含有する層上に積層されている上記()のポリチオフェンを用いたEL素子。
)上記(1)〜()のいずれかのポリチオフェンを用いたEL素子において、正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性化合物との混合物を含有する層を少なくとも1層有するポリチオフェンを用いたEL素子。
)前記混合物を含有する層が発光層である上記()のポリチオフェンを用いたEL素子。
)前記正孔注入輸送性化合物と前記電子注入輸送性化合物とのイオン化ポテンシャルIpの差もしくは電子親和力Eaの差、またはこれら両者の差が0.2eV以上である上記()または()のポリチオフェンを用いたEL素子。
)前記正孔注入輸送性化合物のイオン化ポテンシャルIpの絶対値が5.4eV以下である上記()〜()のいずれかのポリチオフェンを用いたEL素子。
10)前記電子注入輸送性化合物がトリス(8−キノリノラト)アルミニウムである上記()〜()のいずれかのポリチオフェンを用いたEL素子。
11)前記蛍光性物質がルブレンである上記(1)〜(10)のいずれかのポリチオフェンを用いたEL素子。


[In Chemical Formula 1, R 3 and R 4 each represent a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, and these may be the same or different. R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a ring. X 1 and X 2 each represent a hydrogen atom or a halogen atom, and these may be the same or different. n is 4-100. ]
( 2 ) An EL device using the polythiophene according to (1) above, wherein tris (8-quinolinolato) aluminum is further laminated on the second hole injecting and transporting layer.
( 3 ) An EL device using the polythiophene of (1) or (2 ) further having an electron injecting and transporting layer.
( 4 ) In the EL device using the polythiophene according to any one of the above (1) to ( 3 ), each has at least one layer containing a hole injection / transport compound and a layer containing an electron injection / transport compound. , EL using a polythiophene in which the difference in ionization potential Ip or the electron affinity Ea between the hole injecting and transporting compound and the electron injecting and transporting compound in the layer is 0.2 eV or more element.
( 5 ) The electron-injecting / transporting compound, wherein the layer containing the hole-injecting / transporting compound is laminated on the first hole-injecting / transporting layer and includes the second hole-injecting / transporting layer. An EL device using the polythiophene according to ( 4 ) above, wherein a layer containing is further laminated on the layer containing the hole injecting and transporting compound.
( 6 ) In the EL device using the polythiophene according to any one of (1) to ( 5 ), a polythiophene having at least one layer containing a mixture of a hole injecting / transporting compound and an electron injecting / transporting compound is used. EL element.
( 7 ) An EL device using the polythiophene according to ( 6 ), wherein the layer containing the mixture is a light emitting layer.
( 8 ) The above ( 6 ) or ( 7 ), wherein the difference in ionization potential Ip or electron affinity Ea between the hole injecting and transporting compound and the electron injecting and transporting compound, or the difference between them is 0.2 eV or more. EL element using the polythiophene.
( 9 ) An EL device using the polythiophene according to any one of ( 4 ) to ( 8 ), wherein the absolute value of the ionization potential Ip of the hole injection / transport compound is 5.4 eV or less.
( 10 ) An EL device using the polythiophene according to any one of ( 4 ) to ( 9 ), wherein the electron injecting / transporting compound is tris (8-quinolinolato) aluminum.
( 11 ) An EL device using the polythiophene according to any one of (1) to ( 10 ), wherein the fluorescent substance is rubrene.


(14)下記化2で示される構造単位を有する重合体および下記化2で示される構造単位と下記化3で示される構造単位とを有する共重合体のうちの少なくとも1種以上を含有する層を少なくとも1層有するポリチオフェンを用いたEL素子。

Figure 0003829848
(14) A layer containing at least one of a polymer having a structural unit represented by the following chemical formula 2 and a copolymer having a structural unit represented by the following chemical formula 2 and a structural unit represented by the following chemical formula 3 EL element using polythiophene having at least one layer.
Figure 0003829848

Figure 0003829848
Figure 0003829848

〔化2において、R1 およびR2 は、それぞれ水素原子、芳香族炭化水素基または脂肪族炭化水素基を表わし、これらは同一でも異なっていてもよい。化3において、R3 およびR4 は、それぞれ水素原子、芳香族炭化水素基または脂肪族炭化水素基を表わし、これらは同一でも異なっていてもよい。R3 とR4 とは互いに結合して環を形成してもよい。ただし、いずれの重合体および共重合体においても末端基は水素原子またはハロゲン原子である。〕
(15)前記重合体および前記共重合体のうちの少なくとも1種以上を含有する層が真空蒸着法により形成された上記(14)のポリチオフェンを用いたEL素子。
(16)発光層が前記重合体および前記共重合体のうちの少なくとも1種以上を含有する上記(14)または(15)のポリチオフェンを用いたEL素子。
(17)発光層が正孔注入輸送層を兼ねる上記(16)のポリチオフェンを用いたEL素子。
(18)正孔注入輸送層と発光層とを有し、この正孔注入輸送層が前記重合体および前記共重合体のうちの少なくとも1種以上を含有する上記(14)または(15)のポリチオフェンを用いたEL素子。
(19)前記重合体および前記共重合体のうちの少なくとも1種以上を含有する正孔注入輸送層のほかに、さらに、これとは異なる正孔注入輸送層を少なくとも1層有する上記(18)のポリチオフェンを用いたEL素子。
(20)さらに、電子注入輸送層を有する上記(18)または(19)のポリチオフェンを用いたEL素子。
[In Chemical Formula 2, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, and these may be the same or different. In Chemical Formula 3, R 3 and R 4 each represent a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, which may be the same or different. R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a ring. However, in any polymer or copolymer, the terminal group is a hydrogen atom or a halogen atom. ]
(15) An EL device using the polythiophene according to (14), wherein a layer containing at least one of the polymer and the copolymer is formed by a vacuum deposition method.
(16) An EL device using the polythiophene according to (14) or (15), wherein the light-emitting layer contains at least one of the polymer and the copolymer.
(17) An EL device using the polythiophene according to (16), wherein the light emitting layer also serves as a hole injecting and transporting layer.
(18) The method according to (14) or (15) above, comprising a hole injecting and transporting layer and a light emitting layer, wherein the hole injecting and transporting layer contains at least one of the polymer and the copolymer. An EL device using polythiophene.
(19) In addition to the hole injecting and transporting layer containing at least one of the polymer and the copolymer, and further comprising at least one hole injecting and transporting layer different from the above (18) EL device using polythiophene.
(20) An EL device using the polythiophene according to (18) or (19) further having an electron injecting and transporting layer.

本発明では、化2で示される構造単位を有する重合体(以下、「重合体I」ともいう。)および化2で示される構造単位と化3で示される構造単位とを有する共重合体(以下、「共重合体II」ともいう。)のうちの1種以上を発光材料ないし正孔注入輸送材料として、また化1で示される重合体(以下、「重合体III 」ともいう。)を正孔注入輸送材料として、発光層や正孔注入輸送層に用いている。   In the present invention, a polymer having a structural unit represented by Chemical Formula 2 (hereinafter, also referred to as “polymer I”) and a copolymer having a structural unit represented by Chemical Formula 2 and a structural unit represented by Chemical Formula 3 ( Hereinafter, one or more of “copolymer II”) is used as a light emitting material or hole injecting and transporting material, and a polymer represented by chemical formula 1 (hereinafter also referred to as “polymer III”). As a hole injecting and transporting material, it is used for a light emitting layer and a hole injecting and transporting layer.

上記重合体は、いずれも、π電子の過剰な5員環を有するため、イオン化ポテンシャルが小さく、正孔を注入する能力が非常に高いので、正孔材料として用いたとき、駆動電圧を低くできる。また、分子自身が比較的直線性で、膜状態での分子間の距離が短いため、正孔移動度が高く、正孔輸送能に優れる。そのため、組み合わせる発光層や電子注入輸送層、あるいは正孔注入輸送層の膜厚をコントロールすることで、再結合領域の設計の自由度が向上し、発光スペクトルの設計や、両電極の干渉効果による発光輝度や、素子の発光領域の空間分布の制御を可能にする。   Since all of the above polymers have a five-membered ring with an excess of π electrons, the ionization potential is small and the ability to inject holes is very high, so that the driving voltage can be lowered when used as a hole material. . Further, since the molecule itself is relatively linear and the distance between molecules in the film state is short, the hole mobility is high and the hole transport ability is excellent. Therefore, by controlling the thickness of the combined light-emitting layer, electron-injecting and transporting layer, or hole-injecting and transporting layer, the degree of freedom in the design of the recombination region is improved, which depends on the design of the emission spectrum and the interference effect of both electrodes. The light emission luminance and the spatial distribution of the light emitting region of the element can be controlled.

従って、上記重合体を、適宜、発光層や正孔注入輸送層に用いることができ、特に正孔注入輸送層に用いたときには100〜1000cdm-2 程度、あるいはそれ以上の高輝度が安定して得られる。また、耐熱性・耐久性が高く、素子電流密度1000mAcm-2程度でも安定した駆動が可能である。 Therefore, the polymer can be used as appropriate in the light emitting layer and the hole injecting and transporting layer, and when used in the hole injecting and transporting layer, high brightness of about 100 to 1000 cdm -2 or more is stable. can get. In addition, it has high heat resistance and durability, and can be driven stably even at an element current density of about 1000 mAcm −2 .

また、上記重合体の薄膜はほぼアモルファス状となり膜質が良好なのでムラが無く均一な発光が可能である。   In addition, the polymer thin film is almost amorphous and has good film quality, so that there is no unevenness and uniform light emission is possible.

また、本発明のEL素子は、低電圧で効率よく発光する。   Further, the EL element of the present invention emits light efficiently at a low voltage.

なお、本発明のEL素子の発光極大波長は、350〜700nm程度である。特に、上記重合体Iおよび共重合体IIのうちの1種以上を発光材料として発光層に用いた場合の発光極大波長は、特に、重合度、結合位置や置換基を選択することにより400〜700nmまでの任意のものとすることが可能である。従って、青色発光も安定して得ることができる。   The emission maximum wavelength of the EL element of the present invention is about 350 to 700 nm. In particular, the emission maximum wavelength when one or more of the above-mentioned polymer I and copolymer II is used in the light emitting layer as a light emitting material is 400 to 400 by selecting the degree of polymerization, the bonding position and the substituent. It can be anything up to 700 nm. Therefore, blue light emission can be obtained stably.

なお、「福田隆史ら、第41回(1992年)高分子学会年次大会予稿集1L−29」には、本発明の重合体III と同じポリ(チオフェン−2,5−ジイル)の真空蒸着膜を発光層としたEL素子が報告されている。このものは、ポリ(チオフェン−2,5−ジイル)を発光材料として用いるもので、本発明のように、他の蛍光性物質を発光層に用い、このような発光層のほかに、正孔注入輸送層を別途設け、この正孔注入輸送層にポリ(チオフェン−2,5−ジイル)を用いた構成については示唆すらされていない。従って、ポリ(チオフェン−2,5−ジイル)を正孔注入輸送層材料として用いることは、この出願の発明によりはじめて明らかにされたことである。   In addition, “Takashi Fukuda et al., 41st (1992) Annual Meeting of Polymer Science Society Proceedings 1L-29” discloses the same vacuum deposition of poly (thiophene-2,5-diyl) as the polymer III of the present invention. An EL element having a film as a light emitting layer has been reported. This material uses poly (thiophene-2,5-diyl) as a light emitting material. As in the present invention, other fluorescent substances are used for the light emitting layer. There is no suggestion of a configuration in which an injection transport layer is separately provided and poly (thiophene-2,5-diyl) is used for the hole injection transport layer. Therefore, the use of poly (thiophene-2,5-diyl) as the hole injecting and transporting layer material has been revealed for the first time by the invention of this application.

本発明によれば高輝度が安定して得られるポリチオフェンを用いたEL素子が実現する。また、耐熱性、耐久性が高く、安定した駆動が可能である。さらにはムラがなく均一な発光が可能であり、低電圧で効率よく発光する。   According to the present invention, an EL element using polythiophene that can stably obtain high luminance is realized. In addition, heat resistance and durability are high, and stable driving is possible. Furthermore, there is no unevenness and uniform light emission is possible, and light is emitted efficiently at a low voltage.

混合層を発光層とするものでは、初期の輝度の低下がなく、発光寿命が延びる。また、ルブレンをドープしたものでは、初期の輝度が向上し、発光寿命が延びる。   In the case where the mixed layer is a light emitting layer, the initial luminance is not lowered and the light emission life is extended. In addition, when rubrene is doped, the initial luminance is improved and the light emission lifetime is extended.

以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。   Hereinafter, a specific configuration of the present invention will be described in detail.

本発明のポリチオフェンを用いたEL素子(以下、「EL素子」ともいう。)は、特定構造のポリチオフェンである重合体I、共重合体II、重合体III を用いたものである。この場合、重合体I、共重合体IIは発光層や正孔注入輸送層に用いられ、重合体III は正孔注入輸送層に用いられる。   An EL device using the polythiophene of the present invention (hereinafter also referred to as “EL device”) uses a polymer I, a copolymer II, and a polymer III, which are polythiophenes having a specific structure. In this case, the polymer I and the copolymer II are used for the light emitting layer and the hole injection transport layer, and the polymer III is used for the hole injection transport layer.

まず、重合体Iについて説明する。重合体Iは化2の構造単位を有し、例えば化4で示されるものである。   First, the polymer I will be described. The polymer I has a structural unit of Chemical Formula 2, and is represented by Chemical Formula 4, for example.

Figure 0003829848
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化2、化4について記すと、R1 およびR2 はそれぞれ水素原子、芳香族炭化水素基または脂肪族炭化水素基を表わし、これらは同一でも異なるものであってもよい。 When chemical formula 2 and chemical formula 4 are described, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, which may be the same or different.

1 およびR2 で表わされる芳香族炭化水素基としては、無置換であっても置換基を有するものであってよく、炭素数6〜15のものが好ましい。置換基を有するときの置換基としてはアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基等が挙げられる。芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げられる。 The aromatic hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 may be unsubstituted or substituted, and preferably has 6 to 15 carbon atoms. Examples of the substituent when having a substituent include an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, and a cyano group. Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a tolyl group, a methoxyphenyl group, a biphenyl group, and a naphthyl group.

