首页> 中国专利> 有机电子材料及含有该有机电子材料的油墨组合物、以及使用它们形成的有机薄膜、有机电子元件、有机电致发光元件、照明装置及显示装置

有机电子材料及含有该有机电子材料的油墨组合物、以及使用它们形成的有机薄膜、有机电子元件、有机电致发光元件、照明装置及显示装置

摘要

本发明提供能够容易地多层化、并且在如树脂那样的不能在高温下进行处理的基板中也能够使用的有机电子材料及含有该有机电子材料的油墨组合物、使用该有机电子材料或者该油墨组合物形成的有机薄膜、使用了该有机薄膜的具有比以往更优良的发光效率、发光寿命的有机电子元件、有机EL元件。本发明提供:一种有机电子材料,其特征在于,其含有聚合物或低聚物,所述聚合物或低聚物具有在3个方向以上分支的结构,并且具有至少一个聚合性取代基;含有该有机电子材料的油墨组合物;使用所述有机电子材料制作而成的有机薄膜。本发明还提供含有该有机薄膜的有机电子元件、有机电致发光元件。

著录项

  • 公开/公告号CN102449799A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2012-05-09

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 日立化成工业株式会社;

    申请/专利号CN201080024331.9

  • 发明设计人 舟生重昭;石塚健一;星阳介;

    申请日2010-05-28

  • 分类号H01L51/50(20060101);C08G65/18(20060101);

  • 代理机构72002 永新专利商标代理有限公司;

  • 代理人张楠;陈建全

  • 地址 日本东京

  • 入库时间 2023-12-18 05:12:52

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-05-12

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):H01L51/50 专利号:ZL2010800243319 变更事项:专利权人 变更前:日立化成株式会社 变更后:株式会社力森诺科 变更事项:地址 变更前:日本东京 变更后:日本东京

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2016-12-14

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):H01L51/50 变更前: 变更后: 申请日:20100528

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2016-09-28

    授权

    授权

  • 2012-06-27

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01L51/50 申请日:20100528

    实质审查的生效

  • 2012-05-09

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及有机电子材料及含有该有机电子材料的油墨组合物、以及 使用了该有机电子材料、油墨组合物的有机薄膜、有机电子元件、有机电 致发光元件(以下有时也称为有机EL元件)、照明装置及显示装置。

背景技术

有机电子元件是使用有机物进行电气性动作的元件,期待其可以发挥 节能、廉价格、柔软性这样的特长,作为代替以往的以硅为主体的无机半 导体的技术而受到关注。

作为有机电子元件的一个例子,可以列举出有机EL元件、有机晶体 管、有机太阳能电池等。

在有机电子元件中,有机EL元件例如作为白炽灯、充气灯的替代品 而在大面积固态光源用途中受到关注。另外,其作为替代平板显示器(FPD) 领域中的液晶显示器(LCD)的最有力的自发光显示器也受到关注,并且 正在进行产品化。

有机EL元件从使用的材料及制膜方法出发,可以大致分为低分子型 有机EL元件、高分子型有机EL元件这两类。对于高分子型有机EL元件, 有机材料由高分子材料构成,与需要在真空体系中成膜的低分子型有机EL 元件相比,由于可以进行印刷或喷墨等简易成膜,因此其是今后的大画面 有机EL显示器中不可或缺的元件。

至今为止,对低分子型有机EL元件、高分子型有机EL元件都进行了 倾力研究,但发光效率发低、元件寿命短依然是大问题。作为解决该问题 的一个方法,对于低分子型有机EL元件,正在进行多层化。

在图1中表示多层化而成的有机EL元件的一个例子。在图1中,将 承担发光的层记为发光层1,在具有除此以外的层时,将与阳极2连接的 层记为空穴注入层3,将与阴极4连接的层记为电子注入层5。进而,在发 光层1与空穴注入层3之间存在不同的层时,记为空穴输送层6,进而, 在在发光层1与电子注入层5之间存在不同的层时,记为电子输送层7。 此外,在图1中,8为基板。

低分子型有机EL元件主要通过蒸镀法进行制膜,因此通过一边依次 改变使用的化合物一边进行蒸镀,由此能够容易地实现多层化。另一方面, 高分子型有机EL元件使用印刷或喷墨这样的湿式工艺进行制膜,因此产 生在涂布上层时下层溶解这样的问题。

因此,高分子型有机EL元件的多层化比低分子型有机EL元件更困难, 不能够得到发光效率的提高、寿命的改善的效果。

为了应对该问题,至今为止提出了几种方法。一种方法为利用溶解度 的差的方法。例如通过由水溶性的聚噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS) 形成的空穴注入层、使用甲苯等芳香族系有机溶剂进行制膜而得到的发光 层这样的2层结构形成的元件。此时,PEDOT:PSS层由于未溶解于甲苯 等芳香族溶剂中,因此可以制作2层结构。

但是,如果使用水溶性的PEDOT:PSS,则需要去除在薄膜中残存的 水分,但这是困难的,其成为使有机电子元件的特性劣化的原因。另外, 为了去除水分,需要高温、长时间的干燥,在树脂基材上的有机电子元件 的制作困难、或者对减压条件等工艺产生较大的限制。

另外,作为使用了有机溶剂的例子,公开了选择对预先形成的下层没 有影响的溶剂的方法(参照专利文献1)。

但是,在这样方法中能够使用的溶剂限于不溶解下层的溶剂,因此存 在材料的选择范围变窄的问题。另外,在形成上层时,产生某种程度的下 层的侵食。

另外,在非专利文献1中,提出了利用了溶解度大为不同的化合物的 3层结构的元件。

进而,在专利文献2中,公开了在PEDOT:PSS上导入被称为夹层 (interlayer)的层的3层结构的元件。

进而,在非专利文献2~4、专利文献3中,为了克服这样的问题,公 开了如下方法:利用硅氧烷化合物或氧杂环丁烷基、乙烯基等的聚合反应 而使化合物的溶解度发生变化,使薄膜相对于溶剂不溶化。

这样实现多层化的方法是重要的,但如果使用水溶性的PEDOT:PSS, 则存在由在薄膜中残存的水分引起的上述的问题,或者为了利用溶解度差 而使能够使用的材料受到限制、存在硅氧烷化合物相对于空气中的水分不 稳定或元件特性不充分这样的问题点。

另外,在利用聚合反应时,需要添加产生酸或碱、自由基等的合适的 聚合引发剂,并通过光或热等刺激来引发聚合反应。

作为引发聚合反应的契机,一般使用加热或者并用光照射和加热的方 法,为了充分地引发聚合反应,需要在120℃以上的温度下进行加热(非 专利文献4、非专利文献5)。

在这里,为了降低有机EL元件的制造成本、制作柔性的有机EL元件, 需要使用价格便宜且具有柔软性的树脂基板,但这样的基板由于高温而软 化、分解或者变质,因此存在不能利用引发上述聚合反应的方法的问题点。

进而,作为制作多层化结构的其他方法,提出了使用交联反应的方法。 在专利文献4中,公开了将含有三苯胺的醚聚醚酮通过紫外线照射进行交 联而不溶化的方法。在该方法中,为了充分地进行不溶化,需要长时间的 紫外线照射,因而存在产生三苯胺等的分解等问题。

另外,在专利文献5、专利文献6、非专利文献6、非专利文献7中, 公开了通过氧杂环丁烷基的交联而产生的多层化。在这些方法中,由于使 用光引发剂,担心由于光而产生的劣化。另外,存在不能进行低温下的充 分的不溶化、需要进行低温固化的树脂基板的使用受到限制等问题或在形 成上层时上层和下层相互混合而导致有机EL特性降低等问题。进而,在 这里使用的光引发剂为一般的碘鎓盐或锍盐,担心对EL特性的影响。

另一方面,为了降低作为有机EL元件的问题的驱动电压,研究了将 具有与上述光引发剂相同的结构的碘鎓盐或锍盐用于空穴输送层或发光 层。

在专利文献7中,公开了离子化合物,但该离子化合物具有与上述的 光引发剂相同的结构,担心对有机EL元件特性的影响等。另外,没有记 载交联或层叠等。

在专利文献8中,公开了含有高分子发光体和离子对的高分子发光体 组合物。据此,尽管记载了通过具有特定结构的离子对,能够得到寿命更 长的发光元件,但没有关于电荷的注入、输送的记载。另外,也没有交联 或层叠等的记载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2003-07763号公报

专利文献2:日本特开2007-119763号公报

专利文献3:国际公开第2008/010487号

专利文献4:日本专利第3643433号公报

专利文献5:日本特开2004-199935号公报

专利文献6:日本特表2007-514298号公报

专利文献7:国际公开第05/08924号小册子

专利文献8:日本特开2005-179634号公报

非专利文献

非专利文献1:Y.Goto,T.Hayashida,M.Noto,IDW‘04 Proceedings of  The 11th International Display Workshop,1343-1346(2004)

非专利文献2:H.Yan,P.Lee,N.R.Armstrong,A.Graham,G.A. Evemenko,P.Dutta,T.J.Marks,J.Am.Chem.Soc.,127,3172-4183(2005)

非专利文献3:E.Bacher,M.Bayerl,P.Rudati,N.Reckfuss,C.David,K. Meerholz,O.Nuyken,Macromolecules,38,1640(2005)

非专利文献4:M.S.Liu,Y.H.Niu,J.W.Ka,H.L.Yip,F.Huang,J.Luo, T.D.Wong,A.K.Y.Jen,Macromolecules,41,9570(2008)

非专利文献5:B.Ma,F.Lauterwasser,L.Deng,C.S.Zonte,B.J.Kim,J. M.J.Frchet,C.Borek,M.E.Thompson,Chem.Mater.,19(19),4827(2007)

非专利文献6:Macromol.Rapid Commun.20,224-228(1999)

非专利文献7:Nature,421(2003)829-833

发明内容

发明所要解决的问题

为了有机EL元件的高效率化、长寿命化,希望将有机层多层化,并 将各层的功能分离,但在通过涂布法制造有机EL元件时,为了使用即使 大面积也容易制膜的湿式工艺来将有机层多层化,需要下层在上层制膜时 不溶解。另外,在柔性基板上使用聚合反应来形成不溶于溶剂的膜时,存 在不能使用较高温度下的加热的问题。

本发明鉴于上述问题,其目的在于,提供能够容易地多层化、并且在 如树脂那样的不能在高温下进行处理的基板中也能够使用的有机电子材料 及含有该有机电子材料的油墨组合物。进而,本发明的目的还在于,提供 使用该有机电子材料或者该油墨组合物形成的有机薄膜、使用了该有机薄 膜的具有比以往更优良的发光效率、发光寿命的有机电子元件、有机EL 元件、照明装置及包括它们的显示装置。

另外,本发明鉴于上述问题,其目的在于,提供能够制作可以使驱动 电压降低或可以稳定地长时间驱动的有机电子元件的有机电子材料。进而, 本发明的目的还在于,提供能够通过涂布法进行低温固化的有机电子材料、 使用了该有机电子材料的多层化有机电子元件。进而,本发明的目的还在 于,提供有机电致发光元件、显示元件及照明装置。

用于解决问题的方法

本发明者们经过锐意的研究,结果发现:含有具有在3个方向以上分 支的结构、并且具有至少一个以上的聚合性取代基的聚合物或低聚物的有 机电子材料及含有该有机电子材料的油墨组合物能够稳定且容易地形成薄 膜,而且通过聚合反应使溶解度变化;还发现:在将使用该有机电子材料 或该油墨组合物形成的有机薄膜用于有机电子元件、特别是有机EL元件、 照明装置及包括它们的显示装置中时,能够使驱动电压降低、使发光效率 提高,从而完成了本发明。

另外,本发明者们经过锐意的研究,结果发现:通过并非含有在一般 的光引发剂中所使用的碘鎓或锍,而是含有具有特定的抗衡阳离子的离子 化合物和电荷输送化合物,能够使驱动电压的降低或稳定地长时间驱动成 为可能,从而完成了本发明。

即,本发明以下述事项为特征。

(1)一种有机电子材料,其特征在于,其含有聚合物或低聚物,所述 聚合物或低聚物具有在3个方向以上分支的结构,并且具有至少一个聚合 性取代基。

(2)如上述(1)记载的有机电子材料,其特征在于,所述聚合物或 低聚物含有下述通式(1)~(10)的结构中的至少任一种作为成为形成分 支结构的起点的单元。

(式中,Ar各自独立地表示2价连接基团、其表示碳原子数为2~30 个的亚芳基、或者亚杂芳基。W表示3价连接基团,其是从所述亚芳基或 者亚杂芳基中进一步除去一个氢原子而得到的原子团、且可以具有取代基。 Y各自独立地表示2价连接基团。Z表示碳原子、硅原子、磷原子中的任 一个。)

(3)如上述(2)所记载的有机电子材料,其特征在于,所述通式(4) 或(7)中的Y为下述化学式表示的2价连接基团。

(式中,R各自独立地表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数为1~ 22个的直链、环状或支链烷基、或者可以具有取代基的碳原子数为2~30 个的芳基或者杂芳基。)

