JP3972565B2 - ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE, COMPOUND HAVING POLYMERIZABLE CYCLIC STRUCTURE OR POLYMER THEREOF, AND FLUORESCENT THIN FILM - Google Patents

ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE, COMPOUND HAVING POLYMERIZABLE CYCLIC STRUCTURE OR POLYMER THEREOF, AND FLUORESCENT THIN FILM Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELとも記す)素子に関し、更に詳しくは、発光輝度に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及び該材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、無機エレクトロルミネッセンス(以下、無機ELとも記す)素子は平面型光源として使用されてきたが、該発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。最近、開発された有機EL素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を陰極と陽極で挟持した構成を有し、前記薄膜に電子及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り、直流の数V〜数十V程度の低電圧で発光が可能であり、自己発光型であるために視野角依存性に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるので、省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【0003】
これ迄、様々な有機EL素子が報告されている。例えば、Appl.Phys.Lett.,Vol51、913頁、又は特開昭59−194393号に記載の正孔注入層と有機発光体層とを組み合わせたもの、特開昭63−295695号に記載の正孔注入層と電子注入輸送層とを組み合わせたもの、Jpn.Journal of Applied Phisycs,vol127,No.2,269〜271頁に記載の正孔移動層と発光層と電子移動層とを組み合わせたものが、それぞれ開示されている。
【0004】
しかしながら、より高輝度な素子が求められており、エネルギー変換効率、発光量子効率の更なる向上が期待されている。又、発光寿命が短い問題点が指摘されている。こうした経時での輝度劣化の要因は完全には解明されていないが、発光中のエレクトロルミネッセンス素子は、自ら発する光、及びその時に発生する熱などによって薄膜を構成する有機化合物自体の分解、又、素子に印加される高電界が引き起こす薄膜中の有機化合物の分子内移動、凝集、配向、結晶化等、有機EL素子材料である有機化合物に由来する劣化要因も指摘されている。
【0005】
又、有機化合物の蒸着操作を伴うEL素子は生産性に問題があり、製造工程の簡略化、加工性、大面積化の観点から、塗布方式の素子作製が望ましい。
【0006】
このように生産性に有利な塗布方式のEL素子作製で使用されるEL素子材料としては、例えばポリビニルカルバゾール中に低分子量色素を分散した素子(特開平4−212286号)がある。色素種、色素濃度を任意に変更できるため、色調、発光強度の調整が比較的容易であるが、これらの素子は、ポリマー中に低分子化合物を分散しているため、前述の通り高電界印加による色素凝集、層分離が起こり易く、均質な発光が得難いため、発光特性に優れない問題があった。
【0007】
同じく塗布方式を用いるEL素子材料として、例えばパラフェニレンビニレン系ポリマーが知られているが(アドバンスドマテリアルズ,4項,1992年)、発光部をポリマー主鎖に有するため、発光材料の濃度制御が難しく、色調、発光強度の微妙な制御が難しいという問題があった。
【0008】
同様に塗布方式を用いるEL素子材料には、他に、例えばテトラフェニルベンジジンのような蛍光性残基を含む2官能性モノマーとホスゲンを反応させて得られたポリカーボネート(特開平5−247459号)等があるが、このような重縮合により得られたポリマーでは、脱離する酸などが残留し易く、残留した不純物はトラップ準位となってダークスポットの発生のような素子劣化の原因となり易く、均質な発光が得難く、発光特性に優れない問題があった。
【0009】
更に、例えばトリフェニルアミンのような蛍光性残基とビニル基を連結したモノマーをラジカル開始剤等により付加重合した重合体などがあるが(特開平7−53953号等)、共有結合により強固かつ密接に連結された蛍光性残基は、励起状態で互いに相互作用してエキサイプレックスを形成して安定化し、発光が長波長化し、発光効率も低いエキサイマー発光を起こし易くなるため、色調、発光強度の制御は難しい。
【0010】
このようなエキサイマー発光を避けるには、分子内で蛍光性残基が相互作用を及ぼし合わないよう、蛍光性残基を分子内で希釈・分散させる必要がある。その一つの手段として、蛍光性残基を含むモノマーと、該蛍光性残基と相互作用を起こし難い構造を有するモノマーとを共重合をするという手段が考えられる。例えば、ビニルアントラセンのような蛍光性モノマーと、ビニルカルバゾールのような電荷輸送性モノマーを共重合した有機EL素子材料が開示されている(特開平8−48726号等)。このような手法では、重合前のモノマーの混合比により希釈率を自由に選択できるという利点があるが、重合時にブロック性の共重合を起こす可能性もあり、蛍光性残基が、期待したように希釈・分散するとは限らない。
【0011】
こうした蛍光性残基同士の相互作用は、蛍光性残基が高分子主鎖近傍に結び付けられ、もともと互いに近くにいるために起こりやすいとも考えられる。そのため、重合基であるビニル基と、蛍光性残基とを結ぶ連結基の長さを調節することで、蛍光性残基同士の相互作用によるエキサイマー発光を防ぐという方法も考えられ、例えばメタクリロイル基と蛍光性化合物であるクマリンをモノ−(又はジ−)エチレンオキシドで連結し、重合性基と蛍光性残基の距離を長くとっている有機EL素子材料も開示されている(特開平8−157815号)。しかし、このように連結基を長くすると、蛍光性残基の移動自由度が高くなり、印加される高電界により、矢張り蛍光性残基の配向、凝集が起こり易くなるという問題がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、発光特性、加工安定性に優れた重合体を含有する有機ルミネッセンス素子を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題について検討を行った結果、本発明は、蛍光性残基の分子内分散を図るには、高分子主鎖の繰り返し単位を長くすることが効果的であることを見い出して完成されたものである。即ち、ビニル基の重合体では蛍光性残基は高分子主鎖に対して二つおきに存在することになるが、重合性基が環状構造のものである場合、三つ、四つ、五つなど、2以上の任意の繰返し単位ごとに正確に蛍光性残基を持った高分子材料を得ることができ、これにより蛍光性残基の自由度を限定したまま、任意の濃度で蛍光性残基を高分子内に分散させることができるようになり、蛍光性残基間の相互作用に基づくエキサイマー発光の発生を防ぎ、発光特性、安定性、加工特性に優れた有機EL素子材料を得ることができる。又、重合性環状構造と、蛍光性残基の間に任意の連結基を導入すること、又、このような重合性モノマーと、適当な電荷輸送性基を有するモノマーを共重合すること、又、このような高分子にドーパントを適当な濃度で混入すること、あるいは反応性高分子に付加、縮合、グラフト重合させることにより、更に自由な範囲での有機EL素子材料の設計が可能である。
【0014】
上記本発明の目的は、互いに対向する陽極と陰極間に、単層又は複数層の有機化合物薄膜により成る発光層を挟持した有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物薄膜の少なくとも1層が、前記一般式(3)で表される重合性環状構造を有する化合物、又はその重合体を少なくとも1種含有する有機エレクトロルミネッセンス素子によって達成される。
【0015】
尚、本発明とは別の発明であるが、上記一般式()で表される重合性環状構造を有する化合物、又はその重合体に代えて、一般式(1)、(4)〜(6)のいずれか一つで表される重合性環状構造を有する化合物、又はその重合体を含有する態様も同様の発明である。又、発光性化合物残基[L]が、一般式(7)で表される蛍光性化合物から導かれる1価の置換基である一般式(1)、(4)〜(6)の化合物又はその重合体も、その発明において好ましい。更に、一般式(8)で表されるような、一般式(7)の発光性化合物残基[L]を有する化合物又はその重合体、一般式(1)〜(6)又は(8)の化合物同士、又はそれ以外のモノマーとの共重合体、一般式(1)〜(8)の化合物と反応性基を有する高分子との付加反応、縮合反応あるいはグラフト重合で得られる高分子化合物を少なくとも1種含有する有機化合物薄膜を少なくとも1層含有する有機エレクトロルミネッセンス素子もの好ましい1態様である。
【化C】

Figure 0003972565
〔式中、Xは2価の反応性基を表し、−O−,−S−,−NR−,−COO−,−CONR−,−CR=CR−,−O−CR=N−又は−O−CR=CR−を示す。Rは水素原子又は置換基を表す。Zは置換基を有してよい脂肪族炭化水素鎖であり、Xと共に環構造を形成する。[L]は1価の発光性化合物残基を表し、[S]はXとZで形成される環と[L]を連結する連結基を表す。〕
【化D】
Figure 0003972565
〔式中、Q 1 は−O−,−S−又は−NR 25 −を表し、n2は1〜5の整数を表す。R 21 ,R 22 ,R 23 ,R 24 及びR 25 は各々、水素原子又は置換基を表すが、いずれか一つは−[S]−[L]である。又、R 21 〜R 25 は互いに連結して環構造を形成してもよい。[L]及び[S]は、それぞれ一般式(1)における[L]及び[S]と同義である。〕
【化E】
Figure 0003972565
〔式中、n4は1〜5の整数を表し、R 41 ,R 42 ,R 43 ,R 44 ,R 45 及びR 46 は各々、水素原子又は置換基を表すが、いずれか一つは−[S]−[L]である。又、R 41 〜R 46 は互いに連結して環構造を形成してもよい。[L]及び[S]は、それぞれ一般式(1)における[L]及び[S]と同義である。〕
【化F】
Figure 0003972565
〔式中、n5は1又は2の整数を表し、R 51 ,R 52 ,R 53 ,R 54 及びR 55 は各々、水素原子又は置換基を表すが、いずれか一つは−[S]−[L]である。又、R 51 〜R 55 は互いに連結して環構造を形成してもよい。[L]及び[S]は、それぞれ一般式(1)における[L]及び[S]と同義である。〕
【化G】
Figure 0003972565
〔式中、R 61 ,R 62 ,R 63 ,R 64 ,R 65 及びR 66 は各々、水素原子又は置換基を表すが、いずれか一つは−[S]−[L]である。又、R 61 〜R 66 は互いに連結して環構造を形成してもよい。[L]及び[S]は、それぞれ一般式(1)における[L]及び[S]と同義である。〕
【化H】
Figure 0003972565
〔式中、R 71 は水素原子又は置換基を表し、A 1 ,A 2 ,A 3 及びA 4 は各々、C,N,O,S,Pのいずれかを表すが、A 1 〜A 4 が全てCになることはない。Y 1 は連結基又は結合手を表し、Y 2 はA 1 ,A 2 と共に4〜8員環を形成する基を表し、Y 3 はA 3 ,A 4 と共に4〜8員環を形成する基を表す。〕
【化I】
Figure 0003972565
〔式中、R 81 ,R 82 及びR 83 は各々、水素原子又は置換基を表す。[L]及び[S]は、それぞれ一般式(1)における[L]及び[S]と同義である。〕
【0016】
更に、一般式(1)で表される化合物又はその重合体、付加反応体、縮合反応体を少なくとも1種含有してなる蛍光性薄膜もの一態様である。
【0017】
これらの構成によって、蛍光性残基を高分子主鎖に対して2〜7の任意の原子おきに自由度を制限された状態で適度に分散することができ、発光特性、安定性、加工特性の何れもが良い有機EL素子材料を得ることができる。
【0018】
以下、詳細に説明する。まず、一般式(1)〜(8)で表される化合物又は置換基について説明する。
【0019】
一般式(1)において、Xは、重合開始剤であるラジカル、カチオン、アニオン、金属錯体などに反応し、新たに反応の活性点となることのできる2価の官能基で、−O−,−S−,−NR−,−COO−,−CONR−,−CR=CR−,−O−CR=N−又は−O−CR=CR−(Rは水素原子又は置換基)を示す。Zで表される置換基を有してもよい脂肪族炭化水素鎖は、好ましくは炭素数2〜6であって、Xと共に環構造を形成する。
【0020】
[S]はXとZで形成される環構造と1価の発光性化合物残基[L]を連結する2価の連結基で、例えばフェニレン、エチレン、−O−,−NR−,−CO−(Rは水素原子又は置換基)等、2価の基、又はこれらが複数連結したものである。[L]は1価の発光性化合物残基であり、室温下で発光を示す化合物の任意の位置から水素原子又は置換基を一つ取り除いたものを表す。該室温下で発光を示す化合物の「発光」は蛍光発光でも燐光発光でもよい。
【0021】
発光性化合物残基と成り得る発光性化合物としては、レーザー色素のように可視領域に吸収を有する蛍光色素でも、蛍光増白剤のように紫外領域に吸収を有する蛍光化合物でも、更にポルフィリンのプラチナ錯体やビアセチル体のような燐光発光化合物でもよく、具体的には、八木國夫,吉田善一,太田利一共著「蛍光−理論・測定・応用−」(南江堂)の99〜122頁に記載される有機蛍光物質、同書251〜270頁に記載の蛍光増白剤、更に同書274〜287頁に記載の蛍光色素が、代表例として挙げられる。
【0022】
中でも好ましくは、トリフェニレンやペリレン等に代表される縮合環式芳香族炭化水素環化合物;p−ターフェニルやクオーターフェニル等に代表される線状共役多環式炭化水素化合物;アクリジン、キノリン、カルバゾール、カルバゾン、フルオレン、キサンチオン、アロキサジン、アクリドン、フラボン、クマリン、ナフトイミダゾール、ベンゾオキサゾール及びジベンゾフェナジン等に代表される縮合環式芳香族複素環化合物;チアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール及びトリアゾール等に代表される芳香族複素環化合物;アミノクロロマレイックイミド、メチルアミノシトラコニックメチルイミド、デカペンタエンカルボン酸及びデカペンタエンジカルボン酸等に代表される共役系脂肪族化合物;メチレンブルー、フルオロセイン、エオシン、ローダミン及びベンソフラビン等に代表される蛍光色素化合物;オキサカルボシアニン、カルボシアニン、チアカルボシアニン及び2−(アニリノポリエチニル)ベンゾチアゾール等の感光色素化合物;ポルフィリン、クロロフィル及びリボフラビン等に代表される天然色素化合物;ジアミノスチルベン、ジスチリルベンゼン、ベンジジン、ジアミノカルバゾール、トリアゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、イミダゾロン、ジヒドロピリジン、クマリン、カルボスチリル、ジアミノジベンゾチオフェンオキシド、シアミノフルオレン、オキサシアニン、アミノナフタルイミド、ピラゾリン及びオキサジアゾール系の蛍光増白剤等が挙げられ、更にこれらは置換基を有してもよく、更に縮合環を形成してもよい。
【0023】
ここで言う置換基としては、アルキル基(メチル、エチル、i−プロピル、ヒドロキシエチル、メトキシメチル、トリフルオロメチル、t−ブチル等)、シクロアルキル基(シクロペンチル、シクロヘキシル等)、アラルキル基(ベンジル、2−フェネチル等)、アリール基(フェニル、ナフチル、p−トリル、p−クロロフェニル等)、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、i−プロポキシ、ブトキシ等)、アリールオキシ基(フェノキシ、ナフトキシ等)等が挙げられる。これらの基は更に置換されていてもよく、置換基として、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジアリールアミノ基等が挙げられる。