1 およびR2 で表わされる脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基等が挙げられ、これらのものは無置換でも、置換基を有するものであってもよい。なかでも、炭素数1〜6のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、i−プロピル基、t−ブチル基などが挙げられる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 include an alkyl group and a cycloalkyl group, and these may be unsubstituted or may have a substituent. Especially, a C1-C6 thing is preferable and a methyl group, an ethyl group, i-propyl group, t-butyl group etc. are mentioned specifically ,.

1 、R2 としては、水素原子、芳香族炭化水素基が好ましく、特には水素原子が好ましい。 R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom or an aromatic hydrocarbon group, particularly preferably a hydrogen atom.

層中における重合体Iの平均重合度(化4のm)は4〜100、好ましくは5〜40、さらに好ましくは5〜20である。この場合、化2で示される繰り返し単位が全く同一の重合体(ホモポリマー)であっても、化2においてR1 とR2の組合せが異なる構造単位から構成される共重合体(コポリマー)であってもよい。共重合体としては、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体等のいずれであってもよい。 The average degree of polymerization of the polymer I in the layer (m in Chemical Formula 4) is 4 to 100, preferably 5 to 40, and more preferably 5 to 20. In this case, even if the repeating unit represented by Chemical Formula 2 is the same polymer (homopolymer), it is a copolymer (copolymer) composed of structural units having different combinations of R 1 and R 2 in Chemical Formula 2. There may be. The copolymer may be any of a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer and the like.

また、層中における重合体Iの重量平均分子量は300〜10000程度である。   Moreover, the weight average molecular weight of the polymer I in a layer is about 300-10000.

重合体Iの末端基(化4のX1 およびX2 )は、水素原子、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子である。この末端基は、一般に、重合体Iの合成の際の出発原料に依存して導入される。さらには重合反応の最終段階で他の置換基を導入することもできる。 The terminal group (X 1 and X 2 in Chemical Formula 4) of the polymer I is a hydrogen atom, a halogen atom such as chlorine, bromine or iodine. This end group is generally introduced depending on the starting material in the synthesis of the polymer I. Furthermore, other substituents can be introduced at the final stage of the polymerization reaction.

なお、重合体Iは化2の構造単位のみで構成されることが好ましいが、10モル%以下であれば他のモノマー成分を含有していてもよい。   In addition, it is preferable that the polymer I is comprised only by the structural unit of Chemical formula 2, but if it is 10 mol% or less, it may contain the other monomer component.

重合体Iの具体例を化5に示す。化5中には化2ないし化4のR1 、R2 の組合せで示している。 A specific example of the polymer I is shown in Chemical formula 5. In the chemical formula 5, the combination of R 1 and R 2 of the chemical formulas 2 to 4 is shown.

Figure 0003829848
Figure 0003829848

次に、共重合体IIについて説明する。共重合体IIは化2の構造単位と化3の構造単位とを有し、例えば化6で示されるものである。   Next, the copolymer II will be described. Copolymer II has a structural unit of Chemical Formula 2 and a structural unit of Chemical Formula 3, and is represented by Chemical Formula 6, for example.

Figure 0003829848
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化2については重合体Iのものと同様である。従って、化6中のR1 、R2 は化2のものと同様である。 Chemical formula 2 is the same as that of the polymer I. Therefore, R 1 and R 2 in Chemical Formula 6 are the same as those in Chemical Formula 2 .

また化3について記すと、R3 およびR4 は、それぞれ水素原子、芳香族炭化水素基または脂肪族炭化水素基を表わし、これらは同一でも異なるものであってもよい。 Regarding chemical formula 3 , R 3 and R 4 each represent a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, which may be the same or different.

3 、R4 で表わされる芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基の具体例は、化2のR1 、R2のところで挙げたものと同様のものを挙げることができる。また、R3 、R4 の好ましいものもR1、R2 と同様である。さらに、R3 とR4 とは互いに結合して環を形成し、チオフェン環に縮合してもよい。この場合の縮合環としては、ベンゼン環等が挙げられる。このR3、R4 については、化6においても同様である。 Specific examples of the aromatic hydrocarbon group and the aliphatic hydrocarbon group represented by R 3 and R 4 can be the same as those described for R 1 and R 2 in Chemical Formula 2 . Also preferred for R 3 and R 4 are the same as R 1 and R 2 . Further, R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a ring and condensed to a thiophene ring. In this case, examples of the condensed ring include a benzene ring. The same applies to R 3 and R 4 in Chemical Formula 6.

層中における共重合体IIの平均重合度(化6におけるv+w)は、重合体Iと同様に、4〜100、好ましくは5〜40、さらに好ましくは5〜20である。また、化2の構造単位と化3の構造単位との比率は、化2の構造単位/化3の構造単位が、モル比で10/1〜1/10程度である。   The average degree of polymerization of copolymer II in the layer (v + w in chemical formula 6) is 4 to 100, preferably 5 to 40, more preferably 5 to 20, as with polymer I. Further, the ratio of the structural unit of chemical formula 2 to the structural unit of chemical formula 3 is about 10/1 to 1/10 in molar ratio of the structural unit of chemical formula 2 / the structural unit of chemical formula 3.

層中における共重合体IIの重量平均分子量は300〜10000程度である。   The weight average molecular weight of the copolymer II in the layer is about 300 to 10,000.

また、共重合体IIの末端基(化6におけるX1およびX2 )は重合体Iと同様のものであり、一般に、共重合体IIの合成の際の出発原料ないしその比率に依存する。 Further, the end groups (X 1 and X 2 in Chemical Formula 6) of the copolymer II are the same as those of the polymer I, and generally depend on the starting material or the ratio thereof in the synthesis of the copolymer II.

なお、共重合体IIは、重合体Iと同様に、化2の構造単位と化3の構造単位とで構成されることが好ましいが、10モル%以下であれば他のモノマー成分を含有していてもよい。また、共重合体IIは、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体等のいずれであってもよく、化6の構造式はこのような構造を包含するものである。さらに、化2、化3の構造単位同士は、それぞれ同一であっても異なるものであってもよい。   The copolymer II is preferably composed of a structural unit of Chemical Formula 2 and a structural unit of Chemical Formula 3 as in the case of the polymer I. However, if it is 10 mol% or less, it contains other monomer components. It may be. Further, the copolymer II may be any of a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, etc., and the structural formula of Chemical Formula 6 includes such a structure. Furthermore, the structural units of Chemical Formula 2 and Chemical Formula 3 may be the same or different.

共重合体IIの具体例を化7に示す。化7中には化2のR1、R2 の組合せ、化3のR3 、R4 の組合せ、すなわち化6のR1 、R2、R3 、R4 の組合せで示している。 A specific example of copolymer II is shown in Chemical formula 7. In the chemical formula 7, the combination of R 1 and R 2 of the chemical formula 2 , the combination of R 3 and R 4 of the chemical formula 3 , that is, the combination of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 of the chemical formula 6 is shown.

Figure 0003829848
Figure 0003829848

さらに、化1の重合体III について説明する。化1について記すと、R3 およびR4 は化3のものと同義であり、好ましいものも同様である。 Further, the polymer III of Chemical Formula 1 will be described. When chemical formula 1 is described, R 3 and R 4 have the same meanings as those of chemical formula 3, and preferred ones are also the same.

1 およびX2 は、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、重合体I、共重合体IIの末端基と同様に、水素原子または塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子である。X1およびX2 は重合体III の合成の際の出発原料に依存する。 X 1 and X 2 may be the same as or different from each other, and are a hydrogen atom or a halogen atom such as chlorine, bromine or iodine, as in the terminal group of the polymer I or copolymer II. X 1 and X 2 depend on the starting materials in the synthesis of polymer III.

nは平均重合度を表わし、層中では重合体I、共重合体IIと同様に4〜100、好ましくは5〜40、さらに好ましくは5〜20である。この場合、R3 とR4の組合せが同一の重合体(ホモポリマー)であっても、R3 とR4 の組合せが異なる共重合体(コポリマー)であってもよい。共重合体としては、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体等のいずれであってもよい。 n represents an average degree of polymerization, and is 4 to 100, preferably 5 to 40, and more preferably 5 to 20 in the layer as in the case of the polymer I and the copolymer II. In this case, the combination of R 3 and R 4 may be the same polymer (homopolymer), or the combination of R 3 and R 4 may be a different copolymer (copolymer). The copolymer may be any of a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer and the like.

また、層中における重合体III の重量平均分子量は300〜10000程度である。   The weight average molecular weight of the polymer III in the layer is about 300 to 10,000.

なお、重合体III は化1に示すような構造であることが好ましいが、重合体I、共重合体IIと同様に、10モル%以下であれば他のモノマー成分を含有していてもよい。   The polymer III preferably has a structure as shown in Chemical Formula 1 but may contain other monomer components as long as it is 10 mol% or less, like the polymers I and II. .

重合体III の具体例を化9に示す。化9中には化8のR3、R4 の組合せで示している。なお、化8は化1と同じものであるが、再掲する。 A specific example of the polymer III is shown in Chemical formula 9. In the chemical formula 9, the combination of R 3 and R 4 in the chemical formula 8 is shown. Note that chemical formula 8 is the same as chemical formula 1, but will be described again.

Figure 0003829848
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Figure 0003829848
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本発明の重合体I、共重合体IIおよび重合体III は、ジハロゲン化アリール化合物を縮重合することで得られる。好ましくは、(1)グリニャール反応を行い、ジクロロ(2,2′−ビピリジン)ニッケル[NiCl2(bpy)]などのNi錯体などを用いて重合する方法[ Yamamoto T.,et al., Bull.Chem.Soc.Jpn.,56,1497(1983)] や、(2)ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル[Ni(cod)2]を用いて重合する方法[ T.Yamamoto,et al., Polym.J.,22,187(1990)] 、などにより得られる。 The polymer I, copolymer II and polymer III of the present invention can be obtained by condensation polymerization of a dihalogenated aryl compound. Preferably, (1) a method in which a Grignard reaction is performed and polymerization is performed using a Ni complex such as dichloro (2,2′-bipyridine) nickel [NiCl 2 (bpy)] [Yamamoto T., et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 56, 1497 (1983)] and (2) a method of polymerization using bis (1,5-cyclooctadiene) nickel [Ni (cod) 2 ] [T. Yamamoto, et al ., Polym. J., 22, 187 (1990)], etc.

このような重合体の同定は、元素分析、赤外吸収スペクトル(IR)、核磁気共鳴スペクトル(NMR)等によって行うことができる。   Such a polymer can be identified by elemental analysis, infrared absorption spectrum (IR), nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) or the like.

また、平均重合度(n)、重量平均分子量は、光散乱法、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)、液体クロマトグラフィー、マススペクトル等によって求めることができる。   The average degree of polymerization (n) and the weight average molecular weight can be determined by a light scattering method, gel permeation chromatography (GPC), liquid chromatography, mass spectrum, or the like.

融点は300℃以上、または融点を持たないものであり、真空蒸着によりアモルファス状態あるいは微結晶状態の良質な膜が得られる。   The melting point is 300 ° C. or higher, or no melting point, and a high-quality film in an amorphous state or a microcrystalline state can be obtained by vacuum deposition.

以下に、これらの重合体の合成例を示す。併せて元素分析の結果を示す。   Below, the synthesis example of these polymers is shown. The results of elemental analysis are also shown.

(合成例1)
<ポリ(チオフェン−2,4−ジイル)[重合体I−1:末端基HまたはBr]の合成>
ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(Ni(cod)2)1.58g(5.71mmol)、2,2’−ビピリジン0.90g (5.75mmol)と、1,5−シクロオクタジエン1.0mlを、N,N−ジメチルホルムアミド50mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに2,4−ジブロモチオフェン1.15g (4.76mmol)を加え、60℃で18hr攪拌した。その結果、赤茶色のポリマーを沈澱として得た。得られたポリマーからニッケル化合物などを除去するため、塩酸−エタノール溶液、エチレンジアミン水溶液、トルエン、熱水、エタノールで洗浄した。収率は91%であった。
(Synthesis Example 1)
<Synthesis of Poly (thiophene-2,4-diyl) [Polymer I-1: End Group H or Br]>
Bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (Ni (cod) 2 ) 1.58 g (5.71 mmol), 2,2′-bipyridine 0.90 g (5.75 mmol) and 1,5-cyclooctadiene 1.0 ml was mixed with 50 ml of N, N-dimethylformamide in a nitrogen atmosphere, and 1.15 g (4.76 mmol) of 2,4-dibromothiophene was further added, followed by stirring at 60 ° C. for 18 hours. As a result, a reddish brown polymer was obtained as a precipitate. In order to remove nickel compounds and the like from the obtained polymer, the polymer was washed with hydrochloric acid-ethanol solution, ethylenediamine aqueous solution, toluene, hot water, and ethanol. The yield was 91%.

元素分析
C H S Br
計算値 (%) 58.5 2.45 39.55 0.0 (C4H2S)n
測定値 (%) 57.07 2.07 35.50 5.56
Elemental analysis
CHS Br
Calculated value (%) 58.5 2.45 39.55 0.0 (C 4 H 2 S) n
Measured value (%) 57.07 2.07 35.50 5.56

(合成例2)
<ポリ(チオフェン−2,5−ジイル)[重合体III −1:末端基HまたはBr]の合成>
ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(Ni(cod)2 )1.58g (5.71mmol)、2,2’−ビピリジン0.90g (5.75mmol)と、1,5−シクロオクタジエン1.0mlを、N,N−ジメチルホルムアミド50mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに2,5−ジブロモチオフェン1.15g (4.76mmol)を加え、60℃で18hr攪拌した。その結果、赤茶色のポリマーを沈澱として得た。得られたポリマーからニッケル化合物などを除去するため、塩酸−エタノールで洗浄した。収率は98%であった。
(Synthesis Example 2)
<Synthesis of Poly (thiophene-2,5-diyl) [Polymer III-1: End Group H or Br]>
Bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (Ni (cod) 2 ) 1.58 g (5.71 mmol), 2,2′-bipyridine 0.90 g (5.75 mmol) and 1,5-cyclooctadiene 1.0 ml was mixed with 50 ml of N, N-dimethylformamide in a nitrogen atmosphere, and 1.15 g (4.76 mmol) of 2,5-dibromothiophene was further added, followed by stirring at 60 ° C. for 18 hours. As a result, a reddish brown polymer was obtained as a precipitate. In order to remove nickel compounds and the like from the obtained polymer, the polymer was washed with hydrochloric acid-ethanol. The yield was 98%.

