JPH08269133A - 新規高分子化合物とそれを用いた有機薄膜素子 - Google Patents

新規高分子化合物とそれを用いた有機薄膜素子

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JPH08269133A
JPH08269133A JP7094294A JP9429495A JPH08269133A JP H08269133 A JPH08269133 A JP H08269133A JP 7094294 A JP7094294 A JP 7094294A JP 9429495 A JP9429495 A JP 9429495A JP H08269133 A JPH08269133 A JP H08269133A
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alky
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淳二 城戸
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直彦 福岡
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/52Amides or imides
    • C08F20/54Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F20/60Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing nitrogen in addition to the carbonamido nitrogen

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光効率、発光輝度ならびに安定性に優れた
有機エレクトロルミネッセント素子などの有機薄膜素子
の製造に有用な新規高分子化合物およびそれを用いた有
機薄膜素子の提供。 【構成】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1、R2、R3、R4、R5およびR6はそれぞれ
同一でも異なっていてもよく、水素原子、アミノ基、ア
ルキル基、アルコキシ基、および置換基を有してもよい
アリール基よりなる群からそれぞれ独立して選ばれた基
であり、m、n、p、qおよびrは0〜4の整数からそ
れぞれ独立して選ばれた数を示す)で示されるモノマー
単位を有し、平均重合度が10〜1,500である新規
高分子化合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、正孔輸送性の2個のト
リフェニルアミンが連結した誘導体をアミド結合を介し
て主鎖に導入した新規高分子化合物およびこれを有機正
孔輸送層(ホール輸送層ともいう)および/または有機
発光層として用いた有機薄膜素子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、有機分子の薄膜化を通じて新しい
機能素子を実現しようとする試みが活発化しており、例
えば、蒸着法により形成された有機薄膜を利用した有機
エレクトロルミネッセンス(EL)素子やその他の光学
素子の研究が活発化している。
【0003】発光層が有機薄膜から構成される有機EL
素子は、低電圧駆動の大面積表示素子を実現するものと
して注目されている。素子の高効率化にはキャリア輸送
性の異なる有機層を積層する素子構造が有効であり、正
孔輸送層に低分子芳香族アミン、電子輸送性発光層にア
ルミキレート錯体を用いた素子が報告されている〔C.
W.Tang,Appl.Phys.Lett.,5
1,p.913(1987)〕。この素子では10V以
下の印加電圧で1000cd/m2の実用化に十分な高
輝度を得ている。
【0004】しかし、従来検討されてきた低分子芳香族
アミンの正孔輸送層では材料のガラス転移温度が60℃
程度と低く、再結晶化や凝集により素子構造を破壊し、
数十時間程度の駆動でも発光効率が著しく低下してい
た。そのため、初期特性がよい素子でも長時間の使用に
は向かず、素子の信頼性の低さから実用化にいたってい
ない。
【0005】そこで、本発明者は先に特願平6−210
544号として1個のトリフェニルアミンをアミド結合
により主鎖に結合させたポリマー薄膜を利用した有機エ
