まず、本明細書中で共通に用いる用語について説明する。本明細書において、特記しない限り、以下の説明のとおりである。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が例示される。
アルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキル基であってもよい。アルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。置換基を除いたアルキル基の炭素数は、通常、1〜20である。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ドデシル基が例示される。
アルキル基が有していてもよい置換基としては、素子の発光特性の観点から、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
アルケニル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルケニル基であってもよい。アルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。置換基を除いたアルケニル基の炭素数は、通常、2〜20である。
アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−へキセニル基、2−へキセニル基、3−へキセニル基、4−へキセニル基、5−へキセニル基、1−ヘプテニル基、2−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、4−ヘプテニル基、5−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、1−オクテニル基、2−オクテニル基、3−オクテニル基、4−オクテニル基、5−オクテニル基、6−オクテニル基、7−オクテニル基、1−シクロヘキセニル基、2−シクロヘキセニル基、3−シクロヘキセニル基が例示される。また、アルケニル基には、1,3−ブタジエニル基等のアルカジエニル基も含まれる。
アルケニル基が有していてもよい置換基としては、素子の発光特性の観点から、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
アルキニル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキニル基であってもよい。アルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。置換基を除いたアルキニル基の炭素数は、通常、2〜20である。
アルキニル基としては、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基、3−ヘキシニル基、4−ヘキシニル基、5−ヘキシニル基、1−ヘプチニル基、2−ヘプチニル基、3−ヘプチニル基、4−ヘプチニル基、5−ヘプチニル基、6−ヘプチニル基、1−オクチニル基、2−オクチニル基、3−オクチニル基、4−オクチニル基、5−オクチニル基、6−オクチニル基、7−オクチニル基、2−シクロヘキシニル基、3−シクロヘキシニル基、シクロヘキシルエチニル基が例示される。また、アルキニル基には、1,3−ブタジイニル基等のアルキジエニル基、2−ペンテン−4−イニル基等の二重結合と三重結合とを併せ持つ基も含まれる。
アルキニル基が有していてもよい置換基としては、素子の発光特性の観点から、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
アルコキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキルオキシ基であってもよい。アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。置換基を除いたアルコキシ基の炭素数は、通常、1〜20である。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、ドデシルオキシ基、メトキシメチルオキシ基、2−メトキシエチルオキシ基が例示される。
アルコキシ基が有していてもよい置換基としては、素子の発光特性の観点から、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
アルキルチオ基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキルチオ基であってもよい。アルキルチオ基は、置換基を有していてもよい。アルキルチオ基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。置換基を除いたアルキルチオ基の炭素数は、通常、1〜20である。
アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、3,7−ジメチルオクチルチオ基、ドデシルチオ基が例示される。
アルキルチオ基が有していてもよい置換基としては、素子の発光特性の観点から、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
アルキルシリル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキルシリル基であってもよい。アルキルシリル基は、置換基を有していてもよい。アルキルシリル基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。置換基を除いたアルキルシリル基の炭素数は、通常、1〜20である。
アルキルシリル基としては、メチルシリル基、ジメチルシリル基、トリメチルシリル基、エチルシリル基、ジエチルシリル基、トリエチルシリル基、ブチルシリル基、イソブチルシリル基、sec−ブチルシリル基、tert−ブチルシリル基、ジブチルシリル基、トリブチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、ジメチルオクチルシリル基、シクロヘキシルジメチルシリル基、トリシクロヘキシルシリル基が例示される。また、アルキルシリル基には、シラシクロブタン−1−イル基、1−メチルシラシクロヘキサン−1−イル基等のシラシクロアルカン−1−イル基も含まれる。
アルキルシリル基が有していてもよい置換基としては素子の発光特性の観点から、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
アリール基は、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、縮合環を持つ基、独立したベンゼン環又は縮合環のいずれか又は両方の2個以上が直接又はビニレン基等を介して結合した基も含まれる。アリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。アリール基の置換基を除いた部分の炭素数は、通常、6〜60である。
アリール基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−アズレニル基、2−アズレニル基、3−アズレニル基、4−アズレニル基、5−アズレニル基、6−アズレニル基、7−アズレニル基、8−アズレニル基、1−フルオレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、9−フルオレニル基、1−ビフェニレニル基、2−ビフェニレニル基、2−ペリレニル基、3−ペリレニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、7−(2−アントリル)−2−ナフチル基が例示される。
アリール基が有していてもよい置換基としては、素子の発光特性の観点から、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
アリールオキシ基は、−OAr(式中、Arはアリール基を表し、以下、同様である。)で表される基である。アリール基は前記と同様である。アリールオキシ基は、置換基を有していてもよい。アリールオキシ基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。アリール基の置換基を除いた部分の炭素数は、通常、6〜60である。
アリールオキシ基としては、フェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、1-アントリルオキシ基、2−アントリルオキシ基、9―アントリルオキシ基、1−ピレニルオキシ基、2−ピレニルオキシ基、4−ピレニルオキシ基、1−フェナントリルオキシ基、2−フェナントリルオキシ基、3−フェナントリルオキシ基、4−フェナントリルオキシ基、9−フェナントリルオキシ基、1−アズレニルオキシ基、2−アズレニルオキシ基、3−アズレニルオキシ基、4−アズレニルオキシ基、5−アズレニルオキシ基、6−アズレニルオキシ基、7−アズレニルオキシ基、8−アズレニルオキシ基、1−フルオレニルオキシ基、2−フルオレニルオキシ基、3−フルオレニルオキシ基、4−フルオレニルオキシ基、9−フルオレニルオキシ基、1−ビフェニレニルオキシ基、2−ビフェニレニルオキシ基、2−ペリレニルオキシ基、3−ペリレニルオキシ基、2−ビフェニリルオキシ基、3−ビフェニリルオキシ基、4−ビフェニリルオキシ基、7−(2−アントリル)−2−ナフチルオキシ基が例示される。
