TW201518307A - 含有燐光發光材料的液狀組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種有機電場發光元件用液狀組成物,其係保存安定性優異之含有燐光發光材料者。 上述液狀組成物,其中含有燐光發光材料、25℃及1氣壓下為液體之溶劑,以及選自自由基鏈鏈抑制劑及過氧化物分解劑所成群組中的1種以上之添加劑(A)。

Description

含有燐光發光材料的液狀組成物
本發明係有關含有燐光發光材料的液狀組成物、使用液狀組成物製造的有機電場發光元件及其製造方法的發明。
近年來,正積極地進行使用有機電場發光元件(以下,亦稱為「有機EL元件」)的彩色顯示器或照明的開發。就耗電量的抑制等觀點,要求要有更高效率的有機電場發光元件,並積極地進行使用燐光材料的有機電場發光元件之開發。
含在有機電場發光元件中的有機發光層之成膜方法,係可列舉例如:蒸鍍等之乾式法及塗布等之濕式法,但就產率而言,係以濕式法受到關注。
以濕式法製造有機發光層時,係使用含有發光材料及溶劑等的液狀組成物。液狀組成物的製造,就簡化製程而提高生產效率而言,通常是在大氣中進行。此時,可使大氣中的氧混入液狀組成物中。在保存中,混入液狀組成物中的氧與成分反應,成分成分一經氧化等而變 質時,會有使有機電場發光元件之性能降低的情形。
專利文獻1中記載一種在含有發光材料與溶劑的液狀體中添加抗氧化劑而液化的有機電場發光元件組成物。此組成物的目的係為抑制大氣引起而致的物性變化或溶質的析出,並防止元件之經時劣化或可靠性的降低。亦即,改善液狀組成物之經時穩定性。
不過,在專利文獻1中,並無製造液狀組成物之具體例,未揭示添加抗氧化劑後可使有機發光元件的性能持續及提高液狀組成物之穩定性的效果。
在專利文獻2中記載一種有機電場發光元件用液狀組成物,其係在含有燐光發光材料與溶劑的液狀物中,添加可藉由加熱而蒸發或分解的抗氧化劑者。此抗氧化劑,在大氣環境下塗布液狀組成物,然後使其加熱乾燥時,可抑制氧所引起的物性變化及燐光發光材料的性能降低。另一方面,此等抗氧化劑在加熱時會蒸發或分解而不殘留在發光層中,也可防止抗氧化劑引起的燐光發光材料之性能的降低。專利文獻2中之抗氧化劑,係列舉如:烷二醇衍生物、胺基醇衍生物及草酸。
上述抗氧化劑係具有經加熱而蒸發或分解的性質,同時在有機發光層的加熱時可發揮抗氧化機能。因此,在專利文獻2的液狀組成物中,含有較多量的抗氧化劑。如在液狀組成物的製作中使用多量的抗氧化劑時,將增加成本,同時,有可能使保存中的液狀組成物因抗氧化劑的作用而使成分變質。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-88094號
[專利文獻2]國際公開第2012/043774號
如專利文獻2的液狀組成物含有液狀的抗氧化劑之烷二醇衍生物或胺基醇衍生物時,相對於液狀組成物必須有1至50重量%的極高濃度之抗氧化劑。同時,如上述液狀組成物含有固體狀的抗氧化劑之草酸時,相對於液狀組成物中的固形成分必須有0.1至10質量%的多量之抗氧化劑。另外,草酸相對於芳香族烴或芳香族醚等有機溶劑為難溶性,故也有用途受限的問題。
本發明是為解決上述歷來的問題之發明,其目的是為提供一種有機EL元件用液狀組成物,其係保存安定性優異之含有燐光發光材料者。
又,燐光發光材料因氧化反應生成物的存在使電流效率及發光壽命容易受到不良影響,此點係與螢光發光材料不同,而發現必須更加嚴格地抑制在液狀組成物中之氧化反應生成物的產生或蓄積。尤其是,液狀組成物含有具有芳基部分的高分子化合物,如含有相對於該高分子化合物為溶解性高的芳香族烴或芳香族醚的化合物之溶劑時,在液狀組成物中容易產生或蓄積過氧化物或氧化 反應生成物。並且,如燐光發光材料含有銥時,由於銥可促進過氧化物的生成反應,故容易造成燐光發光材料的性能降低。
一般而言,抗氧化劑係有自由基鏈抑制劑及過氧化物分解劑等。本案發明人等深入探討的結果發現,在抗氧化劑之中,自由基鏈抑制劑可使含有燐光發光材料的印墨之穩定性提高。
本發明是提供一種液狀組成物,其中含有燐光發光材料、25℃及1氣壓下為液體的溶劑,以及自由基鏈抑制劑。
在一形態中,自由基鏈抑制劑係選自芳香族胺系自由基鏈抑制劑、單酚系自由基鏈抑制劑及雙酚系自由基鏈抑制劑所成群組中的1種以上之自由基鏈抑制劑。
在一形態中,芳香族胺系自由基鏈抑制劑係式(1)表示的化合物。
式中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至5的烷基。
在一形態中,自由基鏈抑制劑為單酚系自由基鏈抑制劑。
在一形態中,單酚系自由基鏈抑制劑為式(2)表示的化合物。
式中,R11、R12、R13、R14及R15分別獨立地表示氫原子、以碳原子數1至20的烷基、碳原子數1至4的烷氧基、碳原子數1至4的羥基烷基表示的基。但,R11、R12、R13、R14及R15的至少1者與氫原子不同。
在一形態中,R11、R12、R13、R14及R15分別獨立地表示氫原子、碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至4的烷氧基或碳原子數1至4的羥基烷基,R11、R13及R15的至少1者與氫原子不同,R11的碳原子數、R12的碳原子數、R13的碳原子數、R14的碳原子數及R15的碳原子數之合計為20以下。
在一形態中,R11、R13及R15的至少1者為第三丁基。
在一形態中,式(2)表示的化合物為式(4)表示的化合物。
式中,R21、R22及R23分別獨立地表示碳原子數1至5的烷基。
在一形態中,自由基鏈抑制劑係雙酚系自由基鏈抑制劑。
在一形態中,雙酚系自由基鏈抑制劑為式(5)或式(6)表示的化合物。
式中,R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30及R31分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至5的烷基。但,R24、R25、R26及R27的至少1者與氫原子不同,R28、R29、R30及R31的至少1者與氫原子不同。X表示亞甲基、經碳原子數1至5的烷基取代之亞甲基,或硫原子。
在一形態中,雙酚系自由基鏈抑制劑為式(5)表示的化合物,R24、R25、R26及R27的至少1者為第三丁基,X為亞甲基或經碳原子數1至5的烷基取代之亞甲基。
在一形態中,相對於液狀組成物的重量, 自由基鏈抑制劑之含有量係0.1至10,000ppm的範圍。
在一形態中,燐光發光材料係式(7)表示的化合物。
M(L)ka(Z)kb(7)
式中,M表示釕、銠、鈀、鋨、銥或鉑。L是表示在與M表示的金屬原子之間可形成選自包含配位鍵及共價鍵的群組中的至少2個鍵而成為多牙配位的中性或1至3價之陰離子性的配位基。Z表示相對陰離子。ka表示1以上的整數,kb表示0以上的整數。存在數個L時,此等L可互為相同,也可互不相同。存在數個Z時,此等Z可互為相同,也可互不相同。
在一形態中,式(7)中的M為銥。
在一形態中,上述液狀組成物進一步含有於25℃及1氣壓下為固體的有機化合物。
在一形態中,於25℃及1氣壓下為固體的有機化合物,至少含有1個式(8)表示結構的構成單位之高分子化合物。
式中,Ar1表示可經取代的伸芳基、可經取 代的2價之芳香族雜環基、或選自該伸芳基及該2價之芳香族雜環基所成群組中的2個以上相同或不同的基直接鍵結而成之2價基。
在一形態中,燐光發光材料係含有燐光錯合物結構的高分子化合物。
在一形態中,溶劑係芳香族烴、芳香族醚、或芳香族烴與芳香族醚之混合溶劑。
同時,本發明提供一種有機電場發光元件,其是使用上述任一種液狀組成物所製成者。
同時,本發明提供一種有機電場發光元件的製造方法,其包含將上述任一種液狀組成物塗布在基材上而形成發光層的步驟。
在一形態中,上述有機電場發光元件的製造方法,係包含在塗布液狀組成物之後,以30℃以上250℃以下加熱的步驟。
在一形態中,上述有機電場發光元件的製造方法,係包含在塗布液狀組成物之後,保持在100Pa以下的減壓環境中的步驟。
藉由本發明,可提供一種液狀組成物其係使用於含有燐光發光錯合物的有機EL元件之發光層的製造上,即使長時間保存時也可抑制電流效率之下降的液狀組成物,更可抑制發光壽命縮短的液狀組成物,其抑制此等性能降低的添加劑相對於有機溶劑之溶解性優異,添加 劑的含量可為少量。
1、1’‧‧‧有機電場發光元件
2‧‧‧基板
3‧‧‧第1電極
4‧‧‧第1有機層
5‧‧‧第2有機層
6‧‧‧發光層
6’‧‧‧第3有機層
7‧‧‧第2電極
第1圖表示本發明的有機電場發光元件之一形態的結構之模式剖面圖。
第2圖表示本發明的有機電場發光元件之其他形態的結構之模式剖面圖。
(發明之最佳實施形態)
以下,詳細說明本發明。
<添加劑(A)>
本發明的液狀組成物含有添加劑(A)。添加劑(A),係使氧混入該液狀組成物中後,即使經長時間的保存,也可抑制燐光發光材料的性能降低。添加劑(A)係使用抗氧化劑。即使在抗氧化劑之中,添加劑(A)亦為自由基鏈抑制劑。同時,添加劑(A)係可溶解於本發明的液狀組成物中使用的溶劑之化合物。
自由基鏈抑制劑,係指可抑制來自本發明的液狀組成物中含有的溶劑、燐光發光材料及視需要而使用的其他成分,以及此等成分的氧化生成物生成的自由基而致之鏈反應的材料,可列舉例如:芳香族胺系自由基鏈抑制劑、單酚系自由基鏈抑制劑及雙酚系自由基鏈抑制劑。
芳香族胺系自由基鏈抑制劑,可列舉例如:第2芳香族胺。芳香族胺系自由基鏈抑制劑係以式(1) 表示的化合物為佳。
式中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至5的烷基。
碳原子數1至5的烷基之具體例,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基及第三戊基。
式(1)表示的化合物,可列舉例如:二苯基胺、N-苯基-鄰-甲苯胺、N-苯基-間-甲苯胺、N-苯基-對-甲苯胺、雙-鄰-甲苯胺、雙-間-甲苯胺及雙-對-甲苯胺。
單酚系自由基鏈抑制劑,可列舉例如:具有取代基的酚。該取代基,可列舉例如:烷基、烷氧基、羥基烷基及醯基氧基。單酚系自由基鏈抑制劑,係以式(2)表示的化合物為佳。
式中,R11、R12、R13、R14及R15分別獨立地 表示氫原子、碳原子數1至20的烷基、碳原子數1至4的烷氧基、碳原子數1至4的羥基烷基,或式(3)表示的基。但,R11、R12、R13、R14及R15的至少1者與氫原子不同。
式中,m及n分別獨立地表示0至20之整數。
式(2)表示的化合物,係以R11、R12、R13、R14及R15分別獨立地表示氫原子、碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至4的烷氧基或碳原子數1至4的羥基烷基,R11、R13及R15的至少1者與氫原子不同,以R11的碳原子數、R12的碳原子數、R13的碳原子數、R14的碳原子數及R15的碳原子數之合計為20以下的化合物為佳,並以碳原子數的合計為12以下之化合物更佳。同時,係以R11、R13及R15的至少1者為第三丁基者為佳。
式(2)表示的化合物,可列舉例如:鄰-甲酚、間-甲酚、對-甲酚、2-乙基酚、3-乙基酚、4-乙基酚、2-丙基酚、3-丙基酚、4-丙基酚、2-丁基酚、3-丁基酚、4-丁基酚、2-戊基酚、3-戊基酚、4-戊基酚、2-己基酚、3-己基酚、4-己基酚、2-庚基酚、3-庚基酚、4-庚基酚、2-辛基酚、3-辛基酚、4-辛基酚、2-壬基酚、3-壬基酚、4-壬基酚、2-癸基酚、3-癸基酚、4-癸基酚、2-十一烷基酚、3-十一烷 基酚、4-十一烷基酚、2-十二烷基酚、3-十二烷基酚、4-十二烷基酚、2-十三烷基酚、3-十三烷基酚、4-十三烷基酚、2-十四烷基酚、3-十四烷基酚、4-十四烷基酚、2-十五烷基酚、3-十五烷基酚、4-十五烷基酚、2-十六烷基酚、3-十六烷基酚、4-十六烷基酚、2-十七烷基酚、3-十七烷基酚、4-十七烷基酚、2-十八烷基酚、3-十八烷基酚、4-十八烷基酚、2-十九烷基酚、3-十九烷基酚、4-十九烷基酚、2-二十烷基酚、3-二十烷基酚、4-二十烷基酚、2,3-二甲基酚、2,4-二甲基酚、2,5-二甲基酚、2,6-二甲基酚、3,4-二甲基酚、3,5-二甲基酚、2,3,4-三甲基酚、2,3,5-三甲基酚、2,3,6-三甲基酚、2,4,5-三甲基酚、2,4,6-三甲基酚、2,3,4,5-四甲基酚、2,3,4,6-四甲基酚、2,3,5,6-四甲基酚、五甲基酚、2-第三丁基-4-甲基酚、2-第三丁基-5-甲基酚、2-第三丁基-4-甲氧基酚、3-第三丁基-4-甲氧基酚、2,4-二甲基-6-第三丁基酚、2,6-二-第三丁基酚、2,6-二-第三丁基-4-甲基酚、2,6-二-第三丁基-4-乙基酚、2-第三丁基-4-甲氧基酚、3-第三丁基-4-甲氧基酚、4-羥基甲基-2,6-二-第三丁基酚、正十八烷基-β-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯及十八烷基-β-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯。
