JP6657663B2 - 電荷輸送性材料、該材料を用いたインク組成物、有機エレクトロニクス素子、有機エレクトロルミネセンス素子、表示素子、表示装置及び照明装置 - Google Patents
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ここで、上記電荷輸送性ポリマーは、さらに、電荷輸送性を有する2価の構造単位を含むことが好ましい。上記記2価の構造単位は、置換又は非置換の、芳香族アミン構造、カルバゾール構造、チオフェン構造、ビチオフェン構造、ベンゼン構造、及びフルオレン構造からなる群から選ばれることが好ましい。また、上記電荷輸送性ポリマーは、上記ナフタレン骨格を有する3価以上の構造単位の1つに対し、上記2価の構造単位が3つ以上結合した部分構造を含むことが好ましい。また、上記電荷輸送性材料は、正孔輸送性材料として使用されることが好ましい。
本発明の一実施形態は、上記電荷輸送性材料と、溶媒とを含むインク組成物に関する。
本発明の一実施形態は、上記電荷輸送性材料を含む有機層を有する有機エレクトロニクス素子に関する。
本発明の一実施形態は、上記電荷輸送性材料を含む有機層を有する有機エレクトロルミネセンスに関する。ここで、上記有機エレクトロルミネセンス素子は、フレキシブル基板をさらに有することが好ましい。上記フレキシブル基板は、樹脂フィルムを含むことが好ましい。
本発明の一実施形態は、上記有機エレクトロルミネセンス素子を備える表示素子に関する。
本発明の一実施形態は、上記有機エレクトロルミネセンス素子を備える証明装置に関する。
本発明の一実施形態は、上記照明装置と、表示手段として液晶素子とを備える表示装置に関する。
<電荷輸送性材料>
本発明の電荷輸送性材料は、3方向以上に分岐した構造を有する電荷輸送性ポリマーを含む。上記電荷輸送性ポリマーは、電荷を輸送する能力を有する。以下、電荷輸送性ポリマーについて、詳細に説明する。
上記電荷輸送性ポリマーにおいて、「3方向以上に分岐した構造」とは、電荷輸送性ポリマー1分子中の種々の鎖の中で、最も重合度の大きくなる鎖を主鎖とした時に、主鎖に対して重合度が同じか、それよりは重合度の小さい、1以上の側鎖が存在することを意味する。本発明において上記重合度とは、電荷輸送性ポリマーを合成する際に用いられるモノマーの単位が、電荷輸送性ポリマー1分子当たりにいくつ含まれるかを表す。本発明において側鎖は、電荷輸送性ポリマーの主鎖とは異なる鎖であり、少なくとも1つ以上の構成単位を有しているものをいい、それ以外は側鎖ではなく置換基とみなす。
より好ましくは、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜8個の直鎖、環状又は分岐の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びアルコキシ基、並びに炭素数2〜16個のアリール基及びヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも1種である。さらに好ましくは、Rは、それぞれ、水素原子である。
一実施形態において、電荷輸送性ポリマーは、分岐部を構成する3価以上の構造単位Bとして上記構造単位B1を含み、さらに、少なくとも末端部を形成する1価の構造単位Tを含む。別の実施形態において、電荷輸送性ポリマーは、上記3価以上の構造単位Bとして上記構造単位B1を含み、さらに、電荷輸送性を有する2価の構造単位Lと、上記1価の構造単位Tとを含む。電荷輸送性ポリマーは、各構造単位を、それぞれ1種のみ含んでいても、又は、それぞれ複数種含んでもよい。電荷輸送性ポリマーにおいて、各構造単位は、「1価」〜「3価以上」の結合部位において互いに結合している。
構造単位Bは、3方向以上に分岐する構造を有する電荷輸送性ポリマーにおいて、分岐部を形成する3価以上の構造単位である。構造単位Bは、有機エレクトロニクス素子の耐久性向上の観点から、好ましくは6価以下であり、より好ましくは3価又は4価である。上記構造単位Bは、電荷輸送性を有する単位であることが好ましい。
本発明において、上記構造単位Bは、上記ナフタレン骨格を有する3価以上の構造単位B1を少なくとも含み、必要に応じて、その他の電荷輸送性を有する3価以上の構造単位B2を含んでもよい。
