TWI641630B - 聚合體、有機電致發光元件用組成物、有機電致發光元件、有機el顯示裝置及有機el照明 - Google Patents
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Abstract
本發明之聚合體具有下述式(1)所表示之重複單位。式中,Ar1、Ar2及Ar3各自獨立表示可具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基,n表示4以上之整數。上述芳香族烴基及芳香族雜環基,係可直接或經由連結基而數個連結。
Description
本發明係關於一種聚合體,尤其是關於一種可有效作為有機電致發光元件之電洞注入層及電洞輸送層的聚合體、含有該聚合體之有機電致發光元件用組成物、以及具有該有機電致發光元件之有機EL顯示器及有機EL照明。
作為有機電致發光元件中之有機層之形成方法,可列舉真空蒸鍍法與濕式成膜法。真空蒸鍍法由於容易積層化,故而具有改善電荷自陽極及/或陰極之注入、容易將激子封入發光層的優點。另一方面,濕式成膜法具有無需真空步驟,容易大面積化,且藉由使用混合有具有各種功能之數種材料的塗佈液,而可容易地形成含有具有各種功能之數種材料之層等優點。然而,濕式成膜法由於難以積層化,故而其現狀是與利用真空蒸鍍法所製造之元件相比,驅動穩定性較差,除一部分以外,並未達到實用水準。因此,為了藉由濕式成膜法進行積層化,而期望具有交聯性基之電荷輸送性聚合物,且正對其進行開發。例如,專利文獻1~5中揭示有含有具有特定重複單位之聚合體,並藉由濕式成膜法進行積層化而成的有機電致發光元件。
專利文獻1:國際公開第2009/123269號
專利文獻2:國際公開第2010/018813號
專利文獻3:國際公開第2011/078387號
專利文獻4:國際公開第2011/093428號
專利文獻5:日本專利第5246386號公報
然而,專利文獻1~5中記載之該等元件存在驅動電壓較高、發光亮度較低、驅動壽命較短之問題點。因此,要求提高電荷輸送材料之電荷注入輸送能或耐久性。因此,本發明之課題在於提供一種電洞注入輸送能較高、耐久性較高之聚合體及包含該聚合體之有機電致發光元件用組成物。又,本發明之課題在於提供一種亮度較高、驅動壽命較長之有機電致發光元件。
本發明者等人經過努力研究,結果發現藉由使用具有特定重複單位之聚合體,可解決上述課題,從而完成本發明。
即,本發明係關於以下。
[1]
一種聚合體,其具有下述式(1)所表示之重複單位,[化1]
(式中,Ar1、Ar2及Ar3各自獨立表示可具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基,n表示4以上之整數;上述芳香族烴基及芳香族雜環基,係可直接或經由連結基而數個連結)。
[2]
如[1]之聚合體,其中,Ar1、Ar2及Ar3中之至少1個以上具有交聯性基作為取代基。
[3]
如[2]之聚合體,其中,交聯性基為包含苯并環丁烯環之基。
[4]
如[2]或[3]之聚合體,其具有2種以上之上述式(1)所表示之重複單位,且至少1種重複單位包含交聯性基,至少1種重複單位不含交聯性基。
[5]
如[1]至[4]中任一項之聚合體,其中,Ar1及Ar2中之至少一者為可具有取代基之2-茀基。
[6]
如[1]至[5]中任一項之聚合體,其中,Ar3為下述式(2)所表示之基,
(式中,m表示1~3之整數)。
[7]
如[1]至[5]中任一項之聚合體,其中,Ar3為經由下述式(3)所表示之連結基而數個連結之芳香族烴基或芳香族雜環基,
(式中,p表示1~10之整數;R1、R2各自獨立表示氫原子或者可具有取代基之烷基、芳香族烴基或芳香族雜環基;於R1、R2數個存在之情形時,可相同亦可不同)。
[8]
如[1]至[7]中任一項之聚合體,其重量平均分子量(Mw)為20,000以上,分散度(Mw/Mn)為2.5以下。
[9]
一種有機電致發光元件用組成物,其含有[1]至[8]中任一項之聚合體。
[10]
一種有機電致發光元件,其係於基板上具有陽極、陰極及該陽極與該陰極之間之有機層者,且該有機層包含使用[9]之有機電致發光元件用組成物並利用濕式成膜法所形成的層。
[11]
如[10]之有機電致發光元件,其中,上述利用濕式成膜法所形成之層為電洞注入層及電洞輸送層中之至少一者。
[12]
如[10]或[11]之有機電致發光元件,其中,於陽極與陰極之間包含電洞注入層、電洞輸送層及發光層,上述電洞注入層、電洞輸送層及發光層均係藉由濕式成膜法而形成者。
[13]
一種有機EL顯示裝置,其具有[10]至[12]中任一項之有機電致發光元件。
[14]
一種有機EL照明,其具有[10]至[12]中任一項之有機電致發光元件。
本發明之聚合體由於在具有非共有電子對之氮原子與氮原子之間具有4個以上連續之對伸苯基,最高佔有分子軌道(HOMO,Highest Occupied Molecular Orbital)十分寬廣且非定域化,故而電洞輸送能優異。若對伸苯基具有取代基,則會因位阻而導致各對伸苯基間之2面角變大,軌道之非定域化受到阻礙,因此無法獲得較高之電洞輸送能,但本發明之聚合體中之對伸苯基不具有取代基,因此軌道充分地非定域化,具有較高之電洞輸送能。
進而,本發明之聚合體由於在2個氮原子之間具有4個以上之對伸苯基,故而與對伸苯基為3個以下相比,氮原子間之相互作用變小,游離電位變大,對發光層之電洞注入優異。若自電洞輸送層至發光層之電洞注入提高,則會抑制電洞於電洞輸送層、發光層間之蓄積,因此有機電致發光元件之耐久性提高。
又,本發明之聚合體由於具有4個以上連續之對伸苯
基,最低未占分子軌道(LUMO,Lowest Unoccupied Molecular Orbital)十分寬廣且非定域化,故而對電子或激子之耐久性優異。藉由LUMO分佈於4個以上連續之對伸苯基中之距離2個氮原子較遠之位置的2個以上連續之對伸苯基上,LUMO相對地不分佈於電子或激子較弱之氮原子周邊,因此耐久性優異。若對伸苯基具有取代基,則會因位阻而導致各對伸苯基間之2面角變大,軌道之非定域化受到阻礙,因此無法獲得較高之耐久性,但本發明之聚合體中之對伸苯基不具有取代基,因此軌道充分地非定域化,具有較高之耐久性。
又,藉由使用含有本發明之聚合體之有機電致發光元件用組成物進行濕式成膜所獲得的層不會產生龜裂等,且平坦。本發明中之有機電致發光元件之亮度較高、驅動壽命較長。
又,本發明之聚合體由於電化學穩定性優異,故而考慮將包含使用該聚合體所形成之層的元件應用於平板顯示器(例如辦公室自動化(OA,Office Automation)電腦用或掛壁電視)、車載顯示元件、行動電話顯示或發揮作為面發光體之特徵的光源(例如影印機之光源、液晶顯示器或計量儀器類之背光源)、顯示板、標識燈,其技術價值較大。
1‧‧‧基板
2‧‧‧陽極
3‧‧‧電洞注入層
4‧‧‧電洞輸送層
5‧‧‧發光層
6‧‧‧電洞阻擋層
7‧‧‧電子輸送層
8‧‧‧電子注入層
9‧‧‧陰極
圖1係表示本發明之有機電致發光元件之構造例之剖面的模式圖。
以下詳細地說明本發明之實施形態,但以下所記載之構成要件之說明為本發明之實施樣態之一例(代表例),本發明只要
未超出其主旨,則並不特定於該等內容。於本說明書中,“質量%”與“重量%”之含義相同。本發明之聚合體為具有下述式(1)所表示之重複單位的聚合體。
(式中,Ar1、Ar2及Ar3各自獨立表示可具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基,n表示4以上之整數。上述芳香族烴基及芳香族雜環基亦可直接或經由連結基而數個連結)
[關於Ar1、Ar2]
Ar1、Ar2表示可具有取代基之1價芳香族烴基或芳香族雜環基。作為芳香族烴基,可列舉例如:苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、稠四苯環、芘環、苯并芘環、環、聯伸三苯環、苊萘環、熒蒽環、茀環等6員環之單環或2~5縮合環之1價基。
作為芳香族雜環基,可列舉例如:呋喃環、苯并呋喃環、噻吩環、苯并噻吩環、吡咯環、吡唑環、咪唑環、二唑環、吲哚環、咔唑環、吡咯并咪唑環、吡咯并吡唑環、吡咯并吡咯環、噻吩并吡咯環、噻吩并噻吩環、呋喃并吡咯環、呋喃并呋喃環、噻吩并呋喃環、苯并異唑環、苯并異噻唑環、苯并咪唑環、吡啶環、吡環、嗒環、嘧啶環、三環、喹啉環、異喹啉環、啉環、喹啉環、啡啶環、呸啶環、喹唑啉環、喹唑啉酮環、薁環等5或6員環之單環或2~4縮合環之1價基。
就電荷輸送性優異之方面、耐久性優異之方面而言,
Ar1、Ar2較佳為芳香族烴基,其中,更佳為苯環、茀環之1價基,即苯基、茀基,進而較佳為茀基,尤佳為2-茀基。
作為芳香族烴基、芳香族雜環基可具有之取代基,只要不會明顯降低本聚合體之特性,則並無特別限制,可列舉例如選自下述取代基群Z中之基,較佳為烷基、烷氧基、芳香族烴基、芳香族雜環基,更佳為烷基。
[取代基群Z]
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、正己基、環己基、十二烷基等碳數通常為1以上且通常為24以下、較佳為12以下之直鏈、分支或環狀之烷基;例如乙烯基等碳數通常為2以上且通常為24以下、較佳為12以下之烯基;例如乙炔基等碳數通常為2以上且通常為24以下、較佳為12以下之炔基;例如甲氧基、乙氧基等碳數通常為1以上且通常為24以下、較佳為12以下之烷氧基;例如苯氧基、萘氧基、吡啶氧基等碳數通常為4以上、較佳為5以上且通常為36以下、較佳為24以下之芳氧基;例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等碳數通常為2以上且通常為24以下、較佳為12以下之烷氧基羰基;例如二甲基胺基、二乙基胺基等碳數通常為2以上且通常為24以下、較佳為12以下之二烷基胺基;例如二苯胺基、二甲苯基胺基、N-咔唑基等碳數通常為10以上、較佳為12以上且通常為36以下、較佳為24以下之二芳基胺基;例如苯基甲基胺基等碳數通常為7以上且通常為36以下、較佳為24以下之芳基烷基胺基;例如乙醯基、苯甲醯基等碳數通常為2以上且通常為24以下、較佳為12以下之醯基;例如
氟原子、氯原子等鹵素原子;例如三氟甲基等碳數通常為1以上且通常為12以下、較佳為6以下之鹵烷基;例如甲硫基、乙硫基等碳數通常為1以上且通常為24以下、較佳為12以下之烷硫基;例如苯硫基、萘硫基、吡啶硫基等碳數通常為4以上、較佳為5以上且通常為36以下、較佳為24以下之芳硫基;例如三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等碳數通常為2以上、較佳為3以上且通常為36以下、較佳為24以下之矽烷基;例如三甲基矽烷氧基、三苯基矽烷氧基等碳數通常為2以上、較佳為3以上且通常為36以下、較佳為24以下之矽烷氧基;氰基;例如苯基、萘基等碳數通常為6以上且通常為36以下、較佳為24以下之芳香族烴基;例如噻吩基、吡啶基等碳數通常為3以上、較佳為4以上且通常為36以下、較佳為24以下之芳香族雜環基。該等取代基之中,就溶解性之方面而言,較佳為碳數1~12之烷基及碳數1~12之烷氧基。又,上述各取代基亦可進而具有取代基,作為其例,可自上述(取代基群Z)項所例示之基中選擇。
[關於Ar3]
Ar3表示可具有取代基之2價芳香族烴基或芳香族雜環基。上述芳香族烴基及芳香族雜環基亦可為數個鍵結而成者。作為芳香族烴基,可列舉例如:苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、稠四苯環、芘環、苯并芘環、環、聯伸三苯環、苊萘環、熒蒽環、茀環等6員環之單環或2~5縮合環之2價基。
作為芳香族雜環基,可列舉例如:呋喃環、苯并呋喃環、噻吩環、苯并噻吩環、吡咯環、吡唑環、咪唑環、二唑環、
吲哚環、咔唑環、吡咯并咪唑環、吡咯并吡唑環、吡咯并吡咯環、噻吩并吡咯環、噻吩并噻吩環、呋喃并吡咯環、呋喃并呋喃環、噻吩并呋喃環、苯并異唑環、苯并異噻唑環、苯并咪唑環、吡啶環、吡環、嗒環、嘧啶環、三環、喹啉環、異喹啉環、啉環、喹啉環、啡啶環、呸啶環、喹唑啉環、喹唑啉酮環、薁環等5或6員環之單環或2~4縮合環之2價基。