就可抑制使用本發明的液狀組成物而形成之有機電場發光元件的亮度半衰期(Half-life)之降低而言,式(2)表示的化合物係以式(4)表示的化合物為佳。
式中,R21、R22及R23分別獨立地表示碳原子數1至5的烷基。
碳原子數1至5的烷基之具體例,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基及第三戊基。
式(4)表示的化合物,係以2,4-二甲基-6-第三丁基酚、2,6-二-第三丁基-4-甲基酚、2,6-二-第三丁基-4-乙基酚及2,4,6-三-第三丁基酚為佳。此等化合物對本發明的液狀組成物中使用的所需溶劑之溶解性優異。
雙酚系自由基鏈抑制劑,可列舉例如:可具有取代基的2個酚介由亞甲基、經碳原子數1至5的烷基取代之亞甲基,或硫原子而鍵結的化合物。該取代基,可列舉例如:烷基、環烷基。雙酚系自由基鏈抑制劑係以式(5)或式(6)表示的化合物為佳。
式中,R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30及 R31分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至5的烷基。但,R24、R25、R26及R27的至少1者與氫原子不同,R28、R29、R30及R31的至少1者與氫原子不同。X表示亞甲基、經碳原子數1至5的烷基取代之亞甲基,或硫原子。
式(5)表示的化合物,可列舉例如:2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-壬基酚)、2,2’-亞異丁基雙(4,6-二甲基酚)、2,2’-二羥基-3,3’-二-(α-甲基環己基)-5,5’-二甲基二苯基甲烷、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-環己基酚)及2,2’-硫代雙(4-甲基-6-第三丁基酚)。式(6)表示的化合物,可列舉例如:4,4’-亞甲基雙(2,6-二-第三丁基酚)、4,4’-亞異丙基雙(2,6-二-第三丁基酚)、4,4’-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基酚)、4,4’-硫代雙(2-甲基-6-第三丁基酚)及4,4’-硫代雙(3-甲基-6-第三丁基酚)。
式(5)表示的化合物係以R24、R25、R26及R27的至少1者為第三丁基,同時,X為亞甲基或經碳原子數1至5的烷基取代之亞甲基的化合物為佳。式(6)表示的化合物係以R28、R29、R30及R31的至少1者為第三丁基的化合物為佳。
本發明中的液狀組成物,係含有燐光發光材料,同時在一形態中亦可進一步含有於25℃及1氣壓下為固體的有機化合物(以下亦稱為「第二發光層用材料」。)。在本說明書中,此燐光發光材料及第二發光層用材料通稱為發光層用材料。
如發光層用材料具有烷基時,烷基可為直鏈狀、分枝狀或環狀。烷基的碳原子數,通常是1至30。烷基可具有取代基,取代基可列舉例如:氟原子。可具有取代基的烷基之具體例,可列舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、2-甲基丁基、1-甲基丁基、正己基、異己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1-甲基戊基、正庚基、正辛基、異辛基、2-乙基己基、3-丙基庚基、3,7-二甲基辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基及二十烷基等鏈狀烷基、環戊基、環己基及金剛烷基等環烷基。
如發光層用材料具有烷氧基時,烷氧基的烷基部分,可為直鏈狀、分枝狀或環狀。烷氧基可具有取代基。烷氧基的碳原子數通常是1至30,取代基可列舉例如:氟原子及烷氧基。可具有取代基的烷氧基之具體例,可列舉例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基、三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟丁氧基、全氟己氧基、全氟辛氧基、甲氧基甲基氧基及2-甲氧基乙基氧基。
如發光層用材料具有芳基時,芳基是指自無取代的芳香族烴去除芳香環上的1個氫原子後之基,其碳原子數通常是6至60。芳基可具有取代基,取代基,可 列舉例如:氟原子、烷基、烷氧基及芳基。可具有取代基的芳基之具體例,可列舉例如:苯基、C1至C12烷氧基苯基(C1至C12烷氧基表示碳原子數1至12的烷氧基。以下亦同。)、C1至C12烷基苯基(C1至C12烷基表示碳原子數1至12的烷基。以下亦同。)、1-萘基、2-萘基及五氟苯基。
如發光層用材料具有芳烷基時,芳烷基,其碳原子數通常是7至60,芳基部分可具有取代基。取代基可列舉例如:氟原子、烷基、烷氧基及芳基。可具有取代基的芳基烷基之具體例,可列舉例如:苯基-C1至C12烷基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基、1-萘基-C1至C12烷基及2-萘基-C1至C12烷基。
如發光層用材料具有芳基烷氧基時,芳基烷氧基的碳原子數通常是7至60,芳基部分可具有取代基。取代基可列舉例如:氟原子、烷基、烷氧基及芳基。可具有取代基的芳基烷氧基之具體例,可列舉例如:苯基-C1至C12烷氧基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷氧基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷氧基、1-萘基-C1至C12烷氧基及2-萘基-C1至C12烷氧基。
如發光層用材料具有1價的雜環基時,1價的雜環基係指自無取代的雜環式化合物去除1個氫原子後的基。雜環式化合物,可列舉例如:呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、噻唑、咪唑、噻二唑、噁二唑、吡啶、嘧啶及三嗪。1價的雜環基可具有取代基,該取代基可列舉例如:氟原 子、烷基、烷氧基及芳基。1價的雜環基係以1價的芳香族雜環基為佳。
如發光層用材料具有取代胺基時,取代胺基係指胺基的1個或2個氫原子經取代者,取代基係例如可具有取代基的烷基及可具有取代基的芳基。取代胺基的碳原子數,通常是1至40。取代胺基的具體例可列舉例如:甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、丙基胺基、二丙基胺基、異丙基胺基、二異丙基胺基、丁基胺基、異丁基胺基、第三丁基胺基、戊基胺基、己基胺基、環己基胺基、庚基胺基、辛基胺基、2-乙基己基胺基、壬基胺基、癸基胺基、3,7-二甲基辛基胺基、月桂基胺基、環戊基胺基、二環戊基胺基、環己基胺基、二環己基胺基、二-三氟甲基胺基、苯基胺基、二苯基胺基、二(C1至C12烷基苯基)胺基、1-萘基胺基、2-萘基胺基、五氟苯基胺基、苯基-C1至C12烷基胺基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基胺基、1-萘基-C1至C12烷基胺基及2-萘基-C1至C12烷基胺基。
如發光層用材料具有1價的取代羰基時,取代羰基是指經去除羧酸中的羥基之基,其碳原子數通常是2至20。醯基的具體例,可列舉例如:乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、三甲基乙醯基、三氟乙醯基等的碳原子數2至20可經氟原子取代之烷基羰基、苯甲醯基、五氟苯甲醯基等可經氟原子取代之苯基羰基。
如發光層用材料具有1價的取代氧基羰基 時,取代氧基羰基是指經去除羧酸中的氫原子之基,其碳原子數通常是2至20。醯基氧基的具體例,可列舉例如:乙醯基氧基、丙醯基氧基、丁醯基氧基、異丁醯基氧基、三甲基乙醯基氧基、苯甲醯基氧基、三氟乙醯基氧基及五氟苯甲醯基氧基。
如發光層用材料具有伸烷基時,伸烷基的碳原子數通常是1至30。伸烷基的具體例,可列舉例如:亞甲基及伸乙基。
如發光層用材料具有芳基烯基時,芳基烯基的碳原子數通常是8至20。芳基烯基的具體例,可列舉例如:苯乙烯基。
如發光層用材料具有芳基炔基時,芳基炔基的碳原子數通常是8至20。芳基炔基的具體例,可列舉例如:苯基乙炔基。
如發光層用材料具有芳基胺基時,芳基胺基是指胺基的1個或2個氫原子經可具有取代基的芳基所取代之基,亦包含胺基的1個氫原子經可具有取代基的芳基取代,且1個氫原子經芳基以外的取代基所取代之基。芳基胺基的碳原子數通常是6至40。芳基胺基的具體例,可列舉例如:苯基胺基、二苯基胺基、二(C1至C12烷基苯基)胺基、1-萘基胺基、2-萘基胺基、五氟苯基胺基、苯基-C1至C12烷基胺基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基胺基、1-萘基-C1至C12烷基胺基及2-萘基-C1至C12烷基胺基。
如發光層用材料具有伸芳基時,伸芳基是指自無取代的芳香族烴經去除2個氫原子之原子團,包含具有縮合環之基、使獨立的苯環或縮合環的任一者或兩者的2個以上以直接或介由伸乙烯基等的共軛系連結基而結合的基。伸芳基可具有取代基。除去伸芳基的取代基部分之碳數,通常是6至60,包含取代基的總碳數,通常是6至100。伸芳基可具有的取代基,就合成單體的容易性及聚合性的觀點,係以烷基、烯基、炔基、烷氧基,芳基、芳基氧基、鹵素原子及氰基為佳,就製作有機EL元件的容易度而言,係以烯基及炔基為佳,就有機EL元件中使用之有機EL元件的發光特性而言,係以烷基、烯基、炔基及芳基為佳。
如發光層用材料具有鹵素原子時,鹵素原子表示氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
如發光層用材料具有烯基時,烯基的碳原子數通常是2至30。烯基的具體例,可列舉例如:乙烯基及烯丙基。
如發光層用材料具有炔基時,炔基的碳原子數通常是2至30。炔基的具體例,可列舉例如:乙炔基及炔丙基。
<燐光發光材料>
本發明的液狀組成物含有燐光發光材料。燐光發光材料可舉出燐光發光性化合物。
燐光發光性化合物,可適用三重態發光錯 合物等已知的化合物,可列舉例如:Nature,(1998),395,151;Appl.Phys.Lett.(1999),75(1),4;Proc.SPIE-Int.Soc.Opt.Eng.(2001),4105(有機發光材料元件IV:Organic Light-Emitting Materials and Devices IV),119;J.Am.Chem.Soc.,(2001),123,4304;Appl.Phys.Lett.,(1997),71(18),2596;Syn.Met.,(1998),94(1),103;Syn.Met.,(1999),99(2),1361;Adv.Mater.,(1999),11(10),852;Inorg.Chem.,(2003),42,8609;Inorg.Chem.,(2004),43,6513 Journal of the SID 11/1,161(2003);WO 2002/066552;WO 2004/020504;WO 2004/020448等中所述之金屬錯合物。
作為燐光發光性化合物的金屬錯合物,可列舉例如:中心金屬係屬於第5週期或第6週期的過渡金屬之鄰位金屬化錯合物等。
作為燐光發光性化合物的金屬錯合物之中心金屬,可舉出以原子序50以上的原子,在錯合物中有旋轉-軌道相互作用,造成單重態狀態與三重態狀態間的系間轉換(Intersystem crossing)而得的金屬,並以釕、銠、鈀、鋨、銥及鉑為佳,而以鉑及銥更佳,而以銥又更佳。
