JP4013282B2 - Electroluminescent device - Google Patents

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JP4013282B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも有機発光層を含む有機薄膜層を有する電界発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報機器の多様化に伴って、ブラウン管(CRT)より低消費電力で薄型の平面表示素子のニーズが高まっている。このような平面表示素子としては液晶、プラズマディスプレイ(PDP)等があるが、特に、最近は自己発光型で、表示が鮮明で視野角の広い電界発光素子が注目されている。ここで、上記電界発光素子は構成する材料により無機電界発光素子と有機電界発光素子とに大別することができ、無機電界発光素子は既に実用化され商品として市販されている。
【0003】
しかしながら、上記無機電界発光素子の駆動電圧は高電界の印加によって、加速された電子が発光中心に衝突して発光させるという、いわゆる衝突型励起発光であるため、100V以上の高電圧で駆動させる必要がある。このため、周辺機器の高コスト化を招来するという課題を有していた。また、青色発光の良好な発光体がないためフルカラーの表示ができないという課題もあった。
【0004】
これに対して、有機電界発光素子は、電極から注入された電荷(正孔および電子)が発光体中で再結合して励起子を生成し、それが発光材料の分子を励起して発光するという、いわゆる注入型発光であるため低電圧で駆動することができる。しかも、有機化合物であるため発光材料の分子構造を容易に変更することができ、任意の発光色を得ることができる。従って、有機電界発光素子はこれからの表示素子として非常に有望である。
【0005】
ここで、有機電界発光素子は正孔輸送層と電子輸送性発光層の2層を備えた素子が、TangとVanSlykeによって提案された(C.W.Tang and S.A.VanSlyke;Appl.Phys.Lett.,51(1987)913)。その素子の構成は、ガラス基板上に形成した陰極、正孔輸送層、電子輸送性発光層、陰極であった。
【0006】
上記素子では、正孔輸送層が陽極から電子輸送性発光層へ正孔を注入する働きをするとともに、陰極から注入された電子が正孔と再結合することなく陽極へ逃げるのを防ぎ、電子輸送性発光層内へ電子を封じ込める役割をも果たしている。このため、この正孔輸送層による電子の封じ込め効果により、従来の単層構造の素子に比べてより効率良く電子と正孔の再結合が起こり、駆動電圧の大幅な低下が可能になった。
【0007】
また、斎藤らは、2層構造の素子において、電子輸送層だけでなく正孔輸送層も発光層と成り得ることを示した(C.Adachi,T.Tsutsui and S.Saito;Appl.Phys.Lett.,55(1989)1489)。
【0008】
2層構成の改良として正孔輸送層と電子輸送層の間に有機発光層が挟まれた3層構造の有機電界発光素子を斎藤らが提案した(C.Adachi,S.Tokito,T.Tsutsui and S.Saito;Jpn.J.Appl.Phys.,27(1988)L269)。これは、硝子基板上に形成した陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極からなり、正孔輸送層が電子を発光層に封じ込める働きをするとともに、電子輸送層が正孔を発光層に封じ込める働きをするため発光効率がさらに向上した。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このように有機電界発光素子の発光効率を向上させるために層構成からの改良が行われてきたが、まだまだ発光の高輝度化や高効率化が必要なのが現状である。
また、有機電界発光素子を長時間発光させるためにはより低電圧で低電流密度で発光させることが必要となってくる。
【0010】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、高輝度で高効率な発光を呈する耐久性に優れた電界発光素子を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた電界発光素子において少なくとも一層が下記一般式(I)で示される繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を含有することを特徴とする電界発光素子;
【化2】

Figure 0004013282
(式中、ArおよびArは、それぞれ独立して、置換基を有してもよいアリーレン基を表わす;ArおよびArは、それぞれ独立して、置換基を有してもよいアリール基または複素環基を表わ;lは0〜2の整数を表す;mは0〜2の整数を表す;nは5〜1000の自然数を表す)に関する。
【0012】
一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる特定の高分子アミノ化合物は良好な正孔注入輸送材または有機発光材料となる。
これは、一般式(I)で表される繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物が高い正孔輸送性を持ち、固体での蛍光の量子収率が高いためであると考えられる。
【0013】
上記一般式(I)中、ArおよびArは、それぞれ独立して、アリーレン基、例えばフェニレン、ジフェニレン等を表わす。それらの基は低級アルキル基、あるいは低級アルコキシ基等の置換基を有していてもよい
【0014】
好ましいAr1およびAr3
【化5】
Figure 0004013282
である。
【0015】
Ar2およびAr4は、それぞれ独立して、置換基を有してもよいアリール基、例えばフェニル、ジフェニル等または複素環基、例えばチエニル、フリル等を表わす。それらの基は低級アルキル基、あるいは低級アルコキシ基等の置換基を有していてもよい。
【0016】
好ましいAr2およびAr4はフェニル基および低級アルキル基または低級アルコキシ基を置換基として有するフェニル基である。
【0017】
lは0〜2、好ましくは0〜1の整数を表す。mは0〜2、好ましくは0〜1の整数を表す。ただし、l、mは同時に0ではない。nは自然数であり、その値は特に限定されないが、例えば5〜1000、好ましくは10〜1000とすることができる。
【0018】
本発明において使用する一般式(I)で表される繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物としては、具体的には以下のものが挙げられるが、これらの例示は本発明の範囲を限定するものとして例示するものではない。
【0019】
【化6】
Figure 0004013282
【0020】
【化7】
Figure 0004013282
【0021】
【化8】
Figure 0004013282
【0022】
【化9】
Figure 0004013282
【0023】
【化10】
Figure 0004013282
【0024】
【化11】
Figure 0004013282
【0025】
【化12】
Figure 0004013282
【0026】
【化13】
Figure 0004013282
【0029】
一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物は、Makromol.Chem.193,909頁(1992)等記載の公知の方法で製造することが可能で、例えば、下記アミノ化合物とハロゲン化合物;
【化16】
Figure 0004013282
または、下記アミノ化合物とハロゲン化合物;
【化17】
Figure 0004013282
とを、塩基性化合物または遷移金属化合物触媒、溶媒の存在下、Ullmann反応により合成することができる。
【0030】
合成に用いられる塩基性化合物としては、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、アルコラートなどが一般的に用いられるが、第4級アンモニウム化合物や脂肪族アミンや芳香族アミンの様な有機塩基を用いることも可能である。このなかでアルカリ金属や第4級アンモニウムの炭酸塩や炭酸水素塩が好ましいものとして用いられる。更に、反応速度および熱安定性という観点からアルカリ金属の炭酸塩や炭酸水素塩が最も好ましい。
【0031】
合成に用いられる遷移金属または遷移金属化合物としては、例えばCu、Fe;Co、Ni、Cr、V、Pd、Pt、Ag等の金属およびそれらの化合物が用いられるが、収率の点から銅およびパラジウムとそれらの化合物が好ましい。銅化合物としては特に限定はなく、ほとんどの銅化合物が用いられるが、ヨウ化第一銅、塩化第一銅、酸化第一銅、臭化第一銅、シアン化第一銅、硫酸第一銅、硫酸第二銅、塩化第二銅、水酸化第二銅、酸化第二銅、臭化第二銅、リン酸第二銅、硝酸第一銅、硝酸第二銅、炭酸銅、酢酸第一銅、酢酸第二銅などが好ましい。その中でも特にCuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2、CuI、CuO、Cu2O、CuSO4、Cu(OCOCH3)2は容易に入手可能である点で好適である。パラジウム化合物としても、ハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、有機酸塩などを用いることができる。遷移金属およびその化合物の使用量は、反応させるハロゲン化合物の0.5〜500モル%である。
【0032】
合成に用いられる溶媒は、一般的に用いられる溶媒であれば良いが、ニトロベンゼン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン等の非プロトン性極性溶媒が好ましく用いられる。
【0033】
合成反応は、一般的には常圧下100〜250℃での温度で行なわれるが、加圧下に行なってももちろんかまわない。反応終了後、反応液中に析出した固形物を除去した後、溶媒を除去し生成物を得ることができる。
【0034】
