WO2013047581A1 - 溶解度が変化する組成物、正孔輸送材料組成物、及び、これらを用いた有機エレクトロニクス素子 - Google Patents

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直紀 浅野
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a composition in which solubility changes, a hole transport material composition, and an ink composition.
  • another embodiment of the present invention relates to an organic layer using a composition in which solubility changes, a hole transport material composition, or an ink composition, and a method for forming the organic layer.
  • other embodiment of this invention is related with the organic electronics element which has an organic layer, an organic electroluminescent element (henceforth an organic EL element), and an organic photoelectric conversion element.
  • other embodiment of this invention is related with the display element using an organic EL element, and an illuminating device.
  • Organic electronic elements are elements that perform electrical operations using organic substances.
  • Organic electronic devices are expected to exhibit features such as energy saving, low cost, and high flexibility, and are attracting attention as technologies that replace conventional inorganic semiconductors mainly composed of silicon.
  • organic EL elements are attracting attention as applications for large-area solid-state light sources as an alternative to incandescent lamps or gas-filled lamps, for example. It is also attracting attention as the most powerful self-luminous display that can replace the liquid crystal display (LCD) in the flat panel display (FPD) field, and its commercialization is progressing.
  • LCD liquid crystal display
  • FPD flat panel display
  • Organic EL elements are roughly classified into two types, low molecular weight organic EL elements and high molecular weight organic EL elements, depending on the organic materials used.
  • As the organic material a low molecular material is used in the low molecular organic EL element, and a high molecular material is used in the high molecular organic EL element.
  • a polymer-type organic EL element can be easily formed by printing or ink-jet. Therefore, the polymer organic EL element is expected as an indispensable element for future large-screen organic EL displays.
  • the organic layers constituting the organic EL element are multilayered.
  • a low molecular type organic EL device since film formation is generally performed by a vapor deposition method, multilayering can be easily achieved by sequentially changing compounds used for vapor deposition.
  • the polymer type organic EL element it is difficult to increase the number of layers. The reason is that, in the polymer type organic EL element, film formation is performed by a wet process such as printing or ink jetting, so that the lower layer formed earlier is dissolved when the upper layer is formed.
  • a method is desired in which when the upper layer is formed, the already formed lower layer does not change.
  • a film was formed using a hole injection layer made of polythiophene: polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS) formed using an aqueous dispersion and an aromatic organic solvent such as toluene.
  • PEDOT polystyrene sulfonic acid
  • An element having a two-layer structure with a light emitting layer can be given.
  • the hole injection layer made of PEDOT: PSS is not dissolved in the aromatic organic solvent, a two-layer structure can be produced.
  • Non-Patent Document 1 Patent Document 1
  • Patent Document 2 discloses a multilayering method by reacting a polymerizable substituent introduced into a compound.
  • a polymerizable substituent introduced into a compound.
  • multilayering using a polymerization reaction such as a silyl group, a styryl group, an oxetane group, or an acrylic group
  • multilayering using a dimerization such as a trifluorovinyl ether group or a benzocyclobutene group.
  • An effective method for multilayering is required for all organic electronic devices in which two adjacent organic layers are formed by coating.
  • two adjacent organic layers for example, a buffer layer and a photoelectric conversion layer
  • the formed organic photoelectric conversion element is also desired.
  • an embodiment of the present invention has an object to provide a composition, a hole transport material composition, and an ink composition that enable multilayering of an organic layer by a coating method. Another object of another embodiment of the present invention is to provide an organic layer that can be multilayered by a coating method, and a method for forming the organic layer. Another object of the present invention is to provide an organic electronics element, an organic EL element, and an organic photoelectric conversion element having an organic layer formed by a coating method. Furthermore, another embodiment of the present invention aims to provide a display element and an illumination device using an organic EL element having an organic layer formed by a coating method.
  • the present inventors have found that a thin film formed using a composition having a repeating unit having a hole transporting property and having a thienyl group-containing polymer or oligomer and an initiator, It has been found that the solubility of the thin film in the solvent is changed by adding light, and the present invention has been completed.
  • the embodiment of the present invention comprises a polymer or oligomer (A) having a repeating unit having a hole transporting property and having a thienyl group which may have a substituent, and an initiator (B). And a composition whose solubility is changed by applying heat, light, or both heat and light, and a hole transport material composition and an ink composition containing the composition.
  • an organic layer (I) formed by applying a composition having a variable solubility, a hole transport material composition, or an ink composition; A method of changing the solubility, comprising the step of applying heat, light, or both heat and light to the organic layer (I); and heat, light, or heat and light to the organic layer (I) It relates to the organic layer (II) obtained by adding both.
  • the organic electronics element which has organic layer (II), an organic electroluminescent element, and an organic photoelectric conversion element.
  • other embodiment of this invention is related with the display element and illuminating device which used the organic electroluminescent element.
  • the repeating unit having a hole transporting property includes at least one repeating unit selected from the group consisting of a repeating unit containing an aromatic amine structure and a repeating unit containing a carbazole structure.
  • Examples of the organic electronics element include an element having at least two electrodes and an organic layer (II) positioned between the electrodes;
  • examples of the organic electroluminescence element include an anode, an organic layer ( II), an element having a light emitting layer, and a cathode;
  • examples of the organic photoelectric conversion element include an anode, an organic layer (II), a photoelectric conversion layer, and an element having a cathode.
  • the present invention it is possible to provide a composition, a hole transport material composition, and an ink composition that enable a multilayered organic layer by a coating method.
  • coating method, and an organic layer can be provided.
  • coating method can be provided.
  • coating method can be provided.
  • FIG. 1 is a graph showing current-voltage characteristics of the devices obtained in Example 5 and Comparative Example 5.
  • FIG. 2 is a graph showing changes in luminance of the elements obtained in Example 6 and Comparative Example 6 over time.
  • composition with varying solubility includes a polymer or oligomer (A) having a thienyl group which has a repeating unit having a hole transporting property and may have a substituent, and It is a composition containing an initiator (B) and having a solubility that is changed by applying heat, light, or both heat and light. If necessary, the composition whose solubility is changed may contain a solvent (C). Moreover, even if the composition from which a solubility changes contains 1 type of polymer or an oligomer (A), an initiator (B), or a solvent (C), respectively, and each contains 2 or more types. Good.
  • Polymer or oligomer (A) As the repeating unit having a hole transporting property, it is only necessary to have the ability to transport holes.
  • a repeating unit containing an aromatic amine structure a repeating unit containing a carbazole structure, a repeating unit containing a thiophene structure, etc. Is mentioned.
  • Preferred are a repeating unit containing an aromatic amine structure and a repeating unit containing a carbazole structure.
  • the polymer or oligomer (A) may have two or more of these units.
  • the polymer or oligomer (A) may have a branched structure in the molecule and may have three or more terminals.
  • the branched structure refers to a structure in which a polymer or oligomer chain has a branched portion and has repeating units from the branched portion toward three or more directions.
  • the polymer or oligomer (A) having a branched structure and having three or more terminals is composed of a main chain and a side chain.
  • Formulas (1a) to (93a) which are examples of repeating units having a hole transporting property are listed below.
  • the repeating units represented by the formulas (85a) to (93a) have a branched portion.
  • each E independently represents —R 1 , —OR 2 , —SR 3 , —OCOR 4 , —COOR 5 , —SiR 6 R 7 R 8 , and the following formula (a ) To (c) (Wherein R 1 to R 11 represent a hydrogen atom, a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group or heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms; c represents an integer greater than or equal to 1.
  • the aryl group is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon, which may have a substituent.
  • an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic compound having a hetero atom which may have a substituent.
  • substituent here include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkoxy group, an arylalkylthio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, and a hydroxyl group.
  • A, b and c are preferably integers of 1 to 4.
  • examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, and n-nonyl group.
  • the aryl group include phenyl, biphenyl-yl, terphenyl-yl, naphthalen-yl, anthracen-yl, tetracene-yl, fluoren-yl, phenanthrene-yl and the like.
  • heteroaryl group examples include pyridine-yl, pyrazin-yl, quinolin-yl, isoquinolin-yl, acridine-yl, phenanthroline-yl, furan-yl, pyrrol-yl, thiophen-yl, carbazol-yl, oxazole- Yl, oxadiazol-yl, thiadiazol-yl, triazol-yl, benzoxazol-yl, benzooxadiazol-yl, benzothiadiazol-yl, benzotriazol-yl, benzothiophen-yl and the like. In the following, examples similar to these can be used as the alkyl group, aryl group, and heteroaryl group.
  • Ar represents each independently an arylene group or heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms, or an aryl group or heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • the arylene group is an atomic group obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon, and may have a substituent.
  • the heteroarylene group is a group of two hydrogen atoms from an aromatic compound having a hetero atom. It is an atomic group excluding and may have a substituent.
  • the aryl group is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon, and may have a substituent.
  • the heteroaryl group is a hydrogen atom from an aromatic compound having a hetero atom. It is an atomic group excluding one, and may have a substituent. Examples of the substituent here include the same groups as those described above for E.
  • arylene group examples include phenylene, biphenyl-diyl, terphenyl-diyl, naphthalene-diyl, anthracene-diyl, tetracene-diyl, fluorene-diyl, phenanthrene-diyl, and the like.
  • heteroarylene group examples include pyridine-diyl, pyrazine-diyl, quinoline-diyl, isoquinoline-diyl, acridine-diyl, phenanthroline-diyl, furan-diyl, pyrrole-diyl, thiophene-diyl, carbazole-diyl, oxazole- Examples include diyl, oxadiazole-diyl, thiadiazole-diyl, triazole-diyl, benzoxazole-diyl, benzooxadiazole-diyl, benzothiadiazole-diyl, benzotriazole-diyl, and benzothiophene-diyl. In the following, examples similar to these can be used as the arylene group (arenediyl group) and the heteroarylene group (heteroarenediyl group).
  • X and Z are each independently a divalent linking group, and there is no particular limitation. However, a group in which one hydrogen atom is further removed from a group having one or more hydrogen atoms in E, or the following linking group: The groups exemplified in the group (A) are preferred. x represents an integer of 0-2. Y is a trivalent linking group, and is not particularly limited. However, a group obtained by further removing two hydrogen atoms from a group having two or more hydrogen atoms in E is preferable.
  • each R independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number.
  • each Ar independently represents an arylene group or heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms, or an aryl group or heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • Y represents a divalent linking group.
  • the units represented by formulas (85a) to (93a) may have a substituent, and examples of the substituent include the same groups as E in formulas (1a) to (84a).
  • Y in the formulas (89a) and (93a) is preferably a divalent linking group represented by the following formula.
  • each R independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number. Represents 2 to 30 aryl groups or heteroaryl groups;
  • Examples of the formulas (85a) and (86a) include the following formulas (85a-1) and (86a-1). In the following, only examples of formulas (85a) and (86a) are shown, but as examples of formulas (87a) to (89a) and (91a) to (93a), Ar has a substituent. Examples of the unit may be a benzene ring.
  • each R independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
  • the monovalent organic group represented by R include a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group or heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms. May have a group bonded through an ether bond.
  • the polymer or oligomer (A) may be a copolymer having two or more repeating units.
  • the copolymer may be an alternating, random, block or graft copolymer, or a copolymer having an intermediate structure thereof, for example, a random copolymer having a block property.
  • the polymer or oligomer (A) is represented by the above-described arylene group or heteroarylene group, or the following formulas (1) to (32), in addition to the above repeating units, in order to adjust the solubility, heat resistance, or electrical characteristics.
  • a copolymer having the above structure as a copolymer repeating unit may be used.
  • the repeating unit represented by the formulas (30) to (32) has a branched portion.
  • examples of R include the same groups as E in formulas (1a) to (84a).
  • R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and substituents consisting of C, H and / or X (where X is a heteroatom), Ar 1 and Ar 2 is independently a group selected from the group consisting of a divalent aromatic ring consisting of C and H, and a divalent aromatic ring consisting of C, H and X (X is a heteroatom). is there. Note that R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen. C is a carbon atom and H is a hydrogen atom. Examples of X include O (oxygen atom), N (nitrogen atom), S (sulfur atom), Si (silicon atom), halogen atom, and the like.
  • R 1 and R 2 have a substituent composed of C, H and / or X, an aliphatic substituent composed of C and H, an aromatic substituent composed of C and H, an aromatic composed of C, H and X Substituents, substituents composed of C, H and / or X (including aliphatic substituents) other than these can be mentioned.
  • the divalent aromatic ring composed of C and H in Ar 1 and Ar 2 is a divalent aromatic ring such as a single ring or a condensed ring formed by condensing 2 or more, preferably 2 to 5 rings. Group hydrocarbon ring.
  • Examples of the divalent aromatic ring composed of C, H and X include a heteromonocyclic ring or a condensed ring formed by condensing 2 or more, preferably 2 to 5 rings.
  • a bivalent heteroaromatic ring is mentioned.
  • the groups Ar 1 and Ar 2 may have a substituent.
  • R 1 and R 2 include the same groups as E in formulas (1a) to (84a).
  • Ar 1 and Ar 2 include the same groups as Ar in formulas (1a) to (84a).
  • W represents a trivalent linking group, and is preferably an atomic group obtained by further removing one hydrogen atom from an arylene group or heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms.
  • Ar independently represents an arylene group or heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms, and Z represents any of a carbon atom, a silicon atom, or a phosphorus atom.
  • the units represented by formulas (30) to (32) may have a substituent, and examples of the substituent include the same groups as E in formulas (1a) to (84a).
  • the polymer or oligomer (A) has a thienyl group which may have a substituent.
  • the polymer or oligomer (A) may have a thienyl group as a substituent of a repeating unit constituting the main chain or side chain, and may have a terminal of the main chain or side chain.
  • the repeating units constituting the main chain or the side chain are, for example, repeating units represented by the above formulas (1a) to (93a) and formulas (1) to (32).
  • Examples of the thienyl group which may have a substituent include a 2-thienyl group and a 3-thienyl group which may have a substituent.
  • a thienyl group is represented by the following formula (Ia) or (Ib), for example.
  • R 1 to R 3 in formulas (Ia) and (Ib) each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and at least one of R 1 to R 3 is a hydrogen atom.
  • alkyl group examples include straight chain, cyclic or branched alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms, with straight chain alkyl groups being preferred. The number of carbon atoms is more preferably 1-10.
  • Examples of the polymer or oligomer (A) having a thienyl group include polymers or oligomers having a structure represented by the following formulas (IIa) to (IIIb).
  • R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group, at least one of R 1 to R 3 is a hydrogen atom, and Ar a is an arenediyl Represents a group or a heteroarenediyl group.
  • R and R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group, and at least one of R 1 to R 3 is a hydrogen atom.
  • Ar a represents an arenediyl group or a heteroarenediyl group.
  • R and R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and at least one of R 1 to R 3 is a hydrogen atom.
  • Ar a represents an arenediyl group or a heteroarenediyl group.
  • R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group, at least one of R 1 to R 3 is a hydrogen atom, and Ar b is an arene Represents a triyl group or a heteroarene triyl group.
  • Ar a represents, for example, an arenediyl group having 2 to 30 carbon atoms or a heteroarenediyl group.
  • An arenediyl group is an atomic group obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon, which may have a substituent
  • a heteroarenediyl group is two hydrogen atoms from an aromatic compound having a heteroatom. It is an atomic group excluding and may have a substituent. Examples of the substituent include the same groups as E in formulas (1a) to (84a).
  • Ar b represents, for example, an arenetriyl group having 2 to 30 carbon atoms or a heteroarenetriyl group.
  • An arenetriyl group is an atomic group obtained by removing three hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon and may have a substituent.
  • a heteroarenetriyl group is a hydrogen atom from an aromatic compound having a heteroatom.
  • An atomic group excluding three atoms, which may have a substituent. Examples of the substituent include the same groups as E in formulas (1a) to (84a).
  • arylene-triyl group examples include benzene-triyl, biphenyl-triyl, terphenyl-triyl, naphthalene-triyl, anthracene-triyl, tetracene-triyl, fluorene-triyl, phenanthrene-triyl, and the like.
  • heteroarene triyl group examples include pyridine-triyl, pyrazine-triyl, quinoline-triyl, isoquinoline-triyl, acridine-triyl, phenanthroline-triyl, furan-triyl, pyrrole-triyl, thiophene-triyl, carbazole-triyl, Examples include oxazole-triyl, oxadiazole-triyl, thiadiazole-triyl, triazole-triyl, benzoxazole-triyl, benzooxadiazole-triyl, benzothiadiazole-triyl, benzotriazole-triyl, and benzothiophene-triyl.
  • Ar a and Ar b are specifically Ar in formulas (1a) to (93a), a carbazole structure, a thiophene structure; a benzene ring in formulas (85a-1) and (86a-1); ) To (28) Arylene group, heteroarylene group; Ar 1 and Ar 2 in formula (29); W in formula (30); fluorene structure in formula (31); Ar in formula (32) Etc.
  • n is an integer of 1 to 22, preferably an integer of 1 to 10.
  • the following structures are preferable from the viewpoint of increasing the change in solubility, reducing the influence on the energy level of the hole transport site, and improving productivity.
  • the polymer or oligomer (A) may contain a repeating unit having a thienyl group.
  • the repeating unit having a thienyl group specifically, a unit represented by the formulas (1a) to (14a) in which any one or more of monovalent Ar is a thienyl group; A unit represented by formulas (15a) to (84a) which is a thienyl group; a unit represented by formulas (1a) to (93a) wherein Ar has a thienyl group; any one or more of R is a thienyl group Units represented by formulas (1) to (28); units represented by formula (29) in which Ar 1 and / or Ar 2 have a thienyl group; represented by formulas (30) to (32) having a thienyl group Units and the like.
  • the end When having a thienyl group at the end, the end may be the end of the main chain or the end of the side chain, or may be the end of both the main chain and the side chain.
  • the polymer or oligomer (A) may have a thienyl group at all of the terminals, or may have a part of all the terminals. Specifically, when the polymer and the oligomer (A) have two ends, and the two ends have a thienyl group, the polymer and the oligomer (A) have three or more ends, and the three or more In the case where a thienyl group is present at three or more of the ends of the above, and the like.