【0024】
一般式(2)の化合物は3〜6員の環状エーテル(Q1=O)、環状スルフィド(Q1=S)、環状イミン(Q1=NR25)の誘導体である。式中、n2は1〜5で、R21〜R25は水素原子又は置換基を表すが、これらのうち一つは−[S]−[L]である。又、これらは互いに連結して環構造を形成してもよい。
【0025】
一般式(3)の化合物は4〜7員のラクトン(Q2=O)又はラクタム(Q2=NR35)の誘導体である。式中、n3は1〜6で、R3135は水素原子又は置換基を表すが、これらのうち一つは−[S]−[L]である。又、これらは互いに連結して環構造を形成してもよい。
【0026】
一般式(4)の化合物は4〜7員のシクロアルケン誘導体である。式中、n4は1〜5で、R4146は水素原子又は置換基を表巣が、これらのうち一つは−[S]−[L]である。又、これらは互いに連結して環構造を形成してもよい。
【0027】
一般式(5)の化合物はオキサゾリン誘導体(n=1)又はジヒドロオキサジン誘導体(n=2)である。式中、n5は1又は2で、R5155は水素原子又は置換基を表すが、これらのうち一つは−[S]−[L]である。又、これらは互いに連結して環構造を形成してもよい。
【0028】
一般式(6)の化合物はジヒドロフラン誘導体である。R6166は水素原子又は置換基を表すが、これらのうち一つは−[S]−[L]である。又、これらは互いに連結して環構造を形成してもよい。
【0029】
特に好ましい[L]成分を表す一般式(7)の構造は、置換基を有してもよい縮合複素芳香環である。式中、A1〜A4はC,N,O,S,Pの何れかを表すが、A1〜A4が全てCになることはない。Y1は−CR72−,−N−,−CO−のような連結基又は結合手で、Y2はA1,A2と共に、Y3はA2,A3と共に、それぞれ4〜8員環を形成する。該4〜8員環としては、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が挙げられ、例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセン、アズレン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ペリレン、ペンタセン、ヘキサセン、コロネン、トリナフチレン、フラン、チオフェン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール、フラザン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、インドリジン、キノリン、イソインドール、インドール、イソキノリン、フタラジン、プリン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、カルバソール、フェナントリジン、アクリジン、ペリミジン、フェナントロリン、フェナジン等である。
【0030】
これらは、任意の置換基を複数個それぞれ独立に有してもよく、その複数の置換基が互いに縮合して更に環を形成してもよい。これらの環は置換基を有してもよい。又、R71及びR72は各々、水素原子又は置換基である。
【0031】
一般式(7)で表される縮合複素芳香環の代表例を以下に挙げるが、これらに限定されない。
【0032】
【化9】
Figure 0003972565
【0033】
一般式(8)の化合物はエチレン誘導体である。R81〜R83は各々、水素原子又は置換基を表すが、これらのうち一つは−[S]−[L]であり、[L]は一般式(7)で示される複素芳香環である。
【0034】
一般式(1),(2),(3),(4),(5),(6)及び(8)に共通な連結基[S]としては、フェニレン(o,p,m)、メチレン、−O−、−N(R)−(Rは水素原子又は置換基)、−CO−等が挙げられるが、これらの複合系も含まれる。
【0035】
以下に、本発明における一般式(1)〜(8)で表わされる化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。尚、化合物E−1〜E−12は一般式(2)の、L−1〜L−12は一般式(3)の、N−1〜N−12は一般式(4)の、X−1〜X−6は一般式(5)の、F−1〜F−6は一般式(6)の、V−1〜V−12は一般式(8)の、それぞれ代表例である。
【0036】
【化10】
Figure 0003972565
【0037】
【化11】
Figure 0003972565
【0038】
【化12】
Figure 0003972565
【0039】
【化13】
Figure 0003972565
【0040】
【化14】
Figure 0003972565
【0041】
以下に、例示化合物の代表的合成例を示す。
合成例1
【0042】
【化15】
Figure 0003972565
【0043】
(化合物Q−1の合成)
アントラニル酸メチルエステル90.6gをキシレン中、含水ヒドラジン54mlと共に加熱・還流下9.5時間反応させた。その後、溶媒を減圧・溜去し、少量のエタノールを加えて粗結晶を得た。更にエタノールで再結晶すると中間体(a)が64.9g(収率72%)で得られた。
【0044】
次に15.0gの中間体aと21.0gのエチルベンゾイルアセテートをキシレン中120℃で一時間反応させ、その後、更に還流下8時間反応させた。この際、生成する水とエタノールを溜去した。放冷後、析出した結晶を濾取した。この結晶をN,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略称)とメタノールの混合溶媒で再結晶することにより化合物(Q−1)が14.7g(収率56%)得られた。
【0045】
NMR及びマススペクトルにより、Q−1であることを確認した。又、この化合物Q−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0046】
合成例2
【0047】
【化16】
Figure 0003972565
【0048】
(化合物E−1の合成)
化合物(Q−1)1.31g(5.0mmol)を、ジメチルアセトアミド中炭酸カリウム1.48g(14mmol)及びエピクロルヒドリン0.43ml(5.5mmol)と共に3時間50℃で反応させた。その後、水中にあけ1mol/L塩酸で中和した。生成物を濾取し、アセトニトリルで再結晶することで化合物(E−1)が0.92g(収率58%)得られた。
【0049】
NMR及びマススペクトルにより、E−1であることを確認した。又、この化合物E−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0050】
(E−1の重合)
重合開始剤として無水塩化鉄(III)100mgを三つ口フラスコに入れ、減圧下で加熱して完全に脱水した後、乾燥窒素ガスを封入する。窒素気流下でE−1の0.63g(2mmol)と、脱水DMF10mlを添加し、3時間100℃で反応させた。その後、反応溶媒を大過剰のメタノールに注いで淡黄色沈澱を得た。この沈澱を少量のテトラヒドロフラン(以下THFと略称)に溶解させ、大過剰のヘキサンに注いで、0.38g(収率60%)の白色沈澱(PE−1)を得た。
【0051】
この沈殿物をGPCにより測定したところ、数平均分子量約4.500程度のポリマーであることを確認した。又、この重合体PE−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0052】
合成例3
【0053】
【化17】
Figure 0003972565
【0054】
(ラクトンL−0の合成)
ヨード酢酸−3−ブテニル6.0g(25mmol)と蒸留水2.5リットルを、4リットル四つ口フラスコに入れ、乾燥アルゴンでフラスコ内を置換した。撹拌しながら、トリエチルボランの1mol/Lメタノール溶液2.5ml(2.5mmol)を滴下した。滴下終了後、5時間室温で撹拌した後、酢酸エチルで抽出した。酢酸エチルを留去して得た組成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、3.3g(収率55%)の3−ヨードメチル−δラクトン(L−0)を得た。
【0055】
(化合物L−1の合成)
化合物Q−1の1.31g(5.0mmol)を、ジメチルアセトアミド中炭酸カリウム1.48g(14mmol)及びL−0の3.4g(5.5mmol)と共に3時間50℃で反応させた。その後、水中にあけ、1mol/L塩酸で中和した。生成物を濾取しアセトニトリルで再結晶することで、化合物(L−1)が1.02g(収率55%)得られた。
【0056】
NMR及びマススペクトルにより、目的化合物であることを確認した。又、この化合物L−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0057】
(L−1の重合)
トリエチルアルミニウムを脱水トルエンに溶解させて3%溶液とし、この溶液を開始剤とした。又、脱水THF2リットルに対し、蒸溜水を0.2ml添加した反応溶媒18mlを、50ml三つ口フラスコに注ぎ、更に化合物L−1の0.93g(2.5mmol)と、前記トリエチルアルミニウムの3%トルエン溶液を0.4ml(0.1mmol:4.0mol%)を0℃にて添加した。その後、THFを4日間還流した。反応終了後、反応溶液を大量のジエチルエーテル中に注ぎ、沈澱してくる白色固体を濾別し、0.1mol/L塩酸溶液で洗浄後、クロロホルムに溶解させ、大量のヘキサンに注いで再沈澱を行い、0.41g(収率44%)の白色沈澱(PL−1)を得た。
【0058】
この沈殿物をGPCにより測定したところ、数平均分子量約5400程度のポリマーであることを確認した。又、この重合体PL−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0059】
合成例4
【0060】
【化18】
Figure 0003972565
【0061】
(化合物N−1の合成)
化合物Q−1の1.31g(5.0mmol)をジメチルアセトアミド中、炭酸カリウム1.48g(14mmol)及び4−クロロメチルノルボルネン0.78g(5.5mmol)と共に3時間50℃で反応させた。その後、水中にあけ、1mol/L塩酸で中和した。生成物を濾取し、アセトニトリルで再結晶することで、化合物(N−1)が0.85g(収率46%)得られた。
【0062】
NMR及びマススペクトルにより、化合物N−1であることを確認した。又、この化合物N−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0063】
(N−1の重合)
化合物N−1の0.74g(2.0mmol)と、塩化イリジウム(III)3水和物71mg(0.02mmol,1.0mol%)を20mlのi−プロパノールに溶解させ、8時間還流を行ったところ、不溶物として灰色の不溶物が析出した。この組成物を濾別し、アセトンで洗浄後、熱トルエンに溶解させ、大過剰のメタノールで再沈澱を行い、0.43g(収率58%)の淡灰色の重合体(PN−1)を得た。
【0064】
この重合体をGPCにより測定したところ、数平均分子量約5400程度のポリマーであることを確認した。又、この重合体PN−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0065】
合成例5
【0066】
【化19】
Figure 0003972565
【0067】
(化合物X−1の合成)
化合物Q−1の1.31g(5.0mmol)を、ジメチルアセトアミド中で二塩化スクシニル0.78g(5.0mmol)、トリエチルアミン1.5ml(11mmol)と共に3時間室温で反応させた。放冷後、エチレンイミン0.3ml(5.5mmol)のジエチルエーテル溶液(3ml)を添加し、50℃で5時間反応させた。放冷後、沈澱したトリエチルアミンの塩酸塩を濾別し、溶液に炭酸カリウム1.48g(14mmol)を添加し、3時間50℃で反応させた。その後、水中にあけ、1mol/L塩酸で中和した。生成物を濾取し、アセトニトリルで再結晶することで、化合物(X−1)が1.20g(収率61%)得られた。
【0068】
NMR及びマススペクトルにより、X−1であることを確認した。又、この化合物X−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0069】
(X−1の重合)
重合開始剤として、p−クロロフェニルオキサゾリニウム過塩素酸塩の2%アセトニトリル溶液を調整しておく。化合物X−1の0.77g(2.0mmol)をジメチルアセトアミド10mlに溶解させ、窒素雰囲気下で0.1mlを加え、120℃で18時間反応させた。反応終了後、溶液を大過剰のメタノールに注ぎ、白色の沈殿物を得た。この白色固体を再びTHFに溶解させ、大過剰のジエチルエーテルに再沈澱を行い、白色固体(PX−1)を0.59g(77%)得た。
【0070】
この重合体をGPCにより測定したところ、数平均分子量約6600程度のポリマーであることを確認した。又、この重合体PX−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0071】
合成例6
【0072】
【化20】
Figure 0003972565
【0073】
(化合物F−0の合成)
化合物Q−1の1.31g(5.0mmol)を、ジメチルアセトアミド中で4−ヨード安息香酸クロリド1.47g(5.5mmol)、トリエチルアミン0.8ml(6.0mmol)と共に3時間室温で反応させた。放冷後、沈澱したトリエチルアミンの塩酸塩を濾別後、溶液を酢酸エチルで分液し、有機層を硫酸ナトリウムで脱水し、溶媒を溜去して粗成物を得た。アセトニトリルで再結晶することで、白色固体(F−0)が2.26g(収率91%)得られた。
【0074】
NMR及びマススペクトルにより、F−0であることを確認した。又、この化合物F−0にUVライトを照射したが、蛍光の発光は観測されなかった。
【0075】
(化合物F−1の合成)
上記化合物F−0の1.96g(4.0mmol)を、ジメチルホルムアミド中で酢酸パラジウム(II)22.4mg(0.01mmol、2.5mol%)、トリフェニルホスフィン26.2mg(0.01mmol、2.5mol%)、塩化ブチルアンモニウム0.43g(4.0mmol)及び酢酸カリウム1.18g(12mmol)と共に24時間80℃で反応させた。放冷後、溶液を酢酸エチルで分液し、有機層を硫酸ナトリウムで脱水し、溶媒を溜去して白色粗成物を得た。組成物をアセトニトリルで再結晶することで、化合物(F−1)が1.26g(収率73%)得られた。
【0076】
NMR及びマススペクトルにより、F−1であることを確認した。又、この化合物F−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0077】
(F−1の重合)
化合物F−1の0.86g(2.0mmol)を、ジメチルアセトアミド中ヘキサフルオロアンチモン酸・4−メトキシ−2−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニウム8.4mg(0.02mmol、1.0%)を窒素下で添加し、室温で4時間反応させた。得られた反応溶液を大過剰のメタノールに再沈澱させ、白色固体(PF−1)0.61g(収率71%)を得た。
【0078】
この重合体をGPCにより測定したところ、数平均分子量約5300程度のポリマーであることを確認した。又、この重合体PF−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0079】
合成例7
【0080】
【化21】
Figure 0003972565
【0081】
(化合物V−1の合成)
化合物Q−1の1.31g(5.0mmol)のメタノール溶液をメタノール/ナトリウムメトキシド28%溶液中に滴下し、室温で3時間反応させた後、溶媒を溜去した。得られた灰色の固形物を再びメタノール30ml中に溶解させ、0℃で0.8ml(5.5mmol)の4−クロロメチルスチレンを溶解させたTHF溶液5mlを滴下した。3時間撹拌後、溶媒を溜去して、白色の固体を1.48g(140mmol)及びエピクロルヒドリン0.51gと共に3時間100℃で反応させた。その後、水中にあけ、1mol/L塩酸で中和した。生成物を濾取し、アセトニトリルで再結晶することで、化合物(V−1)が1.73g(収率92%)得られた。