アリールオキシ基が有していてもよい置換基としては、素子の発光特性の観点から、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
アリールシリル基は、−SiH2Ar、−SiHAr2又は−SiAr3で表される基である。Arが複数ある場合、それらは同一であっても異なってもよい。アリールシリル基は、置換基を有していてもよい。アリールシリル基が置換基を有する場合、置換基は一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。アリールシリル基の置換基を除いた部分の炭素数は、通常、6〜60である。
アリールシリル基としては、フェニルシリル基、ジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、1−ナフチルシリル基、ジ(1−ナフチル)シリル基、トリス(1−ナフチル)シリル基、ジ(1−ナフチル)フェニルシリル基、1-アントリルシリル基、9―アントリルシリル基、1−ピレニルシリル基、2−ピレニルシリル基、1−フルオレニルシリル基、1−ビフェニレニルシリル基、ジ(1−ビフェニレニル)シリル基、ジ(4−ビフェニリル)シリル基、7−(2−アントリル)−2−ナフチルシリル基が例示される。
アリールシリル基が有していてもよい置換基としては、素子の発光特性の観点から、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シアノ基が好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極及び陰極と、該陽極及び陰極の間に設けられた正孔輸送層及び発光層とを備える。陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を有していてもよく、発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層を有していてもよい。また、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層は、それぞれ独立に、2層以上であってもよい。以下、正孔注入層と電子注入層を総称して「電荷注入層」と言う。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、正孔輸送層が2層以上存在する場合、少なくとも1層が、
1)2,2'−ビピリジン及び/又は2,2'−ビピリジン誘導体と、2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物との混合物、
2)非置換又は置換の2,2'−ビピリジンジイル基からなる構成単位と、2価の芳香族アミン残基からなる構成単位及び非置換又は置換のアリーレン基からなる構成単位よりなる群から選ばれる少なくとも一種の構成単位とを有する2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物、
又は、これらの組み合わせ
を含有していればよい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記正孔輸送層と前記発光層とが接しており、かつ、前記正孔輸送層と前記陽極との間に正孔注入層を備えていることが、駆動電圧、及び、素子寿命の観点から、好ましい。
発光層とは、素子としての発光を主として担っている層を意味する。
正孔輸送層とは、主として正孔を輸送する機能を有し、実質的に発光しない層を意味する。この正孔輸送層が発する発光エネルギーは、有機エレクトロルミネッセンス素子が発する発光エネルギー全体の5%以下であることが好ましい。
電子輸送層とは、主として電子を輸送する機能を有し、実質的に発光しない層を意味する。この電子輸送層が発する発光エネルギーは、有機エレクトロルミネッセンス素子が発する発光エネルギー全体の5%以下であることが好ましい。
これらの電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う。
電荷注入層とは、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有する層を意味する。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構造としては、以下のa)〜g)の構造が例示される。
a)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
b)陽極/正孔輸送層/正孔輸送層/発光層/陰極
c)陽極/正孔輸送層/正孔輸送層/正孔輸送層/発光層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/発光層/発光層/陰極
e)陽極/正孔輸送層/正孔輸送層/発光層/発光層/陰極
f)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
g)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子輸送層/陰極
(ここで、/は各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。)
積層する層の順番や数、及び各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して用いることができる。
また、電極からの電荷注入性の改善のために、電極に隣接して前記の電荷注入層又は厚さ2nm以下の絶縁層を設けてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために電荷輸送層や発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。
前記絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等が挙げられる。
前記厚さ2nm以下の絶縁層を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子としては、陰極に隣接して厚さ2nm以下の絶縁層を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子、陽極に隣接して厚さ2nm以下の絶縁層を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光特性の観点から、
1)2,2'−ビピリジン及び/又は2,2'−ビピリジン誘導体と、2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物との混合物(以下、「材料1」とも言う。)、
2)非置換又は置換の2,2'−ビピリジンジイル基からなる構成単位と、2価の芳香族アミン残基からなる構成単位及び非置換又は置換のアリーレン基からなる構成単位よりなる群から選ばれる少なくとも一種の構成単位とを有する2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物(以下、「材料2」とも言う。)、
又は、これらの組み合わせ
を含有する正孔輸送層が、発光層に隣接していることが好ましく、発光層に隣接して存在し、かつ、前記正孔輸送層と陽極との間に正孔注入層が存在することがより好ましく、発光層及び正孔注入層に隣接していることがさらに好ましい。
<正孔輸送層>
次に、前記正孔輸送層について説明する。
(材料1:2,2'−ビピリジン及び/又は2,2'−ビピリジン誘導体と、2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物との混合物)
前記2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物は、下記式(2)で表される高分子化合物であることが好ましい。
(2)
〔式(2)中、Am
2pは2価の芳香族アミン残基を表し、Ar
2pは非置換又は置換のアリーレン基を表す。n
22p及びn
23pは、それぞれ独立に、該高分子化合物中のAm
2pで表される2価の芳香族アミン残基とAr
2pで表される非置換又は置換のアリーレン基とのモル比を表す数であるが、n
22p+n
23p=1、0.001≦n
22p≦1、及び、0≦n
23p≦0.999を満たす数である。Am
2pが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ar
2pが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。〕