元素分析
C H S Br
計算値 (%) 58.5 2.45 39.55 0.0 (C4H2S)n
測定値 (%) 53.45 2.32 35.84 6.39
Elemental analysis
CHS Br
Calculated value (%) 58.5 2.45 39.55 0.0 (C 4 H 2 S) n
Measured value (%) 53.45 2.32 35.84 6.39

(合成例3)
<ポリ(3−フェニル−チオフェン−2,4−ジイル)[重合体I−3:末端基HまたはBr]>
ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(Ni(cod)2 )1.58g (5.71mmol)、2,2’−ビピリジン0.90g (5.75mmol)と、1,5−シクロオクタジエン1.0mlを、N,N−ジメチルホルムアミド50mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに2,4−ジブロモ−3−フェニルチオフェン1.19g (5.0mmol)を加え、60℃で18hr攪拌した。その結果、うす茶色のポリマーを沈澱として得た。得られたポリマーからニッケル化合物などを除去するため、塩酸−エタノール溶液、エチレンジアミン水溶液、トルエン、熱水、エタノールで洗浄した。収率は90%であった。
(Synthesis Example 3)
<Poly (3-phenyl-thiophene-2,4-diyl) [Polymer I-3: End group H or Br]>
Bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (Ni (cod) 2 ) 1.58 g (5.71 mmol), 2,2′-bipyridine 0.90 g (5.75 mmol) and 1,5-cyclooctadiene 1.0 ml was mixed with 50 ml of N, N-dimethylformamide in a nitrogen atmosphere, and 1.19 g (5.0 mmol) of 2,4-dibromo-3-phenylthiophene was further added, followed by stirring at 60 ° C. for 18 hours. As a result, a light brown polymer was obtained as a precipitate. In order to remove nickel compounds and the like from the obtained polymer, the polymer was washed with hydrochloric acid-ethanol solution, ethylenediamine aqueous solution, toluene, hot water, and ethanol. The yield was 90%.

元素分析
C H S Br
計算値 (%) 75.8 3.8 20.2 0.0 (C10H6S)n
測定値 (%) 74.5 3.7 18.6 3.0
Elemental analysis
CHS Br
Calculated value (%) 75.8 3.8 20.2 0.0 (C 10 H 6 S) n
Measured value (%) 74.5 3.7 18.6 3.0

(合成例4)
<ポリ(3,4−ジメチルチオフェン−2,5−ジイル)[重合体III−5:末端基HまたはBr]の合成>
ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(Ni(cod)2 )1.58g (5.71mmol)、2,2’−ビピリジン0.90g (5.75mmol)と、1,5−シクロオクタジエン1.0mlを、N,N−ジメチルホルムアミド50mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルチオフェン1.40g (5.2mmol)を加え、60℃で18hr攪拌した。その結果、オレンジ色のポリマーを沈澱として得た。得られたポリマーからニッケル化合物などを除去するため、塩酸−エタノール溶液、エチレンジアミン水溶液、トルエン、熱水、エタノールで洗浄した。収率は80%であった。
(Synthesis Example 4)
<Synthesis of Poly (3,4-dimethylthiophene-2,5-diyl) [Polymer III-5: End Group H or Br]>
Bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (Ni (cod) 2 ) 1.58 g (5.71 mmol), 2,2′-bipyridine 0.90 g (5.75 mmol) and 1,5-cyclooctadiene 1.0 ml was mixed with 50 ml of N, N-dimethylformamide in a nitrogen atmosphere, and further 1.40 g (5.2 mmol) of 2,5-dibromo-3,4-dimethylthiophene was added, followed by stirring at 60 ° C. for 18 hours. . As a result, an orange polymer was obtained as a precipitate. In order to remove nickel compounds and the like from the obtained polymer, the polymer was washed with hydrochloric acid-ethanol solution, ethylenediamine aqueous solution, toluene, hot water, and ethanol. The yield was 80%.

元素分析
C H S Br
計算値 (%) 65.4 5.48 29.1 0.0 (C6H6S)n
測定値 (%) 65.1 5.51 27.0 2.0
Elemental analysis
CHS Br
Calculated value (%) 65.4 5.48 29.1 0.0 (C 6 H 6 S) n
Measured value (%) 65.1 5.51 27.0 2.0

(合成例5)
<チオフェン−2,4−ジイル−チオフェン−2,5−ジイル(1:1)共重合体〔共重合体II−1:端末基HまたはBr〕の合成>
ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(Ni(cod)2 )1.58g (5.71mmol)、2,2’−ビピリジン0.90g (5.75mmol)と、1,5−シクロオクタジエン1.0mlを、N,N−ジメチルホルムアミド50mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに2,5−ジブロモチオフェン0.63g (2.6mmol)と、2,4−ジブロモチオフェン0.63g (2.6mmol)とを加え、60℃で18hr攪拌した。その結果、赤茶色のポリマーを沈澱として得た。得られたポリマーからニッケル化合物などを除去するため、塩酸−エタノール溶液、エチレンジアミン水溶液、トルエン、熱水、エタノールで洗浄した。収率は93%であった。
(Synthesis Example 5)
<Synthesis of Thiophene-2,4-diyl-thiophene-2,5-diyl (1: 1) Copolymer [Copolymer II-1: Terminal Group H or Br]>
Bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (Ni (cod) 2 ) 1.58 g (5.71 mmol), 2,2′-bipyridine 0.90 g (5.75 mmol) and 1,5-cyclooctadiene 1.0 ml is mixed with 50 ml of N, N-dimethylformamide in a nitrogen atmosphere, and then 0.63 g (2.6 mmol) of 2,5-dibromothiophene and 0.63 g (2.6 mmol) of 2,4-dibromothiophene. ) And stirred at 60 ° C. for 18 hours. As a result, a reddish brown polymer was obtained as a precipitate. In order to remove nickel compounds and the like from the obtained polymer, the polymer was washed with hydrochloric acid-ethanol solution, ethylenediamine aqueous solution, toluene, hot water, and ethanol. The yield was 93%.

元素分析
C H S Br
計算値 (%) 58.5 2.45 39.55 0.0 (C4H2S)n
測定値 (%) 57.1 2.10 36.2 4.0
Elemental analysis
CHS Br
Calculated value (%) 58.5 2.45 39.55 0.0 (C 4 H 2 S) n
Measured value (%) 57.1 2.10 36.2 4.0

その他の例示化合物についても上記に従って、あるいは上記に準じて同様に合成できる。   Other exemplary compounds can be synthesized in the same manner according to the above or according to the above.

本発明のEL素子は、少なくとも1層の有機化合物層を有し、少なくとも1層の有機化合物層が本発明の重合体を含有する。本発明のEL素子の構成例を図1に示す。同図に示されるEL素子1は、基板2上に、陽極3、正孔注入輸送層4、発光層5、電子注入輸送層6、陰極7を順次有する。   The EL device of the present invention has at least one organic compound layer, and at least one organic compound layer contains the polymer of the present invention. A configuration example of the EL element of the present invention is shown in FIG. The EL element 1 shown in the figure has an anode 3, a hole injection / transport layer 4, a light emitting layer 5, an electron injection / transport layer 6, and a cathode 7 in this order on a substrate 2.

発光層は、正孔および電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。正孔注入輸送層は、陽極からの正孔の注入を容易にする機能、正孔を輸送する機能および電子の輸送を妨げる機能を有し、電子注入輸送層は、陰極からの電子の注入を容易にする機能、電子を輸送する機能および正孔の輸送を妨げる機能を有するものであり、これらの層は、発光層へ注入される正孔や電子を増大・閉じ込めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。電子注入輸送層および正孔注入輸送層は、発光層に用いる化合物の電子注入、電子輸送、正孔注入、正孔輸送の各機能の高さを考慮し、必要に応じて設けられる。例えば、発光層に用いる化合物の正孔注入輸送機能または電子注入輸送機能が高い場合には、正孔注入輸送層または電子注入輸送層を設けずに、発光層が正孔注入輸送層または電子注入輸送層を兼ねる構成とすることができる。また、場合によっては正孔注入輸送層および電子注入輸送層のいずれも設けなくてよい。また、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は、それぞれにおいて、注入機能をもつ層と輸送機能をもつ層とを別個に設けてもよい。   The light emitting layer has a hole and electron injection function, a transport function thereof, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons. The hole injecting and transporting layer has the function of facilitating the injection of holes from the anode, the function of transporting holes and the function of hindering the transport of electrons, and the electron injecting and transporting layer prevents the injection of electrons from the cathode. It has a function to facilitate, a function to transport electrons, and a function to prevent the transport of holes, and these layers increase and confine holes and electrons injected into the light-emitting layer and optimize the recombination region. To improve luminous efficiency. The electron injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer are provided as necessary in consideration of the height of each function of electron injection, electron transport, hole injection and hole transport of the compound used for the light emitting layer. For example, when the hole injection / transport function or electron injection / transport function of the compound used in the light-emitting layer is high, the light-emitting layer is not provided with the hole injection / transport layer or the electron injection / transport layer, but the hole injection / transport layer or the electron injection It can be set as the structure which serves as a transport layer. In some cases, neither the hole injection transport layer nor the electron injection transport layer may be provided. Further, each of the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer may be provided with a layer having an injection function and a layer having a transport function.

本発明の重合体Iおよび共重合体IIは、発光層ないし正孔注入輸送層に用いることが好ましい。この場合、発光層のみ、あるいは正孔注入輸送層のみに用いるものとできるほか、正孔注入輸送層を兼ねた正孔注入輸送・発光層に用いることも好ましい。また、場合によっては、正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層を兼ねる形の発光層に用いてもよい。   The polymer I and copolymer II of the present invention are preferably used in a light emitting layer or a hole injecting and transporting layer. In this case, it can be used only for the light emitting layer or only for the hole injecting and transporting layer, and it is also preferable to use it for the hole injecting and transporting / light emitting layer that also serves as the hole injecting and transporting layer. In some cases, it may be used for a light emitting layer that also serves as a hole injecting and transporting layer, a light emitting layer and an electron injecting and transporting layer.

一方、本発明の重合体III は、正孔注入輸送層に用いることが好ましい。   On the other hand, the polymer III of the present invention is preferably used for a hole injecting and transporting layer.

まず、本発明の重合体I、共重合体IIを発光層に用いる場合について説明する。この場合発光層には他の蛍光性物質を併用してもよい。このような蛍光性物質としては、例えば、特開昭63−264692号公報に開示されているような化合物、例えば、クマリン、キナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも1種が挙げられる。また、例えば、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘導体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等の金属錯体色素などの有機蛍光体である。このような蛍光性物質の含有量は、本発明の重合体I、共重合体IIの5モル%以下とすることが好ましい。このような化合物を適宜選択して添加することにより、発光光を長波長側にシフトすることができる。   First, the case where the polymer I and the copolymer II of the present invention are used in a light emitting layer will be described. In this case, another fluorescent substance may be used in combination in the light emitting layer. As such a fluorescent substance, for example, at least one selected from compounds such as compounds disclosed in JP-A 63-264692, for example, compounds such as coumarin, quinacridone, rubrene, and styryl dyes may be used. Can be mentioned. In addition, organic phosphors such as metal complex dyes such as tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, 12-phthaloperinone derivatives, and tris (8-quinolinolato) aluminum. The content of such a fluorescent substance is preferably 5 mol% or less of the polymer I and copolymer II of the present invention. By appropriately selecting and adding such a compound, emitted light can be shifted to the long wavelength side.

また、発光層には、一重項酸素クエンチャーが含有されていてもよい。このようなクエンチャーとしては、ニッケル錯体や、ルブレン、ジフェニルイソベンゾフラン、三級アミン等が挙げられる。このようなクエンチャーの含有量は、本発明の重合体I、共重合体IIの10モル%以下とすることが好ましい。   The light emitting layer may contain a singlet oxygen quencher. Examples of such quenchers include nickel complexes, rubrene, diphenylisobenzofuran, and tertiary amines. The content of such a quencher is preferably 10 mol% or less of the polymer I and copolymer II of the present invention.

本発明の重合体I、共重合体IIを発光層に用いる場合、正孔注入輸送層および電子注入輸送層には、通常の有機EL素子に用いられている各種有機化合物、例えば、特開昭63−295695号公報、特開平2−191694号公報、特開平3−792号公報等に記載されている各種有機化合物用いることができる。例えば、正孔注入輸送層には、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体等を用いることができ、また、電子注入輸送層には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムなどの有機金属錯体誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体等を用いることができる。   When the polymer I and copolymer II of the present invention are used in the light emitting layer, the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer include various organic compounds used in ordinary organic EL devices, for example, Various organic compounds described in JP-A 63-295695, JP-A-2-191694, JP-A-3-792 and the like can be used. For example, an aromatic tertiary amine, a hydrazone derivative, a carbazole derivative, a triazole derivative, an imidazole derivative, an oxadiazole derivative having an amino group, or the like can be used for the hole injecting and transporting layer. Can be used organometallic complex derivatives such as tris (8-quinolinolato) aluminum, oxadiazole derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, perylene derivatives, fluorene derivatives, and the like.

このほか、正孔注入輸送層には、本発明の重合体I、共重合体II、重合体IIIを用いることもできる。また、正孔注入輸送層を別途設けることなく、発光層を正孔注入輸送層と兼ねる形とすることも好ましい。   In addition, the polymer I, copolymer II, and polymer III of the present invention can also be used for the hole injecting and transporting layer. In addition, it is also preferable that the light emitting layer also serves as the hole injecting and transporting layer without separately providing the hole injecting and transporting layer.