就電荷輸送性優異之方面、耐久性優異之方面而言,關於Ar3,較佳為芳香族烴基,其中,更佳為苯環、茀環之2價基,即伸苯基、伸茀基,進而較佳為1,3-伸苯基、1,4-伸苯基、2,7-茀基。
作為芳香族烴基、芳香族雜環基可具有之取代基,只要不會明顯降低本聚合體之特性,則並無特別限制,可列舉例如選自上述取代基群Z中之基,較佳為烷基、烷氧基、芳香族烴基、芳香族雜環基,更佳為烷基。
於Ar3為上述芳香族烴基及芳香族雜環基數個鍵結而成之基的情形時,就電荷輸送性優異之方面、耐久性優異之方面而言,較佳為連結有2~6個該等基。連結之芳香族烴基及芳香族雜環基可為1種,亦可為數種。
就除電荷輸送性、耐久性優異以外,自陽極側之電洞注入亦優異之方面而言,Ar3尤佳為下述式(2)所表示之對伸苯基1~3個鍵結而成之基。
(式中,m表示1~3之整數)
又,於Ar3為上述芳香族烴基及芳香族雜環基數個鍵結而成之基之情形時,亦可經由連結基進行鍵結。於該情形時,作為連結基,較佳為選自由-CR1R2-、-O-、-CO-、-NR3-及-S-所組成之群中之基,及將該等連結2~10個而成之基。又,於連結2個以上之情形時,連結基可為1種,亦可為數種。此處,R1~R3各自獨立表示氫原子或可具有取代基之烷基、可具有取代基之芳香族烴基、可具有取代基之芳香族雜環基。作為烷基、芳香族烴基或芳香族雜環基,較佳為與上述取代基群Z中所記載之基相同之基。作為連結基,就耐久性之方面而言,尤佳為-CR1R2-、及2~6個連結之-CR1R2-,更佳為-CR1R2-。就耐久性之方面而言,Ar3尤佳為經由下述式(3)所表示之連結基而數個連結之芳香族烴基及芳香族雜環基。
(式中,p表示1~10之整數。R1、R2各自獨立表示氫原子或者可具有取代基之烷基、芳香族烴基或芳香族雜環基。作為烷基、芳香族烴基或芳香族雜環基,較佳為與上述取代基群Z中所記載之基相同之基。於R1、R2數個存在之情形時,可相同亦可不同)
[關於n]
n表示4以上之整數。就電洞輸送能較高且自陽極側之電洞注入優異之方面而言,n較佳為4。就電洞輸送能較高且對發光層之電洞注入優異之方面而言,n較佳為5。
[關於交聯性基]
本發明之聚合體較佳為Ar1、Ar2及Ar3中之至少1個以上具有交聯性基作為取代基。藉由具有交聯性基,在藉由熱及/或活性能量射線之照射所引起之反應(難溶化反應)前後,可使對有機溶劑之溶解性產生較大差異。就耐久性之方面而言,更佳為具有交聯性基作為Ar3之取代基。
所謂交聯性基,係指藉由熱及/或活性能量射線之照射而與位於該交聯性基附近之構成其他分子的基發生反應,而生成新化學鍵之基。於該情形時,發生反應之基可為與交聯性基相同之基,亦可為不同之基。作為交聯性基,可列舉例如以下之交聯性基群T所示之基。
<交聯性基群T>
(式中,R1~R3表示氫原子或烷基。R4、R5表示氫原子、烷基或烷氧基。Ar7表示可具有取代基之芳香族烴基或可具有取代基之芳香族雜環基)
作為R1~R5之烷基,通常較佳為碳數6以下之直鏈或支鏈狀烷基,例如為甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、異丁基等。更佳為甲基或乙基。若R1~R5之碳數為6以下,則不會於空間上阻礙交聯反應,且存在易引起膜之不溶化之傾向。
作為R4、R5之烷氧基,通常較佳為碳數6以下之直鏈或支鏈狀烷氧基,例如為甲氧基、乙氧基、正丙氧基、2-丙氧基、正丁氧基等。更佳為甲氧基、乙氧基。若R4、R5之碳數為6以下,則不會於空間上阻礙交聯反應,且存在易引起膜之不溶化之傾向。
又,作為Ar7之可具有取代基之芳香族烴基,可列舉例如:具有1個自由價之苯環、萘環等6員環之單環或2~5縮合環。尤佳為具有1個自由價之苯環。又,Ar7亦可為使2個以上之該等可具有取代基之芳香族烴基鍵結而成之基。作為此種基,可列舉:伸聯苯基、伸聯三苯基等,較佳為4,4'-伸聯苯基。
該等之中,就反應性較高、容易藉由交聯而不溶化之方面而言,較佳為環氧基、氧雜環丁烷基等環狀醚基、乙烯醚基等藉由陽離子聚合而進行交聯反應之基。其中,就易控制陽離子聚合速度之方面而言,更佳為氧雜環丁烷基,就於陽離子聚合時難以生成有導致元件劣化之虞之羥基的方面而言,較佳為乙烯醚基。又,就進一步提高元件之電化學穩定性之方面而言,較佳為桂皮醯基等芳基乙烯基羰基、具有1個自由價之苯并環丁烯環等進行環化加成反應之基。又,交聯性基之中,就交聯後之構造特別穩定之方面而言,尤佳為具有1個自由價之苯并環丁烯環。
於本發明之聚合體中,交聯性基可直接鍵結於芳香族烴基、芳香族雜環基、及/或連結基,亦可直接鍵結於芳香族烴基及/或芳香族雜環基以外之基,亦可經由任意之2價基而鍵結於該等基。作為任意之2價基,較佳為以任意之順序連結1~30個選自-O-基、-C(=O)-基及(可具有取代基之)-CH2-基中之基而成的基。
就藉由進行交聯而充分地不溶化、易於其上利用濕式
成膜法形成其他層之方面而言,本發明之聚合體所具有之交聯性基較佳為較多。另一方面,就所形成之層難以產生龜裂、未反應交聯性基不易殘留、有機電致發光元件(有機EL元件)易成為長壽命之方面而言,交聯性基較佳為較少。
本發明之聚合體中之1個聚合物鏈中所存在的交聯性基通常為平均1個以上,較佳為平均2個以上,又,通常為200個以下,較佳為100個以下。
又,本發明之聚合體所具有之交聯性基之個數可以每聚合體之分子量1000的數表示。
於將本發明之聚合體所具有之交聯性基之個數以每聚合體之分子量1000的數表示之情形時,每分子量1000,通常為3.0個以下,較佳為1.0個以下,更佳為0.5個以下,進而較佳為0.2個以下,且通常為0個以上,較佳為0.01個以上,更佳為0.02個以上,進而較佳為0.05個以上。
若交聯性基之個數為上述範圍內,則易獲得難以產生龜裂等,且平坦之膜。又,交聯密度為適度,因此交聯反應後之層內所殘留之未反應之交聯性基較少,難以對所獲得之元件之壽命產生影響。
進而,交聯反應後對有機溶劑之難溶性充分,因此利用濕式成膜法易形成多層積層構造。
此處,每聚合體之分子量1000的交聯性基之個數,可自聚合體去除其末端基,由合成時之添加單體之莫耳比與構造式算出。例如,若以後述合成例1中所合成之目標聚合物1之情形進行說明,則於目標聚合物1中,去除了末端基之重複單位之分子量
為平均1148.69,又,於每一重複單位中交聯性基為平均0.1156個。若藉由簡單比例對其進行計算,則算出每分子量1000的交聯性基之個數為0.10個。
[關於聚合體之分子量]
本發明之聚合體之重量平均分子量通常為3,000,000以下,較佳為1,000,000以下,更佳為500,000以下,進而較佳為200,000以下,且通常為2,500以上,較佳為5,000以上,更佳為10,000以上,進而較佳為30,000以上。
若聚合體之重量平均分子量超過上述上限值,則對溶劑之溶解性下降,因此存在成膜性受損之虞。又,若聚合體之重量平均分子量低於上述下限值,則聚合體之玻璃轉移溫度、熔點及氣化溫度下降,因此存在耐熱性下降之情況。
又,本發明之聚合體之數量平均分子量(Mn)通常為2,500,000以下,較佳為750,000以下,更佳為400,000以下,且通常為2,000以上,較佳為4,000以上,更佳為8,000以上,進而較佳為20,000以上。
進而,本發明之聚合體之分散度(Mw/Mn)較佳為3.5以下,更佳為2.5以下,尤佳為2.0以下。再者,分散度之值越小越佳,下限值理想而言為1。若該聚合體之分散度為上述上限值以下,則容易進行精製,且對溶劑之溶解性或電荷輸送能良好。
通常,聚合體之重量平均分子量係藉由SEC(尺寸排除層析法)測定而決定。於SEC測定中,越為高分子量成分則溶出時間越短,越為低分子量成分則溶出時間越長,使用由分子量已知
之聚苯乙烯(標準試樣)之溶出時間所算出的校正曲線,將樣品之溶出時間換算為分子量,藉此算出重量平均分子量。
[具體例]
將本發明之聚合體之具體例示於以下,但本發明之聚合體並不限定於該等。再者,化學式中之數字表示重複單位之莫耳比。化學式中之數字係關於重複單位之莫耳比,例如,於上述式(1)中,於包含具有交聯性基之重複單位與不具有交聯性基之重複單位的聚合體之情形時,莫耳比,相對於具有交聯性基之重複單位,不具有交聯性基之重複單位通常為0以上,較佳為1以上,更佳為2以上,進而較佳為5以上,且通常為100以下,較佳為50以下,更佳為20以下,進而較佳為10以下。若具有交聯性基之重複單位之莫耳比過小,則存在交聯反應後對有機溶劑之難溶性不充分、難以利用濕式成膜法形成多層積層構造的傾向,若過大,則存在易產生龜裂等、難以獲得平坦之膜的傾向。該等聚合體可為無規共聚合體、交替共聚合體、嵌段共聚合體或接枝共聚合體等中之任一者,單體之排列順序並無限定。
[化8]
[化9]
<聚合體之製造方法>
本發明之聚合體之製造方法並無特別限制,只要可獲得本發明之聚合體則為任意。例如,可藉由將鈴木(Suzuki)反應、格林納(Grignard)反應、烏爾曼(Ullmann)反應、布赫瓦爾德-哈特維希(Buchwald-Hartwig)反應等C-C鍵形成反應及C-N鍵形成反應進行組合而製造。但,由於作為本發明之聚合體之特徵的4個以上連續之對伸苯基部分為缺乏溶解性之構造,故而較佳為設法於對Ar1及
/或Ar2導入會提高溶解性之取代基後,構建4個以上連續之對伸苯基部分。藉由上述方法,可提高單體(重複單位)之純度,易獲得所需聚合度及分子量分佈之聚合體。具體而言,較佳為使9,9-二烷基-2-胺基茀等溶解性較高之一級胺與溴苯反應而獲得二級胺後,利用N-溴丁二醯亞胺等將胺基之對(p-)位溴化,進而使之與4,4'-聯苯基二硼酸、4,4"-對聯三苯基二硼酸或該等之酯衍生物等反應,而構建中間體1。藉由使中間體1與二鹵化物反應而獲得本發明之聚合體。
藉由於每一側進行4,4'-聯苯基二硼酸、4,4"-對聯三苯基二硼酸或該等之酯衍生物等與溴化物的反應,可使中間體1之2個Ar1成為互不相同之基。
又,較佳為使9,9-二烷基-2-胺基茀等溶解性較高之一級胺與4,4'-二溴聯苯反應而獲得具有二級胺部位之單溴化物後,利用雙(頻那醇酯)二硼等轉變為硼酸酯而獲得中間體2,進而使溶解性較高之一級胺與4,4'-二溴聯苯、4,4"-二溴對聯三苯等二鹵化物反
應而獲得中間體3,使中間體2與中間體3反應而構建中間體4。藉由使該中間體4與二鹵化物反應而獲得本發明之聚合體。
再者,通常一級或二級胺化合物與鹵化物之反應步驟例如於碳酸鉀、第三丁氧基鈉、三乙基胺等鹼之存在下進行。又,亦可於例如銅或鈀錯合物等過渡金屬觸媒之存在下進行。再者,通常硼衍生物與鹵化物之反應步驟例如於碳酸鉀、第三丁氧基鈉、三乙基胺等鹼之存在下進行。又,視需要亦可於例如銅或鈀錯合物等過渡金屬觸媒之存在下進行。進而,與硼衍生物之反應步驟例如可於碳酸鉀、磷酸鉀、第三丁氧基鈉、三乙基胺等鹼或鈀錯合物等過渡金屬觸媒之存在下進行。
<有機電致發光元件材料>
本發明之聚合體較佳為用作有機電致發光元件材料。即,本發
明之聚合體較佳為有機電致發光元件材料。於將本發明之聚合體用作有機電致發光元件材料之情形時,較佳為用作形成有機電致發光元件中之電洞注入層及電洞輸送層之至少一者的材料,即電荷輸送材料。於用作電荷輸送材料之情形時,可為含有1種本發明之聚合體者,亦可為以任意之組合及任意之比率含有2種以上者。
於使用本發明之聚合體形成有機電致發光元件之電洞注入層及電洞輸送層之至少一者的情形時,電洞注入層及/或電洞輸送層中之本發明之聚合體之含量通常為1~100質量%,較佳為5~100質量%,更佳為10~100質量%。若為上述範圍,則電洞注入層及/或電洞輸送層之電荷輸送性提高,驅動電壓降低,驅動穩定性提高,因此較佳。
於本發明之聚合體在上述電洞注入層及/或電洞輸送層中並非100質量%之情形時,作為構成電洞注入層及/或電洞輸送層之成分,可列舉後述電洞輸送性化合物等。又,就可簡便地製造有機電致發光元件之方面而言,本發明之聚合體較佳為用於利用濕式成膜法所形成之有機層。