構造単位Lは、電荷輸送性を有する2価の構造単位である。構造単位Lは、電荷を輸送する能力を有する原子団を含んでいればよく、特に限定されない。例えば、構造単位Lは、置換又は非置換の、芳香族アミン構造、カルバゾール構造、チオフェン構造、フルオレン構造、ベンゼン構造、ビフェニレン構造、ターフェニレン構造、ナフタレン構造、アントラセン構造、テトラセン構造、フェナントレン構造、ジヒドロフェナントレン構造、ピリジン構造、ピラジン構造、キノリン構造、イソキノリン構造、キノキサリン構造、アクリジン構造、ジアザフェナントレン構造、フラン構造、ピロール構造、オキサゾール構造、オキサジアゾール構造、チアゾール構造、チアジアゾール構造、トリアゾール構造、ベンゾチオフェン構造、ベンゾオキサゾール構造、ベンゾオキサジアゾール構造、ベンゾチアゾール構造、ベンゾチアジアゾール構造、ベンゾトリアゾール構造、及び、これらの1種又は2種以上を含む構造から選択される。上記芳香族アミン構造の中でも、好ましくはトリアリールアミン構造であり、より好ましくはトリフェニルアミン構造である。また、上記ベンゼン構造のなかでも、p−フェニレン構造、m−フェニレン構造が好ましい。
一実施形態において、構造単位Lは、優れた正孔輸送性を得る観点から、置換又は非置換の、芳香族アミン構造、カルバゾール構造、チオフェン構造、ビチオフェン構造、ベンゼン構造、及びフルオレン構造からなる群から選ばれることが好ましい。一実施形態において、構造単位Lは、置換又は非置換の、芳香族アミン構造、カルバゾール構造、及び、これらの1種又は2種以上を含む構造から選択されることがより好ましい。
他の実施形態において、構造単位Lは、優れた電子輸送性を得る観点から、置換又は非置換の、フルオレン構造、ベンゼン構造、フェナントレン構造、ピリジン構造、キノリン構造、及び、これらの1種又は2種以上を含む構造から選択されることが好ましい。
構造単位Tは、電荷輸送性ポリマーの末端部を構成する1価の構造単位である。構造単位Tは、特に限定されず、例えば、置換又は非置換の、芳香族炭化水素構造、芳香族複素環構造、及び、これらの1種又は2種以上を含む構造から選択される。一実施形態において、構造単位Tは、電荷の輸送性を低下させずに耐久性を付与するという観点から、置換又は非置換の芳香族炭化水素構造であることが好ましく、置換又は非置換のベンゼン構造であることがより好ましい。また、他の実施形態において、後述するように、電荷輸送性ポリマーが末端部に重合性官能基を有する場合、構造単位Tは重合可能な構造(すなわち、例えば、ピロール−イル基等の重合性官能基)であってもよい。構造単位Tは、構造単位L及び/又はB2と同じ構造を有していても、又は、異なる構造を有していてもよい。
一実施形態において、重合反応により硬化させ、溶剤への溶解度を変化させる観点から、上記電荷輸送性ポリマーは、分子内に、重合性官能基を少なくとも1つ有することが好ましい。「重合性官能基」とは、熱及び/又は光を加えることにより、互いに結合を形成し得る官能基をいう。
電荷輸送性ポリマーの数平均分子量は、溶剤への溶解性、成膜性等を考慮して適宜、調整できる。数平均分子量は、電荷輸送性に優れるという観点から、500以上が好ましく、1,000以上がより好ましく、2,000以上が更に好ましい。また、数平均分子量は、溶媒への良好な溶解性を保ち、インク組成物の調製を容易にするという観点から、1,000,000以下が好ましく、100,000以下がより好ましく、50,000以下が更に好ましい。
電荷輸送性ポリマーの重量平均分子量は、溶剤への溶解性、成膜性等を考慮して適宜、調整できる。重量平均分子量は、電荷輸送性に優れるという観点から、1,000以上が好ましく、5,000以上がより好ましく、10,000以上が更に好ましい。また、重量平均分子量は、溶媒への良好な溶解性を保ち、インク組成物の調製を容易にするという観点から、1,000,000以下が好ましく、700,000以下がより好ましく、400,000以下が更に好ましい。
電荷輸送性ポリマーは、種々の合成方法により製造でき、特に限定されない。例えば、鈴木カップリング、根岸カップリング、園頭カップリング、スティルカップリング、ブッフバルト・ハートウィッグカップリング等の公知のカップリング反応を用いることができる。鈴木カップリングは、芳香族ボロン酸誘導体と芳香族ハロゲン化物の間で、Pd触媒を用いたクロスカップリング反応を起こさせるものである。鈴木カップリングによれば、所望とする芳香環同士を結合させることにより、電荷輸送性ポリマーを簡便に製造できる。
特に限定するものではないが、鈴木カップリング反応を用いて電荷輸送性ポリマーを調製する場合、使用可能な原料モノマーの組合せの一例を示す。モノマー(L)の例示において、Rは、先に構造単位Lで説明したRと同様である。
