WO2011052625A1 - 陽極バッファ層用組成物、陽極バッファ層用高分子化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法およびその用途 - Google Patents

陽極バッファ層用組成物、陽極バッファ層用高分子化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法およびその用途 Download PDF

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buffer layer
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organic
carbon atoms
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春香 尾嶝
伸浩 名取
加藤 剛
近藤 邦夫
陽介 福地
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昭和電工株式会社
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    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers

Definitions

  • the present invention relates to a material for an anode buffer layer that constitutes an organic electroluminescence (hereinafter also referred to as “organic EL”) element, an organic EL element using the same, a manufacturing method thereof, and an application thereof.
  • the present invention relates to a composition for an anode buffer layer containing the polymer host material, a polymer compound for an anode buffer layer containing a specific structural unit, and an organic EL device using the same.
  • An organic EL element requires a pair of electrodes and a light emitting layer sandwiched between them, but reduces the driving voltage of the organic EL element, improves current efficiency, stabilizes hole injection, and organic EL element
  • reduces the driving voltage of the organic EL element improves current efficiency, stabilizes hole injection, and organic EL element
  • anode buffer layer also referred to as a hole injection layer
  • polymer materials As the material of the anode buffer layer, polymer materials, oligomer materials, and the like can be cited, and various materials are known.
  • polymer material examples include polyaniline, polythiophene (polyethylenedioxythiophene (PEDOT), etc.), a material obtained by mixing an oxidant into a polymer having an arylamine in the main chain or side chain, and making it conductive (non- Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-36390
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-22230
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-252085
  • a hole injection layer containing a polymer and an electron accepting compound (oxidant) is described.
  • As these hole injection layer forming methods a coating solution containing the polymer containing a specific arylamine structure and the electron accepting compound is prepared and applied on the anode by a method such as spin coating or dip coating. The method of drying is described.
  • JP 2000-36390 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-223084 JP 2002-252085 A
  • the anode buffer layer is formed using a polymer material solution containing an organic solvent as a solvent
  • the light emitting layer is formed by applying a solution such as a light emitting layer forming material on the anode buffer layer.
  • the anode buffer layer was dissolved by the solvent (organic solvent) during the equal formation.
  • Patent Documents 1 to 3 which disclose techniques for forming a light emitting layer or the like on the anode buffer layer (hole injection layer) by vapor deposition, do not suggest any such problems.
  • the anode buffer layer is formed using an aqueous solution of a polymer-based material
  • the above problems do not occur, but the polymer material often has an ionic group or the like, which can improve power efficiency.
  • the deterioration of the organic EL element is often promoted by ion diffusion when the organic EL element is driven.
  • the present invention which aims to solve the above-mentioned problems in the prior art, can use an organic solvent as the solvent for the anode buffer layer forming solution, and can also be dissolved by application of a light emitting layer forming material solution using the organic solvent as a solvent.
  • An object of the present invention is to provide a material for an anode buffer layer that can form an anode buffer layer that can be used, and that can produce an organic EL element with high power efficiency and a long lifetime.
  • the present invention relates to the following [1] to [10], for example.
  • a polymer compound having a structural unit represented by the following formula (1) or the following formula (2) and having a weight average molecular weight measured by GPC of 20,000 to 1,000,000, and an electron-accepting compound A composition for an anode buffer layer, comprising:
  • a plurality of R a each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, at least one R a represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, A plurality of R b s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, A plurality of R c each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R c bonded to adjacent carbon atoms may be bonded to each other to form a condensed ring, X represents a single bond, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —NR 1 — (wherein R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group
  • R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group), and may contain an atom or group selected from the group consisting of —CO— and —COO—.
  • R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • [2] A structural unit represented by the following formula (1) or the following formula (2) and a structural unit derived from an electron-accepting compound having a polymerizable functional group, the weight average molecular weight measured by GPC is 20, A polymer compound for an anode buffer layer, wherein the polymer compound is 000 to 1,000,000.
  • a plurality of R a each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, at least one R a represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, A plurality of R b s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, A plurality of R c each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R c bonded to adjacent carbon atoms may be bonded to each other to form a condensed ring, X represents a single bond, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —NR 1 — (wherein R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group
  • R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group), and may contain an atom or group selected from the group consisting of —CO— and —COO—.
  • composition for an anode buffer layer comprising the polymer compound for an anode buffer layer according to the above [2] and an organic solvent.
  • Anode, anode buffer layer, light emitting layer and cathode are laminated in this order,
  • the anode buffer layer is formed by heating the anode buffer layer composition described in [1], [3] or [4] or the anode buffer layer polymer compound described in [2].
  • An organic electroluminescence element characterized by the above.
  • a first step of forming the anode buffer layer by coating the anode buffer layer composition described in [3] or [4] on the anode and then heating the composition;
  • the second step is Applying a hole transport layer forming material and a hole transport layer forming solution containing an organic solvent to the surface of the anode buffer layer, and then removing the organic solvent to form a hole transport layer in contact with the anode buffer layer.
  • the manufacturing method of the organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
  • Said 2nd process is said process 2A, Comprising:
  • the organic solvent contained in the said solution for hole transport layer formation is at least 1 of the structural component of the organic solvent contained in the said composition for anode buffer layers as the structural component
  • the method for producing an organic electroluminescent element as described in [7] above, wherein
  • Said 2nd process is said process 2B, Comprising:
  • the organic solvent contained in the solution for light emitting layer formation contains at least 1 of the structural component of the organic solvent contained in the said composition for anode buffer layers as the structural component.
  • a display apparatus provided with the organic electroluminescent element as described in said [5] or [6].
  • a light irradiation apparatus comprising the organic electroluminescence element according to the above [5] or [6].
  • an organic solvent can be used as a solvent for the anode buffer layer forming solution, and by applying a light emitting layer forming material solution using the organic solvent as a solvent.
  • an anode buffer layer that does not dissolve can be formed, and an organic EL element with high power efficiency and a long lifetime can be manufactured.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of an organic EL element according to the present invention.
  • FIG. 2 schematically shows a method for measuring the thickness of the anode buffer layer in the example.
  • composition for anode buffer layer of the present invention contains a specific polymer compound that is a host material (hereinafter also referred to as “host polymer compound”) and an electron-accepting compound that is a dopant.
  • host polymer compound a specific polymer compound that is a host material
  • electron-accepting compound that is a dopant
  • the host polymer compound has a structural unit represented by the following formula (1) or the following formula (2) (hereinafter also referred to as “specific structural unit”).
  • a plurality of R a each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, at least one R a represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, A plurality of R b s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, A plurality of R c each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R c bonded to adjacent carbon atoms may be bonded to each other to form a condensed ring, X represents a single bond, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —NR 1 — (wherein R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group
  • R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group), and may contain an atom or group selected from the group consisting of —CO— and —COO—.
  • R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • an organic solvent can be used as a solvent for the anode buffer layer forming solution in the production of the organic EL device described later.
  • a solvent can be used, and an anode buffer layer that does not dissolve even by application of a light emitting layer forming material solution using an organic solvent as a solvent can be formed. The fact that it does not dissolve is also referred to as “insolubilization of the anode buffer layer.”) Further, an organic EL element having high power efficiency and a long lifetime can be produced.
  • each benzene ring having R b at least one R b in the ortho position with respect to N (nitrogen atom) is preferably an alkyl group.
  • R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Particularly preferred examples include the following structures.
  • Particularly preferred examples include the following structures.
  • Examples of the alkyl group in Ra include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tertiary butyl group, an amyl group, and a hexyl group. From the viewpoint of ease of synthesis of the body, a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group are preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • Examples of the alkyl group in R b include the specific examples of the alkyl group in R a described above, and from the viewpoint of ease of synthesis of the monomer for deriving the specific structural unit, a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group are A methyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • At least one (eg, one) R c per one benzene ring is an alkyl group or an alkoxy group. Is preferred.
  • alkyl group in R c include the specific examples of the alkyl group in R a described above, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a tertiary butyl group are preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • halogen atom in R c examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
  • Examples of the alkoxy group in R c include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, an isopropoxy group, an isobutoxy group, and a tertiary butoxy group.
  • a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group are preferable.
  • a methoxy group is particularly preferred.
  • Examples of the condensed ring include a naphthylene group.
  • X represents a single bond, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —NR 1 — (wherein R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group. ), —CO—, —COO— or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms (provided that the organic group is —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —NR 2 —).
  • R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group
  • R 2 may contain an atom or group selected from the group consisting of —CO— and —COO—.
  • a single bond, —CO—, —COO— and a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms (provided that the organic group is selected from the group consisting of —O—, —CO— and —COO—)
  • the organic group is selected from the group consisting of —O—, —CO— and —COO—
  • Y—X— The structure represented by Y—X— is represented by Y— (X is a single bond), Y—O—, Y—COO— and any of the following formulas (S1) to (S3). (In the following formulas (S1) and (S3), n represents an integer of 0 to 5).
  • the polymerizable functional group y for deriving Y is a group represented by CH 2 ⁇ CR 3 — such as a vinyl group or an isopropenyl group (R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). It is. Of these, vinyl groups are preferred.
  • the partial structure containing a polymerizable functional group that induces a structure represented by YX- is preferably a partial structure represented by the following formulas (A1) to (A13).
  • the partial structures represented by the following formulas (A1), (A5), (A8), and (A12) are more preferable because they can be easily introduced into a monomer that induces a specific structural unit.
  • Specific examples of the specific structural unit include structural units represented by any of the following formulas (B-1) to (B-21).
  • the host polymer compound may contain one type of the specific structural unit, or two or more types of the specific structural unit.
  • the monomer for deriving the specific structural unit can be produced by a conventionally known method, for example, the following method.
  • a phenyldiamine derivative (m-2) and a halogenated aryl derivative (m-3) are subjected to a coupling reaction in a solvent (eg, toluene, xylene) using a normal palladium catalyst.
  • a solvent eg, toluene, xylene
  • m-5 is derived
  • m-5 and an aryl halide (m-6) having a polymerizable substituent are subjected to a coupling reaction using a normal palladium catalyst, thereby obtaining the formula (M-8), which is one of the monomers for deriving the structural unit represented by (1), is produced.
  • (m-12) which is a 1: 1 coupling body of (m-9) and (m-10) and a reactive group Q (—B (OH) 2 , which has a coupling property with halogen, (M-14), which is one of the monomers for deriving the structural unit represented by the formula (2), by reacting with a triphenylamine compound (m-13) having a halogen atom) Is done.
  • y is a polymerizable substituent that derives Y in the formulas (1) and (2).
  • the host polymer compound may be a homopolymer consisting of only the specific structural unit or a copolymer containing a structural unit other than the specific structural unit (hereinafter also referred to as “other structural unit”). May be.
  • a plurality of R c each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R c bonded to adjacent carbon atoms may be bonded to each other to form a condensed ring,
  • X represents a single bond, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —NR 1 — (wherein R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group.
  • R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group), and may contain an atom or group selected from the group consisting of —CO— and —COO—.
  • R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Specific examples and preferred embodiments of R c in the formula (3) include specific examples and preferred embodiments of R c in the formula (1) and (2).
  • Specific examples and preferred embodiments of X in the formula (3) include specific examples and preferred embodiments of X in the formulas (1) and (2), respectively.
  • Y—X— in the formula (3) include specific examples and preferred embodiments of Y—X— in the above formulas (1) and (2), respectively.
  • the functional group y is preferably a vinyl group.
  • R c in the formula (4) include specific examples and preferred embodiments of R c in the formula (1) and (2).
  • Specific examples and preferred embodiments of X in the formula (4) include specific examples and preferred embodiments of X in the formulas (1) and (2), respectively.
  • Y—X— in formula (4) include the specific examples and preferred embodiments of Y—X— in the above formulas (1) and (2), respectively.
  • the functional group y is preferably a vinyl group.
  • Preferred specific examples of the specific structural unit include the following structural units.
  • the host polymer compound may be a homopolymer composed only of the specific structural unit, or may be a copolymer further including the other structural unit. This copolymer may be a random copolymer or a block copolymer.
  • the host polymer compound preferably contains the specific structural unit in an amount of 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and still more preferably 95 mol% or more from the viewpoint of insolubilization of the anode buffer layer.
  • the weight average molecular weight of the host polymer compound by GPC is usually 20,000 or more, more preferably 50,000 or more, and even more preferably 100,000. 000 or more.
  • the upper limit is about 1,000,000 from the viewpoint of the solubility of the host polymer compound itself.
  • the value of this weight average molecular weight is a value when measured by a measuring method in Examples described later.
  • the host polymer compound is a polymer production, except that a monomer that induces the specific structural unit and, if necessary, a monomer that induces the other structural unit are used as a raw material. Can be produced by a conventional method.
  • the polymerization method may be any of radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, and addition polymerization, but radical polymerization is preferred.
  • the composition for an anode buffer layer of the present invention may contain a low molecular compound for a host.
  • a low molecular compound for a host include a compound represented by the following formula (5) and a compound represented by the following formula (6).
  • R c s each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and adjacent to the same phenyl group.
  • R c bonded to each carbon atom may be bonded to each other to form a condensed ring; p represents 0, 1 or 2, preferably 0 or 1.
  • Specific examples and preferred embodiments of R c in formula (5) include the specific examples and preferred embodiments of R c in formula (3).
  • R c in formula (6) includes specific examples and preferred embodiments of R c in formula (4).
  • Examples of the low molecular weight compound for host include the following compounds.
  • Examples of the electron-accepting compound (dopant) include known compounds such as N, N′-dicyano-2,3,5,6-tetrafluoro-1,4-quinonediimine (F4DCNQI), N, N′-dicyano.
  • TCNQ and F4TCNQ are preferable in that an anode buffer layer having high solubility in an organic solvent (for example, toluene) and high uniformity can be formed.
  • organic solvent for example, toluene
  • composition for anode buffer layer of the present invention includes the host polymer compound and an electron-accepting compound.
  • the electron-accepting compound is usually 0.1 to 20 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the host polymer compound and the optional host low-molecular compound. Part, more preferably 1 to 5 parts by weight.
  • the anode buffer layer exhibits a sufficient charge injection capability.
  • the organic EL device may be deteriorated due to crystallization of the electron-accepting compound.
  • the ratio of the low molecular compound for host to 100 parts by mass of the host polymer compound is preferably 3 to 20 parts by mass, more preferably 5 to 10 parts by mass.
  • the composition may further contain an organic solvent.
  • composition containing an organic solvent can be used as a coating solution for forming an anode buffer layer.
  • organic solvent various organic solvents can be used, and examples thereof include aromatic solvents such as toluene, xylene and anisole, and halogenated alkyl solvents such as chloroform and dichloroethane.