【0082】
NMR及びマススペクトルにより、V−1であることを確認した。又、この化合物V−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0083】
(V−1の重合)
上記化合物V−1の0.75g(2.0mmol)をTHF中に溶解させ、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.1mmol、5mol%)を0℃で添加した後、10時間還流を行った。放冷後、反応溶液を大過剰のメタノール中に沈澱させて白色固体(PV−1)を0.66g(収率88%)得た。
【0084】
この重合体をGPCにより測定したところ、数平均分子量約7300程度のポリマーであることを確認した。又、この重合体PV−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0085】
合成例8
【0086】
【化22】
Figure 0003972565
【0087】
(X−1とγ−プロピオラクトンとの共重合)
前記化合物X−1の0.39g(1.0mmol)をDMF中に溶解させ、窒素雰囲気下でγ−プロピオラクトンの1.0%DMF溶液6.3ml(1.0mmol)を0℃で添加した後、10時間100℃で反応を行った。放冷後、反応溶液を大過剰のメタノール中に沈澱させて白色固体(PLX−1)を0.40g(収率87%)得た。
【0088】
この重合体をGPCにより測定したところ、数平均分子量約6100程度のポリマーであることを確認した。又、この重合体PLX−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0089】
合成例9
(L−1のグラフト共重合)
J.Polymer Sci.34,309(1959)に従って、スチレンとメタクリロイルカプロラクタムをAIBNにより重合し、ポリ(メタクリロイルカプロラクタム)とポリ(スチレン)の共重合体(PMS)を得た(収率27%)。この重合体をGPCにより測定したところ、数平均分子量約13万程度のポリマーであることを確認した。この重合体1.0gと前記化合物L−1の1.0gを、トルエン中、95℃にて重合開始剤にカプロラクトンナトリウムを用いてグラフト重合を行った。反応中にゲル化が起こったので、放冷後、濾過、洗浄し、乾燥することで白色固体PGL−1を1.42g(収率71%)得た。
【0090】
この重合体をGPCにより測定したところ、数平均分子量約17万程度のポリマーであることを確認した。又、この重合体PGL−1にUVライトを照射したところ、青紫色の蛍光を発した。
【0091】
本発明の有機EL素子は、基本的には一対の電極の間に発光層を挾持し、必要に応じ正孔注入層や電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、(i)陽極/発光層/陰極、(ii)陽極/正孔注入層/発光層/陰極、(iii)陽極/発光層/電子注入層/陰極、(iv)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極などの構造がある。
【0092】
上記発光層は、(1)電界印加時に陽極又は正孔注入層により正孔を注入することができ、かつ陰極又は電子注入層より電子を注入することができる注入機能、(2)注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる輸送機能、(3)電子と正孔の再結合の場を発光層内部に提供し、これを発光に繋げる発光機能などを有している。ただし、正孔の注入され易さと電子の注入され易さに違いがあってもよく、又、正孔と電子の移動度で表される輸送機能に大小があってもよいが、少なくともどちらか一方の電荷を移動させる機能を有するものが好ましい。
【0093】
この発光層に用いられる発光材料の種類については特に制限はなく、従来、有機EL素子における発光材料として公知のものを用いることができる。このような発光材料は主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Macromol.Symp.125巻,17〜26頁に記載の化合物が挙げられる。
【0094】
上記材料を用いて発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、キャスト法、LB法などの公知の方法により薄膜化することにより形成することができるが、生産性を考えると、発光材料を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法などにより薄膜化して形成することが好ましい。このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は5nm〜5μmの範囲である。
【0095】
EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。該陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、又はパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、又、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に、膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
【0096】
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化などに対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第2金属との混合物、例えばマグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、リチウム/アルミニウム混合物などが好適である。該陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。又、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜1μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。尚、発光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極の何れか一方が、透明又は半透明であれば発光効率が向上し好都合である。
【0097】
次に、必要に応じて設けられる正孔注入層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界強度で多くの正孔が発光層に注入され、その上、発光層に陰極又は電子注入層より注入された電子は、発光層と正孔注入層の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発光効率が向上するなど発光性能の優れた素子となる。この正孔注入層の材料(以下、正孔注入材料と言う)については、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやEL素子の正孔注入層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【0098】
上記正孔注入材料は、正孔の注入、電子の障壁性の何れかを有するものであり、有機物、無機物の何れであってもよい。この正孔注入材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、又、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。正孔注入材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【0099】
上記芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル、N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD)、2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン、ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン、ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン、N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル、N,N,N−トリ(p−トリル)アミン、4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン、4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン、3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン、N−フェニルカルバゾール、更には、米国特許5,061,569号に記載される2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号に記載されるトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(m−TDATA)等が挙げられる。
【0100】
又、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。この正孔注入層は、上記正孔注入材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法などの公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度である。この正孔注入層は、上記材料の1種又は2種以上から成る1層構造であってもよく、同一組成又は異種組成の複数層から成る積層構造であってもよい。更に、必要に応じて用いられる電子注入層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【0101】
この電子注入層に用いられる材料(以下、電子注入材料と言う)の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物;カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。又、特開昭59−194393号に記載される一連の電子伝達性化合物は、該公報では発光層を形成する材料として開示されているが、本発明者らが検討の結果、電子注入材料として用い得ることが判った。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子注入材料として用いることができる。
【0102】
又、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn,Mg,Cu,Ca,Sn,Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子注入材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子注入材料として好ましく用いることができる。又、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子注入材料として用いることができるし、正孔注入層と同様に、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子注入材料として用いることができる。
【0103】
この電子注入層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。電子注入層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は5nm〜5μmの範囲で選ばれる。この電子注入層は、これらの電子注入材料1種又は2種以上から成る1層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層から成る積層構造であってもよい。
【0104】
次に、該有機EL素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極から成るEL素子の作製法について説明すると、まず適当な基板上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質から成る薄膜を、1μm以下、好ましくは10〜200nmの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に、素子材料である正孔注入層、発光層、電子注入層、陰極層の材料から成る薄膜を順次形成させる。
【0105】
この薄膜化の方法には、スピンコート法、キャスト法、蒸着法などがある。生産性を考えると、前記の如くスピンコート法が良いが、スピンコート法では低分子化合物、金属電極などは、現状では製膜することができない。これらの薄膜層の形成には、化合物均質な膜が得られ易く、かつピンホールが生成し難い等の点から真空蒸着法が好ましい。この薄膜化に、この蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造などにより異なるが、一般に、ボート加熱温度50〜450℃、真空度10-6〜10-3Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、膜厚5nm〜5μmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【0106】
このようにして得られたEL素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧3〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。又、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に、交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になった時のみ発光する。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【0107】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【0108】
実施例1
(有機EL素子の作製)
陽極として、ガラス上にITO(前出)を150nm成膜した基板(NHテクノグラス社製:NA−45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をi−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。この透明支持基板上に、ポリマーPE−1の20mgをTHF3mlに溶解させ、1000rpm、3secの条件下スピンコートした。精製した有機薄膜の膜厚は、約100nmであった。
【0109】
この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した後、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、Alq3の入った前記加熱ボートを通電して250℃まで加熱し、蒸着速度0.1nm/secで前記発光層の上に蒸着して膜厚20nmの電子注入層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。更にその上に、リチウムとアルミニウムを異なる蒸着源から、蒸着速度1.5〜2.0nm/secで質量比6:1で共蒸着して、前記リチウムとアルミニウムとの混合物から成る対向電極とすることにより、有機EL素子DE−1を作製した。
【0110】
実施例2〜8