[有機電致發光元件用組成物]
本發明之有機電致發光元件用組成物係含有本發明之聚合體者。再者,本發明之有機電致發光元件用組成物可含有1種本發明之聚合體,亦可以任意之組合及任意之比率含有2種以上。
{聚合體之含量}
本發明之有機電致發光元件用組成物中之本發明之聚合體之
含量通常為0.01~70質量%,較佳為0.1~60質量%,更佳為0.5~50質量%。若為上述範圍內,則所形成之有機層難以產生缺陷,且難以產生膜厚不均,因此較佳。本發明中之有機電致發光元件用組成物除包含本發明之聚合體以外亦可包含溶劑等。
{溶劑}
本發明之有機電致發光元件用組成物通常含有溶劑。該溶劑較佳為溶解本發明之聚合體者。具體而言,較適宜為於室溫下溶解本發明之聚合體通常0.05質量%以上、較佳為0.5質量%以上、更佳為1質量%以上之溶劑。作為溶劑之具體例,可列舉:甲苯、二甲苯、均三甲苯、環己基苯等芳香族系溶劑;1,2-二氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯等含鹵素溶劑;乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇-1-單甲醚乙酸酯(PGMEA)等脂肪族醚,1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、大茴香醚、苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基大茴香醚、2,4-二甲基大茴香醚等芳香族醚等醚系溶劑;乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯等脂肪族酯,乙酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸異丙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯等酯系溶劑等有機溶劑,另外,亦可列舉後述電洞注入層形成用組成物或電洞輸送層形成用組成物所使用之有機溶劑。再者,溶劑可使用1種,亦可以任意之組合及任意之比率併用2種以上。
其中,作為本發明之有機電致發光元件用組成物所含有之溶劑,較佳為20℃下之表面張力通常未達40dyn/cm、較佳為36dyn/cm以下、更佳為33dyn/cm以下之溶劑。
使用本發明之有機電致發光元件用組成物並藉由濕式成膜法形成塗膜,使本發明之聚合體交聯而形成有機層,於該情形時,較佳為溶劑與底層之親和性較高。其原因在於:膜質之均勻性會對有機電致發光元件之發光之均勻性及穩定性造成較大影響。因此,對用於濕式成膜法之有機電致發光元件用組成物要求表面張力較低以能夠形成均染性更高而均勻之塗膜。因此,藉由使用如上述之具有較低表面張力之溶劑,可形成含有本發明之聚合體的均勻之層,進而可形成均勻之交聯層,因此較佳。
作為低表面張力之溶劑之具體例,可列舉:上述甲苯、二甲苯、均三甲苯、環己基苯等芳香族系溶劑,苯甲酸乙酯等酯系溶劑,大茴香醚等醚系溶劑,三氟甲氧基大茴香醚、五氟甲氧基苯、3-(三氟甲基)大茴香醚、(五氟苯甲酸)乙酯等。
又,另一方面,作為本發明之有機電致發光元件用組成物所含有之溶劑,較佳為25℃下之蒸汽壓通常為10mmHg以下、較佳為5mmHg以下,且通常為0.1mmHg以上。藉由使用此種溶劑,較適宜於藉由濕式成膜法製造有機電致發光元件之步驟、且可製備適於本發明之聚合體之性質的有機電致發光元件用組成物。
作為此種溶劑之具體例,可列舉:上述甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族系溶劑、醚系溶劑及酯系溶劑。
但是,水分存在引起有機電致發光元件之性能劣化的可能性,其中,尤其存在促進連續驅動時之亮度下降的可能性。因此,為了儘可能減少濕式成膜中所殘留之水分,上述溶劑之中,較佳為25℃下之水之溶解度為1質量%以下之溶劑,更佳為0.1質量
%以下之溶劑。
本發明之有機電致發光元件用組成物所含有之溶劑之含量通常為10質量%以上,較佳為30質量%以上,更佳為50質量%以上,尤佳為80質量%以上。藉由溶劑之含量為上述下限以上,可使所形成之層之平坦度及均勻度良好。
<電子接受性化合物>
於將本發明之有機電致發光元件用組成物用於形成電洞注入層之情形時,就低電阻化之方面而言,較佳為進而含有電子接受性化合物。
作為電子接受性化合物,較佳為具有氧化力、具有自本發明之聚合體接受一電子之能力的化合物。具體而言,較佳為電子親和力為4eV以上之化合物,更佳為5eV以上之化合物。
作為此種電子接受性化合物,可列舉例如:選自由三芳基硼化合物、鹵化金屬、路易斯酸、有機酸、鎓鹽、芳基胺與鹵化金屬之鹽、及芳基胺與路易斯酸之鹽所組成之群中之1種或2種以上之化合物等。
具體而言,可列舉:四(五氟苯基)硼酸4-異丙基-4'-甲基二苯基錪、四氟硼酸三苯基鋶等經有機基取代之鎓鹽(國際公開第2005/089024號);氯化鐵(III)(日本專利特開平11-251067號公報)、過氧二硫酸銨等高原子價之無機化合物;四氰乙烯等氰基化合物;三(五氟苯基)硼烷(日本專利特開2003-31365號公報)等芳香族硼化合物;富勒烯衍生物及碘等。
作為此種化合物,較佳為具有屬於長週期型週期表
(以下只要無特別說明,所提及之「週期表」係指長週期型週期表)之第15~17族之元素經由碳原子而鍵結有至少一個有機基之構造的離子化合物,尤佳為下述式(4)所表示之化合物。
式(4)中,R6表示經由碳原子與A1鍵結之有機基,R7表示任意之取代基。R6及R7亦可相互鍵結而形成環。作為R6,只要為於與A1鍵結之部分具有碳原子之有機基,只要不違反本發明之主旨,則其種類並無特別限制。R6之分子量,以包括取代基在內之值計,通常為1000以下,較佳為500以下之範圍。
作為R6之較佳例,就使正電荷非定域化之方面而言,可列舉:烷基、烯基、炔基、芳香族烴基、芳香族雜環基。其中,就使正電荷非定域化且熱穩定之方面而言,較佳為芳香族烴基或芳香族雜環基。
作為芳香族烴基,可列舉:具有1個自由價之5員環或6員環之單環或2~5縮合環,且可使正電荷於該基上進一步非定域化的基。作為其具體例,可列舉:具有1個自由價之苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、稠四苯環、芘環、苯并芘環、環、聯三伸苯環、苊萘環、茀環等。
作為芳香族雜環基,可列舉:具有1個自由價之5員環或6員環之單環或2~4縮合環,且使正電荷於該基上進一步非定域化的基。作為其具體例,可列舉:具有1個自由價之呋喃環、苯并呋喃環、噻吩環、苯并噻吩環、吡咯環、吡唑環、三唑環、咪
唑環、二唑環、吲哚環、咔唑環、吡咯并咪唑環、吡咯并吡唑環、吡咯并吡咯環、噻吩并吡咯環、噻吩并噻吩環、呋喃并吡咯環、呋喃并呋喃環、噻吩并呋喃環、苯并異唑環、苯并異噻唑環、苯并咪唑環、吡啶環、吡環、嗒環、嘧啶環、三環、喹啉環、異喹啉環、啉環、喹啉環、啡啶環、呸啶環、喹唑啉環、喹唑啉酮環、薁環等。
作為烷基,可列舉:直鏈狀、支鏈狀或環狀之烷基,其碳數通常為1以上,且通常為12以下、較佳為6以下者。作為具體例,可列舉:甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、環己基等。
作為烯基,可列舉:碳數通常為2以上,且通常為12以下、較佳為6以下者。作為具體例,可列舉:乙烯基、烯丙基、1-丁烯基等。
作為炔基,可列舉:碳數通常為2以上,且通常為12以下、較佳為6以下者。作為具體例,可列舉:乙炔基、炔丙基等。
R7只要不違反本發明之主旨則並無特別限制。R7之分子量,以包括取代基在內之值計,通常為1000以下,較佳為500以下之範圍。
作為R7之例,可列舉:烷基、烯基、炔基、芳香族烴基、芳香族雜環基、胺基、烷氧基、芳氧基、醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基羰氧基、烷硫基、芳硫基、磺醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、氰基、羥基、硫醇基、矽烷基等。
其中,與R6同樣地,就電子接受性較大之方面而言,
較佳為於與A1鍵結之部分具有碳原子之有機基,作為例,較佳為烷基、烯基、炔基、芳香族烴基、芳香族雜環基。尤其是就電子接受性較大且熱穩定之方面而言,較佳為芳香族烴基或芳香族雜環基。
作為R7之烷基、烯基、炔基、芳香族烴基、芳香族雜環基,可列舉與先前關於R6所說明之基相同者。
作為胺基,可列舉:烷基胺基、芳基胺基、醯基胺基等。
作為烷基胺基,可列舉:具有1個以上之碳數通常為1以上,且通常為12以下、較佳為6以下之烷基的烷基胺基。作為具體例,可列舉:甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二苄基胺基等。
作為芳基胺基,可列舉:具有1個以上之碳數通常為3以上、較佳為4以上,且通常為25以下、較佳為15以下之芳香族烴基或芳香族雜環基的芳基胺基。作為具體例,可列舉:苯胺基、二苯胺基、甲苯基胺基、吡啶基胺基、噻吩基胺基等。
作為醯基胺基,可列舉:具有1個以上之碳數通常為2以上,且通常為25以下、較佳為15以下之醯基的醯基胺基。作為具體例,可列舉:乙醯基胺基、苯甲醯基胺基等。
作為烷氧基,可列舉:碳數通常為1以上,且通常為12以下、較佳為6以下之烷氧基。作為具體例,可列舉:甲氧基、乙氧基、丁氧基等。
作為芳氧基,可列舉:具有碳數通常為3以上、較佳為4以上,且通常為25以下、較佳為15以下之芳香族烴基或芳香
族雜環基的芳氧基。作為具體例,可列舉:苯氧基、萘氧基、吡啶氧基、噻吩氧基等。
作為醯基,可列舉:碳數通常為1以上,且通常為25以下、較佳為15以下之醯基。作為具體例,可列舉:甲醯基、乙醯基、苯甲醯基等。
作為烷氧基羰基,可列舉:碳數通常為2以上,且通常為10以下、較佳為7以下之烷氧基羰基。作為具體例,可列舉:甲氧基羰基、乙氧基羰基等。
作為芳氧基羰基,可列舉:具有羰數通常為3以上、較佳為4以上,且通常為25以下、較佳為15以下之芳香族烴基或芳香族雜環基者。作為具體例,可列舉:苯氧基羰基、吡啶氧基羰基等。
作為烷基羰氧基,可列舉:碳數通常為2以上,且通常為10以下、較佳為7以下之烷基羰氧基。作為具體例,可列舉:乙醯氧基、三氟乙醯氧基等。
作為烷硫基,可列舉:碳數通常為1以上,且通常為12以下、較佳為6以下之烷硫基。作為具體例,可列舉:甲硫基、乙硫基等。
作為芳硫基,可列舉:碳數通常為3以上、較佳為4以上,且通常為25以下、較佳為14以下之芳硫基。作為具體例,可列舉:苯硫基、萘硫基、吡啶硫基等。
作為烷基磺醯基及芳基磺醯基之具體例,可列舉:甲磺醯基、甲苯磺醯基等。
作為磺醯氧基之具體例,可列舉:甲磺醯氧基、甲苯
磺醯氧基等。
作為矽烷基之具體例,可列舉:三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等。
以上,作為R6及R7所例示之基只要不違反本發明之主旨,則可進而經其他取代基取代。取代基之種類並無特別限制,作為例,除可列舉作為上述R6及R7分別所例示之基以外,亦可列舉:鹵素原子、氰基、硫氰基、硝基等。其中,就不會對離子化合物(電子接受性化合物)之耐熱性及電子接受性造成影響之觀點而言,較佳為烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳氧基、芳香族烴基、芳香族雜環基。
式(4)中,A1較佳為屬於週期表之第17族的元素,就電子接受性及易獲得性之觀點而言,較佳為週期表之第5週期以前(第3~第5週期)之元素。即,作為A1,較佳為碘原子、溴原子、氯原子中之任一者。
尤其是就電子接受性、化合物穩定性之方面而言,較佳為式(4)中之A1為溴原子或碘原子之離子化合物,最佳為碘原子之離子化合物。
式(4)中,Z1 n1-表示相對陰離子。相對陰離子之種類並無特別限制,可為單原子離子,亦可為錯離子。但,由於相對陰離子之尺寸越大則負電荷越非定域化,伴隨於此,正電荷亦非定域化,電子接受能變大,因此錯離子優於單原子離子。
