JP5154736B2 - 電気変換発光ポリマー、及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

電気変換発光ポリマー、及び有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

Info

Publication number
JP5154736B2
JP5154736B2 JP2004034945A JP2004034945A JP5154736B2 JP 5154736 B2 JP5154736 B2 JP 5154736B2 JP 2004034945 A JP2004034945 A JP 2004034945A JP 2004034945 A JP2004034945 A JP 2004034945A JP 5154736 B2 JP5154736 B2 JP 5154736B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
polymer
light
fluorene
poly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2004034945A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005225953A (ja
Inventor
友康 須永
淳一 石井
真吾 出口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dexerials Corp
Original Assignee
Dexerials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dexerials Corp filed Critical Dexerials Corp
Priority to JP2004034945A priority Critical patent/JP5154736B2/ja
Priority to TW094103876A priority patent/TWI381770B/zh
Priority to CN2005800110617A priority patent/CN1942503B/zh
Priority to PCT/JP2005/002082 priority patent/WO2005078003A1/ja
Priority to US10/589,147 priority patent/US20070208162A1/en
Publication of JP2005225953A publication Critical patent/JP2005225953A/ja
Priority to KR1020067016196A priority patent/KR101210048B1/ko
Priority to HK07108933.6A priority patent/HK1104179A1/xx
Application granted granted Critical
Publication of JP5154736B2 publication Critical patent/JP5154736B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/02Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/311Purifying organic semiconductor materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/115Polyfluorene; Derivatives thereof
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/14Macromolecular compounds
    • C09K2211/1408Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1416Condensed systems
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene

Description

本発明は、電場が加えられて励起することで発光する電気変換発光ポリマー、及びこの電気変換発光ポリマーを発光層に含有し、表示素子や発光素子として利用される有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
例えばアントラセン等といった蛍光性化合物は、電場が加えられて励起すると発光することは広く知られている。そして、このような蛍光性化合物の特性を利用した表示素子や発光素子としてエレクトロルミネッセンス素子(以下、EL素子と記す。)がある。このEL素子は、電場が加えられると発光する自己発光性であり視認性の高い表示素子、発光素子となることから、様々な種類のものが研究、開発されている。具体的には、蛍光性材料に無機材料を用いた無機EL素子や、有機材料を用いた有機EL素子がある。
そのうち、有機EL素子は、外部から電子とホール(正孔)とを注入し、これらが有機蛍光性材料を含有する発光層で再結合するときの再結合エネルギーで有機蛍光性材料が励起され、発光するものである。この有機EL素子は、無機EL素子に比べて低電圧で駆動できる等といった利点を有している。
ところで、発光層に含有される有機蛍光性材料としては、様々な分子構造を有するEL素子用ポリマーが開発され、例えば特許文献1や特許文献2等には様々な種類のEL素子用ポリマーが提案されている。
しかしながら、このようなEL素子用ポリマーでは、ポリマーを合成する過程で例えば無機元素等からなる不純物、具体的にはナトリウム、ニッケル、パラジウム等の金属元素や、塩素等といった不純物が混入することがある。
そして、金属元素等の不純物は、有機EL素子の発光層に用いられるEL素子用ポリマーに混入すると、例えば発光層で金属イオンの状態になって消光させるように作用して発光効率を低下させたり、ポリマーと反応してポリマー自体を劣化させ、有機EL素子の寿命を短くしたり、さらには発光色を変化させたりするといった不具合の原因になる虞がある。
そして、上述した特許文献1や特許文献2では、EL素子用ポリマーを有機EL素子の発光層に用いたときに、EL素子用ポリマーに混入して不具合を起こす不純物の種類や、混入した不純物により起きる不具合については認識されていないし、報告もされていないのが現状である。
特表2001−527102号公報 特開2003−212977号公報
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、発光効率の低下、寿命の悪化、発光色の変化が抑制された発光層が得られる電気変換発光ポリマー、及びこの電気変換発光ポリマーを含有する発光層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子を提供するものである。
上述した目的を達成するために、発明者らは、電場が加えられることで発光する電気変換発光ポリマーを合成する際に、合成に使用する材料や合成工程を選択することで、合成した電気変換発光ポリマー中に混入される塩素の量を50ppm以下に抑え、且つこの混入量が50ppm以下に抑制された塩素の量より電気変換発光ポリマー中で不具合を起こす金属元素の混入量を少なくすることによって発光効率の低下、素子寿命の悪化、発光色の変化が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子が得られることを見出した。
具体的に、本発明に係る電気変換発光ポリマーの製造方法は、電場が加えられることで発光する電気変換発光ポリマーの製造方法であり、ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレン、ポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン、末端をジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンでエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンのうち少なくとも1つを含有する当該ポリマーが分散された有機溶剤にキレート剤としてエチレンジアミン四酢酸の二ナトリウム塩又はエチレンジアミン四酢酸のアンモニウム塩を加え、当該ポリマー中に含有される金属元素のナトリウム、ニッケル又はパラジウムをキレート剤に担持させ、当該金属元素を担持したキレート剤を含む水溶液を除去し、当該ポリマー中に含有される塩素(Cl)及び当該金属元素の総和(ΣM)が下記式1の関係を満たし、上記塩素の含有量が50ppm以下となるようすることを特徴とする。
ΣM<Cl・・・(式1)
本発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層を形成するときに発光層
を構成する電気変換発光ポリマーへの含有量を少なくすることが可能な塩素の量より、発
光層で不具合を起こす虞のある金属元素、具体的にはニッケル、ナトリウム、パラジウム
の含有量を少なくさせる。
これにより、本発明によれば、電気変換発光ポリマーに対し、発光層で不具合を起こす塩素及び金属元素の含有量を大幅に少なくできることから、不純物による不具合の発生が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
本発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層を構成する電気変換発光ポリマー中の含有量を少なく抑えることが可能な塩素より、発光層で不具合を起こす金属元素の電気変換発光ポリマー中の含有量を少なくさせることで、ポリマー中に含有される不純物の量を少なくできる。
これにより、本発明によれば、電気変換発光ポリマー中に含有される発光層で不具合を起こす不純物の量を大幅に少なくできることから、発光効率の低下、素子寿命の悪化、発光色の変化といった不具合が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
以下、本発明に係る電気変換発光ポリマー及び有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と記す。)について図面を参照しながら説明する。図1に示す有機EL素子1は、透明基板2と、この透明基板2上に形成された陽極となる第1の電極層3と、第1の電極3上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層(以下、有機EL層と記す。)4と、有機EL層4上に形成された陰極となる第2の電極層5と、第2の電極層5上に形成された保護層6とを備えている。
透明基板2は、例えば透光性と絶縁性を有する基板であれば如何なる基板も使用することができる。具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート等のプラスチックフィルムやシート、ガラスや石英等といった無機基板等を用いることができる。この透明基板2には、必要に応じて、例えば無機薄膜等からなる透明バリア膜や透明バリアフィルムなどを積層しても良い。また、この透明基板2には、その主面上に、例えば光散乱効果のある層を形成しても良い。さらには、透明基板2をプラスチックで形成する場合、上述したプラスチック樹脂に光散乱粒子を含有させ、光散乱効果を持たせることもできる。
陽極となる第1の電極層3には、後述する有機EL層4に対して効率良く正孔(以下、ホールと記す。)を注入するために電極材料の真空準位からの仕事関数が大きく、且つ陽極側から後述する発光層12が発光した光を取り出すために透光性を有する材料を用いる。具体的には、例えばITO、SnO、ZnO等が挙げられ、特に生産性、制御性の観点からITO(Indium Tin Oxide)を好ましく用いることができる。
この第1の電極層3の形成方法としては、例えば抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等の湿式成膜法等を用いることができる。
なお、予め透明基板2の主面に例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、UVオゾン処理等の表面処理を施しておくことで、透明基板2と第1の電極層3との密着性を向上させることができる。
第1の電極層3は、10μm以下の範囲にすることが好ましい。第1の電極層3の厚みが10μmよりも厚い場合、後述する発光層12が発光した光の透過率が悪くなって実用に適さなくなる。
有機EL層4は、ホール輸送層11と、発光層12と、電子輸送層13とを備え、これら各層がこの順で陽極となる第1の電極層3上に積層形成されたものである。なお、第1の電極層3上に有機EL層4を積層形成する前に、第1の電極層3の表面洗浄や表面改質等を目的として、例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、UVオゾン処理、レーザ照射処理等の表面処理を施すことが好ましい。
ホール輸送層11は、陽極である第1の電極3から注入されたホールを発光層12まで輸送する。このホール輸送層11には、例えばベンジン、スチリルアミン、トリフェニルメタン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキサゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、又はこれらの誘導体、並びにポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物、アニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマ、オリゴマ、ポリマー等が挙げられ、これらのうちの一種又は複数種を混合して用いる。
具体的には、α−ナフチルフェニルジアミン、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、4,4’,4”−トリメチルトリフェニルアミン、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(p−トリル)p−フェニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラフェニル4,4’−ジアミノビフェニル、N−フェニルカルバゾール、4−ジ−p−トリルアミノスチルベン、ポリ(パラフェニレンビニレン)、ポリ(チオフェンビニレン)、ポリ(2,2’−チエニルピロール)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