  • aromatic solvents such as toluene, xylene and anisole
  • halogenated alkyl solvents such as chloroform and dichloroethane.
  • the organic solvent may be composed of two or more components (for example, toluene and xylene).
  • the content of the organic solvent in the composition can be appropriately set in consideration of the film thickness of the anode buffer layer to be formed, the conditions for film formation, etc., but as a guideline, the solid content in the composition
  • the content (total amount of components excluding the organic solvent) is preferably 0.1 to 4% by mass, more preferably 0.4 to 2% by mass.
  • the polymer compound for anode buffer layer of the present invention has the above-described specific structural unit and a structural unit derived from an electron-accepting compound having a polymerizable functional group (hereinafter also referred to as “electron-accepting structural unit”). .
  • the light emission lifetime of the organic EL element is further extended.
  • the electron-accepting structural unit is derived from an electron-accepting compound having a polymerizable functional group.
  • the electron-accepting compound having a polymerizable functional group is formed by substituting one of the hydrogen atoms (or fluorine atom or cyano group) of the electron-accepting compound listed above with a polymerizable functional group.
  • Examples of the polymerizable substituent include polymerizable substituents represented by the above formulas (A1) to (A13).
  • the polymer compound for an anode buffer layer may contain the above-mentioned “other structural unit”.
  • the polymer compound for anode buffer layer contains the electron-accepting structural unit in an amount of 0.1 to 20 mol%, preferably 0.5 to 10 mol%, more preferably 1 to 5 mol% (provided that the anode buffer The total amount of the polymer compound for the layer is 100 mol%). When the content is in the above range, the anode buffer layer exhibits a sufficient charge injection capability.
  • the balance is the specific structural unit (however, the amount of the balance) (That is, the total amount of structural units other than the electron-accepting structural unit in the polymer compound for an anode buffer layer is 100 mol%).
  • the weight average molecular weight of the polymer compound for anode buffer layer by GPC is usually 20,000 or more, more preferably 50,000 or more, and still more preferably. 100,000 or more.
  • the upper limit is about 1,000,000 from the viewpoint of the solubility of the host polymer compound itself.
  • the value of this weight average molecular weight is a value when measured by a measuring method in Examples described later.
  • the polymer compound for the anode buffer layer includes, as a raw material, a monomer that induces the specific structural unit, an electron-accepting compound having the polymerizable functional group, and, if necessary, the other structural unit. Except for the point of using the inducing monomer, it can be produced by a conventional method in polymer production.
  • the polymerization method may be any of radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, and addition polymerization, but radical polymerization is preferred.
  • composition containing polymer compound for anode buffer layer The polymer compound for an anode buffer layer of the present invention may be in the form of a composition with other components.
  • Examples of other components include the above-mentioned low molecular weight compound for a host and a solvent.
  • the ratio of the low molecular compound for host to 100 parts by mass of the polymer compound for anode buffer layer is preferably 3 to 20 parts by mass, more preferably 5 to 10 parts by mass.
  • the content of the organic solvent in the composition can be appropriately set in consideration of the film thickness of the anode buffer layer to be formed, the conditions for film formation, etc.
  • the solid content (total amount of components excluding the organic solvent) is preferably 0.1 to 4% by mass, more preferably 0.4 to 2% by mass.
  • the organic EL device of the present invention comprises an anode, an anode buffer layer, a light emitting layer, and a cathode laminated in this order.
  • the anode buffer layer is formed on the anode according to the composition for an anode buffer layer of the present invention or of the present invention.
  • a polymer compound for the anode buffer layer is applied and then heated to form.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the organic EL element of the present invention, in which an anode buffer layer 3 and a light emitting layer 4 are sequentially provided between an anode 2 and a cathode 5 provided on a transparent substrate 1. .
  • the configuration of the organic EL device of the present invention is not limited to the example shown in FIG. 1, and 1) anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer, and 2) anode buffer layer / light emitting layer / electron sequentially between the anode and the cathode.
  • Anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer 4) anode buffer layer / hole transporting compound, layer containing light emitting compound and electron transporting compound, 5) anode buffer layer / A layer containing a hole transporting compound and a light emitting compound, 6) an anode buffer layer / a layer containing a light emitting compound and an electron transporting compound, 7) containing an anode buffer layer / a hole electron transporting compound and a light emitting compound Layer, 8) element structure provided with an anode buffer layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer, and the like.
  • the light emitting layer shown in FIG. 1 is a single layer, it may have two or more light emitting layers.
  • organic EL compound a compound and a layer composed of all or one of an electron transporting compound, a hole transporting compound, and a light emitting compound
  • organic EL compound layer a compound and a layer composed of all or one of an electron transporting compound, a hole transporting compound, and a light emitting compound
  • the anode When light is extracted from the anode side of the organic EL element (bottom emission), the anode needs to be transparent to visible light (average transmittance for light of 380 to 680 nm is 50% or more).
  • the material for the anode include indium tin oxide (ITO), indium-zinc oxide (IZO), and the like, and ITO is preferable among them because it is easily available as the anode of the organic EL element.
  • the light transmittance of the anode is not limited, and the anode material is ITO, IZO, stainless steel, or copper, silver, gold, platinum. , Tungsten, titanium, tantalum or niobium, or an alloy thereof can be used.
  • the thickness of the anode is preferably 2 to 300 nm in order to achieve high light transmittance, and in the case of top emission, it is preferably 2 nm to 2 mm.
  • the anode buffer layer is formed by applying the composition for anode buffer layer or the polymer compound for anode buffer layer of the present invention on the anode and further heating.
  • spin coating method spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, spray coating method, screen printing method, flexographic printing method
  • a known coating method such as an offset printing method or an inkjet printing method can be applied.
  • the heating temperature is from the viewpoint of preventing the anode buffer layer from dissolving during the formation of the organic EL compound layer described later, and from the viewpoint of preventing the anode buffer layer from being thermally decomposed.
  • it is 70 ° C. or higher, preferably 100 to 350 ° C., more preferably 150 to 250 ° C.
  • the heating time is preferably 10 to 180 minutes, more preferably 30 to 120 minutes, from the viewpoint of preventing the anode buffer layer from dissolving during the formation of the organic EL compound layer described later.
  • an organic solvent is formed on the anode buffer layer. Even when a solution of a material for forming a light emitting layer or the like using as a solvent is applied, it is hardly dissolved. Therefore, a solution of a material for forming a light emitting layer or the like for forming a light emitting layer or the like (for example, a light emitting layer or a hole transport layer) in contact with the anode buffer layer on the anode buffer layer is an organic solvent contained in the anode buffer layer composition. Even if the same solvent is contained, the anode buffer layer is hardly dissolved, and a light emitting layer or the like in contact with the anode buffer layer can be laminated on the anode buffer layer by coating.
  • the degree of insolubilization of the anode buffer layer is determined by, for example, the rate of decrease in the thickness of the anode buffer layer when the anode buffer layer is subjected to the following treatment ((1 ⁇ thickness after treatment / thickness before treatment) ⁇ 100 [ %]), This reduction rate is, for example, 30% or less, preferably 10% or less, and more preferably 5% or less.
  • a substrate 25 mm square, plate thickness 1.1 mm, blue plate glass having an anode buffer layer with a thickness of 20 nm on the surface is set on a spin coater, and 0.10 ml of toluene is dropped on the anode buffer layer. After that, it is rotated at 3000 rpm for 30 seconds. This rotation starts within 5 seconds after the dropwise addition of toluene. Thereafter, the anode buffer layer is left at 140 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.
  • the thickness of the anode buffer layer is preferably 5 to 50 nm, more preferably 10 to 30 nm, from the viewpoints of sufficiently exerting the effect as the buffer layer and preventing an increase in the driving voltage of the organic EL element.
  • Organic EL compound layer As the compound used in the organic EL compound layer, that is, the light emitting layer, the hole transport layer, and the electron transport layer in the organic EL device of the present invention, either a low molecular compound or a high molecular compound can be used.
  • Examples of the organic EL compound for forming the light emitting layer of the organic EL device of the present invention include Omori Hiroshi: Applied Physics, Vol. 70, No. 12, pages 1419-1425 (2001). Examples thereof include molecular compounds and luminescent polymer compounds. Among these, a light-emitting polymer compound is preferable in that the element manufacturing process is simplified, and a phosphorescent compound is preferable in terms of high luminous efficiency. Therefore, a phosphorescent polymer compound is particularly preferable.
  • the light-emitting polymer compound can also be classified into a conjugated light-emitting polymer compound and a non-conjugated light-emitting polymer compound, and among them, the non-conjugated light-emitting polymer compound is preferable.
  • the phosphorescent material used in the present invention is particularly preferably a phosphorescent non-conjugated polymer compound (the phosphorescent polymer and the non-conjugated luminous polymer compound).
  • the light emitting layer in the organic EL device of the present invention preferably contains at least a phosphorescent polymer having a phosphorescent unit for emitting phosphorescence and a carrier transporting unit for transporting carriers in one molecule.
  • the phosphorescent polymer can be obtained by copolymerizing a phosphorescent compound having a polymerizable substituent and a carrier transporting compound having a polymerizable substituent.
  • the phosphorescent compound is a metal complex containing a metal element selected from iridium, platinum and gold, and among them, an iridium complex is preferable.
  • phosphorescent polymers More specific examples and synthesis methods of phosphorescent polymers are described in, for example, JP-A Nos. 2003-342325, 2003-119179, 2003-113246, and 2003-206320. JP-A-2003-147021, JP-A-2003-171391, JP-A-2004-346312, and JP-A-2005-97589.
  • the light emitting layer in the organic EL device produced by the method of the present invention is preferably a layer containing the phosphorescent compound, but for the purpose of supplementing the carrier transport property of the light emitting layer, a hole transporting compound or an electron transporting compound is used. May be included.
  • TPD N, N′-dimethyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′diamine
  • ⁇ -NPD 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl
  • m-MTDATA 4,4 ′, 4 ′′ -tris (3-methylphenylphenylamino
  • a low molecular triphenylamine derivative such as triphenylamine
  • polyvinylcarbazole or a polymer obtained by introducing a polymerizable functional group into the triphenylamine derivative, for example, disclosed in JP-A-8-157575
  • Examples thereof include a polymer compound having a triphenylamine skeleton, polyparaphenylene vinylene, and polydialkylfluorene.
  • the electron transporting compound examples include Al low molecular weight materials such as q3 (tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum (III)) quinolinol derivative metal complexes, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, triazine derivatives, triarylborane derivatives, Known electron transporting compounds such as those obtained by introducing a polymerizable functional group into a low molecular electron transporting compound to form a polymer, for example, poly PBD disclosed in JP-A-10-1665 can be used.
  • the organic EL compound layer is mainly formed by spin coating, casting, micro gravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire, and the like. It can be formed by a coating method such as a bar coating method, a dip coating method, a spray coating method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, and an ink jet printing method.
  • an organic solvent is used as a solvent on the surface of the anode buffer layer. Even if an organic EL compound solution is applied, it is difficult to dissolve in an organic solvent.
  • the organic EL compound layer can be formed mainly by resistance heating vapor deposition or electron beam vapor deposition.
  • a hole blocking layer may be provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer for the purpose of suppressing the passage of holes through the light emitting layer and efficiently recombining with electrons in the light emitting layer.
  • a compound having the highest occupied molecular orbital (HOMO) level deeper than the light-emitting compound can be used, and examples include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, phenanthroline derivatives, and aluminum complexes. can do.
  • an exciton block layer may be provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer for the purpose of preventing excitons (excitons) from being deactivated by the cathode metal.
  • a compound having a larger excitation triplet energy than the light-emitting compound can be used, and examples thereof include triazole derivatives, phenanthroline derivatives, and aluminum complexes.
  • cathode material of the organic EL optical device of the present invention a material having a low work function and being chemically stable is used, and known cathodes such as Al, MgAg alloy, Al and alkali metal alloys such as AlLi and AlCa, etc.
  • the material can be exemplified, but the work function is preferably ⁇ 2.9 eV or less in consideration of chemical stability.
  • a film forming method of these cathode materials a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like can be used.
  • the thickness of the cathode is preferably 10 nm to 1 ⁇ m, and more preferably 50 to 500 nm.
  • a metal layer having a work function lower than that of the cathode is inserted between the cathode and the organic layer adjacent to the cathode as a cathode buffer layer in order to lower the electron injection barrier from the cathode to the organic layer and increase the efficiency of electron injection.
  • Low work function metals that can be used for such purposes include alkali metals (Na, K, Rb, Cs), alkaline earth metals (Sr, Ba, Ca, Mg), rare earth metals (Pr, Sm, Eu, Yb) and the like.
  • An alloy or a metal compound can also be used as long as it has a work function lower than that of the cathode.
  • the thickness of the cathode buffer layer is preferably 0.05 to 50 nm, more preferably 0.1 to 20 nm, and even more preferably 0.5 to 10 nm.
  • the cathode buffer layer can be formed as a mixture of the low work function substance and the electron transporting compound.
  • the organic compound used for the above-mentioned electron transport layer can be used.
  • a co-evaporation method can be used as a film forming method.
  • the above-described film formation methods such as a spin coating method, a dip coating method, an ink jet method, a printing method, a spray method, and a dispenser method can be used.
  • the thickness of the cathode buffer layer is preferably from 0.1 to 100 nm, more preferably from 0.5 to 50 nm, and even more preferably from 1 to 20 nm.
  • a layer made of a conductive polymer or a layer made of a metal oxide, metal fluoride, organic insulating material or the like having an average film thickness of 2 nm or less may be provided.
  • a protective layer for protecting the organic EL element may be attached after the cathode is produced.
  • a protective layer and / or a protective cover in order to protect the element from the outside.
  • a polymer compound, metal oxide, metal fluoride, metal boride and the like can be used.
  • a glass plate, a plastic plate with a low water permeability treatment on the surface, a metal, or the like can be used.
  • the cover is bonded to the element substrate with a thermosetting resin or a photocurable resin and sealed. Is preferably used.
  • a space is maintained using a spacer, it is easy to prevent the element from being damaged. If an inert gas such as nitrogen or argon is sealed in the space, the cathode can be prevented from being oxidized, and moisture adsorbed in the manufacturing process by installing a desiccant such as barium oxide in the space. It becomes easy to suppress giving an image to an element. Among these, it is preferable to take any one or more measures.
  • Substrate> For the substrate of the organic EL element according to the present invention, a material satisfying the mechanical strength required for the organic EL element is used.
  • a substrate that is transparent to visible light is used for the bottom emission type organic EL element.
  • glass such as soda glass and non-alkali glass; acrylic resin, methacrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin, nylon A transparent plastic such as resin; a substrate made of silicon or the like can be used.