正孔注入輸送層を正孔注入層と正孔輸送層とに分けて設層する場合は、正孔注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、陽極(ITO等)側からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ましい。また陽極表面には薄膜性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順については、正孔注入輸送層を2層以上設けるときも同様である。このような積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リークの発生や部分的非発光部(ダークスポット)の発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、蒸着を用いているので1〜10nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとすることができるため、正孔注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。   When the hole injecting and transporting layer is divided into a hole injecting layer and a hole transporting layer, a preferred combination can be selected from the compounds for the hole injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to laminate in order of a compound layer having a small ionization potential from the anode (ITO or the like) side. Further, it is preferable to use a compound having a good thin film property on the anode surface. Such a stacking order is the same when two or more hole injection / transport layers are provided. By adopting such a stacking order, the driving voltage is lowered, and the occurrence of current leakage and the generation / growth of a partial non-light emitting portion (dark spot) can be prevented. In addition, in the case of forming an element, since vapor deposition is used, a thin film of about 1 to 10 nm can be made uniform and pinhole-free, so that the ion injection potential is small in the hole injection layer and the visible portion has absorption. Even if such a compound is used, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a change in color tone of light emission or reabsorption.

電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、陰極側から電子親和力の値の大きい化合物の層の順に積層することが好ましい。このような積層順については電子注入輸送層を2層以上設けるときも同様である。   When the electron injecting and transporting layer is divided into an electron injecting layer and an electron transporting layer, a preferred combination can be selected from the compounds for the electron injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to laminate in the order of the layer of the compound having a large electron affinity value from the cathode side. Such a stacking order is the same when two or more electron injecting and transporting layers are provided.

次に、本発明の重合体I、共重合体II、重合体III を正孔注入輸送層に用いる場合について説明する。この場合、正孔注入輸送層には、前記したような正孔注入輸送材料を併用することができる。また、このような正孔注入輸送材料を用いた正孔注入輸送層と積層することもできる。特に好ましいのは、陽極表面に本発明の重合体を用いた第一正孔注入輸送層を形成し、さらに前記したような他の正孔注入輸送材料を用いた第二正孔注入輸送層を積層することである。このような積層した構成とすることにより、正孔注入輸送機能が向上し素子としての性能が向上する。さらに、ITO等の陽極表面の荒れをカバーし、上部に積層する有機化合物層を安定化する。   Next, the case where the polymer I, the copolymer II, and the polymer III of the present invention are used for the hole injecting and transporting layer will be described. In this case, the hole injection / transport material as described above can be used in combination for the hole injection / transport layer. Moreover, it can also laminate | stack with the positive hole injection transport layer using such a positive hole injection transport material. Particularly preferably, a first hole injection / transport layer using the polymer of the present invention is formed on the anode surface, and a second hole injection / transport layer using another hole injection / transport material as described above is further formed. It is to laminate. With such a laminated structure, the hole injection / transport function is improved and the performance as an element is improved. Furthermore, the rough surface of the anode surface such as ITO is covered, and the organic compound layer laminated on the upper portion is stabilized.

特に、積層構成における第二正孔注入輸送材料としてはテトラフェニルジアミノビフェニル誘導体(TPD)等の芳香族三級アミンなどが好ましい。このような化合物は、通常本発明の重合体よりもイオン化ポテンシャルが同等となるか、大きくなるので、本発明の重合体を適宜選択することによって好ましい組合せを選択することができるからである。   In particular, an aromatic tertiary amine such as tetraphenyldiaminobiphenyl derivative (TPD) is preferable as the second hole injecting and transporting material in the laminated structure. This is because such a compound usually has an ionization potential that is equal to or greater than that of the polymer of the present invention, and therefore a preferred combination can be selected by appropriately selecting the polymer of the present invention.

本発明の重合体は、イオン化ポテンシャルIpの絶対値が4.8〜5.4eV程度、電子親和力Eaの絶対値が1.8〜3.0eV程度のものである。   The polymer of the present invention has an ionization potential Ip having an absolute value of about 4.8 to 5.4 eV and an electron affinity Ea of about 1.8 to 3.0 eV.

本発明の重合体を正孔注入輸送層に用いる場合、発光層に用いる蛍光性物質は、前記したようにより長波長の蛍光をもつものから選択すればよく、例えば、前記した発光層において本発明の重合体I、共重合体IIと併用される蛍光性物質の1種以上から適宜選択すればよい。このような発光層としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等を用いたものであってよく、このような発光層は電子注入輸送層を兼ねる電子注入輸送・発光層であってもよい。なお、本発明の重合体を正孔注入輸送層に用いる場合、発光層にも本発明の重合体I、共重合体IIを用いることができる。また、電子注入輸送層には前記の電子注入輸送材料を用いることができる。その他の構成については、本発明の重合体を発光層に用いる場合と同様である。   When the polymer of the present invention is used for the hole injecting and transporting layer, the fluorescent substance used for the light emitting layer may be selected from those having longer wavelength fluorescence as described above. What is necessary is just to select suitably from 1 or more types of the fluorescent substance used together with the polymer I of this, and the copolymer II. Such a light-emitting layer may be one using tris (8-quinolinolato) aluminum or the like, and such a light-emitting layer may be an electron injection / transport / light-emitting layer that also serves as an electron injection / transport layer. In addition, when using the polymer of this invention for a positive hole injection transport layer, the polymer I of this invention and the copolymer II can also be used for a light emitting layer. In addition, the above-described electron injection / transport material can be used for the electron injection / transport layer. About another structure, it is the same as that of the case where the polymer of this invention is used for a light emitting layer.

発光層の厚さ、正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によっても異なるが、1層当たり、通常、1〜1000nm程度、特に8〜200nmとすることが好ましい。   The thickness of the light-emitting layer, the thickness of the hole injecting and transporting layer, and the thickness of the electron injecting and transporting layer are not particularly limited and vary depending on the forming method, but usually about 1 to 1000 nm, particularly 8 to 200 nm, per layer. It is preferable that

正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の厚さと同程度もしくは1/10〜10倍程度とすればよい。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は20nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で100nm程度、輸送層で1000nm程度である。このような膜厚については、注入輸送層を2層設け、第一および第二注入輸送層とする場合も同じである。   The thickness of the hole injecting and transporting layer and the thickness of the electron injecting and transporting layer may be about the same as the thickness of the light emitting layer or about 1/10 to 10 times depending on the design of the recombination / light emitting region. When the injection layer and the transport layer for electrons or holes are separated, the injection layer is preferably 1 nm or more, and the transport layer is preferably 20 nm or more. In this case, the upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer is usually about 100 nm for the injection layer and about 1000 nm for the transport layer. Such a film thickness is the same when two injecting and transporting layers are provided to form the first and second injecting and transporting layers.

また、組み合わせる発光層や電子注入輸送層や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度(イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる)を考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にできる。   In addition, the recombination region and light emission can be controlled by controlling the film thickness while considering the carrier mobility and carrier density (determined by the ionization potential and electron affinity) of the light-emitting layer, electron injection transport layer, and hole injection transport layer to be combined. The region can be designed freely, and it is possible to design the light emission color, control the light emission luminance / light emission spectrum by the interference effect of both electrodes, and control the spatial distribution of light emission.

本発明において、電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物とを併用する場合、より具体的には、電子注入輸送性化合物を含有する層と正孔注入輸送性化合物を含有する層とを有するEL素子においては、これらの層に含有される電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物とのイオン化ポテンシャルIpの差もしくは電子親和力Eaの差、またはこれらの両者の差は0.2eV以上であることが好ましい。   In the present invention, when an electron injecting and transporting compound and a hole injecting and transporting compound are used in combination, more specifically, a layer containing an electron injecting and transporting compound and a layer containing a hole injecting and transporting compound are included. In the EL element, the difference in ionization potential Ip or the electron affinity Ea between the electron injecting and transporting compound and the hole injecting and transporting compound contained in these layers, or the difference between them is 0.2 eV or more. It is preferable that

これら両化合物同士のIp差、Ea差を上記範囲とすることによって、電子注入輸送層と正孔注入輸送層との組合せのように、電子注入輸送性化合物を含有する層と正孔注入性化合物を含有する層のエネルギー状態(レベル)が最適化されて、界面におけるキャリアブロッキング効果が高まり、極性的に劣勢あるいは不安定なキャリアの注入はより起こりにくくなるので、各層の有機化合物がダメージを受けにくくなり、キャリア再結合領域や発光領域で、キャリアや励起子の失活ポイントを生じにくくなる。その結果、安定した発光が得られ、寿命が大幅に向上する。これに対し、これらの差が小さくなると、界面におけるキャリアブロッキング効果が得られなくなる。   By setting the Ip difference and Ea difference between these two compounds within the above ranges, a layer containing an electron injecting and transporting compound and a hole injecting compound, such as a combination of an electron injecting and transporting layer and a hole injecting and transporting layer Since the energy state (level) of the layer containing the carrier is optimized, the carrier blocking effect at the interface is enhanced, and the injection of carriers that are polarly inferior or unstable is less likely to occur, so that the organic compound in each layer is damaged. It becomes difficult to generate deactivation points of carriers and excitons in the carrier recombination region and the light emitting region. As a result, stable light emission is obtained, and the lifetime is greatly improved. On the other hand, when these differences are reduced, the carrier blocking effect at the interface cannot be obtained.

上記において、電子注入輸送性化合物を含有する層および正孔注入輸送性化合物を含有する層のいずれか一方あるいは両方が2層以上存在する場合は、電子注入輸送性化合物を含有する層の少なくとも1層と正孔注入輸送性化合物を含有する層の少なくとも1層との間で上記関係を満たせばよいが、より近接する層同士で上記関係を満たすことが好ましい。   In the above, when one or both of the layer containing the electron injecting and transporting compound and the layer containing the hole injecting and transporting compound are present in two or more layers, at least one of the layers containing the electron injecting and transporting compound The above relationship may be satisfied between the layer and at least one of the layers containing the hole injecting / transporting compound, but it is preferable that the layers closer to each other satisfy the above relationship.

特に、正孔注入輸送層と電子注入輸送・発光層、電子注入輸送層と正孔注入輸送・発光層、等のように、電子注入輸送性化合物を含有する層と正孔注入輸送性化合物を含有する層とが積層された構成において、上記各層中の電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物とのIp差、Ea差を上記範囲とすることが好ましい。   In particular, a layer containing an electron injecting and transporting compound and a hole injecting and transporting compound such as a hole injecting and transporting layer and an electron injecting and transporting / emitting layer, an electron injecting and transporting layer and a hole injecting and transporting / light emitting layer, etc. In the structure in which the layers to be contained are stacked, it is preferable that the Ip difference and Ea difference between the electron injecting and transporting compound and the hole injecting and transporting compound in each of the above layers are in the above range.

より近接した層同士、特に積層構成では、界面におけるキャリアブロッキング効果が発揮されやすいからである。   This is because the carrier blocking effect at the interface is easily exhibited in the layers closer to each other, particularly in the laminated configuration.

さらには、上記の積層構成は、本発明の重合体を含有する正孔注入輸送層を第一正孔注入輸送層とした場合に適用することが好ましく、具体的には、この第一正孔注入輸送層上に、上記の正孔注入輸送性化合物を含有する層を例えば第二正孔注入輸送層等として設け、さらにこの上に積層して上記の電子注入輸送性化合物を含有する層を設けることが好ましい。   Furthermore, it is preferable to apply the above laminated structure when the hole injecting and transporting layer containing the polymer of the present invention is a first hole injecting and transporting layer. A layer containing the above hole injecting and transporting compound is provided as, for example, a second hole injecting and transporting layer on the injecting and transporting layer, and a layer containing the above electron injecting and transporting compound is further laminated thereon. It is preferable to provide it.

このような構成とすることによって、上記のキャリアブロッキング効果に加え、さらに素子の安定化効果を得ることができる。   By adopting such a configuration, in addition to the carrier blocking effect described above, an element stabilizing effect can be further obtained.

上記における電子注入輸送性化合物は、前記の電子注入輸送材料のなかから、また正孔注入輸送性化合物は、前記の正孔注入輸送材料のなかから選択して用いることができる。また、場合によっては本発明の重合体から選択して用いてもよい。さらに、電子注入輸送性化合物、正孔注入輸送性化合物は各々1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。   The electron injecting and transporting compound can be selected from the above electron injecting and transporting materials, and the hole injecting and transporting compound can be selected from the above hole injecting and transporting materials. In some cases, the polymer of the present invention may be selected and used. Further, each of the electron injecting and transporting compound and the hole injecting and transporting compound may be used alone or in combination of two or more.

なお、上記各層において、電子注入輸送性化合物または正孔注入輸送性化合物を2種以上含有させるとき、上記のIp差、Ea差は、通常、主成分となる化合物(通常50wt% 以上の含有量)についての値を用いて求める。   When each of the above layers contains two or more electron injection / transport compounds or hole injection / transport compounds, the above Ip difference and Ea difference are usually the main component (content of usually 50 wt% or more). ).

上記の差のなかでも、いずれかが上記範囲にあればよいが、特には両方の差が上記範囲にあることが好ましい。また、特に電子注入輸送材料としてトリス(8−キノリノラト)アルミニウムを用いるときはIpの差が上記範囲にあることが好ましい。   Any of the above differences may be in the above range, but it is particularly preferable that both the differences are in the above range. In particular, when tris (8-quinolinolato) aluminum is used as the electron injecting and transporting material, the difference in Ip is preferably in the above range.

このときの差の上限値には特に制限はないが、通常1eV程度であり、上記の差はいずれも0.2〜1eVの範囲にあることが好ましい。   The upper limit of the difference at this time is not particularly limited, but is usually about 1 eV, and it is preferable that all of the above differences are in the range of 0.2 to 1 eV.

上記において用いる正孔注入輸送材料は、一般にイオン化ポテンシャルIpの絶対値が5.4eV以下であり、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムとの組合せで用いる場合は特にこの値のものであることが好ましい。この値の下限には特に制限はないが、通常は4.8eV程度であり、この値は4.8〜5.4eVの範囲にあることが好ましい。   The hole injecting and transporting material used in the above generally has an ionization potential Ip of an absolute value of 5.4 eV or less, and this value is particularly preferable when used in combination with tris (8-quinolinolato) aluminum. The lower limit of this value is not particularly limited, but is usually about 4.8 eV, and this value is preferably in the range of 4.8 to 5.4 eV.

また、正孔注入輸送材料の電子親和力Eaの絶対値は1.8〜3.0eV程度であることが好ましい。   The absolute value of the electron affinity Ea of the hole injecting and transporting material is preferably about 1.8 to 3.0 eV.