  • the polymer or oligomer (A) preferably has a thienyl group at the end, more preferably only at the end, from the viewpoint of improving characteristics and increasing the change in solubility of the composition. preferable.
  • the polymer or oligomer (A) preferably has thienyl groups at all of the ends from the viewpoint of increasing the change in the solubility of the composition, and has three or more ends, all of them. It is more preferable to have a thienyl group.
  • the fact that the polymer or oligomer (A) has three or more terminals, that is, that it has a branched structure, can increase the weight average molecular weight, increase the glass transition temperature, and improve the heat resistance. It is also preferable from the viewpoint of contributing.
  • a preferred polymer or oligomer (A) has a repeating unit represented by any one of formulas (85a) to (93a) and formulas (30) to (32), and is terminated with formula (Ia) or (Ib And a thienyl group represented by:
  • the polymer or oligomer (A) having a thienyl group represented by the formula (Ia) or (Ib) at the terminal is obtained, for example, by using a monomer corresponding to the above thienyl group (A) as a monomer used for synthesis. be able to.
  • the weight average molecular weight of the polymer or oligomer (A) is preferably 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, from the viewpoint of suppressing crystallization and obtaining good film forming properties. More preferably, it is 1,000 or more. Further, the weight average molecular weight of the polymer or oligomer (A) is 1,000,000 or less from the viewpoint that the solubility in a solvent is improved and a composition containing a solvent described later can be easily produced. It is preferably 900,000 or less, more preferably 800,000 or less.
  • the “weight average molecular weight” refers to a weight average molecular weight in terms of standard polystyrene as determined by gel permeation chromatography (GPC).
  • the weight average molecular weight of the polymer or oligomer (A) is preferably 1,000 to 1,000,000. More preferably, it is 2,000 to 900,000, and still more preferably 3,000 to 800,000.
  • the average value of the number of repeating units of the polymer or oligomer (A) is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 10 or more from the viewpoint of obtaining good film-forming stability. Further, the average value of the number of units is preferably 1,000 or less, more preferably 500 or less, and even more preferably 200 or less, from the viewpoint that the solubility of the composition changes sufficiently and the organic layer can be easily laminated.
  • the average value of the number of units of a repeating unit can be calculated
  • the average value of the number of repeating units of the polymer or oligomer (A) is preferably 2 to 1,000, more preferably 5 to 500, and even more preferably 10 to 200.
  • the ratio of the repeating units represented by the formulas (1a) to (93a) to all repeating units in the polymer or oligomer (A) is preferably 10% or more from the viewpoint of obtaining excellent hole transportability, 25% or more is more preferable, and 50% or more is more preferable. Further, the ratio of the repeating units represented by the formulas (1a) to (93a) can be 100%, or 95% or less in consideration of introducing a thienyl group at the terminal. Is preferable, 90% or less is more preferable, and 80% or less is more preferable.
  • the proportion of the repeating units represented by the formulas (1a) to (93a) with respect to all repeating units in the polymer or oligomer (A) is preferably 10 to 95%, more preferably 25 to 90%. 50 to 80% is more preferable.
  • the ratio of the repeating units represented by the formulas (85a) to (93a) and the formulas (30) to (32) with respect to all the repeating units in the polymer or oligomer (A) Is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, and even more preferably 10% or more from the viewpoint of increasing the number of terminals and increasing the solubility change. Further, the ratio of the repeating units represented by the formulas (85a) to (93a) and the formulas (30) to (32) is from the viewpoint of preventing poor synthesis due to gelation during the synthesis of the polymer or oligomer (A). 50% or less is preferable, 30% or less is more preferable, and 25% or less is more preferable.
  • the ratio of the repeating unit represented by any one of the formulas (85a) to (93a) and the formulas (30) to (32) with respect to all the repeating units in the polymer or oligomer (A) is 1 to 50% is preferable, 3 to 30% is more preferable, and 10 to 25% is still more preferable.
  • the ratio of thienyl groups to all repeating units in the polymer or oligomer (A) is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, and even more preferably 10% or more from the viewpoint of increasing the change in solubility of the composition. . Further, the ratio of the thienyl group is preferably 80% or less, more preferably 60% or less, and further preferably 40% or less from the viewpoint of reducing the influence on the energy level of the hole transporting site.
  • the “ratio of thienyl group” is the ratio of a unit having a structure represented by the formula (Ia) or (Ib), preferably represented by the thienyl group group (A) or (B). It is the ratio of the unit which has a structure formed, More preferably, it is the ratio of the unit which has a structure represented by thienyl group group (A).
  • the ratio of thienyl groups to all repeating units in the polymer or oligomer (A) is preferably 1 to 80%, more preferably 3 to 60%, and even more preferably 10 to 40%.
  • the polymer or oligomer (A) can be produced by various synthetic methods known to those skilled in the art.
  • T. Yamamoto Bull. Chem. Soc. Jpn., 51, 7, 2091 (1978), M. Zembayashi et al., Tet. Lett., 47, 4089 (1977), and Suzuki (A (Suzuki) Synthetic Communications, Vol.11, No.7, p.513 (1981) can be used.
  • Suzuki A (Suzuki) Synthetic Communications, Vol.11, No.7, p.513 (1981)
  • the method described in Suzuki (A. Suzuki) is common for the production of polymers or oligomers (A).
  • the monomer unit corresponding to the repeating unit illustrated above and the monomer unit corresponding to the thienyl group illustrated above can be used.
  • Suzuki is a cross-coupling reaction (usually called “Suzuki reaction”) using a Pd catalyst between an aromatic boronic acid derivative and an aromatic halide. ).
  • a polymer or an oligomer (A) can be produced by using desired aromatic rings in a bonding reaction.
  • a Pd (II) salt or a soluble Pd compound in the form of a Pd (0) complex is generally used as the Pd catalyst.
  • Pd catalyst 0.01 to 5 mol% Pd (Ph 3 P) 4 , Pd (OAc) 2 complex with tertiary phosphine ligand, Pd 2 (dba) 3 complex and PdCl 2 (dppf) based on aromatic reactants Complexes are the preferred Pd source.
  • a base is generally used, and the base is preferably an aqueous alkali carbonate or bicarbonate, or a hydroxide of tetraalkylammonium.
  • the reaction can also be promoted in a nonpolar solvent using a phase transfer catalyst.
  • a phase transfer catalyst As the solvent, N, N-dimethylformamide, toluene, anisole, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and the like are used.
  • Initiator (B) is used to change the solubility of the composition.
  • the initiator (B) a substance that can act as an oxidizing agent in the composition can be used.
  • the use of a substance that can act as an oxidizing agent for the polymer or oligomer (A) is preferable from the viewpoint of improving hole transportability.
  • an onium salt composed of a cation and an anion is preferable from the viewpoint of a change in the solubility of the composition, and details thereof will be described below.
  • cation examples include H + , carbenium ion, ammonium ion, anilinium ion, pyridinium ion, imidazolium ion, pyrrolidinium ion, quinolinium ion, imonium ion, aminium ion, oxonium ion, and pyrylium ion.
  • anion examples include halogen ions such as F ⁇ , Cl ⁇ , Br ⁇ and I ⁇ ; OH ⁇ ; ClO 4 ⁇ ; FSO 3 ⁇ , ClSO 3 ⁇ , CH 3 SO 3 ⁇ , C 6 H 5 SO 3 ⁇ .
  • CF 3 SO 3 - sulfonate ion such as; HSO 4 -, SO 4 2- sulfate ions such as; HCO 3 -, carbonate ions such as CO 3 2-; H 2 PO 4 -, HPO 4 2 -, phosphate ion such as PO 4 3-; PF 6 -, PF 5 OH - fluorophosphate ions such as; [(CF 3 CF 2) 3 PF 3] -, [(CF 3 CF 2 CF 2 ) 3 PF 3 ] ⁇ , [((CF 3 ) 2 CF) 3 PF 3 ] ⁇ , [((CF 3 ) 2 CF) 2 PF 4 ] ⁇ , [((CF 3 ) 2 CFCF 2 ) 3 PF 3 ] , [((CF 3 ) 2 CFCF 2 ) 3 PF 3 ] -, [((CF 3 ) CFCF 2) 2 PF 4] - a fluorinated alkyl
  • fluorophosphate ions such as PF 6 ⁇ and PF 5 OH ⁇ ; [(CF 3 CF 2 ) 3 PF 3 ] ⁇ , [(CF 3 CF 2 CF 2 ) 3 PF 3 ] ⁇ , [((CF 3 ) 2 CF) 3 PF 3 ] ⁇ , [((CF 3 ) 2 CF) 2 PF 4 ] ⁇ , [(CF 3 ) Fluorinated alkyl fluorophosphate ions such as 2 CFCF 2 ) 3 PF 3 ] ⁇ , [(CF 3 ) 2 CFCF 2 ) 2 PF 4 ] — ; (CF 3 SO 2 ) 3 C ⁇ , (CF 3 Fluoroalkanesulfonylmethides such as SO 2 ) 2 N — , imide ions; borate ions such as BF 4 .
  • an initiator comprising one selected from borate ions and fluoroantimonate ions.
  • anion and cation contained in this preferred initiator are not limited to the above, and known anions and cations can be used.
  • the content of the initiator (B) is preferably 0.1% by weight or more based on the weight of the polymer or oligomer (A) from the viewpoint of changing the solubility of the composition and facilitating lamination.
  • the content is more preferably 0.2% by weight or more, and further preferably 0.5% by weight or more.
  • the content of the initiator (B) is preferably 30% by weight or less from the viewpoint of preventing deterioration in device characteristics due to a substance derived from the initiator (B) remaining in the organic layer. More preferably, it is less than or equal to 20% by weight, and even more preferably less than or equal to 20% by weight.
  • the substance derived from the initiator (B) include the initiator (B) itself, a decomposition product of the initiator (B), and a reaction product.
  • the content of the initiator (B) is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight, preferably 0.2 to 25% by weight, based on the weight of the polymer or oligomer (A).
  • the range is more preferable, and the range of 0.5 to 20% by weight is particularly preferable.
  • the composition can change the solubility by light irradiation and / or heating, and therefore, lamination by coating with the same kind of solvent becomes possible.
  • light irradiation for example, light having a wavelength of 200 to 800 nm can be used.
  • the heating temperature is preferably 60 to 300 ° C., more preferably 80 to 250 ° C., and further preferably 100 to 220 ° C.
  • the heating time is preferably 10 seconds to 2 hours, more preferably 1 minute to 1 hour, still more preferably 1 to 10 minutes.
  • the composition in which the solubility is changed may further contain a solvent.
  • a solvent capable of forming a coating layer using the composition can be used, and a solvent capable of dissolving the polymer or oligomer (A) and the initiator (B) can be preferably used.
  • the solvent examples include water; alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol; alkanes such as pentane, hexane and octane; cyclic alkanes such as cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, tetralin and diphenylmethane.
  • alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol
  • alkanes such as pentane, hexane and octane
  • cyclic alkanes such as cyclohexane
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, tetralin and diphenylmethane.
  • Aliphatic ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol-1-monomethyl ether acetate; 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole, phenetole, 2-methoxytoluene, 3- Aromatic ethers such as methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, 2,4-dimethylanisole; ethyl acetate, n-butyl acetate, ethyl lactate, lactic acid Aliphatic esters such as butyl; aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, n-butyl benzoate; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl Amide solvents such as acetamide; dimethyl
  • the content of the solvent in the composition can be determined in consideration of application to various coating methods.
  • the content of the solvent is preferably such that the ratio of the polymer or oligomer (A) to the solvent is 0.1% by weight or more, more preferably 0.2% by weight or more, and 0.5% by weight. The amount which becomes above is more preferable.
  • the solvent content is preferably such that the ratio of the polymer or oligomer (A) to the solvent is 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, and even more preferably 3% by weight or less. preferable.
  • the content of the solvent in the composition is preferably such that the ratio of the polymer or oligomer (A) to the solvent is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight.
  • the amount is more preferably 0.5 to 3% by weight.
  • the mechanism by which the solubility of the composition changes is not clear, but in one example of the mechanism, thienyl groups form a bond, for example, thienyl groups form a covalent bond by the action of light and / or heat and an initiator. It is estimated that the solubility of the composition changes.
  • the polymer or oligomer (A) may have a group that forms a bond such as a carbon-carbon double bond group or a group having a small ring, but in addition to the thienyl group, from the viewpoint of improving device characteristics. May not have a group for forming a bond. Since the composition changes in solubility, as an embodiment, the composition can be used as a curable resin composition.
  • the degree of change in the solubility of the composition in the solvent is large. “The solubility of the composition changes” can be confirmed by whether or not the solubility of the organic layer formed using the composition in the solvent changes before and after the application of light and / or heat.
  • the organic layer (1) is formed by a coating method using a composition containing the polymer or oligomer (A), the initiator (B), and the solvent (1). After passing through an arbitrary drying step, light and / or heat is applied to the organic layer (1) to obtain the organic layer (2). Subsequently, the organic layer (2) is brought into contact with the solvent (2) to obtain the organic layer (3).
  • the ratio of the thickness of the organic layer (3) to the thickness of the organic layer (2) is large.
  • the residual ratio is preferably 50% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 90% or more.
  • the residual rate can be obtained from the ratio of the measured thickness values of the organic layer (2) and the organic layer (3) or the ratio of the measured absorbance values of the organic layer (2) and the organic layer (3).
  • the thickness of the organic layer (2) may be in the same range as the thickness of the organic layer which is an embodiment of the present invention described later.
  • the solvent (2) may be the same solvent as the solvent (1), or when the solvent (1) is a mixed solvent, the solvent having the largest weight ratio contained in the solvent (1) or toluene. it can.
  • the solvent (1) the solvent having the largest weight ratio contained in the solvent (1), or the confirmation using toluene, it is preferable that the film thickness of the organic layer (3) is not less than the above. Confirmation using the solvent having the largest weight ratio contained in the solvent (1) or toluene is simple, and confirmation using toluene is particularly easy.
  • the composition whose solubility is changed contains the polymer or oligomer (A) having a repeating unit having a hole transporting property as described above, it is used for the formation of organic electronics elements such as organic EL elements and organic photoelectric conversion elements. It can use preferably as a positive hole transport material composition used.
  • invention is related with the positive hole transport material composition containing the said composition.
  • the hole transport material composition only needs to contain a polymer or oligomer (A) and an initiator (B) and generally a solvent capable of dissolving or dispersing them. Examples of the solvent are as described above.
  • the hole transport material composition may further contain a low molecular compound, a substance that can act as a dopant, and the like.
  • An embodiment of the present invention also relates to an ink composition containing the composition.
  • the ink composition only needs to contain a polymer or oligomer (A) and an initiator (B), and generally a solvent capable of dissolving or dispersing them. Examples of the solvent are as described above.
  • the ink composition further includes other additives such as polymerization inhibitors, stabilizers, thickeners, gelling agents, flame retardants, antioxidants, anti-reducing agents, oxidizing agents, reducing agents, surface modifiers, An emulsifier, an antifoaming agent, a dispersant, a surfactant and the like may be included.
  • the organic layers (I) and (II) (hereinafter referred to as the organic layer (I) and / or the organic layer (I) and / or the organic layer (I)) formed from the composition, the hole transporting material composition, or the ink composition that change the solubility.
  • the organic layer (II) may be simply referred to as “organic layer”).
  • the organic layer (I) can be formed by applying these compositions.
  • a coating method for example, an ink jet method, a casting method, a dipping method, a relief printing, an intaglio printing, an offset printing, a flat plate printing, a relief printing offset printing, a printing method such as a screen printing, a gravure printing, a known method such as a spin coating method, etc.
  • the coating can be carried out usually in a temperature range of ⁇ 20 to + 300 ° C., preferably 10 to 100 ° C., particularly preferably 15 to 50 ° C.
  • the obtained organic layer (I) is usually dried in a temperature range of +30 to + 300 ° C., preferably 60 to 250 ° C., particularly preferably 80 to 220 ° C. by a hot plate or an oven, May be removed.
  • the drying time is usually 10 seconds to 2 hours, preferably 1 minute to 1 hour, particularly preferably 1 to 10 minutes.
  • an organic layer (II) having a different solubility from that before addition can be obtained.
  • Conditions for applying light and / or heat are as described above. Since the organic layer (II) has low solubility in a solvent, another organic layer can be easily formed on the organic layer (II) using a coating solution.
  • the solvent contained in the coating solution when forming another organic layer is not limited to the above-mentioned solvent (2).
  • a light source such as a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a fluorescent lamp, a light emitting diode, or sunlight can be used. Can be done within.
  • the thickness of the organic layer can be appropriately set depending on the application.
  • the thickness can be 5 nm to 10 ⁇ m.
  • the thickness of the organic layer changes in solubility from the viewpoint of relaxing the surface roughness of the anode and reducing short circuit.
  • 5 nm or more is preferable, 10 nm or more is more preferable, and 20 nm or more is more preferable.
  • the thickness of the organic layer is preferably 500 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even more preferably 100 nm or less from the viewpoint of reducing the driving voltage of the organic EL element. Specifically, it is preferably 5 to 500 nm, more preferably 10 to 200 nm, and further preferably 20 to 100 nm.
  • Organic electronics elements such as the organic EL element which has the above-mentioned organic layer, and an organic photoelectric conversion element.
  • Organic electronic devices have at least two electrodes and an organic layer located between the electrodes.
  • the embodiment of the present invention relates to a display element and an illumination device using an organic EL element.
  • the organic EL element of the embodiment of the present invention includes the organic layer.
  • the organic EL element usually includes a light emitting layer, an anode, a cathode, and a substrate, and may have other layers such as a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, and an electron transport layer. .
  • the organic EL element has at least the above-described organic layer.
  • the organic layer can be used as a light emitting layer and other layers, and preferably used as a hole injection layer and / or a hole transport layer. be able to.
  • an example of the organic EL element has an anode, an organic layer as a hole injection layer and / or a hole transport layer, a light emitting layer, and a cathode in this order, and further includes an arbitrary layer between these layers. You may do it.
  • each layer will be described in detail.
  • the material used for the light emitting layer may be a low molecular compound, a polymer or an oligomer, and a dendrimer or the like can also be used.