実施例1において、PE−1の代わりに、それぞれPL−1、PN−1、PX−1、PF−1、PV−1、PLX−1及びPGL−1を用いて100nmの厚さにスピンコートし発光層とした以外は実施例1と全く同じ方法で、有機EL素子DL−1、DN−1、DX−1、DF−1、DV−1、DLX−1及びDGL−1を作製した。
【0111】
実施例9
実施例1において、スピンコートするポリマーPE−1の20mg、THF3ml溶液に、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(4−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM1)0.2mgを溶解させ、1000rpm、3secの条件下でスピンコートした以外は全く同じ方法で、有機EL素子DD−1を作製した。
【0112】
【化23】
Figure 0003972565
【0113】
比較例1
陽極としてガラス上にITOを150nm成膜した基板(NA−45:前出)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をi−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
【0114】
この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した後、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、4,4′,4″−トリス(−N−(m−トリル)−N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−TDATA)を蒸着速度0.2nm/secで40nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とし、次いでN,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(m−トリル)−4,4′−ジアミノ−1,1′−ビフェニル(TPD)を蒸着速度0.2nm/secで35nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層兼発光層とした。更に減圧を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)を蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚さに蒸着し、電子輸送層とした。次いで減圧を保ったまま、リチウムとアルミニウムを異なる蒸着源から、蒸着速度1.5〜2.0nm/secで質量比6:1で共蒸着して、前記リチウムとアルミニウムとの混合物から成る対向電極とすることにより、比較の有機EL素子DT−1を作製した。
【0115】
【化24】
Figure 0003972565
【0116】
比較例2
比較例1において、TPDの代わりに化合物Q−1を用いて正孔輸送層兼発光層とした以外は実施例1と全く同じ方法で、有機EL素子DQ−1を作製した。
【0117】
(EL素子の特性評価)
東陽テクニカ社製ソースメジャーユニット2400型を用いて、有機EL素子DE−1、DL−1、DN−1、DX−1、DF−1、DV−1、DLX−1、DGL−1、DD−1及び比較用の有機EL素子DT−1、DQ−1に素子のITO電極を陽極、リチウムとアルミニウムからなる対向電極を陰極として直流10Vを印加し発光させ、その輝度をトプコン社製の輝度計BM−8、発光波長を浜松フォトニクス社製スペクトルアナライザーPMA−11を用いて測定した。
【0118】
まず比較例DT−1では、青色に均一に面発光し、初期状態ではダークスポットの発生が認められなかったが、1時間駆動後には直径100μm以下のダークスポットが10〜15個確認された。
【0119】
次に比較例DQ−1では、青白色に均一に面発光し、初期状態ではダークスポットの発生が認められないことを確認したが、1時間駆動後には直径100μm以下のダークスポットが1〜4個確認された。又、電界発光スペクトルを測定すると、424nmと454nmに発光ピークがあり、m−TDATA層界面、Alq層界面、又は発光層内で何らかの相互作用を起こして2色性のスペクトルになっていることが判った。
【0120】
一方、DE−1では、青紫色に均一に面発光し、初期状態では勿論、1時間駆動後でもダークスポットの発生は確認されなかった。又、電界発光スペクトルを測定すると、DQ−1では確認された454nmの発光ピークが消失し、425nmの発光波長のみのスペクトルが観測された。この素子と、他の実施例による素子、DL−1、DN−1、DX−1、DF−1、DV−1、DLX−1、DGL−1、DD−1の結果について纏めて表1示す。
【0121】
【表1】
Figure 0003972565
【0122】
【発明の効果】
表1に示される通り、発光性化合物を高分子化することにより、高い熱安定性、経時安定性と生産性を得ることができた。又、発光特性においても、低分子発光性化合物の輝度を低下させることなく、エキシマー発光の発生を抑え、色純度の良い素子を得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescence (hereinafter also referred to as organic EL) element, and more particularly, to an organic electroluminescence element material having excellent light emission luminance and an organic electroluminescence element using the material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an inorganic electroluminescence (hereinafter also referred to as “inorganic EL”) element has been used as a planar light source. However, in order to drive the light emitting element, an alternating high voltage is required. A recently developed organic EL device has a structure in which a thin film containing a fluorescent organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons (excitons) are formed by injecting electrons and holes into the thin film and recombining them. And emits light using the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and can emit light at a low voltage of several volts to several tens of volts direct current. Since it is a light-emitting type, it is rich in viewing angle dependency, has high visibility, and is a thin-film type complete solid-state device, and thus has attracted attention from the viewpoints of space saving and portability.
[0003]
Various organic EL elements have been reported so far. For example, Appl. Phys. Lett. Vol. 51, page 913, or a combination of a hole injection layer described in JP-A-59-194393 and an organic light-emitting layer, hole injection layer described in JP-A-63-295695, and electron injection transport In combination with a layer, Jpn. Journal of Applied Physics, vol 127, no. A combination of the hole transfer layer, the light emitting layer, and the electron transfer layer described on pages 2,269 to 271 is disclosed.
[0004]
However, a device with higher luminance is demanded, and further improvement in energy conversion efficiency and light emission quantum efficiency is expected. In addition, a problem that the light emission life is short has been pointed out. The cause of such deterioration in luminance over time has not been completely elucidated, but the electroluminescent device during light emission is decomposed by the organic compound itself that constitutes the thin film by the light emitted by itself and the heat generated at that time, Degradation factors derived from an organic compound as an organic EL element material, such as intramolecular movement, aggregation, orientation, and crystallization of the organic compound in the thin film caused by a high electric field applied to the element, have been pointed out.
[0005]
In addition, an EL element accompanied by an organic compound vapor deposition operation has a problem in productivity. From the viewpoint of simplification of the manufacturing process, workability, and increase in area, it is desirable to manufacture an element by a coating method.
[0006]
Thus, as an EL element material used in the production of an EL element of a coating method advantageous in productivity, for example, there is an element (Japanese Patent Laid-Open No. 4-212286) in which a low molecular weight dye is dispersed in polyvinyl carbazole. Since the dye type and dye concentration can be changed arbitrarily, it is relatively easy to adjust the color tone and emission intensity. However, since these elements have low molecular weight compounds dispersed in the polymer, a high electric field is applied as described above. Dye aggregation and layer separation are likely to occur, and it is difficult to obtain uniform light emission.
[0007]
Similarly, as an EL element material using a coating method, for example, a paraphenylene vinylene polymer is known (Advanced Materials, Item 4, 1992). However, since the polymer main chain has a light emitting portion, the concentration control of the light emitting material is possible. There is a problem that it is difficult to delicately control the color tone and light emission intensity.
[0008]
Similarly, as an EL element material using a coating method, a polycarbonate obtained by reacting a bifunctional monomer containing a fluorescent residue such as tetraphenylbenzidine with phosgene, for example (Japanese Patent Laid-Open No. 5-247458) However, in the polymer obtained by such polycondensation, the acid to be eliminated is likely to remain, and the remaining impurities tend to become trap levels and cause deterioration of the device such as generation of dark spots. There is a problem that it is difficult to obtain uniform light emission and the light emission characteristics are not excellent.
[0009]
Further, for example, there is a polymer obtained by addition polymerization of a monomer in which a fluorescent residue such as triphenylamine and a vinyl group are linked with a radical initiator or the like (JP-A-7-53953, etc.), Closely linked fluorescent residues interact with each other in the excited state to form an exciplex that stabilizes the light, making the emission longer and facilitating excimer emission with low emission efficiency. Is difficult to control.