  • top emission type organic EL element in addition to the substrate used in the bottom emission type organic EL element, copper, silver, gold, platinum, tungsten, titanium, tantalum or niobium alone, or an alloy thereof, or stainless steel A substrate made of such as can be used.
  • the thickness of the substrate is preferably 0.1 to 10 mm, more preferably 0.25 to 2 mm, although it depends on the required mechanical strength.
  • the organic EL element of the present invention is suitably used in an image display device as a matrix or segment pixel.
  • the organic EL element is also suitably used as a surface light source without forming pixels.
  • the organic EL device of the present invention includes a display device in a computer, a television, a mobile terminal, a mobile phone, a car navigation system, a sign, a signboard, a viewfinder of a video camera, a backlight, electrophotography, illumination, resist exposure. It is preferably used for a light irradiation device in a reading device, interior lighting, an optical communication system or the like.
  • Example 3 in a nitrogen atmosphere (however, only in Example 3 was 80 ° C.) for 1 hour, and the substrate a with an anode buffer layer was formed. Produced. Further, a substrate b with an anode buffer layer was produced in the same manner.
  • a portion of the anode buffer layer of the substrate a with the anode buffer layer is cut with a needle to expose the substrate (hereinafter, the exposed substrate surface is also referred to as “substrate exposed portion”), and AFM (atomic force microscope) 2, the anode buffer layer side surface of the substrate a with the anode buffer layer is observed so as to cross the exposed portion of the substrate as shown in FIG. 2, thereby obtaining an anode buffer layer (hereinafter referred to as “anode buffer before dissolution test treatment”). The thickness of the layer was also measured.
  • the thickness of the anode buffer layer of the substrate b with the anode buffer layer (hereinafter also referred to as “the anode buffer layer after the dissolution test process”) is measured by the same method as in the case of the substrate a with the anode buffer layer.
  • the “reduction rate (%)” of the thickness of the anode buffer layer defined by the equation was calculated.
  • viHMTPD 500 mg
  • dehydrated toluene 9.9 mL
  • a toluene solution 0.1M, V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • a polymerization initiator 198 ⁇ L
  • the reaction solution was dropped into 500 mL of acetone to obtain a precipitate.
  • reprecipitation purification with toluene-acetone was repeated twice, and then the precipitate was vacuum dried at 50 ° C. overnight to obtain a host polymer compound (pHMTPD).
  • the host polymer compound (pHMTPD) had a weight average molecular weight of 68,000 and a molecular weight distribution index (Mw / Mn) of 1.96.
  • 2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine (1.362 g (10 mmol)) was placed in a 100 ml three-necked flask equipped with a cooling tube, and purged with nitrogen.
  • Dehydrated xylene (60 mL) and 3-iodotoluene (5.233 g (24 mmol)) were added and stirred, and then palladium acetate (337 mg (1.5 mmol)) and potassium-t-butoxide (4.040 g (36 mmol))
  • N, N, N'-tri-m-tolyl-2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine 610 mg (1.5 mmol)
  • 2,6-di-t -Butyl-p-cresol (DBC) 20 mg
  • vTmTDMPD 500 mg was added, dehydrated toluene (5.0 mL) was added, and then a toluene solution (0 of polymerization initiator (trade name: V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)) was added. .1M, 50 ⁇ L) was added. Subsequent operations were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a host polymer compound (pTmTDMPD).
  • the host polymer compound (pTmTDMPD) had a weight average molecular weight of 110000 and a molecular weight distribution index (Mw / Mn) of 2.23.
  • the host polymer compound (pTPD) had a weight average molecular weight of 64,000 and a molecular weight distribution index (Mw / Mn) of 1.87.
  • 3,5-Dibromo-4-methylstyrene (1.0 g (3.6 mmol)) was placed in a 100 ml three-necked flask equipped with a cooling tube and purged with nitrogen. To this, dehydrated xylene (60 ml) and compound 3 (3.1 g (15 mmol)) were added and stirred, followed by palladium acetate (0.35 g (1.6 mmol)) and potassium-t-butoxide (4.0 g (36 mmol)). ), Tri-t-butylphosphine / xylene 1: 1 solution (1.8 ml (4.5 mmol)) was added, and the mixture was heated to reflux for 4 hours.
  • VMPDA identification data is as follows.
  • N, N, N′-tri-m-tolyl-2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine (2.0 g (4.9 mmol) obtained in Synthesis Example 3 was added. )) And replaced with nitrogen.
  • MPDAA identification data is as follows.
  • MPDAB identification data is as follows.
  • the host polymer compound (pMPDAB) had a weight average molecular weight of 95,000 and a molecular weight distribution index (Mw / Mn) of 2.41.
  • 2,5-Dimethyl-1,4-phenylenediamine (2.0 g (15 mmol)) was placed in a 100 ml three-necked flask equipped with a cooling tube and purged with nitrogen.
  • Dehydrated xylene (60 ml) and 3-bromo- (2-methylpropyl) benzene (6.0 g (28 mmol)) were added and stirred, and then palladium acetate (0.35 g (1.6 mmol)), potassium-t -Butoxide (4.0 g (36 mmol)) and tri-t-butylphosphine / xylene 1: 1 solution (1.8 ml (4.5 mmol)) were added, and the mixture was heated to reflux for 2 hours.
  • the identification data of vDBDMPD is as follows.
  • vDBDMPD 500 mg was placed in a synthetic sealed container of pDBDMPD, dehydrated toluene (5.0 ml) was added, and then a toluene solution (0. 0, product name: V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. 1M, 50 ⁇ l) was added. Subsequent operations were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a host polymer compound (pMPDAB).
  • the host polymer compound (pDBDMPD) had a weight average molecular weight of 170,000 and a molecular weight distribution index (Mw / Mn) of 2.06.
  • Example 1- (a) ⁇ Preparation of composition for anode buffer layer> PHMTPD (100 parts by mass) which is a charge transport polymer produced in Synthesis Example 1, F4TCNQ (5 parts by mass) which is an electron-accepting compound, and toluene are mixed, and a composition for anode buffer layer (solid content concentration is 0).
  • An 8 mass% toluene solution hereinafter also referred to as “anode buffer layer composition 1”) was prepared.
  • the anode buffer layer composition 1 was applied by spin coating (conditions: 3000 rpm-30 seconds), and the resulting coating film was allowed to stand at 210 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. An anode buffer layer was formed.
  • a light emitting layer material (a carrier transporting compound, a compound represented by the following formula (E-1) and a formula (E- 2) 95% by mass of a copolymer with the compound represented by the formula (molar ratio 5: 5) and a mixed powder of 5% by mass of the compound represented by the following formula (E-3) which is a phosphorescent compound)
  • a toluene solution also referred to as “light emitting layer coating solution 1” was applied by a spin coating method, and allowed to stand at 140 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to form a light emitting layer.
  • a vacuum deposition apparatus is used to form a LiF layer having a thickness of 0.5 nm as a cathode buffer layer on the surface of the light emitting layer, and subsequently forming an Al layer having a thickness of 150 nm as a cathode.
  • a LiF layer having a thickness of 0.5 nm as a cathode buffer layer on the surface of the light emitting layer
  • an Al layer having a thickness of 150 nm as a cathode.
  • a voltage was applied stepwise to the organic EL element 1 using a constant voltage power supply (Keithley, SM2400), and the luminance of the organic EL element 1 was quantified with a luminance meter (Topcon, BM-9).
  • Luminous efficiency was determined from the ratio of luminance to current density. The luminous efficiency, driving voltage, and power efficiency are shown in Table 1.
  • a light emission lifetime was measured by continuously applying a constant current to the organic EL element 1 and measuring the luminance at regular intervals. Table 1 shows the time until the initial luminance is halved.
  • Example 1- (b) An anode buffer layer composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1- (a) except that pHMTPD was changed to pHMTPD-2 produced in Synthesis Example 2, and an organic EL element (hereinafter referred to as “organic EL element”) was prepared. 2 ”).
  • Table 1 shows the total thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 2, the light emission efficiency thereof, and the like.
  • Example 1- (c) A composition 3 for an anode buffer layer was prepared in the same manner as in Example 1- (a) except that pHMTPD was changed to pTmTDDMPD produced in Synthesis Example 3, and an organic EL element (hereinafter referred to as “organic EL element 3”) was prepared. Also called).
  • Table 1 shows the total film thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 3, the light emission efficiency, and the like.
  • Example 2 A composition 4 for the anode buffer layer was prepared in the same manner as in Example 1- (a) except that pHMTPD was changed to pHMTPD-TPD produced in Synthesis Example 4, and an organic EL device (hereinafter referred to as “organic EL device”) was prepared. 4 ").
  • Table 1 shows the total film thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 4, the light emission efficiency, and the like.
  • Example 3 The composition 1 for the anode buffer layer was applied onto a glass substrate with an ITO film by a spin coating method (3000 rpm-30 seconds), and the obtained coating film was left at 80 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to form an anode.
  • An organic EL element (hereinafter also referred to as “organic EL element 5”) was produced in the same manner as in Example 1 except that the buffer layer was formed.
  • Table 1 shows the total film thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 5, the light emission efficiency thereof, and the like.
  • composition 5 for an anode buffer layer was prepared in the same manner as in Example 1- (a) except that pHMTPD was changed to pTPD produced in Synthesis Example 5, and an organic EL element (hereinafter referred to as “organic EL element 6”) was prepared. Also called).
  • Table 1 shows the total film thickness and luminous efficiency of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 6.
  • the total film thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer was thinner than any of the organic EL elements in the examples. This is considered to be because a part of the anode buffer layer was dissolved in the toluene solution of the light emitting layer material when forming the light emitting layer, which is supported by the value of the reduction rate.
  • An anode buffer layer composition 6 was prepared in the same manner as in Example 1- (a) except that pHMTPD was changed to pHMTPD-3 produced in Synthesis Example 6, and an organic EL element (hereinafter referred to as “organic EL element”) was prepared. 7 ”).
  • Table 1 shows the total film thickness and luminous efficiency of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 7.
  • the total film thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer was thinner than any of the organic EL elements in Examples. This is considered to be because a part of the anode buffer layer was dissolved in the toluene solution of the light emitting layer material when forming the light emitting layer, which is supported by the value of the reduction rate.
  • Example 3 On the glass substrate with ITO film, the composition 1 for the anode buffer layer was applied by spin coating (condition: 3000 rpm-30 seconds), and the obtained coating film was allowed to stand at room temperature for 1 hour in a nitrogen atmosphere.
  • An organic EL element (hereinafter also referred to as “organic EL element 8”) was produced in the same manner as in Example 1- (a) except that the buffer layer was formed.
  • Table 1 shows the total film thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 8, the light emission efficiency, and the like.
  • the decrease rate of the thickness of the anode buffer layer was larger than that of the organic EL element 1 and the organic EL element 5 in which pHMTPD was used. Comparing these organic EL elements, it can be seen that not only the use of a specific material but also heating in forming the anode buffer layer is important for insolubilization of the anode buffer layer.
  • anode buffer layer composition 7 (a toluene solution having a solid content concentration of 0.8 mass%, hereinafter referred to as “anode buffer layer composition 7”). Was also prepared.).
  • organic EL element 9 An organic EL element (hereinafter also referred to as “organic EL element 9”) was prepared in the same manner as in Example 1- (a) except that the anode buffer layer composition 7 was used instead of the anode buffer layer composition 1.
  • Table 1 shows the total thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 9, the light emission efficiency, and the like.
  • Example 4- (b) A composition 8 for the anode buffer layer was prepared in the same manner as in Example 4- (a) except that the polymer compound 2 for the anode buffer layer was used instead of the polymer compound 1 for the anode buffer layer, and the organic EL An element (hereinafter also referred to as “organic EL element 10”) was produced.
  • Table 1 shows the total film thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 10, the light emission efficiency, and the like.
  • Example 4- (c) A composition 9 for the anode buffer layer was prepared in the same manner as in Example 4- (a) except that the polymer compound 3 for the anode buffer layer was used instead of the polymer compound 1 for the anode buffer layer, and the organic EL An element (hereinafter also referred to as “organic EL element 11”) was produced.
  • Table 1 shows the total film thickness of the anode buffer layer and the light emitting layer of the organic EL element 11, the light emission efficiency, and the like.
  • Example 5- (a) ⁇ Preparation of solution for light emitting layer coating film formation>
  • the following phosphorescent polymer compound (E-4) was synthesized according to the method described in International Publication WO2010 / 16512.
  • this phosphorescent polymer compound (E-4) was dissolved in 97 parts by weight of xylene to prepare a solution for forming a light emitting layer coating film (hereinafter also referred to as “light emitting layer coating solution 2”).
  • a composition for an anode buffer layer (solid content concentration is mixed) by mixing pMPDA (100 parts by mass) which is a host polymer compound produced in Synthesis Example 10 and TCNQ (5 parts by mass) which is an electron accepting compound and xylene. 1.0 mass% xylene solution) was prepared. This was applied onto a glass substrate with an ITO film by a spin coating method (condition: 3000 rpm-30 seconds), and the obtained coating film was allowed to stand at 170 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to form an anode buffer layer.
  • the above light emitting layer coating solution 2 is applied by spin coating (condition: 3000 rpm-30 seconds) to the anode buffer layer side surface of the substrate with the anode buffer layer, which is sufficiently regulated at room temperature, and the resulting coating film is coated with nitrogen.
  • the luminescent layer was formed by leaving it in an atmosphere at 140 ° C. for 1 hour.
  • a vacuum evaporation apparatus a 0.5 nm thick LiF layer was formed as a cathode buffer layer on the surface of the light emitting layer, and then an 150 nm thick Al layer was formed as a cathode, and an organic EL element (hereinafter referred to as “organic EL element 12”).
  • organic EL element 12 an organic EL element
  • Table 2 shows the light emission efficiency, drive voltage, power efficiency, and light emission lifetime measured in the same manner as in Example 1- (a).
  • Example 5- (b) to (d) An organic EL element (hereinafter referred to as “Organic EL element 13”, “Organic EL element 13”, respectively) was prepared in the same manner as in Example 5- (a) except that pMPDA was changed to pMPDAA, pMPDAB and pDBDMPD produced in Synthesis Examples 11 to 13, respectively.
  • Table 2 shows the light emission efficiency, drive voltage, power efficiency, and light emission lifetime measured in the same manner as in Example 1- (a).
  • Table 2 shows the light emission efficiency, drive voltage, power efficiency, and light emission lifetime measured in the same manner as in Example 1- (a).
  • Example 6 After an anode buffer layer was formed on a glass substrate with an ITO film in the same manner as in Example 1- (c), the following compounds (E-5) and (E-6) were mixed in a mass ratio of 9: Co-evaporated to 1 to form a light emitting layer having a thickness of 30 nm, and subsequently a compound (E-7) layer having a thickness of 20 nm was formed as an electron injection layer. Further, a LiF layer and an Al layer were formed in the same manner as in Example 1- (c) to produce an organic EL element (hereinafter also referred to as “organic EL element 19”).