  • Low molecular weight compounds that utilize fluorescence include perylene, coumarin, rubrene, quinacridone, dye dyes for dye laser (eg, rhodamine, DCM1, etc.), aluminum complexes (eg, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (III) (Alq 3 )), Stilbene, and derivatives thereof.
  • Polymers or oligomers that utilize fluorescence include polyfluorene, polyphenylene, polyphenylene vinylene (PPV), polyvinyl carbazole (PVK), fluorene-benzothiadiazole copolymer, fluorene-triphenylamine copolymer, derivatives and mixtures thereof. Etc. can be suitably used.
  • phosphorescent organic EL elements have been actively developed to increase the efficiency of organic EL elements.
  • the phosphorescent organic EL element not only singlet state energy but also triplet state energy can be used, and the internal quantum yield can be increased to 100% in principle.
  • phosphorescence is extracted by doping a host material with a metal complex-based phosphorescent material containing a heavy metal such as platinum or iridium as a phosphorescent dopant (M. A. Baldo et al., Nature, vol. 395, p. 151 (1998), M. A. Baldo et al., Applied Physics Letters, vol. 75, p. 4 (1999), M. A. Baldo et al., Nature, vol. 403, p. 750 (2000)).
  • a phosphorescent material can be used for the light emitting layer from the viewpoint of high efficiency.
  • a metal complex containing a central metal such as Ir or Pt can be preferably used.
  • Ir complex for example, FIr (pic) [iridium (III) bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinate-N, C 2 ] picolinate] that emits blue light, and green light emission.
  • Ir (ppy) 3 [Factris (2-phenylpyridine) iridium] (see M. A. Baldo etal., Nature, vol. 403, p.
  • red light btp 2 Ir (acac ) ⁇ Bis [2- (2′-benzo [4,5- ⁇ ] thienyl) pyridinate-N, C 3 ] iridium (acetyl-acetonate) ⁇ (Adachi et al., Appl. Phys. Lett., 78 no. 11, 2001, 1622), Ir (piq) 3 [tris (1-phenylisoquinoline) iridium] and the like.
  • Pt complex include 2,3,7,8,12,13,17, 18-octaethyl-21H, 23H-forminplatinum (PtOEP) that emits red light.
  • the phosphorescent material can be a low molecular weight compound or a dendriide species, such as an iridium nucleus dendrimer. Moreover, these derivatives can also be used conveniently.
  • the phosphorescent material when included in the light emitting layer, it is preferable to include a host material in addition to the phosphorescent material.
  • the host material may be a low molecular compound, a polymer or an oligomer, and a dendrimer can also be used.
  • Examples of the low molecular weight compound include CBP (4,4′-Bis (carbazol-9-yl) -biphenyl), mCP (1,3-Bis (9-carbazolyl) benzene), CDBP (4,4′-Bis). (carbazol-9-yl) -2,2′-dimethylbiphenyl), ⁇ NPD (4,4′-Bis [(1-naphthyl) phenylamino] -1,1′-biphenyl) and the like can be used.
  • the polymer or oligomer for example, polyvinyl carbazole, polyphenylene, polyfluorene or the like can be used, and derivatives thereof can also be used.
  • the light emitting layer may be formed by a vapor deposition method or a coating method.
  • an organic EL element can be manufactured cheaply and it is more preferable.
  • the light emitting layer can be formed by applying a solution containing a phosphorescent material and, if necessary, a host material on a desired substrate by a known application method.
  • the coating method include an inkjet method, a casting method, a dipping method, a relief printing, an intaglio printing, an offset printing, a flat plate printing, a relief printing reverse offset printing, a printing method such as a screen printing and a gravure printing, and a spin coating method. .
  • the cathode material is preferably a metal or metal alloy such as Li, Ca, Mg, Al, In, Cs, Ba, Mg / Ag, LiF, and CsF.
  • anode As the anode, a metal (eg, Au) or other material having metal conductivity can be used.
  • the other materials include oxides (for example, ITO: indium oxide / tin oxide) and conductive polymers (for example, polythiophene-polystyrene sulfonic acid mixture (PEDOT: PSS)).
  • Examples of the electron transport layer and the electron injection layer include phenanthroline derivatives (for example, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP)), bipyridine derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives.
  • phenanthroline derivatives for example, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP)
  • bipyridine derivatives for example, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP)
  • bipyridine derivatives for example, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP)
  • BCP 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • Thiopyran dioxide derivatives condensed ring tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene and perylene, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives (eg 2- (4-Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazole) (PBD)), aluminum complexes (eg, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (III) (Alq 3 ), Bis (2-methyl-8 -quninolinato) -4-phenylphenolate aluminum (III) (BAlq)).
  • oxadiazole derivatives eg 2- (4-Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazole) (PBD)
  • PBD oxadiazole derivatives
  • aluminum complexes
  • a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, or a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can be used.
  • the substrate that can be used for the organic EL element the kind of glass, plastic, or the like is not particularly limited. Further, a transparent substrate is preferable, and glass, quartz, a light transmissive resin film, and the like are preferably used. When a resin film is used, flexibility can be imparted to the organic EL element (that is, a flexible substrate), which is particularly preferable.
  • the resin film examples include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), and cellulose triacetate.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES polyethersulfone
  • TAC the film which consists of cellulose acetate propionate (CAP) etc. is mentioned.
  • the resin film may be coated with an inorganic substance such as silicon oxide or silicon nitride in order to suppress permeation of water vapor, oxygen and the like.
  • the organic EL element which is an embodiment of the present invention may be sealed by the same method as the photoelectric conversion element described later in order to extend the life by reducing the influence of outside air.
  • the color of light emitted from the organic EL element is not particularly limited, but the white light-emitting element is preferable because it can be used for various lighting devices such as home lighting, interior lighting, clocks, and liquid crystal backlights.
  • a plurality of light emitting colors can be simultaneously emitted and mixed using a plurality of light emitting materials.
  • White luminescence is obtained.
  • a combination of a plurality of emission colors is not particularly limited, but a combination of three emission maximum wavelengths of blue, green, and red, and complementary colors such as blue and yellow, yellow green and orange are used. And those containing the two emission maximum wavelengths.
  • the emission color can be controlled by adjusting the type and amount of the phosphorescent material.
  • a display element includes the organic EL element described above.
  • a color display element can be obtained by using the organic EL element as an element corresponding to each pixel of red, green, and blue (RGB).
  • Image formation includes a simple matrix type in which individual organic EL elements arranged in a panel are directly driven by electrodes arranged in a matrix, and an active matrix type in which thin film transistors are arranged and driven in each element.
  • the former is simple in structure but has a limit on the number of vertical pixels, and is used for displaying characters and the like. The latter is used for high-quality displays because the drive voltage is low and the current is small, and a bright high-definition image is obtained.
  • the illumination device according to the embodiment of the present invention includes the above-described organic EL element.
  • the display apparatus which is embodiment of this invention is provided with the illuminating device and the liquid crystal element as a display means.
  • the illumination device may be used as a backlight (white light source), and a display device using a liquid crystal element as a display unit, that is, a liquid crystal display device may be used.
  • This configuration is a configuration in which only a backlight is replaced with the illumination device in a known liquid crystal display device, and a known technique can be diverted to the liquid crystal element portion.
  • the organic photoelectric conversion element includes an organic solar cell and an organic photosensor, and usually includes a photoelectric conversion layer, an electrode, and a substrate. Furthermore, in order to improve the conversion efficiency or the stability in the air, one or more other layers such as a buffer layer and an electron transport layer may be included.
  • the organic photoelectric conversion element has at least the above-described organic layer, and the organic layer can be used as a photoelectric conversion layer and a buffer layer, and is preferably used as a buffer layer. Therefore, the example of the organic photoelectric conversion element includes an anode, an organic layer as a buffer layer, a photoelectric conversion layer, and a cathode in this order, and may further include an arbitrary layer between these layers. The configuration of the organic photoelectric conversion element is described below.
  • Photoelectric conversion layer Any material can be used for the photoelectric conversion layer as long as it absorbs light to cause charge separation and generate electromotive force.
  • a mixture obtained by blending a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor is preferable.
  • Examples of the p-type organic semiconductor include polymers or oligomers such as oligothiophene, polyalkylthiophene, poly (3-hexylthiophene) (P3HT), polyphenylene vinylene (PPV); porphyrin, phthalocyanine, copper phthalocyanine; It can be used suitably.
  • polymers or oligomers such as oligothiophene, polyalkylthiophene, poly (3-hexylthiophene) (P3HT), polyphenylene vinylene (PPV); porphyrin, phthalocyanine, copper phthalocyanine; It can be used suitably.
  • n-type organic semiconductors include CN-poly (phenylene-vinylene) (CN-PPV), MEH-CN-PPV, and their —CF 3 substituted polymers, etc.
  • CN group or —CF 3 group-containing polymer or oligomer Polymers or oligomers such as poly (fluorene) derivatives and fluorene-benzothiadiazole copolymers; fullerene (C 60 ), [6,6] -Phenyl-C 61 -butyric acid methyl ester (PCBM), [6,6] -Phenyl-C 71 -butyric acid methyl ester (PCBM), naphthalenetetracarboxylic acid anhydride (NTCDA), perylenetetracarboxylic acid anhydride (PTCDA), naphthalenetetracarboxylic acid diimide, perylenetetracarboxylic acid diimide, quinacdrine; A derivative etc. can be used conveniently
  • the method for forming the photoelectric conversion layer is not particularly limited, and may be formed by a vapor deposition method or a coating method.
  • a coating method an organic photoelectric conversion element can be manufactured cheaply and it is more preferable.
  • a method of forming by a coating method the method described in the method of forming a light emitting layer can be used.
  • the organic photoelectric conversion element has the above-described buffer layer in addition to the photoelectric conversion layer, and may further have a layer such as an electron transport layer.
  • the buffer layer the above-described organic layer can be used, and as the electron transport layer, LiF, TiOx, ZnOx, or the like is generally used.
  • Electrode Any material can be used for the electrode as long as it has conductivity.
  • the electrode include platinum, gold, silver, aluminum, chromium, nickel, copper, titanium, magnesium, calcium, barium, sodium, lithium fluoride and other metals or alloys or salts thereof; indium oxide, tin oxide, etc.
  • ITO Metal oxides or alloys thereof
  • conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene and polyacetylene; acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and sulfonic acid; Lewis acids such as FeCl 3 ; halogen atoms such as iodine; sodium;
  • a dopant such as a metal atom such as potassium is added
  • a conductive composite material in which conductive particles such as metal particles, carbon black, fullerene, and carbon nanotubes are dispersed in a matrix such as a polymer binder. . Moreover, you may use combining these.
  • At least one pair (two) of electrodes is provided, at least one of which is a transparent electrode.
  • the transparent electrode include oxides such as indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO); metal thin films; and conductive polymers such as PEDOT: PSS.
  • the electrode has a function of collecting holes and electrons generated in the photoelectric conversion layer, and it is preferable to use a pair of electrode materials suitable for collecting holes and electrons.
  • the electrode material suitable for collecting holes include materials having a high work function such as Au and ITO.
  • examples of the electrode suitable for collecting electrons include a material having a low work function such as Al.
  • the method for forming the electrode is not particularly limited, and for example, vacuum deposition, sputtering, coating method or the like can be used.
  • any material can be used as long as it can support each layer.
  • the substrate include inorganic materials such as glass; polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), and cycloolefin polymer (COP).
  • Organic materials such as polyphenylene sulfide (PPS), nylon, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, fluorine resin, vinyl chloride, cellulose, polyvinylidene chloride, aramid, polyurethane, polycarbonate, polyarylate, polynorbornene, polylactic acid; insulation
  • PPS polyphenylene sulfide
  • nylon polystyrene
  • polyethylene polyethylene
  • polypropylene polyvinyl alcohol
  • fluorine resin vinyl chloride
  • cellulose polyvinylidene chloride
  • aramid polyurethane
  • polycarbonate polyarylate
  • polynorbornene polylactic acid
  • insulation such as metals such as stainless steel, titanium, and aluminum whose surfaces are coated or laminated in order to impart properties.
  • a substrate on which an inorganic material such as silicon oxide or silicon nitride is stacked may be used for providing gas barrier properties.
  • a film made of an organic material such as PET, PEN, PES, PI, PEI, COP, or PPS is preferable because it can provide transparency and flexibility.
  • the organic photoelectric conversion element according to the embodiment of the present invention may be sealed in order to reduce the influence of outside air and extend the life.
  • a material used for sealing glass, epoxy resin, acrylic resin, plastic films such as PET and PEN, inorganic materials such as silicon oxide and silicon nitride, and the like can be used.
  • the sealing method is not particularly limited.
  • a method of directly forming on an organic photoelectric conversion element by vacuum deposition, sputtering, coating method, or the like, a method of attaching glass or plastic film to the organic photoelectric conversion element with an adhesive Etc. can be used.
  • Monomer 1 (1.0 mmol), monomer 2 (2.5 mmol), monomer 3 (2.0 mmol), and anisole (20 mL) were added to a three-necked round bottom flask, and the prepared Pd catalyst solution (1.0 mL) was further added. added. After the mixture was stirred for 30 minutes, 10% aqueous tetraethylammonium hydroxide (12 mL) was added. All solvents were used after being degassed with nitrogen bubbles for more than 30 minutes. This mixture was heated to reflux for 2 hours. All the operations so far were performed under a nitrogen stream.
  • the metal adsorbent and insoluble matter were removed by filtration, and the filtrate was concentrated with a rotary evaporator.
  • the concentrate was dissolved in toluene and then reprecipitated from methanol-acetone (8: 3).
  • the resulting precipitate was collected by suction filtration and washed with methanol-acetone (8: 3).
  • the obtained precipitate was vacuum-dried to obtain polymer A having thiophene at the terminal.
  • the molecular weight was measured by GPC (polystyrene conversion) using tetrahydrofuran (THF) as an eluent. The weight average molecular weight was 42,000, and the yield was 38%.
  • Polymer A has units of formula (87a) (corresponding to monomer 1), formula (1a) (corresponding to monomer 2), and thienyl group (A) (corresponding to monomer 3).
  • the percentages of were 18.2%, 45.5%, and 36.4%.
  • the average value of the number of units of each of formula (87a), formula (1a), and thienyl group (A) was 32, 79, and 63.
  • the measurement conditions for the weight average molecular weight are as follows. Liquid feed pump: L-6050 Hitachi High-Technologies Corporation UV-Vis detector: L-3000 Hitachi High-Technologies column: Gelpack (R) GL-A160S / GL-A150S Hitachi Chemical Co., Ltd. Eluent: THF (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, HPLC, without stabilizer) Flow rate: 1 mL / min Column temperature: Room temperature Molecular weight Standard: Standard polystyrene
  • Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1, except that monomer 1 (1.0 mmol), monomer 4 (2.5 mmol), monomer 5 (2.0 mmol), and anisole (20 mL) were added to a three-necked round bottom flask. And polymer B having bithiophene at the end was obtained. The weight average molecular weight was 33,000, and the yield was 33%. Polymer B has units of formula (87a) (corresponding to monomer 1), formula (1a) (corresponding to monomer 4), and thienyl group (A) (corresponding to monomer 5). The percentages of were 18.2%, 45.5%, and 36.4%. Moreover, the average value of the number of units of each of formula (87a), formula (1a), and thienyl group (A) was 23, 56, and 45.
  • Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1, except that monomer 6 (2.5 mmol), monomer 7 (2.0 mmol), monomer 3 (1.0 mmol), and anisole (15 mL) were added to a three-necked round bottom flask. And polymer C having thiophene at the terminal was obtained. The weight average molecular weight was 8,000, and the yield was 44%. Polymer C has units of formula (7) (corresponding to monomer 6), formula (1a) (corresponding to monomer 7), and thienyl group (A) (corresponding to monomer 3). The percentages of were 45.5%, 36.4%, and 18.2%. Moreover, the average value of the number of units of Formula (7), Formula (1a), and thienyl group group (A) was 11, 9, and 5, respectively.
  • Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1, except that monomer 9 (1.0 mmol), monomer 10 (2.5 mmol), monomer 11 (2.0 mmol), and anisole (8 mL) were added to a three-necked round bottom flask. And polymer D having thiophene at the end was obtained. The weight average molecular weight was 35,000, and the yield was 40%. Polymer D has units of formula (91a) (corresponding to monomer 9), formula (15a) (corresponding to monomer 10), and thienyl group (A) (corresponding to monomer 11). The percentages of were 18.2%, 45.5%, and 36.4%. Moreover, the average value of the number of units of Formula (91a), Formula (15a), and thienyl group (A) was 23, 58, and 46, respectively.
  • Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1, except that monomer 12 (0.75 mmol), monomer 4 (2.5 mmol), monomer 11 (2.0 mmol), and anisole (8 mL) were added to a three-necked round bottom flask. And polymer E having thiophene at the end was obtained. The weight average molecular weight was 41,000 and the yield was 38%. Polymer E has units of formula (31) (corresponding to monomer 12), formula (1a) (corresponding to monomer 4), and thienyl group (A) (corresponding to monomer 11). The percentages were 14.3%, 47.6%, and 38.1%. Moreover, the average value of the number of units of each of formula (31), formula (1a), and thienyl group (A) was 20, 68, and 54.
  • Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1, except that monomer 13 (1.0 mmol), monomer 4 (2.5 mmol), monomer 11 (2.0 mmol), and anisole (8 mL) were added to a three-necked round bottom flask. And polymer F having thiophene at the end was obtained. The weight average molecular weight was 13,000, and the yield was 33%. Polymer F has units of formula (30) (corresponding to monomer 13), formula (1a) (corresponding to monomer 4), and thienyl group (A) (corresponding to monomer 11). The percentages of were 18.2%, 45.5%, and 36.4%. Moreover, the average value of the number of units of Formula (30), Formula (1a), and thienyl group group (A) was 7, 24, and 20, respectively.
  • Example 1 Polymers A to F obtained above were each dissolved in toluene (polymer 4.5 mg / 465 ⁇ L), and an ethyl acetate solution of initiators 1 to 8 (50 ⁇ L, initiator concentration 10 ⁇ g / 1 ⁇ L) was added, respectively. Produced. All ink compositions were obtained as uniform solutions. Further, an ink composition using an initiator having ammonium ion, anilinium ion, iodonium ion, or sulfonium ion as a cation was particularly excellent in storage stability.