燐光發光性化合物,係以下述通式(7)表示的燐光發光性化合物為佳。
M(L)ka(Z)kb(7)
式中,M表示釕、銠、鈀、鋨、銥或鉑。L 表示在M表示的金屬原子之間形成選自包含配位鍵及共價鍵的群組中的至少2個鍵而成為多牙配位的中性或1至3價之陰離子性的配位基。Z表示相對陰離子。ka表示1以上的整數,kb表示0以上的整數。存在數個L時,此等L可互為相同,也可互不相同。存在數個Z時,此等Z可互為相同,也可互不相同。
式(7)表示的燐光發光性化合物的整體係中性的原子價。
式(7)中,M是以鉑及銥為佳,並以銥更佳。燐光發光材料係以銥化合物為佳。中心金屬為銥的燐光發光材料,可使室溫中的燐光發光效率變高,有利於作成高效率的發光元件。
式(7)中之L,可列舉例如:含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的氮原子及以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的氧原子之配位基、含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的氮原子及以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的碳原子之配位基、含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的2個氧原子之配位基、含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的2個氮原子之配位基,以及含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的磷原子及以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的碳原子之配位基。
含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵 或共價鍵鍵結的氮原子及以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的氧原子之配位基,可列舉例如:8-羥基喹啉、8-羥基喹啉的衍生物、苯并羥基喹啉及苯并羥基喹啉的衍生物。
含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的氮原子及以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的碳原子之配位基,可列舉例如:2-苯基-吡啶、2-苯基-吡啶的衍生物。含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的2個氧原子之配位基,可列舉例如:乙醯丙酮及乙醯丙酮的衍生物。含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的2個氮原子之配位基,可列舉例如:2,2’-聯吡啶及2,2’-聯吡啶的衍生物。
L係以含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的氮原子及以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的碳原子之配位基,以及含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的2個氮原子之配位基為佳,並以含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的氮原子及以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的碳原子之配位基且單陰離子性的鄰位金屬化配位基(以下,亦稱「單陰離子性的鄰位金屬化配位基),以及單陰離子性的鄰位金屬化配位基相互結合而形成之2價或3價的配位基更佳,而以含有以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的氮原子及 以M表示的金屬原子與可藉由配位鍵或共價鍵鍵結的碳原子之配位基且單陰離子性的鄰位金屬化配位基又更佳。
式(7)中的L,可單獨使用一種,也可將二種以上組合使用,在單獨使用一種時,可使式(7)表示的燐光發光性化合物成為全同配位體錯合物(homoleptic complex),如將二種以上組合使用時,可使式(7)表示的燐光發光性化合物成為異配位體錯合物(heteroleptic complex)。
單陰離子性的鄰位金屬化配位基例示如下。
式中,Ra表示可經取代的烷基、可經取代的烷氧基、可經取代的芳基、可經取代的芳氧基、可經取代的芳烷基、可經取代的芳基烷氧基、可經取代的1價之雜環基、取代胺基、取代羰基、取代氧基羰基、氟原子或氰基。箭頭表示配位鍵。
Ra係以可經取代的烷基、烷氧基、可經取代的芳基及可經取代的芳基烷基為佳。
上述例示的單陰離子性之鄰位金屬化配位基中的任何氫原子係可用烷基、芳基、1價的芳香族雜環基、烷氧基、芳氧基、芳烷基、芳基烷氧基、取代胺基、取代羰基、取代氧基羰基、氟原子或氰基取代。如該取代基存在數個時,此等基可以相同也可不同,也可相互結合而分別與結合的原子一起形成環結構。
就對溶劑的溶解度而言,燐光発光性化合物中含有的配位基L,係以含有對有機溶劑之溶解性高的取代基者為佳。提高對有機溶劑之溶解性的取代基,係以可經取代的烷基、可經取代的烷氧基、可經取代的芳基、可經取代的1價之芳香族雜環基及可經取代的芳烷基為佳。提高對有機溶劑之溶解性的取代基之氫原子以外的原子之總數,係以3個以上為佳,並以5個以上更佳,而以7個以上又更佳,而以10個以上尤佳。同時,提高對有機溶劑之溶解性的取代基,係以導入燐光發光性化合物具有的全部配位基中為佳。此時,提高對有機溶劑之溶解性的取代基,在每一配位基中可以相同也可不同。
提高對有機溶劑之溶解性的取代基,係以含有選自可經取代的芳基及可經取代的1價之芳香族雜環基所成群組中的1種以上之基的樹突(dendron)為佳。樹突係指分枝結構(branching structure),藉由以樹突作為取代基導入配位基中,燐光發光性化合物,除了可提高溶解性,也可獲得例如具有經賦予塗膜性的提高、電荷輸送性等功能性(functionality)、調整發光色等效果的高密度機能性之燐光發光性化合物。同時,具有樹突的取代基之高度分枝的巨大分子亦可稱為樹枝狀聚合物。樹枝狀聚合物,例如在國際公開第02/066575號、國際公開第02/066552號及國際公開第02/067343號中所述,係作為各種的功能目的而設計、合成。
以下,係例示代表性樹突。
式中,R表示氫原子、可經取代的烷基、可經取代的烷氧基、可經取代的芳基、可經取代的芳基氧基、可經取代的芳烷基、可經取代的芳基烷氧基、可經取代的1價之芳香族雜環基、取代胺基、取代羰基、取代氧基羰基、氟原子或氰基,或可使2個R結合,分別與結合的碳原子一起形成環結構。存在數個R時,可互為相同也可不相同。
R係以氫原子、可經取代的烷基、可經取代的芳基、可經取代的1價之雜環基、可經取代的烷氧基、可經取代的芳基氧基、可經取代的芳烷基及取代胺基為佳,並以氫原子、可經取代的烷基及可經取代的芳基更佳。
2個R結合而形成的環結構,係以可經烷基 取代的環戊基環、可經烷基取代的環己基環及可經烷基取代的環庚基環為佳。又,該環結構可進一步為使苯環等縮合的縮合環構造。
式(7)中,以Z表示的相對陰離子,可舉出布氏酸(Bronsted acid)的共軛鹼(Conjugate base)。布氏酸的共軛鹼之具體例,可列舉例如:氟化物離子、氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、硫酸離子、硝酸離子、碳酸離子、過氯酸離子、四氟硼酸酯離子、肆(五氟苯基)硼酸酯離子、六氟磷酸鹽離子、甲磺酸離子及三氟乙酸離子。
式(7)表示的燐光發光性化合物,係以M為銥(III),L為單陰離子性的鄰位金屬化配位基,ka為3,kb為0之燐光發光性化合物為佳。
式(7)表示的燐光發光性化合物,可例示如下述的燐光發光性化合物。
式中,t-Bu表示第三丁基。
上述例示的各燐光發光性化合物中的任何氫原子可經下述取代:可經取代的烷基、可經取代的烷氧基、可經取代的芳基、可經取代的芳基氧基、可經取代的芳烷基、可經取代的芳基烷氧基、可經取代的1價之芳香族雜環基、取代胺基、取代羰基、取代氧基羰基、氟原子或氰基。該取代基存在數個時,此等基可以相同也可不同,也可相互結合而分別與欲結合的原子一起形成環結構。
上述燐光發光性化合物的例示中,說明樹突部位所具有之取代基的Rp,係以烷基及烷氧基為佳,並以直鏈、分枝或環狀的無取代烷基更佳。就合成的容易度及使所得的燐光發光性化合物使用於發光元件之製作時對有機溶劑的溶解之容易度而言,係以t-Bu(第三丁基)、C6H13(己基)及乙基己基等烷基為佳。
式(7)表示的燐光發光性化合物,就亮度壽命而言,係以式Ir-2a至式Ir-6a、式Ir-10a至式Ir-13a、式 Ir-17a至式Ir-25a、式Ir-2b至式Ir-6b、式Ir-10b至式Ir-13b、式Ir-18b至式Ir-29b、式Ir-1c至式Ir-14c及式Ir-1d至式Ir-19d表示的燐光發光性化合物為佳,並以式Ir-10a至式Ir-13a、式Ir-17a至式Ir-24a、式Ir-10b至式Ir-13b、式Ir-18b至式Ir-29b、式Ir-1c、式Ir-5c、式Ir-8c、式Ir-10c至式Ir-14c、式Ir-1d至式Ir-2d、式Ir-6d至式Ir-12d及式Ir-15d至式Ir-19d表示的燐光發光性化合物更佳。
本發明的液狀組成物中含有的燐光錯合物化合物,可為含有燐光錯合物結構的高分子化合物。此處的高分子化合物係指換算聚苯乙烯的分子量為1,000以上,且具有分子量分布的化合物。含有燐光錯合物結構的高分子化合物,係以含有後述的第二發光層用材料中使用的高分子化合物具有之重複單元者為佳,並以含有式(8)表示的結構更佳。該高分子化合物亦可自燐光錯合物化合物中去除1個或2個氫原子後之基,與高分子化合物的主鏈或側鏈以直接或介由作為間隔的2價基結合。作為間隔的2價基,可列舉例如:可經取代的伸烷基、可經取代的伸芳基及可經取代的2價之雜環基,並以可經取代的伸烷基及可經取代的伸芳基為佳。伸烷基、伸芳基及2價的雜環基可具有的取代基,可列舉例如:烷基、烷氧基、芳基、芳基氧基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烯基、芳基炔基、芳基胺基及1價的雜環基,並以烷基、烷氧基、芳基及芳基氧基為佳。
本發明的液狀組成物中含有的燐光發光材 料之濃度,對液狀組成物的重量,通常是0.01至5重量%,以0.05至3重量%為佳,而以0.1至2重量%更佳。
<第二發光層用材料>
本發明的液狀組成物,可進一步含有25℃及1氣壓下為固體的有機化合物(以下,亦稱為「第二發光層用材料」)。第二發光層用材料係以主體材料為佳。主體材料係指可藉由自激發態的能量轉移而使燐光發光材料發光的材料,可為低分子化合物,亦可為高分子化合物,同時也可為此等化合物之混合物。主體材料係以電荷輸送性高分子化合物為佳。
作為主體材料的低分子化合物之具體例,可列舉例如:咔唑衍生物、三唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查爾酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、二苯乙烯衍生物、矽氮烷衍生物、芳香族三級胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二亞甲基化合物、卟啉化合物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、二苯醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳二亞胺衍生物、亞茀基甲烷衍生物、二苯乙烯基吡嗪衍生物、萘、苝等雜環四羧酸酐、酞青衍生物、8-羥基喹啉衍生物之金屬錯合物、金屬酞青、苯并噁唑或苯并噻唑等作為配位基的金屬錯合物等。其中,以咔唑衍生物、咪唑衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物及芳香族三級胺化合物為佳。