n1為相當於相對陰離子Z1 n1-之離子價的任意之正整數。n1之值並無特別限制,較佳為1或2,最佳為1。
作為Z1 n1-之具體例,可列舉:氫氧化物離子、氟化物
離子、氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、氰化物離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子、硫酸根離子、亞硫酸根離子、過氯酸根離子、過溴酸根離子、過碘酸根離子、氯酸根離子、亞氯酸根離子、次氯酸根離子、磷酸根離子、亞磷酸根離子、次磷酸根離子、硼酸根離子、異氰酸根離子、硫氫根離子、四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子、六氯銻酸根離子;乙酸根離子、三氟乙酸根離子、苯甲酸根離子等羧酸根離子;甲磺酸根離子、三氟甲磺酸根離子等磺酸根離子;甲氧基離子、第三丁氧基離子等烷氧基離子等,較佳為四氟硼酸根離子及六氟硼酸根離子。
又,作為相對陰離子Z1 n1-,就化合物之穩定性、對溶劑之溶解性之方面及尺寸較大之方面而言,由於負電荷非定域化,伴隨於此,正電荷亦非定域化而電子接受能變大,故而尤佳為下述式(5)所表示之錯離子。
式(5)中,E3各自獨立表示屬於長週期型週期表之第13族的元素。其中,較佳為硼原子、鋁原子、鎵原子,就化合物之穩定性、易合成及易精製之方面而言,較佳為硼原子。
式(5)中,Ar6~Ar9各自獨立表示芳香族烴基或芳香族雜環基。作為芳香族烴基、芳香族雜環基之例示,可列舉:與先前關於R6所例示者相同的具有1個自由價之5員環或6員環之單環或2~4縮合環。其中,就化合物之穩定性、耐熱性之方面而言,
較佳為具有1個自由價之苯環、萘環、吡啶環、吡環、嗒環、嘧啶環、三環、喹啉環、異喹啉環。
作為Ar6~Ar9所例示之芳香族烴基、芳香族雜環基只要不違反本發明之主旨,則可進而經其他取代基取代。取代基之種類並無特別限制,可應用任意之取代基,但較佳為電子吸引性基。
作為Ar6~Ar9可具有之取代基,若例示較佳之電子吸引性基,則可列舉:氟原子、氯原子、溴原子等鹵素原子;氰基;硫氰基;硝基;甲磺醯基等烷基磺醯基;甲苯磺醯基等芳基磺醯基;甲醯基、乙醯基、苯甲醯基等碳數通常為1以上,且通常為12以下、較佳為6以下之醯基;甲氧基羰基、乙氧基羰基等碳數通常為2以上,且通常為10以下、較佳為7以下之烷氧基羰基;苯氧基羰基、吡啶氧基羰基等具有碳數通常為3以上、較佳為4以上,且通常為25以下、較佳為15以下之芳香族烴基或芳香族雜環基的芳氧基羰基;胺基羰基;胺基磺醯基;三氟甲基、五氟乙基等於碳數通常為1以上,且通常為10以下、較佳為6以下之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基上取代有氟原子、氯原子等鹵素原子的鹵烷基等。
其中,更佳為Ar6~Ar9中之至少1個基具有1個或2個以上之氟原子或氯原子作為取代基。尤其是就效率良好地使負電荷非定域化之方面、及具有適度之昇華性之方面而言,最佳為Ar6~Ar9之氫原子全部被取代為氟原子的全氟芳基。作為全氟芳基之具體例,可列舉:五氟苯基、七氟-2-萘基、四氟-4-吡啶基等。
本發明中之電子接受性化合物之分子量通常為100~5000,較佳為300~3000,更佳為400~2000。
若為上述範圍內,則正電荷及負電荷充分地非定域
化,電子接受能良好,且難以阻礙電荷輸送,因此較佳。以下揭示於本發明中較適合之電子接受性化合物之具體例,但本發明並不限定於該等。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
本發明之有機電致發光元件用組成物可單獨含有1種如上述之電子接受性化合物,亦可以任意之組合及比率含有2種以上。
於本發明之有機電致發光元件用組成物含有電子接受性化合物之情形時,本發明之有機電致發光元件用組成物之電子接受性化合物之含量通常為0.0005質量%以上,較佳為0.001質量%以上,且通常為20質量%以下,較佳為10質量%以下。又,有機電致發光元件用組成物中之電子接受性化合物相對於本發明之聚合體的比例通常為0.5質量%以上,較佳為1質量%以上,更佳為3質量%以上,且通常為80質量%以下,較佳為60質量%以下,更佳為40質量%以下。
若有機電致發光元件用組成物中之電子接受性化合物之含量為上述下限以上,則電子接受體自聚合體接受電子,所形成之有機層為低電阻化,因此較佳,若為上述上限以下,則所形成之有機層難以產生缺陷,且難以產生膜厚不均,因此較佳。
<陽離子自由基化合物>
本發明之有機電致發光元件用組成物亦可進而含有陽離子自由基化合物。作為陽離子自由基化合物,較佳為由自電洞輸送性化合物去除一個電子所得之化學物種即陽離子自由基、與相對陰離子所構成的離子化合物。但,於陽離子自由基係源自電洞輸送性高分子化合物之情形時,陽離子自由基成為自高分子化合物之重複單位去除一個電子所得之構造。
作為陽離子自由基,較佳為自作為電洞輸送性化合物
之上述化合物去除一個電子所得之化學物種。就非晶質性、可見光之穿透率、耐熱性及溶解性等方面而言,較適宜為自作為電洞輸送性化合物而較佳之化合物去除一個電子所得之化學物種。
此處,陽離子自由基化合物可藉由將上述電洞輸送性化合物與上述電子接受性化合物進行混合而生成。即,將上述電洞輸送性化合物與上述電子接受性化合物進行混合,藉此電子自電洞輸送性化合物向電子接受性化合物移動,而生成由電洞輸送性化合物之陽離子自由基與相對陰離子所構成的陽離子離子化合物。
於本發明之有機電致發光元件用組成物含有陽離子自由基化合物之情形時,本發明之有機電致發光元件用組成物之陽離子自由基化合物之含量通常為0.0005質量%以上,較佳為0.001質量%以上,且通常為40質量%以下,較佳為20質量%以下。若陽離子自由基化合物之含量為上述下限以上,則所形成之有機層為低電阻化,因此較佳,若為上述上限以下,則所形成之有機層難以產生缺陷,且難以產生膜厚不均,因此較佳。再者,本發明之有機電致發光元件用組成物除含有上述成分以外,亦可以後述含量含有後述電洞注入層形成用組成物或電洞輸送層形成用組成物所含之成分。
[有機電致發光元件]
本發明之有機電致發光元件係於基板上具有陽極、陰極及該陽極與該陰極之間之有機層者,其特徵在於:該有機層包含使用含有本發明之聚合體之本發明之有機電致發光元件用組成物並藉由濕式成膜法所形成的層。關於本發明之有機電致發光元件,較佳為藉
由濕式成膜法所形成之層為電洞注入層及電洞輸送層中之至少一者,尤佳為該有機層具備電洞注入層、電洞輸送層及發光層,且該等電洞注入層、電洞輸送層及發光層均為藉由濕式成膜法所形成之層。
於本發明,所謂濕式成膜法,係指採用例如旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、模具塗佈法、棒式塗佈法、刮刀塗佈法、輥塗法、噴塗法、毛細管塗佈法、噴墨法、噴嘴印刷法、網版印刷法、凹版印刷法、快乾印刷法等以濕式使之成膜之方法作為成膜方法、即塗佈方法,使該塗佈膜乾燥而形成膜的方法。該等成膜方法之中,較佳為旋轉塗佈法、噴塗法、噴墨法、噴嘴印刷法等。
以下,參照圖1對本發明之有機電致發光元件之層構成及其一般形成方法等實施形態之一例進行說明。圖1係表示本發明之有機電致發光元件10之構造例的剖面之模式圖,於圖1中,1表示基板,2表示陽極,3表示電洞注入層,4表示電洞輸送層,5表示發光層,6表示電洞阻擋層,7表示電子輸送層,8表示電子注入層,9表示陰極。
{基板}
基板1係成為有機電致發光元件之支持體者,通常可使用石英或玻璃之板、金屬板或金屬箔、塑膠薄膜或片材等。該等之中,較佳為玻璃板或聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚碸等之透明合成樹脂板。基板,就難以產生因外部氣體引起之有機電致發光元件之劣化的方面而言,較佳為採用阻氣性較高之材質。因此,尤其是於使用如合成樹脂製基板等般阻氣性較低之材質之情形時,較佳為
於基板之至少單面設置緻密之氧化矽膜等而提高阻氣性。
{陽極}
陽極2擔負對發光層5側之層注入電洞的功能。陽極2通常係由鋁、金、銀、鎳、鈀、鉑等金屬,銦及/或錫之氧化物等金屬氧化物,碘化銅等鹵化金屬,碳黑及聚(3-甲基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺等導電性高分子等構成。
陽極2之形成通常多藉由濺鍍法、真空蒸鍍法等乾式法進行。又,於使用銀等金屬微粒子、碘化銅等微粒子、碳黑、導電性之金屬氧化物微粒子、導電性高分子微粉末等形成陽極之情形時,亦可藉由使該等分散於適當之黏合劑樹脂溶液而塗佈於基板上而形成。又,於導電性高分子之情形時,亦可藉由電解聚合而直接於基板上形成薄膜、或於基板上塗佈導電性高分子而形成陽極(Appl.Phys.Lett.,第60卷,第2711頁,1992年)。
陽極2通常為單層構造,亦可適當設為積層構造。於陽極2為積層構造之情形時,可於第1層陽極上積層不同之導電材料。陽極2之厚度只要根據所需之透明性與材質等決定即可。尤其是於需要較高透明性之情形時,較佳為可見光之穿透率成為60%以上之厚度,更佳為成為80%以上之厚度。較佳為將陽極2之厚度設為如下:通常為5nm以上,較佳為10nm以上,且通常為1000nm以下,較佳為500nm以下。另一方面,於無需透明性之情形時,陽極2之厚度只要根據所需之強度等而任意設定厚度即可,於該情形時,陽極2可為與基板相同之厚度。
於陽極2之表面成膜其他層之情形時,較佳為於成膜
前藉由實施紫外線/臭氧、氧電漿、氬電漿等處理而將陽極2上之雜質去除,並且調整其游離電位而提高電洞注入性。
{電洞注入層}
擔負自陽極2側至發光層5側輸送電洞之功能的層通常被稱為電洞注入輸送層或電洞輸送層。並且,於擔負自陽極2側至發光層5側輸送電洞之功能的層存在2層以上之情形時,有時將更接近陽極側之層稱為電洞注入層3。就強化自陽極2至發光層5側輸送電洞之功能之方面而言,較佳為形成電洞注入層3。於形成電洞注入層3之情形時,通常將電洞注入層3形成於陽極2上。
電洞注入層3之膜厚通常為1nm以上,較佳為5nm以上,且通常為1000nm以下,較佳為500nm以下。
電洞注入層之形成方法可為真空蒸鍍法,亦可為濕式成膜法。就成膜性優異之方面而言,較佳為藉由濕式成膜法而形成。電洞注入層3較佳為包含電洞輸送性化合物,更佳為包含電洞輸送性化合物與電子接受性化合物。進而較佳為於電洞注入層中包含陽離子自由基化合物,尤佳為包含陽離子自由基化合物與電洞輸送性化合物。
以下,對一般之電洞注入層之形成方法進行說明,於本發明之有機電致發光元件中,電洞注入層較佳為使用本發明之有機電致發光元件用組成物並藉由濕式成膜法而形成。
<電洞輸送性化合物>
電洞注入層形成用組成物通常含有成為電洞注入層3之電洞輸
送性化合物。又,於濕式成膜法之情形時通常進而亦含有溶劑。電洞注入層形成用組成物較佳為電洞輸送性較高而可效率良好地輸送所注入之電洞。因此,較佳為電洞移動度較大且於製造時或使用時等難以產生成為陷阱之雜質。又,較佳為穩定性優異、游離電位較小、對可見光之透明性較高。尤其是於電洞注入層接觸發光層之情形時,較佳為不會使來自發光層之發光消光者或不會與發光層形成激發複合物而降低發光效率者。作為電洞輸送性化合物,就自陽極向電洞注入層之電荷注入障壁之觀點而言,較佳為具有4.5eV~6.0eV之游離電位的化合物。作為電洞輸送性化合物之例,可列舉:芳香族胺系化合物、酞菁系化合物、卟啉系化合物、寡聚噻吩系化合物、聚噻吩系化合物、苄基苯基系化合物、經由茀基連結有三級胺之化合物、腙系化合物、矽氮烷系化合物、喹吖酮系化合物等。