  • Example 1 An ink composition was prepared under the same conditions as in Example 1 except that no initiator was added. A homogeneous solution was obtained.
  • Example 1 ⁇ Preparation of solvent-resistant thin film (organic layer)> (Residual film rate evaluation)
  • the ink composition prepared in Example 1 and Comparative Example 1 was spin-coated on a quartz glass plate of 22 mm ⁇ 29 mm ⁇ thickness 1 mm at 3000 min ⁇ 1 at room temperature (25 ° C.) to form a thin film (1).
  • the thin film (1) was cured by heating at 210 ° C. for 10 minutes on a hot plate to form a thin film (2) (50 nm).
  • the film thickness was measured using a stylus type step / surface shape measuring device XP-2 manufactured by Tech Science Co., Ltd.
  • the thin film (2) is grasped with tweezers together with the quartz glass plate, immersed in a 200 mL beaker filled with toluene (25 ° C.), rinsed by vibrating 10 times in the thickness direction of the substrate for 10 seconds, and the thin film (3) Got. From the ratio of the absorbance of the thin film before and after rinsing, the remaining ratio (remaining film ratio) of the thin film (3) was determined. The results are summarized in Table 1.
  • Absorbance measurement conditions are as follows. The absorbance was measured using a spectrophotometer (U-3310, manufactured by Hitachi, Ltd.). For the thin film, the absorbance at the maximum absorption at 300 to 420 nm was determined.
  • the thin film (organic layer) obtained using the ink composition according to the embodiment of the present invention showed an excellent result that the residual ratio was 50% or more.
  • a thin film (organic layer) obtained from a composition with varying solubility has solvent resistance even when the polymer contained in the composition does not contain a general polymerizable substituent such as a styryl group or an oxetane group. Had.
  • a composition whose solubility varies it is possible to make a multilayer by a coating method of an organic electronics element.
  • Example 2 Organic EL characteristics
  • Polymer A obtained above was dissolved in toluene (polymer 4.5 mg / 465 ⁇ L), and an ethyl acetate solution of initiator 1 (50 ⁇ L, initiator concentration 10 ⁇ g / 1 ⁇ L) was added to prepare an ink composition.
  • This ink composition was spin-coated at 3000 min ⁇ 1 on a glass substrate patterned with ITO to a width of 1.6 mm to form a thin film.
  • the thin film was cured by heating at 210 ° C. for 10 minutes on a hot plate to form a hole injection layer (film thickness 50 nm).
  • a toluene solution (1.0%) of a mixture of polymer 1 (75% by weight), polymer 2 (20% by weight) and polymer 3 (5% by weight) represented by the following structural formula is formed on the hole injection layer. % By weight) was spin-coated at 3000 min ⁇ 1 to form a thin film. The thin film was heated on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes to form a polymer light emitting layer (film thickness 80 nm). The polymer light-emitting layer could be laminated without dissolving the hole injection layer.
  • the obtained glass substrate was transferred into a vacuum vapor deposition machine, and electrodes were formed in the order of Ba (film thickness: 3 nm) and Al (film thickness: 100 nm) on the polymer light emitting layer.
  • the glass substrate was moved into a dry nitrogen environment without opening to the atmosphere. Sealing is performed by laminating a sealing glass and a glass substrate in which 0.4mm depth of counterbore is added to a non-alkali glass with a thickness of 0.7mm using a photo-curable epoxy resin. A molecular organic EL device was produced. Subsequent evaluation was performed in the atmosphere at room temperature (25 ° C.).
  • Example 2 Organic EL characteristics
  • An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 2 except that initiator 1 was not added.
  • the hole injection layer and the polymer light emitting layer were mixed together, and a laminated structure could not be produced.
  • voltage was applied to this organic EL element using ITO as an anode and Al as a cathode uniform light emission was not obtained.
  • Example 3 Organic thin film solar cell characteristics
  • Polymer B obtained above was dissolved in toluene (polymer 4.5 mg / 465 ⁇ L), and an ethyl acetate solution of initiator 4 (50 ⁇ L, initiator concentration 10 ⁇ g / 1 ⁇ L) was added to prepare an ink composition.
  • This ink composition was spin-coated at 3000 min ⁇ 1 on a glass substrate patterned with ITO to a width of 1.6 mm to form a thin film.
  • the thin film was cured by heating at 210 ° C. for 10 minutes on a hot plate to form a buffer layer (film thickness 50 nm).
  • the obtained glass substrate was transferred into a vacuum vapor deposition machine, and Al (film thickness: 100 nm) was vapor-deposited on the photoelectric conversion layer to produce an organic photoelectric conversion element.
  • the obtained organic photoelectric conversion device was irradiated with AM1.5G (100 mW / cm 2 ) simulated sunlight, current-voltage characteristics (JV characteristics) were measured, and energy conversion efficiency was determined. The energy conversion efficiency was 0.7%.
  • Example 4 A thin film was formed by spin-coating a mixed solution of polymer A (100 mg), initiator 5 (3.0 mg), and anisole (1.91 mL) at 3000 min ⁇ 1 on a glass substrate on which ITO was patterned to a width of 1.6 mm. Formed. The thin film was heated on a hot plate at 180 ° C. for 10 minutes to produce a charge transport layer (film thickness: 125 nm). Next, the obtained glass substrate was transferred into a vacuum evaporation machine, and Al (film thickness 100 nm) was evaporated on the charge transport layer.
  • the glass substrate was moved into a dry nitrogen environment without opening to the atmosphere. Sealing is performed by laminating a sealing glass with a 0.4mm depth of counterbore into a 0.7mm-thick alkali-free glass and a glass substrate using a photo-curable epoxy resin, and evaluation of charge transportability An element was produced.
  • Monomer 1 (2.0 mmol), monomer 2 (5.0 mmol), monomer 8 (4.0 mmol), and anisole (20 mL) were added to a three-necked round bottom flask, and the prepared Pd catalyst solution (7.5 mL) was further added. added. After the mixture was stirred for 30 minutes, 10% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution (20 mL) was added. All solvents were used after being degassed with nitrogen bubbles for more than 30 minutes. This mixture was heated to reflux for 2 hours. All the operations so far were performed under a nitrogen stream.
  • the concentrate was dissolved in toluene and then reprecipitated from methanol-acetone (8: 3).
  • the resulting precipitate was collected by suction filtration and washed with methanol-acetone (8: 3).
  • the resulting precipitate was vacuum-dried to obtain polymer 4.
  • the weight average molecular weight of the obtained polymer 4 was 31,000.
  • the charge transportability evaluation element of Example 4 had higher charge transportability than the charge transportability evaluation element of Comparative Example 4, and was able to pass the same current at a low voltage. Further, when an initiator having borate ions as anions was used, the charge transportability evaluation element showed particularly high charge transportability.
  • Example 5 In the same manner as in Example 4, a charge transportability evaluation element was prepared using a mixed solution of polymer A (100 mg), initiator 1 (3.0 mg), and anisole (1.91 mL).
  • Example 6 Organic EL reliability
  • a coating solution was prepared by mixing the polymer A (10 mg) obtained above, initiator 1 (0.5 mg), and toluene (1000 ⁇ L). This coating solution was spin-coated at 3000 min ⁇ 1 on a glass substrate on which ITO was patterned to a width of 1.6 mm to form a thin film. The thin film was cured by heating at 180 ° C. for 10 minutes on a hot plate to form a hole injection layer (30 nm). Up to this point, it was performed in the atmosphere.
  • the obtained glass substrate was transferred into a vacuum deposition apparatus, and ⁇ NPD (50 nm), (CBP + Ir (ppy) 3 (100: 6, 30 nm), BAlq (10 nm), Alq 3 (30 nm), LiF (film thickness 0.8 nm) and Al (film thickness 150 nm) were deposited in this order.
  • the glass substrate was moved into a dry nitrogen environment without opening to the atmosphere. Sealing is performed by laminating a sealing glass with a 0.4mm depth of counterbore into a non-alkali glass with a thickness of 0.7mm and a glass substrate using a photo-curable epoxy resin. An element was produced. Subsequent experiments were performed in the atmosphere at room temperature (25 ° C.).
  • the luminance was measured with Topcon BM-7 while applying a constant current, and the time for the luminance to be halved from the initial luminance (3000 cd / m 2 ) was measured to be 400 hours or more. The results are shown in FIG.
  • the effects of the embodiments of the present invention have been shown using the examples.
  • the composition including the polymer or oligomer (A) and the initiator (B) described above can similarly provide excellent effects. That is, since the composition which is embodiment of this invention can be prepared easily and solubility changes sufficiently, an organic layer can be easily multilayered by using this.
  • a composition using the initiator (B) excellent in storage stability is excellent in workability because the solubility changes sufficiently even when stored for a long time.
  • a polymerizable substituent such as a styryl group or an oxetane group is a substituent that does not bear a function such as charge transport, charge recombination, or light emission, and a composition containing a polymer or oligomer into which such a polymerizable substituent is introduced.
  • functional sites such as charge transport, charge recombination, and light emission are relatively diluted, and there is a possibility that the characteristics of the organic electronics element are deteriorated.

Abstract

本発明の実施形態は、正孔輸送性を有する繰り返し単位を有し、かつ、置換基を有していてもよいチエニル基を有するポリマー又はオリゴマー(A)、及び開始剤(B)を含有し、熱、光、又は熱と光の両方を加えることにより溶解度が変化する組成物に関する。

Description

溶解度が変化する組成物、正孔輸送材料組成物、及び、これらを用いた有機エレクトロニクス素子