発光層12では、電子とホールが結合して、その結合エネルギーが光として放射される。そして、この発光層12には、電圧印加時に第1の電極層3側からホールを、後述する第2の電極層5側から電子を注入でき、注入された電荷、すなわちホール及び電子を移動させてホールと電子とが再結合する場を提供でき、且つ結合エネルギーによる発光効率が高いといった特性を有する例えば低分子蛍光色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の有機材料等を用いる。すなわち、電場が加えられることで発光する電気変換発光ポリマーを用いる。このような電気変換発光ポリマーとしては、例えば化学式1に示す化学構造を構造単位とするフルオレン共重合体等が挙げられ、このフルオレン共重合体を1単位以上有するポリマーを用いる。化学式1に示すフルオレン共重合体においては、ベンゼン位の炭素には例えば水素元素やアルキル基等が導入される。
Figure 0005154736
なお、化学式1において、nは1以上であり、R1及びR2は例えば水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、脂肪族ヘテロ基等のうちの何れか一種又は複数種が導入され、R3〜R8は例えば水素原子、アルキル基等が導入される。
具体的に、フルオレン共重合体としては、例えば化学式2に示すポリ(9,9−ジオクチル)フルオレン、化学式3に示すポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン、化学式4に示す末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン等が挙げられ、これらを単独若しくは混合して用いる。
Figure 0005154736
Figure 0005154736
Figure 0005154736
なお、これらのフルオレン共重合体の他に、例えばアントラセン、ナフタリン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体、ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体、トリ(ジベンゾイルメチル)フェナントロリンユーロピウム錯体、ジトルイルビニルビフェニル等の高分子材料や、既存の発光材料等も用いることができる。
そして、発光層12を構成する電気変換発光ポリマーにおいては、発光層12を形成するときのポリマーの合成に使用する材料や合成する工程を選択することで混入を少なく抑えることが可能な塩素の含有量より、ポリマー中で不具合を起こす例えばニッケル、ナトリウム、パラジウム等の金属元素等といった不純物の含有量の総和が少なくなるようにされている。すなわち、電気変換発光ポリマーにおいては、ポリマー中の塩素の含有量(Cl)と、ポリマー中で不純物となる金属元素の総和(ΣM)とが、ΣM<Clといった関係式を満たすようにされている。
具体的に、電気変換発光ポリマーにおいては、ポリマーを合成するときに、合成に用いる材料に塩素が極力含有されないものを用い、合成工程において塩素が関与しない方法で合成を行うことで、ポリマー中に含有される塩素の量を極力少なくすることができる。そして、ポリマー中の含有量が微量にされた塩素よりポリマー中で不具合を起こす不純物の含有量をさらに少なくさせている。なお、以上のようにして塩素の含有量を少なく抑えて合成した電気変換発光ポリマーに塩素が混入する要因としては、例えば大気中の塩化物、予め材料に不純物として含まれる塩化物等が考えられる。
このように、電気変換発光ポリマーにおいては、含有量が微量である塩素よりポリマー中で不具合を起こす不純物の含有量をさらに少なくしていることから、発光層12で起こる不具合を抑えることができる。
また、電気変換発光ポリマーにおいては、塩素も有機EL素子1の発光特性を劣化させる不純物であることから、ポリマー中の塩素の含有量が少ないほど発光層12で起こる発光特性の劣化を抑える効果を大きくすることができる。具体的には、電気変換発光ポリマーに含有される塩素の量は、200ppm未満であり、好ましくは100ppm未満であり、さらに好ましくは50ppm以下である。
電気変換発光ポリマー中の不純物を除去する方法としては、様々な方法が考えられるが、例えば合成した電気変換発光ポリマーを、一旦、有機溶剤に分散させ、さらにキレート剤を含む水溶液を加え、ポリマー中で不純物となるニッケル、ナトリウム、パラジウム等の金属元素等をキレート剤に担持させた後に、不純物を担持したキレート剤を含む水溶液を除去するする方法がある。このようにして、ポリマー中の不純物の量を少なくできる。
ここで用いるキレート剤としては、例えばエチレンジアミン四酢酸(以下、EDTAと記す。)、EDTAの塩等が挙げられ、具体的にはEDTAのナトリウム塩(EDTA/2Na)やアンモニウム塩(EDTA/2NH)等を用いる。
なお、ここでは、キレート剤を用いてポリマー中の不純物を除去する方法を例に挙げたが、例えば塩素の含有量を少なくさせるときと同様、合成に用いる材料や合成方法を選択することでもポリマー中の不純物の量を少なくさせることも可能である。
有機EL層4における電子輸送層13は、後述する第2の電極5から注入された電子を発光層12まで輸送する。電子輸送層13には、例えばキノリン、ペリレン、ビススチリル、ピラジン、又はこれらの誘導体等が挙げられ、これらのうちの一種又は複数種を混合して用いる。
具体的には、例えば8−ヒドロキシキノリンアルミニウム、アントラセン、ナフタリン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、又はこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
このような構成の有機EL層4は、各層11,12,13それぞれを例えば抵抗加熱法、電子ビーム法等の真空蒸着法や、スピンコート、スプレーコート、フレキソ、グラビア、ロールコート、凹版オフセット等のコーティング法やインクジェット等の印刷法を用いて順次積層形成させることで得られる。また、有機EL層4は、その全体の膜厚が1000nm以下であり、好ましくは50〜150nmである。
以上では、発光層12が独立した構成の有機EL層4について説明したが、このような構成に限定されることはなく、例えばホール輸送層11と発光層12とを兼ねたホール輸送性発光層や、電子輸送層13と発光層12とを兼ねた電子輸送性発光層を用いることもできる。ホール輸送性発光層を用いた場合には、陽極からホール輸送性発光層に注入されたホールが電子輸送層によって閉じこめられるため、再結合効率が向上する。また、電子輸送性発光層を用いた場合には、陰極から電子輸送性発光層に注入された電子が電子輸送性発光層に閉じこめられるため、ホール輸送性発光層を用いた場合と同様に再結合効率が向上する。
陰極となる第2の電極層5には、有機EL層4に対して効率良く電子を注入するために、電極材料の真空準位からの仕事関数が小さい金属を用いる。具体的には、例えばアルミニウム、インジウム、マグネシウム、銀、カルシウム、バリウム、リチウム等の仕事関数が小さい金属等が挙げられ、これらのうち何れか一種又は複数種を合金化して用いる。また、これらの金属を他の金属との合金として安定性を高めて使用しても良い。
この第2の電極層5の形成方法としては、例えば抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ラミネート法等を用いることができる。陰極の厚さは、10nm〜1000nm程度が望ましい。
保護層6は、有機EL素子1の駆動の信頼性を確保、且つ有機EL素子1の劣化を防止するために有機EL素子1を封止し、各層3,4,5に対して酸素や水分を遮断する作用をするものである。保護層6には、例えばアルミニウム、金、クロム、ニオブ、タンタル、チタン、酸化シリコン、窒化シリコン等を挙げることができ、これらのうち何れか一種又は複数種を用いる。
以上のように構成された有機EL素子1では、有機EL層4の発光層12を形成するときに発光層12を構成する電気変換発光ポリマーへの含有量を少なく抑えた塩素の量より、発光層12で不具合を起こす虞のある金属元素、具体的にはニッケル、ナトリウム、パラジウムの含有量を少なくさせている。
これにより、有機EL素子1では、電気変換発光ポリマーに含有される発光層12で不具合を起こすニッケル、ナトリウム、パラジウムの量が大幅に少なくされていることから、発光層12に含有されたニッケル、ナトリウム、パラジウム等の金属元素が引き起こす発光効率の低下、素子寿命の悪化、発光色の変化といった不具合を抑制できる。
また、この有機EL素子1では、電気変換発光ポリマーを合成するときに合成に用いる材料や合成方法を選択することでポリマー中に含有される塩素も量も少なくできることから、発光層12で起こる不具合をさらに抑制できる。
なお、有機EL素子1においては、各層3,5,6,11,12,13それぞれが、複数層からなる積層構造体とされても良い。また、以上で説明した有機EL素子1は、そのまま薄型ディスプレイ等の発光素子や表示素子として用いられることの他に、例えば液晶ディスプレイ等のバックライト、照明用光源、インジケーター等として用いることも可能である。
以下、本発明を適用した有機EL素子を実際に作成したサンプルについて説明する。
〈サンプル1〉
サンプル1では、先ず、発光層に含有される電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを合成した。このポリマーを合成する際は、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(以下、Ni(COD)と記す。)を20g(72.8mmol)と、2,2'−ビピリジンを11.4g(72.8mmol)と、N,N−ジメチルホルムアミドを60mlと、トルエンを160mlとを混合し、窒素雰囲気下で80℃に加熱した。そして、80℃に達してから5分後に、1,5−シクロオクタジエンを5.6ml(45.6mmol)を加え、さらに25分後に2,7−ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレンを17.3g(31.6mmol)含むトルエン溶液を加え、80℃に保持したままで攪拌した。このままの状態で70時間経過した後に、35%濃塩酸を20ml加えてクエンチ、すなわち合成反応を止める。このようにして高粘性のポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを合成した。