レクトロルミネッセント素子を提案した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は従来
のこのような問題点を解決するため、発光効率、発光輝
度ならびに安定性に優れた有機エレクトロルミネッセン
ト素子などの有機薄膜素子の製造に有用な新規高分子化
合物およびそれを用いた有機薄膜素子を提供することを
目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者は、結晶化や凝集を起こしにくく膜安定性
の高い高分子材料に着目し、正孔輸送性の2個のトリフ
ェニルアミンが連結した誘導体をアミド結合を介して主
鎖に導入した高分子を正孔輸送層に用いることを検討し
た。その結果得られた新規高分子化合物がアミド結合間
の水素結合により高いガラス転移温度(170℃以上)
を示し、膜の安定性が優れているうえ、正孔移動度が高
く、正孔輸送層として良好に機能し、高い発光効率、発
光輝度を示すとともに素子の安定性の向上に大いに有効
であることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0008】本発明の第一は、下記一般式(1)
【化2】 (式中、R1、R2、R3、R4、R5およびR6はそれぞれ
同一でも異なっていてもよく、水素原子、アミノ基、ア
ルキル基、アルコキシ基、および置換基を有してもよい
アリール基よりなる群からそれぞれ独立して選ばれた基
であり、m、n、p、qおよびrは0〜4の整数からそ
れぞれ独立して選ばれた数を示す)で示されるモノマー
単位を有し、平均重合度が10〜1,500である新規
高分子化合物に関する。
【0009】本発明の第二は、請求項1記載の高分子化
合物よりなる薄膜を正孔輸送層としたことを特徴とする
有機薄膜素子に関する。
【0010】本発明の第三は、請求項1記載の高分子化
合物よりなる薄膜を発光層としたことを特徴とする有機
薄膜素子に関する。
【0011】本発明の第四は、一対の電極間に、少なく
とも有機正孔輸送層と有機発光層が積層されている有機
エレクトロルミネッセント素子において、正孔輸送層が
請求項1記載の高分子化合物であることを特徴とする有
機エレクトロルミネッセント素子に関する。
【0012】本発明の第五は、一対の電極間に、少なく
とも有機正孔輸送層と有機発光層が積層されている有機
エレクトロルミネッセント素子において、有機発光層が
請求項1記載の高分子化合物であることを特徴とする有
機エレクトロルミネッセント素子に関する。
【0013】前記R1、R2、R3、R4、R5およびR6
おける前記アルキル基またはアルコキシ基としては、炭
素数1〜20の直鎖状または分岐状のものを挙げること
ができ、とくに炭素数1〜3のものが好ましい。また、
アリール基としては、フェニル基、ナフタレン基、ビフ
ェニール基などを挙げることができ、アリール基の置換
基としては正孔特性を阻害しない基であればよく、例え
ばフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、ジフェニル
アミノフェニル基などを挙げることができる。前記
1、R2、R3、R4は、とくに水素またはメチル基であ
ることが好ましいが、とりわけR1はこの傾向が強く、
1がアルキル基のものは水素のものより単量体の安定
性が高く、単量体の保存が容易である。
【0014】前記高分子化合物を製造するための単量体
は、つぎのようにして合成することができる。
【化3】
【0015】ついで前記ニトロ化合物のニトロ基を還元
してアミノ基とし、このアミノ基と不飽和酸クロライド
とを反応させて下記一般式(2)で示される単量体を得
る。
【化4】
【0016】前記一般式(2)で示される単量体は、そ
れのみのホモ重合体あるいは任意の他の炭素・炭素不飽
和化合物との共重合により、一般式(1)で示される高
分子化合物を得ることができる。
【0017】前記R1、R2、R3、R4、R5、R6および
m、n、p、q、rの組合せ例を挙げると下記の表の
とおりである。
【0018】