作為主體材料的電荷輸送性高分子化合物,就電荷注入性及電荷輸送性而言,係以含有式(8)表示的構成單元之高分子化合物為佳。含有式(8)表示的構成單元之高分子化合物,可進一步含有式(9)表示的構成單元。
式中,Ar1表示可經取代的伸芳基、可經取代的2價之芳香族雜環基,或,選自該伸芳基及該2價之芳香族雜環基所成群組中的2個以上相同或不同的基直接鍵結而成之2價基。
式(8)中的伸芳基,可列舉例如:伸苯基(式Ar1至Ar3)、萘二基(式Ar4至Ar13)、蒽二基(式Ar14至Ar19)、聯苯二基(式Ar20至Ar25)、聯三苯二基(式Ar26至Ar28)、縮合環化合物基(式Ar29至Ar35)、茀二基(式Ar36至Ar68)及苯并茀二基(式Ar69至Ar88)。就使用本發明的液狀組成物製造的有機EL元件之發光特性而言,係以伸芳基、伸苯基、聯苯二基、聯三苯二基及茀二基為佳,並以伸苯基及茀二基更佳,而以茀二基尤佳。Ar1至Ar88表示的基可具有取代基。
式(8)中的2價之雜環基係指自無取代的雜環式化合物去除2個氫原子之後所殘留的原子團。2價的雜環基,係以2價的芳香族雜環基為佳。2價的芳香族雜環基係指自無取代的芳香族雜環式化合物去除2個氫原子之後所殘留的原子團。芳香族雜環式化合物係指噁二唑、噻二唑、噻唑、噁唑、噻吩、吡咯、磷呃(phosphole)、呋喃、吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、嗒嗪、喹啉、異喹啉、咔唑、二苯并磷呃(dibenzophosphole)等含有雜原子之雜環式化合物,該雜環本身顯示芳香族性的化合物,以及啡噁嗪、啡噻嗪、二苯并硼呃(dibenzoborole)、二苯并矽呃(dibenzosilole)、苯并吡喃等含有雜原子的雜環本身即便不顯示芳香族性,在該雜環內也有芳香環縮環的化合物。2價的雜環可具有取代基,該取代基可列舉例如:烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、芳基氧基、鹵素原子及氰基。
2價的芳香族雜環基,可列舉例如:吡啶二基(式B1至B3);二氮雜環己烷二基(式B4至B8);三嗪二基(式B9);喹啉二基(式B10至B12);喹喔啉二基(式B13至B15);吖啶二基(式B16、B17);啡啉二基(式B18、B19); 含有雜原子的環結構中具有苯并縮環的結構之基(式B20至B26);啡噁嗪二基(式B27、B28);啡噻嗪二基(式B29、B30);含氮結合多環系二基(式B31至B35);含有氧原子、硫原子、氮原子及矽原子等之雜原子的5員環基(式B36至B39);含有氧原子、硫原子、氮原子及矽原子等之雜原子的5員環縮合基(式B40至B47)。B1至B47表示的2價芳香族雜環基中的氫原子,也可用烷基、芳基、1價的芳香族雜環基、烷氧基、芳基氧基、芳烷基、芳基烷氧基、取代胺基、取代羰基、取代羧基、氟原子或氰基取代。
式中,Ra表示與前述者同義。
式中,Ar2、Ar3、Ar4及Ar5分別獨立地表示可經取代的伸芳基、可經取代的2價之芳香族雜環基,或選自該伸芳基及該2價的芳香族雜環基所成群組中的2個以上相同或不同的基直接鍵結而成之2價基。Ar6、Ar7及Ar8分別獨立地表示可經取代的芳基或可經取代的1價之芳香族雜環基。p及q分別獨立地表示0或1。Ar5、Ar6、Ar7及Ar8表示的基中含有之碳原子,可分別與該基結合的氮原子結合之Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7及Ar8表示的基中含有之碳原子直接鍵結,或介由-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-N(RA)-、-C(=O)-N(RA)-或-C(RA)2-結合而形成5至7員環。RA表示可經取代的烷基、可經取代的芳基、可經取代的1價之芳香族雜環基或可經取代的芳烷基。
作為主體材料的電荷輸送性高分子化合物,係以含有式(8)表示的構成單元與式(9)表示的構成單元,式(8)表示的構成單元之莫耳比率為80%以上,且前述式(9)表示的構成單元之莫耳比率不到20%的高分子化合物為佳,並以式(8)表示的構成單元之莫耳比率為90%以上,且式(9)表示的構成單元之莫耳比率不到10%的高分子化合物尤佳。
式(8)表示的構成單元,就電荷注入性及電荷輸送性而言,係以式(10)表示的構成單元及式(11)表示的構成單元為佳。
式中,R50及R51分別獨立地表示可經取代的烷基、可經取代的芳基、可經取代的1價之芳香族雜環基或可經取代的芳烷基,或R50與R51結合而形成環狀結構。R52及R53分別獨立地表示可經取代的烷基、可經取代的芳基、可經取代的1價之芳香族雜環基、可經取代的烷氧基、可經取代的芳基氧基、可經取代的芳烷基、可經取代的芳基烷氧基、取代胺基、取代羰基、取代羧基、氟原子或氰基。r1及r2分別獨立地表示0至3的整數。R52為數個時,此等R52可為相同也可不同。R53為數個時,此等R53可為相同也可不同。
式中,R54及R57分別獨立地表示可經取代的烷基、可經取代的芳基、可經取代的1價之芳香族雜環基、可經取代的烷氧基、可經取代的芳基氧基、可經取代的芳烷基、可經取代的芳基烷氧基、取代胺基、取代羰基、取代羧基或氰基。R55及R56分別獨立地表示氫原子、可經取 代的烷基、可經取代的芳基、可經取代的1價之芳香族雜環基、可經取代的烷氧基、可經取代的芳基氧基、可經取代的芳烷基、可經取代的芳基烷氧基、取代胺基、取代羰基、取代羧基、氟原子或氰基。
就使用本發明的液狀組成物製造的有機EL元件之驅動電壓下降而言,作為主體材料的電荷輸送性高分子化合物,式(8)表示的構成單元,係以含有式(10)表示的構成單元及/或式(11)表示的構成單元為佳。
式(8)表示的構成單元,可舉出以下之式Ka-1至Ka-52表示的構成單元。
式(9)中,Ar6、Ar7及Ar8表示的芳基,係以碳原子數6至48為佳,並以6至20更佳。該碳原子數中不包含取代基的原子數。Ar6、Ar7及Ar8表示的芳基,可例示如苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、2-茀、3-茀基、9-茀基、2-苝基、3-苝基及4-聯苯基。前述芳基可具有取代基。
Ar6、Ar7及Ar8表示的可取代之芳基,係以取代或不取代的苯基及取代或不取代的4-聯苯基為佳。此等的苯基及4-聯苯基所具有之取代基,係以烷基、1價的芳香族雜環基、烷氧基及芳基氧基為佳,並以烷基更佳。
式(9)中,Ar6、Ar7及Ar8表示的1價之芳香族雜環基,其碳原子數通常是3至60,並以3至20為佳。該碳原子數中不包含取代基的碳數。Ar6、Ar7及Ar8表示的 1價之芳香族雜環基,係以2-噁二唑基、2-噻二唑基、2-噻唑基、2-噁唑基、2-噻吩基、2-吡咯基、2-呋喃基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-吡嗪基、2-嘧啶基、2-三嗪基、3-嗒嗪基、3-咔唑基、2-啡噁嗪基、3-啡噁嗪基、2-基及3-啡噻嗪二基,並以2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-吡嗪基、2-嘧啶基、2-三嗪基及3-嗒嗪基為佳。Ar6、Ar7及Ar8表示的1價之芳香族雜環基可具有取代基。該取代基係以烷基、芳基及1價的芳香族雜環基為佳。
式(9)中,p及q分別獨立地表示0或1。p及q的至少一方宜為1。
式(9)表示的構成單元,可列舉例如:以下式Am1至Am6及Kb-1至Kb-7表示的構成單元。就使用本發明的液狀組成物製造的有機EL元件之電洞輸送性及發光特性而言,係以式Am2至Am5表示的構成單元為佳。又,此等構成單元可具有取代基。
前述電荷輸送性高分子化合物可在有機EL元件中交聯而使用。
前述電荷輸送性高分子化合物換算成聚苯乙烯的重量平均分子量,通常是1×103至1×108,並以5×104至5×106為佳。前述電荷輸送性高分子化合物換算成聚苯乙烯的數量平均分子量,通常是1×103至1×108,並以1×104至1×105為佳。
前述電荷輸送性高分子化合物,可舉出以 下的化合物EP-1至EP-4。
表1中,v、w、x、y及z是表示莫耳比率之數值。此等數值之中,前述式(8)表示的構成單元之莫耳比率為v、w及x之合計值,前述式(9)表示的構成單元之莫耳比率為y,其他的構成單元之莫耳比率為z。同時,v、w、x、y及z是v+w+x+y+z=1,且可滿足1≧v+w+x+y≧0.7。
此時,前述式Ar1至Ar35、式Ar36至Ar88、式B1至B47及式Am1至Am6與前述式的意義相同。同時,「其他」,係表示前述式Ar1至Ar35、式Ar36至Ar88、式B1至B47及式Am1至Am6表示的構成單元以外之構成單 元(以下,亦稱其他的構成單元)。
本發明的液狀組成物中含有的電荷輸送性高分子化合物,可以是單獨一種,也可以是二種以上。如含有二種以上的電荷輸送性高分子化合物時,在表1中,該二種以上的電荷輸送性高分子化合物具有之式Ar1至Ar35表示的構成單元之莫耳比率的相加平均值,即,將各別的電荷輸送性高分子化合物之莫耳比率乘以各別的電荷輸送性高分子化合物之重量組成比者合計的值設為v,該二種以上的電荷輸送性高分子化合物具有之式Ar36至Ar67表示的構成單元之莫耳比率的相加平均值設為w,該二種以上的電荷輸送性高分子化合物具有之式B1至B42表示的構成單元之莫耳比率的相加平均值設為x,該二種以上的電荷輸送性高分子化合物具有之式Am1至Am6表示的構成單元之莫耳比率的相加平均值設為y,該二種以上的電荷輸送性高分子化合物具有的其他構成單元之莫耳比率的相加平均值設為z,則v、w、x、y及z係以成為化合物EP-1至EP-4具有的v、w、x、y及z之範圍為佳。
使用本發明的液狀組成物製造的有機EL元件中,發光層除了燐光發光材料及第二發光層用材料,也可含有此等以外的其他成分。
<溶劑>
本發明的液狀組成物中含有25℃及1氣壓下為液體的溶劑,只要溶解前述燐光發光材料、不與燐光發光材料等反應者,即無特別的限制,惟可舉出芳香族烴、芳香族醚、 脂肪族烴、脂肪族醚、醇、酮、醯胺、酯、碳酸酯等。
芳香族烴,其1分子中的碳數為8至20,並以8至14之範圍為佳,以具有1至3個取代基的苯為理想。取代基係以碳數1至14的烷基、可用甲基取代的環戊基、可用甲基取代的環己基、可用甲基取代的環庚基為佳。烷基之間也可結合而形成環。此種化合物有較佳範圍的沸點,燐光發光材料之溶解性較佳,在25℃及1氣壓下為固體的有機化合物相對於至少含有1個式(8)表示的結構為構成單元之高分子化合物的溶解性良好。
較佳的芳香族烴之具體例,可列舉例如:甲苯、鄰-二甲苯、間-二甲苯、對-二甲苯、乙基苯、1,2,3-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、1,3,5-三甲基苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,2,3,5-四甲基苯、1,2,4,5-四甲基苯、正丙基苯、異丙苯、正丁基苯、第三丁基苯、正戊基苯、環戊基苯、2-甲基環戊基苯、3-甲基環戊基苯、正己基苯、環己基苯、2-甲基環己基苯、3-甲基環己基苯、4-甲基環己基苯、正庚基苯、環庚基苯、2-甲基環庚基苯、3-甲基環庚基苯、4-甲基環庚基苯、正辛基苯、壬基苯、癸基苯、十一烷基苯、十二烷基苯、十三烷基苯、十四烷基苯、四氫萘等,在芳香族烴之中,以甲苯、鄰-二甲苯、間-二甲苯、對-二甲苯、乙基苯、1,2,4-三甲基苯、1,3,5-三甲基苯、四甲基苯、正丙基苯、異丙苯、正丁基苯、正戊基苯、環戊基苯、正己基苯、環己基苯、正庚基苯、正辛基苯、壬基苯、癸基苯、十一烷基苯、十二烷基苯、四氫萘等芳香族碳環,及含有 直接鍵結在芳香族碳環上的碳原子,使氫原子結合在該碳原子上的化合物為佳。
芳香族醚係以1分子中的碳數為7至18,並以7至12的範圍為佳,以可用碳數4以下的烷基取代的苯基與碳數4以下的烷基介由醚鍵而結合的醚、1分子中的碳數為11至18的範圍,可用碳數4以下的烷基取代的萘基與碳數4以下的烷基介由醚鍵而結合的醚、1分子中的碳數為11至18的範圍,可用碳數4以下的烷基取代的苯基之間介由醚鍵而結合的醚(此處,以醚鍵結合的2個苯基可為相同的苯基,也可為不同的苯基)為佳。此種化合物有較佳範圍的沸點,燐光發光材料之溶解性優異。較佳的芳香族醚之具體例,可列舉例如:苯甲醚、乙氧苯、1-丙氧苯、2-丙氧苯、1-丁氧苯、2-丁氧苯、(2-甲基)丙氧苯、第三丁氧苯、2-甲氧甲苯、3-甲氧甲苯、4-甲氧甲苯、2-乙氧甲苯、3-乙氧甲苯、4-乙氧甲苯、1-甲氧萘、1-乙氧萘、3-苯氧甲苯、4-苯氧甲苯,尤佳的芳香族醚之具體例,可列舉例如:苯甲醚、乙氧苯、2-丙氧苯、第三丁氧苯、2-甲氧甲苯、3-甲氧甲苯、4-甲氧甲苯、1-甲氧萘、1-乙氧萘、3-苯氧甲苯、4-苯氧甲苯。