これに対し、正孔注入輸送材料とともに用いる電子注入輸送材料は、通常、イオン化ポテンシャルIpの絶対値が5.4〜6.5eVの範囲、電子親和力Eaの絶対値が2.5〜3.5eVの範囲にあるものから選択することが好ましい。   On the other hand, the electron injecting and transporting material used together with the hole injecting and transporting material usually has an ionization potential Ip in an absolute value range of 5.4 to 6.5 eV and an electron affinity Ea in an absolute value of 2.5 to 3.5 eV. It is preferable to select from those within the range.

特に、上記の構成において電子注入輸送材料としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを用いることが好ましい。この錯体のイオン化ポテンシャルIpの絶対値は通常5.6〜5.7eV程度であり、電子親和力Eaの絶対値は2.9〜3.0eV程度である。   In particular, tris (8-quinolinolato) aluminum is preferably used as the electron injecting and transporting material in the above configuration. The absolute value of the ionization potential Ip of this complex is usually about 5.6 to 5.7 eV, and the absolute value of the electron affinity Ea is about 2.9 to 3.0 eV.

上記において、好ましい正孔注入輸送材料と電子注入輸送材料との組合せは以下のとおりである。   In the above, preferred combinations of the hole injecting and transporting material and the electron injecting and transporting material are as follows.

[電子注入輸送材料 正孔注入輸送材料]
(1)トリス(8-キノリノラト)アルミニウム N,N'-ヒ゛ス(m-メチルフェニル)-N,N'-シ゛フェニル- 1,1'-ヒ゛フェニル-4,4'-シ゛アミン(2) トリス(8-キノリノラト)アルミニウム 1,1'-ヒ゛ス(4-シ゛-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン(3) トリス(8-キノリノラト)アルミニウム N,N'-ヒ゛ス(p-t-フ゛チルフェニル)-N,N'-シ゛フェニル- 1,1'-ヒ゛フェニル-4,4'-シ゛アミン(4) トリス(8-キノリノラト)アルミニウム N,N'-ヒ゛ス(p-n-フ゛チルフェニル)-N,N'-シ゛フェニル- 1,1'-ヒ゛フェニル-4,4'-シ゛アミン
[Electron injection and transport material Hole injection and transport material]
(1) Tris (8-quinolinolato) aluminum N, N'-bis (m-methylphenyl) -N, N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (2) Tris (8- Quinolinolato) aluminum 1,1'-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane (3) Tris (8-quinolinolato) aluminum N, N'-bis (pt-butylphenyl) -N, N'-diphenyl -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (4) Tris (8-quinolinolato) aluminum N, N'-bis (pn-butylphenyl) -N, N'-diphenyl-1,1'-biphenyl -4,4'-diamine

本発明においては、電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物との混合物を含有する混合層を設けることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to provide a mixed layer containing a mixture of an electron injecting and transporting compound and a hole injecting and transporting compound.

このとき、混合層にはキャリアのホッピング伝導パスができることになるので、各キャリアは極性的により優勢な物質中を移動する。すなわち正孔は正孔注入輸送性固体中を、また電子は電子注入輸送性固体中を移動することになり、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるので、各有機化合物がダメージを受けにくくなり、キャリア再結合領域や発光領域で、キャリアや励起子の失活ポイントを生じにくくなる。その結果、安定した発光が得られ、寿命が大幅に向上する。   At this time, since a hopping conduction path of carriers is formed in the mixed layer, each carrier moves in a material that is more dominant in polarity. In other words, holes move in the hole injecting and transporting solid, and electrons move in the electron injecting and transporting solid, so that carrier injection with the opposite polarity is less likely to occur, so each organic compound is less likely to be damaged. In addition, deactivation points of carriers and excitons are hardly generated in the carrier recombination region and the light emitting region. As a result, stable light emission is obtained, and the lifetime is greatly improved.

上記の混合層は、発光層であることが好ましく、電子注入輸送性化合物および正孔注入輸送性化合物のうちの一方、あるいは両方が発光機能を併せ持つことが好ましい。   The mixed layer is preferably a light emitting layer, and preferably one or both of an electron injecting and transporting compound and a hole injecting and transporting compound have a light emitting function.

上記の混合層における電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物との混合比は、キャリアの移動度にもよるが、重量比で、電子注入輸送性化合物:正孔注入輸送性化合物が60:40〜40:60であることが好ましく、特には50:50程度であることが好ましい。   The mixing ratio of the electron injecting / transporting compound and the hole injecting / transporting compound in the above mixed layer depends on the mobility of carriers, but the weight ratio of the electron injecting / transporting compound: hole injecting / transporting compound is 60. Is preferably 40 to 40:60, and particularly preferably about 50:50.

この混合に供する電子注入輸送性化合物は、前記の電子注入輸送材料のなかから、また正孔注入輸送性化合物は、前記の正孔注入輸送材料のなかから選択して用いることができる。また、場合によっては本発明の重合体から選択して用いてもよい。さらに、混合層において、電子注入輸送性化合物、正孔注入輸送性化合物は各々1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。また、混合層には発光強度を高めるために、蛍光性物質をドープして用いてもよい。このときの蛍光性物質としてはルブレンが好ましい。   The electron injecting and transporting compound used for the mixing can be selected from the above electron injecting and transporting materials, and the hole injecting and transporting compound can be selected from the above hole injecting and transporting materials. In some cases, the polymer of the present invention may be selected and used. Furthermore, in the mixed layer, each of the electron injecting and transporting compound and the hole injecting and transporting compound may be used alone or in combination of two or more. The mixed layer may be doped with a fluorescent substance in order to increase the emission intensity. In this case, rubrene is preferred as the fluorescent substance.

上記の混合層に用いる正孔注入輸送材料と電子注入輸送材料とのイオン化ポテンシャルIpの差もしくは電子親和力Eaの差、またはこれら両者の差は、0.2eV以上であることが好ましい。   The difference in ionization potential Ip or electron affinity Ea between the hole injecting and transporting material used in the mixed layer and the electron injecting and transporting material, or the difference between them is preferably 0.2 eV or more.

材料同志のIp差、Ea差を上記範囲とすることによって、先に述べたキャリアのブロッキング効果に加え、各キャリアが極性的により優勢な物質中を移動する効果が向上し、発光がさらに安定化するとともに、素子の寿命がさらに向上する。これに対し、これらの差が小さすぎると、上記のようなキャリアのブロッキングや移動の効果が得られにくくなる。   By making the Ip difference and Ea difference between the materials within the above ranges, in addition to the carrier blocking effect described above, the effect of each carrier moving in a more dominant substance is improved, and the light emission is further stabilized. In addition, the lifetime of the element is further improved. On the other hand, if these differences are too small, it is difficult to obtain the effects of carrier blocking and movement as described above.

上記の差のなかでも、いずれかが上記範囲にあればよいが、特には両方の差が上記範囲にあることが好ましいこと、また、特に電子注入輸送材料としてトリス(8−キノリノラト)アルミニウムを用いるときはIpの差が上記範囲にあることが好ましいこと、さらにはIpおよびEaの差の上限値あるいはIpおよびEaの絶対値、また電子注入輸送材料としてトリス(8−キノリノラト)アルミニウムを用いることが好ましいことや併用する正孔注入輸送材料と電子注入輸送材料との好ましい組合せ例については、前記と同じである。   Any of the above differences may be in the above range, but it is particularly preferable that both the differences are in the above range, and tris (8-quinolinolato) aluminum is particularly used as the electron injecting and transporting material. In some cases, it is preferable that the difference of Ip is in the above range, and further, the upper limit value of the difference between Ip and Ea or the absolute value of Ip and Ea, and tris (8-quinolinolato) aluminum as the electron injection / transport material. Preferred examples and preferred combinations of the hole injecting and transporting material and electron injecting and transporting material used in combination are the same as described above.

本発明において、上記のような混合層を設ける場合、混合層を発光層として、電子注入輸送層と正孔注入輸送層との間に、挟み込むようにして設けることが好ましい。そして、混合層は接する両層の電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物とを用いて混合したものであることが好ましい。さらには、上記の正孔注入輸送層は、本発明の重合体を正孔注入輸送材料とする第一正孔注入輸送層上に、第二正孔注入輸送層として設層することが好ましい。   In the present invention, when the mixed layer as described above is provided, it is preferable to provide the mixed layer as a light emitting layer so as to be sandwiched between the electron injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer. And it is preferable that a mixed layer mixes using the electron injection transport compound and hole injection transport compound of both layers which contact | connect. Further, the hole injecting and transporting layer is preferably formed as a second hole injecting and transporting layer on the first hole injecting and transporting layer using the polymer of the present invention as a hole injecting and transporting material.

また、混合層の形成方法としては、異なる蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸発温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ蒸着ボート内で混合させておき、蒸着することもできる。   In addition, as a method for forming the mixed layer, co-evaporation is preferably performed by evaporating from different deposition sources. However, if the vapor pressure (evaporation temperature) is the same or very close, the mixture is previously mixed in the same deposition boat, It can also be deposited.

上記の混合層においては、両化合物を均一に混合することが好ましいが、場合によっては化合物を島状に存在させてもよい。また、混合層の厚さは、分子層一層に相当する厚みから、有機化合物層の膜厚未満とすることが好ましく、具体的には1〜85nmとすることが好ましく、さらには5〜60nm、特には5〜50nmとすることが好ましい。なお、混合層は、素子中に存在する有機化合物層の一部とすることが好ましく、有機化合物層をすべて混合層とすると高輝度な均一発光が得られにくくなることもある。   In the mixed layer, it is preferable to mix both compounds uniformly, but in some cases, the compounds may be present in an island shape. Further, the thickness of the mixed layer is preferably less than the thickness of the organic compound layer from the thickness corresponding to one molecular layer, specifically 1 to 85 nm, more preferably 5 to 60 nm, In particular, the thickness is preferably 5 to 50 nm. Note that the mixed layer is preferably a part of the organic compound layer present in the device. If all the organic compound layers are mixed layers, it may be difficult to obtain uniform emission with high luminance.

本発明におけるイオン化ポテンシャルIpは、白橋、磯部、宇田、電子材料、123(1985)の記載に従う低エネルギー電子分光装置「 Model AC-1 」(理研計器製)を用い、10〜200nm厚の化合物単層の蒸着膜をITO透明電極を有する基板やスライドガラスなどの上に成膜したサンプルを使用して測定した値である。   The ionization potential Ip in the present invention is obtained by using a low energy electron spectrometer “Model AC-1” (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) according to the description of Shirahashi, Isobe, Uda, Electronic Materials, 123 (1985). It is the value measured using the sample which formed the vapor deposition film of the layer on the board | substrate which has an ITO transparent electrode, or a slide glass.

上記の低エネルギー電子分光装置は、図2に示す構成のものである。   The low-energy electron spectroscopy apparatus has the configuration shown in FIG.

図2に示すように、分光装置10は、紫外線ランプ11、モノクロメータ12、検出器13、低エネルギー電子計数装置14、制御装置15、演算表示装置16およびX−Yステージ17により構成され、X−Yステージ上にサンプルSを載置して測定を行うものである。   As shown in FIG. 2, the spectroscopic device 10 includes an ultraviolet lamp 11, a monochromator 12, a detector 13, a low energy electronic counter 14, a control device 15, a calculation display device 16, and an XY stage 17. -The sample S is mounted on the Y stage to perform measurement.

紫外線ランプ11には重水素ランプを用い、このランプから出た光をモノクロメータ12により200〜360nmの任意の波長に分光し、サンプルS表面に照射する。200〜360nmの光は、E=hν=h(c/λ)(E:エネルギー,h:プランク定数,ν:振動数,λ:波長)の式を用いてエネルギーに換算すると、各々6.2〜3.4eVとなる。この光を励起エネルギーの低い方から高い方に向かってスイープしていくと、あるエネルギーで光電効果による電子放出が始まる。このエネルギーが一般に光電的仕事関数といわれる値である。このようにして放出された光電子を検出器13および低エネルギー電子計数装置14を用いて計数し、バックグランド補正やデッドタイム中の数え落としの補正などの演算をした後、図3に示すような励起エネルギー・放出電子量特性(基本特性)を演算表示装置16のディスプレイ上に表示する。   A deuterium lamp is used as the ultraviolet lamp 11, and the light emitted from this lamp is dispersed into an arbitrary wavelength of 200 to 360 nm by the monochromator 12 and irradiated on the surface of the sample S. When light of 200 to 360 nm is converted into energy using an equation of E = hν = h (c / λ) (E: energy, h: Planck's constant, ν: frequency, λ: wavelength), each is 6.2. ~ 3.4 eV. When this light is swept from the lower excitation energy toward the higher one, electron emission due to the photoelectric effect starts at a certain energy. This energy is a value generally called a photoelectric work function. The photoelectrons thus emitted are counted using the detector 13 and the low-energy electron counting device 14, and after performing calculations such as background correction and correction of counting down during the dead time, as shown in FIG. Excitation energy and emitted electron quantity characteristics (basic characteristics) are displayed on the display of the arithmetic display device 16.

基本特性に示すように、この光電子放出率( Count Per Second : CPS )と励起エネルギー(eV)の関係は、縦軸を光電子放出率のn乗(CPS)nとし、横軸を励起エネルギーとすると、直線関係で表すことができる。ここで、nの値は通常1/2を採用している。 As shown in the basic characteristics, the light emission rate (C ount P er S econd: CPS) relationship of the excitation energy (eV) is the vertical axis n-th power of the light emission rate and (CPS) n, excites the transverse axis If it is energy, it can be expressed by a linear relationship. Here, the value of n usually adopts 1/2.

なお制御装置15は、モノクロメータ12の波長駆動、X−Yステージ17によるサンプル位置の制御および低エネルギー電子係数装置14の計数制御を行っている。   The control device 15 performs wavelength driving of the monochromator 12, control of the sample position by the XY stage 17, and count control of the low energy electronic coefficient device 14.

従って、本発明では、図3から得られる光電的仕事関数をイオン化ポテンシャルIpとする。   Therefore, in the present invention, the photoelectric work function obtained from FIG. 3 is defined as the ionization potential Ip.

一方、本発明における電子親和力Eaは、分光学的方法から測定したものであり、紫外(UV)吸収スペクトルの吸収端からエネルギーギャップを計算して求めたものである。   On the other hand, the electron affinity Ea in the present invention is measured by a spectroscopic method, and is obtained by calculating an energy gap from an absorption edge of an ultraviolet (UV) absorption spectrum.