[0010]
In order to avoid such excimer emission, it is necessary to dilute and disperse the fluorescent residues in the molecule so that the fluorescent residues do not interact with each other in the molecule. As one of the means, a means of copolymerizing a monomer containing a fluorescent residue and a monomer having a structure that hardly interacts with the fluorescent residue can be considered. For example, an organic EL element material obtained by copolymerizing a fluorescent monomer such as vinyl anthracene and a charge transporting monomer such as vinyl carbazole is disclosed (JP-A-8-48726, etc.). Such a technique has the advantage that the dilution ratio can be freely selected depending on the mixing ratio of the monomers before polymerization, but there is a possibility of causing block copolymerization during the polymerization, and the fluorescent residue is expected. It is not always diluted / dispersed.
[0011]
It is considered that such interaction between fluorescent residues is likely to occur because the fluorescent residues are linked to the vicinity of the polymer main chain and are originally close to each other. Therefore, a method of preventing excimer emission due to the interaction between the fluorescent residues by adjusting the length of the linking group connecting the vinyl group which is a polymerization group and the fluorescent residue is also considered, for example, a methacryloyl group And an organic EL device material in which a coumarin, which is a fluorescent compound, is linked with mono- (or di-) ethylene oxide and the distance between the polymerizable group and the fluorescent residue is increased (Japanese Patent Laid-Open No. 8-157815). issue). However, when the linking group is lengthened in this way, there is a problem that the degree of freedom of movement of the fluorescent residue is increased, and the orientation and aggregation of the arrow-ringed fluorescent residue are liable to occur due to the applied high electric field.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic luminescence device containing a polymer having excellent light emission characteristics and processing stability.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of examining the above problems, the present invention has been completed by finding that it is effective to lengthen the repeating unit of the polymer main chain in order to achieve intramolecular dispersion of the fluorescent residue. It is. That is, in the vinyl group polymer, every two fluorescent residues exist with respect to the polymer main chain, but when the polymerizable group has a cyclic structure, three, four, five It is possible to obtain a polymer material having a fluorescent residue accurately for each of two or more arbitrary repeating units, such as a fluorescent substance at a desired concentration while limiting the degree of freedom of the fluorescent residue. Residues can be dispersed in the polymer, excimer emission based on the interaction between fluorescent residues is prevented, and organic EL element materials with excellent emission characteristics, stability, and processing characteristics are obtained. be able to. In addition, any linking group may be introduced between the polymerizable cyclic structure and the fluorescent residue, and such a polymerizable monomer may be copolymerized with a monomer having an appropriate charge transporting group. In addition, it is possible to design organic EL device materials in a more free range by mixing a dopant in such a polymer at an appropriate concentration, or by adding, condensing, or graft-polymerizing a reactive polymer.
[0014]
  The object of the present invention is to provide an organic electroluminescence device in which a light emitting layer composed of a single layer or a plurality of layers of organic compound thin film is sandwiched between an anode and a cathode facing each other, and at least one layer of the organic compound thin film is formula(3)This is achieved by an organic electroluminescent device containing at least one compound having a polymerizable cyclic structure represented by the formula, or a polymer thereof.
[0015]
  still,Although it is an invention different from the present invention,General formula (3In place of the compound having a polymerizable cyclic structure represented by the formula:1), (4)~ (6)ofContains a compound having a polymerizable cyclic structure represented by any one or a polymer thereofThe embodiment is also the same invention. In addition, the luminescent compound residue [L] is represented by the general formula (7)soA general formula (a monovalent substituent derived from the fluorescent compound represented by the formula (1), (4)The compound of (6) or a polymer thereofIn the inventionpreferable. Furthermore, it is represented by the general formula (8).RuSuch a compound having a luminescent compound residue [L] of the general formula (7) or a polymer thereof, a compound of the general formulas (1) to (6) or (8), or a co-weight with other monomers. At least one organic compound thin film containing at least one polymer compound obtained by addition reaction, condensation reaction or graft polymerization of a compound, a compound of general formulas (1) to (8) and a polymer having a reactive group Contains organic electroluminescence elementsSoIs a preferred embodiment.
[C]
Figure 0003972565
  [Wherein X represents a divalent reactive group, -O-, -S-, -NR-, -COO-, -CONR-, -CR = CR-, -O-CR = N- or- O-CR = CR- is shown. R represents a hydrogen atom or a substituent. Z is an aliphatic hydrocarbon chain which may have a substituent, and forms a ring structure together with X. [L] represents a monovalent luminescent compound residue, and [S] represents a linking group that links [L] with the ring formed by X and Z. ]
[Chemical D]
Figure 0003972565
  [In the formula, Q 1 Is —O—, —S— or —NR twenty five -And n2 represents an integer of 1 to 5. R twenty one , R twenty two , R twenty three , R twenty four And R twenty five Each represents a hydrogen atom or a substituent, and any one of them represents-[S]-[L]. R twenty one ~ R twenty five May be linked to each other to form a ring structure. [L] and [S] are synonymous with [L] and [S] in general formula (1), respectively. ]
[Chemical E]
Figure 0003972565
  [Wherein n4 represents an integer of 1 to 5; 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 And R 46 Each represents a hydrogen atom or a substituent, and any one of them represents-[S]-[L]. R 41 ~ R 46 May be linked to each other to form a ring structure. [L] and [S] are synonymous with [L] and [S] in general formula (1), respectively. ]
[Chemical F]
Figure 0003972565
  [Wherein n5 represents an integer of 1 or 2, R 51 , R 52 , R 53 , R 54 And R 55 Each represents a hydrogen atom or a substituent, and any one of them represents-[S]-[L]. R 51 ~ R 55 May be linked to each other to form a ring structure. [L] and [S] are synonymous with [L] and [S] in general formula (1), respectively. ]
[Chemical G]
Figure 0003972565
  [In the formula, R 61 , R 62 , R 63 , R 64 , R 65 And R 66 Each represents a hydrogen atom or a substituent, and any one of them represents-[S]-[L]. R 61 ~ R 66 May be linked to each other to form a ring structure. [L] and [S] are synonymous with [L] and [S] in general formula (1), respectively. ]
[Chemical H]
Figure 0003972565
  [In the formula, R 71 Represents a hydrogen atom or a substituent, and A 1 , A 2 , A Three And A Four Each represents one of C, N, O, S, and P, but A 1 ~ A Four Are not all C. Y 1 Represents a linking group or a bond, and Y 2 Is A 1 , A 2 And represents a group that forms a 4- to 8-membered ring together with Y Three Is A Three , A Four And a group that forms a 4- to 8-membered ring. ]
[Chemical I]
Figure 0003972565
  [In the formula, R 81 , R 82 And R 83 Each represents a hydrogen atom or a substituent. [L] and [S] are synonymous with [L] and [S] in general formula (1), respectively. ]
[0016]
  Further, a fluorescent thin film comprising at least one compound represented by the general formula (1) or a polymer thereof, an addition reactant, or a condensation reactant is also provided.SoIt is one aspect | mode.
[0017]
With these configurations, the fluorescent residue can be appropriately dispersed in a state where the degree of freedom is limited every 2 to 7 atoms with respect to the polymer main chain, and the light emission characteristics, stability, processing characteristics Either of these can provide a good organic EL element material.
[0018]
  Less than, DetailsExplain in detail. First, the compounds or substituents represented by the general formulas (1) to (8) will be described.
[0019]
In the general formula (1), X is a divalent functional group that reacts with a polymerization initiator such as a radical, a cation, an anion, or a metal complex, and can newly become an active site of the reaction. -S-, -NR-, -COO-, -CONR-, -CR = CR-, -O-CR = N- or -O-CR = CR- (R is a hydrogen atom or a substituent). The aliphatic hydrocarbon chain which may have a substituent represented by Z preferably has 2 to 6 carbon atoms and forms a ring structure together with X.
[0020]
[S] is a divalent linking group linking the ring structure formed by X and Z and the monovalent luminescent compound residue [L], such as phenylene, ethylene, -O-, -NR-, -CO. A divalent group such as-(R is a hydrogen atom or a substituent), or a combination thereof. [L] is a monovalent luminescent compound residue, which is obtained by removing one hydrogen atom or substituent from any position of a compound that emits light at room temperature. The “light emission” of the compound that emits light at room temperature may be fluorescence or phosphorescence.
[0021]
Luminescent compounds that can serve as luminescent compound residues include fluorescent dyes that absorb in the visible region such as laser dyes, fluorescent compounds that absorb in the ultraviolet region such as fluorescent whitening agents, and platinum in porphyrins. It may be a phosphorescent compound such as a complex or a biacetyl compound. Specifically, it is described on pages 99 to 122 of Kuroo Yagi, Zenichi Yoshida and Toshikazu Ota, “Fluorescence-Theory, Measurement, and Application” (Nanedo). Typical examples thereof include organic fluorescent substances, fluorescent brighteners described on pages 251 to 270, and fluorescent dyes described on pages 274 to 287.
[0022]
Among them, preferably, a condensed cyclic aromatic hydrocarbon ring compound typified by triphenylene or perylene; a linear conjugated polycyclic hydrocarbon compound typified by p-terphenyl or quarterphenyl; acridine, quinoline, carbazole, Condensed aromatic heterocyclic compounds represented by carbazone, fluorene, xanthion, alloxazine, acridone, flavone, coumarin, naphthimidazole, benzoxazole and dibenzophenazine; represented by thiazole, oxazole, oxadiazole, thiadiazole and triazole Conjugated aliphatic compounds represented by aminochloromaleic imide, methylaminocitraconic methylimide, decapentaene carboxylic acid, decapentaene dicarboxylic acid, etc .; -Fluorescent dye compounds represented by fluorescein, eosin, rhodamine and benzoflavin; photosensitive dye compounds such as oxacarbocyanine, carbocyanine, thiacarbocyanine and 2- (anilinopolyethynyl) benzothiazole; porphyrin, chlorophyll and Natural pigment compounds typified by riboflavin and the like; diaminostilbene, distyrylbenzene, benzidine, diaminocarbazole, triazole, imidazole, thiazole, oxazole, imidazolone, dihydropyridine, coumarin, carbostyril, diaminodibenzothiophene oxide, siaminofluorene, oxacyanine , Aminonaphthalimide, pyrazoline and oxadiazole-based fluorescent whitening agents, and the like. It may be formed.
[0023]
Examples of the substituent include alkyl groups (methyl, ethyl, i-propyl, hydroxyethyl, methoxymethyl, trifluoromethyl, t-butyl, etc.), cycloalkyl groups (cyclopentyl, cyclohexyl, etc.), aralkyl groups (benzyl, 2-phenethyl etc.), aryl groups (phenyl, naphthyl, p-tolyl, p-chlorophenyl etc.), alkoxy groups (methoxy, ethoxy, i-propoxy, butoxy etc.), aryloxy groups (phenoxy, naphthoxy etc.) etc. It is done. These groups may be further substituted, and as a substituent, a halogen atom, a trifluoromethyl group, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, a dialkylamino group, A dibenzylamino group, a diarylamino group, etc. are mentioned.