図1〜図4に本発明の電界発光素子の取り得る構成を模式的に示した。図1中、(1)は陽極であり、その上に、正孔注入輸送層(2)と有機発光層(3)および陰極(4)が順次積層された構成をとっており、該正孔注入輸送層に上記一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を含有する。
【0035】
図2において、(1)は陽極であり、その上に、正孔注入輸送層(2)と有機発光層(3)、電子注入輸送層(5)および陰極(4)が順次積層された構成をとっており、該正孔注入輸送層に上記一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を含有する。
【0036】
図3において、(1)は陽極であり、その上に、有機発光層(3)と電子注入輸送層(5)および陰極(4)が順次積層された構成をとっており、該有機発光層に上記一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を含有する。
【0037】
図4において、(1)は陽極であり、その上に、有機発光層(3)および陰極(4)が順次積層された構成をとっており、該有機発光層に有機発光材料(6)と電荷輸送材料(7)が含まれており、該有機発光材料または電荷輸送材料に上記一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を使用する。
【0038】
上記構成の電界発光素子は陽極(1)と陰極(4)がリード線(8)により接続され、陽極(1)と陰極(4)に電圧を印加することにより有機発光層(3)が発光する。
【0039】
一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる特定の高分子アミノ化合物は良好な正孔注入輸送材または有機発光材料となる。
これは、特定の高分子アミノ化合物が高い正孔輸送性を持ち、固体での蛍光の量子収率が高いためであると考えられる。
【0040】
電界発光素子の陽極(1)として使用される導電性物質としては4eVよりも大きい仕事関数をもつものがよく、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、タングステン、銀、錫、金などおよびそれらの合金、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどの導電性金属化合物が用いられる。
【0041】
陰極(4)を形成する金属としては4eVよりも小さい仕事関数を持つものがよく、マグネシウム、カルシウム、チタニウム、イットリウムリチウム、ガドリニウム、イッテルビウム、ルテニウム、マンガンおよびそれらの合金が用いられる。
【0042】
電界発光素子においては、発光が見られるように、少なくとも陽極(1)あるいは陰極(4)は透明電極にする必要がある。この際、陰極に透明電極を使用すると、透明性が損なわれやすいので、陽極を透明電極にすることが好ましい。
【0043】
透明電極を形成する場合、透明基板上に、上記したような導電性物質を用い、蒸着、スパッタリング等の手段やゾル・ゲル法あるいは樹脂等に分散させて塗布する等の手段を用いて所望の透光性と導電性が確保されるように形成すればよい。
【0044】
透明基板としては、適度の強度を有し、電界発光素子作製時、蒸着等による熱に悪影響を受けず、透明なものであれば特に限定されないが、係るものを例示すると、ガラス基板、透明な樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン等を使用することも可能である。ガラス基板上に透明電極が形成されたものとしてはITO、NESA等の市販品が知られているがこれらを使用してもよい。
【0045】
上記電極を用いて図2の構成の電界発光素子の作製を例示的に説明する。
【0046】
まず、上記した陽極(1)上に正孔注入輸送層(2)を形成する。正孔注入輸送層(2)は、一般式(I)で表される繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を溶解した溶液や適当な樹脂とともに溶解した液をディップコートやスピンコートして形成することができる。その厚さは、通常、5〜1000nm、好ましくは10〜500nm程度にすればよい。
【0047】
形成する膜厚が厚いほど発光させるための印加電圧を高くする必要があり発光効率が悪くなり、電界発光素子の劣化を招きやすい。また膜厚が薄くなると発光効率はよくなるがブレイクダウンしやすくなり電界発光素子の寿命が短くなる。
【0048】
一般式(I)で表される繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物は他の電荷輸送材料と併用してもよく、かかる電荷輸送材料としては、発光層または発光物質に対して優れたホール注入効果を有し、高移動度で、発光層で生成した励起子の電子注入層または電子輸送材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能の優れた化合物が挙げられる。
【0049】
具体的には、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリアリールアミン、ジアミン型トリアリールアミン等と、それらの誘導体、およびポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料等があるが、これらに限定されるものではない。
【0050】
後述するように、一般式(I)で表される繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を有機発光層(3)の発光材料として使用する場合、正孔注入輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、公知のもの、例えばN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(4−メチルフェニル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(2−ナフチル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−テトラ(4−メチルフェニル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−テトラ(4−メチルフェニル)−1,1’−ビス(3−メチルフェニル)−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビス(3−メチルフェニル)−4,4’−ジアミン、N,N’−ビス(N−カルバゾリル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン、4,4’,4”−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン、N,N’,N”−トリフェニル−N,N’,N”−トリス(3−メチルフェニル)−1,3,5−トリ(4−アミノフェニル)ベンゼン、4,4’,4”−トリス[N,N’,N”−トリフェニル−N,N’,N”−トリス(3−メチルフェニル)]トリフェニルアミン等を挙げることができる。こららのものは2種以上を混合して使用してもよい。
【0051】
次に、正孔注入輸送層(2)の上に有機発光層(3)を形成する。有機発光層に用いられる有機発光体、発光補助材料としては、公知のものを使用可能で、例えばエピドリジン、2,5−ビス[5,7−ジ−t−ペンチル−2−ベンゾオキサゾリル]チオフェン、2,2’−(1,4−フェニレンジビニレン)ビスベンゾチアゾール、2,2’−(4,4’−ビフェニレン)ビスベンゾチアゾール、5−メチル−2−{2−[4−(5−メチル−2−ベンゾオキサゾリル)フェニル]ビニル}ベンゾオキサゾール、2,5−ビス(5−メチル−2−ベンゾオキサゾリル)チオフェン、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、ペリノン、1,4−ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、2−(4−ビフェニル)−6−フェニルベンゾオキサゾール、アルミニウムトリスオキシン、マグネシウムビスオキシン、ビス(ベンゾ−8−キノリノール)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウムオキサイド、インジウムトリスオキシン、アルミニウムトリス(5−メチルオキシン)、リチウムオキシン、ガリウムトリスオキシン、カルシウムビス(5−クロロオキシン)、ポリ亜鉛−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノリノリル)メタン、ジリチウムエピンドリジオン、亜鉛ビスオキシン、1,2−フタロペリノン、1,2−ナフタロペリノンなどを挙げることができる。
【0052】
また、一般的な螢光染料、例えば螢光クマリン染料、螢光ペリレン染料、螢光ピラン染料、螢光チオピラン染料、螢光ポリメチン染料、螢光メシアニン染料、螢光イミダゾール染料等も使用できる。このうち、特に、好ましいものとしては、キレート化オキシノイド化合物が挙げられる。
【0053】
有機発光層は上記した発光物質の単層構成でもよいし、発光の色、発光の強度等の特性を調整するために、多層構成としてもよい。また、2種以上の発光物質を混合したり発光層にドープしてもよい。
【0054】
有機発光層(3)は、上記のような発光物質を蒸着して形成してもよいし、該発光物質を溶解した溶液や適当な樹脂とともに溶解した液をディップコートやスピンコートして形成してもよい。
【0055】
有機発光層には、一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を発光物質として用いることもできる。有機発光層は高分子アミノ化合物の単層構成でもよいし、発光の色、発光の強度等の特性を調整するために、多層構成としてもよい。また、2種以上の発光物質を混合したり発光層にドープしてもよい。
【0056】