本発明では、ルブレンを有機化合物層にドープすることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to dope rubrene into the organic compound layer.

ドープは有機化合物層全域に行ってよく、好ましくは、正孔注入輸送層全域とするのがよい。後述のとおり、特にキャリア再結合領域、発光領域およびその近傍、例えば正孔注入輸送層の有機化合物層との接触界面にルブレンが存在することが好ましいと考えられるので必ずしも正孔注入輸送層全域とする必要はなく、正孔注入輸送層の、これに接する発光層(電子注入輸送層を兼ねる場合も含む。)、もしくは電子注入輸送層(正孔注入輸送層が発光層を兼ねる場合)側の半分の領域としてもよいが、通常は正孔注入輸送層全域とする。また、場合によっては、正孔注入輸送層全域または正孔注入輸送層の、これに接する発光層もしくは電子注入輸送層側の半分の領域と、発光層もしくは電子注入輸送層の正孔注入輸送層側半分の領域とすることもできる。特に、正孔注入輸送層において、正孔注入輸送材料とルブレンとの併用は好ましく、本発明の重合体を用いた第一正孔注入輸送層上に、ルブレンをドープした第二正孔注入輸送層を設けることが好ましい。   Doping may be performed on the entire organic compound layer, and preferably on the entire hole injecting and transporting layer. As will be described later, it is considered that rubrene is preferably present at the contact interface between the carrier recombination region, the light emitting region and the vicinity thereof, for example, the organic compound layer of the hole injection transport layer. There is no need to do this, and the hole-injecting and transporting layer on the side of the light-emitting layer (including the case where the electron-injecting and transporting layer also serves as the electron-injecting and transporting layer), Although it may be a half region, it is generally the whole hole injection transport layer. In some cases, the entire region of the hole injecting and transporting layer or the hole injecting and transporting layer, a half region on the side of the light emitting layer or the electron injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer of the light emitting layer or the electron injecting and transporting layer It can also be a side half area. In particular, in the hole injecting and transporting layer, the combined use of the hole injecting and transporting material and rubrene is preferable, and the second hole injecting and transporting doped with rubrene on the first hole injecting and transporting layer using the polymer of the present invention. It is preferable to provide a layer.

ルブレンのドーピング濃度は、ルブレンが濃度消光を起こすことから高濃度の使用は好ましくなく、ドープ層全体に対し0.1〜50wt% とすることが好ましく、さらには0.1〜30wt% 、特には0.1〜20wt% とすることが好ましい。   The doping concentration of rubrene is not preferred because rubrene causes concentration quenching, and it is preferably 0.1 to 50 wt%, more preferably 0.1 to 30 wt%, particularly about the entire doping layer. It is preferable to set it as 0.1-20 wt%.

前述のように、本発明において、好ましくは正孔注入輸送層等の正孔注入輸送性化合物を含有する層と電子注入輸送層等の電子注入輸送性化合物を含有する層とのイオン化ポテンシャルIpの差もしくは電子親和力Eaの差、またはこれら両者の差が最適化されて、界面におけるキャリアブロッキング効果が高まり、極性的に劣勢あるいは不安定なキャリアの注入は起こりにくくなるので、各層の有機化合物がダメージを受けにくくなり、キャリア再結合領域や発光領域で、キャリアや励起子の失活ポイントを生じにくくなる。これに加え、特にルブレンをドープする場合、ルブレンはバイポーラーな輸送性を有しており、ルブレンでもキャリア再結合が起こるので、その分さらに有機化合物が受けるダメージは少なくなる。また、さらにルブレンがキャリア再結合領域近傍に存在するため、励起子からルブレンへのエネルギー移動が起こり、非放射的失活が少なくなり、その結果、安定した発光が得られ、寿命が大幅に向上する。   As described above, in the present invention, the ionization potential Ip between the layer containing a hole injection / transport compound such as a hole injection / transport layer and the layer containing an electron injection / transport compound such as an electron injection / transport layer is preferably The difference or difference in electron affinity Ea, or the difference between the two is optimized to increase the carrier blocking effect at the interface, and the inferior or unstable carrier injection is less likely to occur. It becomes difficult to receive deactivation points of carriers and excitons in the carrier recombination region and the light emitting region. In addition, particularly when rubrene is doped, rubrene has a bipolar transport property, and rubrene also causes carrier recombination, so that the organic compound is further damaged less. In addition, since rubrene is present in the vicinity of the carrier recombination region, energy transfer from excitons to rubrene occurs, resulting in less non-radiative deactivation, resulting in stable emission and a significant improvement in lifetime. To do.

本発明では、蛍光性物質としてルブレンを用いることが好ましいが、ルブレンのほか、他の蛍光性物質をドープしてもよい。   In the present invention, rubrene is preferably used as the fluorescent substance, but other fluorescent substances may be doped in addition to rubrene.

本発明において、陰極には、仕事関数の小さい材料、例えば、Li、Na、Mg、Al、Ag、Inあるいはこれらの1種以上を含む合金を用いることが好ましい。また、陰極は結晶粒が細かいことが好ましく、特に、アモルファス状態であることが好ましい。陰極の厚さは10〜1000nm程度とすることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a material having a low work function, for example, Li, Na, Mg, Al, Ag, In, or an alloy containing one or more of these materials for the cathode. Further, the cathode preferably has fine crystal grains, and particularly preferably in an amorphous state. The thickness of the cathode is preferably about 10 to 1000 nm.

EL素子を面発光させるためには、少なくとも一方の電極が透明ないし半透明である必要があり、上記したように陰極の材料には制限があるので、好ましくは発光光の透過率が80%以上となるように陽極の材料および厚さを決定することが好ましい。具体的には、例えば、ITO、SnO2 、Ni、Au、Pt、Pd、ドーパントをドープしたポリピロールなどを陽極に用いることが好ましい。また、陽極の厚さは10〜500nm程度とすることが好ましい。また、素子の信頼性を向上するために駆動電圧が低いことが必要であるが、好ましいものとして10〜30Ω/□のITOが挙げられる。 In order to cause the EL element to emit light, at least one of the electrodes needs to be transparent or translucent, and as described above, the cathode material is limited, so that the transmittance of emitted light is preferably 80% or more. It is preferable to determine the material and thickness of the anode so that Specifically, for example, ITO, SnO 2 , Ni, Au, Pt, Pd, polypyrrole doped with a dopant, or the like is preferably used for the anode. The thickness of the anode is preferably about 10 to 500 nm. Moreover, in order to improve the reliability of an element, it is necessary for a drive voltage to be low, However As a preferable thing, 10-30 ohms / square ITO is mentioned.

基板材料に特に制限はないが、図示例では基板側から発光光を取り出すため、ガラスや樹脂等の透明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルター膜や誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。   The substrate material is not particularly limited, but in the illustrated example, a transparent or translucent material such as glass or resin is used to extract emitted light from the substrate side. Further, the emission color may be controlled by using a color filter film or a dielectric reflection film on the substrate.

なお、基板に不透明な材料を用いる場合には、図1に示される積層順序を逆にしてもよい。   Note that when an opaque material is used for the substrate, the stacking order shown in FIG. 1 may be reversed.

次に、本発明のポリチオフェンを用いたEL素子の製造方法を説明する。   Next, a method for producing an EL element using the polythiophene of the present invention will be described.

陰極および陽極は、蒸着法やスパッタ法等の気相成長法により形成することが好ましい。   The cathode and the anode are preferably formed by vapor deposition such as vapor deposition or sputtering.

正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ましい。これにより、1〜10nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとすることができるので、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が0.1μm 以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.1μm を超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく低下する。なお、上記の結晶粒径の下限には特に制限はないが、通常0.001μm 程度である。   For the formation of the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer, and the electron injecting and transporting layer, it is preferable to use a vacuum deposition method because a homogeneous thin film can be formed. As a result, even a thin film of about 1 to 10 nm can be made uniform and pinhole-free, so that it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a change in color tone of light emission and reabsorption. When the vacuum deposition method is used, a homogeneous thin film having an amorphous state or a crystal grain size of 0.1 μm or less can be obtained. If the crystal grain size exceeds 0.1 μm, non-uniform light emission occurs, the drive voltage of the device must be increased, and the charge injection efficiency is also significantly reduced. The lower limit of the crystal grain size is not particularly limited, but is usually about 0.001 μm.

真空蒸着の条件は特に限定されないが、10-5Torr(10-3Pa)以下の真空度とし、蒸着速度は0.1〜1nm/sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くすることができる。 The conditions for vacuum deposition are not particularly limited, but it is preferable that the degree of vacuum is 10 −5 Torr (10 −3 Pa) or less and the deposition rate is about 0.1 to 1 nm / sec. Moreover, it is preferable to form each layer continuously in a vacuum. If formed continuously in a vacuum, impurities can be prevented from adsorbing to the interface of each layer, so that high characteristics can be obtained. In addition, the driving voltage of the element can be lowered.

これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着することが好ましい。   In the case of using a vacuum deposition method for forming each of these layers, when a plurality of compounds are contained in one layer, it is preferable to co-deposit each boat containing the compounds by individually controlling the temperature.

本発明の重合体を蒸着する際、好ましくは5〜40、さらに好ましくは5〜20のモノマー単位となって蒸着される。蒸着された化合物が上記化合物であることは、赤外吸収スペクトル(IR)、液体クロマトグラフィー、GPC、マススペクトル、蛍光スペクトル、吸収スペクトル等で確認できる。より具体的には、蒸着物をトルエン等の有機溶媒に溶解し、上記の方法による測定を行えばよい。   When depositing the polymer of the present invention, it is preferably deposited in the form of 5 to 40, more preferably 5 to 20, monomer units. It can be confirmed by infrared absorption spectrum (IR), liquid chromatography, GPC, mass spectrum, fluorescence spectrum, absorption spectrum, and the like that the deposited compound is the above compound. More specifically, the vapor-deposited material may be dissolved in an organic solvent such as toluene and measured by the above method.

本発明のEL素子は、通常、直流駆動型のEL素子として用いられるが、交流駆動またはパルス駆動することもできる。印加電圧は、通常、2〜20V 程度とされる。   The EL element of the present invention is usually used as a direct current drive type EL element, but can be alternating current driven or pulse driven. The applied voltage is usually about 2 to 20V.

以下、本発明の具体的実施例を比較例とともに示し、本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown together with comparative examples, and the present invention will be described in more detail.

参考例1>
厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1×10-6Torr(1.3×10-4Pa)まで減圧した。
< Reference Example 1>
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) with a thickness of 100 nm is ultrasonically cleaned with a neutral detergent, acetone, and ethanol, dried by boiling out from boiling ethanol, and fixed to a substrate holder of a vapor deposition apparatus. The pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr (1.3 × 10 −4 Pa).

次いで、化9の重合体III −1[ポリ(チオフェン−2,5−ジイル)]を蒸着速度0.2nm/secで30nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。   Subsequently, the polymer III-1 [poly (thiophene-2,5-diyl)] of Chemical formula 9 was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 30 nm to form a hole injection transport layer.

次いで、減圧状態を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送層を兼ねた発光層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited to a thickness of 50 nm at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to obtain a light-emitting layer that also served as an electron injecting and transporting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 200 nm to obtain a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、7V 、100mA/cm2で500cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax =501nm)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で3000時間以上安定しており、部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。 When a voltage was applied to the EL element and a current was passed, it was confirmed that 500 cd / m 2 of yellow green light emission (maximum light emission wavelength λmax = 501 nm) was observed at 7 V, 100 mA / cm 2 , and this light emission was in a dry nitrogen atmosphere. And was stable for 3000 hours or more, and there was no appearance or growth of a partial non-light-emitting portion.

参考例2>
厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1×10-6Torr(1.3×10-4Pa)まで減圧した。
< Reference Example 2>
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) with a thickness of 100 nm is ultrasonically cleaned with a neutral detergent, acetone, and ethanol, dried by boiling out from boiling ethanol, and fixed to a substrate holder of a vapor deposition apparatus. The pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr (1.3 × 10 −4 Pa).

次いで、化5の重合体I−1[ポリ(チオフェン−2,4−ジイル)]を蒸着速度0.2nm/secで30nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。   Next, the polymer I-1 [poly (thiophene-2,4-diyl)] of Chemical formula 5 was deposited at a deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 30 nm to form a hole injecting and transporting layer.

次いで、減圧状態を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送層を兼ねた発光層、すなわち電子注入輸送・発光層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited to a thickness of 50 nm at a deposition rate of 0.2 nm / sec, that is, a light emitting layer that also served as an electron injection transport layer, that is, electron injection transport / light emission. Layered.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 200 nm to obtain a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、8V 、100mA/cm2で800cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax =500nm)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で3000時間以上安定しており、部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。 When a voltage was applied to this EL element and current was passed, light emission of 800 cd / m 2 at 8 V, 100 mA / cm 2 (maximum light emission wavelength λmax = 500 nm) was confirmed, and this light emission was in a dry nitrogen atmosphere. And was stable for 3000 hours or more, and there was no appearance or growth of a partial non-light-emitting portion.

<実施例
厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1×10-6Torr(1.3×10-4Pa)まで減圧した。
<Example 1 >
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) with a thickness of 100 nm is ultrasonically cleaned with a neutral detergent, acetone, and ethanol, dried by boiling out from boiling ethanol, and fixed to a substrate holder of a vapor deposition apparatus. The pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr (1.3 × 10 −4 Pa).

次いで、化9の重合体III −1[ポリ(チオフェン−2,5−ジイル)]を10nmの厚さに蒸着し、第一正孔注入輸送層とした。   Subsequently, the polymer III-1 [poly (thiophene-2,5-diyl)] of Chemical formula 9 was deposited to a thickness of 10 nm to form a first hole injection transport layer.

次いで、N,N’−ビス(m−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD−1)を50nmの厚さに蒸着し、第二正孔注入輸送層とした。   Next, N, N′-bis (m-methylphenyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (TPD-1) was vapor-deposited to a thickness of 50 nm. A two-hole injection transport layer was obtained.