(4)如上述(1)~(3)中任一项所记载的有机电子材料,其特征在 于,所述聚合物或低聚物含有至少一个电荷输送基。

(5)如上述(1)~(4)中任一项所记载的有机电子材料,其特征在 于,所述聚合物或低聚物含有至少一个聚合性取代基。

(6)如上述(5)所记载的有机电子材料,其特征在于,所述聚合性 取代基导入至所述聚合物或低聚物的末端。

(7)如上述(5)或者(6)所记载的有机电子材料,其特征在于,相 对于1分子的所述聚合物或低聚物导入有3个以上的聚合性取代基。

(8)如上述(5)~(7)中任一项所记载的有机电子材料,其特征在 于,所述聚合性取代基为氧杂环丁烷基、环氧基、乙烯基、丙烯酸酯基及 甲基丙烯酸酯基中的任一个。

(9)如上述(1)~(8)中任一项所记载的有机电子材料,其特征在 于,所述聚合物或低聚物具有下述通式表示的部分结构。

(式中,A1、A2各自独立地表示3价连接基团,A3、A4各自独立地表 示4价连接基团,L1~L10各自独立地表示2价连接基团,Xm表示2价连 接基团,n表示1以上的整数,m表示1或者1至n的整数。)

(10)如上述(1)~(9)中任一项所记载的有机电子材料,其特征 在于,所述聚合物或低聚物的数均分子量为1,000以上且1,000,000以下。

(11)如上述(1)~(10)中任一项所记载的有机电子材料,其特征 在于,所述聚合物或低聚物的多分散度大于1.0。

(12)如上述(1)~(11)中任一项所记载的有机电子材料,其特征 在于,进一步含有掺杂剂。

(13)如上述(1)~(12)中任一项所记载的有机电子材料,其特征 在于,进一步含有聚合引发剂。

(14)如上述(13)所记载的有机电子材料,其中,所述聚合引发剂 为热聚合引发剂。

(15)如上述(13)所记载的有机电子材料,其特征在于,所述聚合 引发剂为离子性化合物。

(16)如上述(14)或者(15)所记载的有机电子材料,其特征在于, 所述聚合引发剂还作为掺杂剂而发挥功能。

(17)一种油墨组合物,其含有上述(1)~(16)中任一项所记载的 有机电子材料。

(18)一种有机薄膜,其是使用上述(1)~(16)中任一项所记载的 有机电子材料或者上述(17)所记载的油墨组合物制作而成的。

(19)一种有机电子元件,其含有上述(18)所记载的有机薄膜。

(20)一种有机电致发光元件,其含有上述(18)所记载的有机薄膜。

(21)一种有机电致发光元件,其是至少层叠基板、阳极、空穴注入 层、发光层及阴极而成的有机电致发光元件,其中,所述空穴注入层是由 上述(18)所记载的有机薄膜形成的层。

(22)一种有机电致发光元件,其是至少层叠基板、阳极、空穴输送 层、发光层及阴极而成的有机电致发光元件,其中,所述空穴输送层是由 上述(18)所记载的有机薄膜形成的层。

(23)一种有机电致发光元件,其是至少层叠基板、阳极、发光层及 阴极而成的有机电致发光元件,其中,所述发光层是由上述(18)所记载 的有机薄膜形成的层。

(24)如上述(20)~(23)中任一项所记载的有机电致发光元件, 其特征在于,发光色为白色。

(25)如上述(20)~(24)中任一项所记载的有机电致发光元件, 其特征在于,基板为柔性基板。

(26)如上述(20)~(25)中任一项所记载的有机电致发光元件, 其特征在于,基板为树脂膜。

(27)一种显示元件,其具备上述(20)~(26)中任一项所记载的 有机电致发光元件。

(28)一种照明装置,其具备上述(20)~(26)中任一项所记载的 有机电致发光元件。

(29)一种显示装置,其具备上述(28)所记载的照明装置以及作为 显示机构的液晶元件。

(30)一种有机电子材料,其特征在于,其是至少含有离子化合物以 及具有电荷输送性单元的化合物(以下称为电荷输送性化合物)的有机电 子材料,其中,所述离子化合物由抗衡阳离子和抗衡阴离子构成,所述抗 衡阳离子为H+、碳阳离子、氮阳离子、氧阳离子、具有过渡金属的阳离子 中的任1种或者2种以上。

(31)如上述(30)所记载的有机电子材料,其特征在于,所述碳阳 离子为叔碳阳离子。

(32)如上述(30)或者(31)所记载的有机电子材料,其特征在于, 所述氮阳离子为叔氮阳离子或者季氮阳离子。

(33)如上述(30)~(32)中任一项所记载的有机电子材料,其特 征在于,所述抗衡阴离子为氟磷酸离子类、氟化烷基氟磷酸离子类、硼酸 离子类、氟锑酸离子类中的任1种或者2种以上。

(34)如上述(30)~(33)中任一项所记载的有机电子材料,其特 征在于,所述电荷输送性化合物具有选自三芳基胺、咔唑、噻吩中的至少 一个结构。

(35)如上述(30)~(33)中任一项所记载的有机电子材料,其特 征在于,所述电荷输送性化合物为含有下述通式(1a)~(7a)表示的具 有空穴输送性的重复单元的聚合物或低聚物。

(式中,Ar1~Ar20各自独立地表示碳原子数为2~30个的芳基或者杂 芳基、或者取代或非取代的亚芳基、亚杂芳基。在这里,芳基表示从芳香 族烃中除去一个氢原子而得到的原子团,杂芳基表示从具有杂原子的芳香 族化合物中除去一个氢原子而得到的原子团。R各自独立地表示-R1、-OR2、 -SR3、-OCOR4、-COOR5、-SiR6R7R8或者通式(2a)~(4a)(其中,R1~ R8表示氢原子、碳原子数为1~22个的直链、环状或支链烷基、或者碳原 子数为2~30个的芳基或者杂芳基。)。在这里,亚芳基是指从芳香族烃中 除去两个氢原子而得到的原子团,亚杂芳基是指从具有杂原子的芳香族化 合物中除去两个氢原子而得到的原子团。X表示从上述R中的具有一个以 上氢原子的基团中进一步除去一个氢原子而得到的基团。)

(36)如上述(30)~(35)中任一项所记载的有机电子材料,其特 征在于,电荷输送性化合物进一步具有1个以上的能够聚合的取代基。

(37)如上述(36)所记载的有机电子材料,其特征在于,所述能够 聚合的取代基为氧杂环丁烷基、环氧基及乙烯醚基中的任一个。

(38)如上述(30)~(37)中任一项所记载的有机电子材料,其特 征在于,进一步含有溶剂。

(39)如上述(30)~(38)中任一项所记载的有机电子材料,其特 征在于,所述离子化合物为电子接受性化合物,所述电荷输送性化合物能 够被所述离子化合物单电子氧化。

(40)一种有机电子元件,其特征在于,其具有将上述(30)~(39) 中任一项所记载的有机电子材料涂布在基板上、并进行成膜而得到的层。

(41)如上述(40)所记载的有机电子元件,其特征在于,使成膜得 到的层不溶化。

(42)如上述(41)所记载的有机电子元件,其特征在于,在不溶化 的层上进一步成膜其他的层,从而进行多层化。

(43)如上述(40)~(42)中任一项所记载的有机电子元件,其特 征在于,基板为树脂膜。

(44)一种有机电致发光元件,其特征在于,其具有通过上述(30)~ (39)中任一项所记载的有机电子材料形成的层。

(45)一种有机电致发光元件,其是至少层叠基板、阳极、空穴注入 层、聚合层、发光层及阴极而成的有机电致发光元件,其中,所述聚合层 是由上述(30)~(39)中任一项所记载的有机电子材料形成的层。

(46)一种有机电致发光元件,其是至少层叠基板、阳极、聚合层、 空穴输送层、发光层及阴极而成的有机电致发光元件,其中,所述聚合层 是由上述(30)~(39)中任一项所记载的有机电子材料形成的层。

(47)如上述(40)~(46)中任一项所记载的有机电致发光元件, 其特征在于,发光色为白色。

(48)如上述(45)~(47)中任一项所记载的有机电致发光元件, 其特征在于,基板为柔性基板。

(49)如上述(45)~(47)中任一项所记载的有机电致发光元件, 其特征在于,基板为树脂膜。

(50)一种显示元件,其具备上述(44)~(49)中任一项所记载的 有机电致发光元件。

(51)一种照明装置,其具备上述(44)~(49)中任一项所记载的 有机电致发光元件。

(52)一种显示装置,其具备上述(51)所记载的照明装置以及作为 显示机构的液晶元件。

(53)如上述(1)~(16)中任一项所记载的有机电子材料,其含有 离子化合物,所述离子化合物由抗衡阳离子和抗衡阴离子构成,且所述抗 衡阳离子是H+、碳阳离子、氮阳离子、氧阳离子、具有过渡金属的阳离子 中的任1种或者2种以上。

本申请基于本申请人在先提出的日本专利申请2009-131931(申请日 2009年6月1日)并主张其优先权,为了参照该说明书,这里引用其内容。

发明的效果

根据本发明,能够提供下述的有机电子材料及含有该有机电子材料的 油墨组合物,由于该有机电子材料能够稳定且容易地形成薄膜、并通过聚 合反应使溶解度变化,因此能够容易地进行有机薄膜层的多层化,而且由 于在低温下可获得充分的溶解度的变化,因此在如树脂基板这样的柔性基 板中也能够使用。进而,根据本发明,还能够提供使用该有机电子材料或 者该油墨组合物形成的有机薄膜、使用了该有机薄膜的具有比以往更优良 的发光效率、发光寿命的有机电子元件、有机EL元件、照明装置及包括 它们的显示装置。

另外,根据本发明,能够提供下述的有机电子材料、使用了该有机电 子材料的多层化有机电子元件、有机电致发光元件、显示元件及照明装置, 所述有机电子材料能够制作可以使驱动电压降低或可以稳定地长时间驱动 的有机电子元件、并通过涂布法能够进行低温固化。通过含有离子化合物 和电荷输送化合物,能够提供可以使驱动电压降低或可以稳定地长时间驱 动的有机电子元件、特别是有机EL元件。

附图说明

图1是表示多层化而成的有机EL元件的一个例子的模式图。

具体实施方式

对于本发明的有机电子材料,根据第1方式,其特征在于,其含有聚 合物或低聚物,所述聚合物或低聚物具有在3个方向以上分支的结构,并 且具有至少一个聚合性取代基。

本发明中的“在3个方向以上分支的结构”是指,聚合物或低聚物的 主链并非直线状,而是在任意的位置上被分支的结构,以下,对其详细内 容进行叙述。

[在3个方向以上分支的结构]

对于本发明所涉及的聚合物或低聚物,从降低用于进行充分的聚合反 应的温度的观点出发,其具有在3个方向以上分支的结构。另外,该分支 的结构能够提高聚合物或低聚物的玻璃化转变温度,其有助于对聚合物或 低聚物的耐热性的提高。

该分支的结构是指在1分子的聚合物或低聚物中的各种链中,在将聚 合度最大的链作为主链时,连接有与主链的聚合度相同或者比主链的聚合 度小的侧链。在本发明中,聚合度表示相对于每1分子的聚合物或低聚物 含有多少合成聚合物或低聚物时所使用的单体单元。在本发明中,侧链是 与聚合物或低聚物的主链不同的链,其具有至少一个以上的聚合单元,除 此以外不看作为侧链,而看作为取代基。

作为形成分支的结构的方法,可以使用在1分子中具有3个以上能够 聚合的部位的单体来形成聚合物或低聚物,也可以在形成直线状的聚合物 或低聚物后,使它们彼此聚合而形成,没有特别限定。

具体而言,作为形成成为所述聚合物或低聚物中的分支结构的起点的 单元,优选含有下述通式(1)~(10)的结构中的任1种。

(式中,Ar各自独立地表示2价连接基团、其表示碳原子数为2~30 个的亚芳基、或者亚杂芳基。亚芳基是从芳香族烃中除去两个氢原子而得 到的原子团、且可以具有取代基,例如可以列举出亚苯基、联苯二基、三 联苯二基、萘二基、蒽二基、并四苯二基、芴二基、菲二基等。杂芳基是 从具有杂原子的芳香族化合物中除去两个氢原子而得到的原子团、且可以 具有取代基,例如可以列举出吡啶二基、吡嗪二基、喹啉二基、异喹啉二 基、吖啶二基、菲咯啉二基、呋喃二基、吡咯二基、噻吩二基、噁唑二基、 噁二唑二基、噻二唑二基、三唑二基、苯并噁唑二基、苯并噁二唑二基、 苯并噻二唑二基、苯并三唑二基、苯并噻吩二基等。W表示3价连接基团, 其是从所述亚芳基或者亚杂芳基中进一步除去一个氢原子而得到的原子 团、且可以具有取代基。Y各自独立地表示2价连接基团。Z表示碳原子、 硅原子、磷原子中的任一个。)

作为所述通式(1)、(7)中的Y,优选为下述化学式表示的2价连 接基团。

(式中,R各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~22个的直链、环 状或支链烷基、或者碳原子数为2~30个的芳基或者杂芳基。在这里,芳 基是从芳香族烃中除去一个氢原子而得到原子团、且可以具有取代基,杂 芳基是从具有杂原子的芳香族化合物中除去一个氢原子而得到的原子团、 且可以具有取代基。)