[0024]
The compound of the general formula (2) is a 3-6 membered cyclic ether (Q1= O), cyclic sulfide (Q1= S), cyclic imine (Q1= NRtwenty five) Derivatives. In the formula, n2 is 1 to 5, Rtwenty one~ Rtwenty fiveRepresents a hydrogen atom or a substituent, and one of these is-[S]-[L]. These may be connected to each other to form a ring structure.
[0025]
The compound of general formula (3) is a 4- to 7-membered lactone (Q2= O) or lactam (Q2= NR35) Derivatives. In the formula, n3 is 1 to 6, and R331~35Represents a hydrogen atom or a substituent, and one of these is-[S]-[L]. These may be connected to each other to form a ring structure.
[0026]
The compound of the general formula (4) is a 4- to 7-membered cycloalkene derivative. In the formula, n4 is 1 to 5, and R441~46Is a hydrogen atom or substituent, one of which is-[S]-[L]. These may be connected to each other to form a ring structure.
[0027]
The compound of the general formula (5) is an oxazoline derivative (n = 1) or a dihydrooxazine derivative (n = 2). In the formula, n5 is 1 or 2, and R51~55Represents a hydrogen atom or a substituent, and one of these is-[S]-[L]. These may be connected to each other to form a ring structure.
[0028]
The compound of the general formula (6) is a dihydrofuran derivative. R61~66Represents a hydrogen atom or a substituent, and one of these is-[S]-[L]. These may be connected to each other to form a ring structure.
[0029]
The structure of the general formula (7) representing the particularly preferred [L] component is a condensed heteroaromatic ring which may have a substituent. Where A1~ AFourRepresents any of C, N, O, S, and P, but A1~ AFourAre not all C. Y1Is -CR72A linking group or bond such as-, -N-, -CO-,2Is A1, A2Along with YThreeIs A2, AThreeTogether with this, a 4- to 8-membered ring is formed. Examples of the 4- to 8-membered ring include an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle which may have a substituent, such as benzene, naphthalene, anthracene, azulene, phenanthrene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, Perylene, pentacene, hexacene, coronene, trinaphthylene, furan, thiophene, pyrrole, imidazole, pyrazole, 1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, oxazole, thiazole, isoxazole, isothiazole, furazane, pyridine, Pyrazine, pyrimidine, pyridazine, indolizine, quinoline, isoindole, indole, isoquinoline, phthalazine, purine, naphthyridine, quinoxaline, quinazoline, cinnoline, pteridine, carbazole, phenanthridine, a Lysine, perimidine, phenanthroline, phenazine and the like.
[0030]
These may have a plurality of arbitrary substituents independently, and the plurality of substituents may be condensed with each other to further form a ring. These rings may have a substituent. R71And R72Each is a hydrogen atom or a substituent.
[0031]
Typical examples of the condensed heteroaromatic ring represented by the general formula (7) are shown below, but are not limited thereto.
[0032]
[Chemical 9]
Figure 0003972565
[0033]
The compound of general formula (8) is an ethylene derivative. R81~ R83Each represents a hydrogen atom or a substituent, one of which is-[S]-[L], and [L] is a heteroaromatic ring represented by the general formula (7).
[0034]
Examples of the linking group [S] common to the general formulas (1), (2), (3), (4), (5), (6) and (8) include phenylene (o, p, m) and methylene. , -O-, -N (R)-(wherein R is a hydrogen atom or a substituent), -CO-, and the like, and these composite systems are also included.
[0035]
Specific examples of the compounds represented by the general formulas (1) to (8) in the present invention are shown below, but are not limited thereto. Compounds E-1 to E-12 are represented by the general formula (2), L-1 to L-12 are represented by the general formula (3), and N-1 to N-12 are represented by the general formula (4). 1 to X-6 are representative examples of the general formula (5), F-1 to F-6 are general formulas (6), and V-1 to V-12 are representative examples of the general formula (8).
[0036]
[Chemical Formula 10]
Figure 0003972565
[0037]
Embedded image
Figure 0003972565
[0038]
Embedded image
Figure 0003972565
[0039]
Embedded image
Figure 0003972565
[0040]
Embedded image
Figure 0003972565
[0041]
Below, the typical synthesis example of an exemplary compound is shown.
Synthesis example 1
[0042]
Embedded image
Figure 0003972565
[0043]
(Synthesis of Compound Q-1)
90.6 g of anthranilic acid methyl ester was reacted with 54 ml of hydrous hydrazine in xylene under heating and refluxing for 9.5 hours. Thereafter, the solvent was distilled off under reduced pressure, and a small amount of ethanol was added to obtain crude crystals. Further recrystallization with ethanol yielded 64.9 g of intermediate (a) (yield 72%).
[0044]
Next, 15.0 g of intermediate a and 21.0 g of ethyl benzoyl acetate were reacted in xylene at 120 ° C. for 1 hour, and then further reacted under reflux for 8 hours. At this time, generated water and ethanol were distilled off. After allowing to cool, the precipitated crystals were collected by filtration. By recrystallizing this crystal with a mixed solvent of N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF) and methanol, 14.7 g (yield 56%) of Compound (Q-1) was obtained.
[0045]
It was confirmed to be Q-1 by NMR and mass spectrum. When this compound Q-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0046]
Synthesis example 2
[0047]
Embedded image
Figure 0003972565
[0048]
(Synthesis of Compound E-1)
Compound (Q-1) 1.31 g (5.0 mmol) was reacted with 1.48 g (14 mmol) of potassium carbonate in dimethylacetamide and 0.43 ml (5.5 mmol) of epichlorohydrin at 50 ° C. for 3 hours. Then, it opened in water and neutralized with 1 mol / L hydrochloric acid. The product was collected by filtration and recrystallized from acetonitrile to obtain 0.92 g (yield 58%) of Compound (E-1).
[0049]
It was confirmed to be E-1 by NMR and mass spectrum. Moreover, when this compound E-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0050]
(Polymerization of E-1)
100 mg of anhydrous iron chloride (III) as a polymerization initiator is placed in a three-necked flask, heated under reduced pressure to completely dehydrate, and then filled with dry nitrogen gas. Under a nitrogen stream, 0.63 g (2 mmol) of E-1 and 10 ml of dehydrated DMF were added and reacted at 100 ° C. for 3 hours. Thereafter, the reaction solvent was poured into a large excess of methanol to obtain a pale yellow precipitate. This precipitate was dissolved in a small amount of tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) and poured into a large excess of hexane to obtain 0.38 g (yield 60%) of a white precipitate (PE-1).
[0051]
When this precipitate was measured by GPC, it was confirmed to be a polymer having a number average molecular weight of about 4.500. When this polymer PE-1 was irradiated with UV light, blue-violet fluorescence was emitted.
[0052]
Synthesis example 3
[0053]
Embedded image
Figure 0003972565
[0054]
(Synthesis of Lactone L-0)
6.0 g (25 mmol) of iodoacetic acid-3-butenyl and 2.5 liters of distilled water were placed in a 4 liter four-necked flask, and the inside of the flask was replaced with dry argon. While stirring, 2.5 ml (2.5 mmol) of a 1 mol / L methanol solution of triethylborane was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 5 hours and extracted with ethyl acetate. The composition obtained by distilling off ethyl acetate was purified by silica gel column chromatography to obtain 3.3 g (yield 55%) of 3-iodomethyl-δ lactone (L-0).
[0055]
(Synthesis of Compound L-1)
1.31 g (5.0 mmol) of compound Q-1 was reacted with 1.48 g (14 mmol) of potassium carbonate in dimethylacetamide and 3.4 g (5.5 mmol) of L-0 at 50 ° C. for 3 hours. Thereafter, it was poured into water and neutralized with 1 mol / L hydrochloric acid. The product was collected by filtration and recrystallized from acetonitrile, whereby 1.02 g (yield 55%) of compound (L-1) was obtained.
[0056]
It was confirmed by NMR and mass spectrum that it was the target compound. When this compound L-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0057]
(L-1 polymerization)
Triethylaluminum was dissolved in dehydrated toluene to make a 3% solution, and this solution was used as an initiator. Further, 18 ml of a reaction solvent in which 0.2 ml of distilled water was added to 2 liters of dehydrated THF was poured into a 50 ml three-necked flask, and further 0.93 g (2.5 mmol) of Compound L-1 and 3 of the above triethylaluminum. 0.4 ml (0.1 mmol: 4.0 mol%) of a% toluene solution was added at 0 ° C. Thereafter, THF was refluxed for 4 days. After completion of the reaction, the reaction solution is poured into a large amount of diethyl ether, and the precipitated white solid is filtered off, washed with a 0.1 mol / L hydrochloric acid solution, dissolved in chloroform, poured into a large amount of hexane and reprecipitated. And 0.41 g (yield 44%) of white precipitate (PL-1) was obtained.
[0058]
When this precipitate was measured by GPC, it was confirmed to be a polymer having a number average molecular weight of about 5400. When this polymer PL-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0059]
Synthesis example 4
[0060]
Embedded image
Figure 0003972565
[0061]
(Synthesis of Compound N-1)
1.31 g (5.0 mmol) of compound Q-1 was reacted with 1.48 g (14 mmol) of potassium carbonate and 0.78 g (5.5 mmol) of 4-chloromethylnorbornene in dimethylacetamide at 50 ° C. for 3 hours. Thereafter, it was poured into water and neutralized with 1 mol / L hydrochloric acid. The product was collected by filtration and recrystallized from acetonitrile, whereby 0.85 g (yield 46%) of compound (N-1) was obtained.
[0062]
By NMR and mass spectrum, it was confirmed to be Compound N-1. Further, when this compound N-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0063]
(Polymerization of N-1)
0.74 g (2.0 mmol) of Compound N-1 and 71 mg (0.02 mmol, 1.0 mol%) of iridium (III) chloride trihydrate were dissolved in 20 ml of i-propanol and refluxed for 8 hours. As a result, a gray insoluble material was deposited as an insoluble material. This composition was filtered off, washed with acetone, dissolved in hot toluene, reprecipitated with a large excess of methanol, and 0.43 g (yield 58%) of a light gray polymer (PN-1) was obtained. Obtained.
[0064]
When this polymer was measured by GPC, it was confirmed that the polymer had a number average molecular weight of about 5400. When this polymer PN-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0065]
Synthesis example 5
[0066]
Embedded image
Figure 0003972565
[0067]
(Synthesis of Compound X-1)
1.31 g (5.0 mmol) of Compound Q-1 was reacted with 0.78 g (5.0 mmol) of succinyl dichloride and 1.5 ml (11 mmol) of triethylamine in dimethylacetamide for 3 hours at room temperature. After allowing to cool, a solution of ethyleneimine 0.3 ml (5.5 mmol) in diethyl ether (3 ml) was added and reacted at 50 ° C. for 5 hours. After allowing to cool, the precipitated triethylamine hydrochloride was filtered off, 1.48 g (14 mmol) of potassium carbonate was added to the solution, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 3 hours. Thereafter, it was poured into water and neutralized with 1 mol / L hydrochloric acid. The product was collected by filtration and recrystallized from acetonitrile to obtain 1.20 g (yield 61%) of compound (X-1).