  • organic EL element 19 organic EL element
  • Table 2 shows the light emission efficiency, drive voltage, power efficiency, and light emission lifetime measured in the same manner as in Example 1- (a).
  • organic EL device 20 An organic EL device (hereinafter also referred to as “organic EL device 20”) was produced in the same manner as in Example 6 except that pTmTDMPD was changed to the compound R1.
  • Table 2 shows the light emission efficiency, drive voltage, power efficiency, and light emission lifetime measured in the same manner as in Example 1- (a).

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Abstract

[課題]陽極バッファ層形成用溶液の溶媒として有機溶剤を使用でき、有機溶剤を溶媒とする発光層形成材料溶液の塗布によっても溶解しない陽極バッファ層を形成でき、しかも電力効率が高く寿命が長い有機EL素子を製造することのできる、陽極バッファ層用材料を提供すること。 [解決手段]下記式(1)または下記式(2)で表される構成単位を有し、GPCにより測定される重量平均分子量が20,000~1,000,000である高分子化合物、および電子受容性化合物を含有することを特徴とする陽極バッファ層用組成物。〔式(1)、(2)のそれぞれにおいて、複数個あるRaは、水素原子またはアルキル基を表し、少なくとも1つのRaはアルキル基を表し、複数個あるRbは、水素原子またはアルキル基を表し、複数個あるRcは、水素原子、アルキル基などを表し、Xは、単結合などを表し、Yは、ビニル基等から誘導される構造を表し、pは、0、1または2を表す。〕

Description

陽極バッファ層用組成物、陽極バッファ層用高分子化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法およびその用途
 本発明は有機エレクトロルミネッセンス(以下「有機EL」ともいう。)素子を構成する陽極バッファ層用の材料、ならびにこれを用いた有機EL素子、その製造方法およびその用途に関し、より詳細には、特定のポリマー系ホスト材料を含む陽極バッファ層用組成物または特定の構成単位を含む陽極バッファ層用高分子化合物、ならびにこれを用いた有機EL素子等に関する。
 1987年にコダック社のC.W.Tangらにより有機EL素子の高輝度の発光が示されて(Appl.Phys.Lett.,51巻,913頁,1987年)以来、有機EL素子の材料開発、素子構造の改良が急速に進み、最近になってカーオーディオや携帯電話用のディスプレイなどから有機EL素子実用化が始まった。この有機EL(エレクトロルミネッセンス)の用途を更に拡大するために、発光効率向上、耐久性向上のための材料開発、フルカラー表示の開発などが現在活発に行われている。
 有機EL素子には、一対の電極とこれらに挟持された発光層が必須であるが、有機EL素子の駆動電圧を低下させる、電流効率を向上させる、正孔注入を安定化させて有機EL素子の電力効率(∝発光効率/駆動電圧)を向上させ、有機EL素子を長寿命化させる、陽極の突起などを被覆して素子欠陥を減少させるなどの目的で、陽極と発光層との間には、陽極に隣接して陽極バッファ層(正孔注入層などともいう。)をさらに設けることがある。
 この陽極バッファ層の材料としては、ポリマー系材料、オリゴマー系材料などが挙げられ、それぞれ種々のものが知られている。
 前記ポリマー系材料としては、ポリアニリン、ポリチオフェン(ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)など)、アリールアミンを主鎖または側鎖に持つポリマーに酸化剤を混入し導電化した材料などが知られている(非特許文献1)。
 たとえば、特許文献1(特開2000-36390号公報)、特許文献2(特開2001-223084号公報)および特許文献3(特開2002-252085号公報)には、特定のアリールアミン構造を含むポリマーと電子受容性化合物(酸化剤)とを含有する正孔注入層が記載されている。これらの正孔注入層形成方法としては、特定のアリールアミン構造を含む前記ポリマーおよび前記電子受容性化合物を含む塗布溶液を調製し、スピンコート法やディップコート法などの方法により陽極上に塗布し、乾燥させる方法が記載されている。
特開2000-36390号公報 特開2001-223084号公報 特開2002-252085号公報
内田龍男、内池平樹監修、「フラットパネルディスプレイ大事典」、初版、株式会社工業調査会、2001年、423-426頁
 しかしながら、有機溶剤を溶媒とするポリマー系材料の溶液を用いて陽極バッファ層を形成した場合には、その上に発光層形成材料等の溶液を塗布して発光層を形成しようとすると、発光層等形成の際の溶媒(有機溶剤)によって陽極バッファ層が溶けてしまう場合があった。
 陽極バッファ層(正孔注入層)上に蒸着法により発光層等を形成する技術を開示する特許文献1~3には、このような問題点について、何ら示唆されていない。
 一方、ポリマー系材料の水溶液を用いて陽極バッファ層を形成した場合には、上記のような問題は生じないが、ポリマー材料がイオン性基等を有することが多く、電力効率を向上させることができる反面、有機EL素子を駆動した際のイオン拡散などにより有機EL素子の劣化を促進させることが多かった。
 従来技術における上述のような問題点の解決を課題とする本発明は、陽極バッファ層形成用溶液の溶媒として有機溶剤を使用でき、有機溶剤を溶媒とする発光層形成材料溶液の塗布によっても溶解しない陽極バッファ層を形成でき、しかも電力効率が高く寿命が長い有機EL素子を製造することのできる、陽極バッファ層用材料を提供することを目的としている。
 本発明は、たとえば以下の[1]~[10]に関する。
 [1]
 下記式(1)または下記式(2)で表される構成単位を有し、GPCにより測定される重量平均分子量が20,000~1,000,000である高分子化合物、および
 電子受容性化合物
を含有することを特徴とする陽極バッファ層用組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
〔式(1)、(2)のそれぞれにおいて、
 複数個あるRaは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、少なくとも1つのRaは炭素数1~10のアルキル基を表し、
 複数個あるRbは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、
 複数個あるRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数1~10のアルキル基または炭素数1~10のアルコキシ基を表し、同一のフェニル基の中の隣接する炭素原子にそれぞれ結合しているRcは、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
 Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR1-(ただし、R1は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-、-COO-または炭素数1~20の2価の有機基(ただし、該有機基は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR2-(ただし、R2は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-および-COO-からなる群より選択される原子または基を含んでいてもよい。)を表し、
 Y-X-は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(R3は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。)
で表される基を表し、
 pは、0、1または2を表す。〕
 [2]
 下記式(1)または下記式(2)で表される構成単位、および重合性官能基を有する電子受容性化合物から誘導される構成単位を有し、GPCにより測定される重量平均分子量が20,000~1,000,000であることを特徴とする陽極バッファ層用高分子化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
〔式(1)、(2)のそれぞれにおいて、
 複数個あるRaは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、少なくとも1つのRaは炭素数1~10のアルキル基を表し、
 複数個あるRbは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、
 複数個あるRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数1~10のアルキル基または炭素数1~10のアルコキシ基を表し、同一のフェニル基の中の隣接する炭素原子にそれぞれ結合しているRcは、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
 Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR1-(ただし、R1は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-、-COO-または炭素数1~20の2価の有機基(ただし、該有機基は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR2-(ただし、R2は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-および-COO-からなる群より選択される原子または基を含んでいてもよい。)を表し、
 Y-X-は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(R3は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。)
で表される基を表し、
 pは、0、1または2を表す。〕
 [3]
 有機溶剤をさらに含有することを特徴とする上記[1]に記載の陽極バッファ層用組成物。
 [4]
 上記[2]に記載の陽極バッファ層用高分子化合物および有機溶剤を含有することを特徴とする陽極バッファ層用組成物。
 [5]
 陽極、陽極バッファ層、発光層および陰極がこの順序で積層されてなり、
 該陽極バッファ層が、上記[1],[3]もしくは[4]に記載の陽極バッファ層用組成物または上記[2]に記載の陽極バッファ層用高分子化合物を加熱して形成されたものである
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
 [6]
 陰極バッファ層をさらに有することを特徴とする上記[5]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 [7]
 陽極上に上記[3]または[4]に記載の陽極バッファ層用組成物を、塗布し、次いで加熱して、陽極バッファ層を形成する第一工程、
 該陽極バッファ層上に発光層を形成する第二工程、および
 該発光層上に陰極を形成する第三工程
を含み、
 前記第二工程が、
 前記陽極バッファ層表面に正孔輸送層形成材料および有機溶剤を含む正孔輸送層形成用溶液を塗布し、次いで該有機溶剤を除去して、前記陽極バッファ層に接する正孔輸送層を形成し、該正孔輸送層上に前記発光層を形成する工程2Aであるか、または
 前記陽極バッファ層表面に発光層形成材料および有機溶剤を含む発光層形成用溶液を塗布し、次いで該有機溶剤を除去して、前記陽極バッファ層に接する前記発光層を形成する工程2Bである
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 [8]
 前記第二工程が前記工程2Aであって、前記正孔輸送層形成用溶液に含まれる有機溶剤が、その構成成分として、前記陽極バッファ層用組成物に含まれる有機溶剤の構成成分の少なくとも1つを含んでいることを特徴とする上記[7]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 [9]
 前記第二工程が前記工程2Bであって、記発光層形成用溶液に含まれる有機溶剤が、その構成成分として、前記陽極バッファ層用組成物に含まれる有機溶剤の構成成分の少なくとも1つを含んでいることを特徴とする上記[7]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 [10]
 前記加熱を100~350℃で10~180分間行うことを特徴とする上記[7]~[9]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 [11]
 上記[5]または[6]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える表示装置。
 [12]
 上記[5]または[6]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える光照射装置。
 本発明の陽極バッファ層用組成物または陽極バッファ層用高分子化合物を用いれば、陽極バッファ層形成用溶液の溶媒として有機溶剤を使用でき、有機溶剤を溶媒とする発光層形成材料溶液の塗布によっても溶解しない陽極バッファ層を形成でき、しかも電力効率が高く寿命が長い有機EL素子を製造することができる。
図1は、本発明に係る有機EL素子の一例の断面図である。 図2は、実施例における陽極バッファ層の厚さの測定方法を模式的に示す。
          [陽極バッファ層用組成物]
 本発明の陽極バッファ層用組成物は、ホスト材料である特定の高分子化合物(以下「ホスト用高分子化合物」ともいう。)、およびドーパントである電子受容性化合物を含む。
 <ホスト用高分子化合物>
 (特定構成単位)
 前記ホスト用高分子化合物は、下記式(1)または下記式(2)で表される構成単位(以下「特定構成単位」ともいう。)を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
〔式(1)、(2)のそれぞれにおいて、
 複数個あるRaは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、少なくとも1つのRaは炭素数1~10のアルキル基を表し、
 複数個あるRbは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、
 複数個あるRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数1~10のアルキル基または炭素数1~10のアルコキシ基を表し、同一のフェニル基の中の隣接する炭素原子にそれぞれ結合しているRcは、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
 Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR1-(ただし、R1は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-、-COO-または炭素数1~20の2価の有機基(ただし、該有機基は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR2-(ただし、R2は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-および-COO-からなる群より選択される原子または基を含んでいてもよい。)を表し、
 Y-X-は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(R3は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。)
で表される基を表し、
 pは、0、1または2を表し、好ましくは0または1を表す。〕
 前記式(1)~(2)のそれぞれにおける少なくとも1つのRaが炭素数1~10のアルキル基であることにより、後述する有機EL素子の製造において、陽極バッファ層形成用溶液の溶媒として有機溶剤を使用でき、有機溶剤を溶媒とする発光層形成材料溶液の塗布によっても溶解しない陽極バッファ層を形成でき(以下、有機溶剤を溶媒とする発光層形成材料溶液の塗布によっても陽極バッファ層が溶解しないことを「陽極バッファ層の不溶化」ともいう。)、しかも電力効率が高く寿命が長い有機EL素子を製造することができる。
 前記式(1)および(2)におけるRaを有するベンゼン環においては、N(窒素原子)に対してオルト位にある少なくとも1つのRaがアルキル基であることが好ましい。
 Rbを有する各ベンゼン環においても、N(窒素原子)に対してオルト位にある少なくとも1つのRbがアルキル基であることが好ましい。
 このように、N(窒素原子)に対してオルト位にアルキル基が存在すると、前記特定構成単位中のトリフェニルアミン骨格のねじれが大きくなり、陽極バッファ層の不溶化がより促進される、と推測される。
 したがって、前記式(1)で表される特定構成単位における
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
で表される部分構造の好ましい例としては、以下の構造が挙げられ、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
〔ただし、Rは炭素数1~10のアルキル基を表す。以下も同様である。〕
特に好ましい例としては、以下の構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 同様に、前記式(2)で表される特定構成単位における
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
で表される部分構造の好ましい例としては、以下の構造が挙げられ、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
特に好ましい例としては、以下の構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 前記Raにおけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、アミル基、ヘキシル基等が挙げられ、特定構成単位を誘導する単量体の合成容易性の観点からは、メチル基、エチル基、イソプロピル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