【表1】 No R123456 m n p q r 1 水素 水素 水素 水素 水素 Alky 1 1 1 1 1 2 水素 水素 水素 水素 Alky 水素 1 1 1 1 1 3 水素 水素 水素 Alky 水素 水素 1 1 1 1 1 4 水素 水素 Alky 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 5 水素 Alky 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 6 水素 Alky Alky 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 7 水素 Alky 水素 Alky 水素 水素 1 1 1 1 1 8 水素 Alky 水素 水素 Alky 水素 1 1 1 1 1 9 水素 Alky 水素 水素 水素 Alky 1 1 1 1 1 10 水素 水素 水素 水素 水素 Alky 1 1 1 1 1 11 水素 水素 水素 水素 Alko 水素 1 1 1 1 1 12 水素 水素 水素 Alko 水素 水素 1 1 1 1 1 13 水素 水素 Alko 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 14 水素 Alko 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 15 水素 Alky Alko 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 16 水素 Alky 水素 Alko 水素 水素 1 1 1 1 1 17 水素 Alky 水素 水素 Alko 水素 1 1 1 1 1 18 水素 Alky 水素 水素 水素 Alko 1 1 1 1 1 19 水素 Aryl 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 20 水素 水素 Aryl 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 21 水素 水素 水素 Aryl 水素 水素 1 1 1 1 1 22 水素 水素 水素 水素 Aryl 水素 1 1 1 1 1 23 水素 水素 水素 水素 水素 Aryl 1 1 1 1 1
【0019】
【表2】 No R123456 m n p q r 24 水素 水素 水素 水素 水素 Amin 1 1 1 1 1 25 水素 水素 水素 水素 Amin 水素 1 1 1 1 1 26 水素 水素 水素 Amin 水素 水素 1 1 1 1 1 27 水素 水素 Amin 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 28 水素 Amin 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 29 水素 Alky 水素 水素 Aryl 水素 1 1 1 1 1 30 水素 Alky 水素 水素 Aryl Alko 1 1 1 1 1 31 水素 Alky 水素 水素 Aryl Alky 1 1 1 1 1 32 水素 Alky 水素 水素 Aryl Amin 1 1 1 1 1 33 水素 Alko 水素 水素 水素 Aryl 1 1 1 1 1 34 水素 水素 Alko 水素 水素 Aryl 1 1 1 1 1 35 水素 水素 水素 Alko 水素 Aryl 1 1 1 1 1 36 水素 水素 水素 水素 Alko Aryl 1 1 1 1 1 37 水素 水素 水素 水素 水素 Alko 1 1 1 1 1 38 水素 Alky Alko 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 39 水素 Alky 水素 Alko 水素 水素 1 1 1 1 1 40 水素 Alky 水素 水素 Alko 水素 1 1 1 1 1 41 水素 Alky 水素 水素 水素 Alko 1 1 1 1 1 42 水素 Aryl 水素 水素 水素 Alky 1 1 1 1 1 43 水素 水素 Aryl 水素 水素 Aryl 1 1 1 1 1 44 水素 水素 水素 Aryl 水素 Amin 1 1 1 1 1 45 水素 水素 水素 Amin Aryl Aryl 1 1 1 1 1 46 水素 Aryl 水素 水素 Aryl Aryl 1 1 1 1 1
【0020】