次いで、減圧状態を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送・発光層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited to a thickness of 50 nm at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to form an electron injection transport / light-emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 200 nm to obtain a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、7V 、100mA/cm2で3000cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax =500nm)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で1000時間まで、部分的非発光部の出現および成長は全く無く、安定な発光を示した。また、この素子と同様な10個の素子を発光させたところどの素子も電流リークは起こらなかった。 When a voltage was applied to this EL element and a current was applied, emission of 3000 cd / m 2 of yellow green color (maximum emission wavelength λmax = 500 nm) was confirmed at 7 V, 100 mA / cm 2 , and this emission was in a dry nitrogen atmosphere. Up to 1000 hours, there was no appearance and growth of a partial non-light emitting portion, and stable light emission was exhibited. Further, when 10 elements similar to this element were caused to emit light, no current leakage occurred in any of the elements.

参考例3
参考例1において、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムの発光層のほかに、電子注入輸送材料としてm−ビス[2−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール]ベンゼンを用い、電子注入輸送層を別途設けたEL素子を作製した。この場合、発光層の厚さは50nm、電子注入輸送層の厚さは10nmとし、電子注入輸送層は発光層と同様に蒸着により形成した。
< Reference Example 3 >
In Reference Example 1, in addition to the light-emitting layer of tris (8-quinolinolato) aluminum, m-bis [2- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole] benzene as an electron injecting and transporting material Was used to prepare an EL device in which an electron injecting and transporting layer was separately provided. In this case, the thickness of the light emitting layer was 50 nm, the thickness of the electron injecting and transporting layer was 10 nm, and the electron injecting and transporting layer was formed by vapor deposition in the same manner as the light emitting layer.

このような素子においても、参考例1と同等の良好な結果が得られた。 Even in such an element, the same good results as in Reference Example 1 were obtained.

<比較例1>
厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1×10-6Torr(1.3×10-4Pa)まで減圧した。
<Comparative Example 1>
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) with a thickness of 100 nm is ultrasonically cleaned with a neutral detergent, acetone, and ethanol, dried by boiling out from boiling ethanol, and fixed to a substrate holder of a vapor deposition apparatus. The pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr (1.3 × 10 −4 Pa).

次いで、N,N’−ビス(m−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD−1)を50nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。   Next, N, N′-bis (m-methylphenyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (TPD-1) was deposited to a thickness of 50 nm and positive A hole injection transport layer was obtained.

次いで、減圧状態を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送・発光層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited to a thickness of 50 nm at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to form an electron injection transport / light-emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 200 nm to obtain a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、18V 、100mA/cm2で2500cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax =505nm)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で100時間にて、部分的非発光部の出現および成長がみられた。また、この素子と同様な10個の素子を発光させたところ、300時間までに10個の素子すべてが電流リークを起こし、大幅な輝度の低下が起こった。 When a voltage was applied to the EL element and a current was passed, emission of 2500 cd / m 2 of yellow green (light emission maximum wavelength λmax = 505 nm) was confirmed at 18 V, 100 mA / cm 2 , and this light emission was in a dry nitrogen atmosphere. In 100 hours, the appearance and growth of partially non-light-emitting parts were observed. In addition, when 10 elements similar to this element were caused to emit light, all 10 elements leaked current by 300 hours, resulting in a significant reduction in luminance.

<実施例
厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、真空槽を1×10-6Torr(1.3×10-4Pa)まで減圧した。
<Example 2 >
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) having a thickness of 100 nm was ultrasonically cleaned using a neutral detergent, acetone, and ethanol. The substrate was lifted from boiling ethanol, dried, fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and the vacuum chamber was depressurized to 1 × 10 −6 Torr (1.3 × 10 −4 Pa).

まず、化9の重合体III −1[ポリ(チオフェン−2,5−ジイル)]を蒸着速度約0.1nm/secで約10nmの厚さに蒸着し、第一正孔注入輸送層とした。   First, the polymer III-1 [poly (thiophene-2,5-diyl)] of Chemical formula 9 was vapor-deposited to a thickness of about 10 nm at a vapor deposition rate of about 0.1 nm / sec to form a first hole injection transport layer. .

次いで、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサンを蒸着速度0.1〜0.2nm/secで約50nmの厚さに蒸着し、第二正孔注入輸送層とした。   Next, 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane was deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / sec to a thickness of about 50 nm to form a second hole injecting and transporting layer. .

さらに、減圧状態を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.1〜0.2nm/secで約50nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送・発光層とした。   Further, while maintaining the reduced pressure state, tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / sec to a thickness of about 50 nm to form an electron injection transport / light-emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで約200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of about 200 nm to form a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下10mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。初期には7.0V 、300cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax =500nm)の発光が確認された。輝度の半減時間は24時間で、その間の駆動電圧の上昇は2.1V であった。 A DC voltage was applied to the EL element, and it was continuously driven at a constant current density of 10 mA / cm 2 in a dry atmosphere. In the initial stage, 7.0 V, 300 cd / m 2 of yellow-green light (maximum emission wavelength λmax = 500 nm) was confirmed. The luminance half-life was 24 hours, during which the drive voltage rose 2.1V.

<比較例2>
厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1×10-6Torr(1.3×10-4Pa)まで減圧した。
<Comparative example 2>
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) having a thickness of 100 nm was ultrasonically cleaned using a neutral detergent, acetone, and ethanol. The substrate was lifted from boiling ethanol, dried, fixed to the substrate holder of the vapor deposition apparatus, and the pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr (1.3 × 10 −4 Pa).

まず、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサンを蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。   First, 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane was deposited at a deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 50 nm to form a hole injecting and transporting layer.

次いで、減圧状態を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送・発光層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited to a thickness of 50 nm at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to form an electron injection transport / light-emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 200 nm to obtain a cathode to obtain an organic EL device.

このEL素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下10mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。初期には、8.5V 、360cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax =500nm)の発光が確認された。3時間後には駆動電圧が11.5V に上昇し、19時間後には絶縁破壊していた。 A DC voltage was applied to the EL element, and it was continuously driven at a constant current density of 10 mA / cm 2 in a dry atmosphere. Initially, emission of 8.5V, 360 cd / m 2 of yellow-green color (maximum emission wavelength λmax = 500 nm) was confirmed. The driving voltage increased to 11.5 V after 3 hours, and dielectric breakdown occurred after 19 hours.

<実施例
厚さ200nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を煮沸エタノール中から引き上げて乾燥してUV/O3洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、真空槽を1×10-4Pa以下まで減圧した。
<Example 3 >
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) having a thickness of 200 nm was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone, and ethanol. The substrate was lifted from boiling ethanol, dried, washed with UV / O 3 , fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and the vacuum chamber was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less.

まず、化9の重合体III −1[ポリ(チオフェン−2,5−ジイル)]を蒸着速度約0.1nm/secで約20nmの厚さに蒸着し、第一正孔注入輸送層とした。   First, the polymer III-1 [poly (thiophene-2,5-diyl)] of Chemical formula 9 was deposited at a deposition rate of about 0.1 nm / sec to a thickness of about 20 nm to form a first hole injection transport layer. .

次いで、真空槽を大気下に戻し、再び真空槽を1×10-4Pa以下まで減圧した後、N,N’−ビス(m−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD−1)を蒸着速度0.1〜0.2nm/secで約55nmの厚さに蒸着し、第二正孔注入輸送層とした。 Then, the vacuum chamber was returned to the atmosphere, and the vacuum chamber was again depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less, and then N, N′-bis (m-methylphenyl) -N, N′-diphenyl-1,1 ′. -Biphenyl-4,4'-diamine (TPD-1) was deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / sec to a thickness of about 55 nm to form a second hole injecting and transporting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.1〜0.2nm/secで約50nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送・発光層とした。   Further, while maintaining the reduced pressure state, tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / sec to a thickness of about 50 nm to form an electron injection transport / light-emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで約200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of about 200 nm to form a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下10mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。初期には5.6V 、210cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax =500nm)の発光が確認された。輝度の半減時間は130時間で、その間の駆動電圧の上昇は1.8V であった。また、部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。さらにその後も電流リークは起こらず、安定な発光を示した。 A DC voltage was applied to the EL element, and it was continuously driven at a constant current density of 10 mA / cm 2 in a dry atmosphere. Initially, light emission of 5.6 V, 210 cd / m 2 of yellow-green color (maximum emission wavelength λmax = 500 nm) was confirmed. The luminance half-life was 130 hours, during which the drive voltage rose 1.8V. Moreover, there was no appearance and growth of a partial non-light emitting part. After that, no current leak occurred and stable light emission was exhibited.

<実施例
実施例において、第二正孔注入輸送層を約35nm厚に形成したのち、さらに減圧状態を保ったまま、前記第二正孔注入輸送材料と電子注入輸送材料としてトリス(8−キノリノラト)アルミニウムをほぼ同じ蒸着速度(0.1〜0.2nm/sec)で共蒸着して、混合層を約40nmの厚さに形成した。この混合層は発光層である。
<Example 4 >
In Example 3 , after forming the second hole injecting and transporting layer to a thickness of about 35 nm, tris (8-quinolinolato) aluminum as the second hole injecting and transporting material and the electron injecting and transporting material while maintaining the reduced pressure state. Were co-deposited at approximately the same deposition rate (0.1 to 0.2 nm / sec) to form a mixed layer with a thickness of about 40 nm. This mixed layer is a light emitting layer.

その後、実施例と同様に、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを用いて約30nmの厚さの電子注入輸送層を形成し、陰極を形成し、EL素子を得た。 Thereafter, in the same manner as in Example 3 , an electron injecting and transporting layer having a thickness of about 30 nm was formed using tris (8-quinolinolato) aluminum, a cathode was formed, and an EL device was obtained.

実施例と同様に乾燥雰囲気下10mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。初期には、6.9V、280cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=505nm)の発光が確認された。輝度の半減時間は1050時間で、その間の駆動電圧の上昇は3.2V であった。また、部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。さらにその後も電流リークは起こらず、安定な発光を示した。 Similarly to Example 3, it was continuously driven at a constant current density of 10 mA / cm 2 in a dry atmosphere. Initially, emission of 6.9 V, 280 cd / m 2 of yellow-green color (maximum emission wavelength λmax = 505 nm) was confirmed. The luminance half-life was 1050 hours, during which the drive voltage rose 3.2V. Moreover, there was no appearance and growth of a partial non-light emitting part. After that, no current leak occurred and stable light emission was exhibited.

混合層に用いたN,N’−ビス(m−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD−1)のイオン化ポテンシャルIpの絶対値は5.40eVであり、電子親和力Eaの絶対値は2.40eVであった。一方、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムのイオン化ポテンシャルIpの絶対値は5.64eVであり、電子親和力Eaの絶対値は2.95eVであった。   Absolute value of ionization potential Ip of N, N′-bis (m-methylphenyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (TPD-1) used in the mixed layer Was 5.40 eV, and the absolute value of the electron affinity Ea was 2.40 eV. On the other hand, the absolute value of the ionization potential Ip of tris (8-quinolinolato) aluminum was 5.64 eV, and the absolute value of the electron affinity Ea was 2.95 eV.

イオン化ポテンシャルIpは、ガラス基板上に測定化合物の蒸着膜(蒸着速度0.2nm/sec)を約10nm厚に形成したサンプルの膜について、低エネルギー電子分光装置AC−1(理研計器製)で測定して得られたものである。また、電子親和力Eaは紫外吸収スペクトルから求めたものである。   The ionization potential Ip is measured with a low energy electron spectrometer AC-1 (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) for a sample film in which a measurement compound deposition film (deposition rate 0.2 nm / sec) is formed on a glass substrate to a thickness of about 10 nm. It was obtained. The electron affinity Ea is obtained from the ultraviolet absorption spectrum.

また、重合体III −1のイオン化ポテンシャルIpの絶対値は5.0eVであった。   Further, the absolute value of the ionization potential Ip of the polymer III-1 was 5.0 eV.

<実施例
実施例において、混合層の厚さを20nmとするほかは同様にして素子を得、同様に特性を調べた。
<Example 5 >
In Example 4 , a device was obtained in the same manner except that the thickness of the mixed layer was 20 nm, and the characteristics were examined in the same manner.

その結果、初期には、6.1V 、280cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax=500nm)の発光が確認された。輝度の半減時間は1000時間で、その間の駆動電圧の上昇は3.1V であった。また、部分的非発光部の出現および成長は全くなく、さらにその後も電流リークは起こらず、安定な発光を示した。 As a result, light emission of 6.1 V, 280 cd / m 2 of yellow green color (maximum emission wavelength λmax = 500 nm) was confirmed in the initial stage. The luminance half-life was 1000 hours, during which the drive voltage rose 3.1V. In addition, there was no appearance and growth of a partial non-light emitting portion, and no current leakage occurred thereafter, and stable light emission was exhibited.

<実施例
実施例において、混合層の厚さを10nmとするほかは同様にして素子を得、同様に特性を調べた。
<Example 6 >
In Example 4 , a device was obtained in the same manner except that the thickness of the mixed layer was 10 nm, and the characteristics were examined in the same manner.

その結果、初期には、6.4V 、290cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax=500nm)の発光が確認された。輝度の半減時間は800時間で、その間の駆動電圧の上昇は3.0V であった。また、部分的非発光部の出現および成長は全くなく、さらにその後も電流リークは起こらず、安定な発光を示した。 As a result, 6.4 V, 290 cd / m 2 of yellow-green light (maximum light emission wavelength λmax = 500 nm) was confirmed in the initial stage. The half-life time of the luminance was 800 hours, during which the drive voltage rose 3.0V. In addition, there was no appearance and growth of a partial non-light emitting portion, and no current leakage occurred thereafter, and stable light emission was exhibited.

<実施例
実施例において、混合層の厚さを5nmとするほかは同様にして素子を得、同様に特性を調べた。
<Example 7 >
In Example 4 , a device was obtained in the same manner except that the thickness of the mixed layer was 5 nm, and the characteristics were examined in the same manner.

その結果、初期には、6.0V 、250cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax=500nm)の発光が確認された。輝度の半減時間は500時間で、その間の駆動電圧の上昇は2.6V であった。また、部分的非発光部の出現および成長は全くなく、さらにその後も電流リークは起こらず、安定な発光を示した。 As a result, light emission of 6.0 V, 250 cd / m 2 of yellow green color (maximum emission wavelength λmax = 500 nm) was confirmed in the initial stage. The half-life time of the luminance was 500 hours, and the drive voltage increase during that time was 2.6V. In addition, there was no appearance and growth of a partial non-light emitting portion, and no current leakage occurred thereafter, and stable light emission was exhibited.