式(2)中、Am2pは複数存在してもよく、該高分子化合物の合成の観点からは、全てのAm2pが同一であることが好ましく、発光特性の観点からは、複数のAm2pは異なること(即ち、式(2)中にAm2pが複数種存在していること)が好ましい。
Am2pで表される2価の芳香族アミン残基は、芳香族アミンから水素原子2個を除いた原子団を意味する。2価の芳香族アミン残基は、置換基を有してもよく、置換基を除いた部分の炭素数は、通常、12〜100であり、好ましくは18〜60である。
前記2価の芳香族アミン残基が有する置換基としては、2,2'−ビピリジンジイル基非含有高分子化合物の合成の観点からは、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基が好ましく、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基がより好ましい。
前記2価の芳香族アミン残基としては、下記式Am1〜Am31で表される基が挙げられ、素子の作製に用いた場合の該素子の正孔輸送性、発光特性の観点からは、式Am1〜Am5、式Am10〜Am16、式Am19、式Am21、式Am23、式Am25、式Am27、式Am30で表される基が好ましく、式Am12〜Am16、式Am19、式Am21、式Am23、式Am25、式Am27、式Am30で表される基がより好ましく、2,2'−ビピリジンジイル基非含有高分子化合物の合成の観点からは、式Am1〜Am5、式Am10〜Am12、式Am14、式Am15、式Am21、式Am27で表される基が好ましく、式Am1〜Am5、式Am10〜Am12、式Am14、式Am15で表される基がより好ましい。2価の芳香族アミン残基は、置換基を有していてもよい。
式(2)中、Ar2pは複数存在していてもよく、該高分子化合物の合成の観点からは、全てのAr2pが同一であることが好ましく、発光特性の観点からは、複数のAr2pは異なること(即ち、式(2)中にAr2pが複数種存在していること)が好ましい。また、素子の寿命特性、及び、電荷輸送特性の観点から、前記Ar2pで表される非置換又は置換のアリーレン基が、非置換又は置換のフルオレンジイル基及び非置換又は置換のフェニレンジイル基よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことが特に好ましい。
Ar2pで表される非置換又は置換のアリーレン基は、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、縮合環を持つ基、独立したベンゼン環又は縮合環のいずれか又は両方の2個以上が直接又はビニレン基等を介して結合した基を含む。アリーレン基は置換基を有していてもよい。
前記アリーレン基が有する置換基は、一つであっても複数であってもよく、複数ある場合は同一であっても異なってもよい。
前記アリーレン基の置換基を除いた部分の炭素数は、通常、6〜60であり、置換基を含めた炭素数は、通常、6〜100である。
前記アリーレン基が有する置換基としては、2,2'−ビピリジンジイル基非含有高分子化合物の合成の観点からは、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基が好ましく、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基がより好ましい。
前記アリーレン基としては、フェニレン基(式Ar1〜Ar3)、ナフタレンジイル基(式Ar4〜Ar13)、アントラセンジイル基(式Ar14〜Ar19)、ビフェニルジイル基(式Ar20〜Ar25)、ターフェニルジイル基(式Ar26〜Ar28)、縮合環基(式Ar29〜Ar35)、フルオレンジイル基(式Ar36〜Ar48)、ベンゾフルオレンジイル基(式Ar49〜Ar67)が挙げられ、素子の作製に用いた場合の該素子の発光特性の観点からは、フェニレン基、ビフェニルジイル基、ターフェニルジイル基、フルオレンジイル基が好ましく、フェニレン基、フルオレンジイル基がより好ましく、2,2'−ビピリジンジイル基非含有高分子化合物の合成の観点からは、式Ar1、式Ar4、式Ar7、式Ar12〜Ar14、式Ar16、式Ar17、式Ar19〜Ar21、式Ar23、式Ar26、式Ar27、式Ar29〜Ar33、式Ar35〜Ar37、式Ar40、式Ar41、式Ar43〜Ar46、式Ar49〜Ar67で表される基が好ましい。なお、これらの基は、置換基を有していてもよい。
式(2)中、n22pは、該高分子化合物の合成の観点からは、0.001≦n22p≦0.5を満たす数が好ましく、0.001≦n22p≦0.4を満たす数がより好ましく、0.001≦n22p≦0.3を満たす数が更に好ましいが、発光特性、正孔輸送性の観点からは、0.1≦n22p≦0.999を満たす数が好ましく、0.2≦n22p≦0.999を満たす数がより好ましく、0.4≦n22p≦0.999を満たす数が更に好ましい。
式(2)で表される高分子化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子の寿命特性の観点から、ポリスチレン換算の数平均分子量が、1×103〜1×108であることが好ましく、1×103〜1×107であることがより好ましく、ポリスチレン換算の重量平均分子量が、1×103〜1×108であることが好ましく、1×103〜1×107であることがより好ましい。数平均分子量及び重量平均分子量は、例えば、サイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)を用いて測定することができる。
式(2)で表される高分子化合物は、交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれかであってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分子化合物、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。
式(2)で表される高分子化合物としては、以下の式(EX2−1P)〜(EX2−3P)で表される高分子化合物が例示される。
(EX2−1P)
〔式(EX2−1P)中、X
exは、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。n
ex12及びn
ex13は、n
ex12+n
ex13=1、0.01≦n
ex12≦0.9、及び、0.1≦n
ex13≦0.99を満たす数である。複数あるX
exは、同一であっても異なっていてもよい。〕
(EX2−2P)
〔式(EX2−2P)中、X
exは前記と同様である。R
exは、アルキル基又はアルケニル基を表す。n
ex14、n
ex15及びn
ex16は、n
ex14+n
ex15+n
ex16=1、0.01≦n
ex14≦0.4、0.01≦n
ex15≦0.6、及び、0≦n
ex16≦0.98を満たす数である。複数あるX
exは、同一であっても異なっていてもよい。R
exが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。〕
(EX2−3P)
〔式(EX2−3P)中、X
exは前記と同様である。R
exは、アルキル基又はアルケニル基を表す。n
ex17、n
ex18及びn
ex19は、n
ex17+n
ex18+n
ex19=1、0.01≦n
ex17≦0.4、0.01≦n
ex18≦0.6、及び、0≦n
ex19≦0.98を満たす数である。複数あるX
exは、同一であっても異なっていてもよい。複数あるR
exは、同一であっても異なっていてもよい。〕
前記2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物には、以上で説明した前記式(2)で表される高分子化合物等の2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物を分子間又は分子内で架橋してなる高分子化合物も含む。
2,2'−ビピリジン及び2,2'−ビピリジン誘導体の分子量は、通常、156〜1500であり、184〜800が好ましい。
前記式中、Xexで表されるアルキル基、アリール基は、前記と同様である。また、前記式中、Rexで表されるアルキル基、アルケニル基は、前記と同様である。
2,2'−ビピリジン又は2,2'−ビピリジン誘導体としては、下記式(3)で表される化合物が好ましい。
(3)
〔式(3)中、E
3m及びR
3mは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルケニル基、非置換若しくは置換のアルキニル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアルキルチオ基、非置換若しくは置換のアルキルシリル基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、又は非置換若しくは置換のアリールシリル基を表す。X