 本発明の実施形態は、溶解度が変化する組成物、正孔輸送材料組成物、及びインク組成物に関する。また、本発明の他の実施形態は、溶解度が変化する組成物、正孔輸送材料組成物、又はインク組成物を用いた有機層、及び有機層の形成方法に関する。また、本発明の他の実施形態は、有機層を有する有機エレクトロニクス素子、有機エレクトロルミネセンス素子(以下、有機EL素子ともいう。)、及び有機光電変換素子に関する。さらに、本発明の他の実施形態は、有機EL素子を用いた表示素子、及び照明装置に関する。
 有機エレクトロニクス素子は、有機物を用いて電気的な動作を行う素子である。有機エレクトロニクス素子は、省エネルギー、低価格、及び高柔軟性といった特長を発揮できると期待され、従来のシリコンを主体とした無機半導体に替わる技術として注目されている。
 有機エレクトロニクス素子の中でも有機EL素子は、例えば、白熱ランプ又はガス充填ランプの代替えとして、大面積ソリッドステート光源用途として注目されている。また、フラットパネルディスプレイ(FPD)分野における液晶ディスプレイ(LCD)に置き換わる最有力の自発光ディスプレイとしても注目されており、製品化が進んでいる。
 有機EL素子は、用いる有機材料により、低分子型有機EL素子及び高分子型有機EL素子の2つに大別される。有機材料として、低分子型有機EL素子では低分子材料が使用され、高分子型有機EL素子では高分子材料が使用される。主に真空系で製膜が行われる低分子型有機EL素子と比較して、高分子型有機EL素子では、印刷又はインクジェットなどによる簡易製膜が可能である。そのため、高分子型有機EL素子は、今後の大画面有機ELディスプレイには不可欠な素子として期待されている。
 低分子型有機EL素子及び高分子型有機EL素子とも、これまで精力的に研究が行われてきたが、未だに発光効率、素子寿命等の素子特性の改善が課題となっている。この課題を解決する一つの手段として、有機EL素子を構成する有機層の多層化が行われている。
 低分子型有機EL素子では、一般に蒸着法で製膜が行われるため、蒸着に用いる化合物を順次変更することで容易に多層化が達成できる。一方、高分子型有機EL素子では、多層化に困難を伴う。高分子型有機EL素子では、印刷又はインクジェットなどの湿式プロセスで製膜が行われるため、先に形成された下層が、上層を形成する時に溶解してしまうことがその理由である。高分子型有機EL素子を多層化するためには、上層を製膜する際に、既に製膜した下層が変化しないような方法が望まれる。
 多層化を実現するために、互いに溶解度が大きく異なる化合物を利用した検討がなされている。この典型的な例として、水分散液を用いて製膜されたポリチオフェン:ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)からなる正孔注入層と、トルエン等の芳香族系有機溶媒を用いて製膜された発光層との2層構造を有する素子が挙げられる。この場合、PEDOT:PSSからなる正孔注入層は芳香族系有機溶媒に溶解しないため、2層構造を作製することが可能となっている。
 しかし、この素子においては、水を除去することが困難であり、水が有機EL素子の特性を劣化させる原因となる。また、水の除去のために高温及び/又は長時間の乾燥が行われるため、樹脂基材を用いた有機EL素子の作製が困難である。また、水の除去のために減圧条件が必要とされるなどのプロセスへの大きな制限が生じる。
 多層化を実現する他の方法として、化合物の反応を利用した検討がなされている(例えば、非特許文献1、特許文献1、又は特許文献2参照)。これらの文献には、化合物に導入された重合性置換基を反応させることによる多層化の方法が開示されている。例えば、シリル基、スチリル基、オキセタン基、又はアクリル基などの重合反応を利用した多層化、トリフルオロビニルエーテル基、又はベンゾシクロブテン基などの二量化を利用した多層化である。
特開2004-199935号公報 国際公開第2005/053056号
Carlos A. Zuniga, Stephen Barlow, and Seth R. Marder著、「Approaches to Solution-Processed Multilayer Organic Light-Emitting Diodes Based on Cross-Linking」、Chem. Mater., 2011, 23 (3), pp 658-681
 しかしながら、上記方法においては、有機EL素子を作製する際に、有機層の形成に用いる化合物にそれらの重合性置換基を導入しなければならない。
 多層化に有効な方法は、隣接する2つの有機層を塗布により形成する有機エレクトロニクス素子全般で求められており、例えば、隣接する2つの有機層(例えば、バッファ層及び光電変換層)が塗布により形成される有機光電変換素子でも望まれている。
 そこで、本発明の実施形態は、塗布法により有機層の多層化を可能とする組成物、正孔輸送材料組成物、及びインク組成物を提供することを目的とする。また、本発明の他の実施形態は、塗布法により多層化することが可能な有機層、及び有機層の形成方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の実施形態は、塗布法により製膜した有機層を有する有機エレクトロニクス素子、有機EL素子、及び有機光電変換素子を提供することを目的とする。さらに、本発明の他の実施形態は、塗布法により製膜した有機層を有する有機EL素子を用いた表示素子及び照明装置を提供することを目的とする。
 本発明者らは、鋭意検討した結果、正孔輸送性を有する繰り返し単位を有し、かつ、チエニル基を有するポリマー又はオリゴマーと開始剤とを含む組成物を用いて形成した薄膜に、熱及び/又は光を加えることにより、溶媒に対する薄膜の溶解度が変化することを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明の実施形態は、正孔輸送性を有する繰り返し単位を有し、かつ、置換基を有していてもよいチエニル基を有するポリマー又はオリゴマー(A)、及び開始剤(B)を含有し、熱、光、又は熱と光の両方を加えることにより溶解度が変化する組成物に関し、また、前記組成物を含有する正孔輸送材料組成物及びインク組成物に関する。
 また、本発明の他の実施形態は、溶解度が変化する組成物、正孔輸送材料組成物、又は、インク組成物を塗布することにより形成した有機層(I);前記有機層(I)の溶解度を変化させる方法であって、前記有機層(I)に熱、光、又は熱と光の両方を加える工程を有する方法;及び、前記有機層(I)に熱、光、又は熱と光の両方を加えることにより得た有機層(II)に関する。
 また、本発明の他の実施形態は、有機層(II)を有する有機エレクトロニクス素子、有機エレクトロルミネセンス素子、及び有機光電変換素子に関する。
 さらに、本発明の他の実施形態は、有機エレクトロルミネセンス素子を用いた表示素子及び照明装置に関する。
 上記の実施形態の例を、以下に示す。
 上記溶解度が変化する組成物の例として、正孔輸送性を有する繰り返し単位が、芳香族アミン構造を含む繰り返し単位及びカルバゾール構造を含む繰り返し単位からなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位を含む組成物;ポリマー又はオリゴマー(A)が、後述の式(Ia)で表される構造及び式(Ib)で表される構造からなる群から選択される少なくとも1種の構造を有する組成物;チエニル基を、ポリマー又はオリゴマー(A)の末端に有する組成物;ポリマー又はオリゴマー(A)が、分岐構造を有し、かつ、3つ以上の末端を有するポリマー又はオリゴマーであり、全ての末端中の3つ以上にチエニル基を有する組成物;ポリマー又はオリゴマー(A)が、後述の式(IIa)で表される構造、式(IIb)で表される構造、式(IIIa)で表される構造、及び式(IIIb)で表される構造からなる群から選択される少なくとも1種の構造を有する組成物;開始剤(B)が、酸化剤である組成物;開始剤(B)が、オニウム塩である組成物;ポリマー又はオリゴマー(A)の重量平均分子量が、1,000~1000,000である組成物;又は、溶媒(C)をさらに含有する組成物、が挙げられる。
 また、上記有機エレクトロニクス素子の例として、少なくとも2つの電極、及び、前記電極の間に位置する有機層(II)を有する素子が挙げられ;有機エレクトロルミネセンス素子の例として、陽極、有機層(II)、発光層、及び陰極を有する素子が挙げられ;さらに、上記有機光電変換素子の例として、陽極、有機層(II)、光電変換層、及び陰極を有する素子、が挙げられる。
 本願の開示は、2011年9月26日に出願された特願2011-209610号に記載の主題と関連しており、それらの開示内容は引用によりここに援用される。
 本発明の実施形態によれば、塗布法により有機層の多層化を可能とする組成物、正孔輸送材料組成物、及びインク組成物を提供することができる。また、本発明の他の実施形態によれば、塗布法により多層化することが可能な有機層、及び有機層の形成方法を提供することができる。また、本発明の他の実施形態によれば、塗布法により製膜した有機層を有する有機エレクトロニクス素子、有機EL素子、及び有機光電変換素子を提供することができる。さらに、本発明の他の実施形態によれば、塗布法により製膜した有機層を有する有機EL素子を用いた表示素子及び照明装置を提供することができる。
図1は、実施例5及び比較例5において得られた素子の電流-電圧特性を示すグラフである。 図2は、実施例6及び比較例6において得られた素子の輝度の経時変化を示すグラフである。
 本発明の実施形態を以下に説明する。
[溶解度が変化する組成物]
 本発明の実施形態である溶解度が変化する組成物は、正孔輸送性を有する繰り返し単位を有し、かつ、置換基を有していてもよいチエニル基を有するポリマー又はオリゴマー(A)、及び開始剤(B)を含有し、熱、光、又は熱と光の両方を加えることにより溶解度が変化する組成物である。必要に応じ、溶解度が変化する組成物は、溶媒(C)を含有していてもよい。また、溶解度が変化する組成物は、ポリマー又はオリゴマー(A)、開始剤(B)、又は溶媒(C)を、それぞれ1種含有していても、また、それぞれ2種以上含有していてもよい。
 [ポリマー又はオリゴマー(A)]
 正孔輸送性を有する繰り返し単位としては、正孔を輸送する能力を有していればよく、例えば、芳香族アミン構造を含む繰り返し単位、カルバゾール構造を含む繰り返し単位、チオフェン構造を含む繰り返し単位などが挙げられる。好ましくは芳香族アミン構造を含む繰り返し単位及びカルバゾール構造を含む繰り返し単位である。ポリマー又はオリゴマー(A)は、これらの単位を2種以上有していてもよい。また、ポリマー又はオリゴマー(A)は、分子中に分岐構造を有し、かつ、末端が3つ以上あってもよい。分岐構造とは、ポリマー又はオリゴマー鎖が分岐部を有し、分岐部から3方向以上に向かって繰り返し単位を有する構造をいう。分岐構造を有し、かつ、末端が3つ以上あるポリマー又はオリゴマー(A)は、主鎖と側鎖とから構成されている。
 正孔輸送性を有する繰り返し単位の例である式(1a)~(93a)を以下に列挙する。式(85a)~(93a)で表される繰り返し単位は、分岐部を有している。
<式(1a)~(84a)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式(1a)~(84a)において、Eは、それぞれ独立に、-R、-OR、-SR、-OCOR、-COOR、-SiR、及び下記式(a)~(c)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(ただし、R~R11は、水素原子、炭素数1~22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基、または炭素数2~30個のアリール基もしくはヘテロアリール基を表し、a、bおよびcは、1以上の整数を表す。ここで、アリール基とは、芳香族炭化水素から水素原子1個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよく、ヘテロアリール基とは、ヘテロ原子を有する芳香族化合物から水素原子1個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよい。)のいずれかを表す。ここでの置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミノ基、アミド基(-(NH)-COR)、イミド基(-N(COR))、カルボキシル基、置換カルボキシル基、シアノ基、一価の複素環基等が挙げられる。また、a、bおよびcは、好ましくは1~4の整数を表す。
 上記において、アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル、ビフェニル-イル、ターフェニル-イル、ナフタレン-イル、アントラセン-イル、テトラセン-イル、フルオレン-イル、フェナントレン-イル等が挙げられる。ヘテロアリール基としては、例えば、ピリジン-イル、ピラジン-イル、キノリン-イル、イソキノリン-イル、アクリジン-イル、フェナントロリン-イル、フラン-イル、ピロール-イル、チオフェン-イル、カルバゾール-イル、オキサゾール-イル、オキサジアゾール-イル、チアジアゾール-イル、トリアゾール-イル、ベンゾオキサゾール-イル、ベンゾオキサジアゾール-イル、ベンゾチアジアゾール-イル、ベンゾトリアゾール-イル、ベンゾチオフェン-イル等が挙げられる。なお、以下においても、アルキル基、並びに、アリール基及びヘテロアリール基として、これらと同様の例を用いることができる。
 Arは、それぞれ独立に、炭素数2~30個のアリーレン基もしくはヘテロアリーレン基を表すか、あるいは、炭素数2~30個のアリール基もしくはヘテロアリール基を表す。アリーレン基とは、芳香族炭化水素から水素原子2個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよく、ヘテロアリーレン基とは、ヘテロ原子を有する芳香族化合物から水素原子2個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよい。また、アリール基とは、芳香族炭化水素から水素原子1個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよく、ヘテロアリール基とは、ヘテロ原子を有する芳香族化合物から水素原子1個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよい。ここでの置換基としては、上記Eと同様の基が挙げられる。
 アリーレン基としては、例えば、フェニレン、ビフェニル-ジイル、ターフェニル-ジイル、ナフタレン-ジイル、アントラセン-ジイル、テトラセン-ジイル、フルオレン-ジイル、フェナントレン-ジイル等が挙げられる。ヘテロアリーレン基としては、例えば、ピリジン-ジイル、ピラジン-ジイル、キノリン-ジイル、イソキノリン-ジイル、アクリジン-ジイル、フェナントロリン-ジイル、フラン-ジイル、ピロール-ジイル、チオフェン-ジイル、カルバゾール-ジイル、オキサゾール-ジイル、オキサジアゾール-ジイル、チアジアゾール-ジイル、トリアゾール-ジイル、ベンゾオキサゾール-ジイル、ベンゾオキサジアゾール-ジイル、ベンゾチアジアゾール-ジイル、ベンゾトリアゾール-ジイル、ベンゾチオフェン-ジイル等が挙げられる。なお、以下においても、アリーレン基(アレーンジイル基)及びヘテロアリーレン基(ヘテロアレーンジイル基)として、これらと同様の例を用いることができる。
 XおよびZは、それぞれ独立に二価の連結基であり、特に制限はないが、前記Eのうち水素原子を1つ以上有する基から、さらに1つの水素原子を除去した基、又は、下記連結基群(A)で例示される基が好ましい。xは0~2の整数を表す。Yは三価の連結基であり、特に制限はないが、前記Eのうち水素原子を2つ以上有する基から、さらに2つの水素原子を除去した基が好ましい。
<連結基群(A)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数2~30個のアリール基もしくはヘテロアリール基を表す。Arは、三価又は四価の連結基を表し、炭素数2~30個のアリーレン基またはヘテロアリーレン基からさらに水素原子1個又は2個を除いた原子団であることが好ましい。
<式(85a)~(93a)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 式(85a)~(93a)において、Arは、それぞれ独立に、炭素数2~30個のアリーレン基またはヘテロアリーレン基を表すか、あるいは、炭素数2~30個のアリール基またはヘテロアリール基を表し、Yは、二価の連結基を表す。式(85a)~(93a)で表される単位は置換基を有していてもよく、置換基としては式(1a)~(84a)におけるEと同様の基が挙げられる。
 前記式(89a)及び(93a)におけるYは、以下の式で表される二価の連結基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数2~30個のアリール基もしくはヘテロアリール基を表す。
 式(85a)及び(86a)の一例として、以下の式(85a-1)及び(86a-1)が挙げられる。以下には、式(85a)及び(86a)の例のみ示すが、式(87a)~(89a)及び(91a)~(93a)の一例としても、同様に、Arが置換基を有していてもよいベンゼン環である単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 (85a-1)又は(86a-1)において、Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、または一価の有機基を表す。Rが表す一価の有機基としては、例えば、炭素数1~22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基、又は炭素数2~30個のアリール基もしくはヘテロアリール基が挙げられ、これらの基がエーテル結合を介して結合した基を有していてもよい。
 ポリマー又はオリゴマー(A)は繰り返し単位を2種以上有する共重合体であってもよい。共重合体は、交互、ランダム、ブロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有する共重合体、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であってもよい。
 ポリマー又はオリゴマー(A)は、溶解度、耐熱性、又は電気的特性の調整のため、上記繰り返し単位の他に、上述したアリーレン基もしくはヘテロアリーレン基、または下記式(1)~(32)で表される構造を、共重合繰り返し単位として有する共重合体であってもよい。式(30)~(32)で表される繰り返し単位は、分岐部を有している。
<式(1)~(28)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 式(1)~(28)において、Rとしては、式(1a)~(84a)におけるEと同様の基が挙げられる。
<式(29)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 式(29)において、R及びRは、それぞれ独立に、水素、並びに、C、H及び/又はX(Xはヘテロ原子である)からなる置換基からなる群より選択され、Ar及びArは、それぞれ独立に、C及びHからなる二価の芳香環、並びに、C、H及びX(Xはヘテロ原子である)からなる二価の芳香環からなる群から選択される基である。なお、R及びRが同時に水素となることはない。また、Cは炭素原子であり、Hは水素原子である。Xとしては、O(酸素原子)、N(窒素原子)、S(硫黄原子)、Si(珪素原子)、ハロゲン原子等が挙げられる。
 R及びRが有するC、H及び/又はXからなる置換基としては、C及びHからなる脂肪族置換基、C及びHからなる芳香族置換基、C、H及びXからなる芳香族置換基、これら以外のC、H及び/又はXからなる置換基(脂肪族置換基を含む)等を挙げることができる。Ar及びArが有するC及びHからなる二価の芳香環としては、単環、または、2個以上、好ましくは2~5個の環が縮合してなる縮合環等の二価の芳香族炭化水素環が挙げられる。C、H及びX(Xはヘテロ原子である)からなる二価の芳香環としては、複素単環、または、2個以上、好ましくは2~5個の環が縮合してなる縮合環等の二価の複素芳香環が挙げられる。Ar及びArの基は置換基を有していてもよい。
 R及びRとして、具体的には、式(1a)~(84a)におけるEと同様の基が挙げられる。Ar及びArとして、具体的には、式(1a)~(84a)におけるArと同様の基が挙げられる。
<式(30)~(32)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 式(30)~(32)において、Wは、三価の連結基を表し、炭素数2~30個のアリーレン基またはヘテロアリーレン基からさらに水素原子1個を除いた原子団であることが好ましい。Arは、それぞれ独立に、炭素数2~30個のアリーレン基またはヘテロアリーレン基を表し、Zは、炭素原子、ケイ素原子、またはリン原子のいずれかを表す。式(30)~(32)で表される単位は置換基を有していてもよく、置換基としては式(1a)~(84a)におけるEと同様の基が挙げられる。
 ポリマー又はオリゴマー(A)は、置換基を有していてもよいチエニル基を有する。ポリマー又はオリゴマー(A)は、チエニル基を、主鎖又は側鎖を構成する繰り返し単位の置換基として有していてもよく、また、主鎖又は側鎖の末端に有していてもよい。主鎖又は側鎖を構成する繰り返し単位は、例えば、上述の式(1a)~(93a)及び式(1)~(32)で表される繰り返し単位である。
 置換基を有していてもよいチエニル基としては、置換基を有していてもよい2-チエニル基、3-チエニル基が挙げられる。チエニル基は、例えば、下記式(Ia)又は式(Ib)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式(Ia)及び(Ib)中のR~Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R~Rの少なくとも1つは水素原子である。)
 アルキル基としては、例えば、炭素数1~22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基が挙げられ、直鎖アルキル基が好ましい。炭素数はより好ましくは1~10個である。