【表3】 No R123456 m n p q r 47 Alky 水素 水素 水素 水素 Alky 1 1 1 1 1 48 Alky 水素 水素 水素 Alky 水素 1 1 1 1 1 49 Alky 水素 水素 Alky 水素 水素 1 1 1 1 1 50 Alky 水素 Alky 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 51 Alky Alky 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 52 Alky 水素 水素 水素 水素 Alko 1 1 1 1 1 53 Alky 水素 水素 水素 Alko 水素 1 1 1 1 1 54 Alky 水素 水素 Alko 水素 水素 1 1 1 1 1 55 Alky 水素 Alko 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 56 Alky Alko 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 57 Alky 水素 水素 水素 水素 Aryl 1 1 1 1 1 58 Alky 水素 水素 水素 Aryl 水素 1 1 1 1 1 59 Alky 水素 水素 Aryl 水素 水素 1 1 1 1 1 60 Alky 水素 Aryl 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 61 Alky Aryl 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 62 Alky 水素 水素 水素 水素 Amin 1 1 1 1 1 63 Alky 水素 水素 水素 Amin 水素 1 1 1 1 1 64 Alky 水素 水素 Amin 水素 水素 1 1 1 1 1 65 Alky 水素 Amin 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 66 Alky Amin 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 67 Alky Alky 水素 水素 Aryl 水素 1 1 1 1 1 68 Alky Alky 水素 水素 Aryl Alko 1 1 1 1 1 69 Alky Alky 水素 水素 Aryl Alky 1 1 1 1 1 70 Alky Alky 水素 水素 Aryl Amin 1 1 1 1 1 71 Alky Alko 水素 水素 水素 Aryl 1 1 1 1 1
【0021】
【表4】 No R123456 m n p q r 72 Alky 水素 Alko 水素 水素 Aryl 1 1 1 1 1 73 Alky 水素 水素 Alko 水素 Aryl 1 1 1 1 1 74 Alky 水素 水素 水素 Alko Aryl 1 1 1 1 1 75 Alky 水素 水素 水素 水素 Alko 1 1 1 1 1 76 Alky Alky Alko 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 77 Alky Alky 水素 Alko 水素 水素 1 1 1 1 1 78 Alky Alky 水素 水素 Alko 水素 1 1 1 1 1 79 Alky Alky 水素 水素 水素 Alko 1 1 1 1 1 80 Alky Aryl 水素 水素 水素 Alky 1 1 1 1 1 81 Alky 水素 Aryl 水素 水素 Aryl 1 1 1 1 1 82 Alky 水素 水素 Aryl 水素 Amin 1 1 1 1 1 83 Alky 水素 水素 Amin Aryl Aryl 1 1 1 1 1 84 Alky Aryl 水素 水素 Aryl Aryl 1 1 1 1 1 85 水素 水素 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 86 Alky 水素 水素 水素 水素 水素 1 1 1 1 1 87 水素 水素 水素 水素 Alky 水素 1 1 1 2 1 88 水素 水素 水素 水素 Alko 水素 1 1 1 2 1 89 水素 水素 水素 水素 Aryl 水素 1 1 1 2 1 90 水素 水素 水素 水素 Amin 水素 1 1 1 2 1 91 Alky 水素 水素 水素 Alky 水素 1 1 1 2 1 92 Alky 水素 水素 水素 Alko 水素 1 1 1 2 1 93 Alky 水素 水素 水素 Aryl 水素 1 1 1 2 1 94 Alky 水素 水素 水素 Amin 水素 1 1 1 2 1 95 水素 Alky 水素 水素 水素 水素 2 1 1 1 1 96 水素 水素 Alky 水素 水素 水素 1 2 1 1 1