一般式(I)で表される繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を用いて発光層を形成する場合、高分子アミノ化合物を溶解した溶液や適当な樹脂とともに溶解した液をディップコートやスピンコートして形成することができる。その厚さは、通常、5〜1000nm程度、好ましくは10〜500nm程度にすればよい。
【0057】
形成する膜厚が厚いほど発光させるための印加電圧を高くする必要があり発光効率が悪く有機電界発光素子の劣化を招きやすい。また膜厚が薄くなると発光効率はよくなるがブレイクダウンしやすくなり発光素子の寿命が短くなる。
【0058】
有機発光層(3)の上には電子注入輸送層(5)を形成する。電子注入輸送層に使用される電子注入輸送材料としては、電子を輸送する能力を持ち、発光層または発光物質に対して優れた電子注入効果を有し、電子移動性が大きく正孔注入輸送材料から正孔の移動を防止し、かつ薄膜形成能の優れた化合物が挙げられる。
【0059】
例えば、2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(1−ナフチル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス{2−[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾリル]}ベンゼン、1,3−ビス{2−[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾリル]}ベンゼン、4,4’−ビス{2−[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾリル]}ビフェニル、2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−チオジアゾール、2−(1−ナフチル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−チオジアゾール、1,4−ビス{2−[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−チオジアゾリル]}ベンゼン、1,3−ビス{2−[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−チオジアゾリル]}ベンゼン、4,4’−ビス{2−[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−チオジアゾリル]}ビフェニル、3−(4−ビフェニルイル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール、3−(1−ナフチル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール、1,4−ビス{3−[4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾリル]}ベンゼン、1,3−ビス{3−[4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾリル]}ベンゼン、4,4’−ビス{2−[4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾリル]}ビフェニル、1,3,5−トリス{2−[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾリル]}ベンゼンなどを挙げることができる。これらのものは、2種以上を混合して使用してもよい。次に、電子注入輸送層の上に、前記した陰極を形成する。
【0060】
以上、陽極(1)上に正孔注入輸送層(2)、発光層(3)および電子注入輸送層(5)、陰極(4)を順次積層して電界発光素子を形成する場合について説明したが、陽極(1)上に発光層(3)、電子注入輸送層(5)および陰極を順次積層したり(図3)、陰極(4)上に、電子注入輸送層(5)、有機感光層(3)および、陽極(1)を順次積層したり、陽極(1)上に正孔注入輸送層(2)、発光層(3)および、陰極(4)を順次積層したり(図1)、陰極(4)上に電子注入輸送層(5)、発光層(3)および、正孔注入輸送層(2)、陽極(1)を順次積層したりしてももちろん構わない。
【0061】
陰極と陽極の1組の透明電極は、各電極にニクロム線、金線、銅線、白金線等の適当なリード線(8)を接続し、電界発光素子は両電極に適当な電圧(Vs)を印加することにより発光する。
【0062】
本発明の電界発光素子は、各種の表示装置、あるいはディスプレイ装置等に適用可能である。
【0063】
以下に実施例を記載し本発明を説明する。なお、本発明の有機電界発光素子は発光効率、発光輝度の向上と長寿命化を達成するものであり、併せて使用される発光物質、発光補助材料、電荷輸送材料、増感剤、樹脂、電極材料等および素子作製方法に限定されるものではない。
【0064】
合成例1(化合物(1)の合成)
N,N’−ジフェニル−1,4−フェニレンジアミン13.0g(50mmol)をジヘキシルエーテル250mlに溶解させ、その溶液に100mmolのブチルリチウムのヘキサン溶液をゆっくりと滴下した。その後、110℃で2時間撹拌させた後、16.5g(50mmol)の1,4−ジヨードベンゼンと0.48g(25mmol)のヨウ化銅を加え、200℃で16時間反応させた。
【0065】
冷却後、得られた反応液をろ過し、沸騰テトラヒドロフランで3回抽出した。テトラヒドロフラン溶液を濃縮し、メタノール溶液にパージさせて目的のポリマーを得た。この操作を3回繰り返した。
【0066】
合成例2(化合物(8)の合成)
N,N’−ジフェニルベンジジン16.8g(50mmol)をジヘキシルエーテル250mlに溶解させ、その溶液に100mmolのブチルリチウムのヘキサン溶液をゆっくりと滴下した。その後、110℃で2時間撹拌させた後、19.3g(50mmol)の4,4’−ジヨードビフェニルと0.48g(25mmol)のヨウ化銅を加え、200℃で24時間反応させた。
【0067】
冷却後、得られた反応液をろ過し、沸騰テトラヒドロフランで3回抽出した。ろ液とテトラヒドロフラン溶液を濃縮し、メタノール溶液にパージさせて目的のポリマーを得た。この操作を3回繰り返した。
【0068】
実施例1
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に有機ホール注入輸送層として高分子アミノ化合物(1)のジクロルメタン溶液をスピンコート法により厚さ50nmの薄膜を形成した。
【0069】
次に、有機発光層としてアルミニウムトリスオキシンを真空蒸着により50nmの厚さになるように薄膜を形成した。
【0070】
最後に、陰極としてマグネシウムを真空蒸着により200nmの厚さになるように薄膜を形成した。このようにして、有機電界発光素子装置を作製した。
【0071】
実施例2〜4
実施例1において、高分子アミノ化合物(1)を使用する代わりに、高分子アミノ化合物(2)、(3)、(4)に代えること以外は実施例1と全く同様にして有機電界発光素子を作製した。
【0072】
実施例5
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に有機正孔注入輸送層として高分子アミノ化合物(7)のジクロルメタン溶液をスピンコート法により厚さ70nmの薄膜を形成した。
【0073】
次に、有機発光層としてアルミニウムトリスオキシンを蒸着により100nmの厚さになるように薄膜を形成した。
【0074】
さらに有機電子注入輸送層として下記のオキサジアゾール化合物(A)を蒸着により50nmの厚さになるように薄膜を形成した。
【化18】
Figure 0004013282
最後に、陰極としてマグネシウムを蒸着により200nmの厚さになるように薄膜を形成した。 このようにして、有機電界発光素子を作製した。
【0075】
実施例6〜8
実施例5において、高分子アミノ化合物(7)を使用する代わりに、高分子アミノ化合物(8)、(9)、(10)に代えること以外は実施例5と全く同様にして有機電界発光素子を作製した。
【0076】
実施例9
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に発光層として高分子アミノ化合物(11)のジクロルメタン溶液をスピンコート法により厚さ50nmの薄膜を形成した。
次に、有機電子注入輸送層としてオキサジアゾール化合物(A)を蒸着により20nmの厚さになるように薄膜を形成した。
最後に、陰極として10:1の原子比のMgおよびAgを蒸着により200nmの厚さになるように薄膜を形成した。このようにして、有機電界発光素子を作製した。
【0077】
実施例10
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に有機正孔注入輸送層として高分子アミノ化合物(13)のジクロルメタン溶液をスピンコート法により厚さ20nmの薄膜を形成した。
さらに、N,N’−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンを真空蒸着して、膜厚40nmの正孔輸送層を得た。
次に、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体を蒸着により50nmの厚さになるように薄膜を形成した。
最後に、陰極として10:1の原子比のMgおよびAgを蒸着により200nmの厚さになるように薄膜を形成した。このようにして、有機電界発光素子を作製した。
【0078】
実施例11
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に高分子アミノ化合物(14)をジクロルメタンに溶解させ、スピンコーティングにより膜厚50nmの正孔注入層を得た。
次に、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体を蒸着により20nmの厚さになるように発光層を形成した。
さらに真空蒸着法によりオキサジアゾール化合物(A)の膜厚20nmの電子注入層を得た。
最後に、陰極として10:1の原子比のMgおよびAgを蒸着により200nmの厚さになるように薄膜を形成した。このようにして、有機電界発光素子を作製した。
【0079】
実施例12〜13および参考例1