 前記Rbにおけるアルキル基としては、上述したRaにおけるアルキル基の具体例が挙げられ、特定構成単位を誘導する単量体の合成容易性の観点からは、メチル基、エチル基、イソプロピル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
 前記ホスト用高分子化合物の、有機溶剤への溶解性および溶液の均質化の観点からは、1つのベンセン環当り少なくとも1つ(例:1つ)のRcがアルキル基またはアルコキシ基であることが好ましい。
 前記Rcにおけるアルキル基としては、上述したRaにおけるアルキル基の具体例が挙げられ、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ターシャリーブチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
 前記Rcにおけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
 前記Rcにおけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、およびターシャルブトキシ基等が挙げられメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基が好ましく、メトキシ基が特に好ましい。前記縮合環としては、ナフチレン基等が挙げられる。
 Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR1-(ただし、R1は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-、-COO-または炭素数1~20の2価の有機基(ただし、該有機基は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR2-(ただし、R2は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-および-COO-からなる群より選択される原子または基を含んでいてもよい。)を表す。これらの中でも、単結合、-CO-、-COO-および炭素数1~20の2価の有機基(ただし、該有機基は、-O-、-CO-および-COO-からなる群より選択される原子または基を含んでいてもよい。)が好ましい。
 前記Y-X-で表される構造としては、Y-(Xは単結合である。)、Y-O-、Y-COO-および下記式(S1)~(S3)のいずれかで表される基(下記式(S1)、(S3)中、nは、0~5の整数を示す。)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 Yを誘導する重合性官能基yは、ビニル基、イソプロペニル基などのCH2=CR3-で表される基(R3は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。)である。これらのうちで、ビニル基が好ましい。
 Y-X-で表される構造を誘導する重合性官能基を含む部分構造としては、具体的には、下記式(A1)~(A13)で表される部分構造が好ましい。これらのうちで、下記式(A1)、(A5)、(A8)、(A12)で表される部分構造は、特定構成単位を誘導する単量体に容易に導入できるためさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 (特定構成単位の具体例)
 前記特定構成単位の具体例としては、以下の式(B-1)~(B-21)のいずれかで表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 これらの中では、式(B-11)~(B-21)のいずれかで表される構成単位が好ましい。
 前記特定構成単位のより好ましい具体例としては、以下の式(B-22)~(B-32)のいずれかで表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 これらの中では、式(B-22)、(B-26)、(B-27)、(B-30)のいずれかで表される構成単位が特に好ましい。
 前記ホスト用高分子化合物には、1種の前記特定構成単位が含まれていてもよく、2種以上の前記特定構成単位が含まれていてもよい。
 (前記特定構成単位を誘導する単量体の製造方法)
 前記特定構成単位を誘導する単量体は、従来公知の方法、たとえば以下の方法により製造することができる。
 <式(1)で表される構成単位を誘導する単量体の製法の例>
 下図のように、ビフェニルジアミン誘導体(m-1)と、ハロゲン化アリール誘導体(m-3)とを、溶媒(たとえば、トルエン、キシレン)中で、通常のパラジウム触媒を用いてカップリング反応させることにより、(m-4)および(m-4′)を誘導する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 次に、下図のように、(m-4)および(m-4′)と、重合性置換基を有したハロゲン化アリール(m-6)とを、通常のパラジウム触媒を用いてカップリング反応させることにより、式(1)で表される構成単位を誘導する単量体の1つである(m-7)が(m-7′)と共に製造される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 また下図のように、フェニルジアミン誘導体(m-2)と、ハロゲン化アリール誘導体(m-3)とを、溶媒(たとえば、トルエン、キシレン)中で、通常のパラジウム触媒を用いてカップリング反応させることにより、(m-5)を誘導し、(m-5)と重合性置換基を有するハロゲン化アリール(m-6)とを、通常のパラジウム触媒を用いてカップリング反応させることにより、式(1)で表される構成単位を誘導する単量体の1つである(m-8)が製造される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 <式(2)で表される構成単位を誘導する単量体の製法の例>
 下図のように、(m-9)とジアリールアミン(m-10)とを、溶媒(たとえば、トルエン、キシレン)中で、通常のパラジウム触媒を用いてカップリング反応させることにより、式(2)で表される構成単位を誘導する単量体の1つである(m-11)が製造される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 また、(m-9)と(m-10)との1:1カップリング体である(m-12)と、ハロゲンとのカップリング性を有した反応基Q(-B(OH)2、ハロゲン原子等)を有するトリフェニルアミン化合物(m-13)とを反応させることにより、式(2)で表される構成単位を誘導する単量体の1つである(m-14)が製造される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 なお、式(m-1)~(m-14)中のRa、Rb、RcおよびXは、それぞれ式(1)、(2)中のRa、Rb、RcおよびXと同義であり、yは式(1)、(2)の中のYを誘導する重合性置換基である。
 (他の構成単位)
 前記ホスト用高分子化合物は、前記特定構成単位のみからなる単独重合体であってもよく前記特定構成単位以外の構成単位(以下「他の構成単位」ともいう。)を含む共重合体であってもよい。
 前記他の構成単位の具体例としては、下記式(3)で表される構成単位および下記式(4)で表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
〔式(3)、(4)のそれぞれにおいて、
 複数個あるRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数1~10のアルキル基または炭素数1~10のアルコキシ基を表し、同一のフェニル基の中の隣接する炭素原子にそれぞれ結合しているRcは、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
 Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR1-(ただし、R1は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-、-COO-または炭素数1~20の2価の有機基(ただし、該有機基は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR2-(ただし、R2は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-および-COO-からなる群より選択される原子または基を含んでいてもよい。)を表し、
 Y-X-は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(R3は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。)
で表される基を表し、
 pは、0、1または2を表し、好ましくは0または1を表す。〕
 式(3)におけるRcの具体例および好ましい態様としては、前記式(1)および(2)におけるRcの具体例および好ましい態様が挙げられる。
 式(3)におけるXの具体例および好ましい態様としては、それぞれ、前記式(1)および(2)におけるXの具体例および好ましい態様が挙げられる。
 式(3)におけるY-X-の具体例および好ましい態様としては、それぞれ、前記式(1)および(2)におけるY-X-の具体例および好ましい態様が挙げられ、Yを誘導する重合性官能基yとしてはビニル基が好ましい。
 同様に、式(4)におけるRcの具体例および好ましい態様としては、前記式(1)および(2)におけるRcの具体例および好ましい態様が挙げられる。
 式(4)におけるXの具体例および好ましい態様としては、それぞれ、前記式(1)および(2)におけるXの具体例および好ましい態様が挙げられる。
 式(4)におけるY-X-の具体例および好ましい態様としては、それぞれ、前記式(1)および(2)におけるY-X-の具体例および好ましい態様が挙げられ、Yを誘導する重合性官能基yとしてはビニル基が好ましい。
 前記他の特定構成単位の具体例としては、以下の構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 前記特定構成単位の好ましい具体例としては、以下の構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 (ホスト用高分子化合物)
 前記ホスト用高分子化合物は、前記特定構成単位のみからなる単独重合体であってもよく、前記他の構成単位をさらに含む共重合体であってもよい。この共重合体は、ランダム共重合体であってもよくブロック共重合体であってもよい。
 前記ホスト用高分子化合物は、陽極バッファ層の不溶化の観点から、前記特定構成単位を好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上含む。
 前記ホスト用高分子化合物の、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による重量平均分子量は、陽極バッファ層の不溶化の観点から、通常20,000以上、より好ましくは50,000以上、さらに好ましくは100,000以上である。その上限値は、ホスト用高分子化合物自体の溶解性の観点から、1,000,000程度である。この重量平均分子量の値は、後述する実施例における測定方法によって測定された場合の値である。
 前記ホスト用高分子化合物は、その原料として、前記特定構成単位を誘導する単量体および、必要に応じて、前記他の構成単位を誘導する単量体を用いる点を除けば、重合体製造における常法により製造することができる。その重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。
 <ホスト用低分子化合物>
 本発明の陽極バッファ層用組成物は、ホスト用低分子化合物を含んでいても良い。このホスト用低分子化合物の具体例としては、下記式(5)で表される化合物および下記式(6)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
〔式(5)、(6)のそれぞれにおいて、
 複数個あるRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数1~10のアルキル基または炭素数1~10のアルコキシ基を表し、同一のフェニル基の隣接する炭素原子にそれぞれ結合しているRcは、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
 pは、0、1または2を表し、好ましくは0または1を表す。〕
 式(5)におけるRcの具体例および好ましい態様としては、前記式(3)におけるRcの具体例および好ましい態様が挙げられる。
 同様に、式(6)におけるRcの具体例および好ましい態様としては、前記式(4)におけるRcの具体例および好ましい態様が挙げられる。
 前記ホスト用低分子化合物としては、たとえば以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 <電子受容性化合物>
 前記電子受容性化合物(ドーパント)としては、公知の化合物、たとえば、N,N'-ジシアノ-2,3,5,6-テトラフルオロ-1,4-キノンジイミン(F4DCNQI)、N,N'-ジシアノ-2,5-ジクロロ-1,4-キノンジイミン(C12DCNQI)、N,N'-ジシアノ-2,5-ジクロロ-3,6-ジフルオロ-1,4-キノンジイミン(C12F2DCNQI)、N,N'-ジシアノ-2,3,5,6,7,8-ヘキサフルオロ-1,4-ナフトキノンジイミン(F6DCNNOI)、1,4,5,8-テトラヒドロ-1,4,5,8-テトラチア-2,3,6,7-テトラシアノアントラキノン(CN4TTAQ)、7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、2,3,5,6-テトラフルオロテトラシアノ-1,4-ベンゾキノンジメタン(F4TCNQ)、2,5-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン、2,5-ジフルオロ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン、ビス(テトラブチルアンモニウム)テトラシアノジフェノキノジメタニド、2,5-ジメチル-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン、2-フルオロ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン、11,11,12,12-テトラシアノナフト-2,6-キノジメタンなどが挙げられる。
 これらの中でも、有機溶剤(たとえば、トルエン)への溶解性が高く、均一性の高い陽極バッファ層を形成できる点で、TCNQおよびF4TCNQが好ましい。
 <陽極バッファ層用組成物>
 本発明の陽極バッファ層用組成物は、前記ホスト用高分子化合物および電子受容性化合物を含んでいる。
 前記電子受容性化合物は、前記ホスト用高分子化合物および任意成分である前記ホスト用低分子化合物の合計100質量部に対して、通常0.1~20質量部、好ましくは0.5~10質量部、さらに好ましくは1~5質量部含まれる。含有量が上記範囲にあると、陽極バッファ層は十分な電荷注入能を発揮する。一方、含有量が上記範囲よりも過大であると、電子受容性化合物の結晶化などにより有機EL素子の劣化を引き起こす場合がある。
 前記ホスト用高分子化合物100質量部に対する前記ホスト用低分子化合物の割合は、好ましくは3~20質量部、さらに好ましくは5~10質量部である。
 前記組成物は、有機溶剤をさらに含んでいても良い。
 有機溶剤を含む前記組成物は、陽極バッファ層形成用塗布液として使用することができる。
 前記有機溶剤としては、種々の有機溶媒を用いることができ、たとえばトルエン、キシレン、アニソール等の芳香族系溶媒やクロロホルムやジクロロエタン等のハロゲン化アルキル溶媒などが挙げられる。前記有機溶剤は、2種以上の成分(たとえば、トルエンおよびキシレン)から構成されていてもよい。
 前記組成物中の前記有機溶剤の含量は、形成しようとする陽極バッファ層の膜厚や製膜の条件等を考慮して適宜設定することができるが、目安としては、前記組成物中の固形分含量(有機溶剤を除く成分の合計量)が好ましくは0.1~4質量%、さらに好ましくは0.4~2質量%となるように調製される。
         [陽極バッファ層用高分子化合物]
 本発明の陽極バッファ層用高分子化合物は、上述した特定構成単位、および重合性官能基を有する電子受容性化合物から誘導される構成単位(以下「電子受容性構成単位」ともいう。)を有する。
 前記陽極バッファ層用高分子化合物を用いて陽極バッファ層を形成すると、有機EL素子の発光寿命がより一層延びる。
 (特定構成単位)
 前記特定構成単位の詳細(構造、好ましい態様、製造方法等)は、上述のとおりである。
 (電子受容性構成単位)
 前記電子受容性構成単位は、重合性官能基を有する電子受容性化合物から誘導される。
 この重合性官能基を有する電子受容性化合物としては、上述のように列挙した電子受容性化合物が有する水素原子の1つ(もしくはフッ素原子、またはシアノ基)を重合性官能基で置換してなる化合物が挙げられる。
 この重合性置換基としては、上述の式(A1)~(A13)で表される重合性置換基が挙げられる。
 (他の構成単位)
 前記陽極バッファ層用高分子化合物は、上述の「他の構成単位」を含んでいてもよい。
 (陽極バッファ層用高分子化合物)
 前記陽極バッファ層用高分子化合物は、前記電子受容性構成単位を0.1~20モル%、好ましくは0.5~10モル%、さらに好ましくは1~5モル%含む(ただし、前記陽極バッファ層用高分子化合物の全量が100モル%である)。含有量が上記範囲にあると、陽極バッファ層は十分な電荷注入能を発揮する。
 また、陽極バッファ層の不溶化の観点から、残部のうち、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上は前記特定構成単位である(ただし、残部の量(すなわち、前記陽極バッファ層用高分子化合物中の前記電子受容性構成単位以外の構成単位の全量)が100モル%である)。
 前記陽極バッファ層用高分子化合物の、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による重量平均分子量は、陽極バッファ層の不溶化の観点から、通常20,000以上、より好ましくは50,000以上、さらに好ましくは100,000以上である。その上限値は、ホスト用高分子化合物自体の溶解性の観点から、1,000,000程度である。この重量平均分子量の値は、後述する実施例における測定方法によって測定された場合の値である。
 前記陽極バッファ層用高分子化合物は、その原料として、前記特定構成単位を誘導する単量体および前記の重合性官能基を有する電子受容性化合物、ならびに必要に応じて、前記他の構成単位を誘導する単量体を用いる点を除けば、重合体製造における常法により製造することができる。その重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。
 (陽極バッファ層用高分子化合物を含む組成物)
 本発明の陽極バッファ層用高分子化合物は、他の成分との組成物の形態であってもよい。
 この他の成分の例としては、上述したホスト用低分子化合物および溶媒が挙げられる。