【0022】
【表5】 No R123456 m n p q r 97 水素 水素 水素 Alky 水素 水素 1 1 2 1 1 98 水素 水素 水素 水素 Alky 水素 1 1 1 2 1 99 水素 水素 水素 水素 水素 Alky 1 1 1 1 2 前記表1〜5中、Alkyはアルキル基、Alkoはアルコキシ
基、Arylはアリール基、Aminはアミノ基を示す。
【0023】前記表中、アルキル基としてはメチル基
が、アルコキシ基としてはメトキシ基が、アリール基と
してはフェニル基が好ましい。
【0024】本発明のポリマーは、下記一般式(1)
【化5】 で示されるモノマー単位のみからなる重合体であっても
よいが、前記式(1)のモノマー単位と、下記一般式
(3)
【化6】 で示されるモノマー単位よりなるランダム共重合体ある
いはブロック共重合体(式中、R7は水素またはメチル
基であり、R8は水素、メチル基、フェニル基、カルボ
キシレート基、カルバゾール基よりなる群から選ばれた
基である)であってもよい。(3)の代表的モノマーと
してはエチレン、プロピレン、スチレン、アクリル酸、
メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレ
ート、N−ビニルカルバゾールなどを挙げることができ
る。
【0025】本発明の高分子化合物を得るための重合ま
たは共重合はたとえばラジカル重合触媒の存在下、塊重
合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合など任意の重合方法
を採用することができる。
【0026】本発明で用いられる前記高分子は、平均分
子量が3,000〜500,000、好ましくは10
0,000〜400,000、重合度が10〜1,50
0、好ましくは300〜1300のものが適当である。
【0027】この高分子化合物は、有機エレクトロルミ
ネッセント素子(EL素子)の有機正孔輸送層および/
または有機発光層として、あるいは有機太陽電池素子、
電子写真用有機感光体(感光体ドラムを含む)、有機整
流素子などの有機正孔輸送層として利用することができ
る(なお、これら素子の定義については特開平5−20
2011号公報に記載されている)。前記高分子化合物
からなる正孔輸送層を備えていれば、素子構造は特に限
定されず、有機層一層からなる単層型でも二層以上の多
層型であってもよい。要するに、本発明の高分子化合物
は正孔輸送層を備えた種々の素子構造に適用される。
【0028】本発明の高分子化合物は、主鎖に2個の連
結したトリフェニルアミンがアミド結合を介して垂下し
ていることにより、低沸点の溶媒に対して溶解性が高い
ので、スピンコート法により簡単に均一な薄膜(たとえ
ば100〜500Å)を作ることができ、またガラス転
移点(Tg)や熱分解温度がいずれも高いので、熱的特
性に優れているということができる。
【0029】また、この高分子層を含む素子を構成する
各層の膜厚についても、本発明においては特に限定され
ない。正孔輸送高分子層は高分子を適当な溶媒に溶解し
た溶液からの塗布法のほかにもラングミュア−プロジェ
ット法によっても形成される。他の有機層に関しては、
真空蒸着法などの気相成長法や溶液塗布法によって形成
される。
【0030】本発明者が先に発明した主鎖に1個のトリ
フェニルアミンがアミド結合を介して垂下したタイプの
特願平6−210544号の発明、とくにその実施例に
示された重合体を本発明の高分子化合物と較べると、本
発明の高分子化合物はイオン化ポテンシャルが小さく、
一層正孔(ホール)輸送性が向上しているので、先願発
明のものより一層有機薄膜素子としての性能を向上させ
ることができる。
【0031】
【作用】有機エレクトロルミネッセント素子では、大き
な仕事関数を有する陽極、すなわち正孔注入電極から正
孔が有機層へ注入され、小さな仕事関数を有する陰極電
極から電子が有機層へ注入される。正孔輸送層と電子輸
送性発光層からなる二層型素子の場合、注入された正孔
は正孔輸送層を通り発光層との界面付近にて、発光層に
注入されてきた電子と再結合し発光層中で励起子を生ず
る。この結果、発光層より発光が生じる。このとき、高
い発光効率、輝度を得るには、各層の電荷の輸送特性の
向上ばかりでなく電極からの電荷の注入効率を上げるこ
とが重要である。また、通電により発生するジュール熱
による有機層の再結晶化、凝集の促進、すなわち素子劣
化を防ぐためにもガラス転移点の高い材料を選択する必