実施例11において、高分子アミノ化合物(14)を使用する代わりに、高分子アミノ化合物(18)、(19)、(21)に代えること以外は実施例11と全く同様にして有機電界発光素子を作製した。
【0080】
参考例2
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に高分子アミノ化合物(24)、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体を3:2の比率でテトラヒドロフランに溶解させ、スピンコーティング法により膜厚100nmの発光層を得た。
次に、陰極として10:1の原子比のMgおよびAgを蒸着により200nmの厚さになるように薄膜を形成した。このようにして、有機電界発光素子を作製した。
【0081】
実施例14〜16
参考例2において、高分子アミノ化合物(24)を使用する代わりに、高分子アミノ化合物(29 )、(31)、(36)に代えること以外は参考例2と全く同様にして有機電界発光素子を作製した。
【0082】
評価
実施例1〜16および参考例1および2で得られた電界発光素子を、そのガラス電極を陽極として、直流電圧を除々に電圧を印加した時に発光を開始する電圧および、最高発光輝度とその時の電圧を測定した。結果を表1にまとめて示す。
【0083】
【表1】
Figure 0004013282
【0084】
表1からわかるように、本実施例の有機電界発光素子は低電位で発光を開始し、良好な発光輝度を示した。
また、実施例1で得られた素子を、窒素ガス不活性雰囲気下で初期6Vで連続発光させて、その発光輝度の半減期(輝度が半分になるまでの時間)を測定したところ200時間であった。
【0085】
本実施例の有機電界発光素子は出力低下が少なく、寿命の長い安定な発光を観測することができた。
【0086】
【発明の効果】
本発明により、有機発光層に上記一般式(I)で表わされる繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物を含有することにより、光強度が大きく発光開始電圧が低い耐久性に優れた電界発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電界発光素子の一構成例の概略構成図。
【図2】 電界発光素子の一構成例の概略構成図。
【図3】 電界発光素子の一構成例の概略構成図。
【図4】 電界発光素子の一構成例の概略構成図。
【符号の説明】
1:陽極
2:正孔注入輸送層
3:有機発光層
4:陰極
5:電子注入輸送層
6:有機発光材料
7:電荷輸送材料
8:リード線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electroluminescent device having an organic thin film layer including at least an organic light emitting layer between a hole injection electrode and an electron injection electrode.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the diversification of information equipment, there is an increasing need for flat display elements that are lower in power consumption than cathode ray tubes (CRT). As such flat display elements, there are liquid crystal, plasma display (PDP) and the like. Recently, however, an electroluminescent element of a self-luminous type, a clear display and a wide viewing angle has attracted attention. Here, the electroluminescent element can be roughly classified into an inorganic electroluminescent element and an organic electroluminescent element depending on the constituent materials, and the inorganic electroluminescent element has already been put into practical use and is commercially available as a commercial product.
[0003]
However, the driving voltage of the inorganic electroluminescent element is so-called collision-type excitation light emission in which accelerated electrons collide with the light emission center to emit light when a high electric field is applied. Therefore, it is necessary to drive with a high voltage of 100 V or more. There is. For this reason, there has been a problem of incurring higher costs for peripheral devices. There is also a problem that full color display cannot be performed because there is no illuminant that emits blue light.
[0004]
On the other hand, in the organic electroluminescence device, charges (holes and electrons) injected from the electrodes recombine in the luminescent material to generate excitons, which excite molecules of the luminescent material to emit light. Since it is so-called injection type light emission, it can be driven at a low voltage. And since it is an organic compound, the molecular structure of a luminescent material can be changed easily and arbitrary luminescent colors can be obtained. Therefore, the organic electroluminescent element is very promising as a display element in the future.
[0005]
Here, an organic electroluminescent device having two layers of a hole transport layer and an electron transport light emitting layer was proposed by Tang and VanSlyke (CWTang and SAVanSlyke; Appl. Phys. Lett., 51 ( 1987) 913). The device was composed of a cathode, a hole transport layer, an electron transporting light emitting layer, and a cathode formed on a glass substrate.
[0006]
In the above element, the hole transport layer functions to inject holes from the anode to the electron transporting light emitting layer, and prevents electrons injected from the cathode from escaping to the anode without recombining with the holes. It also plays a role of containing electrons in the transporting light emitting layer. For this reason, due to the electron confinement effect by the hole transport layer, recombination of electrons and holes occurs more efficiently than the conventional single layer structure device, and the driving voltage can be greatly reduced.
[0007]
Saito et al. Also showed that not only an electron transport layer but also a hole transport layer can be a light-emitting layer in a two-layer device (C. Adachi, T. Tsutsui and S. Saito; Appl. Phys. Lett., 55 (1989) 1489).