 チエニル基を有するポリマー又はオリゴマー(A)としては、例えば、下記式(IIa)~(IIIb)で表される構造を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(式(IIa)及び(IIb)中のR~Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R~Rの少なくとも1つは水素原子であり、Arは、アレーンジイル基又はヘテロアレーンジイル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式(IIa-1)及び(IIb-1)中のR及びR~Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R~Rの少なくとも1つは水素原子であり、Arは、アレーンジイル基又はヘテロアレーンジイル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式(IIa-2)及び(IIb-2)中のR及びR~Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R~Rの少なくとも1つは水素原子であり、Arは、アレーンジイル基又はヘテロアレーンジイル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(式(IIIa)及び(IIIb)中のR~Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R~Rの少なくとも1つは水素原子であり、Arは、アレーントリイル基又はヘテロアレーントリイル基を表す。)
 ここで、Arとしては、例えば、炭素数2~30個のアレーンジイル基、もしくはヘテロアレーンジイル基を表す。アレーンジイル基とは芳香族炭化水素から水素原子2個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよく、ヘテロアレーンジイル基とは、ヘテロ原子を有する芳香族化合物から水素原子2個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよい。置換基としては、式(1a)~(84a)におけるEと同様の基が挙げられる。
 また、Arとしては、例えば、炭素数2~30個のアレーントリイル基、もしくはヘテロアレーントリイル基を表す。アレーントリイル基とは芳香族炭化水素から水素原子3個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよく、ヘテロアレーントリイル基とは、ヘテロ原子を有する芳香族化合物から水素原子3個を除いた原子団であり、置換基を有していてもよい。置換基としては、式(1a)~(84a)におけるEと同様の基が挙げられる。
 なお、アリーレン-トリイル基としては、例えば、ベンゼン-トリイル、ビフェニル-トリイル、ターフェニル-トリイル、ナフタレン-トリイル、アントラセン-トリイル、テトラセン-トリイル、フルオレン-トリイル、フェナントレン-トリイル等が挙げられる。ヘテロアレーントリイル基としては、例えば、ピリジン-トリイル、ピラジン-トリイル、キノリン-トリイル、イソキノリン-トリイル、アクリジン-トリイル、フェナントロリン-トリイル、フラン-トリイル、ピロール-トリイル、チオフェン-トリイル、カルバゾール-トリイル、オキサゾール-トリイル、オキサジアゾール-トリイル、チアジアゾール-トリイル、トリアゾール-トリイル、ベンゾオキサゾール-トリイル、ベンゾオキサジアゾール-トリイル、ベンゾチアジアゾール-トリイル、ベンゾトリアゾール-トリイル、ベンゾチオフェン-トリイル等が挙げられる。
 Ar及びArは、具体的には、式(1a)~(93a)中のAr、カルバゾール構造、チオフェン構造;式(85a-1)及び(86a-1)中のベンゼン環;式(1)~(28)中のアリーレン基、ヘテロアリーレン基;式(29)中のAr、Ar;式(30)中のW;式(31)中のフルオレン構造;式(32)中のAr等である。
 ポリマー又はオリゴマー(A)に含まれる具体的な構造を以下に列挙する。式中、nは1~22の整数であり、好ましくは1~10の整数である。
<チエニル基群(A)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
<チエニル基群(B)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 上記の中でも、溶解度の変化を大きくする、正孔輸送部位のエネルギー準位への影響を低減する、生産性が向上するなどの観点から以下の構造が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 チエニル基を置換基として有する場合、例えば、ポリマー又はオリゴマー(A)が、チエニル基を有する繰り返し単位を含んでいればよい。チエニル基を有する繰り返し単位として、具体的には、一価のArのいずれか1つ以上がチエニル基である式(1a)~(14a)で表される単位;Eのいずれか1つ以上がチエニル基である式(15a)~(84a)で表される単位;Arがチエニル基を有する式(1a)~(93a)で表される単位;Rのいずれか1つ以上がチエニル基である式(1)~(28)で表される単位;Ar及び/又はArがチエニル基を有する式(29)で表される単位;チエニル基を有する式(30)~(32)で表される単位等が挙げられる。
 チエニル基を末端に有する場合、末端は、主鎖の末端でも側鎖の末端でもよく、あるいは、主鎖と側鎖の両方の末端であってもよい。また、ポリマー又はオリゴマー(A)は、チエニル基を末端の全てに有していてもよく、あるいは、全末端中の一部に有していてもよい。具体的には、ポリマー及びオリゴマー(A)が2つの末端を有し、当該2つの末端にチエニル基を有する場合、ポリマー及びオリゴマー(A)が3つ以上の末端を有し、当該3つ以上の末端のうちの3つ以上にチエニル基を有する場合、などが挙げられる。
 ポリマー又はオリゴマー(A)は、特性向上、また、組成物の溶解度の変化を大きくするなどの観点から、チエニル基を末端に有していることが好ましく、末端のみに有していることがより好ましい。
 さらに、ポリマー又はオリゴマー(A)は、組成物の溶解度の変化を大きくするという観点から、チエニル基を末端の全てに有していることが好ましく、3つ以上の末端を有し、それらの全てにチエニル基を有していることがより好ましい。ポリマー又はオリゴマー(A)が3つ以上の末端を有するということ、すなわち、分岐構造を有するということは、重量平均分子量を大きくすることができる、ガラス転移温度を高くすることができ耐熱性向上に寄与するなどの観点からも好ましい。
 好ましいポリマー又はオリゴマー(A)は、式(85a)~(93a)及び式(30)~(32)のいずれかで表される繰り返し単位を有し、かつ、末端に式(Ia)又は(Ib)で表されるチエニル基を有する。末端に式(Ia)又は(Ib)で表されるチエニル基を有するポリマー又はオリゴマー(A)は、例えば、合成に用いるモノマーとして上記のチエニル基群(A)に対応するモノマーを用いることにより得ることができる。
 ポリマー又はオリゴマー(A)の重量平均分子量は、結晶化を抑え、良好な製膜性を得るという観点から、1,000以上であることが好ましく、2,000以上であることがより好ましく、3,000以上であることがさらに好ましい。また、ポリマー又はオリゴマー(A)の重量平均分子量は、溶媒への溶解度が向上し、後述する溶媒を含有する組成物を容易に作製することができるという観点から、1,000,000以下であることが好ましく、900,000以下であることがより好ましく、800,000以下であることがさらに好ましい。なお、「重量平均分子量」とは、ゲルバーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量をいう。
 より具体的には、ポリマー又はオリゴマー(A)の重量平均分子量は、1,000~1,000,000であることが好ましい。より好ましくは2,000~900,000、さらに好ましくは3,000~800,000である。
 ポリマー又はオリゴマー(A)が有する繰り返し単位の単位数の平均値は、良好な製膜安定性を得るという観点から、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、10以上がさらに好ましい。また、単位数の平均値は、組成物の溶解度が十分に変化し、容易に有機層を積層できるという観点から、1,000以下が好ましく、500以下がより好ましく、200以下がさらに好ましい。なお、「繰り返し単位の単位数の平均値」は、ポリマー又はオリゴマー(A)の重量平均分子量、個々の繰り返し単位の分子量、ポリマー又はオリゴマー(A)中の繰り返し単位の割合から求めることができる。また、「繰り返し単位の割合」とは、ポリマー又はオリゴマー(A)を合成するために使用した、繰り返し単位に対応するモノマーの仕込み量比(モル比)により求めることができる。
 より具体的には、ポリマー又はオリゴマー(A)が有する繰り返し単位の単位数の平均値は、2~1,000が好ましく、5~500がより好ましく、10~200がさらに好ましい。
 また、ポリマー又はオリゴマー(A)中の全繰り返し単位に対する式(1a)~(93a)で表される繰り返し単位の割合は、優れた正孔輸送性を得るという観点から、10%以上が好ましく、25%以上がより好ましく、50%以上がさらに好ましい。また、式(1a)~(93a)で表される繰り返し単位の割合は、100%とすることも可能であるし、あるいは、末端にチエニル基を導入することなどを考慮した場合、95%以下が好ましく、90%以下がより好ましく、80%以下がさらに好ましい。
 より具体的には、ポリマー又はオリゴマー(A)中の全繰り返し単位に対する式(1a)~(93a)で表される繰り返し単位の割合は、10~95%が好ましく、25~90%がより好ましく、50~80%がさらに好ましい。
 ポリマー又はオリゴマー(A)が分岐構造を有する場合、ポリマー又はオリゴマー(A)中の全繰り返し単位に対する式(85a)~(93a)及び式(30)~(32)で表される繰り返し単位の割合は、末端数を増やし、溶解度の変化を大きくするという観点から、1%以上が好ましく、3%以上がより好ましく、10%以上がさらに好ましい。また、式(85a)~(93a)及び式(30)~(32)で表される繰り返し単位の割合は、ポリマー又はオリゴマー(A)の合成時のゲル化による合成不良を防止するという観点から、50%以下が好ましく、30%以下がより好ましく、25%以下がさらに好ましい。
 より具体的には、ポリマー又はオリゴマー(A)中の全繰り返し単位に対する式(85a)~(93a)及び式(30)~(32)のいずれかで表される繰り返し単位の割合は、1~50%が好ましく、3~30%がより好ましく、10~25%がさらに好ましい。
 ポリマー又はオリゴマー(A)中の全繰り返し単位に対するチエニル基の割合は、組成物の溶解度の変化を大きくするという観点から、1%以上が好ましく、3%以上がより好ましく、10%以上がさらに好ましい。また、チエニル基の割合は、正孔輸送性部位のエネルギー準位への影響を低減するという観点から、80%以下が好ましく、60%以下がより好ましく、40%以下がさらに好ましい。なお、ここでの「チエニル基の割合」とは、式(Ia)又は(Ib)で表される構造を有する単位の割合であり、好ましくは、チエニル基群(A)又は(B)で表される構造を有する単位の割合であり、より好ましくはチエニル基群(A)で表される構造を有する単位の割合である。
 より具体的には、ポリマー又はオリゴマー(A)中の全繰り返し単位に対するチエニル基の割合は、1~80%が好ましく、3~60%がより好ましく、10~40%がさらに好ましい。
 ポリマー又はオリゴマー(A)は、種々の当業者公知の合成法により製造できる。例えば、ポリマー又はオリゴマー(A)の合成に用いる各モノマー単位が芳香族環を有し、芳香族環同士を結合させたポリマー又はオリゴマー(A)を製造する場合には、ヤマモト(T. Yamamoto)らのBull. Chem. Soc. Jpn., 51巻, 7号, 2091頁 (1978)、ゼンバヤシ(M. Zembayashi)らのTet. Lett., 47巻, 4089頁 (1977)、また、スズキ(A. Suzuki)のSynthetic Communications, Vol.11, No.7, p.513 (1981)に記載されている方法を用いることができる。特に、スズキ(A. Suzuki)に記載されている方法がポリマー又はオリゴマー(A)の製造には一般的である。各モノマー単位としては、上記に例示した繰り返し単位に対応するモノマー単位、上記に例示したチエニル基に対応するモノマー単位を用いることができる。
 スズキ(A. Suzuki)に記載されている方法は、芳香族ボロン酸(boronic acid)誘導体と芳香族ハロゲン化物の間で、Pd触媒を用いたクロスカップリング反応(通常、「鈴木反応」と呼ばれる)を起こさしめるものである。所望とする芳香族環同士を結合反応に用いることにより、ポリマー又はオリゴマー(A)を製造することができる。
 また、鈴木反応では、Pd触媒として、一般的にPd(II)塩又はPd(0)錯体の形態の可溶性Pd化合物が用いられる。例えば、芳香族反応体を基準として0.01~5mol%のPd(PhP)、3級ホスフィンリガンドとのPd(OAc)錯体、Pd(dba)錯体及びPdCl(dppf)錯体が好ましいPd源である。
 この反応では、一般的に塩基も用いられ、塩基としては水性アルカリカーボネートもしくはバイカーボネート、または、テトラアルキルアンモニウムの水酸化物が好ましい。また、相間移動触媒を用いて、非極性溶媒中で反応を促進することもできる。溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド、トルエン、アニソール、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等が用いられる。
 [開始剤(B)]
 開始剤(B)は、組成物の溶解度を変化させるために用いられる。開始剤(B)としては、組成物中で酸化剤として作用し得る物質を用いることが可能である。ポリマー又はオリゴマー(A)に対して酸化剤として作用し得る物質を用いることは、正孔輸送性向上の観点から好ましい。開始剤(B)としてはカチオンとアニオンからなるオニウム塩が組成物の溶解度の変化の観点から好ましく、以下その詳細について述べる。
  [カチオン]
 カチオンとしては、例えば、H、カルベニウムイオン、アンモニウムイオン、アニリニウムイオン、ピリジニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピロリジニウムイオン、キノリニウムイオン、イモニウムイオン、アミニウムイオン、オキソニウムイオン、ピリリウムイオン、クロメニリウム、キサンチリウムイオン、ヨードニウムイオン、スルホニウムイオン、ホスホニウムイオン、トロピリウムイオン、遷移金属を有するカチオンなどが挙げられ、カルベニウムイオン、アンモニムイオン、アニリニウムイオン、アミニウムイオン、ヨードニウムイオン、スルホニウムイオン、トロピリウムイオンが好ましい。組成物の溶解度の変化特性及び保存安定性との両立の観点から、アンモニウムイオン、アニリニウムイオン、ヨードニウムイオン、スルホニウムイオンがより好ましい。
  [アニオン]
 アニオンとしては、例えば、F、Cl、Br、Iなどのハロゲンイオン;OH;ClO ;FSO 、ClSO 、CHSO 、CSO 、CFSO などのスルホン酸イオン類;HSO 、SO 2-などの硫酸イオン類;HCO 、CO 2-などの炭酸イオン類;HPO 、HPO 2-、PO 3-などのリン酸イオン類;PF 、PFOHなどのフルオロリン酸イオン類;[(CFCFPF、[(CFCFCFPF、[((CFCF)PF、[((CFCF)PF、[((CFCFCFPF、[((CFCFCFPFなどのフッ素化アルキルフルオロリン酸イオン類;(CFSO、(CFSOなどのフルオロアルカンスルホニルメチド、イミドイオン類;BF 、B(C 、B(CCF などのホウ酸イオン類;SbF 、SbFOHなどのフルオロアンチモン酸イオン類;AsF 、AsFOHなどのフルオロヒ素酸イオン類;AlCl 、BiF 等が挙げられる。前述のカチオンと組み合わせて用いたときの組成物の溶解度の変化特性の観点から、PF 、PFOHなどのフルオロリン酸イオン類;[(CFCFPF、[(CFCFCFPF、[((CFCF)PF、[((CFCF)PF、[((CFCFCFPF、[((CFCFCFPFなどのフッ素化アルキルフルオロリン酸イオン類;(CFSO、(CFSOなどのフルオロアルカンスルホニルメチド、イミドイオン類;BF 、B(C 、B(CCF などのホウ酸イオン類;SbF 、SbFOHなどのフルオロアンチモン酸イオン類が好ましく、なかでもホウ酸イオン類が特に好ましい。
 より具体的には、アンモニウムイオン、アニリニウムイオン、ヨードニウムイオン、及びスルホニウムイオンから選択される1種と、フルオロリン酸イオン類、フッ素化アルキルフルオロリン酸イオン類、フルオロアルカンスルホニルメチド、イミドイオン類、ホウ酸イオン類、及びフルオロアンチモン酸イオン類から選択される1種とを含む開始剤が好ましい。この好ましい開始剤に含まれるアニオン及びカチオンの具体例は上記に限定されず、公知のアニオン及びカチオンを使用することができる。
 開始剤(B)の含有量は、組成物の溶解度を変化させ、積層化を容易に行うという観点から、ポリマー又はオリゴマー(A)の重量に対し、0.1重量%以上であることが好ましく、0.2重量%以上であることがより好ましく、0.5重量%以上であることがさらに好ましい。また、開始剤(B)の含有量は、有機層中に残存する開始剤(B)に由来する物質による素子特性の低下を防止するという観点から、30重量%以下であることが好ましく、25重量%以下であることがより好ましく、20重量%以下であることがさらに好ましい。開始剤(B)に由来する物質としては、開始剤(B)そのもの、開始剤(B)の分解物、反応物などがある。
 より具体的には、開始剤(B)の含有量は、ポリマー又はオリゴマー(A)の重量に対し、0.1~30重量%の範囲であることが好ましく、0.2~25重量%の範囲であることがより好ましく、0.5~20重量%の範囲であることが特に好ましい。
 組成物は、光照射及び/又は加熱によって、溶解度を変化させることができ、このため同種の溶媒により塗布による積層が可能となる。光照射には、例えば、200~800nmの波長の光を使用することが可能である。また、加熱温度は60~300℃であることが好ましく、80~250℃であることがより好ましく、100~220℃であることがさらに好ましい。加熱時間は、10秒間~2時間であることが好ましく、1分間~1時間であることがより好ましく、1~10分間であることがさらに好ましい。
 [溶媒(C)]
 溶解度が変化する組成物は、さらに溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、組成物を用いて塗布層を形成することが可能な溶媒を用いることができ、好ましくはポリマー又はオリゴマー(A)及び開始剤(B)を溶解しうる溶媒を用いることができる。
 溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール;ペンタン、ヘキサン、オクタン等のアルカン;シクロヘキサン等の環状アルカン;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジフェニルメタン等の芳香族炭化水素;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート等の脂肪族エーテル;1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール等の芳香族エーテル;酢酸エチル、酢酸n-ブチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル等の脂肪族エステル;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n-ブチル等の芳香族エステル;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、アセトン、クロロホルム、塩化メチレンなどが挙げられる。好ましくは芳香族炭化水素、脂肪族エステル、芳香族エステル、脂肪族エーテル、及び芳香族エーテルである。
 組成物における溶媒の含有量は、種々の塗布方法へ適用することを考慮して定めることができる。例えば、溶媒の含有量は、溶媒に対するポリマー又はオリゴマー(A)の割合が、0.1重量%以上となる量が好ましく、0.2重量%以上となる量がより好ましく、0.5重量%以上となる量がさらに好ましい。また、溶媒の含有量は、溶媒に対するポリマー又はオリゴマー(A)の割合が、10重量%以下となる量が好ましく、5重量%以下となる量がより好ましく、3重量%以下となる量がさらに好ましい。
 より具体的には、組成物における溶媒の含有量は、溶媒に対するポリマー又はオリゴマー(A)の割合が、0.1~10重量%となる量であることが好ましく、0.2~5重量%となる量であることがより好ましく、0.5~3重量%となる量であることがさらに好ましい。
 組成物の溶解度が変化するメカニズムは明らかではないが、メカニズムの一例においては、チエニル基同士が結合を形成、例えばチエニル基同士が光及び/又は熱、並びに開始剤の作用によって共有結合を形成し、組成物の溶解度が変化すると推定される。ポリマー又はオリゴマー(A)は、炭素-炭素二重結合基、小員環を有する基などの結合を形成する基を有していてもよいが、素子特性を向上させる観点から、チエニル基以外には結合を形成する基を有していなくてもよい。組成物は溶解度が変化するものであるため、一実施形態として、組成物を硬化性樹脂組成物として用いることができる。
 有機層を多層化するうえでは、溶媒に対する組成物の溶解度の変化の程度が大きいほうが好ましい。「組成物の溶解度が変化する」ことは、組成物を用いて形成された有機層の溶媒に対する溶解度が、光及び/又は熱を加える前後で変化するか否かにより確認することができる。具体的には、まず、ポリマー又はオリゴマー(A)及び開始剤(B)並びに溶媒(1)を含有する組成物を用いて塗布法により有機層(1)を形成する。任意の乾燥工程を経た後、有機層(1)に光及び/又は熱を加え有機層(2)を得る。続いて、有機層(2)を溶媒(2)に接触させ、有機層(3)を得る。得られた有機層(3)の膜厚が大きいほど、その組成物は溶解度の変化の程度が大きいといえる。つまり、有機層(2)の膜厚に対する有機層(3)の膜厚の比率(すなわち、有機層の残存率)が大きいことが好ましい。具体的には、残存率が、好ましくは50%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上である。残存率は、有機層(2)及び有機層(3)の膜厚測定値の比、又は、有機層(2)及び有機層(3)の吸光度測定値の比により求めることができる。
 このとき、有機層(2)の厚さは、後述する本発明の実施形態である有機層の厚さと同様の範囲内とすればよい。また、溶媒(2)には、溶媒(1)と同じ溶媒、溶媒(1)が混合溶媒である場合は溶媒(1)に含まれる最も重量比が大きい溶媒、又は、トルエンを使用することができる。溶媒(1)、溶媒(1)に含まれる最も重量比が大きい溶媒、又は、トルエンを用いた確認のいずれかにおいて、有機層(3)の膜厚が前記以上であることが好ましい。溶媒(1)に含まれる最も重量比が大きい溶媒、又は、トルエンを用いた確認が簡便であり、特にトルエンを用いた確認が容易である。
 溶解度が変化する組成物は、上述のとおり正孔輸送性を有する繰り返し単位を有するポリマー又はオリゴマー(A)を含有しているため、有機EL素子、有機光電変換素子等の有機エレクトロニクス素子の形成に用いられる正孔輸送材料組成物として、好ましく用いることができる。
[正孔輸送材料組成物]