脂肪族烴基,係以1分子中的碳數為5至20的範圍為佳。其中並以直鏈、分枝、環狀飽和烴尤佳,可舉出己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、環戊烷、甲基環戊烷、環己烷、甲基環己烷、聯環己基。
脂肪族醚係以1分子中的碳數為5至12、 氧數為1至4的範圍之醚為佳,並以直鏈、分枝、環狀飽和脂肪族醚尤佳,可列舉例如:二異丙醚、甲基-第三丁醚、二-正丁醚、四氫呋喃、二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚。
醇係以1分子中的碳數為2至15的範圍者為佳。可列舉例如:乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、環戊醇、己醇、環己醇、庚醇、辛醇、苯甲醇、苯基乙醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇單甲醚、丙二醇、丙三醇等。
酮係以1分子中的碳數為3至12的範圍之酮為佳,並以不具烯或炔部位的酮尤佳,可列舉例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、環己酮、甲基環己酮、1-己酮、2-己酮、1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、苯基丙酮、乙醯丙酮、乙腈丙酮、苯乙酮、甲基萘基酮、異佛酮。
醯胺之較佳者可列舉例如:1-甲基-2-吡咯啶酮、1-乙基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、1,3-二甲基-2-咪唑二酮。
酯係以1分子中的碳數為4至12的酯為佳,可列舉例如:乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸戊酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、乙基-3-乙氧丙酸酯、3-甲氧乙酸丁酯、3-甲基-3-甲氧乙酸丁酯、甲酸丙酯、乳酸丙酯、苯基乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、β-丙內酯、γ- 丁內酯、δ-戊內酯。
碳酸酯係以碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯為佳。
溶劑係可單獨使用上述的溶劑,也可將2種以上的溶劑混合後使用。單獨溶劑係1氣壓中的沸點為60至300℃者,宜使用80至280℃者。如溶劑的1氣壓中的沸點不到60℃時,在保存中容易乾燥,如超過300℃時,則容易殘留在發光層中。溶劑係以芳香族烴、芳香族醚、及芳香族烴與芳香族醚的混合溶劑為佳。
並且,因將上述溶劑以至少10重量%以上的比率之混合溶劑使用作為第1溶劑,混合溶劑只要在25℃、1氣壓下為液體時,在25℃、1氣壓為固體者也可以混合溶劑的形態使用。
以較佳的具體例而列舉的上述芳香族烴、芳香族醚、脂肪族烴、脂肪族醚,容易因自由基鏈反應與氧反應而生成過氧化物或氧化生成物。因此,添加添加劑(A)以防止自由基鏈,或防止過氧化物的分解而生成或蓄積的過氧化物或氧化生成物者,係指液狀組成物含有此等芳香族烴、芳香族醚、脂肪族烴、脂肪族醚時,對於改善保存安定性尤其有效。
上述溶劑,宜在製造液狀組成物之前施予精製處理。藉由精製處理,可去除溶劑中含有的氧化物,或去除溶劑的製造步驟中添加的或未預期而混入的對於有機EL元件不良的抗氧化劑、光安定劑及其他的添加劑。 精製方法係以藉由蒸餾的精製、使用矽膠、氧化鋁、離子交換樹脂、活性炭等的分離柱之精製或吸附處理為佳。精製溶劑宜保存在不含添加劑的樹脂容器、氟系樹脂容器、玻璃容器或金屬容器等中。為防止精製溶劑在保存時的氧化劣化,可將溶劑保存容器的氣相部分取代成惰性氣體,也可保持在20℃以下的温度中保存。同時,也可在精製處理完畢後立刻添加添加劑(A),此時添加劑(A)的添加量,係以相對於溶劑的重量為0.1至10,000ppm者為佳。溶劑的保存中,可分別單獨進行氮氣取代、低溫保存及添加劑(A)的添加,也可組合進行。
<液狀組成物的製造方法>
本發明的液狀組成物,係使燐光發光材料、添加劑(A)與視需要的第二發光層用材料溶解在溶劑中而製造液狀組成物。溶解步驟中之溶劑、燐光發光材料、添加劑(A)、第二發光層用材料的裝入順序並無特別的限定。添加劑(A),只要液狀組成物充填至保存容器時於液狀組成物中存在即可,可在製造本發明的液狀組成物中使用的溶劑中添加添加劑(A),也可在燐光發光材料中添加添加劑(A),也可在第二發光層用材料中添加添加劑(A),也可在使燐光發光材料或第二發光層用材料溶解在溶劑中時添加添加劑(A)。並且,也可在溶解於溶劑中的溶液之後添加添加劑(A)。不論是何種添加劑(A)的添加方法,本發明的液狀組成物中的添加劑(A)之濃度,通常對液狀組成物的重量為0.1至10,000ppm,並以1ppm至1,000ppm為佳。添加劑(A)可單 獨使用1種,也可將2種以上組合使用。就保存安定性而言,添加劑(A)的含有量宜為0.1ppm以上,就發光元件的發光壽命而言,其宜為10,000ppm以下。
燐光發光材料等對溶劑之溶解可在大氣下實施,惟以體積分率的氧濃度為5%以下之惰性氣體環境下使其溶解為佳,並以在氧濃度為0.5%以下的惰性氣體環境下使其溶解更佳。也可使用攪拌翼、攪拌子、振動機、均質器、超音波產生器等促進燐光發光材料等對溶劑之溶解,並以一邊以攪拌翼攪拌一邊使燐光發光材料等溶解於溶劑之中為佳。溶解溫度一般為-20℃至溶劑的沸點,惟以0℃至80℃為佳,並以20℃至60℃更佳。溶解時間一般為5分鐘至1星期,並以30分鐘至3天為佳。
確認燐光發光材料等對溶劑的溶解之後,為了去除可能是造成使用本發明的液狀組成物製作的有機EL元件之特性的不良原因之微粒子,視需要而進行過濾,並充填在液狀組成物保存容器中。過濾可舉出自然過濾、減壓過濾及加壓過濾,並以加壓過濾為佳。濾材可舉出濾紙、濾布、燒結金屬濾器及薄膜過濾器,並以薄膜過濾器為佳,而以PTFE(聚四氟乙烯)製的薄膜過濾器更佳。使用薄膜過濾器時的過濾機,可使用平膜過濾機、膠囊過濾機、過濾筒的任何一種。濾材的網孔,通常是使用孔徑2μm以下的濾材,並以使用孔徑0.5μm以下的濾材為佳,而以使用孔徑0.2μm以下的濾材更佳。
<液狀組成物的保存方法>
本發明的液狀組成物之保存容器,最好是對於本發明的液狀組成物為安定、且不使用添加劑(A)以外的添加劑之保存容器。保存容器可列舉例如:褐色玻璃瓶、塗布氟樹脂之瓶、具有氟樹脂內袋的容器及不鏽鋼容器。保存容器係以不使400nm以下波長之光穿透的容器為佳。
在將本發明的液狀組成物充填至保存容器中時,也可將保存容器中的空氣取代成氮或氬等惰性氣體後保存。保存温度通常是-10℃至50℃,並以-10℃至30℃為佳。
並且,本發明的液狀組成物也可含有調節黏度用的高分子量之化合物。高分子量的化合物,只要是不阻礙發光或電荷輸送的化合物即可,通常是可溶於本發明的液狀組成物之構成要素之一的溶劑之化合物。高分子量的化合物,可列舉例如:高分子量的聚苯乙烯、高分子量的聚甲基丙烯酸甲酯。前述高分子量的化合物換算成聚苯乙烯的重量平均分子量,係以50萬以上為佳,並以100萬以上更佳。
<有機電場發光元件>
接著,說明本發明的有機電場發光元件。第1圖係模式表示本發明的有機電場發光元件的結構之一形態的剖面圖。此有機電場發光元件1,係在基板2上具有第1電極3、第2電極7及設在該第1電極與該第2電極之間的發光層6。以下,以第1圖中表示的有機電場發光元件1為例,說明發光層6的形成步驟,關於有機電場發光元件1的其他 構成要件的詳情將於後述。
<發光層6的形成步驟>
發光層6的形成步驟,通常具有在第1電極3上塗布本發明的液狀組成物之塗布步驟,及將液狀組成物塗布在第1電極3上而形成的有機膜加熱之加熱步驟。
<形成發光層6用的塗布步驟>
將本發明的液狀組成物塗布在第1電極3上的塗布法,可列舉例如:旋轉塗布法、澆鑄法、微凹板塗布法、凹板塗布法、棒塗布法、輥塗法、線棒塗布法、浸塗法、噴塗法、網版印刷法、柔版印刷法、平版印刷法、凹板印刷法及噴墨印刷法。
將本發明的液狀組成物塗布在第1電極3上,通常是在大氣壓下進行。
將本發明的液狀組成物塗布在第1電極3上,係以環境中的惰性氣體濃度為大氣環境中含有的惰性氣體之濃度以上之環境下進行者為佳。惰性氣體可列舉例如:氦氣、氬氣、氮氣、及此等氣體之混合氣體,就製作有機電場發光元件的容易度而言,係以氮氣為佳。
本發明的液狀組成物在第1電極3上之塗布,就有機電場發光元件的壽命特性而言,係以在氧濃度之體積比為1,000ppm以下及/或水分濃度之體積比為1,000ppm以下的環境下進行為佳,並以在氧濃度之體積比為10ppm以下及/或水分濃度之體積比為10ppm以下的環境下進行更佳。同時,以氧分壓為100Pa以下及/或水分 分壓為100Pa以下的環境下進行為佳,並以在氧分壓為1Pa以下及/或水分分壓為1Pa以下的環境下進行更佳。
<形成發光層6用的加熱步驟>
形成發光層6用的加熱步驟,係以環境中的氧濃度及水分濃度分別以體積比保持在1,000ppm以下的狀態下,將有機膜加熱者為佳。同時,以環境中的氧分壓及水分分壓分別保持在100Pa以下的狀態下,將有機膜加熱者為佳。前述有機膜的加熱,通常是繼塗布步驟後進行。藉由該加熱可使有機膜中含有的溶劑去除,而形成發光層6。就有機電場發光元件之發光特性及壽命而言,加熱通常是在30℃至250℃範圍內的溫度中進行,並以80℃至200℃為佳,而以100℃至180℃更佳。加熱時間係依發光層6中含有的有機化合物之成分而適宜選擇,例如,通常是5分鐘至2小時左右。
就有機電場發光元件之長效(long life)而言,形成發光層6用的加熱步驟,係以在含有惰性氣體的環境下進行為佳。惰性氣體可列舉例如:氦氣、氬氣、氮氣、及此等氣體之混合氣體,就製作有機電場發光元件的容易度而言,係以氮氣為佳。惰性氣體係導入收納有機電場發光元件前驅物的收納裝置內。環境中的惰性氣體之濃度,以體積比通常是99%以上,並以99.5%以上為佳。
同時,就有機電場發光元件的發光特性及壽命特性而言,形成發光層6用的加熱步驟,係以環境中的氧濃度及水分濃度的體積比分別保持在600ppm以下的 狀態下進行為佳,並以氧濃度及水分濃度的體積比分別在300ppm以下更佳,而以氧濃度及水分濃度的體積比分別在100ppm以下又更佳,而以氧濃度及水分濃度的體積比分別在10ppm以下尤佳。同時,係以環境中的氧分壓及水分分壓分別保持在60Pa以下的狀態下進行為佳,並以氧分壓及水分分壓分別為30Pa以下更佳,而以氧分壓及水分分壓分別為10Pa以下又更佳,而以氧分壓及水分分壓分別為1Pa以下尤佳。
同時,就有機電場發光元件之長效而言,形成發光層6用的加熱步驟,係以在100Pa以下的環境下進行為佳,並以在10Pa以下的環境下進行更佳。形成發光層6用的加熱步驟,除了使惰性氣體導入之外,也宜在減壓的收納裝置內進行。在減壓的環境下進行加熱時,相較於大氣壓下的加熱,更可去除發光層6中含有的溶劑。
形成發光層6用的加熱步驟,也可使用不同的加熱條件,經過二階段以上而進行。
形成發光層6之後,經由在發光層6上形成第2電極7,即可製造有機電場發光元件1。
本發明之一較佳實施形態中,有機電場發光元件1中的第1電極3是陽極,第2電極7是陰極。
第2圖係模式表示本發明的有機電場發光元件之結構的其他形態的剖面圖。此有機電場發光元件1’係在基板2之上具有第1電極3、第2電極7、設在該第1電極3及該第2電極7之間的第1有機層4、第2有機層5 及第3有機層6’。
本發明之一較佳實施形態中,有機電場發光元件1’中的第1電極3是陽極,第2電極7是陰極。此時,有機層的構成係與陰極相鄰的第3有機層6’為發光層。而且,位於第3有機層與第1電極之間的第1有機層4是電洞注入層,第2有機層5是電洞輸送層。