[0008]
Saito et al. Proposed an organic electroluminescent device with a three-layer structure in which an organic light emitting layer is sandwiched between a hole transport layer and an electron transport layer (C. Adachi, S. Tokito, T. Tsutsui). and S. Saito; Jpn. J. Appl. Phys., 27 (1988) L269). This consists of an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode formed on a glass substrate. The hole transport layer functions to contain electrons in the light emitting layer, and the electron transport layer contains holes. Luminous efficiency is further improved because it functions to be contained in the light emitting layer.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in order to improve the light emission efficiency of the organic electroluminescence device, the layer structure has been improved. However, the present situation is that it is necessary to increase the luminance and the efficiency of the light emission.
In addition, in order for the organic electroluminescence device to emit light for a long time, it is necessary to emit light at a lower voltage and a lower current density.
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electroluminescent element excellent in durability that emits light with high luminance and high efficiency.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  That is, according to the present invention, at least one layer is represented by the following general formula (I) in an electroluminescent element comprising a light emitting layer or a plurality of organic compound thin layers including a light emitting layer between a pair of electrodes.Consists of repeating unitsAn electroluminescent device comprising a polymeric amino compound;
[Chemical 2]
Figure 0004013282
(In the formula, Ar1And Ar3Each independently represents an arylene group which may have a substituent; Ar2And Ar4Each independently represents an aryl group or a heterocyclic group which may have a substituent.YouL represents an integer of 0 to 2; m represents an integer of 0 to 2;5-1000Represents a natural number).
[0012]
  Represented by general formula (I)Consists of repeating unitsCertain polymeric amino compounds are good hole injecting and transporting materials or organic light emitting materials.
  This is represented by the general formula (I)Consists of repeating unitsThis is probably because the polymer amino compound has a high hole transport property and a high quantum yield of fluorescence in the solid state.
[0013]
  In the general formula (I), Ar1And Ar3Each independently represents an arylene group such as phenylene, diphenylene and the like. These groups may have a substituent such as a lower alkyl group or a lower alkoxy group..
[0014]
Preferred Ar1And ArThreeIs
[Chemical formula 5]
Figure 0004013282
It is.
[0015]
Ar2And ArFourEach independently represents an optionally substituted aryl group such as phenyl, diphenyl and the like or a heterocyclic group such as thienyl and furyl. These groups may have a substituent such as a lower alkyl group or a lower alkoxy group.
[0016]
Preferred Ar2And ArFourIs a phenyl group having a phenyl group and a lower alkyl group or lower alkoxy group as a substituent.
[0017]
l represents an integer of 0 to 2, preferably 0 to 1. m represents an integer of 0 to 2, preferably 0 to 1. However, l and m are not 0 at the same time. n is a natural number, and the value is not particularly limited, but may be, for example, 5 to 1000, preferably 10 to 1000.
[0018]
  It is represented by the general formula (I) used in the present invention.Consists of repeating unitsSpecific examples of the polymer amino compound include the following, but these examples are not intended to limit the scope of the present invention.
[0019]
[Chemical 6]
Figure 0004013282
[0020]
[Chemical 7]
Figure 0004013282
[0021]
[Chemical 8]
Figure 0004013282
[0022]
[Chemical 9]
Figure 0004013282
[0023]
[Chemical Formula 10]
Figure 0004013282
[0024]
Embedded image
Figure 0004013282
[0025]
Embedded image
Figure 0004013282
[0026]
Embedded image
Figure 0004013282
[0029]
  Represented by general formula (I)Consists of repeating unitsThe polymeric amino compound can be produced by a known method described in Makromol. Chem. 193, page 909 (1992), for example, the following amino compound and halogen compound;
Embedded image
Figure 0004013282
Or the following amino compounds and halogen compounds;
Embedded image
Figure 0004013282
Can be synthesized by the Ullmann reaction in the presence of a basic compound or a transition metal compound catalyst and a solvent.
[0030]
As basic compounds used for synthesis, alkali metal hydroxides, carbonates, hydrogen carbonates, alcoholates, etc. are generally used, but quaternary ammonium compounds, aliphatic amines, aromatic amines and the like are used. It is also possible to use organic bases. Of these, alkali metals and quaternary ammonium carbonates and hydrogen carbonates are preferably used. Further, alkali metal carbonates and hydrogen carbonates are most preferred from the viewpoints of reaction rate and thermal stability.
[0031]
As the transition metal or transition metal compound used in the synthesis, for example, metals such as Cu, Fe; Co, Ni, Cr, V, Pd, Pt, and Ag and their compounds are used. From the viewpoint of yield, copper and Palladium and their compounds are preferred. The copper compound is not particularly limited, and most copper compounds are used, but cuprous iodide, cuprous chloride, cuprous oxide, cuprous bromide, cuprous cyanide, cuprous sulfate , Cupric sulfate, cupric chloride, cupric hydroxide, cupric oxide, cupric bromide, cupric phosphate, cuprous nitrate, cupric nitrate, copper carbonate, first acetic acid Copper, cupric acetate and the like are preferable. Among them, especially CuCl, CuCl2, CuBr, CuBr2, CuI, CuO, Cu2O, CuSOFour, Cu (OCOCHThree)2Is preferable in that it is easily available. As the palladium compound, halides, sulfates, nitrates, organic acid salts and the like can be used. The amount of the transition metal and its compound used is 0.5 to 500 mol% of the halogen compound to be reacted.
[0032]
The solvent used in the synthesis may be any commonly used solvent, but an aprotic polar solvent such as nitrobenzene, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone is preferably used.
[0033]
The synthesis reaction is generally performed at a temperature of 100 to 250 ° C. under normal pressure, but may be performed under pressure. After completion of the reaction, the solid matter precipitated in the reaction solution is removed, and then the solvent is removed to obtain the product.
[0034]
  1 to 4 schematically show possible configurations of the electroluminescent device of the present invention. In FIG. 1, (1) is an anode, on which a hole injection transport layer (2), an organic light emitting layer (3), and a cathode (4) are sequentially laminated. The injection transport layer is represented by the above general formula (I)Consists of repeating unitsContains high molecular amino compounds.
[0035]
  In FIG. 2, (1) is an anode, on which a hole injecting and transporting layer (2), an organic light emitting layer (3), an electron injecting and transporting layer (5) and a cathode (4) are sequentially laminated. And is represented by the above general formula (I) in the hole injecting and transporting layer.Consists of repeating unitsContains high molecular amino compounds.
[0036]
  In FIG. 3, (1) is an anode, on which an organic light emitting layer (3), an electron injecting and transporting layer (5), and a cathode (4) are sequentially laminated. Is represented by the above general formula (I)Consists of repeating unitsContains high molecular amino compounds.
[0037]
  In FIG. 4, (1) is an anode, and an organic light emitting layer (3) and a cathode (4) are sequentially laminated thereon, and the organic light emitting material (6) and A charge transport material (7), and the organic light-emitting material or charge transport material includes the above general formula(I)Represented byConsists of repeating unitsHigh molecular amino compounds are used.
[0038]
In the electroluminescent element having the above structure, the anode (1) and the cathode (4) are connected by the lead wire (8), and the organic light emitting layer (3) emits light by applying a voltage to the anode (1) and the cathode (4). To do.