電荷輸送性材料を使用して有機エレクトロニクス素子を構成する場合、電荷輸送性材料は、さらに、有機エレクトロニクス材料として周知の添加剤を含んでもよい。一実施形態において、電荷輸送性材料は、ドーパントを更に含有してもよい。ドーパントは、電荷輸送性材料に添加することでドーピング効果を発現させ、電荷の輸送性を向上させ得るものであればよく、特に制限はない。ドーピングには、p型ドーピングとn型ドーピングがあり、p型ドーピングではドーパントとして電子受容体として働く物質が用いられ、n型ドーピングではドーパントとして電子供与体として働く物質が用いられる。正孔輸送性の向上にはp型ドーピング、電子輸送性の向上にはn型ドーピングを行うことが好ましい。電荷輸送性材料に用いられるドーパントは、p型ドーピング又はn型ドーピングのいずれの効果を発現させるドーパントであってもよい。また、1種のドーパントを単独で添加しても、複数種のドーパントを混合して添加してもよい。
電荷輸送性材料は、電荷輸送性低分子化合物、他のポリマー等を更に含有してもよい。
電荷輸送性ポリマーの含有量は、良好な電荷輸送性を得る観点から、電荷輸送性材料の全質量に対して、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましい。100質量%とすることも可能である。
本発明の実施形態であるインク組成物は、上記実施形態の電荷輸送性材料と該材料を溶解又は分散し得る溶媒とを含有する。インク組成物を用いることによって、塗布法といった簡便な方法によって有機層を容易に形成できる。
溶媒としては、水、有機溶媒、又はこれらの混合溶媒を使用できる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール;ペンタン、ヘキサン、オクタン等のアルカン;シクロヘキサン等の環状アルカン;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジフェニルメタン等の芳香族炭化水素;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテルアセタート等の脂肪族エーテル;1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2−メトキシトルエン、3−メトキシトルエン、4−メトキシトルエン、2,3−ジメチルアニソール、2,4−ジメチルアニソール等の芳香族エーテル;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル等の脂肪族エステル;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n−ブチル等の芳香族エステル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、アセトン、クロロホルム、塩化メチレンなどが挙げられる。好ましくは、芳香族炭化水素、脂肪族エステル、芳香族エステル、脂肪族エーテル、芳香族エーテル等である。
電荷輸送性ポリマーが重合性官能基を有する場合、インク組成物は、好ましくは、重合開始剤を含有する。重合開始剤として、公知のラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤等を使用できる。インク組成物を簡便に調製できる観点から、ドーパントとしての機能と重合開始剤としての機能とを兼ねる物質を用いることが好ましい。そのような物質として、例えば、上記イオン化合物が挙げられる。
インク組成物は、更に、任意成分として添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、重合禁止剤、安定剤、増粘剤、ゲル化剤、難燃剤、酸化防止剤、還元防止剤、酸化剤、還元剤、表面改質剤、乳化剤、消泡剤、分散剤、界面活性剤等が挙げられる。
インク組成物における溶媒の含有量は、種々の塗布方法へ適用することを考慮して定めることができる。例えば、溶媒の含有量は、溶媒に対し電荷輸送性ポリマーの割合が、0.1質量%以上となる量が好ましく、0.2質量%以上となる量がより好ましく、0.5質量%以上となる量が更に好ましい。また、溶媒の含有量は、溶媒に対し電荷輸送性ポリマーの割合が、20質量%以下となる量が好ましく、15質量%以下となる量がより好ましく、10質量%以下となる量が更に好ましい。
本発明の実施形態である有機層は、上記実施形態の電荷輸送性材料又はインク組成物を用いて形成された層である。インク組成物を用いることによって、塗布法により有機層を良好に形成できる。塗布方法としては、例えば、スピンコーティング法;キャスト法;浸漬法;凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、平版印刷、凸版反転オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等の有版印刷法;インクジェット法等の無版印刷法などの公知の方法が挙げられる。塗布法によって有機層を形成する場合、塗布後に得られた有機層(塗布層)を、ホットプレート又はオーブンを用いて乾燥させ、溶媒を除去してもよい。