 また、本発明の実施形態は、前記組成物を含む正孔輸送材料組成物に関する。
 正孔輸送材料組成物とは、ポリマー又はオリゴマー(A)及び開始剤(B)と、一般的には、これらを溶解あるいは分散しうる溶媒とを含んでいればよい。溶媒の例は上述のとおりである。正孔輸送材料組成物は、さらに、低分子化合物、ドーパントとして作用し得る物質などを含んでいてもよい。
[インク組成物]
 また、本発明の実施形態は、前記組成物を含むインク組成物に関する。
 インク組成物とは、ポリマー又はオリゴマー(A)及び開始剤(B)と、一般的には、これらを溶解あるいは分散しうる溶媒とを含んでいればよい。溶媒の例は上述のとおりである。インク組成物は、さらに、その他の添加剤、例えば重合禁止剤、安定剤、増粘剤、ゲル化剤、難燃剤、酸化防止剤、還元防止剤、酸化剤、還元剤、表面改質剤、乳化剤、消泡剤、分散剤、界面活性剤などを含んでいてもよい。
[有機層]
 また、本発明の実施形態は、前記溶解度が変化する組成物、正孔輸送材料組成物、又はインク組成物から形成した有機層(I)及び(II)(以下、有機層(I)及び/又は有機層(II)を単に「有機層」という場合もある。)に関する。有機層(I)は、これらの組成物を塗布することにより形成することができる。
 塗布の方法としては、例えば、インクジェット法、キャスト法、浸漬法、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、平板印刷、凸版反転オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷法、スピンコーティング法などの公知の方法が挙げられる。塗布は、通常、-20~+300℃の温度範囲、好ましくは10~100℃、特に好ましくは15~50℃で実施することができる。また、塗布後、得られた有機層(I)を、ホットプレート又はオーブンによって、通常、+30~+300℃の温度範囲、好ましくは60~250℃、特に好ましくは80~220℃で乾燥させ、溶媒を除去してもよい。乾燥時間は、通常、10秒間~2時間、好ましくは1分間~1時間、特に好ましくは1~10分間である。
 塗布により形成した有機層(I)に、熱、光、又は熱と光の両方を加えることにより、加える前とは異なる溶解度を有する有機層(II)を得ることができる。光及び/又は熱を加える条件(光照射及び/又は加熱の条件)は、前述のとおりである。有機層(II)は溶媒に対する溶解性が低いために、有機層(II)の上に別の有機層を塗布溶液を用いて容易に形成することができる。別の有機層を形成する際の塗布溶液に含まれる溶媒は、上述の溶媒(2)に限定されない。
 光照射には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、蛍光灯、発光ダイオード、太陽光等の光源を用いることができ、加熱は、ホットプレート上又はオーブン内で行うことができる。
 有機層の厚さは、用途により適宜設定することが可能である。例えば、5nm~10μmとすることができる。特に、有機層を有機EL素子の正孔注入層及び/又は正孔輸送層に使用する場合、有機層の厚さは、陽極の表面粗さを緩和し短絡を低減させる観点から、溶解度が変化する前後共に、5nm以上が好ましく、10nm以上がより好ましく、20nm以上がさらに好ましい。また、有機層の厚さは、有機EL素子の駆動電圧を低減させる観点から、500nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましく、100nm以下がさらに好ましい。具体的には、5~500nmが好ましく、10~200nmがより好ましく、20~100nmがさらに好ましい。
[有機エレクトロニクス素子、表示素子、照明装置]
 また、本発明の実施形態は、上述の有機層を有する有機EL素子、有機光電変換素子等の有機エレクトロニクス素子に関する。有機エレクトロニクス素子は、少なくとも2つの電極、及び、電極の間に位置する有機層を有する。
 さらに、本発明の実施形態は、有機EL素子を用いた表示素子及び照明装置に関する。
 [有機EL素子]
 本発明の実施形態の有機EL素子は、前記有機層を含む。有機EL素子は、通常、発光層、陽極、陰極、及び基板を備えており、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層などの他の層を有していてもよい。有機EL素子は、少なくとも上述の有機層を有しており、例えば、有機層を発光層及び他の層として使用することができ、好ましくは正孔注入層及び/又は正孔輸送層として使用することができる。したがって、有機EL素子の例は、陽極、正孔注入層及び/又は正孔輸送層としての有機層、発光層、及び陰極をこの順に有し、さらにこれらの層の間に任意の層を有していてもよい。以下、各層について詳細に説明する。
  [発光層]
 発光層に用いる材料としては、低分子化合物であっても、ポリマー又はオリゴマーであってもよく、デンドリマー等も使用可能である。蛍光発光を利用する低分子化合物としては、ペリレン、クマリン、ルブレン、キナクリドン、色素レーザー用色素(例えば、ローダミン、DCM1等)、アルミニウム錯体(例えば、Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)(Alq))、スチルベン、これらの誘導体などが挙げられる。蛍光発光を利用するポリマー又はオリゴマーとしては、ポリフルオレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン(PPV)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、フルオレン-ベンゾチアジアゾール共重合体、フルオレン-トリフェニルアミン共重合体、これらの誘導体及び混合物などが好適に利用できる。
 一方、近年、有機EL素子の高効率化のため、燐光有機EL素子の開発も活発に行われている。燐光有機EL素子では、一重項状態のエネルギーのみならず三重項状態のエネルギーも利用することが可能であり、内部量子収率を原理的には100%まで上げることが可能となる。燐光有機EL素子では、燐光を発するドーパントとして、白金、イリジウムなどの重金属を含む金属錯体系燐光材料を、ホスト材料にドーピングすることで燐光発光を取り出す(M. A. Baldo et al., Nature, vol. 395, p. 151 (1998)、M. A. Baldo et al., Applied Physics Letters, vol. 75, p. 4 (1999)、M. A. Baldo et al., Nature, vol. 403, p. 750 (2000)参照)。
 本発明の実施形態である有機EL素子においても、高効率化の観点から、発光層に燐光材料を用いることが可能である。燐光材料としては、Ir、Ptなどの中心金属を含む金属錯体などが好適に使用できる。具体的には、Ir錯体としては、例えば、青色発光を行うFIr(pic)〔イリジウム(III)ビス[(4,6-ジフルオロフェニル)-ピリジネート-N,C]ピコリネート〕、緑色発光を行うIr(ppy)〔ファク トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム〕(前記M. A. Baldo etal., Nature, vol. 403, p. 750 (2000)参照)、又は赤色発光を行う(btp)Ir(acac){ビス〔2-(2’-ベンゾ[4,5-α]チエニル)ピリジナート-N,C〕イリジウム(アセチル-アセトネート)}(Adachi et al., Appl. Phys. Lett., 78 no. 11, 2001, 1622参照)、Ir(piq)〔トリス(1-フェニルイソキノリン)イリジウム〕等が挙げられる。Pt錯体としては、例えば、赤色発光を行う2、3、7、8、12、13、17、18-オクタエチル-21H、23H-フォルフィンプラチナ(PtOEP)等が挙げられる。燐光材料は、低分子化合物又はデンドライド種、例えば、イリジウム核デンドリマーが使用され得る。またこれらの誘導体も好適に使用できる。
 また、発光層に燐光材料が含まれる場合、燐光材料の他に、ホスト材料を含むことが好ましい。ホスト材料としては、低分子化合物であっても、ポリマー又はオリゴマーであってもよく、デンドリマーなども使用できる。
 低分子化合物としては、例えば、CBP(4,4'-Bis(carbazol-9-yl)-biphenyl)、mCP(1,3-Bis(9-carbazolyl)benzene)、CDBP(4,4'-Bis(carbazol-9-yl)-2,2'-dimethylbiphenyl)、αNPD(4,4'-Bis[(1-naphthyl)phenylamino]-1,1'-biphenyl)などが使用できる。ポリマー又はオリゴマーとしては、例えば、ポリビニルカルバゾール、ポリフェニレン、ポリフルオレンなどが使用でき、これらの誘導体も使用できる。
 発光層は、蒸着法により形成してもよく、塗布法により形成してもよい。
 塗布法により形成する場合、有機EL素子を安価に製造することができ、より好ましい。発光層を塗布法によって形成するには、燐光材料と、必要に応じてホスト材料を含む溶液を、公知の塗布法で所望の基体上に塗布することで行うことができる。塗布法としては、例えば、インクジェット法、キャスト法、浸漬法、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、平板印刷、凸版反転オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷法、スピンコーティング法などが挙げられる。
  [陰極]
 陰極材料としては、例えば、Li、Ca、Mg、Al、In、Cs、Ba、Mg/Ag、LiF、CsF等の金属又は金属合金であることが好ましい。
  [陽極]
 陽極としては、金属(例えば、Au)又は金属導電率を有する他の材料を使用することができる。他の材料としては、例えば、酸化物(例えば、ITO:酸化インジウム/酸化錫)、導電性高分子(例えば、ポリチオフェン-ポリスチレンスルホン酸混合物(PEDOT:PSS))が挙げられる。
  [電子輸送層、電子注入層]
 電子輸送層及び電子注入層としては、例えば、フェナントロリン誘導体(例えば、2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP))、ビピリジン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレン、ペリレンなどの縮合環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体(例えば、2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazole)(PBD))、アルミニウム錯体(例えば、Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)(Alq)、Bis(2-methyl-8-quninolinato)-4-phenylphenolate aluminum (III) (BAlq))などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も用いることができる。
  [基板]
 有機EL素子に用いることができる基板として、ガラス、プラスチック等の種類は特に限定されることはない。また、透明の基板が好ましく、ガラス、石英、光透過性樹脂フィルム等が好ましく用いられる。樹脂フィルムを用いた場合には、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能であり(つまり、フレキシブル基板)、特に好ましい。
 樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルムが挙げられる。
 また、樹脂フィルムを用いる場合、水蒸気、酸素等の透過を抑制するために、樹脂フィルムへ酸化珪素、窒化珪素等の無機物をコーティングして用いてもよい。
  [封止]
 本発明の実施形態である有機EL素子は、外気の影響を低減させて長寿命化させるため、後述する光電変換素子と同様の方法により封止されていてもよい。
  [発光色]
 有機EL素子における発光色は特に限定されるものではないが、白色発光素子は家庭用照明、車内照明、時計又は液晶のバックライト等の各種照明器具に用いることができるため好ましい。
 白色発光素子を形成する方法としては、現在のところ単一の材料で白色発光を示すことが困難であることから、複数の発光材料を用いて複数の発光色を同時に発光させて混色させることで白色発光を得ている。複数の発光色の組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、青色、緑色、及び赤色の3つの発光極大波長を含有するもの、青色と黄色、黄緑色と橙色等の補色の関係を利用した2つの発光極大波長を含有するものが挙げられる。また発光色の制御は、燐光材料の種類と量を調整することによって行うことができる。
 [表示素子、照明装置、表示装置]
 本発明の実施形態である表示素子は、既述の有機EL素子を備えている。
 例えば、赤・緑・青(RGB)の各画素に対応する素子として、前記有機EL素子を用いることで、カラーの表示素子が得られる。
 画像の形成には、マトリックス状に配置した電極でパネルに配列された個々の有機EL素子を直接駆動する単純マトリックス型と、各素子に薄膜トランジスタを配置して駆動するアクティブマトリックス型とがある。前者は、構造は単純ではあるが垂直画素数に限界があるため、文字などの表示に用いられる。後者は、駆動電圧は低く電流が少なくてすみ、明るい高精細画像が得られるので、高品位のディスプレイ用として用いられる。
 また、本発明の実施形態である照明装置は、既述の有機EL素子を備えている。さらに、本発明の実施形態である表示装置は、照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えている。バックライト(白色発光光源)として前記照明装置を用い、表示手段として液晶素子を用いた表示装置、すなわち液晶表示装置としてもよい。この構成は、公知の液晶表示装置において、バックライトのみを前記照明装置に置き換えた構成であり、液晶素子部分は公知技術を転用することができる。
 [有機光電変換素子]
 有機光電変換素子には、有機太陽電池及び有機光センサーが含まれ、通常、光電変換層、電極、及び基板を備えている。さらに、変換効率または空気中の安定性を向上させる目的で、バッファ層、電子輸送層などの他の層を1種以上有していてもよい。有機光電変換素子は、少なくとも上述の有機層を有しており、有機層を光電変換層及びバッファ層として使用することができ、バッファ層として使用することが好ましい。したがって、有機光電変換素子の例は、陽極、バッファ層としての有機層、光電変換層、及び陰極をこの順に有し、さらにこれらの層の間に任意の層を有していてもよい。以下に有機光電変換素子の構成について記載する。
  [光電変換層]
 光電変換層には、光を吸収して電荷分離を起こし、起電力を発生するものであれば任意の材料を用いることができる。特に、変換効率の観点から、p型有機半導体と、n型有機半導体とをブレンドした混合物が好ましい。
 p型有機半導体としては、例えば、オリゴチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)、ポリフェニレンビニレン(PPV)等のポリマー又はオリゴマー;ポルフィリン、フタロシアニン、銅フタロシアニン;これらの誘導体等が好適に使用できる。
 n型有機半導体としては、例えば、CN-ポリ(フェニレン-ビニレン)(CN-PPV)、MEH-CN-PPV、それらの-CF置換ポリマー等の-CN基または-CF基含有ポリマー又はオリゴマー;ポリ(フルオレン)誘導体、フルオレン-ベンゾチアジアゾール共重合体等のポリマー又はオリゴマー;フラーレン(C60)、[6,6]-Phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PCBM)、[6,6]-Phenyl-C71-butyric acid methyl ester(PCBM)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物(NTCDA)、ペリレンテトラカルボン酸無水物(PTCDA)、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、キナクドリン;これらの誘導体等が好適に使用できる。
 光電変換層の形成方法としては、特に限定されず、蒸着法により形成しても、塗布法により形成してもよい。塗布法により形成する場合、有機光電変換素子を安価に製造することができ、より好ましい。塗布法により形成する方法としては、発光層の形成方法で述べた方法を用いることができる。
  [その他の層]
 また、有機光電変換素子は、光電変換層以外に上述のバッファ層を有し、さらに電子輸送層などの層を有していてもよい。バッファ層としては、上述の有機層を用いることができ、電子輸送層としては、LiF、TiOx、ZnOx等が一般的に用いられる。
  [電極]
 電極は、導電性を有するものであれば任意の材料を用いることが可能である。電極としては、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム、フッ化リチウム等の金属あるいはそれらの合金又は塩;酸化インジウム、酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金(ITO);ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子;塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、FeCl等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子などのドーパントを添加した前記導電性高分子;金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
 また、電極は少なくとも一対(2個)設けられるが、少なくとも一方は透明電極である。透明電極としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等の酸化物;金属薄膜;PEDOT:PSS等の導電性高分子などが挙げられる。
 電極は、光電変換層内に生じた正孔及び電子を捕集する機能を有するものであり、正孔及び電子の捕集に適した電極材料を対にして用いることが好ましい。正孔の捕集に適した電極材料としては、例えば、Au、ITO等の高い仕事関数を有する材料が挙げられる。一方、電子の捕集に適した電極としては、例えば、Alのような低い仕事関数を有する材料が挙げられる。
 電極の形成方法は、特に制限はないが、例えば、真空蒸着、スパッタ、塗布法等を用いることができる。
 [基板]
 基板は、各層を支持できるものであれば任意の材料を用いることが可能である。基板としては、例えば、ガラス等の無機材料;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ナイロン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、塩化ビニル、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリノルボルネン、ポリ乳酸等の有機材料;絶縁性を付与するために表面をコートあるいはラミネートしたステンレス、チタン、アルミニウム等の金属等の複合材料などが挙げられる。また、ガスバリア性の付与のために、酸化珪素、窒化珪素等の無機物を積層した基板を用いてもよい。
 特に、PET、PEN、PES、PI、PEI、COP、PPS等の有機材料からなるフィルムは、透明性、フレキシブル性を付与でき、好ましい。
 [封止]
 本発明の実施形態である有機光電変換素子は、外気の影響を低減させて長寿命化させるため、封止されていてもよい。封止に用いる材料としては、ガラス、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、PET、PEN等のプラスチックフィルム、酸化珪素、窒化珪素等の無機物等を用いることができる。
 封止の方法としては、特に限定されないが、たとえば、真空蒸着、スパッタ、塗布法等により有機光電変換素子上に直接形成する方法、ガラス又はプラスチックフィルムを接着剤により有機光電変換素子に張り合わせる方法等が使用可能である。
 以下、実施例により本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
<ポリマーの合成>
(Pd触媒の調整)
 窒素雰囲気下のグローブボックス中で、室温下、サンプル管にトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(73.2mg、80μmol)を秤取り、アニソール(15mL)を加え、30分間撹拌した。同様に、サンプル管にトリ-tert-ブチルホスフィン(129.6mg、640μmol)を秤取り、アニソール(5mL)を加え、5分間撹拌した。これらの溶液を混合し、室温で30分間撹拌し触媒とした。すべての溶媒は30分以上、窒素バブルにより脱気した後、使用した。
(合成例1)
 末端にチオフェン環を有するポリマーA
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 三口丸底フラスコに、モノマー1(1.0mmol)、モノマー2(2.5mmol)、モノマー3(2.0mmol)、及びアニソール(20mL)を加え、さらに調製したPd触媒溶液(1.0mL)を加えた。混合物を30分撹拌した後、10%テトラエチルアンモニウム水酸化物水溶液(12mL)を加えた。すべての溶媒は30分以上、窒素バブルにより脱気した後、使用した。この混合物を2時間加熱・還流した。ここまでの全ての操作は窒素気流下で行った。
 反応終了後、有機層を水洗し、有機層をメタノール-水(9:1)に注いだ。生じた沈殿を吸引ろ過により回収し、メタノール-水(9:1)で洗浄した。得られた沈殿をトルエンに溶解し、メタノールから再沈殿した。得られた沈殿を吸引ろ過により回収し、トルエンに溶解し、Triphenylphosphine, polymer-bound on styrene-divinylbenzene copolymer(Strem Chemicals社、ポリマー100mgに対して200mg、以下「金属吸着剤」という。)を加えて、一晩撹拌した。撹拌終了後、金属吸着剤と不溶物をろ過して取り除き、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。濃縮液をトルエンに溶解した後、メタノール-アセトン(8:3)から再沈殿した。生じた沈殿を吸引ろ過により回収し、メタノール-アセトン(8:3)で洗浄した。得られた沈殿を真空乾燥し、末端にチオフェンを有するポリマーAを得た。分子量は、溶離液にテトラヒドロフラン(THF)を用いたGPC(ポリスチレン換算)により測定した。重量平均分子量は42,000、収率は38%であった。ポリマーAは、式(87a)(モノマー1に対応)、式(1a)(モノマー2に対応)、及びチエニル基群(A)(モノマー3に対応)の単位を有しており、それぞれの単位の割合は、18.2%、45.5%、及び36.4%であった。また、式(87a)、式(1a)及びチエニル基群(A)それぞれの単位数の平均値は、32、79、及び63であった。