[电荷输送基]

另外,为了使本发明中的聚合物或低聚物表现出空穴或者电子的输送 能力,优选含有至少一个“电荷输送基”。在这里,上述“电荷输送基” 是指,使聚合物或低聚物具有输送空穴或者电子的功能的取代基,以下, 对其进行详细叙述。

上述电荷输送基只要具有输送空穴或者电子的能力即可,没有特别的 限定,但优选具有芳香环的胺或咔唑、噻吩、芴、亚苯基、亚联苯基、亚 三联苯基(terphenylene)、萘、蒽、并四苯、菲、吡啶、吡嗪、喹啉、异 喹啉、吖啶、呋喃、吡咯、噁唑、噁二唑、噻二唑、三唑、苯并噁唑、苯 并噁二唑、苯并噻二唑、苯并三唑、苯并噻吩。特别是从输送空穴的观点 出发,优选含有芳香族胺、咔唑、噻吩、芴、亚苯基、吡咯部位的结构, 从输送电子的观点出发,优选含有芴、亚苯基、菲、吡啶、喹啉部位的结 构,例如优选具有下述通式表示的部分结构。

(在上述通式中,R各自独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数为1~ 22个的直链、环状或支链烷基、链烯基、炔基、烷氧基或者碳原子数为2~ 30个的芳基或者杂芳基。在这里,芳基是从芳香族烃中除去一个氢原子而 得到的原子团、且可以具有取代基,杂芳基是从具有杂原子的芳香族化合 物中除去一个氢原子而得到的原子团、且可以具有取代基。另外,邻接的 R之间可以键合而形成环。Ar各自独立地表示碳原子数为2~30个的亚芳 基、或者亚杂芳基。亚芳基是从芳香族烃中除去两个氢原子而得到的原子 团、且可以具有取代基,例如可以列举出亚苯基、联苯二基、三联苯二基、 萘二基、蒽二基、并四苯二基、芴二基、菲二基等。杂芳基是从具有杂原 子的芳香族化合物中除去两个氢原子而得到的原子团、且可以具有取代基, 例如可以列举出吡啶二基、吡嗪二基、喹啉二基、异喹啉二基、吖啶二基、 菲咯啉二基、呋喃二基、吡咯二基、噻吩二基、噁唑二基、噁二唑二基、 噻二唑二基、三唑二基、苯并噁唑二基、苯并噁二唑二基、苯并噻二唑二 基、苯并三唑二基、苯并噻吩二基等。)

[聚合性取代基]

另外,对于本发明中的聚合物或低聚物,从通过聚合反应进行固化而 使相对于溶剂的溶解度变化的观点出发,优选具有至少一个“聚合取代基”。 在这里,上述“聚合性取代基”是指能够通过引起聚合反应而在2分子以 上的分子之间形成键合的取代基,以下,对其进行详细叙述。

作为上述聚合性取代基,可以列举出具有碳-碳不饱和键的基团(例如 可以列举出乙烯基、乙炔基、丁烯基、丙烯基、丙烯酸酯基、丙烯酰胺基、 甲基丙烯酰基(methacryl)、甲基丙烯酸酯基、甲基丙烯酰胺基、芳烃基、 烯丙基、乙烯醚基、乙烯氨基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、噻咯(silole) 基等)、具有小元环的基团(例如环丙基、环丁基、环氧基、氧杂环丁烷 基、双烯酮基、环硫化物基等)、内酯基、内酰胺基、或者含有硅氧烷衍 生物的基团等。另外,除了上述基团以外,还可以利用能够形成酯键或酰 胺键的基团的组合等。例如,酯基与氨基、酯基与羟基等的组合。作为聚 合性取代基,特别优选氧杂环丁烷基、环氧基、乙烯基、丙烯酸酯基、甲 基丙烯酸酯基,从反应性、有机电子元件的特性的观点出发,更优选氧杂 环丁烷基、环氧基,例如可以列举出下述化学式表示的基团。从提高聚合 性取代基的自由度、使固化反应容易产生的观点出发,聚合物或低聚物的 主链和聚合性取代基更优选通过碳原子数为1~8的烷基链连接。另外,从 提高与ITO等亲水性电极的亲和性的观点出发,更优选所述烷基链为乙二 醇或二甘醇等亲水性基团。另外,从使对应的单体的调整变得容易的观点 出发,在所述烷基链的末端部即与聚合性取代基连接的连接部、与聚合物 或低聚物主链连接的连接部,可以具有醚键。

聚合性取代基可以导入在3个方向以上具有分支的聚合物或低聚物的 主链,也可以导入侧链,还可以导入主链和侧链这两者。另外,在仅导入 主链及/或侧链的末端时,相对于聚合性取代基的数量,电荷输送基的数量 变大,能够提高电荷输送性,在这方面是特别优选的。

另外,对于聚合性取代基,从制作即使在100℃左右的温度下也发生 充分的溶解度变化从而实现不溶化的膜的观点出发,优选相对于1分子的 聚合物或低聚物导入有3个以上的聚合性取代基。该聚合性取代基的数量 越多,越有助于低温固化,如果过多,则给空穴输送性带来不良影响,因 此优选考虑这个问题而导入聚合性取代基。

作为将聚合性取代基导入聚合物或低聚物的方法,可以在合成体系中 使具有聚合性取代基的单体共存而与形成主链的单体共聚,也可以在形成 聚合物或低聚物的主链后,再使其与具有聚合性取代基的单体反应而导入, 没有特别的限制。从能够容易地合成具有聚合性取代基的聚合物或低聚物 的观点出发,更优选在合成体系中使具有聚合性取代基的单体共存的方法。

另外,为了在聚合反应后得到充分的溶解度的变化,优选1分子的聚 合物或低聚物具有3个以上的聚合性取代基。关于1分子的聚合物或低聚 物中的聚合性取代基的数量,可以通过聚合物或低聚物的分子量、聚合物 或低聚物的1H NMR光谱中的来自于氧杂环丁烷基、环氧基、乙烯基、丙 烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基等的信号的积分值与全部积分值的比值来推测。 如果小于该值,则由于溶解度的变化不充分,因此可能向溶剂中再溶解而 难以层叠。

另外,本发明中的聚合物或低聚物与聚合物链或者低聚物链彼此络合, 从容易得到溶解度的变化、聚合物或低聚物的玻璃化转变温度升高而耐热 性提高的观点出发,优选含有下述通式表示的部分结构。

(式中,A1、A2各自独立地表示3价连接基团,A3、A4各自独立地表 示4价连接基团,L1~L10各自独立地表示2价连接基团,Xm表示2价连 接基团,n表示1以上的整数,m表示1或者1至n的整数。)

作为所述A1、A2表示的3价连接基团,优选为在已述的聚合物或低聚 物所含有的分支结构中例示的通式(1)、(2)、(5)(6),作为A3、 A4表示的4价连接基团,优选为在已述的聚合物或低聚物所含有的分支结 构中例示的通式(3)、(4)、(7)、(8)、(9)、(10)。

另外,作为所述L1~L10或者Xm表示的2价连接基团,优选在已述的 通式(4)或者(7)中的Y的说明中例示的2价的基团、或者在电子输送 性基的说明中例示的2价的基团。

[聚合物或低聚物的制造方法]

本发明中使用的聚合物或低聚物能够通过各种本领域技术人员公知的 合成法来制造。例如在通过使具有芳香族环的单体彼此偶联来制造聚合物 或低聚物时,可以使用ヤマモト(T.Yamamoto)等人的Bull.Chem.Soc.Jap., 51卷,7号,2091页(1978)以及ゼンバヤシ(M.Zembayashi)等人的 Tetrahedron.Lett.,47卷,4089页(1977)所记载的方法e、スズキ(A.Suzuki) 在Synthetic Communications,Vol.11,No.7,p.513(1981)中报道的方法、ブツ フバルト(S.L.Buchwald)或ハ一トウイツグ(J.F.Hartwig)等人的 Tetrahedron Lett.,21卷,3609页(1995)所记载的方法、ミギタ(T.Migita)、 コスギ(M.Kosugi)或ステイル(J.K.Stille)等人的Angew.Chem.Int.Ed. Engl.25号508页(1986)所记载的方法,但没有特别限定。スズキ等人的 反应是使芳香族硼酸(boronic acid)衍生物与芳香族卤化物之间发生Pd 催化交叉偶联反应(通常称为“铃木反应”),通过将其用于将对应的芳 香族环彼此键合的反应中,在能够容易地制造本发明中使用的聚合物或低 聚物的方面是优选的。

在铃木反应中,主要将Pd(0)或者Pd(II)化合物作为催化剂来使 用,但是近年来也有使用了Ni化合物的例子,可以利用其中任一种。在使 用Pd化合物时,也可以直接使用Pd(PPh3)4(四(三苯基膦)钯(0))、 Pd(dppf)Cl2([1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(II))、Pd(dppe)Cl2([1,2-双(二苯基膦基)乙烷]二氯化钯(II))等具有膦配体的Pd化合 物,或者将三(二亚苄基丙酮)二钯(0)、醋酸钯(II)等作为前体,通 过与膦配体在体系中混合,也能够产生出催化剂种。作为此时的膦配体, 可以利用P(t-Bu)3(三(叔丁基)膦)、三丁基膦、P(c-hex)3(三环己基膦) 等公知、市售的膦化合物。催化剂种的浓度可以相对于反应的单体在0.01~ 5mol%左右的任意范围内发生反应。作为反应溶剂,主要使用水和有机溶 剂的混合溶剂体系,作为有机溶剂,可以使用二甲氧基乙烷、甲苯、苯甲 醚、四氢呋喃、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺等。另外,作为碱,除了 使用Na2CO3、K2CO3等碱金属的碳酸盐或NaOH、KOH等碱金属的氢氧 化物、三乙基胺、K3PO4以外,还可以使用TMAH(四甲基氢氧化铵)、 TEAH(四乙基氢氧化铵)等水溶性有机碱。另外,还可以添加相转移催 化剂来促进反应,作为代表性的相转移催化剂,可以列举出TBAB(四丁 基溴化铵)或Aliquat(注册商标)336(Aldrich制,三辛基甲基氯化铵与 三辛酰基甲基氯化铵的混合物)。

将通过铃木反应制造本发明中使用的聚合物或低聚物时的例子表示在 以下的<1>~<3>中,但本发明中的聚合物或低聚物的合成法不限于此。

<1>成为形成在3个方向分支的结构的起点的单体(I)、能够与(I) 偶联的单体(II)、含有聚合性取代基的能够与(II)偶联的单体(III)之 间的偶联

<2>成为形成在3个方向分支的结构的起点的单体(IV)、能够与 (IV)偶联的单体(V)、能够与(V)偶联的单体(VI)、具有聚合性 取代基的能够与(V)偶联的单体(VII)之间的偶联

<3>成为形成在4个方向分支的结构的起点的单体(VIII)、能够与 (VIII)偶联的单体(IX)、具有聚合性取代基的能够与(IX)偶联的单 体之间的偶联

另外,作为本发明中的聚合物或低聚物的结构的例子,将通过上述<1 >~<3>的合成而得到的化合物的结构例示于以下的<4>~<6>中。此 外,下述化学式是说明性地表示的式子,并不是表示重复单元的数量的式 子。另外,虽然聚合性取代基可以被导入,但一部分的氢原子或者卤原子 也可以被键合。

<4>通过<1>的偶联反应而得到化合物的结构例

<5>通过<2>的偶联反应得到的化合物的结构例

<6>通过<3>的偶联反应而得到化合物的结构例

[分子量及聚合度]

另外,本发明中的聚合物或低聚物的数均分子量优选为1,000以上且 1,000,000以下,更优选为2,000以上且800,000以下。进一步优选为3,000 以上且600,000以下。如果分子量低于1,000,则有容易结晶化而使制膜稳 定性下降的倾向,如果超过1,000,000,则有相对于溶剂的溶解度下降而导 致涂布操作性劣化、变得难以制作油墨组合物的倾向。此外,聚合物或低 聚物的数均分子量是使用凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯换算来进行测定时的 数均分子量。

本发明中使用的聚合物或低聚物的聚合度优选为5以上且1,000以下, 更优选为10以上且500以下。如果n过小,则制膜稳定性下降,如果过大, 则有溶解度下降的倾向。

另外,本发明中的聚合物或低聚物的多分散度优选大于1.0,从抑制有 机电子元件的特性的不均匀的观点出发,优选为1.1以上且5.0以下,最优 选为1.2以上且3.0以下,但另一方面,从在不对分子量分布进行调整的情 况下容易地合成聚合物或低聚物的观点出发,优选为1.1以上且20.0以下, 最优选为1.2以上且15.0以下。如果多分散度过小,则有成膜之后容易凝 聚的倾向,如果过大,则有元件特性下降的倾向。此外,聚合物或低聚物 的多分散度是使用凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯换算来进行测定时的(重均 分子量/数均分子量)。

[聚合引发剂]