実施例の結果から、混合層を設けることによって、初期の輝度が向上し、半減期が長くなることがわかる。 From the results of Examples 3 to 7 , it can be seen that the provision of the mixed layer improves the initial luminance and increases the half-life.

なお、実施例3、4において、[発明を実施するための最良の形態]の項に例示される上記(1)以外の(2)〜(4)の化合物の組合せで、EL素子を作製し、特性を調べたところ、積層構造のものと混合層を設けたものとで、上記と同様の傾向を示した。 In Examples 3 and 4 , an EL device was fabricated using a combination of the compounds (2) to (4) other than the above (1) exemplified in [Best Mode for Carrying Out the Invention]. When the characteristics were examined, the same tendency as described above was observed between the laminated structure and the mixed layer.

<実施例
厚さ200nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を煮沸エタノール中から引き上げて乾燥してUV/O3洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、真空槽を1×10-4Pa以下まで減圧した。
<Example 8 >
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) having a thickness of 200 nm was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone, and ethanol. The substrate was lifted from boiling ethanol, dried, washed with UV / O 3 , fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and the vacuum chamber was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less.

まず、ポリ(チオフェン−2,5−ジイル)を蒸着速度約0.1nm/secで約20nmの厚さに蒸着し、第一正孔注入輸送層とした。   First, poly (thiophene-2,5-diyl) was deposited at a deposition rate of about 0.1 nm / sec to a thickness of about 20 nm to form a first hole injecting and transporting layer.

次いで真空槽を大気下に戻し、再び真空槽を1×10-4Pa以下まで減圧した後、N,N’−ビス(m−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD−1)とルブレンをそれぞれ蒸着速度0.1〜0.2nm/sec、0.01〜0.02nm/secでトータル約55nmの厚さに共蒸着し、第二正孔注入輸送層とした。 The vacuum chamber was then returned to the atmosphere, and the vacuum chamber was again depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less, and then N, N′-bis (m-methylphenyl) -N, N′-diphenyl-1,1′- Biphenyl-4,4′-diamine (TPD-1) and rubrene were co-deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / sec and 0.01 to 0.02 nm / sec to a total thickness of about 55 nm, A second hole injection transport layer was obtained.

さらに、減圧状態を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.1〜0.2nm/secで約50nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送・発光層とした。   Further, while maintaining the reduced pressure state, tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / sec to a thickness of about 50 nm to form an electron injection transport / light-emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで約200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of about 200 nm to form a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下10mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。初期には、5.3V 、290cd/m2 の黄色(発光極大波長λmax =550nm)の発光が確認された。輝度の半減時間は260時間で、その間の駆動電圧の上昇は1.6V であった。 A DC voltage was applied to the EL element, and it was continuously driven at a constant current density of 10 mA / cm 2 in a dry atmosphere. Initially, yellow light emission of 5.3 V, 290 cd / m 2 (maximum light emission wavelength λmax = 550 nm) was confirmed. The luminance half-life was 260 hours, during which the drive voltage increased 1.6 V.

実施例の結果から、ルブレンをドープすることによって、初期の輝度が向上し、半減期が長くなることがわかる。 From the results of Example 8 , it can be seen that doping with rubrene improves the initial luminance and increases the half-life.

なお、参考例1〜3、実施例1〜8において、正孔注入輸送層に、上記重合体のかわりに、化4〜化9に示される重合体ないし共重合体のうちの1種以上を用いてEL素子を作製したところ、参考例1〜3、実施例1〜8と同等の良好な結果が得られた。 In Reference Examples 1 to 3 and Examples 1 to 8 , one or more of the polymers or copolymers shown in Chemical Formulas 4 to 9 are used in the hole injecting and transporting layer instead of the polymer. When an EL device was produced using the same, good results equivalent to Reference Examples 1 to 3 and Examples 1 to 8 were obtained.

また、これらの重合体ないし共重合体のイオン化ポテンシャルIpの絶対値は、4.8〜5.4eVの範囲にあり、N,N’−ビス(m−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンまたは1,1−ビス(4−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン(Ipの絶対値=5.40eV)等を第二正孔注入輸送層用化合物とする組合せで、第一正孔注入輸送層用とするのにふさわしい化合物を選択することができた。   The absolute value of the ionization potential Ip of these polymers or copolymers is in the range of 4.8 to 5.4 eV, and N, N′-bis (m-methylphenyl) -N, N′-diphenyl. -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine or 1,1-bis (4-p-tolylaminophenyl) cyclohexane (Ip absolute value = 5.40 eV) or the like for the second hole injecting and transporting layer A compound suitable for use in the first hole injecting and transporting layer could be selected in combination with the compound.

参考例4
厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1×10-6Torr(1.3×10-4Pa)まで減圧した。
< Reference Example 4 >
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) with a thickness of 100 nm is ultrasonically cleaned with a neutral detergent, acetone, and ethanol, dried by boiling out from boiling ethanol, and fixed to a substrate holder of a vapor deposition apparatus. The pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr (1.3 × 10 −4 Pa).

次いで、化5の重合体I−1[ポリ(チオフェン−2,4−ジイル)]を蒸着速度0.2nm/secで300nmの厚さに蒸着し、発光層とした。   Next, the polymer I-1 [poly (thiophene-2,4-diyl)] of Chemical formula 5 was vapor-deposited to a thickness of 300 nm at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to obtain a light emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 200 nm to obtain a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、11V 、100mA/cm2で10cd/m2 の青色(発光極大波長λmax =480nm)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で1000時間以上安定していた。 When a voltage was applied to the EL element and a current was applied, 10 cd / m 2 of blue light emission (maximum light emission wavelength λmax = 480 nm) was confirmed at 11 V, 100 mA / cm 2 , and this light emission was observed in a dry nitrogen atmosphere. It was stable for over 1000 hours.

参考例5
厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1×10-6Torr(1.3×10-4Pa)まで減圧した。
< Reference Example 5 >
A glass substrate having an ITO transparent electrode (anode) with a thickness of 100 nm is ultrasonically cleaned with a neutral detergent, acetone, and ethanol, dried by boiling out from boiling ethanol, and fixed to a substrate holder of a vapor deposition apparatus. The pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr (1.3 × 10 −4 Pa).

次いで、化7の共重合体II−1[チオフェン−2,4−ジイル−チオフェン−2,5−ジイルコポリマー]を蒸着速度0.2nm/secで30nmの厚さに蒸着し、発光層とした。   Subsequently, the copolymer II-1 [thiophene-2,4-diyl-thiophene-2,5-diyl copolymer] of Chemical formula 7 was vapor-deposited to a thickness of 30 nm at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to obtain a light emitting layer. .

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0.2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、EL素子を得た。   Further, while maintaining the reduced pressure state, MgAg (weight ratio 10: 1) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec to a thickness of 200 nm to obtain a cathode to obtain an EL element.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、10V 、100mA/cm2で10cd/m2 の黄緑色(発光極大波長λmax =530nm)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で1000時間以上安定しており、部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。 When a voltage was applied to the EL element and a current was applied, 10 cd / m 2 of yellow-green light emission (maximum emission wavelength λmax = 530 nm) was confirmed at 10 V, 100 mA / cm 2 , and this emission was in a dry nitrogen atmosphere. And was stable for 1000 hours or more, and there was no appearance or growth of a partial non-light-emitting portion.

なお、参考例4、5において、発光層に、上記重合体ないし共重合体のかわりに、化4〜化7の重合体ないし共重合体の1種以上を用いてEL素子を作製したところ、参考例4、5と同等の良好な結果が得られた。 In Reference Examples 4 and 5 , when an EL element was produced in the light emitting layer using one or more of the polymers or copolymers of Chemical Formulas 4 to 7 instead of the polymer or copolymer, Good results equivalent to Reference Examples 4 and 5 were obtained.

以上より、本発明のポリチオフェンを用いたEL素子は、電流リークがなく、非発光部分(ダークスポット)の発生成長がない、信頼性の高い素子であることは明らかである。   From the above, it is clear that the EL device using the polythiophene of the present invention is a highly reliable device that does not leak current and does not generate and grow a non-light emitting portion (dark spot).

本発明の有機EL素子の構成例を示す側面図である。It is a side view which shows the structural example of the organic EL element of this invention. 低エネルギー電子分光装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a low energy electron spectrometer. 励起エネルギーと電子イールドとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between excitation energy and an electron yield.

符号の説明Explanation of symbols

1…EL素子、2…基板、3…陽極、4…正孔注入輸送層、5…発光層、6…電子注入輸送層、7…陰極、10…低エネルギー電子分光装置、11…紫外線ランプ、12…モノクロメータ、13…検出器、14…低エネルギー電子計数装置、15…制御装置、16…演算表示装置、17…X−Yステージ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... EL element, 2 ... Substrate, 3 ... Anode, 4 ... Hole injection transport layer, 5 ... Light emitting layer, 6 ... Electron injection transport layer, 7 ... Cathode, 10 ... Low energy electron spectrometer, 11 ... Ultraviolet lamp, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Monochromator, 13 ... Detector, 14 ... Low energy electronic counter, 15 ... Control apparatus, 16 ... Calculation display apparatus, 17 ... XY stage.

Claims (11)

第一正孔注入輸送層と発光層とを有し、この第一正孔注入輸送層が下記化1で示される重合体のうちの少なくとも1種以上を含有し、さらに、これとは異なる正孔注入輸送層を少なくとも1層有し、
前記第一正孔注入輸送層は陽極表面に形成され、
これとは異なる前記正孔注入輸送層のうち前記第一正孔注入輸送層に積層した第二正孔注入輸送層が芳香族三級アミンを含有し、かつルブレンをドープしたものであり、
前記重合体のうちの少なくとも1種以上を含有する層が真空蒸着法により形成されており、
蛍光性物質がドープされた層を有する、ポリチオフェンを用いたEL素子。
Figure 0003829848
A first hole injecting and transporting layer and a light emitting layer, wherein the first hole injecting and transporting layer contains at least one of the polymers represented by the following chemical formula 1; Having at least one hole injection transport layer;
The first hole injection transport layer is formed on the anode surface,
The second hole injecting and transporting layer laminated on the first hole injecting and transporting layer is different from the above hole injecting and transporting layer, contains an aromatic tertiary amine, and is doped with rubrene,
A layer containing at least one of the polymers is formed by a vacuum deposition method;
An EL element using polythiophene having a layer doped with a fluorescent substance.
Figure 0003829848
前記第二正孔注入輸送層上にさらにトリス(8−キノリラト)アルミニウムを積層した、請求項1記載のポリチオフェンを用いたEL素子。 The EL device using polythiophene according to claim 1, wherein tris (8-quinolinato) aluminum is further laminated on the second hole injecting and transporting layer. さらに、電子注入輸送層を有する請求項1又は2に記載のポリチオフェンを用いたEL素子。 Furthermore, the EL element using the polythiophene of Claim 1 or 2 which has an electron injection transport layer. 請求項1〜のいずれか一項に記載のポリチオフェンを用いたEL素子において、正孔注入輸送性化合物を含有する層および電子注入輸送性化合物を含有する層を各々少なくとも1層有し、前記層中における前記正孔注入輸送性化合物と前記電子注入輸送性化合物とのイオン化ポテンシャルIpの差もしくは電子親和力Eaの差、またはこれら両者の差が0.2eV以上であるポリチオフェンを用いたEL素子。 In the EL device using the polythiophene according to any one of claims 1 to 3 , each of the layer containing a hole injecting and transporting compound and the layer containing an electron injecting and transporting compound has at least one layer, An EL device using polythiophene having a difference in ionization potential Ip or electron affinity Ea between the hole injecting and transporting compound and the electron injecting and transporting compound in the layer, or a difference between them of 0.2 eV or more. 前記正孔注入輸送性化合物を含有する層が、前記第一正孔注入輸送層上に積層されており、かつ、前記第二正孔注入輸送層を含み、前記電子注入輸送性化合物を含有する層が、さらに前記正孔注入輸送性化合物を含有する層上に積層されている請求項4記載のポリチオフェンを用いたEL素子。 The layer containing the hole injecting and transporting compound is laminated on the first hole injecting and transporting layer, includes the second hole injecting and transporting layer, and contains the electron injecting and transporting compound. The EL device using polythiophene according to claim 4 , wherein a layer is further laminated on the layer containing the hole injecting and transporting compound. 請求項1〜のいずれか一項に記載のポリチオフェンを用いたEL素子において、正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性化合物との混合物を含有する層を少なくとも1層有するポリチオフェンを用いたEL素子。 An EL device using the polythiophene according to any one of claims 1 to 5 , wherein the EL uses a polythiophene having at least one layer containing a mixture of a hole injection / transport compound and an electron injection / transport compound. element. 前記混合物を含有する層が発光層である請求項記載のポリチオフェンを用いたEL素子。 The EL device using polythiophene according to claim 6 , wherein the layer containing the mixture is a light emitting layer. 前記正孔注入輸送性化合物と前記電子注入輸送性化合物とのイオン化ポテンシャルIpの差もしくは電子親和力Eaの差、またはこれら両者の差が0.2eV以上である請求項6または7記載のポリチオフェンを用いたEL素子。 The polythiophene according to claim 6 or 7 , wherein the difference in ionization potential Ip or the difference in electron affinity Ea between the hole injecting and transporting compound and the electron injecting and transporting compound, or the difference between them is 0.2 eV or more. EL element. 前記正孔注入輸送性化合物のイオン化ポテンシャルIpの絶対値が5.4eV以下である請求項4〜8のいずれかのポリチオフェンを用いたEL素子。 The EL element using the polythiophene according to any one of claims 4 to 8 , wherein an absolute value of an ionization potential Ip of the hole injection transport compound is 5.4 eV or less. 前記電子注入輸送性化合物がトリス(8−キノリノラト)アルミニウムである請求項4〜9のいずれかのポリチオフェンを用いたEL素子。 The EL device using the polythiophene according to any one of claims 4 to 9 , wherein the electron injecting and transporting compound is tris (8-quinolinolato) aluminum. 前記蛍光性物質がルブレンである請求項1〜10のいずれかのポリチオフェンを用いたEL素子。 The EL element using the polythiophene according to any one of claims 1 to 10 , wherein the fluorescent substance is rubrene.
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