上述例示化合物之中,就非晶質性及可見光穿透性之方面而言,較佳為芳香族胺化合物,尤佳為芳香族三級胺化合物。此處,所謂芳香族三級胺化合物,係具有芳香族三級胺構造之化合物,亦包括具有源自芳香族三級胺之基的化合物在內。芳香族三級胺化合物之種類並無特別限制,就藉由表面平滑化效果而易獲得均勻之發光的方面而言,較佳為使用重量平均分子量為1000以上,且1000000以下之高分子化合物(重複單位相連之聚合型化合物)。作為芳香族三級胺高分子化合物之較佳例,可列舉具有下述式(6)所表示之重複單位的高分子化合物等。
[化14]
(式(6)中,Ar11及Ar12各自獨立表示可具有取代基之芳香族烴基或可具有取代基之芳香族雜環基。Ar13~Ar15各自獨立表示可具有取代基之芳香族烴基或可具有取代基之芳香族雜環基。Y表示選自下述所示之連結基群中之連結基。又,Ar11~Ar15中之鍵結於同一N原子之兩個基亦可相互鍵結而形成環)
(上述各式中,Ar16~Ar26各自獨立表示可具有取代基之芳香族烴基或可具有取代基之芳香族雜環基。R8及R9各自獨立表示氫原子或任意之取代基)
作為Ar16~Ar26之芳香族烴基及芳香族雜環基,就高分子化合物之溶解性、耐熱性、電洞注入輸送性之方面而言,較佳為具有1個或2個自由價之苯環、萘環、菲環、噻吩環、吡啶環,更佳為具有1個或2個自由價之苯環、萘環。
作為具有式(6)所表示之重複單位的芳香族三級胺高分子化合物之具體例,可列舉國際公開第2005/089024號中記載者等。
由於藉由電洞輸送性化合物之氧化可提高電洞注入
層之導電率,故而電洞注入層3較佳為含有上述電子接受性化合物或上述陽離子自由基化合物。
摻聚苯乙烯磺酸之聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)(PEDOT/PSS,Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate))(Adv.Mater.,2000年,第12卷,第481頁)或苯胺綠鹽酸鹽(J.Phys.Chem.,1990年,第94卷,第7716頁)等源自高分子化合物之陽離子自由基化合物,亦可藉由氧化聚合(脫氫聚合)而生成。
此處所謂氧化聚合,係於酸性溶液中使用過氧二硫酸鹽等使單體化學性地或電化學性地氧化。於該氧化聚合(脫氫聚合)之情形時,藉由單體被氧化而使之高分子化,並且生成以源自酸性溶液之陰離子為相對陰離子之自高分子之重複單位去除一個電子所得的陽離子自由基。
<藉由濕式成膜法之電洞注入層之形成>
於藉由濕式成膜法形成電洞注入層3之情形時,通常藉由如下方式形成:將成為電洞注入層之材料與可溶之溶劑(電洞注入層用溶劑)進行混合而製備成膜用之組成物(電洞注入層形成用組成物),將該電洞注入層形成用組成物塗佈於相當於電洞注入層之底層的層(通常為陽極)上而成膜,並使之乾燥。
電洞注入層形成用組成物中之電洞輸送性化合物之濃度,只要不會明顯損害本發明之效果則為任意,就膜厚之均勻性之方面而言,較佳為較低,又,另一方面,就電洞注入層難以產生缺陷之方面而言,較佳為較高。具體而言,較佳為0.01質量%以上,
更佳為0.1質量%以上,尤佳為0.5質量%以上,且,另一方面,較佳為70質量%以下,更佳為60質量%以下,尤佳為50質量%以下。作為溶劑,可列舉例如:醚系溶劑、酯系溶劑、芳香族烴系溶劑、醯胺系溶劑等。
作為醚系溶劑,可列舉例如:乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇-1-單甲醚乙酸酯(PGMEA)等脂肪族醚及1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、大茴香醚、苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基大茴香醚、2,4-二甲基大茴香醚等芳香族醚等。
作為酯系溶劑,可列舉例如:乙酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯等。
作為芳香族烴系溶劑,可列舉例如:甲苯、二甲苯、環己基苯、3-異丙基聯苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,4-二異丙基苯、甲基萘等。作為醯胺系溶劑,可列舉例如:N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等。除該等以外,亦可使用二甲基亞碸等。
電洞注入層3之藉由濕式成膜法之形成通常係藉由如下方式進行:製備電洞注入層形成用組成物後,將其塗佈於相當於電洞注入層3之底層的層(通常為陽極2)上而成膜,並使之乾燥。電洞注入層3通常於成膜後,藉由加熱或減壓乾燥等而使塗佈膜乾燥。
<藉由真空蒸鍍法之電洞注入層之形成>
於藉由真空蒸鍍法形成電洞注入層3之情形時,通常將1種或
2種以上之電洞注入層3之構成材料(上述電洞輸送性化合物、電子接受性化合物等)放入設置於真空容器內之坩堝(於使用2種以上之材料之情形時,通常將各材料放入各自之坩堝),利用真空泵將真空容器內排氣至10-4Pa左右後,加熱坩堝(於使用2種以上之材料之情形時,通常加熱各坩堝),一邊對坩堝內之材料之蒸發量進行控制,一邊使之蒸發(於使用2種以上之材料之情形時,通常一邊各自獨立地控制蒸發量,一邊使之蒸發),而於與坩堝對向放置之基板上之陽極上形成電洞注入層。再者,於使用2種以上之材料之情形時,亦可將該等之混合物放入坩堝,進行加熱,使之蒸發而形成電洞注入層。
蒸鍍時之真空度,只要不會明顯損害本發明之效果則並無限定,通常為0.1×10-6Torr(0.13×10-4Pa)以上,且9.0×10-6Torr(12.0×10-4Pa)以下。蒸鍍速度,只要不會明顯損害本發明之效果則並無限定,通常為0.1Å/秒以上,且5.0Å/秒以下。蒸鍍時之成膜溫度,只要不會明顯損害本發明之效果則並無限定,較佳為於10℃以上,且50℃以下進行。再者,電洞注入層3亦可與後述電洞輸送層4同樣地使之交聯。
{電洞輸送層}
電洞輸送層4係擔負自陽極2側至發光層5側輸送電洞之功能的層。電洞輸送層4於本發明之有機電致發光元件中並非必需之層,但就強化自陽極2至發光層5輸送電洞之功能之方面而言,較佳為形成該層。於形成電洞輸送層4之情形時,通常將電洞輸送層4形成於陽極2與發光層5之間。又,於存在上述電洞注入層3之
情形時,將其形成於電洞注入層3與發光層5之間。電洞輸送層4之膜厚通常為5nm以上,較佳為10nm以上,且,另一方面,通常為300nm以下,較佳為100nm以下。電洞輸送層4之形成方法可為真空蒸鍍法,亦可為濕式成膜法。就成膜性優異之方面而言,較佳為藉由濕式成膜法而形成。
以下,對一般之電洞輸送層之形成方法進行說明,於本發明之有機電致發光元件中,電洞輸送層較佳為使用本發明之有機電致發光元件用組成物並藉由濕式成膜法而形成。
電洞輸送層4通常含有電洞輸送性化合物。作為電洞輸送層4所含之電洞輸送性化合物,尤其可列舉:以4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺基]聯苯為代表之包含2個以上之三級胺且於氮原子上取代有2個以上縮合芳香族環的芳香族二胺(日本專利特開平5-234681號公報)、4,4',4"-三(1-萘基苯胺基)三苯胺等具有星射構造之芳香族胺化合物(J.Lumin.,第72-74卷,第985頁,1997年)、由三苯胺之四聚物所構成的芳香族胺化合物(Chem.Commun.,第2175頁,1996年)、2,2',7,7'-四-(二苯胺基)-9,9'-螺二茀等螺化合物(Synth.Metals,第91卷,第209頁,1997年)、4,4'-N,N'-二咔唑聯苯等咔唑衍生物等。又,亦可較佳地使用例如聚乙烯咔唑、聚乙烯三苯胺(日本專利特開平7-53953號公報)、含有四苯基聯苯胺之聚伸芳基醚碸(Polym.Adv.Tech.,第7卷,第33頁,1996年)等。
<藉由濕式成膜法之電洞輸送層之形成>
於利用濕式成膜法形成電洞輸送層之情形時,通常以與上述利用濕式成膜法形成電洞注入層之情形相同之方式,使用電洞輸送層
形成用組成物代替電洞注入層形成用組成物而形成。於利用濕式成膜法形成電洞輸送層之情形時,通常電洞輸送層形成用組成物進而含有溶劑。電洞輸送層形成用組成物所使用之溶劑,可使用與上述電洞注入層形成用組成物中使用之溶劑相同之溶劑。電洞輸送層形成用組成物中之電洞輸送性化合物之濃度,可設為與電洞注入層形成用組成物中之電洞輸送性化合物之濃度相同之範圍。藉由電洞輸送層之濕式成膜法之形成可以與上述電洞注入層成膜法相同之方式進行。
<藉由真空蒸鍍法之電洞輸送層之形成>
關於利用真空蒸鍍法形成電洞輸送層之情形,亦通常以與上述利用真空蒸鍍法形成電洞注入層之情形相同之方式,可使用電洞輸送層形成用組成物代替電洞注入層形成用組成物而形成。蒸鍍時之真空度、蒸鍍速度及溫度等成膜條件等,可於與上述電洞注入層之真空蒸鍍時相同之條件下進行成膜。
{發光層}
發光層5係擔負於一對電極間被施加電場時藉由自陽極2所注入之電洞與自陰極9所注入之電子再結合而獲得激發而發光的功能之層。發光層5係形成於陽極2與陰極9之間之層,於陽極上有電洞注入層之情形時,發光層係形成於電洞注入層與陰極之間,於陽極上有電洞輸送層之情形時,發光層係形成於電洞輸送層與陰極之間。發光層5之膜厚,只要不會明顯損害本發明之效果則為任意,就膜難以產生缺陷之方面而言,較佳為較厚,又,另一方面,就易
獲取低驅動電壓之方面而言,較佳為較薄。因此,較佳為3nm以上,更佳為5nm以上,且,另一方面,通常較佳為200nm以下,更佳為100nm以下。發光層5至少含有具有發光性質之材料(發光材料),並且較佳為含有具有電荷輸送性之材料(電荷輸送性材料)。
<發光材料>
發光材料,只要於所需之發光波長下發光,且無損本發明之效果,則並無特別限制,可應用公知之發光材料。發光材料可為螢光發光材料,亦可為磷光發光材料,較佳為發光效率良好之材料,就內部量子效率之觀點而言,較佳為磷光發光材料。作為螢光發光材料,可列舉例如以下之材料。作為提供藍色發光之螢光發光材料(藍色螢光發光材料),可列舉例如:萘、苝、芘、蒽、香豆素、、對-雙(2-苯基乙烯基)苯及該等之衍生物等。作為提供綠色發光之螢光發光材料(綠色螢光發光材料),可列舉例如:喹吖酮衍生物、香豆素衍生物、Al(C9H6NO)3等鋁錯合物等。作為提供黃色發光之螢光發光材料(黃色螢光發光材料),可列舉例如:紅螢烯、呸啶酮衍生物等。作為提供紅色發光之螢光發光材料(紅色螢光發光材料),可列舉例如:4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(對二甲基胺基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM,4-(dicyanomethylene)-2-mathyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)系化合物、苯并吡喃衍生物、若丹明衍生物、苯并硫衍生物、氮雜苯并硫等。
又,作為磷光發光材料,可列舉例如包含選自長週期型週期表之第7~11族中之金屬的有機金屬錯合物等。作為選自週期表之第7~11族中之金屬,可列舉較佳為:釕、銠、鈀、銀、錸、
鋨、銥、鉑、金等。
作為有機金屬錯合物之配位基,較佳為(雜)芳基吡啶配位基、(雜)芳基吡唑配位基等(雜)芳基與吡啶、吡唑、啡啉等連結而成之配位基,尤佳為苯基吡啶配位基、苯基吡唑配位基。此處,所謂(雜)芳基,表示芳基或雜芳基。
作為較佳之磷光發光材料,具體而言,可列舉例如:三(2-苯基吡啶)銥、三(2-苯基吡啶)釕、三(2-苯基吡啶)鈀、雙(2-苯基吡啶)鉑、三(2-苯基吡啶)鋨、三(2-苯基吡啶)錸等苯基吡啶錯合物及八乙基鉑卟啉、八苯基鉑卟啉、八乙基鈀卟啉、八苯基鈀卟啉等卟啉錯合物等。
作為高分子系之發光材料,可列舉:聚(9,9-二辛基茀-2,7-二基)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共聚-(4,4'-(N-(4-第二丁基苯基))二苯胺)]、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共聚-(1,4-苯并-2{2,1',-3}-三唑)]等聚茀系材料,聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙炔]等聚苯乙炔系材料。