本发明的有机电子材料除了含有上述聚合物或低聚物以外,为了使聚 合性取代基聚合,优选进一步含有聚合引发剂。作为该聚合引发剂,只要 是通过施加热、光、微波、放射线、电子射线及并用这些而体现出使能够 聚合的取代基聚合的能力的物质就可以,没有特别的限定,但是优选为通 过放射线照射、光照射或者加热来引发聚合的物质,从能够容易地使聚合 引发的观点出发,优选为通过光照射使聚合引发的物质(以后记为光引发 剂)、通过加热使聚合引发的物质(以后记为热引发剂)。作为光引发剂, 只要是通过照射200nm至800nm的光而体现出使能够聚合的取代基进行 聚合的能力的物质即可,作为热引发剂,只要是通过300℃以下的加热而 体现出使能够聚合的取代基进行聚合的能力的物质即可,没有特别的限定, 但是,例如在能够聚合的取代基为氧杂环丁烷基时,从反应性的观点出发, 优选为由抗衡阳离子和抗衡阴离子构成的离子性化合物,以下对其进行详 细叙述。

[抗衡阳离子]

作为抗衡阳离子,可以列举出H+、碳鎓离子、铵离子、苯胺离子、吡 啶鎓离子、咪唑鎓离子、吡咯烷鎓离子、喹啉鎓离子、亚铵鎓(imonium) 离子、铵阳离子、氧鎓离子、吡喃鎓(日语原文为ピリリニウム)离子、 苯并吡喃鎓、呫吨鎓离子、碘鎓离子、硫鎓离子、磷鎓离子、卓鎓离子、 具有过渡金属的阳离子等,从反应性的观点出发,优选H+、碳鎓离子、苯 胺离子、铵阳离子、碘鎓离子、硫鎓离子、磷鎓离子、卓鎓离子。

[抗衡阴离子]

作为抗衡阴离子,只要是以往公知的阴离子,则可以是任意的阴离子, 例如可以列举出F-、Cl-、Br-、I-等卤离子;OH-;ClO4-;FSO3-、ClSO3-、 CH3SO3-、C6H5SO3-、CF3SO3-等磺酸离子类;HSO4-、SO42-等硫酸离子类; HCO3-、CO32-等碳酸离子类;H2PO4-、HPO42-、PO43-等磷酸离子类;PF6-、 PF5OH-等氟磷酸离子类;[(CF3CF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、 [((CF3)2CF)3PF3]-、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-及 [((CF3)2CFCF2)2PF4]-等氟化烷基氟磷酸离子类;(CF3SO2)3C-、(CF3SO2)2N-等氟链烷磺酰甲基化物、亚胺离子类;BF4-、B(C6F5)4-、B(C6H4CF3)4-等硼 酸离子类;SbF6-、SbF5OH-等氟锑酸离子类;或者AsF6-、AsF5OH-等氟砷 酸离子类;AlCl4-;BiF6,但由于使有机电子元件的驱动电压降低、在与所 述的阳离子组合时成为能够低温固化的聚合引发剂,因此优选PF6-、PF5OH-等氟磷酸离子类;[(CF3CF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)3PF3] -、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-及[((CF3)2CFCF2)2PF4]-等氟化烷基氟磷酸离子类;(CF3SO2)3C-、(CF3SO2)2N-等氟链烷磺酰甲基化 物、亚胺离子类;BF4-、B(C6F5)4-、B(C6H4CF3)4-等硼酸离子类;SbF6-、SbF5OH-等氟锑酸离子类。

此外,对于抗衡阳离子及抗衡阴离子,除了使用上述以外,还可以使 用在后述的本发明的第2方式的离子化合物中所例示的那些。

另外,在上述引发剂为光引发剂时,为了使感光性提高,也可以并用 光敏剂。作为光敏剂,例如可以列举出蒽衍生物、噻吨酮衍生物。

另外,聚合引发剂的混合比例优选为在相对于有机电子材料的全部重 量为0.1重量%至30重量%的范围内,更优选为在0.2重量%至25重量% 的范围内,特别优选在0.5至20重量%的范围内。如果聚合引发剂的混合 比例低于0.1重量%,则溶解度的变化不充分,因此有层叠化变困难的倾 向,如果超过30重量%,则有由于薄膜中残存的聚合引发剂及/或分解物 而导致元件特性下降的倾向。

另外,在本发明的有机电子材料中,为了使电荷输送性提高,优选含 有掺杂剂,以下对其进行详细叙述。

[掺杂剂]

本发明中的掺杂剂只要是通过向本发明的聚合物或低聚物中添加而表 现出掺杂效应从而能够使电荷的输送性提高的物质即可,没有特别的限制。 在掺杂效应中,有将掺杂剂作为电子接受体而发挥作用的p型掺杂、将掺 杂剂作为电子供给体而发挥作用的n型掺杂,但本发明中的掺杂剂可以为 产生p型掺杂、n型掺杂中的任一者的掺杂剂。为了提高空穴输送性,优 选进行p型掺杂,为了提高电子输送性,优选进行n型掺杂。另外,掺杂 剂种类的数量没有限定,可以混合添加多种掺杂剂。

作为上述p型掺杂中所使用的掺杂剂,可以列举出电子接受性化合物, 具体而言可以列举出路易斯酸、质子酸、过渡金属化合物、离子化合物、 卤化合物。作为路易斯酸,可以列举出FeCl3、PF5、AsF5、SbF5、BF5、 BCl3、BBr3,作为质子酸,可以列举出HF、HCl、HBr、HNO5、H2SO4、 HClO4等无机酸;苯磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、聚乙烯磺酸、 甲磺酸、三氟甲磺酸、三氟醋酸、1-丁磺酸、乙烯基苯磺酸、樟脑磺酸等 有机酸,作为过渡金属化合物,可以列举出FeOCl、TiCl4、ZrCl4、HfCl4、 NbF5、AlCl3、NbCl5、TaCl5、MoF5,作为离子化合物,可以使用四(五氟 苯基)硼酸离子、三(三氟甲磺酰基)甲基化物离子、双(三氟甲磺酰基) 亚胺离子、六氟锑酸离子、AsF6-(六氟砷酸离子)、BF4-(四氟硼酸离子)、 PF6-(六氟磷酸离子)等公知的全氟阴离子、具有上述无机酸、有机酸的 共轭碱阴离子的离子化合物,作为作为卤化合物,可以列举出Cl2、Br2、 I2、ICl、ICl3、IBr、IF等。另外,还可以使用TCNE(四氰基乙烯)、TCNQ (四氰基醌二甲烷)等日本专利第4058842号、日本专利第4186758号、 及日本专利第3996036号的各公报中记载的其他的电子接受性化合物。优 选为路易斯酸、离子化合物、TCNE、TCNQ等其他的电子接受性化合物。

作为上述n型掺杂中所使用的掺杂剂,可以使用Li或Cs等碱金属、 Mg等碱土类金属、LiF、Cs2CO3等碱金属/碱土类金属的盐、各种金属络 合物、其他的电子供给性有机化合物。

另外,在本发明中,从能够容易地制备有机电子材料的观点出发,优 选聚合引发剂与掺杂剂为同一化合物。

[添加剂]

本发明的有机电子材料可以单独作为有机电子元件的功能材料使用。 另外,本发明的有机电子材料可以单独作为有机EL元件的空穴注入层、 空穴输送层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子输送层、电子注入 层使用。进而,即使在添加了各种的添加剂的状态下,也能够在有机电子 元件或有机EL元件中使用。作为添加剂,例如如果在有机EL元件的发光 层中使用,则除了添加上述聚合引发剂及掺杂剂以外,还可以添加含有Ir 或Pt等中心金属的金属络合物、发光色素等,如果在空穴注入层、空穴输 送层、电子阻挡层、电子输送层、电子注入层中使用,则除了添加上述掺 杂剂以外,还可以添加氧化剂、还原剂、抗氧化剂、抗还原剂、稳定剂等。

[油墨组合物]

本发明的油墨组合物的特征在于:含有已述的本发明的有机电子材料。 以下对其进行详细叙述。本发明的油墨组合物可以含有上述有机电子材料 和能够将该材料溶解或者分散的溶剂,作为其他的添加剂,可以含有例如 阻聚剂、稳定剂、増稠剂、凝胶化剂、阻燃剂、抗氧化剂、抗还原剂、 氧化剂、还原剂、表面改性剂、乳化剂、消泡剂、分散剂、界面活性剂等。 作为溶剂,可以列举出:水;甲醇、乙醇、异丙醇等醇;戊烷、己烷、辛 烷等链烷;环己烷等环状链烷;苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢化萘、 二苯基甲烷等芳香族溶剂;乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、丙二醇-1- 单甲基醚醋酸酯等脂肪族醚;1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、苯甲醚、 苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基苯甲醚、 2,4-二甲基苯甲醚等芳香族醚;醋酸乙酯、醋酸正丁酯、乳酸乙酯、乳酸 正丁酯等脂肪族酯;醋酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯 甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙 酰胺等酰胺系溶剂;除此以外的二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、三氯甲烷、 二氯甲烷等,优选为芳香族溶剂、脂肪族酯、芳香族酯、脂肪族醚、芳香 族醚。

[有机薄膜]

本发明的有机薄膜是使用已述的本发明的有机电子材料或者油墨组合 物制作而成的。例如通过喷墨法、浇铸法、浸渍法、凸版印刷、凹版印刷、 胶版印刷、平板印刷、凸版反印胶版印刷、丝网印刷、照相凹版印刷等印 刷法、旋转涂布法等公知的方法在所期望的基体上涂布后,通过光照射或 加热处理等,进行聚合物或低聚物的聚合反应,并使涂布层的溶解度变化 (固化),从而能够制作本发明的有机薄膜。通过重复这样的操作,能够 实现通过涂布法而形成的有机电子元件或有机EL元件的多层化。

上述的涂布方法通常能够在-20~+300℃的温度范围内、优选在10~ 100℃下、更优选在15~50℃下实施,另外,作为上述溶液中使用的溶剂, 没有特别的限定,但可以列举出与所述油墨组合物中使用的溶剂相同的那 些。

另外,在上述光照射中,可以使用低压水银灯、中压水银灯、高压水 银灯、超高压水银灯、金属卤化物灯、氙灯、荧光灯、发光二极管、太阳 光等光源。另外,上述加热处理能够在加热板上或烘箱内进行,且能够在 0~+300℃的温度范围内、优选在20~180℃下、特别优选在60~120℃下 实施。特别是在120℃以下的处理中,能够使用树脂基板,从而能够削减 有机电子元件的制造成本。

接着,对于基于本发明的第2方式的有机电子材料进行说明。

本发明的基于第2方式的有机电子材料是至少含有离子化合物以及具 有电荷输送性单元的化合物(以下称为电荷输送性化合物)的有机电子材 料,其特征在于,所述离子化合物由抗衡阳离子和抗衡阴离子构成,所述 抗衡阳离子为H+、碳阳离子、氮阳离子、氧阳离子、具有过渡金属的阳离 子中的任1种或者2种以上。

本发明的基于第2方式的有机电子材料通过含有具有特定的抗衡阳离 子的离子化合物和电子输送性化合物,可以使使用了该材料的有机电子元 件的驱动电压降低或者可以稳定地长时间驱动。

以下,首先对抗衡阳离子进行说明。

[抗衡阳离子]

(碳阳离子)

作为碳阳离子,可以例示出伯碳阳离子、仲碳阳离子、叔碳阳离子。 其中,仲碳阳离子、叔碳阳离子由于材料的稳定性以及在与后述的阴离子 进行组合时成为在低温下能够固化的聚合引发剂,因此是优选的,最优选 叔碳阳离子。另外,可以例示出三苯基碳鎓阳离子、三(甲基苯基)碳鎓 阳离子、三(二甲基苯基)碳鎓阳离子等。

(氮阳离子)

作为氮阳离子,可以例示出NH4+、伯氮阳离子、仲氮阳离子、叔氮阳 离子、季氮阳离子。在这里,伯氮阳离子表示N+与三个氢原子键合、其他 的键与除氢以外的原子键合而成的化合物,仲氮阳离子表示N+与两个氢原 子键合、其他的键与除氢以外的原子键合而成的化合物,叔氮阳离子表示 N+与一个氢原子键合、其他的键与除氢以外的原子键合而成的化合物,季 氮阳离子表示N+与除氢以外的原子键合而成的化合物。

具体而言,可以列举出正丁基铵、二甲基铵、三甲基铵、三乙基铵、 三异丙基铵、三正丁基铵、四甲基铵、四乙基铵、四正丁基铵、N,N-二甲 基环己基铵、四甲基铵、乙基三甲基铵、二乙基二甲基铵、三乙基甲基铵、 四乙基铵、三甲基正丙基铵、三甲基异丙基铵、三甲基正丁基铵、三甲基 异丁基铵、三甲基叔丁基铵、三甲基正己基铵、二甲基二正丙基铵、二甲 基二异丙基铵、二甲基正丙基异丙基铵、甲基三正丙基铵、甲基三异丙基 铵等铵。

另外,还可以列举出N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基-4- 甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二苯基苯胺、N,N,N-三甲基苯胺等苯胺。