次に、以上のようにして得られたポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンに含まれる不純物を除去した。ポリマー中に含有される不純物を除去する際は、先ず、以上のようにして得られたポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを80mlと、テトラヒドロフランを200mlと、トルエンを100mlと、1Nの酢酸水溶液を100mlとを混合し、激しく攪拌した後に、有機層と水層とに分離させて水層を除去した。次に、有機層に、キレート剤となるEDTAのアンモニウム塩(EDTA/2NH)の5wt%水溶液を150ml加え、激しく攪拌した後に、水層を除去した。次に、有機層に、イオン交換水を10ml加え、激しく攪拌した後に、水層を除去し、有機層をエバポレータで30mlになるまで濃縮した。次に、濃縮した有機層をアセトンとエタノールとを等容量混合した混合溶媒に投入し、ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを単離させた後に、濾過してポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンだけを濾し取り、減圧下で12時間乾燥させた。このようにして、ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンに含有される不純物を除去した。
次に、以上のようにして得られたポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを電気変換発光ポリマーとして発光層に含有させた有機EL素子を作成した。有機EL素子を作成する際は、先ず、陽極となるITO(インジウム−酸化錫:200nm厚、シート抵抗10Ω/sq以下、透過率80%以上)膜を有するガラス基板を超音波洗浄した後に、脱イオン水で濯ぎ、イソプロピルアルコール(以下、IPAと記す。)で超音波洗浄し、さらにIPAで煮沸洗浄した。
次に、このようにして脱脂処理が施されたガラス基板のITO膜にエキシマUV光を数分間照射する表面処理を施し、表面処理が施されたITO膜上に、ホール輸送層を形成した。このホール輸送層は、材料となるホール輸送ポリマーにBayer社製のBaytronP TP Al 4083を用い、このホール輸送ポリマーを含有するポリマー溶液をスピンコーターにて乾燥後の厚みが30nmになるようにITO膜上に塗布し、減圧下、100℃で1時間乾燥することでITO膜上に形成される。
次に、上述したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンの1wt%トルエン溶液を調整し、このポリマー溶液をメッシュ径が0.2μmのポリテトラフルオロエチレンのフィルターで濾過した後に、スピンコーターにて乾燥後の厚みが70nmになるようにホール輸送ポリマー層上に塗布し、乾燥することでホール輸送ポリマー層上に発光層を形成した。
次に、発光層上に、カルシウムを厚さ20nm、アルミニウムを厚さ150nmになるように真空下(3×10−4Pa以下)で蒸着して順次積層させた陰極となるカソード層を形成した。このようにして、発光層を構成する電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを用いた有機EL素子を作製した。
〈サンプル2〉
サンプル2では、サンプル1と同様にして合成したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンに含有される不純物を除去する際に、1N酢酸水溶液の代わりに1N塩酸水溶液を用いたこと以外は、上述したサンプル1と同様にしてポリマー中の不純物を除去する工程を行った。そして、このようにしてポリマー中の不純物を除去したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル1と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル3〉
サンプル3では、サンプル1と同様にして合成したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンに含有される不純物を除去する際に、キレート剤となるEDTA/2NHの5wt%水溶液の代わりにEDTAの二ナトリウム塩(EDTA/2Na)を用いたこと以外は、上述したサンプル1と同様にしてポリマー中の不純物を除去する工程を行った。そして、このようにしてポリマー中の不純物を除去したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル1と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル4〉
サンプル4では、サンプル1と同様にして合成したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンに含有される不純物を除去する際に、キレート剤にEDTAのナトリウム塩(EDTA/4Na)を用いたこと以外は、上述したサンプル2と同様にしてポリマー中の不純物を除去する工程を行った。そして、このようにしてポリマー中の不純物を除去したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル1と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル5〉
サンプル5では、サンプル1と同様にして合成したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンに含有される不純物を除去する際に、一番初めに、ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを80mlと、テトラヒドロフランを200mlと、トルエンを100mlとを混合した有機層中に塩化水素ガスを噴出させて有機層に塩素を溶かし込む工程を追加したこと以外は、上述したサンプル4と同様にしてポリマー中の不純物を除去する工程を行った。そして、このようにしてポリマー中の不純物を除去したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル1と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル6〉
サンプル6では、サンプル1と同様にして合成したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンに含有される不純物を除去する際に、1N酢酸水溶液の代わりに蒸留水を用い、キレート剤を使用しない、すなわちキレート剤による不純物の除去を行わなかったこと以外は、上述したサンプル1と同様にしてポリマー中の不純物を除去する工程を行った。そして、このようにしてポリマー中の不純物を除去したポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル1と同様にして有機EL素子を作製した。
次に、サンプル1〜サンプル6の発光層を構成するポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンに対して不純物、具体的にはナトリウム、ニッケル、塩素の定量分析を行った。また、各サンプル対して最大電流効率を測定した。
なお、ナトリウム、ニッケルの定量分析は、誘導結合プラズマ発光分析(ICP-AES、Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy)法若しくは誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS、Inductively Coupled Plasma-Mass Spectroscopy)で行った。また、塩素の定量分析は、イオンクロマトグラフ法で行った。
以下、表1に各サンプルにおける不純物含有量、最大電流効率を測定した結果を示す。
Figure 0005154736
なお、表1中、最大電流効率は、電流(A)当たりの輝度(cd)、すなわち有機EL素子に加わった電流が光に変換される効率であり、数値が大きいほど発光効率が高いことを示している。サンプル1〜サンプル6では、有機EL素子に電圧を6.5V印加したときの最大電流効率を測定した。
表1に示すように、塩素の含有量が40ppm以下であり、且つ塩素の含有量よりナトリウム及びニッケルの含有量の総和が少ないサンプル1〜サンプル3では、塩素の含有量がナトリウム及びニッケルの含有量の総和が塩素の含有量以上であるサンプル4及びサンプル6、塩素の含有量が220ppmと多いサンプル5に比べ、最大電流効率が大きくなっていることがわかる。
サンプル4及びサンプル6では、発光層を構成するポリ(9,9−ジオクチル)フルオレン中に含有されるナトリウム及びニッケルの総和が塩素の含有量以上であり、不純物となる金属が多いことから、発光効率が低下して最大電流効率が小さくなる。
サンプル5では、発光層を構成するポリ(9,9−ジオクチル)フルオレン中に含有される塩素の量が多すぎることから、塩素によって発光層が劣化して発光効率が低下する。また、サンプル5では、サンプル1〜サンプル3に比べ、不純物となる金属の含有量も多いことから、最大電流効率をさらに小さくなる。
特に、サンプル4及びサンプル5では、キレート剤としてEDTA/4Naを用いていることから、ポリマー中にNaの混入量が多くなり、Naによって発光効率が大幅に低下して最大電流効率が小さくなる。
これらのサンプルに対し、サンプル1〜サンプル3では、ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを合成するときにポリマー中に含有される塩素の量を少なく抑え、少なく抑えられた塩素よりもさらに少ない量の不純物(ナトリウム、ニッケル)しか含有されていないことから、発光層に含まれる塩素や不純物の量が抑えられて発光効率を高くでき、最大電流効率が大きくなる。
以上のことから、有機EL素子を作製する際に、発光層を構成するポリ(9,9−ジオクチル)フルオレン中に含有される塩素の量を少なくし、微量にされた塩素の量よりもポリマー中に含有されるナトリウム及びニッケルの総和をさらに少なくすることは、最大電流効率に優れた有機EL素子を作製する上で大変重要であることがわかる。
次に、発光層に含有される電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いた有機EL素子を実際に作製したサンプル7〜サンプル12について説明する。
〈サンプル7〉
サンプル7では、発光層に含有される電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを合成した。このポリマーを合成する際は、Ni(COD)を20g(72.8mmol)と、2,2'−ビピリジンを11.4g(72.8mmol)と、N,N−ジメチルホルムアミドを60mlと、トルエンを160mlとを混合し、窒素雰囲気下で80℃に加熱した。そして、80℃に達してから5分後に、1,5−シクロオクタジエンを5.6ml(45.6mmol)を加え、さらに25分後に2,7−ジブロモ−9,9−ジエチルヘキシルフルオレンを17.3g(31.6mmol)含むトルエン溶液を加え、80℃に保持したままで攪拌した。このままの状態で70時間経過した後に、35%濃塩酸を20ml加えてクエンチした。このようにして高粘性のポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを合成した。