以下,以第2圖中表示的有機發光元件為例,說明前述第1至第3之有機層的形成步驟,關於有機電場發光元件的其他構成要件的詳情將於後述。
第1有機層係在第1電極的表面上塗布形成第1有機層用之液狀組成物而形成。第2有機層係在第1有機層的表面上塗布形成第2有機層用之液狀組成物而形成。第3有機層係在第2有機層的表面上塗布形成第3有機層用之液狀組成物而形成。
第3有機層6’為發光層時,第3有機層6’的形成步驟係與前述有機電場發光元件1中之發光層6的形成步驟相同。
第3有機層6’為發光層時,第2有機層5是與發光層相鄰,作為輸送電荷之層(電荷輸送層)的功能。
以下,係以第2有機層5作為電洞輸送層的功能時為例,說明第2有機層的形成方法。此時,第1有機層4是作為電洞注入層的功能。
首先,在基板2上形成第1電極3及第1有機層4。然後,在第1有機層4上塗布形成第2有機層 用的液狀組成物形成有機膜(以下,稱為電洞輸送層5用有機膜),必要時將該有機膜加熱而形成第2有機層(電洞輸送層)5。
就容易製造有機電場發光元件而言,電洞輸送層5用有機膜之形成,係以在大氣壓下、含有惰性氣體的環境下形成者為佳。惰性氣體可列舉例如:氦氣、氬氣、氮氣、及此等氣體之混合氣體,就製作有機電場發光元件的容易度而言,係以氮氣為佳。
電洞輸送層5用有機膜,可在大氣環境下形成,通常也可在環境中的惰性氣體之濃度的體積比為99%以上的環境下形成。就元件壽命的長效而言,係以在惰性氣體之濃度為99.5%以上的環境下形成者為佳。
就有機電場發光元件的發光特性及壽命特性而言,電洞輸送層5用有機膜是以氧濃度的體積比為1,000ppm以下及/或水分濃度的體積比為1,000ppm以下的環境下形成為佳,並以氧濃度的體積比為10ppm以下及/或水分濃度的體積比為10ppm以下的環境下形成更佳。同時,以氧分壓為100Pa以下及/或水分分壓為100Pa以下的環境下進行為佳,並以氧分壓為1Pa以下及/或水分分壓為1Pa以下的環境下進行更佳。
形成電洞輸送層5用有機膜之後,係以環境中的氧濃度及水份濃度之體積比分別保持在1,000ppm以下的狀態下將電洞輸送層5用有機膜加熱為佳。同時,係以環境中的氧分壓及水分分壓分別保持在100Pa以下的狀 態下將電洞輸送層5用有機膜加熱為佳。
藉此加熱,可去除電洞輸送層5用有機膜中含有的溶劑。
就有機電場發光元件的發光特性及壽命特性而言,加熱宜在30℃至250℃的範圍內之溫度中進行。加熱時間,係依電洞輸送層5中含有的有機化合物之成分而適宜選擇,通常是5分鐘至2小時左右。
就有機電場發光元件之長效而言,形成電洞輸送層5用有機膜的加熱,係以在含有惰性氣體的環境下進行為佳。惰性氣體可列舉例如:氦氣、氬氣、氮氣、及此等氣體之混合氣體,就製作有機電場發光元件的容易度而言,係以氮氣為佳。惰性氣體係導入收納元件前驅體的收納裝置內。環境中的惰性氣體之濃度,以體積比通常是99%以上,並以99.5%以上為佳。
同時,就有機電場發光元件之長效而言,電洞輸送層5用有機膜的加熱,係以在100Pa以下的環境下進行為佳,並以在10Pa以下的環境下進行更佳。電洞輸送層5的加熱,除了導入惰性氣體之外,並宜在減壓的收納裝置內進行。
同時,就有機電場發光元件的發光特性及壽命特性而言,電洞輸送層5用有機膜的形成及該電洞輸送層的加熱,係以環境中的氧濃度及水分濃度之體積比分別保持在600ppm以下的狀態下進行為佳,以氧濃度及水分濃度的體積比分別為300ppm以下更佳,以氧濃度及水 分濃度的體積比分別為100ppm以下又更佳,以氧濃度及水分濃度的體積比分別為10ppm以下尤佳。同時,係以環境中的氧分壓及水分分壓分別在60Pa以下為佳,並以氧分壓及水分分壓分別為30Pa以下更佳,而以氧分壓及水分分壓分別為10Pa以下又更佳,而以氧分壓及水分分壓分別為1Pa以下尤佳。
形成電洞輸送層5之後,依前述的方法在電洞輸送層5上形成作為發光層的第3有機層6’,並在其上形成第2陰極7而製造有機電場發光元件1’。
以下,更詳細說明有機電場發光元件的元件構成及各構成要件。本發明的有機電場發光元件,係具有第1電極、第2電極、與配置在第1電極及第2電極之間的發光層6作為必要的構成要件。又,在第1電極(例如陽極)與第2電極(例如陰極)之間,例如亦有加入前述的發光層6以提高元件特性而進一步設置功能層。
設置在陰極與發光層之間的功能層,可列舉例如:電子注入層、電子輸送層、電洞阻隔層(Hole Blocking Layer)等。在陰極與發光層之間設置數個具有電子注入與電子輸送的兩者功能之層時,有時會將連接在陰極上的層稱為電子注入層,而電子注入層之外的層稱為電子輸送層。
電子注入層係具有改善自陰極注入電子的效率之功能的層。電子輸送層係具有改善自陰極、電子注入層或較陰極近的電子輸送層注入電子之功能的層。電洞 阻隔層係具有攔阻電洞的輸送之功能的層。又,電子注入層及/或電子輸送層具有攔阻電洞輸送之功能時,此等層可兼為電洞阻隔層。
電洞阻隔層具有攔阻電洞輸送的功能者,例如藉由製作僅流通電洞電流的元件而可確認。例如製作不具備電洞阻隔層而僅流通電洞電流的元件,與在該元件上插入電洞阻隔層的構成之元件,因具備電洞阻隔層的元件之電流值的減少,而可確認電洞阻隔層顯示攔阻電洞的輸送之功能。
設在陽極與發光層之間的層,可列舉例如:電洞注入層、電洞輸送層、電子阻隔層等。在陽極與發光層之間設置數個具有電洞注入與電洞輸送的兩者功能之層時,會有將連接在陽極上的層稱為電洞注入層,而電洞注入層之外的層稱為電洞輸送層。
電洞注入層係具有改善自陽極注入電洞的效率之功能的層。電洞輸送層係具有改善自陽極、電洞注入層或較陽極近的電洞輸送層注入電洞的功能之層。電子阻隔層係具有攔阻電子輸送的功能層。又,電洞注入層及/或電洞輸送層具有攔阻電子的輸送之功能時,此等層可兼為電子阻隔層。
電子阻隔層具有攔阻電子輸送的功能者,例如藉由製作僅流通電子電流的元件而可確認。例如製作不具備電子阻隔層而僅流通電子電流的元件,與在該元件上插入電子阻隔層的構成之元件,因具備電子阻隔層的元 件之電流值的減少,而可確認電子阻隔層顯示攔阻電子輸送之功能。
以下所示為本實施形態的有機電場發光元件可採取的元件構成之一例。
a)陽極/電洞注入層/發光層/陰極
b)陽極/電洞注入層/發光層/電子注入層/陰極
c)陽極/電洞注入層/發光層/電子輸送層/陰極
e)陽極/電洞注入層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
f)陽極/電洞輸送層/發光層/陰極
d)陽極/電洞輸送層/発光層/電子注入層/陰極
e)陽極/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/陰極
f)陽極/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
g)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/陰極
h)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子注入層/陰極
i)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/陰極
j)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
k)陽極/發光層/電子注入層/陰極
l)陽極/發光層/電子輸送層/陰極
m)陽極/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
n)陽極/發光層/陰極(此處,記號「/」,係表示以記號「/」挾著的各層相鄰而積層。以下亦同。)
有機電場發光元件可具有2層以上的發光層。a)至n)中表示的各構成中,可舉出將設在陽極與陰極之間的層分別作為「重複單元A」時,具有2層發光層的有機電場發光元件,可舉出以下的o)中表示的元件構成。
o)陽極/(重複單元A)/電荷產生層/(重複單元A)/陰極
同時將「(重複單元A)/電荷產生層」作為「重複單元B」時,具有3層以上的發光層之有機電場發光元件,具體上可舉出以下的p)表示的元件構成。
p)陽極/(重複單元B)x/(重複單元A)/陰極
此處,記號「x」是表示2以上的整數,「(重複單元B)x」,係表示將(重複單元B)以「x」段積層的構成。電荷產生層係指藉由外加電場而產生電洞與電子之層。電荷產生層可列舉例如:包含氧化釩、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide:簡稱ITO)、氧化鉬等所形成的薄膜。
有機電場發光元件可進一步使用密封用的密封膜或密封板等密封材質包覆。將有機電場發光元件設 在基板上時,通常係在基板側上配置陽極,但也可在基板側上配置陰極。
本實施形態的有機電場發光元件,通常係以發光層為基準而將配置在可取光之側上的所有層為透明層,俾便內部產生的光取出至外部。可取出光之側的有機電場發光元件的最表面與發光層之間的可見光透過率,係以40%以上為佳。如為求得紫外光區域或紅外光區域之發光的有機電場發光元件時,取出光之側的有機電場發光元件的最表面與發光層之間,係以顯示該紫外光或紅外光區域中40%以上的光透過率之層為佳。
本實施形態的有機電場發光元件,可鄰接電極而設置膜厚2nm以下的絶緣層,以提高與電極之密著性或改善來自電極的電荷注入性。同時也可在前述的各層間插入薄質的緩衝層,以提高與界面之密著性或防止混合。積層之層的順序、層數及各層的厚度,可在考量有機電場發光元件的發光效率或元件壽命後而適宜設定。其次,更具體的說明構成有機電場發光元件的各層之材料及形成方法。
<基板>
基板,可應用製造有機電場發光元件的步驟中無化學變化的材料,例如可使用玻璃、塑膠、高分子膜及矽基板,以及將此等材料積層者等。前述基板,可使用市售的基板,又可藉由已知的方法製造。
<陽極>
陽極,如通過陽極而自發光層取光的構成之有機電場發光元件時,可使用透明或半透明的電極。透明或半透明的電極,可使用導電度高的金屬氧化物、金屬硫化物及金屬等的薄膜,並以光透過率高者為適用。具體上,可使用包含氧化銦、氧化鋅、氧化錫、ITO、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide:簡稱IZO)、金、鉑、銀及銅等之薄膜,此等薄膜之中,係以包含ITO、IZO或氧化錫之薄膜為適用。
陽極的作製方法,可列舉例如:真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍膜法、鍍敷法等。同時,該陽極可使用聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等有機的透明導電膜。
在陽極上,也可使用反射光的材料,該材料係以功能係數3.0eV以上的金屬、金屬氧化物、金屬硫化物為佳。
陽極的膜厚,可考量光之透過性與導電度而適宜的選擇,例如係10nm至10μm,並以20nm至1μm為佳,而以50nm至500nm更佳。
<電洞注入層>
構成電洞注入層的電洞注入材料,可列舉例如:氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化釕及氧化鋁等氧化物,或苯基胺系化合物、星爆型胺系化合物、酞青系化合物、非晶碳、聚苯胺及聚噻吩衍生物等。
電洞注入層的成膜方法,可列舉例如:自含有電洞注入材料的溶液之成膜。可使用於自溶液成膜中 之溶劑,只要可使電洞注入材料溶解者即無特的限制,也可使用前述的有機溶劑等。
自溶液成膜的方法,可列舉例如:旋轉塗布法、澆鑄法、噴嘴塗布法、微凹板塗布法、凹板塗布法、棒狀塗布法、輥塗法、線棒塗布法、浸塗法、噴塗法、網版印刷法、柔版印刷法、平版印刷法及噴墨印刷法等塗布法。
電洞注入層的膜厚,因使用的材料而使最適值不同,以使驅動電壓與發光效率成為適度值之方式而適宜地設定,至少必須為不產生針孔的厚度,太厚時,將使元件的驅動電壓變高而不佳。所以,電洞注入層的膜厚,例如是1nm至1μm,並以2nm至500nm為佳,而以5nm至200nm更佳。
<電洞輸送層>
構成電洞輸送層的電洞輸送材料,可列舉例如:聚乙烯咔唑或其衍生物、聚矽烷或其衍生物、側鏈或主鏈上具有芳香族胺的聚矽氧烷衍生物、吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、二苯乙烯衍生物、三苯基二胺衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚芳基胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚(對-伸苯乙烯)或其衍生物、或聚(2,5-噻吩乙烯)或其衍生物、聚茀衍生物、具有芳香族胺殘基的高分子化合物等。