另外,还可以列举出吡啶鎓、N-甲基吡啶鎓、N-丁基吡啶鎓、N-甲基 -4-甲基-吡啶鎓、N-苄基吡啶鎓、3-甲基-N-丁基吡啶鎓、2-甲基吡啶鎓、 3-甲基吡啶鎓、4-甲基吡啶鎓、2,3-二甲基吡啶鎓、2,4-二甲基吡啶鎓、2,6- 二甲基吡啶鎓、3,4-二甲基吡啶鎓、3,5-二甲基吡啶鎓、2,4,6-三甲基吡啶鎓、 2-氟吡啶鎓、3-氟吡啶鎓、4-氟吡啶鎓、2,6-二氟吡啶鎓、2,3,4,5,6-五氟吡 啶鎓、2-氯吡啶鎓、3-氯吡啶鎓、4-氯吡啶鎓、2,3-二氯吡啶鎓、2,5-二氯 吡啶鎓、2,6-二氯吡啶鎓、3,5-二氯吡啶鎓、3,5-二氯-2,4,6-三氟吡啶鎓、2- 溴吡啶鎓、3-溴吡啶鎓、4-溴吡啶鎓、2,5-二溴吡啶鎓、2,6-二溴吡啶鎓、 3,5-二溴吡啶鎓、2-氰基吡啶鎓、3-氰基吡啶鎓、4-氰基吡啶鎓、2-羟基吡 啶鎓、3-羟基吡啶鎓、4-羟基吡啶鎓、2,3-二羟基吡啶鎓、2,4-二羟基吡啶 鎓、2-甲基-5-乙基吡啶鎓、2-氯-3-氰基吡啶鎓、4-羧酰胺基吡啶鎓、4-羧 醛基吡啶鎓、2-苯基吡啶鎓、3-苯基吡啶鎓、4-苯基吡啶鎓、2,6-二苯基吡 啶鎓、4-硝基吡啶鎓、4-甲氧基吡啶鎓、4-乙烯基吡啶鎓、4-巯基吡啶鎓、 4-叔丁基吡啶鎓、2,6-二叔丁基吡啶鎓、2-苄基吡啶鎓、3-乙酰基吡啶鎓、 4-乙基吡啶鎓、2-羧酸吡啶鎓、4-羧酸吡啶鎓、2-苯甲酰基吡啶鎓等吡啶鎓。

另外,还可以列举出咪唑鎓、1-甲基-咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、 1-丙基-3-甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、1-甲 基-3-辛基咪唑鎓、1-甲基-N-苄基咪唑鎓、1-甲基-3-(3-苯基丙基)咪唑鎓、 1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓等咪唑鎓。

另外,还可以列举出1-乙基-1-甲基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-甲基-吡咯烷 鎓等吡咯烷鎓。

另外,还可以列举出喹啉鎓、异喹啉鎓等喹啉鎓。另外,可以列举出 N,N-二甲基吡咯烷鎓、N-乙基-N-甲基吡咯烷鎓、N,N-二乙基吡咯烷鎓等吡 咯烷鎓。进而,可以例示出国际公开第03/005076号、国际公开第03/097580 号记载的二亚铵鎓、铵。

其中,叔氮阳离子、季氮阳离子由于稳定性以及在与后述的阴离子进 行组合时成为能够在低温下固化的引发剂,因此是优选的,最优选叔氮阳 离子。

(氧阳离子)

作为氧阳离子,可以例示出三甲基氧鎓、三乙基氧鎓、三丙基氧鎓、 三丁基氧鎓、三己基氧鎓、三苯基氧鎓、吡喃鎓、苯并吡喃鎓、呫吨鎓。

(具有过渡金属的阳离子)

作为具有过渡金属的阳离子,例如可以列举出(η5-环戊二烯基)(η6- 甲苯)Cr+、(η5-环戊二烯基)(η6-二甲苯)Cr+、(η5-环戊二烯基)(η6-1- 甲基萘)Cr+、(η5-环戊二烯基)(η6-枯烯)Cr+、(η5-环戊二烯基)(η6- 均三甲苯)Cr+、(η5-环戊二烯基)(η6-芘)Cr+、(η5-芴基)(η6-枯烯) Cr+、(η5-茚基)(η6-枯烯)Cr+、双(η6-均三甲苯)Cr2+、双(η6-二甲 苯)Cr2+、双(η6-枯烯)Cr2+、双(η6-甲苯)Cr2+、(η6-甲苯)(η6-二甲 苯)Cr2+、(η6-枯烯)(η6-萘)Cr2+、双(η5-环戊二烯基)Cr+、双(η5- 茚基)Cr+、(η5-环戊二烯基)(η5-芴基)Cr+及(η5-环戊二烯基)(η5- 茚基)Cr+等Cr化合物;以及(η5-环戊二烯基)(η6-甲苯)Fe+、(η5- 环戊二烯基)(η6-二甲苯)Fe+、(η5-环戊二烯基)(η6-1-甲基萘)Fe+、 (η5-环戊二烯基)(η6-枯烯)Fe+、(η5-环戊二烯基)(η6-均三甲苯) Fe+、(η5-环戊二烯基)(η6-芘)Fe+、(η5-芴基)(η6-枯烯)Fe+、(η5- 茚基)(η6-枯烯)Fe+、双(η6-均三甲苯)Fe2+、双(η6-二甲苯)Fe2+、 双(η6-枯烯)Fe2+、双(η6-甲苯)Fe2+、(η6-甲苯)(η6-二甲苯)Fe2+、 (η6-枯烯)(η6-萘)Fe2+、双(η5-环戊二烯基)Fe2+、双(η5-茚基)Fe+、 (η5-环戊二烯基)(η5-芴基)Fe+及(η5-环戊二烯基)(η5-茚基)Fe+等 Fe化合物。

[抗衡阴离子]

对在本发明中使用的抗衡阴离子进行说明。

作为阴离子,只要是以往公知的阴离子,可以是任意物质,例如可以 列举出F-、Cl-、Br-、I-等卤离子;OH-;ClO4-;FSO3-、ClSO3-、CH3SO3-、 C6H5SO3-、CF3SO3-等磺酸离子类;HSO4-、SO42-等硫酸离子类;HCO3-、 CO32-等碳酸离子类;H2PO4-、HPO42-、PO43-等磷酸离子类;PF6-、PF5OH-等氟磷酸离子类;[(CF3CF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)3PF3] -、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-及[((CF3)2CFCF2)2PF4]-等氟化烷基氟磷酸离子类;BF4-、B(C6F5)4-、B(C6H4CF3)4-等硼酸离子类; AlCl4-;BiF6、SbF6-、SbF5OH-等氟锑酸离子类;或者AsF6-、AsF5OH-等氟 砷酸离子类。

本发明中使用的抗衡阴离子没有特别的限定,但从有机电子元件的长 寿命化、在与所述阴离子组合时为能够在低温下固化的聚合引发剂的观点 出发,优选以下的结构。

优选为:PF6-、PF5OH-等氟磷酸离子类、[(CF3CF2)3PF3]-、 [(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)3PF3]-、[((CF3)2CF)2PF4]-、 [((CF3)2CFCF2)3PF3]-及[((CF3)2CFCF2)2PF4]-等氟化烷基氟磷酸离子类; BF4-、B(C6F5)4-、B(C6H4CF3)4-等硼酸离子类;AlCl4-;BiF6、SbF6-、SbF5OH-等氟锑酸离子类。

(离子化合物)

本发明中所使用的离子化合物由上述的抗衡阳离子和抗衡阴离子构 成。该组合没有特别的限定,但从有机电子元件的长寿命化、在与上述的 阴离子组合时可以作为在低温下能够固化的引发剂使用的观点出发,优选 为:碳鎓阳离子与PF6-、PF5OH-等氟磷酸离子类的组合,碳鎓阳离子与BF4-、 B(C6F5)4-、B(C6H4CF3)4-等硼酸离子类的组合,碳鎓阳离子与SbF6-、SbF5OH-等氟锑酸离子类的组合;苯胺与PF6-、PF5OH-等氟磷酸离子类的组合;苯 胺与BF4-、B(C6F5)4-、B(C6H4CF3)4-等硼酸离子类的组合,苯胺与SbF6-、 SbF5OH-等氟锑酸离子类的组合,更优选为:碳鎓阳离子与B(C6F5)4-、 B(C6H4CF3)4-等硼酸离子类的组合,碳鎓阳离子与SbF6-、SbF5OH-等氟锑酸 离子类的组合;苯胺与B(C6F5)4-、B(C6H4CF3)4-等硼酸离子类的组合,苯胺 与SbF6-、SbF5OH-等氟锑酸离子类的组合。

具体而言,可以列举出三苯基碳鎓阳离子与SbF6-的盐、三苯基碳鎓阳 离子与B(C6F5)4-的盐、N,N-二甲基苯胺与SbF6-的盐、N,N-二甲基苯胺与 B(C6F5)4-的盐。

离子化合物可以单独使用,还可以以任意的比例混合2种以上。

[具有电荷输送性单元的化合物(电子输送性化合物)]

在本发明中,“电荷输送性单元”是指具有输送空穴或者电子的能力 的原子团,以下,对其进行详细叙述。

上述电荷输送性单元只要具有输送空穴或者电子能力即可,没有特别 的限定,但优选为具有芳香环的胺或咔唑、噻吩,例如优选具有下述通式 (1a)~(7a)表示的部分结构。

(式中,Ar1~Ar20各自独立地表示碳原子数为2~30个的芳基或杂芳 基、或者取代或非取代的亚芳基、亚杂芳基。在这里,芳基是从芳香族烃 中除去一个氢原子而得到的原子团,杂芳基表示从具有杂原子的芳香族化 合物中除去一个氢原子而得到的原子团、或者R。R各自独立地表示-R1、 -OR2、-SR3、-OCOR4、-COOR5、-SiR6R7R8或者通式(2a)~(4a)(其 中,R1~R8表示氢原子、碳原子数为1~22个的直链、环状或支链烷基、 或者碳原子数为2~30个的芳基或者杂芳基。)。在这里,亚芳基是从芳 香族烃中除去两个氢原子而得到的原子团,亚杂芳基是从具有杂原子的芳 香族化合物中除去两个氢原子而得到的原子团。X表示从在所述R中的具 有一个以上氢原子的基团中进一步除去一个氢原子而得到的基团。)

另外,在本发明中,从溶解度、成膜性的观点出发,优选电荷输送性 化合物为聚合物或低聚物。另外,聚合物或低聚物优选含有下述通式表示 的重复单元。

在上述式中,Ar1~Ar100各自独立地表示碳原子数为2~30个的芳基 或者杂芳基、或者取代或非取代的亚芳基、亚杂芳基。在这里,芳基是从 芳香族烃中除去一个氢原子而得到的原子团,杂芳基表示从具有杂原子的 芳香族化合物中除去一个氢原子而得到的原子团。R各自独立地表示-R1、 -OR2、-SR3、-OCOR4、-COOR5、-SiR6R7R8或者通式(2a)~(4a)(其 中,R1~R8表示氢原子、碳原子数为1~22个的直链、环状或支链烷基、 或者碳原子数为2~30个的芳基或者杂芳基。)。在这里,亚芳基是从芳 香族烃中除去两个氢原子而得到的原子团,亚杂芳基是从具有杂原子的芳 香族化合物中除去两个氢原子而得到的原子团。X表示从在所述R中的具 有一个以上氢原子的基团中进一步除去一个氢原子而得到的基团。Y表示 三价的取代基,Z表示二价的取代基。另外,x表示1以上的整数。

另外,对于上述聚合物或低聚物,为了使其溶解度变化,优选具有一 个以上的“能够聚合的取代基”。在这里,上述“能够聚合的取代基”是 能够通过引起聚合反应而在2分子以上的分子之间形成键的取代基,具体 例子与在已述的本发明的第1方式中说明的聚合物或低聚物的聚合性取代 基相同。在第2方式中,优选为氧杂环丁烷基、环氧基、及乙烯醚基中的 任一个。

另外,为了调节溶解度或耐热性、电特性,对于本发明中的形成聚合 层的聚合物或低聚物,还可以是除了上述重复单元以外,进一步具有上述 亚芳基、亚杂芳基、或者上述通式表示的结构作为共聚重复单元的共聚物。 此时,对于共聚物,可以为无规共聚物、嵌段共聚物或者接枝共聚物,还 可以是具有它们的中间结构的高分子、例如带有嵌段性的无规共聚物。另 外,本发明中使用的聚合物或低聚物还可以在主链中有分支,且末端为3 个以上。

在本发明中,已述的离子化合物为电子接受性化合物,电荷输送性化 合物优选能够被该离子化合物单电子氧化。这是因为,通过对电荷输送性 化合物进行氧化,能够提高来自阳极的载流子注入性,对有机电子元件的 低电压驱动化有用。

(溶剂)

本发明中所使用的溶剂可以列举出三氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、 四氢呋喃、甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯甲醚、苯乙醚、丙酮、甲基乙基 酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、乳酸乙酯、乳酸正丁 酯、γ丁内酯、乙基溶纤剂醋酸酯、醋酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、 苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁基二苯基甲烷、二苯基醚、N,N-二 甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙二醇二甲基四氢化萘等。这些可以单 独使用任意一种,也能够以任意的组合及比率使用二种以上。

(比率)