本発明の実施形態である有機エレクトロニクス素子は、少なくとも上記実施形態の有機層を有する。有機エレクトロニクス素子として、例えば、有機EL素子、有機光電変換素子、有機トランジスタ等が挙げられる。有機エレクトロニクス素子は、好ましくは、少なくとも一対の電極の間に有機層が配置された構造を有する。
本発明の実施形態である有機EL素子は、少なくとも上記実施形態の有機層を有する。有機EL素子は、通常、発光層、陽極、陰極、及び基板を備えており、必要に応じて、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等の他の機能層を備えている。各層は、蒸着法により形成してもよく、塗布法により形成してもよい。有機EL素子は、好ましくは、有機層を発光層又は他の機能層として有し、より好ましくは機能層として有し、更に好ましくは正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方として有する。
発光層に用いる材料として、低分子化合物、ポリマー、デンドリマー等の発光材料を使用できる。ポリマーは、溶媒への溶解性が高く、塗布法に適しているため好ましい。発光材料としては、蛍光材料、燐光材料、熱活性化遅延蛍光材料(TADF)等が挙げられる。
電子輸送層及び電子注入層に用いる材料としては、例えば、フェナントロリン誘導体、ビピリジン誘導体、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、ペリレンなどの縮合環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フル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、チアジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、アルミニウム錯体等が挙げられる。また、上記実施形態の電荷輸送性材料も使用できる。
陰極材料としては、例えば、Li、Ca、Mg、Al、In、Cs、Ba、Mg/Ag、LiF、CsF等の金属又は金属合金が用いられる。
陽極材料としては、例えば、金属(例えば、Au)又は導電性を有する他の材料が用いられる。他の材料として、例えば、酸化物(例えば、ITO:酸化インジウム/酸化錫)、導電性高分子(例えば、ポリチオフェン−ポリスチレンスルホン酸混合物(PEDOT:PSS))が挙げられる。
基板として、ガラス、プラスチック等を使用できる。基板は、透明であることが好ましく、また、フレキシブル性を有することが好ましい。石英ガラス、光透過性樹脂フィルム等が好ましく用いられる。
有機EL素子の発光色は特に限定されるものではない。白色の有機EL素子は、家庭用照明、車内照明、時計又は液晶のバックライト等の各種照明器具に用いることができるため好ましい。
本発明の実施形態である表示素子は、前記実施形態の有機EL素子を備えている。例えば、赤、緑及び青(RGB)の各画素に対応する素子として、有機EL素子を用いることで、カラーの表示素子が得られる。画像の形成方法には、マトリックス状に配置した電極でパネルに配列された個々の有機EL素子を直接駆動する単純マトリックス型と、各素子に薄膜トランジスタを配置して駆動するアクティブマトリックス型とがある。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(Pd触媒の調製)
窒素雰囲気下のグローブボックス中で、室温下、サンプル管にトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(73.2mg、80μmol)を秤取り、アニソール(15ml)を加え、30分間撹拌した。同様に、サンプル管にトリス(t−ブチル)ホスフィン(129.6mg、640μmol)を秤取り、アニソール(5mL)を加え、5分間撹拌した。これらの溶液を混合し室温で30分間撹拌し、触媒の溶液を得た。なお、触媒の調製において、すべての溶媒は、30分以上窒素バブルにより脱気した後に使用した。