此等之中的電洞輸送材料,係以聚乙烯咔唑或其衍生物、聚矽烷或其衍生物、側鏈或主鏈上具有芳 香族胺的聚矽氧烷衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚芳基胺或其衍生物、聚(對-伸苯乙烯)或其衍生物、或聚(2,5-噻吩乙烯)或其衍生物、聚茀衍生物、具有芳香族胺殘基的高分子化合物為佳,並以聚乙烯咔唑或其衍生物、聚茀衍生物、具有芳香族胺殘基的高分子化合物更佳。如為低分子電洞輸送材料時,係以使其分散在高分子黏合劑中而使用者為佳。
電洞輸送層的成膜方法,並無特別的限制,在低分子的電洞輸送層中,可舉出自含有高分子黏合劑與電洞輸送材料的混合液之成膜,在高分子的電洞輸送層中,可舉出自含有電洞輸送材料的溶液之成膜。自溶液成膜中使用的溶劑,只要可使電洞輸送材料溶解者即無特的限制,也可使用前述的有機溶劑等。
自溶液成膜的方法,可舉出與前述的電洞注入層之成膜法相同的塗布法,就長效而言,係以在前述的有機層形成步驟相同的環境中成膜為佳。
混合的高分子黏合劑,以不極度阻礙電荷輸送者為佳,同時適用對可見光的吸收偏弱者,可列舉例如:聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚矽氧烷等。
電洞輸送層之的膜厚,因使用的材料而使最適值不同,以使驅動電壓與發光效率成為適度值之方式而適宜地設定,至少必須為不產生針孔的厚度,太厚時,將使元件的驅動電壓變高而不佳。所以,該電洞輸送層的 膜厚,例如是1nm至1μm,並以2nm至500nm為佳,而以5nm至200nm更佳。
<發光層>
含在發光層中的材料,可列舉例如:燐光發光材料及第二発光層用材料。
含有燐光發光材料的發光層之厚度,通常是2nm至200nm,並以50nm至150nm為佳。
<電子輸送層>
構成電子輸送層的電子輸送材料,可使用已知的材料,可列舉例如:噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷或其衍生物、苯醌或其衍生物、萘醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、四氰蒽醌二甲烷或其衍生物、茀酮衍生物、二苯基二氰基乙烯或其衍生物、聯苯醌衍生物、或8-羥基喹啉或其衍生物的金屬錯合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚茀或其衍生物等。
此等之中的電子輸送材料,係以噁二唑衍生物、苯醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、或8-羥基喹啉或其衍生物的金屬錯合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚茀或其衍生物為佳,並以2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、苯醌、蒽醌、參(8-羥基喹啉)鋁、聚喹啉更佳。
電子輸送層的成膜法並無特別的限制,但在低分子的電子輸送材料中,可舉出自粉末的真空蒸鍍法或自溶液或熔融狀態的成膜,在高分子的電子輸送材料 中,可舉出自溶液或熔融狀態的成膜。又自溶液或熔融狀態的成膜時,也可同時使用高分子黏合劑。自溶液成膜為電子輸送層的方法,可舉出與前述的自溶液成膜為電洞輸送層的方法相同的成膜法,並以在前述的相鄰層形成步驟相同的環境中成膜為佳。
電子輸送層之膜厚,因使用的材料而使最適值不同,以使驅動電壓與發光效率成為適度值之方式而適宜地設定,至少必須為不產生針孔的厚度,太厚時,將使元件的驅動電壓變高而不佳。所以,該電子輸送層的膜厚,例如是1nm至1μm,並以2nm至500nm為佳,而以5nm至200nm更佳。
<電子注入層>
構成電子注入層的材料,可配合發光層的種類而適宜選擇最適的材料,可列舉例如:鹼金屬、鹼土金屬、含有鹼金屬及鹼土金屬之中的1種以上之合金、鹼金屬或鹼土金屬的氧化物、鹵化物、碳酸化物或此等物質之混合物等。鹼金屬、鹼金屬的氧化物、鹵化物、碳酸化物之例,可列舉例如:鋰、鈉、鉀、銣、銫、氧化鋰、氟化鋰、氧化鈉、氟化鈉、氧化鉀、氟化鉀、氧化銣、氟化銣、氧化銫、氟化銫、碳酸鋰等。同時,鹼土金屬、鹼土金屬的氧化物、鹵化物、碳酸化物之例,可列舉例如:鎂、鈣、鋇、鍶、氧化鎂、氟化鎂、氧化鈣、氟化鈣、氧化鋇、氟化鋇、氧化鍶、氟化鍶、碳酸鎂等。電子注入層,也可用積層2層以上的積層體構成,可列舉例如:LiF/Ca等。電子注入 層,係可藉由蒸鍍法、濺鍍法、印刷法等形成。
電子注入層的膜厚,係以1nm至1μm左右為佳。
<陰極>
陰極的材料,係以功能係數小、電子容易注入發光層,且導電度高的材料為佳。在由陽極側取光的有機電場發光元件中,就使自發光層的光在陰極反射至陽極側而言,陰極的材料是以可見光反射率高的材料為佳。
陰極上係例如鹼金屬、鹼土金屬、過渡金屬及III-B族金屬。陰極的材料,可列舉例如:鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、鈧、釩、鋅、釔、銦、鈰、釤、銪、鋱、鐿等金屬、前述金屬之中的2種以上的金屬之合金、前述金屬之中的1種以上的金屬與金、銀、鉑、銅、錳、鈦、鈷、鎳、鎢、錫之中的1種以上的金屬之合金、石墨及石墨層間化合物。合金,可列舉例如:鎂-銀合金、鎂-銦合金、鎂-鋁合金、銦-銀合金、鋰-鋁合金、鋰-鎂合金、鋰-銦合金及鈣-鋁合金。同時,也可將包含導電性金屬氧化物或導電性有機物等的透明導電性電極使用於陰極上。
導電性金屬氧化物,可列舉例如:氧化銦、氧化鋅、氧化錫、ITO及IZO。導電性有機物,可列舉例如:聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩及聚噻吩衍生物。陰極可以是2層以上之層積層的積層體。又,電子注入層也可使用作為積層體的陰極之1層。
陰極的膜厚係考量導電度及耐久性而適宜 設定,例如10nm至10μm,並以20nm至1μm為佳,而以50nm至500nm又更佳。
陰極的製作方法,可列舉例如:真空蒸鍍法、濺鍍法及使金屬薄膜熱壓接的積層法。
[實施例]
以下,藉由實施例更具體的說明本發明,但本發明並非侷限於以下的實施例之發明。
合成例1
(高分子化合物1的合成)
在附有攪拌翼、擋板、冷卻管及溫度計的1L分離式燒瓶中,裝入15.24g的2,2’-[9,9-雙(3-己基苯基)-9H-茀-2,7-二基]-雙(4,4,5,5-四甲基-[1.3.2]-二氧雜硼雜環戊烷)、15.97g的2,7-雙[N-(4-溴苯基)-N-(4-甲基苯基)胺基]-9,9-二辛基茀、1.33g的2,7-二溴-9,9-雙(雙環[4,2,0]辛-1,3,5-三烯-3-基)茀及495g的甲苯,並以氮氣取代燒瓶內的空氣。將該燒瓶浸在油浴中,昇溫至內溫成為90℃,裝入0.005g的乙酸鈀、0.03g的三(鄰-甲氧基苯基)膦之後,以1小時滴入73g的20重量%之氫氧化四乙基銨水。將油浴的溫度設為100℃攪拌5小時之後,加入0.25g的苯基硼酸及0.015g的二氯雙-三苯基膦,並將油浴的溫度設為100℃並攪拌15小時。將反應液冷卻至室溫之後,以甲苯稀釋。然後,以15重量%的N,N-二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液清洗,接著以離子交換水清洗。藉由共沸脫水將溶液中的水去除之後,將析出的結晶過濾、去除。以10重量%鹽酸、3重量 %氨水及離子交換水清洗濾液之後,將濾液通過矽膠/氧化鋁混合分離柱(矽膠相對於氧化鋁的重量之重量比為1)。將通過分離柱的通液滴入甲醇中,將產生的聚合物過濾。以甲醇清洗所得的聚合物之後使其乾燥,獲得21g的高分子化合物1。以GPC分析高分子化合物1時,換算成聚苯乙烯的數量平均分子量為4.5×104,換算成聚苯乙烯的重量平均分子量為2.1×105
合成例2
(高分子化合物2的合成)
在附有攪拌翼、擋板、冷卻管及溫度計的1L分離式燒瓶中,裝入16.44g的2,2’-(2,5-二己基-1,4-伸苯基)-雙(4,4,5,5-四甲基-[1.3.2]-二氧雜硼雜環戊烷)、17.01g的9,9’-雙(4-己基苯基)-2,7-二溴-9H-茀、4.19g的2,4-雙(4-溴苯基)-6-(4-正-十二烷基苯基)-1,3,5-三嗪及446g的甲苯,並以氮氣取代燒瓶內的空氣。將該燒瓶浸在油浴中,昇溫至內溫成為90℃,裝入0.007g的乙酸鈀及0.05g的三(鄰-甲氧基苯基)膦之後,以1小時滴入117g的20重量%之氫氧化四乙基銨水。將油浴的溫度設為100℃攪拌5小時之後,加入0.40g的苯基硼酸及0.023g的二氯雙-三苯基膦及117g的20重量%之氫氧化四乙基銨水,並將油浴的溫度設為100℃攪拌15小時。將反應液冷卻至室溫之後,以甲苯稀釋。然後,以15重量%的N,N-二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液清洗,接著以離子交換水清洗。藉由共沸脫水將溶液中的水去除之後,將析出的結晶過濾、去除。以10重量 %鹽酸、3重量%氨水及離子交換水清洗濾液之後,將濾液通過矽膠/氧化鋁混合分離柱(矽膠相對於氧化鋁的重量之重量比為1)。將通過分離柱的通液滴入甲醇中,將產生的聚合物過濾。以甲醇清洗所得的聚合物之後使其乾燥,獲得20g的高分子化合物2。以GPC分析高分子化合物2時,換算成聚苯乙烯的數量平均分子量為9.7×104,換算成聚苯乙烯的重量平均分子量為2.3×105
合成例3
(燐光發光材料1的合成)
燐光發光材料1,係依照國際公開第2002/066552號中所述的合成法合成。
實施例1
(液狀組成物1的製造)
加入70重量份的高分子化合物2、30重量份的燐光發光材料1、1重量份的2,6-二-第三丁基-4-甲基酚及9899重量份的環己基苯,在大氣環境下,於室溫中使其溶解,獲 得液狀組成物1。
實施例2
(液狀組成物2的製造)
加入70重量份的高分子化合物2、30重量份的燐光發光材料1、0.1重量份的2,6-二-第三丁基-4-甲基酚及9899.9重量份的環己基苯,在大氣環境下,於室溫中使其溶解,獲得液狀組成物2。
比較例1
(液狀組成物3的製造)
加入70重量份的高分子化合物2、30重量份的燐光發光材料1及9900重量份的環己基苯,在大氣環境下,於室溫中使其溶解,獲得液狀組成物3。
實施例3
(使用液狀組成物1製作有機電場發光元件D1)
在附有由濺鍍法而得45nm厚度的ITO膜的玻璃基板上,使用使聚噻吩磺酸的乙二醇單丁醚與水混合成(水的體積):(聚噻吩磺酸的乙二醇單丁醚之體積)=3:2的混合溶液(SigmaAldrich公司,商品名:Plexcore OC 1200)藉由旋轉塗布法使成膜為65nm厚度的薄膜,在加熱板上以170℃加熱15分鐘後形成薄膜,獲得電洞注入層。在形成電洞注入層中,薄膜的成膜步驟及加熱步驟是在大氣環境下進行。
接著,使電洞輸送材料的高分子化合物1溶解在二甲苯中調製成二甲苯溶液。該二甲苯溶液的高分子化合物1之濃度為0.7重量%。藉由旋轉塗布法使該二甲苯溶液在電洞注入層上形成膜厚20nm的電洞輸送層用之薄膜,在使氧濃度及水分濃度以體積比分別控制在10ppm以下的氮氣環境下,經190℃加熱1小時後形成薄膜,獲得電洞輸送層。
接著,在製造後60℃的恒溫槽內,於大氣環境下,藉由旋轉塗布法將保存2星期的液狀組成物1塗布在電洞輸送層上。然後,以100Pa以下的減壓環境下乾燥,成膜為膜厚75nm的發光層用之薄膜。並且,在使氧濃度及水分濃度以體積比分別控制在10ppm以下的環境下,經150℃加熱10分鐘後形成薄膜,獲得發光層。在形成電洞輸送層及發光層中,薄膜的塗布步驟及加熱步驟中的壓力為大氣壓。
接著減壓至1.0×10-4Pa以下之後,蒸鍍5nm 厚度的氟化鈉,接著蒸鍍100nm厚度的鋁作為陰極。蒸鍍後,使用玻璃基板進行密封,製作成有機電場發光元件D1。
製作的有機電場發光元件D1,係綠色發光,最大電流效率是40cd/A。同時,以初期亮度24,000cd/m2定電流驅動時,使亮度成為初期亮度之60%的時間(T60)為51小時。
實施例4
(使用液狀組成物2製作有機電場發光元件D2)