在将电荷输送性化合物设为100质量份时,离子化合物优选为0.01质 量份至50质量份,更优选为0.05质量份至25质量份,特别优选为0.1质 量份至20质量份。如果离子化合物的混合比例低于0.01质量份,则不能 得到驱动电压的降低效果,如果超过50质量份,则驱动电压有上升的倾向。

在将离子化合物作为聚合引发剂使用时,相对于具有聚合性取代基的 化合物100质量份,优选为0.1质量份至50质量份。如果低于0.1质量份, 则聚合不能充分进行,如果超过50质量份,则存在膜质下降的问题。此外, 在将离子化合物作为聚合引发剂使用时的聚合方法中,优选仅通过加热引 发聚合。

(其他成分)

离子化合物兼具聚合引发剂和电子接受体的功能。可以将这些单独使 用,也可以将多种并用。另外,也可以含有除本发明的范围之外的聚合引 发剂或电子接受体。另外,根据需要,也可以含有交联材料或发光材料。

[薄膜的形成方法]

为了使用本发明的有机电子材料来形成有机电子元件等中所使用的各 种层,例如在将含有本发明的有机电子材料的溶液通过例如喷墨法、浇铸 法、浸渍法、凸版印刷、凹版印刷、胶版印刷、平板印刷、凸版反印胶版 印刷、丝网印刷、照相凹版印刷等印刷法;旋转涂布法等公知的方法在所 期望的基体上涂布后,通过光照射或加热处理等进行聚合反应,并使涂布 层的溶解度变化(固化),由此可以进行薄膜形成。通过重复这样的操作, 能够实现通过涂布法而形成的有机电子元件或有机EL元件的多层化。

[基板]

作为能够在本发明的有机EL元件中使用的基板,并不特别限定于玻 璃、塑料等种类,或者只要是透明的物质,就没有特别的限制,但优选使 用玻璃、石英、透光性树脂膜等。在使用树脂膜时,可对有机EL元件赋 予柔性,所以特别优选。

作为树脂膜,可以列举出由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚 萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、 聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、三醋酸纤维素(TAC)、 纤维素乙酸丙酸酯(CAP)等形成的膜等。

另外,在使用树脂膜时,为了抑制水蒸气或氧等的透过,可以向树脂 膜涂布氧化硅或氮化硅等无机物后再使用。

[有机EL元件]

本发明的有机EL元件的特征在于:其具有通过本发明的第1方式或 者第2方式的有机电子材料形成的层(以下有时也称为有机薄膜(聚合 层)),换句话说,其包含本发明的有机薄膜。本发明的有机EL元件只 要具备发光层、阳极、阴极、基板,就没有特别限定,可以具有空穴注入 层、电子注入层、空穴输送层、电子输送层等其他的层,发光层、空穴注 入层、电子注入层、空穴输送层、电子输送层中的任一个均可以为本发明 的有机薄膜。以下,对各层进行详细的说明。

[发光层]

作为发光层中使用的材料,可以为低分子化合物,也可以为聚合物或 低聚物,还可以使用树枝状大分子等。在为聚合物或低聚物时,相对于溶 剂的溶解性高,所以能够使用涂布型的制法,因此优选。作为利用荧光发 光的低分子化合物,可以列举出苝、氧杂萘邻酮、红荧烯、喹吖酮、色素 激光用色素(例如若丹明、DCM1等)、铝络合物(例如、三(8-羟基喹 啉)铝(III)(Alq3))、茋、它们的衍生物。作为利用荧光发光的聚合物或 低聚物,能够适合地利用聚芴、聚亚苯基、聚亚苯基亚乙烯基(PPV)、 聚乙烯咔唑(PVK)、芴-苯并噻二唑共聚物、芴-三苯胺共聚物、及它们 的衍生物或混合物。

另一方面,近年来为了有机EL元件的高效率化,磷光有机EL元件的 开发正在活跃进行中。关于磷光有机EL元件,不仅能够利用单重态的能 量,也能够利用三重态的能量,能够将内部量子收率在原理上提高到100 %。关于磷光有机EL元件,作为发出磷光的掺杂剂,通过将含有铂或铱 等重金属的金属络合物系磷光材料掺杂到基质材料中,可以取出磷光发光 (参照M.A.Baldo et al.,Nature,vol.395,p.151(1998)、M.A.Baldo etal., Apllied Physics Letters,vol.75,p.4(1999)、或者M.A.Baldo et al.,Nature, vol.403,p.750(2000)。)。

在本发明的有机EL元件中,从高效率化的观点出发,优选在发光层 中使用磷光材料。关于使用磷光材料的磷光有机EL元件,不仅能够利用 单重态的能量,也能够利用三重态的能量,能够将内部量子收率在原理上 提高到100%。关于磷光有机EL元件,作为发出磷光的掺杂剂,通过将含 有铂或铱等重金属的金属络合物系磷光材料掺杂到基质材料,可以取出磷 光发光(参照M.A.Baldo et al.,Nature,vol.395,p.151(1998)、M.A.Baldo  et al.,Apllied Physics Letters,vol.75,p.4(1999)、及M.A.Baldo et al.,Nature, vol.403,p.750(2000))。

作为磷光材料,可以适当地使用含有Ir或Pt等中心金属的金属络合物 等。具体而言,作为Ir络合物,例如可以列举出进行蓝色发光的FIr(pic) 〔双[(4,6-二氟苯基)-吡啶-N,C2]吡啶甲酸铱(III)〕、进行绿色发光的Ir(ppy)3〔面式三(2-苯基吡啶)铱〕(参照上述的非专利文献4)或者Adachi etal., Appl.Phys.Lett.,78 no.11,2001,1622表示的进行红色发光的 (btp)2Ir(acac){双〔2-(2’-苯并[4,5-α]噻吩基)吡啶-N,C3〕铱(乙酰丙酮)}、 Ir(piq)3〔三(1-苯基异喹啉)铱)等。

作为Pt络合物,例如可以列举出进行红色发光的2,3,7,8,12,13,17,18- 八乙基-21H,23H-卟吩铂(PtOEP)等。

作为磷光材料,可以使用低分子或者树枝状种类,例如铱核树枝状聚 合物。另外,也可以适当地使用它们的衍生物。

另外,在发光层中含有磷光材料时,除了含有磷光材料以外,优选含 有基质材料。

作为基质材料,可以是低分子化合物,也可以是高分子化合物,还可 以使用树枝状聚合物等。

作为低分子化合物,例如可以使用CBP(4,4’-双(9H-咔唑-9-基)联 苯)、mCP(1,3-双(9-咔唑基)苯)、CDBP(4,4’-双(咔唑-9-基)-2,2’-二甲 基联苯)等,作为高分子化合物,可以是本发明的聚合物或低聚物,也可 以使用聚乙烯咔唑、聚亚苯基、聚芴等,也可以使用它们的衍生物。

发光层可以通过蒸镀法形成,还可以通过涂布法形成。

在通过涂布法形成时,能够廉价地制造有机EL元件,因而更优选。 为了通过涂布法形成发光层,能够将包含磷光材料以及根据需要使用的基 质材料的溶液通过例如喷墨法、浇铸法、浸渍法、凸版印刷、凹版印刷、 胶版印刷、平板印刷、凸版反印胶版印刷、丝网印刷、照相凹版印刷等印 刷法、旋转涂布法等公知的方法在所期望的基体上涂布来进行。

上述这样的涂布方法能够通常在-20~+300℃的温度范围内、优选在 10~100℃下、特别优选在15~50℃下实施。另外,在上述光照射中,可 以使用低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、金属卤化 物灯、氙灯、荧光灯、发光二极管、太阳光等光源。另外,作为上述溶液 中使用的溶剂,没有别的限制,但例如可以列举出三氯甲烷、二氯甲烷、 二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯甲醚、丙酮、甲基乙 基酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙基溶纤剂醋酸酯、二苯基甲烷、二苯基醚、 四氢化萘等。另外,涂布后的加热处理可以在加热板上或烘箱内进行,能 够在0~+300℃的温度范围内、优选在20~250℃下、更优选在50~200℃ 下、进一步优选在70~150℃下实施。在低温下,由于具有不能够充分地 进行固化反应而残留溶剂等问题,因此有机电子元件的寿命下降。在高温 下,在树脂基板上制作有机电子元件变得困难。

另外,涂布后的固化反应仅通过加热处理来进行,这是由于可以使有 机电子元件的长寿命化,因此是优选的。

[有机薄膜(聚合层)]

接着,对使用含有本发明的有机电子材料的混合物形成的层、即有机 薄膜进行详细说明。使用含有本发明的有机电子材料的混合物形成的层(聚 合层)是指,具体而言是将含有本发明的有机电子材料的混合物通过在所 述薄膜的形成方法中说明的涂布法在所期望的基体上涂布后,通过光照射 或加热处理等,进行聚合物或低聚物所具有的能够聚合的取代基的聚合反 应,使涂布层的溶解度变化(固化)、也就是说使其不溶化而得到的层。 如上所述,通过进行聚合物或低聚物所具有的能够聚合的取代基的聚合反 应,使涂布层的溶解度变化(固化),能够改善该层的热稳定性。

另外,在即使通过聚合反应使溶解度下降而进一步涂布形成发光层、 空穴输送层、电子输送层、电子注入层等其他层时,由于有机薄膜(聚合 层)不会被该涂布液溶解,因此能够将该其他层通过涂布法形成。也就是 说,通过涂布法能够容易地制作多层结构,从而能够低成本地制造高效率、 长寿命的有机EL元件。在第2方式中,从膜的均匀性的观点出发,在聚 合层中使用的电荷输送性化合物优选为含有具有空穴输送性的重复单元的 聚合物或低聚物。

上述有机薄膜(聚合层)可以作为有机EL元件的空穴注入层、空穴 输送层、发光层、电子输送层、电子注入层,从发光效率、寿命特性的观 点出发,特别优选为空穴注入层、空穴输送层、电子输送层、电子注入层。

在本发明的有机EL元件中,可以是任一层为有机薄膜(聚合层), 还可以多层或者全部的层为聚合层。另外,这些层的膜厚没有特别的限制, 但从降低由基板或者下层的凹凸所产生的影响、减少附着在基板或者下层 表面上的灰尘等的影响的观点出发,在作为空穴注入层、空穴输送层、电 子注入层、电子输送层时,膜厚优选为10~100nm、更优选为15~90nm、 进一步优选为20~80nm。在比10nm薄时,不能够掩埋基板或者下层的凹 凸,其为原本不相邻的层之间产生短路的原因,或者变得容易受基板上或 者下层表面的灰尘等的影响。另外,如果比100nm厚,则变得容易引起光 取出效率的下降或驱动电压的上升。另一方面,在作为发光层时,膜厚优 选为10~200nm、更优选为15~190nm、进一步优选为20~180nm。如果 比这个范围薄,则不能得到充分的发光强度,另外,如果比这个范围厚, 则驱动电压变得容易升高。

另外,上述有机薄膜(聚合层)优选与含有磷光材料的发光层相邻地 进行层叠。这是因为对磷光材料的发光效率、劣化带来的影响小,从而能 够改善元件的发光效率或元件寿命。

[阴极]

作为阴极材料,例如优选为Li、Ca、Mg、Al、In、Cs、Ba、Mg/Ag、 LiF、CsF等金属或者金属合金。

[阳极]

作为阳极,可以使用金属(例如Au)或者具有金属导电率的其他材料、 例如可以使用氧化物(例如ITO:氧化铟/氧化錫)、导电性高分子(例如 聚噻吩-聚苯乙烯磺酸混合物(PEDOT:PSS))。

[电子输送层、电子注入层]

作为电子输送层、电子注入层,例如可以列举出菲咯啉衍生物(例如 2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP))、联吡啶衍生物、硝基取代 芴衍生物、二苯基醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、萘苝等杂环四羧酸酐、 碳二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、噁二唑衍生物 (2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基-1,3,4-噁二唑(PBD))、铝络合物(例 如、三(8-羟基喹啉)铝(III)(Alq3))等。进而,在上述噁二唑衍生物中, 还可以使用将噁二唑环的氧原子用硫原子取代而成的噻二唑衍生物、作为 电子吸引基被公知的具有喹喔啉环的喹喔啉衍生物。另外,还可以使用具 有上述衍生物部分结构的本发明的聚合物或低聚物。

[发光色]

本发明的有机EL元件中的发光色没有特别限定,但由于白色发光元 件能够用于家庭用照明、车内照明、钟表或液晶的背光灯等各种照明器具 中,因此优选。

作为形成白色发光元件的方法,现在使用单一的材料来显示白色发光 是困难的,因此使用多种发光材料来同时发光多种发光色而通过混色,从 而得到白色发光。作为多种发光色的组合,没有特别限定,但可以列举出 含有蓝色、绿色、红色这三种发光极大波长的组合;利用了蓝色与黄色、 黄绿色与橙色等互补色的关系的含有两种发光极大波长的组合。另外,发 光色的控制能够通过调节磷光材料的种类和量来进行。