要がある。本発明においては、正孔輸送層に高い正孔輸
送特性を有する高分子を用いることにより、電極との密
着性を高め電荷の注入特性を上げる。また、アミド結合
を有し高いガラス転移点を有する高分子を使用するた
め、結晶化や凝集による素子劣化が抑制され、良好な特
性を有する有機エレクトロルミネッセント素子を得るこ
とができる。
【0032】
【実施例】次に本発明を製造例、実施例を挙げて説明す
るが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【0033】製造例 (ポリマーの合成)
【0034】(1)N,N′−ジフェニル−N−(4−
ニトロフェニル)−1,1′−ビフェニル−4,4′−
ジアミン(DNBD)の合成 N,N′−ジフェニルベンジジン(DPB)、p−フル
オロニトロベンゼン、フッ化セシウムをジメチルスルホ
キシド(DMSO)中で、窒素雰囲気下100℃で24
時間還流し下記式の反応を行った。冷水に注ぎ、生じた
沈殿物を吸引濾過によりN,N′−ジフェニル−N−
(4−ニトロフェニル)−1,1′−ビフェニル−4,
4′−ジアミン(DNBD)を回収した。
【化7】
【0035】(2)N,N′−ジフェニル−N−(4−
ニトロフェニル)−N′−(2−メチルフェニル)−
1,1′−ビフェニル−4,4′−ジアミン(DNMB
D)の合成 ニトロベンゼンに前記(1)で得られたDNBD、活性
銅、炭酸カリウムを加え、窒素雰囲気下で220℃に昇
温した後、2−アイオドトルエンを滴下した。滴下終了
後、60時間還流し、下記式の反応を行い、N,N′−
ジフェニル−N−(4−ニトロフェニル)−N′−(2
−メチルフェニル)−1,1′−ビフェニル−4,4′
−ジアミン(DNMBD)を得た。(収率:33.3
%、m.p.:91.0〜96.0℃)
【化8】
【0036】(3)N,N′−ジフェニル−N−(4−
アミノフェニル)−N′−(2−メチルフェニル)−
1,1′−ビフェニル−4,4′−ジアミン(DAMB
D)の合成 ジメチルホルムアミド(DMF)に前記DNMBDと5
%パラジウムカーボンを加えた混合物を常圧、室温、水
素雰囲気下で撹拌しながら下記式に示す還元を行った。
冷水に注ぎ生じた沈殿物を濾過して、N,N′−ジフェ
ニル−N−(4−アミノフェニル)−N′−(2−メチ
ルフェニル)−1,1′−ビフェニル−4,4′−ジア
ミン(DAMBD)を回収した。(収率:92.5%、
m.p.:93.1〜98.4℃)
【化9】
【0037】(4)N−{p−N′−フェニル−N′−
[1,1′−ビフェニル−4′−〔N′−フェニル−
N′−(2−メチルフェニル)アミノ〕−4−アミ
ノ]}フェニルメタクリルアミド(TPDMA)の合成 ベンゼンにDAMBDおよびトリエチルアミンを加え、
ベンゼンで希釈したメタクリル酸クロリドを適下し、1
0℃、24時間下記式に示す反応を行った。濾過により
トリエチルアミン、塩酸塩を除き、塩酸、水酸化ナトリ
ウム水溶液、蒸留水の順で洗浄した。精製はカラムクロ
マトグラフィーとシクロヘキサン/石油エーテル(1:
4)混合溶媒からの再結晶により行った。(収率:6
4.8%、mp:130.1から131.5℃)
【化10】
【0038】(5)ポリ〈N−{p−N′−フェニル−
N′−[1,1′−ビフェニル−4′−〔N′−フェニ
ル−N′−(2−メチルフェニル)アミノ〕−4−アミ
ノ]}フェニルメタクリルアミド〉(PTPDMA)の
重合 ベンゼンに前記TPDMA、AIBNを加え凍結脱気
後、60℃で24時間下記式に示す重合反応を行った。
生成ポリマーはメタノールにより再沈精製を行った。
(収率:93.8%、Mw:5.2×104
【化11】
【0039】(6)ポリ〈N−{p−N′−フェニル−
N′−[1,1′−ビフェニル−4′−〔N′−フェニ
ル−N′−(2−メチルフェニル)アミノ〕−4−アミ
ノ]}フェニルメタクリルアミド〉の溶解性 その溶解性は下記表6に示すとおりであり、低沸点の溶
媒に対する溶解性が高い。
【表6】
【0040】(7)成膜 前記PTPDMAを1,2−ジクロロエタンの1〜2%
溶液とし、スピンコート法により均一な膜(100〜5
00Å)が作成できる。
【0041】(8)PTPDMAの熱分析を示差走査熱
量分析(DSC)および熱重量分析(TG)を用いて行
った結果を表7および図1に示す。 10%重量損失温度は410℃と高く、また、ガラス転
移点(Tg)も187℃と高いので膜の結晶化による素
子劣化を防止できる。
【表7】