<電荷輸送性材料>
電荷輸送性材料係具有正電荷(電洞)或負電荷(電子)輸送性之材料,只要無損本發明之效果,則並無特別限制,可應用公知之發光材料。電荷輸送性材料可使用習知有機電致發光元件之發光層所使用之化合物等,尤佳為用作發光層之主體材料的化合物。作為電荷輸送性材料,具體而言,除可列舉芳香族胺系化合物、酞菁系化合物、卟啉系化合物、寡聚噻吩系化合物、聚噻吩系化合物、苄基苯基系化合物、經由茀基連結有三級胺之化合物、腙系化合物、矽
氮烷系化合物、矽烷胺系化合物、磷胺系化合物、喹吖酮系化合物等作為電洞注入層之電洞輸送性化合物所例示的化合物等以外,亦可列舉:蒽系化合物、芘系化合物、咔唑系化合物、吡啶系化合物、啡啉系化合物、二唑系化合物、矽雜環戊二烯系化合物等電子輸送性化合物等。
又,例如亦可較佳地使用以4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺基]聯苯為代表之包含2個以上之三級胺且於氮原子上取代有2個以上縮合芳香族環的芳香族二胺(日本專利特開平5-234681號公報)、4,4',4"-三(1-萘基苯胺基)三苯胺等具有星射構造之芳香族胺化合物(J.Lumin.,第72-74卷,第985頁,1997年)、由三苯胺所構成之四聚物的芳香族胺系化合物(Chem.Commun.,第2175頁,1996年)、2,2',7,7'-四-(二苯胺基)-9,9'-螺二茀等螺系化合物(Synth.Metals,第91卷,第209頁,1997年)、4,4'-N,N'-二咔唑聯苯等咔唑系化合物等作為電洞輸送層之電洞輸送性化合物所例示的化合物等。又,另外亦可列舉:2-(4-聯苯基)-5-(對第三丁基苯基)-1,3,4-二唑(tBu-PBD)、2,5-雙(1-萘基)-1,3,4-二唑(BND)等二唑系化合物,2,5-雙(6'-(2',2"-聯吡啶))-1,1-二甲基-3,4-二苯基矽雜環戊二烯(PyPySPyPy)等矽雜環戊二烯系化合物,4,7-二苯基-1,10-啡啉(BPhen)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(BCP,bathocuproin)等啡啉系化合物等。
<藉由濕式成膜法之發光層之形成>
發光層之形成方法可為真空蒸鍍法,亦可為濕式成膜法,就成膜性優異之方面而言,較佳為濕式成膜法,更佳為旋轉塗佈法及噴
墨法。尤其是若使用本發明之有機電致發光元件用組成物形成成為發光層之底層的電洞注入層或電洞輸送層,則容易藉由濕式成膜法進行積層化,因此較佳為採用濕式成膜法。於藉由濕式成膜法形成發光層之情形時,通常以與上述利用濕式成膜法形成電洞注入層之情形相同之方式,使用將成為發光層之材料與可溶之溶劑(發光層用溶劑)進行混合所製備的發光層形成用組成物代替電洞注入層形成用組成物而形成。作為溶劑,除可列舉例如針對電洞注入層之形成所列舉的醚系溶劑、酯系溶劑、芳香族烴系溶劑、醯胺系溶劑以外,亦可列舉:烷烴系溶劑、鹵化芳香族烴系溶劑、脂肪族醇系溶劑、脂環族醇系溶劑、脂肪族酮系溶劑及脂環族酮系溶劑等。以下列舉溶劑之具體例,但只要無損本發明之效果,則並不限定於該等。
可列舉例如:乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇-1-單甲醚乙酸酯(PGMEA)等脂肪族醚系溶劑;1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、大茴香醚、苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基大茴香醚、2,4-二甲基大茴香醚、二苯醚等芳香族醚系溶劑;乙酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯系溶劑;甲苯、二甲苯、均三甲苯、環己基苯、四氫萘、3-異丙基聯苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,4-二異丙基苯、甲基萘等芳香族烴系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺系溶劑;正癸烷、環己烷、乙基環己烷、十氫萘、雙環己烷等烷烴系溶劑;氯苯、二氯苯、三氯苯等鹵化芳香族烴系溶劑;丁醇、己醇等脂肪族醇系溶劑;環己醇、環辛醇等脂環族醇系溶劑;甲基乙基酮、二丁基酮等脂肪族酮系溶劑;環己酮、環辛酮、小茴香酮等脂環族酮系溶劑等。該等之中,尤佳為烷
烴系溶劑及芳香族烴系溶劑。
{電洞阻擋層}
亦可於發光層5與後述電子注入層8之間設置電洞阻擋層6。電洞阻擋層6係以與發光層5之陰極9側之界面接觸的方式積層於發光層5上之層。該電洞阻擋層6具有阻止自陽極2移動來之電洞到達陰極9的作用、與將自陰極9所注入之電子效率良好地向發光層5之方向輸送的作用。作為對構成電洞阻擋層6之材料要求的物性,可列舉:電子移動度較高且電洞移動度較低、能隙(HOMO、LUMO之差)較大、激發三重態能階(T1)較高。作為滿足此種條件之電洞阻擋層之材料,可列舉例如:雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(三苯基矽烷醇)鋁等混合配位基錯合物,雙(2-甲基-8-羥基喹啉)鋁-μ-側氧基-雙-(2-甲基-8-羥基喹啉)鋁雙核金屬錯合物等金屬錯合物,二苯乙烯基聯苯衍生物等苯乙烯化合物(日本專利特開平11-242996號公報),3-(4-聯苯基)-4-苯基-5(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑等三唑衍生物(日本專利特開平7-41759號公報),2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-啡啉等啡啉衍生物(日本專利特開平10-79297號公報)等。另外,國際公開第2005/022962號中記載之具有至少1個2、4、6位經取代之吡啶環的化合物亦為較佳之電洞阻擋層材料。
電洞阻擋層6之形成方法並無限制。因此,可利用濕式成膜法、蒸鍍法或其他方法形成。電洞阻擋層6之膜厚,只要不會明顯損害本發明之效果則為任意,通常為0.3nm以上,較佳為0.5nm以上,且通常為100nm以下,較佳為50nm以下。
{電子輸送層}
電子輸送層7係設置於發光層5與電子注入層8之間以進一步提高元件之電流效率為目的。電子輸送層7係由可於被施加電場之電極間將自陰極9所注入之電子效率良好地輸送至發光層5之方向的化合物所形成。作為電子輸送層7所使用之電子輸送性化合物,需為自陰極9或電子注入層8之電子注入效率較高、且具有較高之電子移動度、可效率良好地輸送所注入之電子的化合物。作為電子輸送層所使用之電子輸送性化合物,具體而言,可列舉例如:8-羥基喹啉之鋁錯合物等金屬錯合物(日本專利特開昭59-194393號公報)、10-羥基苯并[h]喹啉之金屬錯合物、二唑衍生物、二苯乙烯基聯苯衍生物、矽雜環戊二烯衍生物、3-羥基黃酮金屬錯合物、5-羥基黃酮金屬錯合物、苯并唑金屬錯合物、苯并噻唑金屬錯合物、三苯并咪唑基苯(美國專利第5645948號公報)、喹啉化合物(日本專利特開平6-207169號公報)、啡啉衍生物(日本專利特開平5-331459號公報)、2-第三丁基-9,10-N,N'-二氰基蒽醌二亞胺、n型氫化非晶質碳化矽、n型硫化鋅、n型硒化鋅等。電子輸送層7之膜厚通常為1nm以上,較佳為5nm以上,且通常為300nm以下,較佳為100nm以下。電子輸送層7可藉由以與上述相同之方式利用濕式成膜法或真空蒸鍍法積層於電洞阻擋層6上而形成。通常採用真空蒸鍍法。
{電子注入層}
電子注入層8發揮將自陰極9所注入之電子效率良好地向電子
輸送層7或發光層5注入之作用。為了效率良好地進行電子注入,形成電子注入層8之材料較佳為工作函數較低之金屬。作為例,可使用鈉或銫等鹼金屬、鋇或鈣等鹼土類金屬等。其膜厚通常較佳為0.1nm以上,且5nm以下。進而,於以4,7-二苯基-1,10-啡啉等含氮雜環化合物或8-羥基喹啉之鋁錯合物等金屬錯合物為代表之有機電子輸送材料中摻雜鈉、鉀、銫、鋰、銣等鹼金屬(日本專利特開平10-270171號公報、日本專利特開2002-100478號公報、日本專利特開2002-100482號公報等中記載),亦使電子注入‧輸送性提高,同時可實現優異之膜質,因此較佳。電子注入層8之膜厚為通常5nm以上、較佳為10nm以上,且通常200nm以下、較佳為100nm以下之範圍。電子注入層8係藉由利用濕式成膜法或真空蒸鍍法積層於發光層5或者其上之電洞阻擋層6或電子輸送層7上而形成。有關濕式成膜法之情形之詳細情況與上述發光層之情形相同。
{陰極}
陰極9發揮向發光層5側之層(電子注入層或發光層等)注入電子之作用。作為陰極9之材料,可採用上述陽極2所使用之材料,就效率良好地進行電子注入之方面而言,較佳為使用工作函數較低之金屬,例如可使用錫、鎂、銦、鈣、鋁、銀等金屬或該等之合金等。作為具體例,可列舉例如:鎂-銀合金、鎂-銦合金、鋁-鋰合金等低工作函數之合金電極等。就元件之穩定性之方面而言,較佳為於陰極上積層工作函數較高,且對大氣穩定之金屬層,以保護由低工作函數之金屬所構成之陰極。作為所積層之金屬,可列舉例如:
鋁、銀、銅、鎳、鉻、金、鉑等金屬。陰極之膜厚通常與陽極相同。
{其他層}
本發明之有機電致發光元件只要不會明顯損害本發明之效果,則亦可進而具有其他層。即,亦可於陽極與陰極之間具有上述以外之任意之層。
{其他元件構成}
本發明之有機電致發光元件亦可為與上述說明相反之構造,即,亦可於基板上依序積層陰極、電子注入層、電子輸送層、電洞阻擋層、發光層、電洞輸送層、電洞注入層、陽極。於將本發明之有機電致發光元件應用於有機電致發光裝置之情形時,可以單一有機電致發光元件之形式使用,亦可設為將數個有機電致發光元件配置成陣列狀之構成而使用,亦可設為將陽極與陰極配置成X-Y矩陣狀之構成而使用。
[有機EL顯示裝置]
本發明之有機電致發光元件顯示裝置(有機EL顯示裝置)係使用有上述本發明之有機電致發光元件者。關於本發明之有機EL顯示裝置之型式或構造,並無特別限制,可使用本發明之有機電致發光元件並依據常規方法進行組裝。例如可利用如「有機EL顯示器」(Ohmsha公司,2004年8月20日發行,時任靜士、安達千波矢、村田英幸著)中所記載之方法形成本發明之有機EL顯示裝置。
[有機EL照明]
本發明之有機電致發光元件照明(有機EL照明)係使用有上述本發明之有機電致發光元件者。關於本發明之有機EL照明之型式或構造,並無特別限制,可使用本發明之有機電致發光元件並依據常規方法進行組裝。
[實施例]
以下,揭示實施例而更具體地說明本發明。然而,本發明並不限定於以下之實施例,本發明只要未脫離其主旨,則可任意地變更而實施。
<單體之合成>
添加化合物1(10.0g,28.61mmo1)、溴苯(4.27g,27.18mmol)及第三丁氧基鈉(7.4g,77.25mmol)、甲苯(150ml),對系統內進行氮氣置換,加熱至60℃(溶液A)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.089g,0.086mmol)之甲苯15ml溶液中添加1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵(0.19g,0.344mmol),加熱至60℃(溶液B)。於氮氣流中,於溶液A中添加溶液B,進行3.0小時之加熱回流。放置冷卻至室溫後,於反應液中添加乙酸乙酯(300ml)及食鹽水(100ml)並攪拌後,進行分液,利用乙酸乙酯(100ml×2次)萃取水層,合併有機層,利用硫酸鎂加以乾燥後,進行濃縮。進而,利用矽膠管柱層析法(正己烷/二氯甲烷=3/1)進行精製,藉此獲得淡黃色油狀之
化合物2(10.4g)。