<显示元件、照明装置、显示装置>

本发明的显示元件的特征在于:其具备已述的本发明的有机EL元件。

例如作为与红、绿、蓝(RGB)的各像素对应的元件,通过使用本发 明的有机EL元件,可以得到彩色的显示元件。

在图像的形成中,有通过配置成矩阵状的电极直接驱动在显示板上配 列的各个有机EL元件的单纯矩阵型、在各元件上配置薄膜晶体管来进行 驱动的有源矩阵型。前者由于结构简单但在垂直像素数上有限度,因此用 于文字等的显示中。后者由于驱动电压低、电流小即可得到明亮的高精细 的图像,因此作为高品质的显示器用使用。

另外,本发明的照明装置的特征在于:其具备已述的本发明的有机EL 元件。进而,本发明的显示装置的特征在于:其具备照明装置以及作为显 示机构的液晶元件。还可以是使用上述的本发明的照明装置作为背光灯(白 色发光光源)、使用液晶元件作为显示机构的显示装置即液晶显示装置。 在公知的液晶显示装置中,该构成为仅将背光灯替换为本发明的照明装置, 液晶元件部分可以转用公知技术。

实施例

以下,通过实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明不限于以下 的实施例。

(单体A合成)

在圆底烧瓶中,添加3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷(50mmol)、4- 溴苄基溴(50mmol)、正己烷(200mL)、四丁基溴化铵(2.5mmol)及 50重量%氢氧化钠水溶液(36g),在氮下在70℃下加热搅拌6小时。

在冷却至室温(25℃)后,添加水200mL,用正己烷萃取。在蒸馏除 去溶剂后,通过硅胶柱色谱法和减压蒸馏进行精制,作为无色油状物得到 9.51g的具有能够聚合的取代基的单体A。收率为67%。

1H-NMR(300MHz,CDCl3,δppm);0.86(t,J=7.5Hz,3H),1.76 (t,J=7.5Hz,2H),3.57(s,2H),4.39(d,J=5.7Hz,2H),4.45(d, J=5.7Hz,2H),4.51(s,2H),7.22(d,J=8.4Hz,2H),7.47(d,J=8.4Hz, 2H)。

将本合成例的反应式以下表示。

(单体B合成)

将1,6-二溴己烷(73.2g,0.3mol)、3-乙基-3-羟基氧杂环丁烷(东亚 合成,OXT-101)(11.6g,0.1mol)溶解在正己烷400ml中,向其中添加 四丁基溴化铵(1.62g,4.9mmol)和45%氢氧化钠水溶液100g进行6小 时加热回流。在反应结束后,加入水200ml而分离有机层,将水层通过正 己烷进行三次萃取,与最初分离的有机层合并,通过无水硫酸钠进行干燥。 通过蒸发器蒸馏除去溶剂,通过减压蒸馏(3~10mmHg,110℃)蒸馏除 去1,6-二溴己烷,得到无色油状的3-(6-溴己氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷 (25.0g,收率为89.7%)。

将以上的反应的反应式以下表示。

将对溴苄基醇(16.4g,0.088mol)、3-(6-溴己氧基甲基)-3-乙基氧 杂环丁烷(22.2g,0.080mol)溶解在正己烷320ml中,向其中添加四丁基 溴化铵(1.29g,4.0mmol)和45%氢氧化钠水溶液80g进行9小时加热回 流。在反应结束后,加入水200ml而分离有机层,通过无水硫酸钠进行干 燥。通过蒸发器蒸馏除去溶剂,将得到的粗产物通过硅胶柱色谱(填充剂: Wakogel(注册商标)C-300HG,移動层:正己烷∶醋酸乙酯=4∶1)进行精 制,得到无色油状的3-(6-(对溴苄氧基)己氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁 烷(18.4g,收率60.2%)。

将以上的反应的反应式以下表示。

(Pd催化剂的制备)

在氮氛围下的手套箱中,在室温下,在样品管中称取三(二亚苄基丙 酮)二钯(73.2mg,80μmol),添加苯甲醚(15ml),进行30分钟搅拌。 同样地在样品管中秤取三(叔丁基)膦(129.6mg,640μmol),添加苯甲 醚(5ml),进行5分钟搅拌。混合这些溶液,并在室温下进行30分钟搅 拌,从而制成催化剂。

(低聚物合成例1)

在能够密封的氟树脂制容器中装入作为单体1的三(4-溴苯基)胺 (0.3mmol)、作为单体2的1,4-双(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧-2-硼杂环 戊烷-2-基)苯(0.4mmol)、具有能够聚合的取代基的单体A(0.1mmol)、 四(三苯基膦)钯(0.008mmol)、2M碳酸钾水溶液(5.3ml)、Aliquat 336 (0.4mmol)及苯甲醚(4ml),在氮氛围下在密闭中照射微波,然后在90℃ 下进行2小时加热搅拌。

将反应溶液注入甲醇/水混合溶剂(9∶1),滤出所析出的聚合物。抽 吸过滤所得到的沉淀,将其溶解到甲苯中,添加结合在苯乙烯-二乙烯苯共 聚物上的三苯基膦聚合物(triphenylphosphine,polymer-bound on  styrene-divinylbenzene copolymer)(strem chemicals公司,相对于聚合物 100mg为200mg),搅拌一夜。在搅拌结束后,过滤除去结合在苯乙烯- 二乙烯苯共聚物上的三苯基膦聚合物和不溶物,将滤液通过旋转蒸发器进 行浓缩。将残留物溶解于甲苯中后,从甲醇-丙酮(8∶3)再沉淀。抽吸过 滤所产生的沉淀,通过甲醇-丙酮(8∶3)清洗。将得到沉淀进行真空干燥, 从而得到聚合物。由此得到低聚物A。得到的低聚物A的数均分子量以聚 苯乙烯换算为4652。

将本合成例的反应式以下表示。

(低聚物合成例2)

在三口圆底烧瓶中,添加下述单体1(0.6mmol)、下述单体3(1.8mmol)、 下述单体4(0mmol)、下述单体B(1.8mmol)、苯甲醚(20ml),进一 步添加制备得到的Pd催化剂溶液(2.5ml)。在搅拌30分后,添加10% 四乙基氢氧化铵水溶液(12ml)。在将全部的溶剂通过30分钟以上的氮 沈泡进行脱气后再加以使用。将该混合物进行2小时加热、回流。到此为 止的全部操作在氮气流下进行。

在反应结束后,水洗有机层,将有机层注入甲醇-水(9∶1)中。抽吸 过滤所生成的沉淀,通过甲醇-水(9∶1)清洗。将得到的沉淀溶解到甲苯 中,从甲醇再沉淀。抽吸过滤所得到的沉淀,将其溶解于甲苯,添加结合 在苯乙烯-二乙烯苯共聚物上的三苯基膦聚合物(strem chemicals公司,相 当于聚合物100mg为200mg),搅拌一夜。在搅拌结束后,过滤除去结合 在苯乙烯-二乙烯苯共聚物上的三苯基膦聚合物和不溶物,将滤液通过旋转 蒸发器进行浓缩。在将残留物溶解到甲苯中后,从甲醇-丙酮(8∶3)再沉 淀。抽吸过滤所生成的沉淀,通过甲醇-丙酮(8∶3)清洗。将得到的沉淀 真空干燥,得到聚合物。分子量通过在洗脱液中使用了THF的GPC(聚 苯乙烯换算)来测定。分子量及收率记载于表1中。

(低聚物合成例3)

除了将添加的单体替换为单体1(0.4mmol)、单体3(2.0mmol)、 单体4(0.8mmol)、单体B(1.2mmol)以外,通过与低聚物合成例2相 同的方法合成低聚物3。将分子量及收率记载于表1中。

(低聚物合成例4)

除了将添加的单体替换为单体1(0.7mmol)、单体3(1.75mmol)、 单体B(1.4mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的方法合成低聚物4。 将分子量及收率记载于表1中。

(低聚物合成例5)

除了将添加的单体替换为单体1(0.6mmol)、单体3(1.8mmol)、 单体4(0.3mmol)、单体B(1.2mmol)以外,通过与低聚物合成例2相 同的方法合成低聚物5。将分子量及收率记载于表1中。

(低聚物合成例6)

除了将添加的单体替换为单体1(0.9mmol)、单体3(2.1mmol)、 单体B(1.5mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的方法合成低聚物6。 将分子量及收率记载于表1中。

(低聚物合成例7)

除了将添加的单体替换为单体1(0.75mmol)、单体3(2.25mmol)、 单体4(0.5mmol)、单体B(1.25mmol)以外,通过与低聚物合成例2相 同的方法合成低聚物7。将分子量及收率记载于表1中。

表1

合成的低聚物的单体比率、分子量、收率

作为用于形成分支结构的单体的单体1的比率越高,越高分子量化。 关于低聚物2、3,由于通过再沉淀而将低分子量成分除去,因此收率下降, 关于低聚物6、7,由于在甲苯中生成不溶的成分,因此发现有收率下降的 倾向。

(低聚物合成例8)

除了将添加的单体替换为下述单体5(0.7mmol)、下述单体3 (1.75mmol)、单体B(1.4mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的 方法合成低聚物8。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为Mw=64000、 Mn=15900,收率为56.9%。

(低聚物合成例9)

除了将添加的单体替换为下述单体6(0.6mmol)、下述单体3 (2.1mmol)、单体B(1.8mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的方 法合成低聚物9。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为Mw=18900、 Mn=4200,收率为67.2%。

(低聚物合成例10)

除了将添加的单体替换为下述单体7(0.7mmol)、下述单体3 (1.75mmol)、单体B(1.4mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的 方法合成低聚物10。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为Mw=12700、 Mn=3600,收率为51.2%。

(低聚物合成例11)

除了将添加的单体替换为下述单体8(0.6mmol)、下述单体3 (2.1mmol)、单体B(1.8mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的方 法合成低聚物11。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为Mw=14000、 Mn=2700,收率为51.2%。

化学式43

(低聚物合成例12)

除了将添加的单体替换为下述单体1(0.7mmol)、下述单体9 (1.75mmol)、单体B(1.4mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的 方法合成低聚物12。将分子量及收率记载于表2中。

(低聚物合成例13)

除了将添加的单体替换为单体1(0.9mmol)、单体9(2.1mmol)、 单体B(1.5mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的方法合成低聚物 13。将分子量及收率记载于表2中。

(低聚物合成例14)

除了将添加的单体替换为单体1(0.75mmol)、单体9(2.25mmol)、 单体10(0.5mmol)、单体B(1.25mmol)以外,通过与低聚物合成例2 相同的方法合成低聚物14。将分子量及收率记载于表2中。

表2

合成的低聚物的单体比率、分子量、收率

(低聚物合成例15)

除了将添加的单体替换为下述单体7(0.7mmol)、下述单体11 (1.75mmol)、单体B(1.4mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的 方法合成低聚物15。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为Mw=9100、 Mn=2500,收率为42.7%。

(低聚物合成例16)

除了将添加的单体替换为单体12(0.6mmol)、单体13(2.1mmol)、 单体B(1.8mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同的方法合成低聚物 11。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为Mw=17800、Mn=4500, 收率为48.7%。

(低聚物合成例17)

除了将添加的单体替换为单体6(0.75mmol)、单体9(2.25mmol)、 单体14(0.5mmol)、单体B(1.25mmol)以外,通过与低聚物合成例2 相同的方法合成低聚物14。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为 Mw=20700、Mn=3300,收率为56.1%。

(低聚物合成例18)

在三口圆底烧瓶中,添加下述单体6(0.6mmol)、下述单体15 (2.1mmol)、单体B(1.9mmol)、苯甲醚(20ml),进一步添加制备得 到的Pd催化剂溶液(5.0ml)。在搅拌30分后,添加NaOBu(5.0mmol)。 全部的溶剂通过30分钟以上的氮沈泡进行脱气后再加以使用。将该混合物 进行6小时加热、回流。至此为止的全部的操作在氮气流下进行。

在反应结束后,对有机层进行水洗,将有机层注入甲醇-水(9∶1)中。 抽吸过滤所生成的沉淀,通过甲醇-水(9∶1)清洗。将得到的沉淀溶解到 甲苯中,从甲醇再沉淀。抽吸过滤所得到的沉淀,将其溶解到甲苯中,添 加结合在苯乙烯-二乙烯苯共聚物上的三苯基膦聚合物(strem chemicals公 司,相对于聚合物100mg为200mg),搅拌一夜。在搅拌结束后,过滤除 去结合在苯乙烯-二乙烯苯共聚物上的三苯基膦聚合物和不溶物,将滤液通 过旋转蒸发器进行浓缩。在将残留物溶解到甲苯中后,从甲醇-丙酮(8∶3) 再沉淀。抽吸过滤所生成的沉淀,通过甲醇-丙酮(8∶3)清洗。将得到的 沉淀真空干燥,通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为Mw=23000、 Mn=4600,收率为65.1%。

(比较低聚物1:无聚合性取代基)

除了将添加的单体设定为下述单体1(0.7mmol)、下述单体3 (1.75mmol)、下述单体16(1.4mmol)以外,通过与低聚物合成例2相 同的方法合成比较低聚物1。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为 Mw=77000、Mn=12400,收率为65.5%。

(比较例低聚物2:无分支结构1)