 重量平均分子量の測定条件は以下のとおりである。
送液ポンプ  :L-6050 (株)日立ハイテクノロジーズ
UV-Vis検出器 :L-3000 (株)日立ハイテクノロジーズ
カラム    :Gelpack (R) GL-A160S/GL-A150S 日立化成工業(株)
溶離液    :THF(和光純薬製, HPLC用, 安定剤不含)
流速     :1 mL/min
カラム温度  :室温
分子量標準物質:標準ポリスチレン
(合成例2)
 末端にビチオフェンを有するポリマーB
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 三口丸底フラスコに、モノマー1(1.0mmol)、モノマー4(2.5mmol)、モノマー5(2.0mmol)、及びアニソール(20mL)を加えた以外は合成例1と同様の方法で合成を行い、末端にビチオフェンを有するポリマーBを得た。重量平均分子量は33,000、収率は33%であった。ポリマーBは、式(87a)(モノマー1に対応)、式(1a)(モノマー4に対応)、及びチエニル基群(A)(モノマー5に対応)の単位を有しており、それぞれの単位の割合は、18.2%、45.5%、及び36.4%であった。また、式(87a)、式(1a)及びチエニル基群(A)それぞれの単位数の平均値は、23、56、及び45であった。
(合成例3)
 末端にチオフェン環を有するポリマーC
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 三口丸底フラスコに、モノマー6(2.5mmol)、モノマー7(2.0mmol)、モノマー3(1.0mmol)、及びアニソール(15mL)を加えた以外は合成例1と同様の方法で合成を行い、末端にチオフェンを有するポリマーCを得た。重量平均分子量は8,000、収率は44%であった。ポリマーCは、式(7)(モノマー6に対応)、式(1a)(モノマー7に対応)、及びチエニル基群(A)(モノマー3に対応)の単位を有しており、それぞれの単位の割合は、45.5%、36.4%、及び18.2%であった。また、式(7)、式(1a)及びチエニル基群(A)それぞれの単位数の平均値は、11、9、及び5であった。
(合成例4)
 末端にチオフェン環を有するポリマーD
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 三口丸底フラスコに、モノマー9(1.0mmol)、モノマー10(2.5mmol)、モノマー11(2.0mmol)、及びアニソール(8mL)を加えた以外は合成例1と同様の方法で合成を行い、末端にチオフェンを有するポリマーDを得た。重量平均分子量は35,000、収率は40%であった。ポリマーDは、式(91a)(モノマー9に対応)、式(15a)(モノマー10に対応)、及びチエニル基群(A)(モノマー11に対応)の単位を有しており、それぞれの単位の割合は、18.2%、45.5%、及び36.4%であった。また、式(91a)、式(15a)及びチエニル基群(A)それぞれの単位数の平均値は、23、58、及び46であった。
(合成例5)
 末端にチオフェン環を有するポリマーE
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 三口丸底フラスコに、モノマー12(0.75mmol)、モノマー4(2.5mmol)、モノマー11(2.0mmol)、及びアニソール(8mL)を加えた以外は合成例1と同様の方法で合成を行い、末端にチオフェンを有するポリマーEを得た。重量平均分子量は41,000、収率は38%であった。ポリマーEは、式(31)(モノマー12に対応)、式(1a)(モノマー4に対応)、及びチエニル基群(A)(モノマー11に対応)の単位を有しており、それぞれの単位の割合は、14.3%、47.6%、及び38.1%であった。また、式(31)、式(1a)及びチエニル基群(A)それぞれの単位数の平均値は、20、68、及び54であった。
(合成例6)
 末端にチオフェン環を有するポリマーF
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 三口丸底フラスコに、モノマー13(1.0mmol)、モノマー4(2.5mmol)、モノマー11(2.0mmol)、及びアニソール(8mL)を加えた以外は合成例1と同様の方法で合成を行い、末端にチオフェンを有するポリマーFを得た。重量平均分子量は13,000、収率は33%であった。ポリマーFは、式(30)(モノマー13に対応)、式(1a)(モノマー4に対応)、及びチエニル基群(A)(モノマー11に対応)の単位を有しており、それぞれの単位の割合は、18.2%、45.5%、及び36.4%であった。また、式(30)、式(1a)及びチエニル基群(A)それぞれの単位数の平均値は、7、24、及び20であった。
<インク組成物の作製>
(実施例1)
 上記で得たポリマーA~Fをそれぞれトルエンに溶解し(ポリマー4.5mg/465μL)、開始剤1~8の酢酸エチル溶液(50μL、開始剤濃度10μg/1μL)をそれぞれ加え、インク組成物を作製した。いずれのインク組成物も、均一な溶液として得られた。また、カチオンとしてアンモニウムイオン、アニリニウムイオン、ヨードニウムイオン、又はスルホニウムイオンを有する開始剤を用いたインク組成物は、保存安定性に特に優れていた。
(比較例1)
 開始剤を添加しない以外は、実施例1と同様の条件でインク組成物の作製を行なった。均一な溶液が得られた。
<耐溶剤性を有する薄膜(有機層)の作製>
(残膜率評価)
 実施例1及び比較例1で作製したインク組成物を22mm×29mm×厚さ1mmの石英ガラス板上に、室温(25℃)で、3000min-1でスピンコートし、薄膜(1)を形成した。その後、薄膜(1)をホットプレート上で210℃、10分間加熱して硬化させ、薄膜(2)(50nm)を形成した。膜厚は、株式会社テックサイエンス製 触針式段差・表面形状測定装置XP-2を用いて測定した。この薄膜(2)を石英ガラス板ごとピンセットで掴んで、トルエン(25℃)を満たした200mLビーカーに浸漬し、10秒間に基板の厚み方向に10往復振動させることによりリンスし、薄膜(3)を得た。リンス前後の薄膜の吸光度の比より、薄膜(3)の残存率(残膜率)を求めた。結果を表1にまとめた。
 吸光度の測定条件は以下のとおりである。
 吸光度の測定は、分光光度計((株)日立製作所製 U-3310)を用いて行った。薄膜について、300~420nmでの極大吸収における吸光度を求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
 表1より明らかであるように、本発明の実施形態であるインク組成物を用いて得た薄膜(有機層)は、残存率が50%以上という優れた結果を示した。溶解度が変化する組成物から得られる薄膜(有機層)は、組成物に含まれるポリマーがスチリル基、オキセタン基等の一般的な重合性置換基を含まない場合であっても、耐溶剤性を有していた。溶解度が変化する組成物を使用することにより、有機エレクトロニクス素子の塗布法による多層化が可能となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
<有機EL素子の作製>
(実施例2:有機EL特性)
 上記で得たポリマーAをトルエン(ポリマー4.5mg/465μL)に溶解し、開始剤1の酢酸エチル溶液(50μL、開始剤濃度10μg/1μL)を加え、インク組成物を作製した。ITOを1.6mm幅にパターンニングしたガラス基板上に、このインク組成物を3000min-1でスピンコートし、薄膜を形成した。薄膜をホットプレート上で210℃、10分間加熱して硬化させ、正孔注入層(膜厚50nm)を形成した。
 次いで、正孔注入層上に、下記構造式で表されるポリマー1(75重量%)、ポリマー2(20重量%)、ポリマー3(5重量%)からなる混合物の、トルエン溶液(1.0重量%)を3000min-1でスピンコートし、薄膜を形成した。薄膜をホットプレート上で80℃、5分間加熱し、ポリマー発光層(膜厚80nm)を形成した。なお、正孔注入層を溶解させることなくポリマー発光層を積層することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 さらに、得られたガラス基板を真空蒸着機中に移し、上記ポリマー発光層上にBa(膜厚3nm)、Al(膜厚100nm)の順に電極を形成した。
 電極形成後、大気開放することなく、乾燥窒素環境中にガラス基板を移動した。厚さ0.7mmの無アルカリガラスに深さ0.4mmのザグリを入れた封止ガラスとガラス基板とを、光硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることにより封止を行い、多層構造の高分子型有機EL素子を作製した。以後の評価は大気中、室温(25℃)で行った。
 この有機EL素子に、ITOを陽極、Alを陰極として電圧を印加したところ、約3Vで緑色発光が観測された。輝度5000cd/mにおける電流効率は13.1cd/A、駆動電圧は5.0Vであった。なお、電流電圧特性はヒューレットパッカード社製の微小電流計4140Bで測定し、発光輝度はフォトリサーチ社製の輝度計プリチャード1980Bを用いて測定した。
(比較例2:有機EL特性)
 開始剤1を添加しない以外は、実施例2と同様な条件で有機EL素子の作製を行なった。ポリマー発光層の形成時に、正孔注入層とポリマー発光層が混ざり合い、積層構造を作製できなかった。この有機EL素子に、ITOを陽極、Alを陰極として電圧を印加したところ、均質な発光が得られなかった。
<有機薄膜太陽電池の作製>
(実施例3:有機薄膜太陽電池特性)
 上記で得たポリマーBをトルエン(ポリマー4.5mg/465μL)に溶解し、開始剤4の酢酸エチル溶液(50μL、開始剤濃度10μg/1μL)を加え、インク組成物を作製した。ITOを1.6mm幅にパターンニングしたガラス基板上に、このインク組成物を3000min-1でスピンコートし、薄膜を形成した。薄膜をホットプレート上で210℃、10分間加熱して硬化させ、バッファ層(膜厚50nm)を形成した。
 次に、バッファ層上に、各20mgのP3HTとPCBMを1mLのクロロベンゼンに溶解した混合溶液をスピンコートし、光電変換層(膜厚100nm)を形成した。なお、バッファ層を溶解させることなく光電変換層を積層することができた。
 次に、得られたガラス基板を真空蒸着機中に移し、上記光電変換層上にAl(膜厚100nm)を蒸着し、有機光電変換素子を作製した。
 得られた有機光電変換素子に、AM1.5G(100mW/cm)の擬似太陽光を照射し、電流-電圧特性(J-V特性)を測定し、エネルギー変換効率を求めた。エネルギー変換効率は0.7%であった。
(比較例3:有機薄膜太陽電池特性)
 開始剤4を添加しない以外は、実施例3と同様な条件で有機光電変換素子の作製を行なった。光電変換層形成時に、バッファ層と光電変換層が混ざり合い、積層構造を作製できなかった。実施例3と同様にエネルギー変換効率を求めた。エネルギー変換効率は0.2%であった。
<電荷輸送性評価素子の作製>
(実施例4)
 ITOを1.6mm幅にパターニングしたガラス基板上に、ポリマーA(100mg)、開始剤5(3.0mg)、及びアニソール(1.91mL)の混合溶液を3000min-1でスピン塗布し、薄膜を形成した。薄膜をホットプレート上で180℃、10分間加熱して電荷輸送層(膜厚125nm)を作製した。次に得られたガラス基板を真空蒸着機中に移し、電荷輸送層上にAl(膜厚100nm)を蒸着した。
 Alを蒸着後、大気開放することなく、乾燥窒素環境中にガラス基板を移動した。厚さ0.7mmの無アルカリガラスに深さ0.4mmのザグリを入れた封止ガラスとガラス基板とを、光硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることにより封止を行い、電荷輸送性評価素子を作製した。
 同様に、ポリマーA(100mg)、開始剤6(3.0mg)、及びアニソール(1.91mL)の混合溶液、ポリマーB(100mg)、開始剤5(3.0mg)、及びアニソール(1.91mL)の混合溶液、ポリマーB(100mg)、開始剤6(3.0mg)、及びアニソール(1.91mL)の混合溶液を用いて、電荷輸送性評価素子を作製した。
(比較例4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 三口丸底フラスコに、モノマー1(2.0mmol)、モノマー2(5.0mmol)、モノマー8(4.0mmol)、及びアニソール(20mL)を加え、さらに調製したPd触媒溶液(7.5mL)を加えた。混合物を30分撹拌した後、10%テトラエチルアンモニウム水酸化物水溶液(20mL)を加えた。すべての溶媒は30分以上、窒素バブルにより脱気した後、使用した。この混合物を2時間加熱・還流した。ここまでの全ての操作は窒素気流下で行った。
 反応終了後、有機層を水洗し、有機層をメタノール-水(9:1)に注いだ。生じた沈殿を吸引ろ過により回収し、メタノール-水(9:1)で洗浄した。得られた沈殿をトルエンに溶解し、メタノールから再沈殿した。得られた沈殿を吸引ろ過により回収し、トルエンに溶解し、金属吸着剤(ポリマー100mgに対して200mg)を加えて、一晩撹拌した。撹拌終了後、金属吸着剤と不溶物をろ過して取り除き、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。濃縮液をトルエンに溶解した後、メタノール-アセトン(8:3)から再沈殿した。生じた沈殿を吸引ろ過により回収し、メタノール-アセトン(8:3)で洗浄した。得られた沈殿を真空乾燥し、ポリマー4を得た。得られたポリマー4の重量平均分子量は31,000であった。
 実施例4と同様に、ポリマー4(100mg)、開始剤5(3.0mg)、及びアニソール(1.91mL)の混合溶液、ポリマー4(100mg)、開始剤6(3.0mg)、及びアニソール(1.91mL)の混合溶液を用いて、電荷輸送性評価素子を作製した。
(電荷輸送性の評価)
 これら電荷輸送性評価素子に、ITOを陽極、Alを陰極として電圧を印加し、電圧印加時の電流変化を測定した。表2に10mA/cm通電に必要な電圧を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
 表2から明らかなように、実施例4の電荷輸送性評価素子は、比較例4の電荷輸送性評価素子に比べ、電荷輸送性が高く、低い電圧で同等の電流を流すことができた。また、アニオンとしてホウ酸イオン類を有する開始剤を用いた場合に、電荷輸送性評価素子は特に高い電荷輸送性を示した。
(実施例5)
 実施例4と同様に、ポリマーA(100mg)、開始剤1(3.0mg)、及びアニソール(1.91mL)の混合溶液を用いて、電荷輸送性評価素子を作製した。
(比較例5)
 実施例4と同様に、ポリマー4(100mg)、開始剤1(3.0mg)、及びアニソール(1.91mL)の混合溶液を用いて、電荷輸送性評価素子を作製した。
(電荷輸送性の評価)
 これら電荷輸送性評価素子に、ITOを陽極、Alを陰極として電圧を印加し、電圧印加時の電流変化を測定した。結果を図1に示す。実施例5の電荷輸送性評価素子では、比較例5の電荷輸送性評価素子と比べ、1V以下の低電圧領域で1000倍以上の電流が流れていた。本発明の実施形態である有機層は、素子の駆動電圧の低減に有用である。
<有機EL素子の作製>
(実施例6:有機EL信頼性)
 上記で得たポリマーA(10mg)、開始剤1(0.5mg)、及びトルエン(1000μL)を混合した塗布溶液を調製した。ITOを1.6mm幅にパターニングしたガラス基板上に、この塗布溶液を、3000min-1でスピンコートし、薄膜を形成した。薄膜をホットプレート上で180℃、10分間加熱して硬化させ、正孔注入層(30nm)を形成した。ここまでは、大気下で行った。
 得られたガラス基板を真空蒸着機中に移し、上記正孔注入層上にαNPD(50nm)、(CBP+Ir(ppy)(100:6、30nm)、BAlq(10nm)、Alq(30nm)、LiF(膜厚0.8nm)、Al(膜厚150nm)の順に蒸着した。
 電極形成後、大気開放することなく、乾燥窒素環境中にガラス基板を移動した。厚さ0.7mmの無アルカリガラスに深さ0.4mmのザグリを入れた封止ガラスとガラス基板を、光硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることにより封止を行い、多層構造の有機EL素子を作製した。以後の実験は大気中、室温(25℃)で行った。
 この有機EL素子に、ITOを陽極、Alを陰極として電圧を印加したところ、4.3Vで緑色発光が観測された。輝度1000cd/mにおける電流効率は21cd/Aであった。
 また、寿命特性として、定電流を印加しながらトプコン社製BM-7で輝度を測定し、輝度が初期輝度(3000cd/m)から半減する時間を測定したところ、400時間以上であった。結果を図2に示す。
(比較例6:有機EL信頼性)
 ITOを1.6mm幅にパターンニングしたガラス基板上に、PEDOT:PSS分散液(シュタルク・ヴィテック社製、AI4083 LVW142)を1500min-1でスピンコートし、ホットプレート上で空気中200℃、10分加熱して乾燥させ、正孔注入層(40nm)を形成した。その後、実施例6と同様の方法で多層構造の有機EL素子を作製した。
 実施例6と同様に評価を行ったところ、4.5Vで緑色発光が観測され、輝度1000cd/mにおける電流効率は20cd/Aであった。輝度が初期輝度(3000cd/m)から半減する時間は、37時間であった。
 以上に実施例を用いて本発明の実施形態の効果を示した。実施例の組成物以外にも、上記で説明したポリマー又はオリゴマー(A)及び開始剤(B)を含む組成物によって、同様に優れた効果を得ることができる。すなわち、本発明の実施形態である組成物は、容易に調製でき、溶解度が十分に変化するものであるため、これを用いることにより有機層を容易に多層化することができる。また、特に、保存安定性に優れた開始剤(B)を使用した組成物は、長時間保存した場合であっても溶解度が十分に変化するため、作業性に優れている。
 スチリル基、オキセタン基などの重合性置換基は、電荷輸送、電荷再結合、発光などの機能を担わない置換基であり、そのような重合性置換基を導入したポリマー又はオリゴマーを含む組成物を用いて形成した有機層においては、相対的に電荷輸送、電荷再結合、発光などの機能部位が希釈され、有機エレクトロニクス素子の特性が低下する可能性がある。本発明の実施形態である溶解度が変化する組成物を用いることにより、有機エレクトロニクス素子の駆動電圧を低減でき、発光効率、電力効率、又は寿命等を高めることができる。

Claims (20)

  1.  正孔輸送性を有する繰り返し単位を有し、かつ、置換基を有していてもよいチエニル基を有するポリマー又はオリゴマー(A)、及び開始剤(B)を含有し、熱、光、又は熱と光の両方を加えることにより溶解度が変化する組成物。
  2.  正孔輸送性を有する繰り返し単位が、芳香族アミン構造を含む繰り返し単位及びカルバゾール構造を含む繰り返し単位からなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位を含む請求項1記載の組成物。
  3.  ポリマー又はオリゴマー(A)が、下記の式(Ia)で表される構造及び式(Ib)で表される構造からなる群から選択される少なくとも1種の構造を有する請求項1又は2記載の組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(Ia)及び(Ib)中のR~Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R~Rの少なくとも1つは水素原子である。)
  4.  チエニル基を、ポリマー又はオリゴマー(A)の末端に有する請求項1~3いずれか記載の組成物。
  5.  ポリマー又はオリゴマー(A)が、分岐構造を有し、かつ、3つ以上の末端を有するポリマー又はオリゴマーであり、全ての末端中の3つ以上にチエニル基を有する請求項1~4いずれか記載の組成物。
  6.  ポリマー又はオリゴマー(A)が、下記の式(IIa)で表される構造、式(IIb)で表される構造、式(IIIa)で表される構造、及び式(IIIb)で表される構造からなる群から選択される少なくとも1種の構造を有する請求項1~5いずれか記載の組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(IIa)及び(IIb)中のR~Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R~Rの少なくとも1つは水素原子であり、Arは、アレーンジイル基又はヘテロアレーンジイル基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(IIIa)及び(IIIb)中のR~Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R~Rの少なくとも1つは水素原子であり、Arは、アレーントリイル基又はヘテロアレーントリイル基を表す。)
  7.  開始剤(B)が、酸化剤である請求項1~6いずれか記載の組成物。
  8.  開始剤(B)が、オニウム塩である請求項1~7いずれか記載の組成物。
  9.  ポリマー又はオリゴマー(A)の重量平均分子量が、1,000~1000,000である請求項1~8いずれか記載の組成物。
  10.  溶媒(C)をさらに含有する請求項1~9いずれか記載の組成物。
  11.  請求項1~10いずれか記載の組成物を含有する正孔輸送材料組成物。
  12.  請求項1~10いずれか記載の組成物を含有するインク組成物。
  13.  請求項1~10いずれか記載の組成物、請求項11記載の正孔輸送材料組成物、又は、請求項12記載のインク組成物を、塗布することにより形成した有機層(I)。
  14.  請求項13記載の有機層(I)の溶解度を変化させる方法であって、前記有機層(I)に熱、光、又は熱と光の両方を加える工程を有する方法。
  15.  請求項13記載の有機層(I)とは異なる溶解度を有する有機層(II)であって、前記有機層(I)に熱、光、又は熱と光の両方を加えることにより得た有機層(II)。
  16.  少なくとも2つの電極、及び、前記電極の間に位置する請求項15記載の有機層(II)を有する有機エレクトロニクス素子。
  17.  陽極、請求項15記載の有機層(II)、発光層、及び陰極を有する有機エレクトロルミネセンス素子。
  18.  請求項17記載の有機エレクトロルミネセンス素子を用いた表示素子。
  19.  請求項17記載の有機エレクトロルミネセンス素子を用いた照明装置。
  20.  陽極、請求項15記載の有機層(II)、光電変換層、及び陰極を有する有機光電変換素子。
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