[0068]
It was confirmed to be X-1 by NMR and mass spectrum. When this compound X-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0069]
(Polymerization of X-1)
A 2% acetonitrile solution of p-chlorophenyloxazolinium perchlorate is prepared as a polymerization initiator. 0.77 g (2.0 mmol) of Compound X-1 was dissolved in 10 ml of dimethylacetamide, 0.1 ml was added under a nitrogen atmosphere, and the mixture was reacted at 120 ° C for 18 hours. After completion of the reaction, the solution was poured into a large excess of methanol to obtain a white precipitate. This white solid was dissolved again in THF and reprecipitated in a large excess of diethyl ether to obtain 0.59 g (77%) of a white solid (PX-1).
[0070]
When this polymer was measured by GPC, it was confirmed that the polymer had a number average molecular weight of about 6600. When this polymer PX-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0071]
Synthesis Example 6
[0072]
Embedded image
Figure 0003972565
[0073]
(Synthesis of Compound F-0)
1.31 g (5.0 mmol) of Compound Q-1 was reacted with 1.47 g (5.5 mmol) of 4-iodobenzoyl chloride and 0.8 ml (6.0 mmol) of triethylamine in dimethylacetamide for 3 hours at room temperature. It was. After allowing to cool, the precipitated triethylamine hydrochloride was filtered off, and the solution was partitioned with ethyl acetate. The organic layer was dehydrated with sodium sulfate, and the solvent was distilled off to obtain a crude product. By recrystallization from acetonitrile, 2.26 g (yield 91%) of a white solid (F-0) was obtained.
[0074]
NMR and mass spectrum confirmed that it was F-0. Further, this compound F-0 was irradiated with UV light, but no fluorescence emission was observed.
[0075]
(Synthesis of Compound F-1)
1.96 g (4.0 mmol) of the above compound F-0 was mixed with 22.4 mg (0.01 mmol, 2.5 mol%) of palladium (II) acetate and 26.2 mg (0.01 mmol, triphenylphosphine) in dimethylformamide. 2.5 mol%), 0.43 g (4.0 mmol) of butylammonium chloride and 1.18 g (12 mmol) of potassium acetate, and reacted at 80 ° C. for 24 hours. After allowing to cool, the solution was separated with ethyl acetate, the organic layer was dehydrated with sodium sulfate, and the solvent was distilled off to obtain a white crude product. By recrystallizing the composition with acetonitrile, 1.26 g (yield 73%) of Compound (F-1) was obtained.
[0076]
It was confirmed to be F-1 by NMR and mass spectrum. When this compound F-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0077]
(F-1 polymerization)
0.86 g (2.0 mmol) of Compound F-1 was added to 8.4 mg (0. 0) of hexafluoroantimonic acid 4-methoxy-2-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidinium in dimethylacetamide. 02 mmol, 1.0%) was added under nitrogen and allowed to react for 4 hours at room temperature. The obtained reaction solution was reprecipitated in a large excess of methanol to obtain 0.61 g (yield 71%) of a white solid (PF-1).
[0078]
When this polymer was measured by GPC, it was confirmed that the polymer had a number average molecular weight of about 5300. When this polymer PF-1 was irradiated with UV light, blue-violet fluorescence was emitted.
[0079]
Synthesis example 7
[0080]
Embedded image
Figure 0003972565
[0081]
(Synthesis of Compound V-1)
A methanol solution of Compound Q-1 (1.31 g, 5.0 mmol) was dropped into a methanol / sodium methoxide 28% solution and reacted at room temperature for 3 hours, and then the solvent was distilled off. The obtained gray solid was dissolved again in 30 ml of methanol, and 5 ml of THF solution in which 0.8 ml (5.5 mmol) of 4-chloromethylstyrene was dissolved was added dropwise at 0 ° C. After stirring for 3 hours, the solvent was distilled off, and the white solid was reacted with 1.48 g (140 mmol) and epichlorohydrin 0.51 g for 3 hours at 100 ° C. Thereafter, it was poured into water and neutralized with 1 mol / L hydrochloric acid. The product was collected by filtration and recrystallized from acetonitrile to obtain 1.73 g (yield 92%) of compound (V-1).
[0082]
It was confirmed to be V-1 by NMR and mass spectrum. When this compound V-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0083]
(Polymerization of V-1)
0.75 g (2.0 mmol) of the above compound V-1 was dissolved in THF, and azobisisobutyronitrile (AIBN, 0.1 mmol, 5 mol%) was added at 0 ° C. under a nitrogen atmosphere. Reflux for a period of time. After allowing to cool, the reaction solution was precipitated in a large excess of methanol to obtain 0.66 g (yield 88%) of a white solid (PV-1).
[0084]
When this polymer was measured by GPC, it was confirmed that the polymer had a number average molecular weight of about 7300. When this polymer PV-1 was irradiated with UV light, blue-violet fluorescence was emitted.
[0085]
Synthesis Example 8
[0086]
Embedded image
Figure 0003972565
[0087]
(Copolymerization of X-1 and γ-propiolactone)
0.39 g (1.0 mmol) of the compound X-1 was dissolved in DMF, and 6.3 ml (1.0 mmol) of a 1.0% DMF solution of γ-propiolactone was added at 0 ° C. under a nitrogen atmosphere. Then, the reaction was carried out at 100 ° C. for 10 hours. After allowing to cool, the reaction solution was precipitated in a large excess of methanol to obtain 0.40 g (yield 87%) of a white solid (PLX-1).
[0088]
When this polymer was measured by GPC, it was confirmed that the polymer had a number average molecular weight of about 6100. When this polymer PLX-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0089]
Synthesis Example 9
(L-1 graft copolymerization)
J. et al. Polymer Sci. 34,309 (1959), styrene and methacryloylcaprolactam were polymerized with AIBN to obtain a copolymer (PMS) of poly (methacryloylcaprolactam) and poly (styrene) (yield 27%). When this polymer was measured by GPC, it was confirmed that the polymer had a number average molecular weight of about 130,000. 1.0 g of this polymer and 1.0 g of the compound L-1 were graft-polymerized in toluene at 95 ° C. using sodium caprolactone as a polymerization initiator. Since gelation occurred during the reaction, the mixture was allowed to cool, filtered, washed, and dried to obtain 1.42 g (yield 71%) of white solid PGL-1.
[0090]
When this polymer was measured by GPC, it was confirmed that the polymer had a number average molecular weight of about 170,000. When this polymer PGL-1 was irradiated with UV light, it emitted blue-violet fluorescence.
[0091]
The organic EL device of the present invention basically has a structure in which a light emitting layer is held between a pair of electrodes, and a hole injection layer or an electron injection layer is interposed as necessary. Specifically, (i) anode / light emitting layer / cathode, (ii) anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode, (iii) anode / light emitting layer / electron injection layer / cathode, (iv) anode / positive There are structures such as hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode.
[0092]
The light emitting layer has (1) an injection function capable of injecting holes from an anode or a hole injection layer when an electric field is applied, and (2) an injected charge. It has a transport function that moves (electrons and holes) by the force of an electric field, and (3) a light-emitting function that provides a field for recombination of electrons and holes inside the light-emitting layer and connects it to light emission. However, there may be a difference in the ease of hole injection and the ease of electron injection, and the transport function represented by the mobility of holes and electrons may be large or small, but at least either Those having a function of moving one charge are preferable.
[0093]
There is no restriction | limiting in particular about the kind of luminescent material used for this light emitting layer, The conventionally well-known thing can be used as a luminescent material in an organic EL element. Such a light-emitting material is mainly an organic compound, and may have a desired color tone, for example, Macromol. Symp. 125, pages 17-26.
[0094]
As a method for forming a light emitting layer using the above material, for example, it can be formed by thinning by a known method such as a vapor deposition method, a casting method, or an LB method. It is preferable to form a solution by dissolving in a solvent and then forming a thin film by spin coating or the like. There is no restriction | limiting in particular about the film thickness of the light emitting layer formed in this way, Although it can select suitably according to a condition, Usually, it is the range of 5 nm-5 micrometers.
[0095]
As the anode in the EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, CuI, indium tin oxide (ITO), SnO.2And conductive transparent materials such as ZnO. The anode may be formed by forming a thin film from these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or (100 μm) when pattern accuracy is not so high. As described above, a pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. When light emission is extracted from the anode, the transmittance is desirably greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm.
[0096]
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al2OThree) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the viewpoint of electron injectability and durability against oxidation, a mixture of an electron injectable metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, for example, a magnesium / silver mixture, magnesium / Aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al2OThree) Mixtures, lithium / aluminum mixtures and the like are preferred. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit light, if either the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission efficiency is improved, which is convenient.
[0097]
Next, the hole injection layer provided as necessary has a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer, and the hole injection layer is interposed between the anode and the light emitting layer. In addition, many holes are injected into the light emitting layer with lower electric field strength, and the electrons injected from the cathode or the electron injection layer into the light emitting layer are barriers to electrons present at the interface between the light emitting layer and the hole injection layer. Thus, an element having excellent light emission performance such as accumulation at the interface in the light emitting layer and improvement in light emission efficiency is obtained. The material of the hole injection layer (hereinafter referred to as the hole injection material) is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferable properties. Any one of commonly used ones and known ones used for the hole injection layer of EL elements can be selected and used.
[0098]
The hole injection material has either hole injection or electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. Examples of the hole injection material include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives. Fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers. As the hole injecting material, those described above can be used, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
[0099]
Representative examples of the aromatic tertiary amine compound and styrylamine compound include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl, N, N′-diphenyl-N, N ′. -Bis (3-methylphenyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (TPD), 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane, 1,1- Bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl, 1,1-bis (4-di-p- Tolylaminophenyl) -4-phenylcyclohexane, bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane, bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane, N, N'-diphenyl-N, N -Di (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl, N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-bis (diphenylamino) quadri Phenyl, N, N, N-tri (p-tolyl) amine, 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene, 4-N, N-diphenyl Amino- (2-diphenylvinyl) benzene, 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene, N-phenylcarbazole, and two condensations described in US Pat. No. 5,061,569 Having an aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-308688 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (m-TDATA), etc., in which three triphenylamine units are linked in a three star burst type Is mentioned.
[0100]
Also, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can be used as the hole injection material. The hole injection layer can be formed by thinning the hole injection material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole injection layer, Usually, it is about 5 nm-5 micrometers. The hole injection layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. Furthermore, the electron injecting layer used as necessary may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and any material selected from conventionally known compounds can be selected as the material. Can be used.