於化合物2(10.4g,24.43mmol)中添加N,N-二甲基甲醯胺(200ml)及二氯甲烷(200ml),於冰浴中冷卻。於其中滴加N-溴琥珀醯亞胺(4.35g,24.43mmol)之N,N-二甲基甲醯胺(50ml)及二氯甲烷(50ml)溶液,一邊攪拌一邊歷時3小時升溫至室溫。於反應液中添加水,利用二氯甲烷進行萃取。濃縮有機層,利用管柱層析法(展開液:己烷/二氯甲烷=3/1)進行精製,藉此獲得淡黃色油狀之化合物3(10.8g)。
於燒杯中添加化合物3(15.95g,31.61mmol)、4,4'-聯苯基二硼酸(3.9g,16.13mmol)、碳酸鉀(10.9g,79.03mmol)及甲苯(120ml)、乙醇(60ml)、水(40ml),充分地對系統內進行氮氣置換,加熱至80℃。添加四(三苯基膦)鈀(1.8g,1.58mmol),於80℃下攪拌4小時。於反應液中添加水,利用甲苯進行萃取。濃縮有機層,利用管柱層析法(展開液:己烷/甲苯=2/1)進行精製。繼而,
再次利用管柱層析法(展開液:四氫呋喃(THF,tetrahydrofuran)/乙腈=1/2)進行精製。獲得化合物4(8.5g,產率52.6%)。化合物4之高效液相層析(HPLC,high performance liquid chromatography)純度為99.7面積%。
將4-(3-胺基苯基)苯并環丁烯(8.77g,45mmol)及N-甲基吡咯啶酮(60ml)進行混合,冷卻至-5℃。添加濃鹽酸(8.59ml,99mmol)、脫鹽水(30ml),攪拌30分鐘。繼而,於5℃以下添加已冷卻至-5℃之亞硝酸鈉(3.20g,46.35mmol)水溶液(30ml),攪拌30分鐘,製成重氮鹽溶液。於已加熱至60℃之碘化鉀(2263g,136.35mmol)水溶液(400ml)中滴加上述重氮鹽溶液,攪拌2小時。於反應液中添加二氯甲烷進行萃取,進行水洗並利用硫代硫酸鈉溶液進行清洗後,添加硫酸鎂,攪拌後進行過濾,濃縮濾液。利用矽膠管柱層析法(展開溶劑:正己烷)進行精製,獲得4-(3-碘基苯基)苯并環丁烯(7.8g,產率56.6%)。
[化20]
於氮氣流下,於燒杯中添加二甲基亞碸(100ml)、4-(3-碘基苯基)苯并環丁烯(5.00g,16.3mmol)、雙(頻那醇酯)二硼(5.39g,21.2mmol)、乙酸鉀(4.00g,40.8mmol),於60℃下攪拌30分鐘。繼而,添加1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵-二氯化鈀(II)-二氯甲烷[PdCl2(dppf)CH2Cl2](0.33g,0.41mmol),於85℃下加熱攪拌8小時。於反應液中添加甲苯,進行水洗,添加硫酸鎂,攪拌後進行過濾。於濾液中添加活性白土,攪拌後進行過濾。濃縮濾液,獲得無色固體之化合物6(4.71g,產率94.2%)。
於氮氣流下,於燒杯中添加甲苯(100ml)、乙醇(50ml)、化合物6(4.00g,13.1mmol)、1,3,5-三溴苯(4.11g,13.1mmol)、2M之碳酸鈉水溶液(50ml),於60℃下加熱攪拌30分鐘。繼而,添加四(三苯基膦)鈀(0.30g,0.26mmol),進行2小時之回流。於反應液中添加水,利用甲苯進行萃取,添加硫酸鎂及活性白土,攪
拌後進行過濾,濃縮濾液。利用矽膠管柱層析法(展開溶劑:正己烷/甲苯=5/1)進行精製,獲得無色油狀之化合物7(3.89g,產率71.9%)。
於氮氣流下,添加二甲基亞碸(300ml)、4,4"-二溴-對聯三苯3.0g(7.73mmol)、雙(頻那醇酯)二硼4.71g(18.55mmol)、乙酸鉀4.55g(46.38mmol),對系統內進行氮氣置換,於60℃下攪拌30分鐘。繼而,添加1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵-二氯化鈀(II)-二氯甲烷加成物0.32g(0.387mmol),於83℃下反應4小時。對反應液進行減壓過濾,於濾液中添加水,利用甲苯進行萃取。於有機層中添加無水硫酸鎂、活性白土,攪拌後進行減壓過濾,濃縮濾液。利用甲醇對所析出之固體進行懸浮清洗,獲得無色固體之化合物7(產量2.8g,產率75%)。
[化23]
添加化合物3(4.95g,9.95mmol)、化合物7(2.36g,4.97mmol)、碳酸鉀(5.53g,40.0mmol)及甲苯(60ml)、乙醇(20ml)、水(20ml),充分地對系統內進行氮氣置換,加熱至60℃。添加四(三苯基膦)鈀(0.29g,0.25mmol),於80℃下攪拌4小時。於反應液中添加水,利用甲苯進行萃取。濃縮有機層,利用管柱層析法(展開液:己烷/二氯甲烷=2/1)進行精製,獲得化合物8(2.77g,產率51.7%)。
<聚合體1之合成>
[化24]
添加化合物4(2.0g,1.997mmol)、化合物6(0.095g,0.2296mmol)及第三丁氧基鈉(1.48g,15.38mmol)、甲苯(30ml),對系統內進行氮氣置換,加熱至60℃(溶液A)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.042g,0.0399mmol)之甲苯溶液(5ml)中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.085g,0.3195mmol),加熱至60℃(溶液B)。於氮氣流中,於溶液A中添加溶液B,進行1.0小時之加熱回流。繼而,添加4,4'-二溴聯苯(0.52g,1.667mmol)。進行1.0小時之加熱回流後,追加4,4'-二溴聯苯(0.025g,0.08mmol)。30分鐘後,將反應液放置冷卻,將反應液滴加至乙醇500ml中,使粗聚物晶化。使所獲得之粗聚物溶解於甲苯(90ml)中,添加N,N-二苯胺(0.068g,0.403mmol)、第三丁氧基鈉(0.74g,7.7mmol),對系統內進行氮氣置換,加熱至60℃(溶液C)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.021g,0.0203mmol)之甲苯溶液(3ml)中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.043g,0.1598mmol),加熱至60℃(溶液D)。於氮氣流中,於溶液C中添加溶液D,進行3小時之加熱回流。於該反應液中添加溴苯(0.35g,0.2229mmol)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.021g,0.0203mmol)
之甲苯溶液(3ml)中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.043g,0.1598mmol),加熱至60℃(溶液E)。於氮氣流中,於反應液中添加溶液E,進行3小時之加熱回流。將反應液放置冷卻,滴加至乙醇/水(1500ml/100ml)溶液中,而獲得經封端之粗聚物。使該經封端之粗聚物溶解於甲苯中,利用丙酮使之再沈澱,使所析出之聚合物再次溶解於甲苯中,利用稀鹽酸進行清洗,利用含氨乙醇使之再沈澱。利用管柱層析法對過濾分離之聚合物進行精製,獲得聚合體1(1.0g)。
重量平均分子量(Mw)=47100
數量平均分子量(Mn)=33400
分散度(Mw/Mn)=1.41
<聚合體2之合成>
添加化合物8(2.155g,2.00mmol)、化合物6(0.095g,0.23mmol)及第三丁氧基鈉(1.48g,15.4mmol)、甲苯(35ml),對
系統內進行氮氣置換,加熱至60℃(溶液A)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.041g,0.041mmol)之甲苯溶液(5ml)中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.085g,0.32mmol),加熱至60℃(溶液B)。於氮氣流中,於溶液A中添加溶液B,進行1.0小時之加熱回流。繼而,添加4,4'-二溴聯苯(0.493g,1.58mmol)。進行1.0小時之加熱回流後,將反應液放置冷卻,將反應液滴加至乙醇500ml中,使粗聚物晶化。使所獲得之粗聚物溶解於甲苯(150ml)中,添加N,N-二苯胺(0.068g,0.040mmol)、第三丁氧基鈉(0.74g,7.7mmol),對系統內進行氮氣置換,加熱至60℃(溶液C)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.021g,0.0203mmol)之甲苯溶液(3ml)中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.043g,0.16mmol),加熱至60℃(溶液D)。於氮氣流中,於溶液C中添加溶液D,進行3小時之加熱回流。於該反應液中添加溴苯(0.35g,0.223mmol)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.021g,0.0203mmol)之甲苯溶液(3ml)中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.043g,0.1598mmol),加熱至60℃(溶液E)。於氮氣流中,於反應液中添加溶液E,進行3小時之加熱回流。將反應液放置冷卻,滴加至乙醇/水(1500ml/100ml)溶液中,而獲得經封端之粗聚物。使該經封端之粗聚物溶解於甲苯中,利用丙酮使之再沈澱,使所析出之聚合物再次溶解於甲苯中,利用稀鹽酸進行清洗,利用含氨乙醇使之再沈澱。利用管柱層析法對過濾分離之聚合物進行精製,獲得聚合體2(1.2g)。
重量平均分子量(Mw)=110000
數量平均分子量(Mn)=48200
分散度(Mw/Mn)=2.28
<聚合體3之合成>
添加化合物4(9.0g,8.99mmol)、化合物9(0.911g,1.36mmol)及第三丁氧基鈉(6.66g,69.3mmol)、甲苯(187ml),充分地對系統內進行氮氣置換,加熱至60℃(溶液A)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.186g,1.8mmol)之甲苯31ml溶液中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.382g,1.4mmol),加熱至60℃(溶液B)。於氮氣流中,於溶液A中添加溶液B,進行1.0小時之加熱回流反應。繼而,添加4,4"-二溴-對聯三苯(2.546g,6.56mmol)。進行1.0小時之加熱回流。將反應液放置冷卻,添加甲苯(125ml),將反應液滴加至乙醇1250ml中,使粗聚物晶化。使所獲得之粗聚物溶解於甲苯224ml中,添加N,N-二苯胺(0.573g,3.4mmol)、第三丁氧基鈉(3.125g,32.5mmol),充分地對系統內進行氮氣置換,加熱至60℃(溶液C)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物
(0.088g,0.1mmol)之甲苯12.5ml溶液中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.18g,0.7mmol),加熱至60℃(溶液D)。於氮氣流中,於溶液C中添加溶液D,進行3小時之加熱回流反應。於該反應液中添加溴苯(2.659g,16.9mmol)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.088g,0.1mmol)之甲苯12.5ml溶液中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.18g,0.7mmol),加熱至60℃(溶液E)。於氮氣流中,於反應液中添加溶液E,進行3小時之加熱回流反應。將反應液放置冷卻,滴加至乙醇/水(1120ml/108ml)溶液中,獲得經封端之粗聚物。使該經封端之粗聚物溶解於甲苯中,利用丙酮使之再沈澱,使所析出之聚合物再次溶解於甲苯中,利用稀鹽酸進行清洗,利用含氨乙醇使之再沈澱。利用管柱層析法對過濾分離之聚合物進行精製,獲得聚合體3(4.3g)。