 前記陽極バッファ層用高分子化合物100質量部に対する前記ホスト用低分子化合物の割合は、好ましくは3~20質量部、さらに好ましくは5~10質量部である。
 また前記組成物中の前記有機溶剤の含量は、形成しようとする陽極バッファ層の膜厚や製膜の条件等を考慮して適宜設定することができるが、目安としては、前記組成物中の固形分含量(有機溶剤を除く成分の合計量)が好ましくは0.1~4質量%、さらに好ましくは0.4~2質量%となるように調製される。
        [有機EL素子およびその製造方法]
 本発明の有機EL素子は、陽極、陽極バッファ層、発光層および陰極がこの順序で積層されてなり、該陽極バッファ層は、該陽極上に本発明の陽極バッファ層用組成物または本発明の陽極バッファ層用高分子化合物を塗布し、次いで加熱して形成される。
 以下、本発明の有機EL素子の構成を説明する。
 <1.素子構成>
 図1は、本発明の有機EL素子構成の一例を示す断面図であり、透明基板1上に設けた陽極2と陰極5の間に陽極バッファ層3、発光層4を順次設けたものである。
 本発明の有機EL素子の構成は図1の例に限定されず、陽極と陰極の間に順次、1)陽極バッファ層/正孔輸送層/発光層、2)陽極バッファ層/発光層/電子輸送層、3)陽極バッファ層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、4)陽極バッファ層/正孔輸送性化合物、発光性化合物および電子輸送性化合物を含む層、5)陽極バッファ層/正孔輸送性化合物および発光性化合物を含む層、6)陽極バッファ層/発光性化合物および電子輸送性化合物を含む層、7)陽極バッファ層/正孔電子輸送性化合物および発光性化合物を含む層、8)陽極バッファ層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層を設けた素子構成などを挙げることができる。また、図1に示した発光層は1層であるが、発光層を2層以上有していてもよい。
 なお、本明細書中においては、電子輸送性化合物、正孔輸送性化合物、発光性化合物の全てあるいは一種類以上からなる化合物および層を、それぞれ「有機EL化合物」、「有機EL化合物層」ともいう。
 <2.陽極>
 前記陽極としては、-5~80℃の温度範囲で面抵抗が好ましくは1000オーム□以下、より好ましくは100オーム□以下である物質を用いることができる。
 有機EL素子の陽極側から光を取り出す場合(ボトムエミッション)には、陽極は可視光に対して透明(380~680nmの光に対する平均透過率が50%以上)であることが必要であるから、陽極の材料としては、酸化インジウム錫(ITO)、インジウム-亜鉛酸化物(IZO)などが挙げられ、有機EL素子の陽極として入手が容易であることを考慮すると、これらの中でもITOが好ましい。
 また、有機EL素子の陰極側から光を取り出す場合(トップエミッション)には、陽極の光透過度は制限されず、陽極の材料としては、ITO、IZO、ステンレス、あるいは銅、銀、金、白金、タングステン、チタン、タンタルもしくはニオブの単体、またはこれらの合金を使用できる。
 陽極の厚さは、ボトムエミッションの場合には、高い光透過率を実現するために、好ましくは2~300nmであり、トップエミッションの場合には、好ましくは2nm~2mmである。
 <3.陽極バッファ層>
 前記陽極バッファ層は、陽極上に本発明の陽極バッファ層用組成物または陽極バッファ層用高分子化合物を塗布し、さらに加熱することによって形成される。
 この塗布操作においては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の公知の塗布法を適用することがきできる。
 また、前記塗布操作に続く加熱操作において、加熱温度は、後述する有機EL化合物層形成の際に陽極バッファ層が溶解するのを防ぐ観点、および陽極バッファ層が熱分解するのを防ぐ観点から、目安としては、たとえば70℃以上、好ましくは100~350℃、さらに好ましくは150~250℃である。
 また加熱時間は、後述する有機EL化合物層形成の際に陽極バッファ層が溶解するのを防ぐ観点から、好ましくは10~180分、さらに好ましくは30~120分である。
 本発明の陽極バッファ層用組成物または陽極バッファ層用高分子化合物を塗布し、さらに加熱することによって形成された陽極バッファ層は、有機溶剤に対する耐性が高いため、この陽極バッファ層上に有機溶剤を溶媒とする発光層等形成材料の溶液を塗布しても、溶解し難い。したがって、陽極バッファ層上に陽極バッファ層に接する発光層等(たとえば、発光層、正孔輸送層)を形成するための発光層等形成材料の溶液が、陽極バッファ層組成物に含まれる有機溶剤と同じ溶剤を含んでいても、陽極バッファ層はほとんど溶解せず、陽極バッファ層上に、陽極バッファ層に接する発光層等を塗布により積層することができる。
 陽極バッファ層の不溶化の程度を、たとえば陽極バッファ層に下記の処理を施した際の陽極バッファ層の厚さの減少率((1-処理後の厚さ/処理前の厚さ)×100[%])として評価すると、この減少率はたとえば30%以下、好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下である。
 〔処理〕:厚さ20nmの陽極バッファ層を表面に備えた基板(25mm角、板厚1.1mm、青板ガラス)を、スピンコーターにセットし、陽極バッファ層上に0.10mlのトルエンを滴下した後、3000rpmで30秒間の条件で回転させる。この回転はトルエンの滴下後5秒以内に開始する。その後、陽極バッファ層を窒素雰囲気下に140℃で1時間放置する。
 陽極バッファ層の厚さは、バッファ層としての効果を十分に発揮させ、また有機EL素子の駆動電圧の上昇を防ぐ観点から、好ましくは5~50nm、さらに好ましくは10~30nmである。
 <4.有機EL化合物層>
 本発明の有機EL素子における有機EL化合物層、すなわち発光層、正孔輸送層、及び電子輸送層に使用する化合物としては、低分子化合物及び高分子化合物のいずれをも使用することができる。
 本発明の有機EL素子の発光層を形成するための有機EL化合物としては、大森裕:応用物理、第70巻、第12号、1419-1425頁(2001年)に記載されている発光性低分子化合物及び発光性高分子化合物などを例示することができる。この中でも、素子作製プロセスが簡素化されるという点で発光性高分子化合物が好ましく、発光効率が高い点で燐光発光性化合物が好ましい。従って、特に燐光発光性高分子化合物が好ましい。
 また、発光性高分子化合物は、共役発光性高分子化合物と非共役発光性高分子化合物とに分類することもできるが、中でも非共役発光性高分子化合物が好ましい。
 上記の理由から、本発明で用いられる発光材料としては、燐光発光性非共役高分子化合物(前記燐光発光性高分子であり、かつ前記非共役発光性高分子化合物でもある発光材料)が特に好ましい。
 本発明の有機EL素子における発光層は、好ましくは、燐光を発光する燐光発光性単位とキャリアを輸送するキャリア輸送性単位とを一つの分子内に備えた、燐光発光性高分子を少なくとも含む。前記燐光発光性高分子は、重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物とを共重合することによって得られる。燐光発光性化合物はイリジウム、白金および金の中から一つ選ばれる金属元素を含む金属錯体であり、中でもイリジウム錯体が好ましい。
 燐光発光性高分子のさらに具体的な例と合成法は、例えば特開2003-342325号公報、特開2003-119179号公報、特開2003-113246号公報、特開2003-206320号公報、特開2003-147021号公報、特開2003-171391号公報、特開2004-346312号公報、特開2005-97589号公報に開示されている。
 本発明の方法により製造される有機EL素子における発光層は、好ましくは前記燐光発光性化合物を含む層であるが、発光層のキャリア輸送性を補う目的で正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物が含まれていてもよい。これらの目的で用いられる正孔輸送性化合物としては、例えば、TPD(N,N'-ジメチル-N,N'-(3-メチルフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'ジアミン)、α-NPD(4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル)、m-MTDATA(4、4',4''-トリス(3-メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)などの低分子トリフェニルアミン誘導体や、ポリビニルカルバゾール、前記トリフェニルアミン誘導体に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平8-157575号公報に開示されているトリフェニルアミン骨格の高分子化合物、ポリパラフェニレンビニレン、ポリジアルキルフルオレンなどが挙げられ、また、電子輸送性化合物としては、例えば、Alq3(トリス(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム(III))などのキノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリアリールボラン誘導体などの低分子材料や、上記の低分子電子輸送性化合物に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平10-1665号公報に開示されているポリPBDなどの既知の電子輸送性化合物が使用できる。
 (有機EL化合物層の形成方法)
 上記の有機EL化合物層は、有機EL化合物が発光性高分子化合物である場合には、主にスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法により形成することができる。
 上述したように、本発明の陽極バッファ層用組成物または本発明の陽極バッファ層用高分子化合物から形成された陽極バッファ層は、有機溶剤に対する耐性が高いため、その表面に有機溶剤を溶媒とする有機EL化合物溶液を塗布しても、有機溶剤に溶解し難い。
 一方、有機EL化合物が発光性低分子化合物の場合には、主として抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法により有機EL化合物層を形成することができる。
 <5.正孔ブロック層>
 正孔が発光層を通過することを抑え、発光層内で電子と効率よく再結合させる目的で、発光層の陰極側に隣接して正孔ブロック層を設けてもよい。この正孔ブロック層には発光性化合物より最高占有分子軌道(Highest Occupied Molecular Orbital;HOMO)準位の深い化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。
 さらに、励起子(エキシトン)が陰極金属で失活することを防ぐ目的で、発光層の陰極側に隣接してエキシトンブロック層を設けてもよい。このエキシトンブロック層には発光性化合物より励起三重項エネルギーの大きな化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。
 <6.陰極>
 本発明の有機EL光素子の陰極材料としては、仕事関数が低く、かつ化学的に安定なものが使用され、Al、MgAg合金、AlLiやAlCaなどのAlとアルカリ金属の合金などの既知の陰極材料を例示することができるが、化学的安定性を考慮すると仕事関数は-2.9eV以下であることが好ましい。これらの陰極材料の成膜方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いることができる。陰極の厚さは10nm~1μmが好ましく、50~500nmがより好ましい。
 また、陰極から有機層への電子注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、陰極バッファ層として、陰極より仕事関数の低い金属層を陰極と陰極に隣接する有機層の間に挿入してもよい。このような目的に使用できる低仕事関数の金属としては、アルカリ金属(Na、K、Rb、Cs)、アルカリ土類金属(Sr、Ba、Ca、Mg)、希土類金属(Pr、Sm、Eu、Yb)等を挙げることができる。また、陰極より仕事関数の低いものであれば、合金または金属化合物も使用することができる。これらの陰極バッファ層の成膜方法としては、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。陰極バッファ層の厚さは0.05~50nmが好ましく、0.1~20nmがより好ましく、0.5~10nmがより一層好ましい。
 さらに、陰極バッファ層は、上記の低仕事関数の物質と電子輸送性化合物の混合物として形成することもできる。なお、ここで用いられる電子輸送性化合物としては前述の電子輸送層に用いられる有機化合物を用いることができる。この場合の成膜方法としては共蒸着法を用いることができる。また、溶液による塗布成膜が可能な場合は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、インクジェット法、印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などの既述の成膜方法を用いることができる。この場合の陰極バッファ層の厚さは0.1~100nmが好ましく、0.5~50nmがより好ましく、1~20nmがより一層好ましい。陰極と有機物層との間に、導電性高分子からなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚2nm以下の層を設けてもよい。
 <7.封止>
 陰極作製後、該有機EL素子を保護する保護層を装着していてもよい。該有機EL素子を長期安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層および/または保護カバーを装着することが好ましい。該保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができ、該カバーを熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に設置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタメージを与えるのを抑制することが容易となる。これらのうち、いずれか1つ以上の方策をとることが好ましい。
 <8.基板>
 本発明に係る有機EL素子の基板には、有機EL素子に要求される機械的強度を満たす材料が用いられる。
 ボトムエミッション型の有機EL素子には、可視光に対して透明な基板が用いられ、具体的には、ソーダガラス、無アルカリガラスなどのガラス;アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂などの透明プラスチック;シリコンなどからなる基板を使用できる。
 トップエミッション型の有機EL素子においては、ボトムエミッション型の有機EL素子に用いられる基板に加えて、銅、銀、金、白金、タングステン、チタン、タンタルもしくはニオブの単体、またはこれらの合金、あるいはステンレスなどからなる基板を使用できる。
 基板の厚さは、要求される機械的強度にもよるが、好ましくは0.1~10mm、より好ましくは0.25~2mmである。
               [用途]
 本発明の有機EL素子は、マトリックス方式またはセグメント方式による画素として画像表示装置に好適に用いられる。また、上記有機EL素子は、画素を形成せずに、面発光光源としても好適に用いられる。
 本発明の有機EL素子は、具体的には、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、標識、看板、ビデオカメラのビューファインダー等における表示装置、バックライト、電子写真、照明、レジスト露光、読み取り装置、インテリア照明、光通信システム等における光照射装置に好適に用いられる。
 以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
 [測定方法]
 <ホスト用高分子化合物の分子量等>
 ホスト用高分子化合物の重量平均分子量(スチレン換算)および分子量分布指数(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、下記条件で測定した。
  装置:昭和電工(株)製 Shodex GPC-101
  カラム:Shodex KF-G+KF804L+KF802+KF801
  溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
  流速:1ml/min
  カラム温度:40℃
 <陽極バッファ層の厚さの減少率>
 (陽極バッファ層付き基板の作製)
 基板(後述する各実施例および比較例で用いられたITO膜付ガラス基板を構成するガラス基板と同じもの)上に、後述する各実施例および比較例で用いた陽極バッファ層用組成物をスピンコート法(条件:3000rpm-30秒)によって塗布し、得られた塗膜を窒素雰囲気下に210℃(ただし、実施例3のみは80℃)で1時間放置し、陽極バッファ層付き基板aを作製した。さらに、同様の方法で陽極バッファ層付き基板bを作製した。
 (陽極バッファ層の厚さの測定)
 陽極バッファ層付き基板aの陽極バッファ層の一部を針で切削して基板を露出させ(以下、こうして露出された基板表面を「基板露出部」ともいう。)、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて、陽極バッファ層付き基板aの陽極バッファ層側表面を、図2に示すように基板露出部を横断するように観測することにより、陽極バッファ層(以下「溶解試験処理前の陽極バッファ層」ともいう。)の厚さを測定した。
 (減少率の算出)
 陽極バッファ層付き基板bの陽極バッファ層に下記の溶解試験処理を施した。
 〔溶解試験処理〕:前記試料を、陽極バッファ層上に0.10mlの有機溶剤を滴下した後、3000rpmで30秒間の条件で回転させた。この回転は有機溶剤の滴下後5秒以内に開始した。次いで、試料を窒素雰囲気下に140℃で1時間放置した。なお、この有機溶剤として、実施例1-(a)~(c)、2、3および4-(a)~(c)、ならびに比較例1~3ではトルエンを使用し、実施例5-(a)~(d)および6、ならびに比較例4-(a)~(c)および5ではキシレンを使用した。
 その後、陽極バッファ層付き基板bの陽極バッファ層(以下「溶解試験処理後の陽極バッファ層」ともいう。)の厚さを、陽極バッファ層付き基板aの場合と同様の方法で測定し、下式で定義される、陽極バッファ層の厚さの「減少率(%)」を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
 [合成例1]
 <pHMTPDの合成>
 特開2005-200638号公報([0112])に記載の方法に従い、下式で表される化合物(以下「viHMTPD」という。)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 密閉容器に、viHMTPD(500mg)を入れ、脱水トルエン(9.9mL)を加えた後、重合開始剤(商品名:V-601、和光純薬(株)製)のトルエン溶液(0.1M、198μL)を加えた。これらを、凍結脱気操作を5回繰り返した後に真空のまま密閉し、60℃で60時間攪拌し反応させた。反応液をアセトン500mL中に滴下し、沈殿物を得た。さらにトルエン-アセトンでの再沈殿精製を2回繰り返した後、沈殿物を50℃で一晩真空乾燥して、ホスト用高分子化合物(pHMTPD)を得た。ホスト用高分子化合物(pHMTPD)の重量平均分子量は68000、分子量分布指数(Mw/Mn)は1.96であった。