除了将添加的单体设定为下述单体3(2.0mmol)、下述单体4 (1.6mmol)、下述单体B(0.8mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同 的方法合成比较低聚物2。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为 Mw=10200、Mn=6700,收率为60.8%。

(比较例低聚物3:无分支结构2)

除了将添加的单体设定为下述单体17(2.0mmol)、下述单体15 (1.6mmol)、下述单体B(0.8mmol)以外,通过与低聚物合成例2相同 的方法合成比较低聚物3。通过GPC(聚苯乙烯换算)测定的分子量为 Mw=2800、Mn=1600,收率为13.2%。

(聚合性的评价)

将由低聚物(4.5mg)的甲苯溶液(400μl)和下述化学式表示的离子 化合物1(0.45g)的甲苯溶液(100μl)混合而成的涂布溶液以3000rpm的 转速旋涂在石英板上。然后,在加热板上,以90℃加热10分钟而进行聚 合反应。在加热后,在甲苯溶剂中浸渍石英板1分钟,进行清洗。由清洗 前后的UV-vis光谱中的吸收最大(λmax)的吸光度(Abs)的比值测定残 膜率。

残膜率(%)=清洗后Abs/清洗前Abs×100

表3

  残膜率(%)   低聚物2   96.5   低聚物3   95.3   低聚物4   99.4   低聚物5   100.0   低聚物6   98.9   低聚物7   96.3   低聚物9   92.4   低聚物12   98.6   低聚物13   99.4   低聚物14   99.4   低聚物15   83.4   低聚物18   86.6   比较低聚物1   11.2   比较低聚物2   23.1   比较低聚物3   6.6

本发明的低聚物由于在低温下聚合而进行不溶化,因此适用于耐热性 低、热膨胀大的树脂基板。使用本材料能够在树脂基板上制作多层化结构, 从而能够廉价地制造高性能的有机电子元件。

<有机EL元件的制作:空穴输送层为聚合层(有机薄膜)的例子>

[实施例1]

在将ITO以1.6mm的宽度进行图案化而成的玻璃基板上,以1500min-1的转速旋涂PEDOT:PSS分散液(シユタルク·ヴイテツク公司制,AI4083  LVW142),在加热板上在空气中以200℃/10分钟的速度加热干燥,形成 空穴注入层(40nm)。以后的实验在干燥氮环境下进行。

接着,在空穴注入层上,以3000min-1的转速旋涂由上述所得的低聚物 A(4.5mg)、所述离子化合物1的光引发剂(0.13mg)、甲苯(1.2ml) 混合而成的涂布溶液后,使用金属卤化物灯进行光照射(3J/cm2),在加 热板上以180℃加热60分钟而使其固化,形成空穴输送层(40nm)。

接着,将得到的玻璃基板移送到真空蒸镀机中,按CBP+Ir(piq)3(40nm)、BAlq(10nm)、Alq3(30nm)、LiF(膜厚为0.5nm)、Al(膜 厚为100nm)的顺序进行蒸镀。

在电极形成后,不进行大气开放而在干燥氮环境中移动基板,用光固 化性环氧基树脂使在0.7mm的无碱玻璃上具有0.4mm的锪孔的密封玻璃 与ITO基板贴合,从而进行密封,由此制作多层结构的高分子型有机EL 元件。以后的操作在大气中、室温(25℃)下进行。

将该有机EL元件的ITO作为正极、将Al作为阴极而施加电压,结果 观测到在4V下红色发光,亮度1000cd/m2下的电流效率为5.0cd/A。此外, 电流电压特性通过ヒユ一レツトパツカ一ド公司制的微小电流计4140B测 定,发光亮度用フオトリサ一チ公司制的亮度计Pritchard 1980B测定。

另外,作为寿命特性,边施加恒定电流边通过TOPCON公司制BM-7 测定亮度,测定亮度由初期亮度(1000cd/m2)减半的时间,结果为50小 时。

[比较例1]

除了未形成空穴输送层以外,与实施例1相同地制造有机EL元件。 对该有机EL元件施加电压,结果观测到在4V下红色发光,亮度1000cd/m2下的电流效率为4.1cd/A,实施例1得到1.2倍的高效率。另外,对寿命特 性进行测定,结果4小时亮度减半,实施例1为13倍的长寿命。

[实施例2]

<有机EL元件的制作:空穴输送层为聚合层(有机薄膜)的例子(低 温固化、仅热处理)>

除了在空穴注入层上以3000min-1的转速旋涂由上述所得的低聚物13 (4.5mg)、引发剂(与实施例1相同)(0.45mg)、甲苯(1.2ml)混合 而成的涂布溶液后,在加热板上以120℃加热10分钟,使其固化,形成空 穴输送层(40nm)以外,与实施例1相同地制作元件。将该有机EL元件 的ITO作为正极、将Al作为阴极而施加电压,结果观测到在4.0V下红色 发光,亮度1000cd/m2下的电流效率为5.0cd/A。另外,对寿命特性进行测 定,结果140小时亮度减半。

<有机EL元件的制作:空穴注入层为聚合层的例子>

[实施例3]

在将ITO以1.6mm的宽度进行图案化而成的玻璃基板上,以3000min-1的转速旋涂由上述所得的低聚物A(4.5mg)光引发剂(与实施例1相同) (0.13mg)、甲苯(500μl)混合而成的涂布溶液。以后的操作在干燥氮环 境下进行。

接着,使用金属卤化物灯进行光照射(3J/cm2),在加热板上在120℃ 下加热15分钟、在180℃下加热60分钟,使其固化,形成空穴注入层 (40nm)。

接着,与实施例1相同地,按CBP+Ir(piq)3(40nm)、BAlq(10nm)、 Alq3(30nm)、LiF(膜厚为0.5nm)、Al(膜厚为100nm)的顺序进行蒸 镀,从而进行密封。

将该有机EL元件的ITO作为正极、将Al作为阴极而施加电压,结果 在4V下观测到红色发光,亮度1000cd/m2下的电流效率为5.5cd/A。

另外,测定亮度由初期亮度(1000cd/m2)减半的时间,结果为80小 时。

与将空穴注入层通过以往的PEDOT:PSS分散液形成的比较例1相比, 效率为1.3倍,寿命为20倍。

[实施例4]

<有机EL元件的制作:空穴注入层为聚合层的例子,低温固化、仅 热处理>

本实施例在干燥氮环境下进行。在将ITO以1.6mm的宽度进行图案化 而成的玻璃基板上,以3000min-1的转速旋涂由上述所得的低聚物5 (4.5mg)、引发剂(与实施例1相同)(0.45mg)、甲苯(1.2ml)混合 而成的涂布溶液后,在加热板上以120℃加热10分钟,使其固化,形成空 穴输送层(40nm),除此以外,与实施例1相同地制作元件。将该有机 EL元件的ITO作为正极、将Al作为阴极而施加电压,结果观测到在3.5V 红色发光,亮度1000cd/m2下的电流效率为6.0cd/A。另外,对寿命特性进 行测定,结果发现250小时亮度减半。

通过对实施例1~4和比较例1进行比较,发现实施例的有机EL元件 在发光效率及发光寿命的任一方面均优于比较例。这可以认为是,通过将 本发明中的聚合层作为空穴注入层或者空穴输送层使用,空穴可以效率良 好地向发光层注入、输送,因此发光效率提高,进而发光寿命延长。

<白色有机EL元件及照明装置的制作>

[实施例5]

与实施例1相同地使用PEDOT:PSS分散液来形成空穴注入层 (40nm)、使用低聚物A和光引发剂(与实施例1相同)形成聚合层(空 穴输送层)。

接着,在氮中以3000rpm的转速旋涂CDBP(15mg)、FIr(pic)(0.9mg)、 Ir(ppy)3(0.9mg)、(btp)2Ir(acac)(1.2mg)、二氯苯(0.5mL)的混合物, 接着在80℃下使其干燥5分钟,形成发光层(40nm)。进而,与实施例1 相同地按BAlq(10nm)、Alq3(30nm)、LiF(膜厚为0.5nm)、Al(膜 厚为100nm)的顺序进行蒸镀,进行密封处理,从而制作有机EL元件及 照明装置。

对该白色有机EL元件及照明装置施加电压,结果观测到均匀的白色 发光。

[比较例2]

除了未形成聚合层以外,与实施例5相同地制作白色有机EL元件及 照明装置。

对该白色有机EL元件及照明装置施加电压,结果虽然观测到白色发 光,但发光寿命为实施例5的1/4。

通过对以上的实施例5与比较例2进行比较,发现通过插入本发明中 的聚合层,能够稳定地驱动白色有机EL元件及照明装置。

[实施例6]

(聚合性的评价)

以3000rpm的转速在石英板上旋涂由下述化合物1(4.5mg)的甲苯溶 液(400μl)和下述离子化合物1(0.45g)的醋酸乙酯溶液(100μl)混合 而成的涂布溶液。然后,在加热板上以120℃加热10分钟,进行聚合反应。 在加热后,在甲苯∶醋酸乙酯(4∶1)的混合溶剂中浸渍石英板1分钟, 进行清洗。由清洗前后的UV-vis光谱中的吸收最大(λmax)的吸光度(Abs) 的比值测定残膜率。

清洗前:λmax=383nm,Abs=0.229

清洗后:λmax=383nm,Abs=0.228

残膜率(%)=清洗后Abs/清洗前Abs×100

          =0.228/0.229×100=99.6

化合物1(Mw=8,200,Mw/Mn=1.44,n为1以上的整数)

[实施例7]

除了将加热板上的加热温度设为180℃以外,全部以与实施例6相同 的方法测定残膜率。

[实施例8]

除了使用下述离子化合物2来代替离子化合物1以外,全部以与实施 例6相同的方法测定残膜率。

[实施例9]

除了将在加热板上的加热温度设为180℃以外,全部以与实施例8相 同的方法测定残膜率。

[比较例3]

除了使用下述离子化合物3来代替离子化合物1以外,全部以与实施 例6相同的方法测定残膜率。

[比较例4]

除了将在加热板上的加热温度设为180℃以外,全部以与比较例3相 同的方法测定残膜率。

[比较例5]

除了使用下述离子化合物4来代替离子化合物1以外,全部以与实施 例6相同的方法测定残膜率。

[比较例6]

除了将在加热板上的加热温度设为180℃以外,全部以与比较例5相 同的方法测定残膜率。

[比较例7]

除了使用下述离子化合物5来代替离子化合物1以外,全部以与实施 例6相同的方法测定残膜率。

[比较例8]

除了将在加热板上的加热温度设为180℃以外,全部以与比较例7相 同的方法测定残膜率。

在表4中,汇总了使用各离子化合物在120℃及180℃下对残膜率进行 评价的结果。发现在使用了本发明的离子化合物时,与使用了以往的鎓盐 型的固化剂时相比,在低温下效果更好。

表4

[实施例10]

在将ITO以1.6mm的宽度进行图案化而成的玻璃基板上,以3000rpm 的转速在玻璃基板上旋涂由化合物1(4.5mg)的甲苯溶液(400μl)和离 子化合物1(0.45g)的醋酸乙酯溶液(100μl)混合而成的涂布溶液。以后 的实验在干燥氮环境下进行。然后,在加热板上以180℃加热10分钟而使 其固化,从而形成空穴注入层(40nm)。

接着,在空穴注入层上以3000rpm的转速旋涂由下述结构式表示的聚 合物1(75质量份)、聚合物2(20质量份)、聚合物3(5质量份)形成 的混合物的甲苯溶液(1.0质量%),在加热板上以80℃加热5分钟,形 成聚合物发光层(膜厚为80nm)。此外,空穴注入层与发光层能够在不 相互溶解的情况下层叠。

(n为1以上的整数。)

进而,将得到玻璃基板移送到真空蒸镀机中,在上述发光层上,按Ba (膜厚为3nm)、Al(膜厚为100nm)的顺序形成电极。

在电极形成后,不进行大气开放而在干燥氮环境中移动基板,用光固 化性环氧基树脂使在0.7mm的无碱玻璃上具有0.4mm的锪孔的密封玻璃 与ITO图案玻璃基板贴合,从而进行密封,制作多层结构的高分子型有机 EL元件。以后的操作在大气中、室温(25℃)下进行。

将该有机EL元件的ITO作为正极、将Al作为阴极而施加电压,结果 观测到在约3V下绿色发光。亮度5000cd/m2下的电流效率为9.1cd/A,驱 动电压为4.9V。另外,作为寿命特性,施加电流密度为13mA/cm2的恒定 电流,测定亮度减半的时间,结果为340小时。

[比较例9]

除了将离子化合物1变更为离子化合物3以外,全部通过与实施例10 相同的方法制作多层结构的高分子型有机EL元件。将该有机EL元件的 ITO作为正极、将Al作为阴极而施加电压,结果观测到在约3.5V下绿色 发光。亮度5000cd/m2下的电流效率为6.9cd/A,驱动电压为5.9V。另外, 作为寿命特性,施加电流密度为14mA/cm2的恒定电流,测定亮度减半的 时间,结果为70小时。与实施例10相比,驱动电压高、亮度减半的时间 也大幅度缩短。

符号说明

1 发光层

2 阳极

3 空穴注入层

4 阴极

5 电子注入层

6 空穴输送层

7 电子输送层

8 基板

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号