3mは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のアルカンジイル基、非置換若しくは置換のアルケンジイル基、又は非置換若しくは置換のアルキンジイル基を表す。複数あるE
3mは、同一であっても異なっていてもよい。複数あるR
3mは、同一であっても異なっていてもよい。m
31mは、0〜3の整数を表す。m
32mは、1〜3の整数を表す。m
31mが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。X
3mが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。〕
式(3)中、E3mは、式(3)で表される化合物の合成の観点からは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基、非置換又は置換のアリール基であることが好ましく、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアリール基であることがより好ましく、式(3)で表される化合物の有機溶媒への溶解性の観点からは、ハロゲン原子、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基、非置換又は置換のアリール基であることが好ましく、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基であることがより好ましく、発光特性の観点からは、水素原子、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基、非置換又は置換のアルコキシ基、非置換又は置換のアリール基、非置換又は置換のアリールオキシ基が好ましく、水素原子、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルコキシ基、非置換又は置換のアリール基がより好ましい。なお、式(3)で表される化合物の合成の観点から、全てのE3mは同一であることが好ましい。
式(3)中、R3mは、式(3)で表される化合物の合成の観点からは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基、非置換又は置換のアリール基であることが好ましく、水素原子、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアリール基であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましく、式(3)で表される化合物の有機溶媒への溶解性の観点からは、ハロゲン原子、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基、非置換又は置換のアリール基であることが好ましく、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基であることがより好ましく、発光特性の観点からは、水素原子、水酸基、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基、非置換又は置換のアルコキシ基、非置換又は置換のアリール基、非置換又は置換のアリールオキシ基が好ましく、水素原子がより好ましい。
式(3)中、X3mは、非置換又は置換のアリーレン基、非置換又は置換のアルカンジイル基であることが好ましい。X3mが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。X3mは、非置換又は置換のアリーレン基は、前記と同様である。
X3mで表されるアルカンジイル基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタエチレン基、ヘキサエチレン基、ヘプタエチレン基が挙げられる。このアルカンジイル基は、置換基を有していてもよい。
X3mで表されるアルケンジイル基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1,2−ブタジエニレン基、1,3−ブタジエニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1,2−ペンタジエニレン基、1,3−ペンタジエニレン基、1,4−ペンタジエニレン基、2,3−ペンタジエニレン基、2,4−ペンタジエニレン基、1-ヘキセニレン基、2-ヘキセニレン基、3-ヘキセニレン基が挙げられる。このアルケンジイル基は、置換基を有していてもよい。
X3mで表されるアルキンジイル基としては、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、1−ブチニレン基、2−ブチニレン基、1,3−ブチジニレン基が挙げられる。このアルキンジイル基は、置換基を有していてもよい。
式(3)中、m32mは、寿命特性の観点から、1であることが好ましい。
式(3)で表される化合物としては、下記式(4)又は(5)で表される化合物が好ましい。
(4)
〔式(4)中、E
4mは、水素原子、水酸基、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアルコキシ基を表す。複数あるE
4mは、同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも1個は、水酸基、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアルコキシ基を表す。〕
(5)
〔式(5)中、E
5mは、水素原子、水酸基、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアルコキシ基を表す。複数あるE
5mは、同一であっても異なっていてもよい。X
5mは、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換のアルカンジイル基を表す。m
5mは1〜3の整数を表す。X
5mが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。〕
式(4)中、E4mは、発光特性の観点から、水酸基、非置換又は置換のアルキル基であることが好ましい。E4mが水酸基、非置又は置換のアルキル基である場合、式(4)で表される化合物は、下記式(4−1)〜(4−10)で表される化合物であるが、合成の観点から、式(4−1)、式(4−5)、式(4−8)、式(4−10)で表される化合物が好ましい。また、全てのE4mは同一であることが好ましい。
〔式(4−1)〜(4−10)中、E
41mは、水酸基、又は非置換若しくは置換のアルキル基を表す。複数あるE
41mは、同一であっても異なっていてもよい。〕
式(5)中、E5mは、発光特性の観点から、水酸基、非置換又は置換のアルキル基であることが好ましい。また、式(5)で表される化合物の合成の観点から、全てのE5mは同一であることが好ましい。
式(5)中、m5mは、式(5)で表される化合物の合成の観点から、1又は3であることが好ましい。
式(5)中、m5mが1である場合、発光特性の観点からは、X5mは非置換又は置換のアルカンジイル基であることが好ましく、(5)で表される化合物の合成の観点からは、X5mは非置換又は置換のアリーレン基であることが好ましい。X5mで表されるアルカンジイル基、アリーレン基は、前記と同様である。
式(5)中、m5mが3である場合、式(5)で表される化合物は、下記式(5−1)〜(5−8)で表される化合物であることが好ましく、下記式(5−3)又は(5−7)で表される化合物であることがより好ましい。
〔式(5−1)〜(5−8)中、E
5mは、前記と同様である。R
51mは、非置換又は置換のアルカンジイル基(このアルカンジイル基は、前記と同様である。)を表す。Ar
51mは、非置換又は置換のアリーレン基(このアリーレン基は、前記と同様である。)を表す。R
51mが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ar
51mが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。〕
式(3)〜(5)、式(4−1)〜(4−10)、式(5−1)〜(5−8)で表される化合物の融点は、発光特性の観点からは、10〜500℃が好ましく、30〜400℃がより好ましく、40〜300℃が更に好ましい。
式(3)〜(5)、式(4−1)〜(4−10)、式(5−1)〜(5−8)で表される化合物の25℃における飽和蒸気圧は、発光特性の観点から、1×10-3Torr以下が好ましく、1×10-4Torr以下がより好ましく、1×10-5Torr以下が更に好ましい。