三口丸底フラスコに、下記モノマー1(4.0mmol)、下記モノマー2(5.0mmol)、下記モノマー3(2.0mmol)、及びアニソール(20mL)を加え、さらに、別途調製したPd触媒の溶液(7.5mL)を加え、攪拌した。30分撹拌した後、上記フラスコ内に、10%テトラエチルアンモニウム水酸化物水溶液(20mL)を追加した。この混合物を2時間にわたって、加熱・還流した。なお、ここまでの全ての操作は、窒素気流下で行った。また、すべての溶媒は、30分以上窒素バブルにより脱気した後に使用した。
撹拌終了後、金属吸着剤と不溶物をろ過によって取り除き、濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した。濃縮液をトルエンに溶解した後、メタノール−アセトン(8:3)から再沈殿した。生じた沈殿を吸引ろ過し、メタノール−アセトン(8:3)で洗浄した。得られた沈殿を真空乾燥し、電荷輸送性ポリマー1を調製した。
得られた電荷輸送性ポリマー1の数平均分子量は7,800であり、重量平均分子量は31,000であった。分子量は、溶離液にTHFを用いたGPC(ポリスチレン換算)により測定した。電荷輸送性ポリマー1は、ナフタレン骨格を含まない3価以上の構造単位B2(モノマー3に由来する)、2価の構造単位L(モノマー2に由来する)、及び重合性官能基を有する1価の構造単位T(モノマー1に由来する)を含み、各構造単位の割合は、順に、18.2%、45.5%、及び36.4%であった。
送液ポンプ :L-6050 (株)日立ハイテクノロジーズ
UV-Vis検出器 :L-3000 (株)日立ハイテクノロジーズ
カラム :Gelpack (R) GL-A160S/GL-A150S 日立化成(株)
溶離液 :THF(和光純薬製, HPLC用, 安定剤不含)
流速 :1 mL/min
カラム温度 :室温
分子量標準物質:標準ポリスチレン
三口丸底フラスコに、調製例1に記載のモノマー2(5.0mmol)及びモノマー3(2.0mmol)と、下記モノマー4(4.0mmol)と、アニソール(20mL)とを加え、さらに別途調製したPd触媒の溶液(7.5mL)を加え、攪拌した。以降は、調製例1に記載の方法と同様にして、電荷輸送性ポリマー2を調製した。
得られた電荷輸送性ポリマー2の数平均分子量は22,900であり、重量平均分子量は169,000であった。電荷輸送性ポリマー2は、ナフタレン骨格を含まない3価以上の構造単位B2(モノマー3に由来する)、2価の構造単位L(モノマー2に由来する)、及び1価の構造単位T(モノマー4に由来する)を含み、各構造単位の割合は、順に、18.2%、45.5%、及び36.4%であった。
三口丸底フラスコに、調製例1に記載のモノマー2(5.0mmol)及び調製例2に記載のモノマー4(3.5mmol)と、下記モノマー5(1.5mmol)と、アニソール(20mL)とを加え、さらに別途調製したPd触媒の溶液(7.5mL)を加え、攪拌した。以降は、調製例1に記載の方法と同様にして、電荷輸送性ポリマー3を調製した。
得られた電荷輸送性ポリマー3の数平均分子量は10,000であり、重量平均分子量は17,500であった。電荷輸送性ポリマー3は、ナフタレン骨格を有する3価以上の構造単位B1(モノマー5に由来する)、電荷輸送性を有する2価の構造単位L(モノマー2に由来する)、及び1価の構造単位T(モノマー4に由来する)を含み、各構造単位の割合は、順に、16.7%、44.4%、及び38.9%であった。
三口丸底フラスコに、調製例1に記載のモノマー2(5.0mmol)と、下記モノマー6(4.0mmol)と、調製例2に記載のモノマー4(2.0mmol)と、アニソール(20mL)とを加え、さらに別途調製したPd触媒の溶液(7.5mL)を加え、攪拌した。以降は、調製例1に記載の手順と同様にして、電荷輸送性ポリマー4を調製した。
得られた電荷輸送性ポリマー4の数平均分子量は2,800あり、重量平均分子量は7,800であった。電荷輸送性ポリマー4は、ナフタレン骨格を有する2価の構造単位L(モノマー6に由来する)、電荷輸送性を有する2価の構造単位L(モノマー2に由来する)、及び1価の構造単位T(モノマー4に由来する)を含み、各構造単位の割合は、順に、36.4%、45.5%、及び18.2%であった。
三口丸底フラスコに、調製例1に記載のモノマー2(5.0mmol)、モノマー1(1.0mmol)と、調製例3に記載のモノマー5(2.0mmol)と、調製例2に記載のモノマー4(3.0mmol)と、アニソール(20mL)とを加え、さらに別途調製したPd触媒の溶液(7.5mL)を加え、攪拌した。以降は、調製例1に記載の手順と同様にして、電荷輸送性ポリマー5を調製した。