そして、サンプル7においては、以上のように得られたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンについて上述したサンプル1と同様にしてポリマー中の不純物を除去した。そして、そして、このようにしてポリマー中の不純物を除去したポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル1と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル8〉
サンプル8では、電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル2と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル9〉
サンプル9では、電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル3と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル10〉
サンプル10では、電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル4と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル11〉
サンプル11では、電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル5と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル12〉
サンプル12では、電気変換発光ポリマーとしてポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル6と同様にして有機EL素子を作製した。
次に、サンプル7〜サンプル12の発光層を構成するポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンに対してナトリウム、ニッケル、塩素の定量分析を行った。また、各サンプル対して最大電流効率を測定した。なお、ナトリウム、ニッケル、塩素の定量分析は、サンプル1〜サンプル6と同様の方法で行った。
以下、表2に各サンプルにおける不純物含有量、最大電流効率を測定した結果を示す。なお、表2中、最大電流効率は、表1と同様に数値が大きいほど発光効率に優れていること示している。サンプル7〜サンプル12では、有機EL素子に電圧を6V印加したときの最大電流効率を測定した。
Figure 0005154736
表2に示すように、塩素の含有量が50ppm以下であり、且つ塩素の含有量よりナトリウム及びニッケルの含有量の総和が少ないサンプル7〜サンプル9では、塩素の含有量がナトリウム及びニッケルの含有量の総和が塩素の含有量以上であるサンプル10及びサンプル12、塩素の含有量が200ppmと多いサンプル11に比べ、最大電流効率が大きくなっていることがわかる。
サンプル10及びサンプル12では、上述したサンプル4等と同様に、発光層を構成するポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される不純物となるナトリウム及びニッケルの量が多いことから、発光効率が低下して最大電流効率が小さくなる。
サンプル11では、上述したサンプル5と同様に、発光層を構成するポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素の量が多すぎることから、発光効率が低下して最大電流効率が小さくなる。また、サンプル11では、サンプル7〜サンプル9に比べ、不純物となる金属の含有量も多いことから、最大電流効率をさらに小さくなる。
特に、サンプル10及びサンプル11では、キレート剤としてEDTA/4Naを用いていることから、ポリマー中にNaの混入量が多くなり、Naによって発光効率が大幅に低下して最大電流効率が小さくなる。
これらのサンプルに対し、サンプル7〜サンプル9では、上述したサンプル1〜サンプル3と同様に、ポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素や金属元素等の不純物の量が少ないことから、発光効率が高くなって最大電流効率を大きくできる。
なお、ポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを発光層に使用したサンプル7〜12では、ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを発光層に使用したサンプル1〜サンプル6に比べ、最大電流効率が全体的に小さくなっている。これは、輝度(cd)には視感度の値も含まれており、発光層が発光する光の色も併せて考える必要がある。すなわち、発光層を構成するポリマーの種類によって最大電流効率に差が生じるのは、発光色の違いによる影響が大きいと考えられる。具体的に、ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを発光層に使用したサンプル1〜サンプル6は、緑色の光を発光し、ポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを発光層に使用したサンプル7〜12は、水色の光を発光する。
以上のことから、有機EL素子を作製する際に、発光層を構成するポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素の量を少なくし、微量にされた塩素の量よりもポリマー中に含有されるナトリウム及びニッケルの総和をさらに少なくすることは、最大電流効率に優れた有機EL素子を作製する上で大変重要であることがわかる。
次に、発光層に含有される電気変換発光ポリマーとして末端をジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンでエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いた有機EL素子を実際に作製したサンプル13〜サンプル18について説明する。
〈サンプル13〉
サンプル13では、発光層に含有される電気変換発光ポリマーとして末端をジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンでエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを合成した。このポリマーを合成する際は、Ni(COD)を20g(72.8mmol)と、2,2'−ビピリジンを11.4g(72.8mmol)と、N,N−ジメチルホルムアミドを60mlと、トルエンを160mlとを混合し、窒素雰囲気下で80℃に加熱した。そして、80℃に達してから5分後に、1,5−シクロオクタジエンを5.6ml(45.6mmol)を加え、さらに25分後に2,7−ジブロモ−9,9−ジエチルヘキシルフルオレンを16.6g(30.3mmol)と、ジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンを448mg(1.28mmol)と含むトルエン溶液を加え、80℃に保持したままで攪拌した。このままの状態で70時間経過した後に、35%濃塩酸を20ml加えてクエンチした。このようにして高粘性の末端をジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンでエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを合成した。
そして、サンプル13においては、以上のように得られた末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンについて上述したサンプル1と同様にしてポリマー中の不純物を除去した。そして、このようにしてポリマー中の不純物を除去した末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル1と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル14〉
サンプル14では、電気変換発光ポリマーとして末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル2と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル15〉
サンプル15では、電気変換発光ポリマーとして末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル3と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル16〉
サンプル16では、電気変換発光ポリマーとして末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル4と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル17〉
サンプル17では、電気変換発光ポリマーとして末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル5と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル18〉
サンプル18では、電気変換発光ポリマーとして末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル6と同様にして有機EL素子を作製した。
次に、サンプル13〜サンプル15の発光層を構成する末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンに対してナトリウム、ニッケル、塩素の定量分析を行った。また、各サンプル対して最大電流効率及び輝度が80%に減衰するまでの時間を測定した。なお、ナトリウム、ニッケル、塩素の定量分析は、サンプル1〜サンプル6と同様の方法で行った。
以下、表3に各サンプルにおける不純物含有量、最大電流効率、輝度が80%に減衰するまでの時間を測定した結果を示す。
Figure 0005154736