【0042】(9)PTPDMAの光学特性および電気
化学的特性 PTPDMA膜のUV吸収スペクトルを図2に示す。こ
の300〜400nmにかけてのピークが2個のトリフ
ェニルアミン誘導体に基因するものである。また、PT
PDMA膜の蛍光スペクトルを図3に示す。このポリマ
ーの蛍光スペクトルは420nmであり、この400〜
500nmのカーブが2個のトリフェニルアミン連結体
に基因するものであり、これにもとづく発色は青紫色で
ある。また、UVスペクトルの吸収端からバンドのギャ
ップが3.1eVであり、大気中光電子分析によるイオ
ン化ポテンシャルの測定から最高被占分子軌道(HOM
O)、すなわちイオン化ポテンシャルが5.4eVと決
定されたので最低空分子軌道(LUMO)が2.2eV
と判明した(図4)。これらの値は、一般にホール輸送
性材料として広く使用されている低分子芳香族ジアミン
の値と同じであり、高いホール輸送性があることを示し
ている。本発明の先願発明(特願平6−210544
号)のイオン化ポテンシャルは5.6eVであるから、
本発明のPTPDMAは、2個のトリフェニルアミン連
結体に基因してイオン化ポテンシャルは5.4eVであ
るから、先願発明のものよりも小さく、一層イオン化さ
れやすいことを示している。また、本発明のホール移動
度は、対応する2個のトリフェニルアミン連結体の低分
子化合物とほぼ同レベルの10-3cm2/Vs程度と推
定できる。
【0043】実施例1(ホール輸送層としての利用) 図5は、本発明実施例の有機エレクトロルミネッセント
素子の断面図である。ガラス基板1上に、シート抵抗1
5Ω/□のITO(インジウム−チン−オキサイド)2
をコートすることによりITO被覆ガラス基板を得た。
このITO被覆ガラス基板上にPTPDMA膜3をスピ
ンコート法により成膜(200Å)した。その上に発光
層4となる下記式
【化12】 で示されるトリス(8−キノリノラト)アルミニウム
(III)錯体(Alq)を2×10-3Torr下で3Å
/sの速度で真空蒸着(700Å)した。さらに8×1
-6Torr下でMgとAgを10:1の割合で200
0Å共蒸着し、陰極5とし、さらにその上にAgの保護
膜6を1000Å蒸着した。
【0044】このようにして得られたのが図5に示すP
TPDMAをホール輸送層とした二層型EL素子であ
る。この素子においてはアルミニウム錯体であるAlq
が発光層として機能し、ITOはプラスに、Agはマイ
ナスに接続し、直流電流を印加するとAlqに基因する
緑色発光が観測された。そのELスペクトルを図6に示
す。このものの輝度と電流密度の関係をみると図7のと
おりであり、輝度と電流密度はほぼ比例関係にあること
が推定でき、このことからホールと電子の再結合により
Alqが励起されていることがわかる。なお、輝度の測
定は、Minolta LS−100を用いて大気中で
行った。膜厚測定にはDEKTAK−3030を用い
た。
【0045】また、この素子は、図8に示すように最高
20,000cd/m2という非常に高い輝度を示し、
低分子蒸着膜をホール輸送層に用いた素子により優れた
特性を示した。
【0046】実施例2(発光層としての利用) PTPDMAを電極で挾んだ単層型素子〔ITO/PT
PDMA(500Å)/Mg:Ag/Ag〕(前記Ag
は保護層であり、なくても性能的には変わりはない)か
ら、図9に示す青紫色のポリマー特有の発光が観測され
た。このことから、このポリマーはホール輸送性を有す
ることがわかる。そこで、実施例1と同様にしてITO
−ガラス基板上にPTPDMA膜を成膜し、ついでPT
PDMA膜(500Å)上に、電子輸送性でホールブロ
ック状の高い下記式
【化13】 で示される1,2,4−トリアゾール誘導体(p−Et
TAZ)を2×10-3Torr下で3Å/sの速度で
真空蒸着(500Å)し、二層型素子〔ITO/PTP
DMA(500Å)/p−Et TAZ(500Å)/
Mg:Ag/Ag〕を作製したところ、前記単層型素子
(図10の□印参照)に較べて輝度が約100倍に向上
した(図10の△印参照)。また、p−Et TAZ層
の一部をより電子輸送性の高いAlqで置換したところ
〔ITO/PTPDMA(500Å)/p−Et TA
Z(100Å)/Alq(300Å)/Mg:Ag/A
g〕、さらに輝度は向上し最高242cd/m2に達し
た(図10の○印参照)。
【0047】また、本発明の素子は、発光層がトリス
(8−キノリノラト)アルミニウム錯体以外のオキサジ
アゾール誘導体やテトラフェニルブタジエン誘導体のよ