 [合成例2]
 <pHMTPD-2の合成>
 重合開始剤(商品名:V-601)のトルエン溶液の濃度を0.2Mした他は、合成例1と同様にしてホスト用高分子化合物(pHMTPD-2)を得た。ホスト用高分子化合物(pHMTPD-2)の重量平均分子量は22000、分子量分布指数(Mw/Mn)は1.86であった。
 [合成例3]
 <pTmTDMPDの合成>
 N,N,N'-トリ-m-トリル-2,5-ジメチル-1,4-フェニレンジアミンの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 冷却管を備えた100ml三口フラスコに2,5-ジメチル-1,4-フェニレンジアミン(1.362g(10mmol))を入れ、窒素置換した。ここに脱水キシレン(60mL)および3-ヨードトルエン(5.233g(24mmol))を加え撹拌した後、酢酸パラジウム(337mg(1.5mmol))、カリウム-t-ブトキシド(4.040g(36mmol))、トリ-t-ブチルホスフィン/キシレン1:1溶液(1.8ml(4.5mmol))を加え、2時間還流した。ここに3-ヨードトルエン(1.308g(6mmol))を加え2時間還流し、さらに3-ヨードトルエン(1.308g(6mmol))を加えて3時間還流を行った。
 反応後、室温まで冷却した後、ジクロロメタン溶媒でセライトろ過を行い、ろ液を減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=1:1)で精製し、N,N,N'-トリ-m-トリル-2,5-ジメチル-1,4-フェニレンジアミンを1.88g(収率46%)得た。
 vTmTDMPDの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 冷却管を備えた50ml三口フラスコにN,N,N'-トリ-m-トリル-2,5-ジメチル-1,4-フェニレンジアミン(610mg(1.5mmol))と2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(DBC)(20mg)を入れ、窒素置換した。ここに3-ブロモスチレン(366mg(2mmol))、脱水キシレン(20ml)、酢酸パラジウム(23mg(0.1mmol))、カリウム-t-ブトキシド(191mg(1.7mmol))、トリ-t-ブチルホスフィン/キシレン1:1溶液(0.12ml(0.3mmol))を加え、撹拌しながら6時間還流した。
 反応後、室温まで冷却した後、ジクロロメタン溶媒でセライトろ過を行い、ろ液を減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:クロロホルム=100:0→48:52)で精製し、得られた精製物をジクロロメタン‐メタノールで再結晶することで、目的物であるvTmTDMPDを640mg(収率84%)で得られた。
 pTmTDMPDの合成
 密閉容器に、vTmTDMPD(500mg)を入れ、脱水トルエン(5.0mL)を加えた後、重合開始剤(商品名:V-601、和光純薬(株)製)のトルエン溶液(0.1M、50μL)を加えた。この後の操作は合成例1と同様にしてホスト用高分子化合物(pTmTDMPD)を得た。ホスト用高分子化合物(pTmTDMPD)の重量平均分子量は110000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.23であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 [合成例4]
 pHMTPD-TPDの合成
 密閉容器に、viHMTPD(475mg)および後述する合成例5で得られたviTPD(25mg)を入れ、脱水トルエン(5.0mL)を加えた後、重合開始剤(商品名:V-601、和光純薬(株)製)のトルエン溶液(0.1M、50μL)を加えた。この後の操作は合成例1と同様にしてホスト用高分子化合物(pHMTPD-TPD)を得た。ホスト用高分子化合物(pHMTPD-TPD)の重量平均分子量は100000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.30、viHMTPD由来の構成単位:viTPD由来の構成単位=94:6(モル比)であった。
 [合成例5]
 <pTPDの合成>
 特開2005-97589号公報(実施例1)に記載の方法に従い、モノマー(viTPD、下式で表される化合物の混合物)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 viHMTPD(500mg)をviTPD(450mg)に変更した以外は合成例1と同様の方法により、重合および精製を行い、ホスト用高分子化合物(pTPD)を得た。ホスト用高分子化合物(pTPD)の重量平均分子量は64000、分子量分布指数(Mw/Mn)は1.87であった。
 [合成例6]
 <pHMTPD-3の合成>
 重合開始剤(商品名:V-601)のトルエン溶液の濃度を0.5Mとした他は、合成例1と同様にしてホスト用高分子化合物(pHMTPD-3)を得た。ホスト用高分子化合物(pHMTPD-3)の重量平均分子量は10000、分子量分布指数(Mw/Mn)は1.80であった。
 [合成例7]
 <pHMTPD-pPhTCNQの合成>
 vipPhTCNQの合成
 電子受容性化合物であるTCNQに以下の方法で重合性置換基を導入し、重合性置換基を有する電子受容性化合物であるvipPhTCNQを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 出発物質である2-ブロモ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタンは文献記載(Chemistry Letters, pp689-690, 1985)の方法で合成した。
 温度計及びリフラックスコンデンサーを取り付けた100mlの三つ口フラスコに、2-ブロモ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン2.83g(10.0mmol)、p-ビニルフェニルホウ酸1.63g(11.00mmol)、炭酸カリウム4.15g(30.0mmol)、トルエン20ml、ジエトキシエタン20mlおよび水20mlを加え、窒素気流下110℃で1時間撹拌した。この反応混合物にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)580mg(0.50mmol)を加え、窒素気流下110℃で4時間撹拌した。反応後、不溶物をろ過し、ろ液を分液操作し、有機層を抽出、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒;ヘキサン/ジクロロメタン=10/90)により精製しvipPhTCNQを2.45g得た。
 pHMTPD-pPhTCNQの合成
 原料として合成例1で合成したviHMTPD(100質量部)、および上記vipPhTCNQ(5質量部)を用いた以外は[合成例4]と同様の重合操作を行い、陽極バッファ層用化合物(pHMTPD-pPhTCNQ、以下「陽極バッファ層用高分子化合物1」ともいう。)を合成した。陽極バッファ層用高分子化合物1の重量平均分子量は69000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.45、viHMTPD由来の構成単位:vipPhTCNQ由来の構成単位=96:4(モル比)であった。
 [合成例8]
 <pHMTPD-pPhF3TCNQの合成>
 vipPhF3TCNQの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 出発物質として2-ブロモ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタンに換えて1.77gの化合物1を用いた以外は合成例7におけるvipPhTCNQの合成と同様の操作を行い、vipPhF3TCNQを1.51g合成した。
 pHMTPD-pPhF3TCNQの合成
 原料として合成例1で合成したviHMTPD(100質量部)、および上記vipPhF3TCNQ(5質量部)を原料として用いた以外は[合成例4]と同様の重合操作を行い、陽極バッファ層用化合物(pHMTPD-pPhF3TCNQ、以下「陽極バッファ層用高分子化合物2」ともいう。)を合成した。陽極バッファ層用高分子化合物2の重量平均分子量は67000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.47、viHMTPD由来の構成単位:vipPhF3TCNQ由来の構成単位=95:5(モル比)であった。
 [合成例9]
 <pHMTPD-pPhDCNQIの合成>
 vipPhDCNQIの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 出発物質として2-ブロモ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタンに換えて1.77gの化合物2を用いた以外は合成例7におけるvipPhTCNQの合成と同様の操作を行い、vipPhDCNQIを479mg(1.76mmol)合成した。
 pHMTPD-pPhDCNQIの合成
 原料として合成例1で合成したviHMTPD(100質量部)、および上記vipPhDCNQI(5質量部)を原料として用いた以外は[合成例4]と同様の重合操作を行い、陽極バッファ層用化合物(pHMTPD-pPhDCNQI、以下「陽極バッファ層用高分子化合物3」ともいう。)を合成した。陽極バッファ層用高分子化合物3の重量平均分子量は66000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.38、viHMTPD由来の構成単位:vipPhDCNQ由来の構成単位=95:5モル比)であった。
 [合成例10]
 <pMPDAの合成>
 化合物3の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 冷却管を備えた100ml三口フラスコに、2.0gのo-トルイジン(19mmol)を入れ、窒素置換した。ここに脱水キシレン(60ml)および2-ブロモ-p-キシレン(3.5g(19mmol))を加えて撹拌した後、酢酸パラジウム(0.35g(1.6mmol))、カリウム-t-ブトキシド(4.0g(36mmol))、トリ-t-ブチルホスフィン/キシレン1:1溶液(1.8ml(4.5mmol))を加え、2時間加熱還流した。得られた反応混合物を室温にまで冷却した後、ジクロロメタン溶媒でセライトろ過を行い、ろ液から減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=1:1)で精製し、化合物3を3.1g(15mmol)得た(収率80%)。
 vMPDAの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 冷却管を備えた100ml三口フラスコに、3,5-ジブロモ-4-メチルスチレン(1.0g(3.6mmol))を入れ、窒素置換した。ここに脱水キシレン(60ml)および化合物3(3.1g(15mmol))を加えて撹拌した後、酢酸パラジウム(0.35g(1.6mmol))、カリウム-t-ブトキシド(4.0g(36mmol))、トリ-t-ブチルホスフィン/キシレン1:1溶液(1.8ml(4.5mmol))を加え、4時間加熱還流した。得られた反応混合物を室温にまで冷却した後、ジクロロメタン溶媒でセライトろ過を行った。ろ液から減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=4:1)で精製し、ジクロロメタン-メタノールで再結晶することで、vMPDAを1.8g(3.4mmol)得た(収率95%)。
 vMPDAの同定データは以下の通りである。
  元素分析:計算値(C39402)C,87.27;H,7.51;N,5.22.:測定値 C,87.77;H,7.60;N,4.99.
  質量分析(FAB+):536 (M+).
 pMPDAの合成
 密閉容器にvMPDA(500mg)を入れ、脱水トルエン(5.0ml)を加えた後、重合開始剤(商品名:V-601、和光純薬(株)製)のトルエン溶液(0.1M、50μl)を加えた。この後の操作は合成例1と同様にしてホスト用高分子化合物(pMPDA)を得た。ホスト用高分子化合物(pMPDA)の重量平均分子量は95000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.30であった。
 [合成例11]
 <pMPDAAの合成>
 化合物4の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 冷却管を備えた100ml三口フラスコに、合成例3で得られたN,N,N’-トリ-m-トリル-2,5-ジメチル-1,4-フェニレンジアミン(2.0g(4.9mmol))を入れ、窒素置換した。ここに脱水キシレン(60ml)および4-ブロモ-2-メチルフェノール(1.5g(8.0mmol))を加えて撹拌した後、酢酸パラジウム(0.35g(1.6mmol))、カリウム-t-ブトキシド(4.0g(36mmol))、トリ-t-ブチルホスフィン/キシレン1:1溶液(1.8ml(4.5mmol))を加え、6時間加熱還流した。得られた反応混合物を室温にまで冷却した後、ジクロロメタン溶媒でセライトろ過を行った。ろ液から減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:ジクロロメタン=1:1)で精製し、化合物4を1.0g(2.0mmol)得た(収率40%)。
 MPDAAの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 窒素置換した100mlの三口フラスコに、化合物4(1.0g(2.0mmol))、ジクロロメタン(20ml)およびトリエチルアミン(0.50g(4.9mmol))を入れ、氷浴で冷却した。この溶液に塩化アクリロイル(0.30g(3.3mmol))を少しずつ加えた後、室温で1時間撹拌した。得られた反応混合物から減圧下で溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=1:1)で精製して、MPDAAを1.0g(1.8mmol)得た(収率90%)。
 MPDAAの同定データは以下の通りである。
  元素分析:計算値(C393822)C,82.65;H,6.76;N,4.94.:測定値 C,82.53;H,6.81;N,5.08.
  質量分析(FAB+):566 (M+).
 pMPDAAの合成
 密閉容器にMPDAA(500mg)を入れ、脱水トルエン(5.0ml)を加えた後、重合開始剤(商品名:V-601、和光純薬(株)製)のトルエン溶液(0.1M、50μl)を加えた。この後の操作は合成例1と同様にしてホスト用高分子化合物(pMPDAA)を得た。ホスト用高分子化合物(pMPDAA)の重量平均分子量は67000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.25であった。
 [合成例12]
 <pMPDABの合成>
 MPDABの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 冷却管を備えた100ml三口フラスコに、合成例11で得られた化合物4(1.0g(2.0mmol))を入れ、窒素置換した。ここに脱水アセトン(25ml)および塩化-4-ビニルベンジル(0.50g(3.3mmol))を加えて撹拌した後、炭酸カリウム(2.0g(14mmol))を加え、8時間加熱還流した。得られた反応混合物を室温にまで冷却した後、セライトろ過を行った。ろ液から減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=2:1)で精製し、ジクロロメタン-メタノールで再結晶することで、MPDABを1.0g(1.6mmol)得た(収率80%)。
 MPDABの同定データは以下の通りである。
  元素分析:計算値(C45442O)C,85.95;H,7.05;N,4.45.:測定値 C,86.37;H,7.40;N,4.16.
  質量分析(FAB+):628 (M+).
pMPDABの合成
 密閉容器にMPDAB(500mg)を入れ、脱水トルエン(5.0ml)を加えた後、重合開始剤(商品名:V-601、和光純薬(株)製)のトルエン溶液(0.1M、50μl)を加えた。この後の操作は合成例1と同様にしてホスト用高分子化合物(pMPDAB)を得た。ホスト用高分子化合物(pMPDAB)の重量平均分子量は95000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.41であった。
(合成例13)
<pDBDMPDの合成>
化合物5の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 冷却管を備えた100ml三口フラスコに、2,5-ジメチル-1,4-フェニレンジアミン(2.0g(15mmol))を入れ、窒素置換した。ここに脱水キシレン(60ml)および3-ブロモ-(2-メチルプロピル)ベンゼン(6.0g(28mmol))を加えて撹拌した後、酢酸パラジウム(0.35g(1.6mmol))、カリウム-t-ブトキシド(4.0g(36mmol))、トリ-t-ブチルホスフィン/キシレン1:1溶液(1.8ml(4.5mmol))を加え、2時間加熱還流した。ここに4-ブロモトルエン(2.5g(15mmol))をさらに加えて2時間加熱還流した。得られた反応混合物を室温にまで冷却した後、ジクロロメタン溶媒でセライトろ過を行った。ろ液から減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=1:1)で精製し、化合物5を3.5g(7.1mmol)得た(収率50%)。
vDBDMPDの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 冷却管を備えた100ml三口フラスコに、化合物5(3.5g(7.1mmol))を入れ、窒素置換した。ここに3-ブロモスチレン(2.0g(11mmol))、脱水キシレン(60ml)、酢酸パラジウム(0.35g(1.6mmol))、カリウム-t-ブトキシド(4.0g(36mmol))およびトリ-t-ブチルホスフィン/キシレン1:1溶液(1.8ml(4.5mmol))を加え、2時間加熱還流した。得られた反応混合物を室温にまで冷却した後、セライトろ過を行った。ろ液から減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=5:1)で精製し、ジクロロメタン-メタノールで再結晶することで、vDBDMPDを3.0g(5.1mmol)得た(収率70%)。
 vDBDMPDの同定データは以下の通りである。
  元素分析:計算値(C43482)C,87.11;H,8.16;N,4.73.:測定値 C,86.79;H,8.26;N,4.91.