なお、表3中、最大電流効率は、表1と同様、数値が大きいほど発光効率に優れていること示している。サンプル13〜サンプル18では、有機EL素子に電圧を5.5V印加したときの最大電流効率を測定した。また、輝度減衰時間は、初期輝度が100cd/mとなるように各サンプルに流れる電流を調整した状態で発光層を連続して発光させ、輝度が80cd/mになるまでの時間を測定した。すなわち、輝度が80cd/mになるまでの時間が短いサンプルほど、発光層の劣化が速く、有機EL素子の寿命が短いことを示している。
表3に示すように、塩素の含有量が50ppm以下であり、且つ塩素の含有量よりナトリウム及びニッケルの含有量の総和が少ないサンプル13〜サンプル15では、塩素の含有量がナトリウム及びニッケルの含有量の総和が塩素の含有量以上であるサンプル16及びサンプル18、塩素の含有量が285ppmと多いサンプル17に比べ、最大電流効率が大きくなり、輝度減衰時間が長くなっていることがわかる。
サンプル16及びサンプル18では、上述したサンプル4等と同様に、発光層を構成する末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される不純物となるナトリウム及びニッケルの量が多く、発光効率の低下やポリマーの劣化が起こることから、最大電流効率が小さくなり、輝度減衰時間が短くなる。
サンプル17では、上述したサンプル5と同様に、末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素の量が多すぎて発光効率の低下やポリマーの劣化が起こることから、最大電流効率が小さくなり、輝度減衰時間が短くなる。また、サンプル17では、サンプル13〜サンプル15に比べ、不純物となる金属の含有量も多いことから、さらに発光特性が悪くなる。
特に、サンプル16及びサンプル17では、キレート剤としてEDTA/4Naを用いていることから、ポリマー中にNaの混入量が多くなり、Naによって発光特性が劣化する。
これらのサンプルに対し、サンプル13〜サンプル15では、上述したサンプル1〜サンプル3と同様に、末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素や金属元素等の不純物の量が少ないことから、発光効率の低下やポリマーの劣化が抑えられ、最大電流効率が大きくなり、且つ輝度減衰時間が長くなる。
なお、末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを発光層に使用したサンプル7〜12では、ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレンを発光層に使用したサンプル1〜サンプル6とは異なる色の光を発光することから、視感度が影響して最大電流効率が全体的に大きくなっている。具体的に、末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを発光層に使用したサンプル13〜18は、青色の光を発光する。
以上のことから、有機EL素子を作製する際に、発光層を構成する末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素の量を少なくし、且つ微量にされた塩素の量よりもポリマー中に含有されるナトリウム及びニッケルの総和をさらに少なくすることは、最大電流効率が大きく、輝度減衰時間が長い優れた有機EL素子を作製する上で大変重要であることがわかる。
次に、パラジウム触媒を用いて合成した末端をジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンでエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを、電気変換発光ポリマーとして用いた有機EL素子を実際に作製したサンプル19〜サンプル24について説明する。
〈サンプル19〉
サンプル19では、発光層に含有される電気変換発光ポリマーとして末端をジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンでエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを合成した。このポリマーを合成する際は、パラジウム触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(Ph)を150mg(0.130mmol)と、炭酸カリウムを10.1g(73.0mmol)と、テトラヒドロフラン(THF)を80mlと、蒸留水を40mlと、2,7−ジブロモ−9,9−ジエチルヘキシルフルオレンを13.3g(15.2mmol)と、ジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンを448mg(1.28mmol)と、化学式5に示す2位及び7位にホウ素を有する化合物を9.77g(15.2mmol)加え、60℃に保持したままで攪拌した。攪拌した状態で60時間経過した後に、35%濃塩酸を20ml加えてクエンチした。このようにして高粘性の末端をジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンでエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを合成した。
Figure 0005154736
そして、サンプル19においては、以上のようにパラジウム触媒を用いて得られた末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンについて上述したサンプル1と同様にしてポリマー中の不純物を除去した。そして、このようにしてポリマー中の不純物を除去した末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを用いたこと以外は、サンプル1と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル20〉
サンプル20では、電気変換発光ポリマーとして、パラジウム触媒を用いて合成した末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを使用したこと以外は、サンプル2と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル21〉
サンプル21では、電気変換発光ポリマーとしてパラジウム触媒を用いて合成した末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを使用したこと以外は、サンプル3と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル22〉
サンプル22では、電気変換発光ポリマーとしてパラジウム触媒を用いて合成した末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを使用したこと以外は、サンプル4と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル23〉
サンプル23では、電気変換発光ポリマーとしてパラジウム触媒を用いて合成した末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを使用したこと以外は、サンプル5と同様にして有機EL素子を作製した。
〈サンプル24〉
サンプル24では、電気変換発光ポリマーとしてパラジウム触媒を用いて合成した末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを使用したこと以外は、サンプル6と同様にして有機EL素子を作製した。
以下、表4に各サンプルにおける不純物含有量、最大電流効率を測定した結果を示す。
Figure 0005154736
なお、表4中、最大電流効率は、表1と同様、数値が大きいほど発光効率に優れていること示している。サンプル19〜サンプル24では、有機EL素子に電圧を5.5V印加したときの最大電流効率を測定した。
表4に示すように、塩素の含有量が50ppm以下であり、且つ塩素の含有量よりナトリウム及びパラジウムの含有量の総和が少ないサンプル19〜サンプル21では、塩素の含有量がナトリウム及びパラジウムの含有量の総和が塩素の含有量以上であるサンプル22及びサンプル24、塩素の含有量が265ppmと多いサンプル23に比べ、最大電流効率が大きくなっていることがわかる。
サンプル22及びサンプル24では、上述したサンプル4等と同様に、発光層を構成する末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される不純物となるナトリウム及びパラジウムの量が多く、発光効率の低下やポリマーの劣化が起こることから、最大電流効率が小さくなる。
サンプル23では、上述したサンプル5と同様に、末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素の量が多すぎて発光効率の低下やポリマーの劣化が起こることから、最大電流効率が小さくなる。また、サンプル23では、サンプル19〜サンプル22に比べ、不純物となる金属の含有量も多いことから、さらに発光特性が悪くなる。
特に、サンプル22及びサンプル23では、キレート剤としてEDTA/4Naを用いていることから、ポリマー中にNaの混入量が多くなり、Naによって発光特性が劣化する。
これらのサンプルに対し、サンプル19〜サンプル21では、上述したサンプル1〜サンプル3と同様に、末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素や金属元素等の不純物の量が少ないことから、発光効率の低下やポリマーの劣化が抑えられ、最大電流効率が大きくなる。
なお、末端をエンドキャップしたパラジウムにより調製したポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンを発光層に使用したサンプル19〜24は、青色の光を発光する。
以上のことから、有機EL素子を作製する際に、発光層を構成する末端をエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン中に含有される塩素の量を少なくし、且つ微量にされた塩素の量よりもポリマー中に含有されるナトリウム及びパラジウムの総和をさらに少なくすることは、最大電流効率に優れた有機EL素子を作製する上で大変重要であることがわかる。
本発明が適用された有機エレクトロルミネッセンス素子の構成を模式的に示す断面図である。
符号の説明
1 有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)、2 透明基板、3 第1の電極層、4 有機EL層、5 第2の電極層、6 保護層、11 ホール輸送層、12 発光層、13 電子輸送層