除了使用液狀組成物2替代實施例3中的液狀組成物1以外,進行與實施例3相同的操作,製作成有機電場發光元件D2。
製作的有機電場發光元件D2,係綠色發光,最大電流效率是38cd/A。同時,以初期亮度24,000cd/m2定電流驅動時,使亮度成為初期亮度之60%的時間(T60)為46小時。
比較例2
(使用液狀組成物3製作有機電場發光元件CD1)
除了使用液狀組成物3替代實施例3中的液狀組成物1以外,進行與實施例3相同的操作,製作成有機電場發光元件CD1。
製作的有機電場發光元件CD1,係綠色發光,最大電流效率是41cd/A。同時,以初期亮度24,000cd/m2定電流驅動時,使亮度成為初期亮度之60%的時間(T60)為13小時。
合成例4
(高分子化合物3的合成)
惰性氣體環境下,將9,9-雙(3,5-二-正-己基苯基)-2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼雜環戊烷-2-基)-9H-茀(18.88g)、N,N’-雙(4-溴苯基)-N,N’-雙(2,6-二甲基-4-正-丁基苯基)-1,4-對苯二胺(9.227g)、9,9-二辛基-2,7-二溴茀(2.855g)、9,9-雙(苯并環丁烯-4-基)-2,7-二溴茀(1.650g)及甲苯(493g)混合,一邊加熱一邊攪拌。在反應液中,加入乙酸鈀(4.7mg)及參(2-甲氧基苯基)膦(29mg),加熱至100℃之後,滴入20重量%四乙基銨氫氧化物水溶液(73.6g),加熱11小時一邊使其迴流。
接著,在反應液中,加入苯基硼酸(0.25g)、乙酸鈀(4.7mg)、參(2-甲氧基苯基)膦(29mg)及20重量%四乙基銨氫氧化物水溶液(73.6g),整夜加熱一邊使其迴流。
自反應液中去除水層之後,加入N,N-二乙基二硫代胺基甲酸鈉三水合物(11.7g)及離子交換水(120g),以40℃攪拌3小時。將有機層與水層分離之後,以離子交換水清洗有機層。以壓力40kPa將所得的有機層濃縮而脫水之後,加入甲苯稀釋液重量成為1,920g時,將其通液至混合矽膠126g與氧化鋁42g的分離柱中。
以10%鹽酸、3%氨水及離子交換水清洗所得的溶液之後,將有機層通液至混合矽膠288g與氧化鋁288g的分離柱中。
將所得的溶液滴入電子材料用甲醇7,200g 中,將生成的固體過濾,並以電子材料用甲醇清洗之後,使其乾燥,獲得高分子化合物20g。換算成聚苯乙烯的數量平均分子量及重量平均分子量,分別是Mn=6.9×104、Mw=2.3×105
實施例5至實施例8
(液狀組成物4至7的調製)
於大氣環境下、室溫中,如下表所示,使燐光發光材料1、高分子化合物2、自由鏈抑制劑及溶劑溶解,獲得液狀組成物4至7。
以下所示為液狀組成物4至6的製造中使用的自由基鏈抑制劑之化學結構。
比較例3至比較例6
(液狀組成物8至11的調製)
於大氣環境下、室溫中,使下表所示的燐光發光材料1、高分子化合物2、過氧化物分解劑及溶劑溶解,獲得液狀組成物8至11。
以下所示為液狀組成物8至10的製造中使用的過氧化物分解劑之化學結構。
實施例9
(使用液狀組成物1製作有機電場發光元件D3)
在附有由濺鍍法而得45nm厚度的ITO膜之玻璃基板上,使用使聚噻吩磺酸的乙二醇單丁醚與水混合成(水的體積):(聚噻吩磺酸的乙二醇單丁醚之體積)=3:2的混合溶液(SigmaAldrich公司,商品名:Plexcore OC 1200),藉由旋轉塗布法使成膜為50nm厚度的薄膜,在加熱板上以170℃加熱15分鐘後形成薄膜,獲得電洞注入層。在形成電洞注入層中,薄膜的成膜步驟及加熱步驟是在大氣環境下進行。
接著,使電洞輸送材料的高分子化合物3溶解在二甲苯中調製成二甲苯溶液。該二甲苯溶液的高分子化合物3之濃度為0.7重量%。藉由旋轉塗布法使該二甲苯溶液在電洞注入層上形成膜厚20nm的電洞輸送層用 薄膜,在使氧濃度及水分濃度以體積比分別控制在10ppm以下的氮氣環境下,經190℃加熱1小時後形成薄膜,獲得電洞輸送層。
接著,在製造液狀組成物1後,立即於大氣環境下,藉由旋轉塗布法塗布在電洞輸送層上。然後,以100Pa以下的減壓環境下乾燥,成膜為膜厚75nm的發光層用薄膜。並且,在使氧濃度及水分濃度以體積比分別控制在10ppm以下的環境下,經150℃加熱10分鐘後形成薄膜,獲得發光層。在形成電洞輸送層及發光層中,薄膜的塗布步驟及加熱步驟中的壓力為大氣壓。
接著減壓至1.0×10-4Pa以下之後,蒸鍍5nm厚度的氟化鈉,接著蒸鍍100nm厚度的鋁作為陰極。蒸鍍後,使用玻璃基板進行密封,製作成有機電場發光元件D3。
製作的有機電場發光元件D3,係綠色發光,最大電流效率是20cd/A。同時,以初期亮度12,000cd/m2定電流驅動時,使亮度成為初期亮度之75%的時間(T75)是23小時。
實施例10
(使用以60℃保存1個月的液狀組成物1製作有機電場發光元件D4)
除了在褐色瓶中使用經60℃的保管庫保存1個月的液狀組成物1替代實施例9中剛製造後的液狀組成物1以外,進行與實施例9相同的操作,作成有機電場發光元件D4。
作成的有機電場發光元件D4,係綠色發光,最大電流效率是21cd/A。同時,以初期亮度12,000cd/m2定電流驅動時,使亮度成為初期亮度之75%的時間(T75)是22小時。
實施例11至15、比較例7至11
除了使用下表的液狀組成物替代實施例10中的液狀組成物1以外,進行與實施例10相同的操作,作成有機電場發光元件D5至D9、CD2至CD6。
以作成的有機電場發光元件的發光色、最大電流效率、初期亮度12,000cd/m2定電流驅動時,使亮度成為初期亮度之75%的時間(T75)是如下表所示。
由於本案的圖為模式剖面圖,並非本案的代表圖。故本案無指定代表圖。

Claims (22)

  1. 一種液狀組成物,其含有燐光發光材料,25℃及1氣壓下為液體的溶劑,以及自由基鏈抑制劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液狀組成物,其中,自由基鏈抑制劑係選自芳香族胺系自由基鏈抑制劑、單酚系自由基鏈抑制劑及雙酚系自由基鏈抑制劑所成群組中的1種以上之自由基鏈抑制劑。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液狀組成物,其中,芳香族胺系自由基鏈抑制劑為式(1)表示的化合物, 式中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10,分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至5的烷基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液狀組成物,其中,自由基鏈抑制劑為單酚系自由基鏈抑制劑。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液狀組成物,其中,單酚系自由基鏈抑制劑為式(2)表示的化合物, 式中,R11、R12、R13、R14及R15分別獨立地表示氫原子、 以碳原子數1至20的烷基、碳原子數1至4的烷氧基、碳原子數1至4的羥基烷基所表示的基;但,R11、R12、R13、R14及R15的至少1者與氫原子不同。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液狀組成物,其中,R11、R12、R13、R14及R15分別獨立地表示氫原子、碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至4的烷氧基或碳原子數1至4的羥基烷基,R11、R13及R15的至少1者與氫原子不同,R11的碳原子數、R12的碳原子數、R13的碳原子數、R14的碳原子數及R15的碳原子數之合計為20以下。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液狀組成物,其中,R11、R13及R15的至少1者為第三丁基。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之液狀組成物,其中,式(2)表示的化合物為式(4)表示的化合物, 式中,R21、R22及R23分別獨立地表示碳原子數1至5的烷基。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液狀組成物,其中,自由基鏈抑制劑係雙酚系自由基鏈抑制劑。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之液狀組成物,其中,雙酚系自由基鏈抑制劑為式(5)或式(6)表示的化合物, 式中,R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30及R31分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至5的烷基;但,R24、R25、R26及R27的至少1者與氫原子不同,R28、R29、R30及R31的至少1者與氫原子不同;X表示亞甲基、經碳原子數1至5的烷基取代之亞甲基,或硫原子。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之液狀組成物,其中,雙酚系自由基鏈抑制劑為式(5)表示的化合物,R24、R25、R26及R27的至少1者為第三丁基,X為亞甲基或經碳原子數1至5的烷基取代之亞甲基。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之液狀組成物,其中,相對於液狀組成物的重量,自由基鏈抑制劑之含有量係0.1至10,000ppm的範圍。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之液狀組成物,其中,燐光發光材料為式(7)表示的化合物,M(L)ka(Z)kb(7)式中,M表示釕、銠、鈀、鋨、銥或鉑;L表示在與M表示的金屬原子之間,可形成選自包含配位鍵及共價鍵的群組中的至少2個鍵而成為多牙配位的中性或1至3價之陰離子性的配位基;Z表示相對陰離子;ka 表示1以上的整數,kb表示0以上的整數;存在數個L時,此等L可互為相同,也可互不相同;存在數個Z時,此等Z可互為相同,也可互不相同。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之液狀組成物,其中,式(7)中的M為銥。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之液狀組成物,其進一步含有於25℃及1氣壓下為固體的有機化合物。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之液狀組成物,其中,於25℃及1氣壓下為固體的有機化合物,係至少含有1個式(8)表示之結構做為構成單位之高分子化合物, 式中,Ar1表示可經取代的伸芳基、可經取代的2價之芳香族雜環基、或選自該伸芳基及該2價之芳香族雜環基所成群組中的2個以上相同或不同的基直接鍵結而成之2價基。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之液狀組成物,其中,燐光發光材料係含有燐光錯合物結構的高分子化合物。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之液狀組成物,其中,溶劑係芳香族烴、芳香族醚、或芳香族烴與芳香族醚之混合溶劑。
  19. 一種有機電場發光元件,其是使用申請專利範圍第1至18項中任一項所述之液狀組成物所製成者。
  20. 一種有機電場發光元件的製造方法,其中,包含將申請專利範圍第1至18項中任一項所述之液狀組成物塗布在基材上形成發光層的步驟。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之製造方法,其中,包含在塗布液狀組成物之後,以30℃以上250℃以下加熱的步驟。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之製造方法,其中,包含在塗布液狀組成物之後,保持在100Pa以下的減壓環境中的步驟。
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