[0101]
Examples of materials used for the electron injection layer (hereinafter referred to as electron injection materials) include heterocyclic tetracarboxylic acid anhydrides such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene; carbodiimides , Fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like. In addition, a series of electron transport compounds described in JP-A-59-194393 is disclosed as a material for forming a light emitting layer in the publication, but as a result of studies by the present inventors, as an electron injection material. It turns out that it can be used. Furthermore, in the oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group can also be used as an electron injection material.
[0102]
Also, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum, Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Cu , Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the electron injection material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron injection material. Further, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as the electron injecting material. Similarly to the hole injecting layer, inorganic semiconductors such as n-type-Si and n-type-SiC can be used as the electron injecting material. Can be used as
[0103]
This electron injection layer can be formed by forming the above compound by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method. The thickness of the electron injection layer is not particularly limited, but is usually selected in the range of 5 nm to 5 μm. This electron injection layer may have a single layer structure composed of one or more of these electron injection materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
[0104]
Next, a suitable example for producing the organic EL element will be described. As an example, a method for producing an EL device comprising the above-mentioned anode / hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode will be described. First, a thin film made of a desired electrode material, for example, a material for an anode, on a suitable substrate. Is formed by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm, to produce an anode. Next, a thin film made of materials of a hole injection layer, a light emitting layer, an electron injection layer, and a cathode layer, which are element materials, is sequentially formed thereon.
[0105]
Examples of the thinning method include a spin coating method, a casting method, and a vapor deposition method. Considering productivity, the spin coating method is preferable as described above, but low molecular compounds, metal electrodes, and the like cannot be formed at present under the spin coating method. For the formation of these thin film layers, vacuum vapor deposition is preferred from the standpoint that a compound-homogeneous film is easily obtained and pinholes are not easily generated. When this vapor deposition method is employed for thinning, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, the target crystal structure of the molecular deposition film, the association structure, etc., but generally the boat heating temperature is 50 to 450 ° C. , Degree of vacuum 10-6-10-3It is desirable to select appropriately within the ranges of Pa, vapor deposition rate of 0.01 to 50 nm / second, substrate temperature of −50 to 300 ° C., and film thickness of 5 nm to 5 μm.
[0106]
In the case where a DC voltage is applied to the EL element thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 3 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
[0107]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the aspect of this invention is not limited to this.
[0108]
Example 1
(Production of organic EL element)
After patterning on a substrate (NH Techno Glass Co., Ltd .: NA-45) having a film of 150 nm of ITO (supra) formed on glass as an anode, the transparent support substrate provided with this ITO transparent electrode was converted to i-propyl alcohol. Was subjected to ultrasonic cleaning, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes. On this transparent support substrate, 20 mg of polymer PE-1 was dissolved in 3 ml of THF, and spin-coated under conditions of 1000 rpm and 3 sec. The film thickness of the purified organic thin film was about 100 nm.
[0109]
  After fixing this board | substrate to the board | substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, a vacuum chamber is set to 4x10.-FourAfter reducing the pressure to Pa, the heating boat containing Alq3 was energized and heated to 250 ° C., and deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec to provide an electron injection layer having a thickness of 20 nm. . In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature. Furthermore, lithium and aluminum are co-deposited from different vapor deposition sources at a vapor deposition rate of 1.5 to 2.0 nm / sec at a mass ratio of 6: 1 to form a counter electrode composed of the mixture of lithium and aluminum. By, YesA machine EL element DE-1 was produced.
[0110]
Examples 2-8
In Example 1, instead of PE-1, each of SP-1, PN-1, PX-1, PF-1, PV-1, PLX-1, and PGL-1 was used to spin coat to a thickness of 100 nm Then, organic EL elements DL-1, DN-1, DX-1, DF-1, DV-1, DLX-1, and DGL-1 were produced in the same manner as in Example 1 except that the light emitting layer was used.
[0111]
Example 9
In Example 1, 0.2 mg of 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (4-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM1) was dissolved in 20 mg of the polymer PE-1 to be spin-coated and 3 ml of THF. Organic EL element DD-1 was produced in exactly the same manner except that spin coating was performed under the conditions of 1000 rpm and 3 sec.
[0112]
Embedded image
Figure 0003972565
[0113]
Comparative Example 1
After patterning on a substrate (NA-45: supra) with ITO deposited on glass as an anode at 150 nm, the transparent support substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with i-propyl alcohol and dried nitrogen After drying with gas, UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
[0114]
After fixing this transparent support substrate to the substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, the vacuum chamber is set to 4 × 10.-FourAfter reducing the pressure to Pa, 4,4 ′, 4 ″ -tris (—N- (m-tolyl) -N-phenylamino) triphenylamine (m-TDATA) was deposited to a thickness of 40 nm at a deposition rate of 0.2 nm / sec. Next, N, N'-diphenyl-N, N'-di (m-tolyl) -4,4'-diamino-1,1'-biphenyl (TPD) is deposited at a deposition rate. Vapor deposition was performed at a thickness of 35 nm at 0.2 nm / sec to form a hole transport layer and a light-emitting layer, and tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3) was deposited at a deposition rate of 0.2 nm / sec while maintaining the reduced pressure. Vapor deposition was performed to a thickness of 50 nm to form an electron transport layer, and lithium and aluminum were co-deposited at a vapor deposition rate of 1.5 to 2.0 nm / sec at a mass ratio of 6: 1 while maintaining a reduced pressure. And the lithium and By a counter electrode consisting of a mixture of Miniumu, to produce an organic EL device DT-1 comparison.
[0115]
Embedded image
Figure 0003972565
[0116]
Comparative Example 2
In Comparative Example 1, an organic EL device DQ-1 was produced in exactly the same manner as in Example 1 except that Compound Q-1 was used instead of TPD to form a hole transport layer / light-emitting layer.
[0117]
  (Characteristic evaluation of EL element)
  Using source measure unit model 2400 made by Toyo Technica, YesEL elements DE-1, DL-1, DN-1, DX-1, DF-1, DV-1, DLX-1, DGL-1, DD-1 and organic EL elements DT-1, DQ for comparison -1 is an element with an ITO electrode as an anode and a counter electrode made of lithium and aluminum as a cathode to apply a direct current of 10 V to emit light. The luminance is a luminance meter BM-8 made by Topcon, and the emission wavelength is a spectrum analyzer made by Hamamatsu Photonics. Measurement was performed using PMA-11.
[0118]
First, in Comparative Example DT-1, surface emission was uniformly blue, and no dark spots were observed in the initial state, but 10 to 15 dark spots with a diameter of 100 μm or less were confirmed after driving for 1 hour.
[0119]
Next, in Comparative Example DQ-1, it was confirmed that surface emission was uniformly blue-white, and no dark spots were observed in the initial state, but after driving for 1 hour, dark spots with a diameter of 100 μm or less were 1 to 4 Confirmed. In addition, when the electroluminescence spectrum is measured, there are emission peaks at 424 nm and 454 nm, and some interaction is caused in the m-TDATA layer interface, the Alq layer interface, or the light emitting layer, resulting in a dichroic spectrum. understood.
[0120]
  on the other hand, DIn E-1, surface emission was uniformly blue-violet, and in the initial state, the occurrence of dark spots was not confirmed even after driving for 1 hour. When the electroluminescence spectrum was measured, the confirmed emission peak at 454 nm disappeared in DQ-1, and a spectrum having only an emission wavelength of 425 nm was observed. Table 1 summarizes the results of this element and elements according to other examples, DL-1, DN-1, DX-1, DF-1, DV-1, DLX-1, DGL-1, and DD-1. .
[0121]
[Table 1]
Figure 0003972565
[0122]
【The invention's effect】
As shown in Table 1, it was possible to obtain high thermal stability, stability over time and productivity by polymerizing the luminescent compound. Further, in terms of light emission characteristics, it is possible to obtain an element with good color purity by suppressing the occurrence of excimer light emission without reducing the luminance of the low molecular light emitting compound.

Claims (3)

互いに対向する陽極と陰極間に、単層又は複数層の有機化合物薄膜により成る発光層を挟持した有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物薄膜の少なくとも1層が、下記一般式(3)で表される重合性環状構造を有する化合物、又はその重合体を少なくとも1種含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 0003972565
〔式中、Q 2 は−O−又は−NR 35 −を表し、n3は1〜6の整数を表す。R 31 ,R 32 ,R 33 ,R 34 及びR 35 は各々、水素原子又は置換基を表すが、いずれか一つは−[S]−[L]である。又、R 31 〜R 35 は互いに連結して環構造を形成してもよい。[L]は下記一般式(7)で表される1価の発光性化合物残基を表し、[S]はQ 2 と共に形成される環と[L]を連結する連結基を表す。〕
Figure 0003972565
〔式中、R 71 は水素原子又は置換基を表し、A 1 ,A 2 ,A 3 及びA 4 は各々、C,N,O,S,Pのいずれかを表すが、A 1 〜A 4 が全てCになることはない。Y 1 は連結基又は結合手を表し、Y 2 はA 1 ,A 2 と共に4〜8員環を形成する基を表し、Y 3 はA 3 ,A 4 と共に4〜8員環を形成する基を表す。〕
In an organic electroluminescence device in which a light emitting layer composed of a single layer or multiple layers of organic compound thin film is sandwiched between an anode and a cathode facing each other, at least one layer of the organic compound thin film is represented by the following general formula (3). An organic electroluminescence device comprising at least one compound having a polymerizable cyclic structure or a polymer thereof.
Figure 0003972565
Wherein, Q 2 is -O- or -NR 35 - represents, n3 is an integer of 1-6. R 31 , R 32 , R 33 , R 34 and R 35 each represent a hydrogen atom or a substituent, and any one of them is — [S] — [L]. Further, R 31 to R 35 may be to form a ring structure. [L] represents a monovalent luminescent compound residue represented by the following general formula (7), and [S] represents a linking group for linking [L] with a ring formed with Q 2 . ]
Figure 0003972565
Wherein, R 71 represents a hydrogen atom or a substituent, each A 1, A 2, A 3 and A 4, C, N, O, S, represents one of the P, A 1 to A 4 Are not all C. Y 1 represents a linking group or a bond, Y 2 is a group forming a 4-8 membered ring together with A 1, A 2, Y 3 forms a 4-8 membered ring together with A 3, A 4 group Represents. ]
請求項1の一般式(3)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物をモノマーとして含む共重合体を少なくとも1種含有する有機化合物薄膜を少なくとも1層有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electro thin film comprising at least one organic compound thin film containing at least one copolymer containing at least one compound selected from the compound represented by formula (3) of claim 1 as a monomer. Luminescence element. 請求項1の一般式(3)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と、反応性基を有する高分子とを付加反応、縮合反応あるいはグラフト重合させて得られた高分子化合物を少なくとも1種含有する有機化合物薄膜を少なくとも1層有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。A polymer compound obtained by subjecting at least one compound selected from the compounds represented by the general formula (3) of claim 1 and a polymer having a reactive group to addition reaction, condensation reaction or graft polymerization. An organic electroluminescence device comprising at least one organic compound thin film containing at least one kind.
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