Claims (1)

  1. 電場が加えられることで発光する電気変換発光ポリマーの製造方法において、
    ポリ(9,9−ジオクチル)フルオレン、ポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレン、末端をジ(p−トリル)−4−ブロモフェニルアミンでエンドキャップしたポリ(9,9−ジエチルヘキシル)フルオレンのうち少なくとも1つを含有する当該ポリマーが分散された有機溶剤にキレート剤としてエチレンジアミン四酢酸の二ナトリウム塩又はエチレンジアミン四酢酸のアンモニウム塩を加え、当該ポリマー中に含有される金属元素のナトリウム、ニッケル又はパラジウムをキレート剤に担持させ、当該金属元素を担持したキレート剤を含む水溶液を除去し、
    当該ポリマー中に含有される塩素(Cl)及び当該金属元素の総和(ΣM)が下記式1の関係を満たし、上記塩素の含有量が50ppm以下となるようすることを特徴とする電気変換発光ポリマーの製造方法。
    ΣM<Cl・・・(式1)
JP2004034945A 2004-02-12 2004-02-12 電気変換発光ポリマー、及び有機エレクトロルミネッセンス素子 Expired - Lifetime JP5154736B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004034945A JP5154736B2 (ja) 2004-02-12 2004-02-12 電気変換発光ポリマー、及び有機エレクトロルミネッセンス素子
TW094103876A TWI381770B (zh) 2004-02-12 2005-02-05 Electroluminescent polymers and organic electroluminescent elements
PCT/JP2005/002082 WO2005078003A1 (ja) 2004-02-12 2005-02-10 電気変換発光ポリマー及び有機エレクトロルミネッセンス素子
US10/589,147 US20070208162A1 (en) 2004-02-12 2005-02-10 Electroluminescent Polymer and Organic Electroluminescent Device
CN2005800110617A CN1942503B (zh) 2004-02-12 2005-02-10 电致发光聚合物和有机电致发光元件
KR1020067016196A KR101210048B1 (ko) 2004-02-12 2006-08-11 전기 변환 발광 중합체 및 유기 전계 발광 소자
HK07108933.6A HK1104179A1 (en) 2004-02-12 2007-08-16 Electroluminescent polymer and organic electroluminescent device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004034945A JP5154736B2 (ja) 2004-02-12 2004-02-12 電気変換発光ポリマー、及び有機エレクトロルミネッセンス素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005225953A JP2005225953A (ja) 2005-08-25
JP5154736B2 true JP5154736B2 (ja) 2013-02-27