式(3)〜(5)、式(4−1)〜(4−10)、式(5−1)〜(5−8)で表される化合物は、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ベンゾフェノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、1,2−プロパンジオール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2−ヘキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒のいずれか又は複数の溶媒に対して、25℃において、0.5重量%以上の濃度となるように溶解させることができる化合物であることが好ましく、1重量%以上の濃度で溶解させることができる化合物であることがより好ましく、5重量%以上の濃度で溶解させることができる化合物であることが更に好ましく、10重量%以上の濃度で溶解させることができる化合物であることが特に好ましい。
前記正孔輸送層に含まれる2,2'−ビピリジン及び2,2'−ビピリジン誘導体の割合(合計割合)は、駆動電圧、及び、素子寿命の観点から、0.01〜50重量%であることが好ましく、0.01〜40重量%であることがより好ましい。
(材料2:非置換又は置換の2,2'−ビピリジンジイル基からなる構成単位と、2価の芳香族アミン残基からなる構成単位及び非置換又は置換のアリーレン基からなる構成単位よりなる群から選ばれる少なくとも一種の構成単位とを有する2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物)
前記2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物が有する非置換又は置換の2,2’−ビピリジンジイル基からなる繰り返し単位の置換基を含めた炭素数は、通常、10〜100である。
材料2における、2価の芳香族アミン残基、非置換又は置換のアリーレン基は、前記2,2'−ビピリジンジイル基非含有高分子化合物と同様である。
前記2,2’−ビピリジンジイル基からなる繰り返し単位が有する置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル基が挙げられる。
前記2,2’−ビピリジンジイル基としては、下記式Bpy1〜Bpy16で表される基が挙げられる。これらの基に含まれる水素原子の一部又は全部は、置換基で置換されていてもよい。
前記2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物は、下記式(1)で表される高分子化合物であることが好ましい。
(1)
〔式(1)中、Bpy
1pは、非置換又は置換の2,2'−ビピリジンジイル基を表す。Am
1pは、2価の芳香族アミン残基を表す。Ar
1pは、非置換又は置換のアリーレン基を表す。n
11p、n
12p及びn
13pは、それぞれ独立に、該高分子化合物中のBpy
1pで表される非置換又は置換の2,2'−ビピリジンジイル基とAm
1pで表される2価の芳香族アミン残基とAr
1pで表される非置換又は置換のアリーレン基とのモル比を表す数であるが、n
11p+n
12p+n
13p=1、0.001≦n
11p≦0.999、0.001≦n
12p≦0.999、及び、0≦n
13p≦0.998を満たす数である。Bpy
1pが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。Am
1pが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ar
1pが複数ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。〕
式(1)中、Bpy1pで表される非置換又は置換の2,2’−ビピリジンジイル基としては、前記式Bpy1〜Bpy16で表される基が好ましいが、該2,2’−ビピリジンジイル基は、結合基の位置の違いにより、下記式(1−2)又は下記式(1−3)で表される基に分類される。前記式(1)中、Bpy1pは、素子の駆動中の電圧上昇をより抑える観点からは、前記下記式(1−2)で表される基であることが好ましく、素子の作製に用いた場合の発光寿命の観点からは、式(1−3)で表される基が好ましい。
(1−2)
〔式(1−2)中、R
1pは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルケニル基、非置換若しくは置換のアルキニル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアルキルチオ基、非置換若しくは置換のアルキルシリル基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、又は非置換若しくは置換のアリールシリル基を表す。複数あるR
1pは、同一であっても異なっていてもよい。〕
(1−3)
〔式(1−3)中、R
1pは、前記と同様である。複数あるR
1pは、同一であっても異なっていてもよい。〕
前記式(1−2)、(1−3)中、R1pは、素子の作製に用いた場合の該素子の発光特性の観点からは、水素原子、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基、非置換又は置換のアリール基、水酸基が好ましく、水素原子、非置換又は置換のアルキル基がより好ましく、水素原子が更に好ましく、2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の合成の観点からは、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基、非置換又は置換のアルコキシ基、非置換又は置換のアリール基、非置換又は置換のアリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基が好ましく、素子にした場合の駆動電圧又は発光寿命の観点からは、水素原子、非置換又は置換のアルキル基、非置換又は置換のアルケニル基、非置換又は置換のアルキニル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
前記式(1−2)で表される基としては、下記式(1−2−1)〜(1−2−10)で表される基が挙げられ、2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の合成の観点からは、式(1−2−1)〜(1−2−4)で表される基が好ましい。式中のR1は、前記R1pと同様の意味を有する。複数あるR1は、同一であっても異なっていてもよい。
前記式(1−3)で表される基としては、下記式(1−3−1)〜(1−3−6)で表される基が挙げられ、2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の合成の観点からは、式(1−3−2)、式(1−3−3)、式(1−3−5)で表される基が好ましい。式中のR1は、前記R1と同様の意味を有する。複数あるR1は、同一であっても異なっていてもよい。
前記式(1)中、Am1pで表される2価の芳香族アミン残基としては、前記2価の芳香族アミン残基と同様の基が挙げられる。Am1pが複数ある場合、同一であっても異なっていてもよいが、2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の合成の観点からは、同一であることが好ましく、素子の作製に用いた場合の該素子の発光特性の観点からは、異なっていること(即ち、式(1)中にAm1pが複数種存在していること)が好ましい。
前記式(1)中、Ar1pで表される非置換又は置換のアリーレン基としては、前記アリーレン基と同様の基が挙げられる。Ar1pが複数ある場合、同一であっても異なっていてもよいが、2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の合成の観点からは、同一であることが好ましく、素子にした場合の発光寿命の観点からは、異なっていること(即ち、式(1)中にAr1pが複数種存在していること)が好ましい。
前記式(1)中、n11pは、2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の合成の観点からは、0.001≦n11p≦0.5を満たす数が好ましく、0.001≦n11p≦0.2を満たす数がより好ましく、0.001≦n11p≦0.1を満たす数が特に好ましく、素子の作製に用いた場合の該素子の発光特性の観点からは、0.001≦n11p≦0.3を満たす数が好ましく、0.005≦n11p≦0.2が満たす数がより好ましく、0.01≦n11p≦0.1を満たす数が特に好ましい。
前記式(1)中、n12pは、2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の合成の観点からは、0.001≦n12p≦0.5を満たす数が好ましく、0.001≦n12p≦0.4を満たす数がより好ましく、0.001≦n12p≦0.3を満たす数が特に好ましく、素子の作製に用いた場合の該素子の発光特性、正孔輸送性の観点からは、0.1≦n12p≦0.999を満たす数が好ましく、0.2≦n12p≦0.999を満たす数がより好ましく、0.4≦n12p≦0.999を満たす数が特に好ましい。