  質量分析(FAB+):592 (M+).
 pDBDMPDの合成
 密閉容器にvDBDMPD(500mg)を入れ、脱水トルエン(5.0ml)を加えた後、重合開始剤(商品名:V-601、和光純薬(株)製)のトルエン溶液(0.1M、50μl)を加えた。この後の操作は合成例1と同様にしてホスト用高分子化合物(pMPDAB)を得た。ホスト用高分子化合物(pDBDMPD)の重量平均分子量は170000、分子量分布指数(Mw/Mn)は2.06であった。
 [実施例1-(a)]
 <陽極バッファ層用組成物の調製>
 合成例1で製造した電荷輸送ポリマーであるpHMTPD(100質量部)、電子受容性化合物であるF4TCNQ(5質量部)、およびトルエンを混合して、陽極バッファ層用組成物(固形分濃度が0.8質量%のトルエン溶液、以下「陽極バッファ層用組成物1」ともいう。)を調製した。
 <有機EL素子の製造>
 ITO膜付ガラス基板上に、陽極バッファ層用組成物1を、スピンコート法(条件:3000rpm-30秒)によって塗布し、得られた塗膜を窒素雰囲気下に210℃で1時間放置し、陽極バッファ層を形成した。
 室温で十分に放冷した陽極バッファ層付き基板の陽極バッファ層側表面に、発光層用材料(キャリア輸送性化合物である、下記式(E-1)で表される化合物と下記式(E-2)で表される化合物とのコポリマー(モル比5:5)95質量%と、りん光発光性化合物である下記式(E-3)で表される化合物5質量%との混合粉末)のトルエン溶液(「発光層塗布溶液1」ともいう。)をスピンコート法によって塗布し、窒素雰囲気下に140℃で1時間放置して、発光層を形成した。真空蒸着装置により、発光層の表面に陰極バッファ層として厚さ0.5nmのLiF層を形成し、続いて陰極として厚さ150nmのAl層を形成し、有機EL素子(以下「有機EL素子1」ともいう。)を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 有機EL素子1に定電圧電源(Keithley製、SM2400)を用いて段階的に電圧を印加し、有機EL素子1の輝度を輝度計(トプコン製、BM-9)で定量した。電流密度に対する輝度の比から発光効率を決定した。発光効率、駆動電圧および電力効率を表1に示す。
 また、有機EL素子1に、同装置を用いて定電流を印加し続け、一定時間おきに輝度を測定することで、発光寿命測定を行った。表1に初期輝度が半減するまでの時間を示す。
 [実施例1-(b)]
 pHMTPDを合成例2で製造されたpHMTPD-2に変更した以外は実施例1-(a)と同様の方法により、陽極バッファ層用組成物2を調製し、有機EL素子(以下「有機EL素子2」ともいう。)を作製した。有機EL素子2の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚およびその発光効率等を表1に示す。
 [実施例1-(c)]
 pHMTPDを合成例3で製造されたpTmTDMPDに変更した以外は実施例1-(a)と同様の方法により、陽極バッファ層用組成物3を調製し、有機EL素子(以下「有機EL素子3」ともいう。)を作製した。有機EL素子3の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚およびその発光効率等を表1に示す。
 [実施例2]
 pHMTPDを合成例4で製造されたpHMTPD-TPDに変更した以外は実施例1-(a)と同様の方法により、陽極バッファ層用組成物4を調製し、有機EL素子(以下「有機EL素子4」ともいう。)を作製した。有機EL素子4の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚およびその発光効率等を表1に示す。
 [実施例3]
 ITO膜付ガラス基板上に、前記陽極バッファ層用組成物1を、スピンコート法によって塗布し(3000rpm-30秒)、得られた塗膜を窒素雰囲気下に80℃で1時間放置して陽極バッファ層を形成した以外は実施例1と同様の方法により、有機EL素子(以下「有機EL素子5」ともいう。)を作製した。有機EL素子5の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚およびその発光効率等を表1に示す。
 [比較例1]
 pHMTPDを合成例5で製造されたpTPDに変更した以外は実施例1-(a)と同様の方法により、陽極バッファ層用組成物5を調製し、有機EL素子(以下「有機EL素子6」ともいう。)を作製した。有機EL素子6の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚および発光効率等を表1に示す。
 有機EL素子6においては、実施例の何れの有機EL素子よりも、陽極バッファ層および発光層の合計膜厚が薄かった。この要因は、発光層を形成する際に、陽極バッファ層の一部が、発光層用材料のトルエン溶液に溶解したことにあると考えられ、減少率の値からもそれが裏付けられている。
 [比較例2]
 pHMTPDを合成例6で製造されたpHMTPD-3に変更した以外は実施例1-(a)と同様の方法により、陽極バッファ層用組成物6を調製し、有機EL素子(以下「有機EL素子7」ともいう。)を作製した。有機EL素子7の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚および発光効率等を表1に示す。
 有機EL素子7においては、実施例の何れの有機EL素子よりも、陽極バッファ層および発光層の合計膜厚が薄かった。この要因は、発光層を形成する際に、陽極バッファ層の一部が、発光層用材料のトルエン溶液に溶解したことにあると考えられ、減少率の値からもそれが裏付けられている。
 [比較例3]
 ITO膜付ガラス基板上に、陽極バッファ層用組成物1を、スピンコート法(条件:3000rpm-30秒)によって塗布し、得られた塗膜を窒素雰囲気下に室温で1時間放置し、陽極バッファ層を形成した以外は実施例1-(a)と同様の方法により、有機EL素子(以下「有機EL素子8」ともいう。)を作製した。有機EL素子8の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚およびその発光効率等を表1に示す。
 有機EL素子8においては、pHMTPDが用いられた有機EL素子1および有機EL素子5よりも、陽極バッファ層の厚さの減少率が大きかった。これらの有機EL素子を比較すると、陽極バッファ層の不溶化には、特定の材料の使用だけでなく、陽極バッファ層形成の際の加熱も重要であることがわかる。
 [実施例4-(a)]
 合成例7で製造した陽極バッファ層用高分子化合物1およびトルエンを混合して、陽極バッファ層用組成物(固形分濃度が0.8質量%のトルエン溶液、以下「陽極バッファ層用組成物7」ともいう。)を調製した。
 陽極バッファ層用組成物1に換えて陽極バッファ層用組成物7を用いた以外は実施例1-(a)と同様の方法により、有機EL素子(以下「有機EL素子9」ともいう。)を作製した。有機EL素子9の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚およびその発光効率等を表1に示す。
 [実施例4-(b)]
 陽極バッファ層用高分子化合物1に換えて陽極バッファ層用高分子化合物2を用いた以外は実施例4-(a)と同様の方法により、陽極バッファ層用組成物8を調製し、有機EL素子(以下「有機EL素子10」ともいう。)を作製した。有機EL素子10の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚およびその発光効率等を表1に示す。
 [実施例4-(c)]
 陽極バッファ層用高分子化合物1に換えて陽極バッファ層用高分子化合物3を用いた以外は実施例4-(a)と同様の方法により、陽極バッファ層用組成物9を調製し、有機EL素子(以下「有機EL素子11」ともいう。)を作製した。有機EL素子11の陽極バッファ層および発光層の合計膜厚およびその発光効率等を表1に示す。
 [実施例5-(a)]
 <発光層塗布成膜用の溶液調製>
 国際公開WO2010/16512号公報に記載された方法に従って下記の燐光発光性高分子化合物(E-4)を合成した。高分子化合物(E-4)の重量平均分子量は52000、各繰り返し単位のモル比はk:m:n=6:42:52であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 この燐光発光性高分子化合物(E-4)3重量部を97重量部のキシレンに溶解させ、発光層塗布成膜用の溶液(以下「発光層塗布溶液2」ともいう。)を調製した。
 <有機EL素子の製造>
 合成例10で製造したホスト用高分子化合物であるpMPDA(100質量部)、電子受容性化合物であるTCNQ(5質量部)、およびキシレンを混合して陽極バッファ層用組成物(固形分濃度が1.0質量%のキシレン溶液)を調製した。これをITO膜付きガラス基板上に、スピンコート法(条件:3000rpm-30秒)によって塗布し、得られた塗膜を窒素雰囲気下に170℃で1時間放置し、陽極バッファ層を形成した。
 室温で十分に法令した陽極バッファ層つき基板の陽極バッファ層側表面に、上記の発光層塗布溶液2を、スピンコート法(条件:3000rpm-30秒)によって塗布し、得られた塗膜を窒素雰囲気下に140℃で1時間放置し、発光層を形成した。真空蒸着装置により、発光層の表面に陰極バッファ層として厚さ0.5nmのLiF層を形成し、続いて陰極として厚さ150nmのAl層を形成し、有機EL素子(以下「有機EL素子12」ともいう。)を作製した。
 実施例1-(a)と同様にして測定した発光効率、駆動電圧、電力効率および発光寿命を表2に示した。
 [実施例5-(b)~(d)]
 pMPDAを合成例11~13で製造されたpMPDAA、pMPDABおよびpDBDMPDにそれぞれ変更した以外は実施例5-(a)と同様の方法により、有機EL素子(以下それぞれ「有機EL素子13」、「有機EL素子14」および「有機EL素子15」ともいう。)を作製した。
 実施例1-(a)と同様にして測定した発光効率、駆動電圧、電力効率および発光寿命を表2に示した。
 [比較例4-(a)~(c)]
 特許文献1~3に記載の方法に従い、下式で表される化合物R1、R2およびR3をそれぞれ合成し、これらの化合物をpMPDAの代わりに用いた以外は実施例5-(a)と同様の方法により、有機EL素子(以下それぞれ「有機EL素子16」、「有機EL素子17」および「有機EL素子18」ともいう。)を作製した。
 実施例1-(a)と同様にして測定した発光効率、駆動電圧、電力効率および発光寿命を表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 [実施例6]
 実施例1-(c)と同様にしてITO膜付きガラス基板上に陽極バッファ層を形成した後、真空蒸着装置により下記化合物(E-5)および(E-6)を、質量比が9:1となるように共蒸着して、30nmの厚さの発光層を形成し、続いて電子注入層として厚さ20nmの化合物(E-7)の層を形成した。さらに実施例1-(c)と同様にしてLiF層およびAl層を形成し、有機EL素子(以下「有機EL素子19」ともいう。)を作製した。
 実施例1-(a)と同様にして測定した発光効率、駆動電圧、電力効率および発光寿命を表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 [比較例5]
 pTmTDMPDを上記の化合物R1に変更した以外は実施例6と同様の方法により有機EL素子(以下「有機EL素子20」ともいう。)を作製した。
 実施例1-(a)と同様にして測定した発光効率、駆動電圧、電力効率および発光寿命を表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054
 1・・・基板
 2・・・陽極
 3・・・陽極バッファ層
 4・・・発光層
 5・・・陰極

Claims (12)

  1.  下記式(1)または下記式(2)で表される構成単位を有し、GPCにより測定される重量平均分子量が20,000~1,000,000である高分子化合物、および
     電子受容性化合物
    を含有することを特徴とする陽極バッファ層用組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    〔式(1)、(2)のそれぞれにおいて、
     複数個あるRaは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、少なくとも1つのRaは炭素数1~10のアルキル基を表し、
     複数個あるRbは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、
     複数個あるRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数1~10のアルキル基または炭素数1~10のアルコキシ基を表し、同一のフェニル基の中の隣接する炭素原子にそれぞれ結合しているRcは、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
     Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR1-(ただし、R1は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-、-COO-または炭素数1~20の2価の有機基(ただし、該有機基は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR2-(ただし、R2は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-および-COO-からなる群より選択される原子または基を含んでいてもよい。)を表し、
     Y-X-は、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (R3は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。)
    で表される基を表し、
     pは、0、1または2を表す。〕
  2.  下記式(1)または下記式(2)で表される構成単位、および重合性官能基を有する電子受容性化合物から誘導される構成単位を有し、GPCにより測定される重量平均分子量が20,000~1,000,000であることを特徴とする陽極バッファ層用高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    〔式(1)、(2)のそれぞれにおいて、
     複数個あるRaは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、少なくとも1つのRaは炭素数1~10のアルキル基を表し、
     複数個あるRbは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表し、
     複数個あるRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素数1~10のアルキル基または炭素数1~10のアルコキシ基を表し、同一のフェニル基の中の隣接する炭素原子にそれぞれ結合しているRcは、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
     Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR1-(ただし、R1は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-、-COO-または炭素数1~20の2価の有機基(ただし、該有機基は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR2-(ただし、R2は水素原子、炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)、-CO-および-COO-からなる群より選択される原子または基を含んでいてもよい。)を表し、
     Y-X-は、
    (R3は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。)
    で表される基を表し、
     pは、0、1または2を表す。〕
  3.  有機溶剤をさらに含有することを特徴とする請求項1に記載の陽極バッファ層用組成物。
  4.  請求項2に記載の陽極バッファ層用高分子化合物および有機溶剤を含有することを特徴とする陽極バッファ層用組成物。
  5.  陽極、陽極バッファ層、発光層および陰極がこの順序で積層されてなり、
     該陽極バッファ層が、請求項1,3もしくは4に記載の陽極バッファ層用組成物または請求項2に記載の陽極バッファ層用高分子化合物を加熱して形成されたものである
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6.  陰極バッファ層をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  7.  陽極上に請求項3または4に記載の陽極バッファ層用組成物を、塗布し、次いで加熱して、陽極バッファ層を形成する第一工程、
     該陽極バッファ層上に発光層を形成する第二工程、および
     該発光層上に陰極を形成する第三工程
    を含み、
     前記第二工程が、
     前記陽極バッファ層表面に正孔輸送層形成材料および有機溶剤を含む正孔輸送層形成用溶液を塗布し、次いで該有機溶剤を除去して、前記陽極バッファ層に接する正孔輸送層を形成し、該正孔輸送層上に前記発光層を形成する工程2Aであるか、または
     前記陽極バッファ層表面に発光層形成材料および有機溶剤を含む発光層形成用溶液を塗布し、次いで該有機溶剤を除去して、前記陽極バッファ層に接する前記発光層を形成する工程2Bである
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  8.  前記第二工程が前記工程2Aであって、前記正孔輸送層形成用溶液に含まれる有機溶剤が、その構成成分として、前記陽極バッファ層用組成物に含まれる有機溶剤の構成成分の少なくとも1つを含んでいることを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  9.  前記第二工程が前記工程2Bであって、記発光層形成用溶液に含まれる有機溶剤が、その構成成分として、前記陽極バッファ層用組成物に含まれる有機溶剤の構成成分の少なくとも1つを含んでいることを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  10.  前記加熱を100~350℃で10~180分間行うことを特徴とする請求項7~9のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  11.  請求項5または6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える表示装置。
  12.  請求項5または6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える光照射装置。
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