[0039]
  Represented by general formula (I)Consists of repeating unitsCertain polymeric amino compounds are good hole injecting and transporting materials or organic light emitting materials.
  This is considered to be because a specific polymer amino compound has high hole transportability and a high quantum yield of fluorescence in a solid.
[0040]
As the conductive material used as the anode (1) of the electroluminescent element, one having a work function larger than 4 eV is preferable, and carbon, aluminum, vanadium, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, tungsten, silver, tin , Gold and their alloys, and conductive metal compounds such as tin oxide, indium oxide, antimony oxide, zinc oxide and zirconium oxide are used.
[0041]
The metal forming the cathode (4) is preferably one having a work function smaller than 4 eV, and magnesium, calcium, titanium, yttrium lithium, gadolinium, ytterbium, ruthenium, manganese, and alloys thereof are used.
[0042]
In the electroluminescent element, at least the anode (1) or the cathode (4) needs to be a transparent electrode so that light emission can be seen. At this time, if a transparent electrode is used for the cathode, the transparency is likely to be impaired. Therefore, the anode is preferably a transparent electrode.
[0043]
When forming a transparent electrode, a conductive material such as that described above is used on a transparent substrate, and a desired method using a means such as vapor deposition, sputtering, or a sol-gel method or a method of dispersing and applying to a resin or the like. What is necessary is just to form so that translucency and electroconductivity may be ensured.
[0044]
The transparent substrate is not particularly limited as long as it has an appropriate strength, is not adversely affected by heat due to vapor deposition or the like, and is transparent if an electroluminescent element is produced. It is also possible to use resins such as polyethylene, polypropylene, polyethersulfone, polyetheretherketone and the like. Commercial products such as ITO and NESA are known as transparent electrodes formed on a glass substrate, but these may be used.
[0045]
An example of manufacturing an electroluminescent element having the configuration shown in FIG. 2 using the above electrode will be described.
[0046]
  First, a hole injection transport layer (2) is formed on the anode (1) described above. The hole injecting and transporting layer (2) is represented by the general formula (I)Consists of repeating unitsIt can be formed by dip-coating or spin-coating a solution in which a high molecular amino compound is dissolved or a solution in which an appropriate resin is dissolved. The thickness is usually 5 to 1000 nm, preferably about 10 to 500 nm.
[0047]
The thicker the film is formed, the higher the applied voltage for emitting light, and the lower the light emission efficiency, which tends to cause deterioration of the electroluminescent element. Further, when the film thickness is reduced, the light emission efficiency is improved, but breakdown is easily caused and the life of the electroluminescent element is shortened.
[0048]
  Formula (I)Consisting of repeating units represented byThe polymeric amino compound may be used in combination with other charge transport materials, and as such a charge transport material, it has an excellent hole injection effect on the light emitting layer or the light emitting material, has high mobility, and is generated in the light emitting layer. The compound which prevented the movement of the exciton to the electron injection layer or electron transport material, and was excellent in the thin film formation ability is mentioned.
[0049]
Specifically, phthalocyanine compound, naphthalocyanine compound, porphyrin compound, oxadiazole, triazole, imidazole, imidazolone, imidazolethione, pyrazoline, pyrazolone, tetrahydroimidazole, oxazole, oxadiazole, hydrazone, acyl hydrazone, polyarylalkane, Examples include, but are not limited to, stilbene, butadiene, benzidine type triarylamine, diamine type triarylamine, and derivatives thereof, and polymer materials such as polyvinylcarbazole, polysilane, and conductive polymer. .
[0050]
  As described later, it is represented by the general formula (I)Consists of repeating unitsWhen a polymeric amino compound is used as the light emitting material for the organic light emitting layer (3), the hole transporting material used for the hole injecting and transporting layer is a known material such as N, N′-diphenyl-N, N ′. -Bis (3-methylphenyl) -1,1'-diphenyl-4,4'-diamine, N, N'-diphenyl-N, N'-bis (4-methylphenyl) -1,1'-diphenyl- 4,4′-diamine, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (1-naphthyl) -1,1′-diphenyl-4,4′-diamine, N, N′-diphenyl-N, N '-Bis (2-naphthyl) -1,1'-diphenyl-4,4'-diamine, N, N'-tetra (4-methylphenyl) -1,1'-diphenyl-4,4'-diamine, N, N′-tetra (4-methylphenyl) -1,1′-bis ( -Methylphenyl) -4,4'-diamine, N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl) -1,1'-bis (3-methylphenyl) -4,4'- Diamine, N, N′-bis (N-carbazolyl) -1,1′-diphenyl-4,4′-diamine, 4,4 ′, 4 ″ -tris (N-carbazolyl) triphenylamine, N, N ′ , N ″ -triphenyl-N, N ′, N ″ -tris (3-methylphenyl) -1,3,5-tri (4-aminophenyl) benzene, 4,4 ′, 4 ″ -tris [N, N ′, N ″ -triphenyl-N, N ′, N ″ -tris (3-methylphenyl)] triphenylamine and the like. These may be used as a mixture of two or more.
[0051]
Next, an organic light emitting layer (3) is formed on the hole injection transport layer (2). As an organic light emitting material and a light emitting auxiliary material used for the organic light emitting layer, known materials can be used, for example, epidolidine, 2,5-bis [5,7-di-t-pentyl-2-benzoxazolyl]. Thiophene, 2,2 ′-(1,4-phenylenedivinylene) bisbenzothiazole, 2,2 ′-(4,4′-biphenylene) bisbenzothiazole, 5-methyl-2- {2- [4- ( 5-methyl-2-benzoxazolyl) phenyl] vinyl} benzoxazole, 2,5-bis (5-methyl-2-benzoxazolyl) thiophene, anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, perinone 1,4-diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, acridine, stilbene, 2- (4-biphenyl) -6-phen Rubenzoxazole, aluminum trisoxine, magnesium bisoxin, bis (benzo-8-quinolinol) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinol) aluminum oxide, indium trisoxine, aluminum tris (5-methyloxin), lithium oxine , Gallium trisoxine, calcium bis (5-chlorooxin), polyzinc-bis (8-hydroxy-5-quinolinolyl) methane, dilithium epindridione, zinc bisoxin, 1,2-phthaloperinone, 1,2-naphthaloperinone And so on.
[0052]
In addition, general fluorescent dyes such as fluorescent coumarin dyes, fluorescent perylene dyes, fluorescent pyran dyes, fluorescent thiopyran dyes, fluorescent polymethine dyes, fluorescent mesocyanine dyes, fluorescent imidazole dyes and the like can also be used. Of these, particularly preferred are chelated oxinoid compounds.
[0053]
The organic light emitting layer may have a single layer structure of the light emitting material described above, or may have a multilayer structure in order to adjust characteristics such as light emission color and light emission intensity. Two or more kinds of luminescent materials may be mixed or doped in the luminescent layer.
[0054]
The organic light emitting layer (3) may be formed by vapor-depositing a light emitting material as described above, or formed by dip coating or spin coating a solution in which the light emitting material is dissolved or a solution dissolved with an appropriate resin. May be.