前記式(1)で表される2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物は、素子の作製に用いた場合の該素子の寿命特性の観点から、ポリスチレン換算の数平均分子量が、1×103〜1×108であることが好ましく、1×103〜1×107であることがより好ましく、ポリスチレン換算の重量平均分子量が、1×103〜1×108であることが好ましく、1×103〜1×107であることがより好ましい。この数平均分子量及び重量平均分子量は、例えば、サイズエクスクルージョンクロマトグラフィーを用いて測定することができる。
前記式(1)で表される2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物は、交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれかであってもよい。
式(1)で表される2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物としては、以下の式(EX1−1P)〜(EX1−3P)で表される高分子化合物が挙げられる。
(EX1−1P)
〔式(EX1−1P)中、X
exは、前記と同様である。複数あるX
exは、同一であっても異なっていてもよい。n
ex1、n
ex2及びn
ex3は、それぞれ独立に、0.01≦n
ex1≦0.3を満たす数、0.01≦n
ex2≦0.89を満たす数、及び、0.1≦n
ex3≦0.98を満たす数であり、かつ、n
ex1+n
ex2+n
ex3=1を満たす数である。〕
(EX1−2P)
〔式(EX1−2P)中、X
ex及びR
exは、前記と同様である。n
ex4、n
ex5、n
ex6及びn
ex7は、それぞれ独立に、0.01≦n
ex4≦0.3を満たす数、0.01≦n
ex5≦0.4を満たす数、0.01≦n
ex6≦0.6を満たす数、及び、0≦n
ex7≦0.97を満たす数であり、かつ、n
ex4+n
ex5+n
ex6+n
ex7=1を満たす数である。〕
(EX1−3P)
〔式(EX1−3P)中、X
ex及びR
exは、前記と同様である。n
ex8、n
ex9、n
ex10及びn
ex11は、それぞれ独立に、0.01≦n
ex8≦0.3を満たす数、0.01≦n
ex9≦0.4を満たす数、0.01≦n
ex10≦0.6を満たす数、及び、0≦n
ex11≦0.97を満たす数であり、かつ、n
ex8+n
ex9+n
ex10+n
ex11=1を満たす数である。〕
前記2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物、及び、前記2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物を正孔輸送層に含む場合、それぞれの好ましい割合は、前述の通りである。
前記2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物、前記2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物は、如何なる方法で製造してもよいが、モノマーとなる重合反応性基を複数有する化合物を、必要に応じて、有機溶媒に溶解し、アルカリや適切な触媒を用い、有機溶媒の融点以上沸点以下の温度で反応させることにより製造することができる。これは、“オルガニック リアクションズ(Organic Reactions)”,第14巻,270−490頁,ジョンワイリー アンド サンズ(John Wiley&Sons,Inc.),1965年、“オルガニック シンセシーズ(Organic Syntheses)”,コレクティブ第6巻(Collective Volume VI),407−411頁,ジョンワイリー アンド サンズ(John Wiley&Sons,Inc.),1988年、ケミカル レビュー(Chem.Rev.),第95巻,2457頁(1995年)、ジャーナル オブ オルガノメタリック ケミストリー(J.Organomet.Chem.),第576巻,147頁(1999年)、マクロモレキュラー ケミストリー マクロモレキュラー シンポジウム(Macromol.Chem.,Macromol.Symp.),第12巻,229頁(1987年)及び特開2009−108313号公報等に記載されている。
前記2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の製造方法を、前記式(1)で表される2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物を一例として説明すると、式:Y−Bpy1p−Yで示される化合物と、式:Y−Am1p−Yで示される化合物と、式:Y−Ar1p−Yで示される化合物とを縮合重合させることにより製造することができる。これらの式中、Bpy1p、Am1p及びAr1pは、前記式(1)中のBpy1p、Am1p及びAr1pと同様であり、Yは、重合反応性基を表す。式中に2つあるYは、同一であっても異なっていてもよい。
前記2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物についても、前記式(1)で表される2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物と同様にして製造することができる。ここで、前記式(2)で表される高分子化合物で表される2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物を一例として説明すると、式:Y−Am2p−Yで示される化合物と、式:Y−Ar2p−Yで示される化合物とを縮合重合させることにより製造することができる。これらの式中、Am2p及びAr2pは、前記式(2)中のAm2p及びAr2pと同様である。
前記重合反応性基としては、ハロゲン原子、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、アリールアルキルスルホニルオキシ基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ホウ酸残基(−B(OH)2)、ホルミル基、シアノ基、ビニル基が挙げられる。
前記重合反応性基であるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
前記重合反応性基であるアルキルスルホニルオキシ基としては、メタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基が挙げられる。
前記重合反応性基であるアリールスルホニルオキシ基としては、ベンゼンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ基が挙げられる。
前記重合反応性基であるアリールアルキルスルホニルオキシ基としては、ベンジルスルホニルオキシ基が挙げられる。
前記重合反応性基であるホウ酸エステル残基としては、下記式で示される基が挙げられる。
(式中、Meはメチル基、Etはエチル基を表し、以下、同様である。)
前記重合反応性基であるスルホニウムメチル基としては、下記式で示される基が挙げられる。
−CH2S+Me2X-、−CH2S+Ph2X-
(式中、Xはハロゲン原子を表す。Phはフェニル基を表し、以下、同様である。)
前記重合反応性基であるホスホニウムメチル基としては、下記式で示される基が挙げられる。
−CH2P+Ph3X-
(式中、Xは前記と同様である。)
前記重合反応性基であるホスホネートメチル基としては、下記式で示される基が挙げられる。
−CH2PO(OR’)2
(式中、R’は非置換若しくは置換のアルキル基又は非置換若しくは置換のアリール基を表す。2個あるR’は、同一であっても異なっていてもよい。)
前記重合反応性基であるモノハロゲン化メチル基としては、フルオロメチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基が挙げられる。
前記重合反応性基は、Yamamotoカップリング反応等のニッケルゼロ価錯体を用いる場合には、ハロゲン原子、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、アリールアルキルスルホニルオキシ基等であり、Suzukiカップリング反応等のニッケル触媒又はパラジウム触媒を用いる場合には、アルキルスルホニルオキシ基、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基等である。