Family

ID=34857668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004034945A Expired - Lifetime JP5154736B2 (ja) 2004-02-12 2004-02-12 電気変換発光ポリマー、及び有機エレクトロルミネッセンス素子

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20070208162A1 (ja)
JP (1) JP5154736B2 (ja)
KR (1) KR101210048B1 (ja)
CN (1) CN1942503B (ja)
HK (1) HK1104179A1 (ja)
TW (1) TWI381770B (ja)
WO (1) WO2005078003A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5992133B2 (ja) * 2004-10-01 2016-09-14 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機半導体を含む電子デバイス
JP2008010805A (ja) * 2005-11-11 2008-01-17 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6934989B2 (ja) * 2019-08-29 2021-09-15 住友化学株式会社 有機光電変換材料
EP4024486A4 (en) * 2019-08-29 2023-09-27 Sumitomo Chemical Company Limited ORGANIC PHOTOELECTRIC CONVERSION MATERIAL

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02269734A (ja) * 1989-04-11 1990-11-05 Idemitsu Kosan Co Ltd ポリフェニレン系重合体およびその製造法
JPH04288322A (ja) * 1991-03-15 1992-10-13 General Sekiyu Kk ポリ(9,10−ジヒドロフェナンスレン−2,7−ジイル)重合体、その製法および用途
JP3108755B2 (ja) * 1996-01-25 2000-11-13 東京工業大学長 ポリ(イソキノリンジイル)重合体の利用
DE19806037A1 (de) * 1998-02-13 1999-08-19 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Triptycen-Polymere und -Copolymere
DE19846768A1 (de) * 1998-10-10 2000-04-20 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Konjugierte Polymere enthaltend 2,7-Fluorenyleinheiten mit verbesserten Eigenschaften
JP4505146B2 (ja) * 1999-02-04 2010-07-21 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド フルオレンコポリマーおよびそれから作られる素子
KR100528906B1 (ko) * 1999-05-31 2005-11-16 삼성에스디아이 주식회사 청색 발광 화합물 및 이를 발색 재료로서 채용하고 있는 표시소자
JP3427174B2 (ja) * 1999-08-11 2003-07-14 東京工業大学長 ポリ(イソキノリンジイル)重合体の利用
US6268072B1 (en) * 1999-10-01 2001-07-31 Eastman Kodak Company Electroluminescent devices having phenylanthracene-based polymers
KR100528322B1 (ko) * 2001-09-28 2005-11-15 삼성에스디아이 주식회사 청색 전계발광 고분자 및 이를 이용한 유기 전계발광 소자
DE10159946A1 (de) * 2001-12-06 2003-06-18 Covion Organic Semiconductors Prozess zur Herstellung von Aryl-Aryl gekoppelten Verbindungen
JP4168737B2 (ja) * 2001-12-19 2008-10-22 住友化学株式会社 共重合体、高分子組成物および高分子発光素子
JP4228741B2 (ja) * 2002-03-26 2009-02-25 住友化学株式会社 高分子発光体およびそれを用いた高分子発光素子
JP4265160B2 (ja) * 2002-07-05 2009-05-20 セイコーエプソン株式会社 組成物とその製造方法、有機el素子の製造方法、電気光学装置、及び電子機器
JP4265161B2 (ja) * 2002-07-05 2009-05-20 セイコーエプソン株式会社 組成物とその製造方法、有機el素子の製造方法、電気光学装置、及び電子機器
JP2005041982A (ja) * 2003-05-29 2005-02-17 Seiko Epson Corp 発光材料、発光材料の精製方法および層形成方法
TWI327160B (en) * 2003-06-05 2010-07-11 Hitachi Chemical Co Ltd Method for refining electroluminescence material, electroluminescence material and electroluminescence device
WO2004108822A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-16 Dow Corning Corporation Fluoroplastic silicone vulcanizates

Also Published As

Publication number Publication date
US20070208162A1 (en) 2007-09-06
KR101210048B1 (ko) 2012-12-07
TW200527964A (en) 2005-08-16
CN1942503B (zh) 2011-09-07
HK1104179A1 (en) 2008-01-04
WO2005078003A1 (ja) 2005-08-25
JP2005225953A (ja) 2005-08-25
CN1942503A (zh) 2007-04-04
KR20060120243A (ko) 2006-11-24
TWI381770B (zh) 2013-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2272906B1 (en) Compositions for electroluminescent material and their devices
JP5293120B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法
CN102106017B (zh) 有机电致发光元件、有机电致发光显示装置以及有机电致发光光源
JP3945123B2 (ja) 有機電界発光素子
KR101009784B1 (ko) 유기 전기발광 소자
JP4994688B2 (ja) キャリア輸送性および燐光発光性を有する化合物を用いた有機発光素子
WO2009122876A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法
KR101786059B1 (ko) 유기 전계 발광 소자의 제조 방법
US8277955B2 (en) Compound for organic EL device and organic EL device
EP1760799B1 (en) Organic luminous material and organic light-emitting device
KR101210048B1 (ko) 전기 변환 발광 중합체 및 유기 전계 발광 소자
JP5242976B2 (ja) 有機電界発光素子
WO2011096509A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法及び製造装置
KR20120113748A (ko) 유기 el 소자 및 유기 발광 디바이스
JP3779625B2 (ja) 発光素子
JP2010183010A (ja) 有機電界発光素子用組成物、有機薄膜、有機電界発光素子、有機el表示装置および有機el照明
JPH07310071A (ja) エレクトロルミネッセンス素子
JP2007194338A (ja) 有機電界発光素子およびその製造方法
JP2007194338A5 (ja)
JP2011256129A (ja) 有機金属錯体材料、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子、有機el表示装置及び有機el照明
JP3925116B2 (ja) 有機電界発光素子
Akino et al. Development of polymer organic light-emitting diodes
JP2003142268A (ja) 有機el素子
JP2012140434A (ja) アリールアミン化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3760556B2 (ja) 有機電界発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100419

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100922

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20101004

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20101105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121010

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121206

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5154736

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term