得られた電荷輸送性ポリマー5の数平均分子量は40,100であり、重量平均分子量は232,000であった。電荷輸送性ポリマー5は、ナフタレン骨格を有する3価以上の構造単位B1(モノマー5に由来する)、電荷輸送性を有する2価の構造単位L(モノマー2に由来する)、重合性官能基を有する1価の構造単位T(モノマー1に由来する)、及び1価の構造単位T(モノマー4に由来する)を含み、各構造単位の割合は、順に、18.2%、45.5%、9.1%、27.3%であった。
三口丸底フラスコに、調製例1に記載のモノマー2(5.0mmol)と、調製例4に記載のモノマー6(4.0mmol)と、調製例1に記載のモノマー1(2.0mmol)と、アニソール(20mL)とを加え、さらに別途調製したPd触媒の溶液(7.5mL)を加え、攪拌した。以降は、調製例1に記載の手順と同様にして、電荷輸送性ポリマー4を調製した。
得られた電荷輸送性ポリマー6の数平均分子量は5,200であり、重量平均分子量は8,000であった。電荷輸送性ポリマー6は、電荷輸送性を有する2価の構造単位L(モノマー2に由来する)、ナフタレン骨格を有する2価の構造単位L(モノマー6に由来する)、重合性官能基を有する1価の構造単位T(モノマー1に由来する)を含み、各構造単位の割合は、順に、45.5%、36.4%、18.2%であった。
(実施例1)
調製例1で得た電荷輸送性ポリマー1(10.0mg)と、下記イオン性化合物(I)(0.5mg)と、トルエン(2.3mL)とからなるインク組成物1Aを調製した。次いで、窒素雰囲気下で、ITOを1.6mm幅にパターニングしたガラス基板(膜厚0.7mm)上に、上記インク組成物1Aを、3000min−1でスピンコートし、引き続き、ホットプレート上で220℃、10分間加熱して硬化させ、正孔注入層(30nm)を形成した。
実施例1において、イオン性化合物(I)のかわりに、イオン性化合物(II)を用いたことを除き、全て実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。詳細は以下のとおりである。
調製例1で得た電荷輸送性ポリマー1(10.0mg)と、下記イオン性化合物(II)(0.5mg)と、トルエン(2.3mL)とからなるインク組成物1Bを調製した。実施例1において、イオン組成物1Aのかわりにイオン組成物1Bを使用したことを除き、全て実施例1と同様にして、正孔注入層を形成した。
上記調製例2で得た電荷輸送性ポリマー2(20mg)と、上記実施例1に記載の上記イオン性化合物(I)(1.0mg)と、トルエン(2.3mL)とからなるインク組成物2Aを調製した。上記電荷輸送性ポリマー2は、ナフタレン骨格を有する3価以上の構造単位を含まず、分岐した構造を有するが、ナフタレン骨格を含まない化合物である。
実施例1において、有機EL素子の正孔輸送層を形成するために用いたインク組成物3Aのかわりに、上記インク組成物2Aを用いたことを除き、全て実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
上記調製例4で得た電荷輸送性ポリマー4(20mg)と、実施例1に記載の上記イオン性化合物(I)(1.0mg)と、トルエン(2.3mL)とからなるインク組成物4Aを調製した。上記電荷輸送性ポリマー4は、ナフタレン骨格を有する3価以上の構造単位を含まず、ナフタレン骨格を有するが、分岐した構造を持たない化合物である。
実施例1において、有機EL素子の正孔輸送層を形成するために用いたインク組成物3Aのかわりに、上記インク組成物4Aを用いたことを除き、全て実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
実施例1,2および比較例1,2で得た有機EL素子に電圧を印加したところ、いずれも緑色の発光が確認された。それぞれの素子について、発光輝度1000cd/m2時の駆動電圧と発光効率、及び初期輝度3000cd/m2における発光寿命(輝度半減時間)を測定した。測定結果を表1に示す。
(実施例3)
実施例1と同様に、電荷輸送性ポリマー1(10.0mg)と、イオン性化合物(I)(0.5mg)と、トルエン(2.3mL)とからなるインク組成物1Aを調製した。次いで、窒素雰囲気下で、ITOを1.6mm幅にパターニングしたガラス基板(膜厚0.7mm)上に、上記インク組成物1Aを、3000min−1でスピンコートし、引き続き、ホットプレート上で220℃、10分間加熱して硬化させ、正孔注入層(30nm)を形成した。