前記2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物、前記2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物は、その純度が発光特性等の素子の性能に影響を与えるため、モノマーとなる重合反応性基を複数有する化合物を蒸留、昇華精製、再結晶等の方法で精製した後に重合することが好ましい。また、重合後、得られた2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物、2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物に対して、再沈精製、クロマトグラフィーによる分別等の純化処理をすることが好ましい。
次に、正孔輸送層を形成する方法について説明する。
正孔輸送層を形成する方法としては、例えば、
A)前記2,2'−ビピリジン及び/又は2,2'−ビピリジン誘導体と、2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物との混合物、並びに有機溶媒を含む、第一の組成物、
B)前記非置換又は置換の2,2'−ビピリジンジイル基からなる構成単位と、2価の芳香族アミン残基からなる構成単位及び非置換又は置換のアリーレン基からなる構成単位よりなる群から選ばれる少なくとも一種の構成単位とを有する2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物、並びに有機溶媒を含む、第二の組成物、
又は、これらの組み合わせ[即ち、A)とB)との組み合わせ]
を用いる方法が挙げられる。
このように、有機溶媒を含む第一の組成物又は第二の組成物(以下、これらを総称して、「溶液」と言う。)として正孔輸送層を形成する方法は、該溶液を塗布した後、有機溶媒を乾燥させることにより除去するだけでよいため、製造上有利である。
前記有機溶媒としては、前記溶液に含まれる固形分を溶解させることができるものであればよい。この有機溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒;テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒が例示され、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、n−ブチルベンゼンが好ましい。なお、これらの溶媒としては、前記溶液に含まれる固形分を0.1重量%以上溶解させることができるものが特に好ましい。
溶液中の溶媒の種類は、成膜性の観点や素子特性等の観点から、2種以上が好ましく、2〜3種がより好ましく、2種が特に好ましい。
溶液中に2種の溶媒が含まれる場合、そのうちの1種の溶媒は25℃において固体状態でもよい。成膜性の観点から、1種の溶媒は沸点が180℃以上の溶媒であることが好ましく、200℃以上の溶媒であることがより好ましい。また、粘度の観点から、2種の溶媒が共に、60℃において1重量%以上の濃度で、2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物又は2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物を溶解させることができるものであることが好ましく、2種の溶媒のうちの1種の溶媒には、25℃において1重量%以上の濃度で、2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物又は2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物を溶解させることができるものであることがより好ましい。
前記正孔輸送層の形成には、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、ノズルコート法等の印刷法等の塗布法を採用することができる。
前記印刷法を採用した場合、第一の組成物における有機溶媒以外の成分を100重量部とすると、前記2,2'−ビピリジン及び/又は2,2'−ビピリジン誘導体と、2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物との混合物の割合は、通常、20〜100重量部であり、好ましくは40〜100重量部である。
前記印刷法を採用した場合、第二の組成物における有機溶媒以外の成分を100重量部とすると、前記非置換又は置換の2,2'−ビピリジンジイル基からなる構成単位と、2価の芳香族アミン残基からなる構成単位及び非置換又は置換のアリーレン基からなる構成単位よりなる群から選ばれる少なくとも一種の構成単位とを有する2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物の割合は、通常、20〜100重量部であり、好ましくは40〜100重量部である。
前記溶液に含まれる有機溶媒の割合は、溶液の全重量を100重量部とすると、通常、1〜99.9重量部であり、好ましくは60〜99.5重量部であり、更に好ましくは80〜99.0重量部である。
前記溶液の粘度は、印刷法によって異なるが、インクジェットプリント法等の溶液が吐出装置を経由する方法に用いられる溶液である場合、吐出時の目づまりや飛行曲がりを防止するために、25℃において、1〜20mPa・sであることが好ましい。
前記溶液は、安定剤、粘度や表面張力を調節するための添加剤、酸化防止剤を含有していてもよい。該添加剤としては、粘度を高めるための高分子量の化合物(増粘剤)や貧溶媒、粘度を下げるための低分子量の化合物、表面張力を下げるための界面活性剤等が挙げられる。
前記高分子量の化合物としては、前記有機溶媒に可溶性であり、かつ、発光や電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。前記高分子量の化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は5×105以上が好ましく、1×106以上がより好ましい。
貧溶媒を増粘剤として用いることもできる。貧溶媒を増粘剤として用いる場合、溶液中の固形分が析出しない範囲で、有機溶媒の種類と添加量を調整すればよい。溶液の保存時の安定性も考慮すると、貧溶媒の量は、溶液の全重量を100重量部として、50重量部以下が好ましく、30重量部以下が更に好ましい。
前記酸化防止剤としては、前記有機溶媒に可溶であり、かつ、発光や電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が例示される。
前記溶液は、水、珪素、リン、フッ素、塩素、臭素、金属又はその塩を1〜1000ppm(重量基準)の範囲で含んでいてもよいが、素子にした場合の発光寿命の観点からは、これらの含有量は少ない方が好ましい。
前記金属としては、リチウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、クロム、マンガン、コバルト、白金、イリジウム等が挙げられる。
正孔輸送層の厚さは、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように調整すればよいが、ピンホールが発生しない厚さが必要である。正孔輸送層が厚過ぎると駆動電圧が高くなる傾向がある。そのため、正孔輸送層の厚さは、1〜500nmが好ましく、2〜200nmがより好ましく、2〜100nmが更に好ましく、5〜50nmが特に好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する正孔輸送層には、前記材料1、材料2のほかに、その他の正孔輸送材料を含有させてもよい。その他の正孔輸送材料は、低分子量の正孔輸送材料と高分子量の正孔輸送材料に分類できる。
前記高分子量の正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)及びその誘導体が例示される。高分子量の正孔輸送材料としては、特開昭63−70257号公報、特開昭63−175860号公報、特開平2−135359号公報、特開平2−135361号公報、特開平2−209988号公報、特開平3−37992号公報、特開平3−152184号公報に記載されている材料も例示される。これらの中でも、高分子量の正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)及びその誘導体が好ましく、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体がより好ましい。
前記低分子量の正孔輸送材料としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体が例示される。前記正孔輸送層に低分子量の正孔輸送材料を含有させる場合には、高分子バインダーを共存させてもよい。
この高分子バインダーとしては、正孔輸送を極度に阻害せず、かつ、可視光に対する吸収が強くない化合物が好ましい。この高分子バインダーとしては、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)及びその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンが例示される。