[0055]
  The organic light emitting layer is represented by the general formula (I)Consists of repeating unitsHigh molecular amino compounds can also be used as the luminescent material. The organic light emitting layer may have a single layer structure of a polymer amino compound, or may have a multilayer structure in order to adjust characteristics such as light emission color and light emission intensity. Two or more kinds of luminescent materials may be mixed or doped in the luminescent layer.
[0056]
  Represented by general formula (I)Consists of repeating unitsWhen the light emitting layer is formed using a polymer amino compound, it can be formed by dip coating or spin coating a solution in which the polymer amino compound is dissolved or a solution in which it is dissolved together with an appropriate resin. The thickness is usually about 5 to 1000 nm, preferably about 10 to 500 nm.
[0057]
The thicker the film is formed, the higher the applied voltage for causing light emission, and the lower the light emission efficiency, the more likely the deterioration of the organic electroluminescent device. Further, when the film thickness is reduced, the light emission efficiency is improved, but breakdown is easily caused and the life of the light emitting element is shortened.
[0058]
An electron injecting and transporting layer (5) is formed on the organic light emitting layer (3). The electron injecting and transporting material used for the electron injecting and transporting layer has the ability to transport electrons, has an excellent electron injecting effect on the light emitting layer or light emitting material, and has a high electron mobility and hole injecting and transporting material From the above, compounds that prevent the movement of holes and have excellent thin film forming ability can be mentioned.
[0059]
For example, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2- (1-naphthyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,4-bis {2- [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazolyl]} benzene, 1,3-bis {2- [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazolyl]} benzene, 4,4′-bis {2- [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4- Oxadiazolyl]} biphenyl, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-thiodiazole, 2- (1-naphthyl) -5- (4-tert-butylphenyl) ) -1,3,4-thiodiazole, 1,4-bis {2- [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-thiodiazolyl]} benzene, 1,3-bis {2- [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-thiodiazolyl]} benzene 4,4′-bis {2- [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-thiodiazolyl]} biphenyl, 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4 -Tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole, 3- (1-naphthyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole, 1,4- Bis {3- [4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazolyl]} benzene, 1,3-bis {3- [4-phenyl-5- (4-tert -Butylphenyl) -1,3,4-oxadiazolyl]} benzene, 4,4′-bis {2- [4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazolyl]} biphenyl, 1,3,5-tris {2- [5- ( 4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazolyl]} benzene and the like. These may be used in combination of two or more. Next, the above-described cathode is formed on the electron injecting and transporting layer.
[0060]
The case where the electroluminescent element is formed by sequentially laminating the hole injecting and transporting layer (2), the light emitting layer (3), the electron injecting and transporting layer (5), and the cathode (4) on the anode (1) has been described. However, the light emitting layer (3), the electron injecting and transporting layer (5) and the cathode are sequentially laminated on the anode (1) (FIG. 3), the electron injecting and transporting layer (5) and the organic photosensitive layer on the cathode (4). The layer (3) and the anode (1) are sequentially stacked, or the hole injection / transport layer (2), the light emitting layer (3), and the cathode (4) are sequentially stacked on the anode (1) (FIG. 1). Of course, the electron injecting and transporting layer (5), the light emitting layer (3), the hole injecting and transporting layer (2), and the anode (1) may be sequentially laminated on the cathode (4).
[0061]
A pair of transparent electrodes of a cathode and an anode is connected to each electrode by an appropriate lead wire (8) such as a nichrome wire, a gold wire, a copper wire, a platinum wire, and the electroluminescent element has an appropriate voltage (Vs) applied to both electrodes. ) To emit light.
[0062]
The electroluminescent element of the present invention can be applied to various display devices or display devices.
[0063]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. The organic electroluminescent device of the present invention achieves improvement in luminous efficiency, luminous luminance, and long life, and a luminescent substance, a luminescent auxiliary material, a charge transport material, a sensitizer, a resin, It is not limited to the electrode material or the like and the element manufacturing method.
[0064]
Synthesis Example 1 (Synthesis of Compound (1))
13.0 g (50 mmol) of N, N′-diphenyl-1,4-phenylenediamine was dissolved in 250 ml of dihexyl ether, and 100 mmol of a hexane solution of butyllithium was slowly added dropwise to the solution. Then, after stirring at 110 ° C. for 2 hours, 16.5 g (50 mmol) of 1,4-diiodobenzene and 0.48 g (25 mmol) of copper iodide were added and reacted at 200 ° C. for 16 hours.
[0065]
After cooling, the resulting reaction solution was filtered and extracted three times with boiling tetrahydrofuran. The tetrahydrofuran solution was concentrated and purged with a methanol solution to obtain the desired polymer. This operation was repeated three times.
[0066]
Synthesis Example 2 (Synthesis of Compound (8))
16.8 g (50 mmol) of N, N′-diphenylbenzidine was dissolved in 250 ml of dihexyl ether, and 100 mmol of hexane solution of butyllithium was slowly added dropwise to the solution. Then, after stirring at 110 ° C. for 2 hours, 19.3 g (50 mmol) of 4,4′-diiodobiphenyl and 0.48 g (25 mmol) of copper iodide were added and reacted at 200 ° C. for 24 hours.
[0067]
After cooling, the resulting reaction solution was filtered and extracted three times with boiling tetrahydrofuran. The filtrate and tetrahydrofuran solution were concentrated and purged with methanol solution to obtain the desired polymer. This operation was repeated three times.
[0068]
Example 1
A thin film having a thickness of 50 nm was formed on a substrate of indium tin oxide-coated glass by a spin coating method using a dichloromethane solution of the polymer amino compound (1) as an organic hole injecting and transporting layer.
[0069]
Next, a thin film was formed as an organic light-emitting layer by vacuum evaporation of aluminum trisoxine to a thickness of 50 nm.
[0070]
Finally, a thin film was formed to a thickness of 200 nm by vacuum deposition of magnesium as a cathode. In this way, an organic electroluminescent element device was produced.
[0071]
Examples 2-4
In Example 1, an organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer amino compound (2), (3) and (4) were used instead of using the polymer amino compound (1). Was made.
[0072]
Example 5
A thin film having a thickness of 70 nm was formed on a substrate of indium tin oxide-coated glass by a spin coating method using a dichloromethane solution of a polymer amino compound (7) as an organic hole injecting and transporting layer.
[0073]
Next, a thin film was formed as an organic light emitting layer by vapor deposition of aluminum trisoxine to a thickness of 100 nm.
[0074]
Further, a thin film was formed as an organic electron injecting and transporting layer by vapor deposition of the following oxadiazole compound (A) to a thickness of 50 nm.
Embedded image
Figure 0004013282
Finally, a thin film having a thickness of 200 nm was formed by vapor deposition of magnesium as a cathode. In this way, an organic electroluminescent element was produced.
[0075]
Examples 6-8
In Example 5, an organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 5 except that instead of using the polymer amino compound (7), the polymer amino compound (8), (9), (10) was used. Was made.