うな他の有機材料の時でも同様に安定性の向上が認めら
れた。
【0048】
【効果】
(1)本発明の高分子化合物は、主鎖に2個の連結した
トリフェニルアミンがアミド結合を介して垂下している
ことにより、低沸点溶媒に対して溶解性が高いので、ス
ピンコート法により簡単に均一な薄膜が形成できる。 (2)本発明の高分子化合物は、主鎖にアミド結合が垂
下しているので、二次転移点や熱分解温度が共に高く、
熱的特性に優れている。 (3)本発明の高分子化合物は、2個の連結したトリフ
ェニルアミンを有するため1個のトリフェニルアミンを
有する先願発明よりイオン化ポテンシャルが低く、一層
正孔輸送性が高い。 (4)本発明の高分子化合物は、電極との密着性が高
い。 (5)本発明の高分子化合物は、その優れた正孔輸送性
と熱的特性を生かして有機薄膜素子、とくに有機EL素
子、有機太陽電池素子、電子写真用有機感光体、有機整
流素子などの正孔輸送層や発光層として使用できる。 (6)これらの素子は、本発明の高分子化合物が高いガ
ラス転移点を有するため、結晶化や凝集による素子劣化
が抑制される。 (7)先願発明に較べてもイオン化ポテンシャルが小さ
く、イオン化されやすく、その結果正孔輸送特性も高い
ので、発光レベルも高いものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例使用の高分子化合物(PTPDM
A)の熱重量分析(TG)/(DTA)結果を曲線
(a)で、熱示差走査熱量分析(DSC)の結果を曲線
(b)で示す。
【図2】PTPDMA膜のUV吸収スペクトルを示す。
縦軸は吸収率、横軸は波長である。
【図3】PTPDMA膜の蛍光スペクトルを示す。縦軸
は吸収率、横軸は波長である。
【図4】PTPDMA膜のエネルギーレベルを示す。
【図5】本発明実施例1の二層型EL素子の構造を示
す。
【図6】ITO/PTPDMA(500Å)/Alq
(500Å)/Mg:Ag/Ag素子(図5の二層型E
L素子)のELスペクトルを示す。これによりAlqか
らの緑色発光があることが判る。
【図7】前記二層型EL素子の輝度と電流密度の関係を
示すグラフである。
【図8】前記二層型EL素子の輝度と電圧の関係を示
す。
【図9】PTPDMA層を発光層として用いた単層型素
子〔ITO/PTPDMA(500Å)/Mg:Ag/
Ag〕のELスペクトルを示す。
【図10】PTPDMA層を含む各EL素子の輝度と電
圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 透明電極(ITO) 3 正孔輸送性高分子層(PTPDMA:200Å) 4 発光層(Alq:700Å) 5 陰極(Mg:Ag) 6 保護層(Ag)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1、R2、R3、R4、R5およびR6はそれぞれ
    同一でも異なっていてもよく、水素原子、アミノ基、ア
    ルキル基、アルコキシ基、および置換基を有してもよい
    アリール基よりなる群からそれぞれ独立して選ばれた基
    であり、m、n、p、qおよびrは0〜4の整数からそ
    れぞれ独立して選ばれた数を示す)で示されるモノマー
    単位を有し、平均重合度が10〜1,500である新規
    高分子化合物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の高分子化合物よりなる薄
    膜を正孔輸送層としたことを特徴とする有機薄膜素子。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の高分子化合物よりなる薄
    膜を発光層としたことを特徴とする有機薄膜素子。
  4. 【請求項4】 一対の電極間に、少なくとも有機正孔輸
    送層と有機発光層が積層されている有機エレクトロルミ
    ネッセント素子において、正孔輸送層が請求項1記載の
    高分子化合物であることを特徴とする有機エレクトロル
    ミネッセント素子。
  5. 【請求項5】 一対の電極間に、少なくとも有機正孔輸
    送層と有機発光層が積層されている有機エレクトロルミ
    ネッセント素子において、有機発光層が請求項1記載の
    高分子化合物であることを特徴とする有機エレクトロル
    ミネッセント素子。
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