さらに、BAlq(10nm)、Alq3(30nm)、LiF(0.5nm)、Al(100nm)の順に蒸着法による成膜を実施することにより、上記発光層の上に正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、及び陰極を順に積層した。上述のようにAlの蒸着によって陰極を積層した後、大気開放することなく、上記積層体を乾燥窒素環境中に移動し、0.7mmの無アルカリガラスに0.4mmのザグリを入れた封止ガラスと上記積層体のITOガラス基板とを、光硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることにより封止を行い、白色有機EL素子を作製した。得られた白色有機EL素子は、照明装置として使用することができた。
調製例6で得た電荷輸送性ポリマー6(20mg)と、実施例1に記載のイオン性化合物(I)(1.0mg)と、トルエン(2.3mL)とからなるインク組成物6Aを調製した。上記電荷輸送性ポリマー6は、ナフタレン骨格を有する3価以上の構造単位を含まず、ナフタレン骨格を有するが、分岐した構造を持たない化合物である。
実施例3において、白色有機EL素子の正孔輸送層を形成するために用いたインク組成物5Aのかわりに、上記インク組成物6Aを用いたことを除き、全て実施例3と同様にして、白色有機EL素子を得た。
実施例3および比較例3で得た、それぞれの白色有機EL素子に電圧を印加して、初期輝度1000cd/m2での発光寿命を測定した。実施例3の駆動電圧、発光効率、発光寿命をそれぞれ1とした時、比較例3では、駆動電圧が1.4、発光効率が0.8、及び発光寿命が0.4であった。
すなわち、実施例3の白色有機EL素子は、比較例3の白色有機EL素子との比較において、駆動電圧が低く、優れた発光効率及び発光寿命を有する。このような結果から、実施例1及び2と同様に、正孔輸送層を構成する電荷輸送性材料として、ナフタレン骨格を有する3価以上の構造単位に由来する特定の分岐構造を有する電荷輸送性ポリマーを使用することによって、発光効率及び発光寿命の向上といった格別の効果が得られることが分かる。
2 陽極
3 正孔注入層
4 陰極
5 電子注入層
6 正孔輸送層
7 電子輸送層
8 基板
Claims (12)
- 電荷輸送性ポリマーを含む電荷輸送性材料であって、前記電荷輸送性ポリマーが、下式(1)〜(4)のいずれかで表されるナフタレン骨格を有する3価の構造単位と、電荷輸送性を有する2価の構造単位とを含み、
前記2価の構造単位が、置換又は非置換の、芳香族アミン構造、カルバゾール構造、チオフェン構造、ビチオフェン構造、ベンゼン構造、及びフルオレン構造からなる群から選ばれる構造を含み、前記ナフタレン骨格を有する3価の構造単位の1つに対し、前記2価の構造単位が3つ結合した部分構造を含む、電荷輸送性材料。
[式中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜22個の、直鎖、環状又は分岐の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びアルコキシ基、並びに炭素数2〜30個の、アリール基及びヘテロアリール基、からなる群から選択される少なくとも1種である。] - 前記2価の構造単位が、置換又は非置換の芳香族アミン構造を含む、請求項1又は2に記載の電荷輸送性材料。
- 正孔輸送性材料として使用される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電荷輸送性材料。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電荷輸送性材料と、溶媒とを含む、インク組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電荷輸送性材料を含む有機層を有する、有機エレクトロニクス素子。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電荷輸送性材料を含む有機層を有する、有機エレクトロルミネセンス素子。
- フレキシブル基板をさらに有する、請求項7に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
- 前記フレキシブル基板が樹脂フィルムを含む、請求項8に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネセンス素子を備えた表示素子。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネセンス素子を備えた照明装置。
- 請求項11に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子とを備えた表示装置。
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