[0076]
Example 9
A thin film having a thickness of 50 nm was formed on a substrate of indium tin oxide-coated glass by a spin coating method using a dichloromethane solution of a polymer amino compound (11) as a light emitting layer.
Next, a thin film was formed as an organic electron injecting and transporting layer by vapor deposition of the oxadiazole compound (A) to a thickness of 20 nm.
Finally, a thin film having a thickness of 200 nm was formed as a cathode by vapor deposition of Mg and Ag with an atomic ratio of 10: 1. In this way, an organic electroluminescent element was produced.
[0077]
Example 10
A thin film having a thickness of 20 nm was formed on a substrate of indium tin oxide-coated glass by a spin coating method using a dichloromethane solution of a polymer amino compound (13) as an organic hole injecting and transporting layer.
Further, N, N′-diphenyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine is vacuum-deposited to obtain a 40 nm-thick hole transport layer. It was.
Next, a thin film was formed by vapor deposition of a tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex to a thickness of 50 nm.
Finally, a thin film having a thickness of 200 nm was formed as a cathode by vapor deposition of Mg and Ag with an atomic ratio of 10: 1. In this way, an organic electroluminescent element was produced.
[0078]
Example 11
A polymer amino compound (14) was dissolved in dichloromethane on an indium tin oxide-coated glass substrate, and a hole injection layer having a thickness of 50 nm was obtained by spin coating.
Next, a light emitting layer was formed by vapor deposition of a tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex to a thickness of 20 nm.
Further, an electron injection layer of oxadiazole compound (A) having a film thickness of 20 nm was obtained by a vacuum deposition method.
Finally, a thin film having a thickness of 200 nm was formed as a cathode by vapor deposition of Mg and Ag with an atomic ratio of 10: 1. In this way, an organic electroluminescent element was produced.
[0079]
  Example 12-13 and Reference Example 1
  In Example 11, instead of using the polymer amino compound (14), the polymer amino compound (18), (19), and (21) were used instead of the polymer amino compound (14).11An organic electroluminescent element was produced in exactly the same manner as described above.
[0080]
  Reference example 2
  A polymeric amino compound (24) and tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex are dissolved in tetrahydrofuran at a ratio of 3: 2 on an indium tin oxide-coated glass substrate, and a light-emitting layer having a thickness of 100 nm is formed by spin coating. Obtained.
  Next, a thin film was formed by vapor deposition of Mg and Ag with an atomic ratio of 10: 1 as a cathode to a thickness of 200 nm. In this way, an organic electroluminescent element was produced.
[0081]
  Example14-16
  Reference example 2Except that the polymer amino compound (29), (31), (36) is used instead of the polymer amino compound (24).Reference example 2An organic electroluminescent element was produced in exactly the same manner as described above.
[0082]
  Evaluation
  Example 116 and Reference Examples 1 and 2The electroluminescence device obtained in (1) was measured with the glass electrode as an anode, the voltage at which light emission was started when a voltage was gradually applied, and the maximum light emission luminance and the voltage at that time. The results are summarized in Table 1.
[0083]
[Table 1]
Figure 0004013282
[0084]
As can be seen from Table 1, the organic electroluminescent device of this example started to emit light at a low potential and showed good emission luminance.
Further, the device obtained in Example 1 was allowed to continuously emit light at an initial voltage of 6 V under an inert atmosphere of nitrogen gas, and the half-life of the emission luminance (time until the luminance was reduced to half) was measured. there were.
[0085]
The organic electroluminescent element of this example had a small output drop and could observe stable light emission with a long lifetime.
[0086]
【The invention's effect】
  According to the present invention, the organic light emitting layer is represented by the general formula (I).Consists of repeating unitsBy containing the polymer amino compound, an electroluminescent device having excellent durability with high light intensity and low emission start voltage can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a configuration example of an electroluminescent element.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a configuration example of an electroluminescent element.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a configuration example of an electroluminescent element.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a configuration example of an electroluminescent element.
[Explanation of symbols]
1: Anode
2: Hole injection transport layer
3: Organic light emitting layer
4: Cathode
5: Electron injection transport layer
6: Organic light emitting material
7: Charge transport material
8: Lead wire

Claims (2)

一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた電界発光素子において少なくとも一層が下記一般式(I)で示される繰り返し単位からなる高分子アミノ化合物(但し、下記一般式(II)の化合物と重複する化合物を除く)を含有することを特徴とする電界発光素子;
Figure 0004013282
(式中、ArおよびArは、それぞれ独立して、置換基を有してもよいアリーレン基を表わす;ArおよびArは、それぞれ独立して、置換基を有してもよいアリール基または複素環基を表わす;lは0〜2の整数を表すl、mが同時に0となる場合を除く;mは0〜2の整数を表す;nは5〜1000の自然数を表す);
Figure 0004013282
(式(II)中:Rは、各存在において独立に、C1〜24ヒドロカルビル、ヒドロカルボキシル、ヒドロチオカルボキシ、ヒドロアリールカルボキシ、又はヒドロチオアリールカルボキシであり;Ar及びArは、各存在において独立に、1つ以上のC1〜24ヒドロカルビル、ヒドロカルボキシル、ヒドロチオカルボキシ、ヒドロアリールカルボキシ、又はヒドロチオアリールカルボキシと任意に置換されたC6〜18アリール部分であり;Aは、各存在において独立に、水素又はハロゲンであり;xは、各存在において独立に、0と1の間の正の数であり;nは、0から4までの整数であり;mは、約5から約1000までの数である)。
At least one layer polymeric amino compounds comprising repeating units represented by the following general formula (I) in electroluminescent element having an organic compound thin layer of a plurality of layers including a light emitting layer or a light emitting layer between a pair of electrodes (however, lower An electroluminescent device comprising a compound (excluding a compound overlapping with the compound of the general formula (II));
Figure 0004013282
(In the formula, Ar 1 and Ar 3 each independently represent an arylene group which may have a substituent; Ar 2 and Ar 4 each independently represent an aryl which may have a substituent) L represents an integer of 0 to 2, except when m is 0 at the same time; m represents an integer of 0 to 2; n represents a natural number of 5 to 1000);
Figure 0004013282
(In formula (II): R is independently C 1-24 hydrocarbyl, hydrocarboxyl, hydrothiocarboxy, hydroarylcarboxy, or hydrothioarylcarboxy in each occurrence; Ar 1 and Ar 2 are each occurrence Independently a C 6-18 aryl moiety optionally substituted with one or more C 1-24 hydrocarbyl, hydrocarboxyl, hydrothiocarboxy, hydroarylcarboxy, or hydrothioarylcarboxy; A is each occurrence Independently in each occurrence is hydrogen or halogen; x is independently a positive number between 0 and 1; n is an integer from 0 to 4; m is from about 5 to about Up to 1000).
前記一般式(I)において、ArおよびArは、
Figure 0004013282
であることを特徴する前記請求項1に記載の電界発光素子。
In the general formula (I), Ar 1 and Ar 3 are
Figure 0004013282
The electroluminescent device according to claim 1, wherein:
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