重量平均分子量(Mw)=35900
數量平均分子量(Mn)=27600
分散度(Mw/Mn)=1.30
<聚合體4之合成>
添加化合物4(5.0g,4.99mmol)、化合物6(0.313g,0.756mmol)及第三丁氧基鈉(3.699g,38.5mmol)、甲苯(104ml),充分地對系統內進行氮氣置換,加熱至60℃(溶液A)。於三(二亞苄基丙酮)二鈀-氯仿錯合物(0.103g,0.1mmol)之甲苯17ml溶液中添加[4-(N,N-二甲基胺基)苯基]二-第三丁基膦(0.212g,0.8mmol),加熱至60℃(溶液B)。於氮氣流中,於溶液A中添加溶液B,進行1.0小時之加熱回流反應。繼而,添加化合物10(2.053g,3.74mmol)。進行1.0小時之加熱回流。添加N,N-二苯胺(0.338g,2.0mmol),進行1小時之加熱回流反應。於該反應液中添加溴苯(1.568g,10mmol)。進行2小時之加熱回流反應。將反應液放置冷卻,滴加至乙醇/水(342ml/100ml)溶液中,獲得經封端之粗聚物。使該經封端之粗聚物溶解於甲苯中,利用丙酮使之再沈澱,使所析出之聚合物再次溶解於甲苯中,利用稀鹽酸進行清洗,利用含氨乙醇使之再沈澱。利用管柱層析法對過濾分離之聚合物進行精製,獲得聚合體4(2.1g)。
重量平均分子量(Mw)=38800
數量平均分子量(Mn)=29800
分散度(Mw/Mn)=1.30
<有機電致發光元件之製作>
(實施例1)
製作圖1所示之有機電致發光元件。對於在玻璃基板1上藉由濺鍍成膜而堆積有銦-錫氧化物(ITO)透明導電膜者,採用通常之光微影技術與鹽酸蝕刻形成2mm寬之條紋圖案而形成膜厚70nm之
陽極2。對形成有圖案之ITO板以藉由界面活性劑水溶液之超音波清洗、藉由超純水之水洗、藉由超純水之超音波清洗、藉由超純水之水洗的順序依序進行清洗後,利用壓縮空氣使之乾燥,最後進行紫外線臭氧清洗。繼而,製備含有下述構造式(P1)所表示之芳基胺聚合物、構造式(A1)所表示之四(五氟苯基)硼酸4-異丙基-4'-甲基二苯基錪及苯甲酸乙酯的電洞注入層形成用塗佈液。於下述條件下藉由旋轉塗佈使該塗佈液於陽極2上成膜,獲得膜厚31nm之電洞注入層。
<電洞注入層形成用塗佈液>
<電洞注入層3之成膜條件>
繼而,製備含有具有下述所示之構造式之聚合體1(P2)的電洞輸送層形成用塗佈液,於下述條件下藉由旋轉塗佈於電洞注入層3上成膜,進行加熱,而形成膜厚20nm之電洞輸送層。
<電洞輸送層形成用塗佈液>
<電洞輸送層4之成膜條件>
繼而,製備含有以下之構造式所表示之化合物(H1)、(H2)及(D1)的發光層形成用塗佈液,於下述條件下藉由旋轉塗佈進行成膜並加熱,藉此於電洞輸送層4上形成膜厚50nm之發光層。
[化30]
<發光層形成用塗佈液>
<發光層5之成膜條件>
此處,將成膜至發光層之基板移入真空蒸鍍裝置內,進行排氣直至裝置內之真空度成為2.0×10-4Pa以下後,利用真空蒸鍍法並將蒸鍍速度控制於0.9~1.0Å/秒之範圍,使具有下述所示之構造之有機化合物(E1)積層於發光層5上,獲得膜厚10nm之電洞阻擋層6。
繼而,利用真空蒸鍍法並將蒸鍍速度控制於0.9~1.9Å/秒之範圍,使具有下述所示之構造之有機化合物(E2)積層於電洞阻擋層6上,獲得膜厚20nm之電子輸送層7。
此處,將蒸鍍至電子輸送層7之元件移入另一真空蒸鍍裝置內,使作為陰極蒸鍍用遮罩之2mm寬之條紋狀蔽蔭遮罩以與陽極2之ITO條紋正交之方式密接於元件,進行排氣直至裝置內之真空度成為3.1×10-4Pa以下。作為電子注入層8,首先使用鉬舟並將蒸鍍速度控制為0.1Å/秒,將氟化鋰(LiF)以0.5nm之膜厚成膜於電子輸送層7上。繼而,作為陰極9,同樣地藉由鉬舟加熱鋁,將蒸鍍速度控制於1.1~8.8Å/秒之範圍,形成膜厚80nm之鋁層。於以上2層之蒸鍍時,將基板溫度保持於室溫。繼而,為了防止元件於保管中因大氣中之水分等而劣化,利用以下所記載之方法進行密封處理。於氮氣手套箱中,於23mm×23mm尺寸之玻璃板之外周部以約1mm之寬度塗佈光硬化性樹脂(ThreeBond Fine Chemical
股份有限公司製造之30Y-437),並於中央部設置吸水片(Dynic股份有限公司製造)。於其上以蒸鍍面與乾燥劑片相對向之方式貼合已結束陰極形成之基板。其後,僅對塗佈有光硬化性樹脂之區域照射紫外光而使樹脂硬化。以上述方式獲得具有2mm×2mm之尺寸之發光面積部分的有機電致發光元件。將該元件之特性示於表9。
(比較例1)
製備含有下述所示之構造式所表示之(P3)的電洞輸送層形成用塗佈液,於下述條件下藉由旋轉塗佈將電洞輸送層4成膜於電洞注入層3上,進行加熱而形成膜厚19nm之電洞輸送層,除此以外,以與實施例1相同之方式製作有機電致發光元件。將所獲得之元件之特性示於表9。
<電洞輸送層形成用塗佈液>
<電洞輸送層4之成膜條件>
由表9可知,使用本發明之聚合體的有機電致發光元件之電壓較低。
(實施例2)
製備含有下述所示之構造式所表示之聚合體2(P4)的電洞輸送層形成用塗佈液,於下述條件下藉由旋轉塗佈將電洞輸送層4成膜於電洞注入層3上,進行加熱而形成膜厚20nm之電洞輸送層。
<電洞輸送層形成用塗佈液>
<電洞輸送層4之成膜條件>
製備含有以下之構造式所表示之化合物(H3)及(D2)的發光層形成用塗佈液,藉由旋轉塗佈於下述條件下成膜發光層5,進行加熱,藉此於電洞輸送層4上形成膜厚41nm之發光層。除此以外,以與實施例1相同之方式製作有機電致發光元件。將所獲得之元件之特性示於表10。
<發光層形成用塗佈液>
<發光層5之成膜條件>
(比較例2)
將含有構造式(P3)之化合物的電洞輸送層形成用塗佈液以與比
較例1相同之方式使電洞輸送層4成膜,進行加熱而形成膜厚19nm之電洞輸送層,除此以外,以與實施例2相同之方式製作有機電致發光元件。將所獲得之元件之特性示於表10。
(比較例3)
製備含有下述所示之構造式所表示之(P5)的電洞輸送層形成用塗佈液,於下述條件下藉由旋轉塗佈將電洞輸送層4成膜於電洞注入層3上,進行加熱而形成膜厚20nm之電洞輸送層,除此以外,以與實施例2相同之方式製作有機電致發光元件。將所獲得之元件之特性示於表10。
<電洞輸送層形成用塗佈液>
<電洞輸送層4之成膜條件>
由表10可知,使用本發明之聚合體的有機電致發光元件之電壓較低,且為高效率。
<電洞移動度之測定>
(實施例3)
採用飛行時間(TOF,Time of Flight)法,以與日本專利特開2014-51667號公報所記載之方法相同之方式測定聚合體3(P6)之電洞移動度。
首先,對於在玻璃基板上堆積厚度70nm之ITO透明導電膜(ITO條紋)而成之基板(Geomatec公司製造),以藉由界面活性劑水溶液之超音波清洗、藉由超純水之水洗、藉由超純水之超音波清洗、藉由超純水之水洗的順序依序進行清洗後,利用壓縮空氣使之乾燥後,實施紫外線臭氧清洗。製作使(P6)以10質量%之濃度溶解於混合有甲苯與矽油(信越Silicones公司製造:KF-96)之溶劑
中而成的溶液,藉由旋轉塗佈法將其成膜於上述經清洗之基板上。再者,成膜均於氮氣環境中進行。以上述方式獲得膜厚2μm之目標聚合物1之膜。繼而,將樣品搬送至真空蒸鍍裝置之真空腔室內。使作為陰極蒸鍍用遮罩之2mm寬之條紋狀蔽蔭遮罩以與ITO條紋正交之方式密接設置於元件。其後,對裝置內進行排氣直至真空度成為8.0×10-4Pa以下後,使用鉬舟加熱鋁,藉此於樣品上形成厚度80nm之電極。再者,於鋁之成膜中,將腔室內之真空度保持於2.0×10-3Pa以下,且將蒸鍍速度保持於0.6~10.0Å/秒。於該樣品被以ITO膜成為陽極、鋁電極成為陰極之方式施加電場強度之狀態下,使用Spectra-Physics公司製造之「VSL-337ND-S(氮雷射)」(激發波長337nm,脈衝寬度<4ns)進行暫態光電流之測定。再者,光照射能,利用反射型之中性密度(ND,neutral density)濾光器將每1脈衝之光量調整為10μJ,自ITO電極側進行照射。暫態光電流波形,係使用示波器(Tektronix公司製造之「TDS2022」)進行測定,由折迭點算出電荷移動度。該測定係於被施加160kV/cm之電場強度之狀態下進行。電洞移動度之計算結果,係以將後述構造式(P7)之化合物之電洞移動度之計算結果記為「1.0」時之相對值(標準化電洞移動度)表示。將結果示於表11。
(比較例4)
將構造式(P6)之化合物變為構造式(P7)之化合物,除此以外,以與實施例3相同之方式進行(P7)之測定,將所算出之電洞移動度記為1.0。
[表11]
由表11可知,本發明之聚合體之電洞移動度較大。
詳細並參照特定之實施樣態說明了本發明,但本領域技術人員明瞭可於不脫離本發明之精神與範圍之情況下施加各種變更或修正。本申請案係基於2013年10月4日提出申請之日本專利申請(日本專利特願2013-209111)、及2014年1月28日提出申請之日本專利申請(日本專利特願2014-013358)者,將其內容以參照之形式併入本文。
Claims (13)
- 一種聚合體,其具有下述式(1)所表示之重複單位,(式中,Ar1、Ar2及Ar3各自獨立表示可具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基,且Ar1及Ar2中之至少一者為可具有取代基之2-茀基;n表示4以上之整數;上述芳香族烴基及芳香族雜環基,係可直接或經由連結基而數個連結)。
- 如申請專利範圍第1項之聚合體,其中,Ar1、Ar2及Ar3中之至少1個以上具有交聯性基作為取代基。
- 如申請專利範圍第2項之聚合體,其中,交聯性基為包含苯并環丁烯環之基。
- 如申請專利範圍第2或3項之聚合體,其具有2種以上之上述式(1)所表示之重複單位,且至少1種重複單位包含交聯性基,至少1種重複單位不含交聯性基。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之聚合體,其中,Ar3為下述式(2)所表示之基,(式中,m表示1~3之整數)。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之聚合體,其中,Ar3為經由下述式(3)所表示之連結基而數個連結之芳香族烴基或芳香族雜環基,(式中,p表示1~10之整數;R1、R2各自獨立表示氫原子或者可具有取代基之烷基、芳香族烴基或芳香族雜環基;於R1、R2數個存在之情形時,可相同亦可不同)。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之聚合體,其重量平均分子量(Mw)為20,000以上,分散度(Mw/Mn)為2.5以下。
- 一種有機電致發光元件用組成物,其含有申請專利範圍第1至7項中任一項之聚合體。
- 一種有機電致發光元件,其係於基板上具有陽極、陰極及該陽極與該陰極之間之有機層者,且該有機層包含使用申請專利範圍第8項之有機電致發光元件用組成物並利用濕式成膜法所形成的層。
- 如申請專利範圍第9項之有機電致發光元件,其中,上述利用濕式成膜法所形成之層為電洞注入層及電洞輸送層中之至少一者。
- 如申請專利範圍第9或10項之有機電致發光元件,其中,於陽極與陰極之間包含電洞注入層、電洞輸送層及發光層,且上述電洞注入層、電洞輸送層及發光層均係藉由濕式成膜法而形成者。
- 一種有機EL顯示裝置,其具有申請專利範圍第9至11項中任一項之有機電致發光元件。
- 一種有機EL照明,其具有申請專利範圍第9至11項中任一項之有機電致發光元件。
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