前記ポリビニルカルバゾール及びその誘導体としては、ビニルモノマーからカチオン重合又はラジカル重合によって得られる化合物が好ましい。
前記ポリシラン及びその誘導体としては、ケミカル レビュー第89巻、1359頁(1989年)、英国特許2300196号公開明細書に記載の化合物が例示される。ポリシラン及びその誘導体の合成方法もこれらに記載の方法を用いることができるが、キッピング法が好適に用いられる。
前記ポリシロキサン及びその誘導体は、シロキサン骨格構造には正孔輸送性がほとんどないので、側鎖又は主鎖に上記低分子正孔輸送材料の構造を有する化合物が好ましい。ポリシロキサン及びその誘導体としては、正孔輸送性の芳香族アミンを側鎖又は主鎖に有する化合物が好ましい。
<発光層>
発光層を形成する材料(以下、「発光材料」と言う。)は、公知の化合物を使用することができる。発光材料は、蛍光発光材料と三重光発光材料(燐光発光材料)があり、それぞれ、低分子量の発光材料と高分子量の発光材料に分類できるが、蛍光発光材料の場合は、高分子量の発光材料が好ましく、三重光発光材料の場合は、低分子量であっても高分子量の発光材料であってもよい。
三重光発光材料が低分子量の発光材料である場合、発光層に含まれる三重項発光材料の割合は、素子寿命が良好となるので、1〜50重量%であることが好ましく、2〜45重量%であることがより好ましく、5〜40重量%であることが更に好ましい。
三重光発光材料が高分子量の発光材料である場合、発光層に含まれる三重項発光材料の中心金属原子の割合は、素子寿命が良好となるので、0.02〜10重量%であることが好ましく、0.05〜9重量%であることがより好ましいく、0.1〜8重量%であることが更に好ましい。
発光材料は、素子の作製に用いた場合に素子の発光効率が優れるので、三重項発光材料であることが好ましい。
前記低分子量の発光材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系等の色素類、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘導体のほか、特開昭57−51781号公報、特開昭59−194393号公報に記載されている化合物、三重項発光錯体等が挙げられる。
三重項発光錯体としては、イリジウムを中心金属とするIr(ppy)3(例えば、Appl. Phys. Lett., (1999), 75(1), 4や、Jpn. J. Appl. Phys., 34, 1883(1995)に記載)、Btp2Ir(acac)(例えば、Appl. Phys. Lett., (2001), 78(11), 1622に記載)、FIrpic(例えば、Inorg. Chem., 2007, 46, 11082に記載)、発光材料A、発光材料B、発光材料C、発光材料D、発光材料E、アメリカンダイソース社から市販されているADS066GE、白金を中心金属とするPtOEP(例えば、Nature,(1998), 395, 151に記載)、ユーロピウムを中心金属とするEu(TTA)3phen等のほか、Proc. SPIE-Int. Soc. Opt.Eng.(2001), 4105(Organic Light-Emitting Materials and Devices IV), 119、J. Am. Chem. Soc., (2001), 123, 4304、Appl. Phys. Lett., (1997), 71(18), 2596、Syn. Met., (1998), 97(2), 113、Syn. Met., (1999), 99(2), 127、Adv. Mater., (1999), 11(10), 852等に記載されている錯体、及びその誘導体が挙げられる。
前記高分子量の発光材料としては、WO99/13692、WO99/48160、GB2340304A、WO00/53656、WO01/19834、WO00/55927、GB2348316、WO00/46321、WO00/06665、WO99/54943、WO99/54385、US5777070、WO98/06773、WO97/05184、WO00/35987、WO00/53655、WO01/34722、WO99/24526、WO00/22027、WO00/22026、WO98/27136、US573636、WO98/21262、US5741921、WO97/09394、WO96/29356、WO96/10617、EP0707020、WO95/07955、特開平2001−181618、特開平2001−123156、特開平2001−3045、特開平2000−351967、特開平2000−303066、特開平2000−299189、特開平2000−252065、特開平2000−136379、特開平2000−104057、特開平2000−80167、特開平10−324870、特開平10−114891、特開平9−111233、特開平9−45478等の公報に開示されているポリフルオレン、その誘導体及びフルオレン共重合体、ポリアリーレン、その誘導体及びアリーレン共重合体、ポリアリーレンビニレン、その誘導体及びアリーレンビニレン共重合体、芳香族アミン及びその誘導体の(共)重合体が挙げられる。
発光層は、更に、前記のその他の正孔輸送材料、後述の電子輸送材料を含んでいてもよい。
発光層の厚さは、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように調整すればよいが、通常、1nm〜1μmであり、好ましくは2〜500nmであり、更に好ましくは5〜200nmである。
発光層の形成方法としては、発光材料等を含む溶液を調製し、該溶液を用いて成膜する方法が例示される。この成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法を用いることができるが、パターン形成や多色の塗分けが容易であるという点で、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。
<陽極、陰極>
前記陽極及び陰極は、少なくとも一方が透明又は半透明であることが好ましく、陽極側が透明又は半透明であることがより好ましい。
前記陽極の材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられるが、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性無機化合物を用いて作製された膜、NESA、金、白金、銀、銅、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体が好ましく、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズがより好ましい。
陽極の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。
陽極の厚さは、光の透過性と電気伝導度とを考慮して調整すればよいが、10nm〜10μmが好ましく、20nm〜1μmがより好ましく、50〜500nmが更に好ましく、50〜200nmが特に好ましい。
また、陽極上に、電荷注入を容易にするために、フタロシアニン誘導体、導電性高分子、カーボン等からなる層、又は金属酸化物や金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる層を設けてもよい。
前記陰極の材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましく、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、及びそれらの2種以上の合金、又はそれらのうちの1種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの1種以上との合金、グラファイト若しくはグラファイト層間化合物がより好ましい。
前記合金としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
陰極は、2層以上の積層構造としてもよい。
陰極の厚さは、電気伝導度や耐久性を考慮して調整すればよいが、10nm〜10μmが好ましく、20nm〜1μmがより好ましく、50〜500nmが更に好ましく、50〜200nmが特に好ましい。
陰極の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が挙げられる。
<その他の層>
陰極と発光層との間に、導電性高分子からなる層、又は金属酸化物や金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる層、電子輸送層を設けてもよい。
前記電子輸送層に使用される電子輸送材料としては、公知の化合物を使用することができるが、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体のほか、特開昭63−70257号公報、特開昭63−175860号公報、特開平2−135359号公報、特開平2−135361号公報、特開平2−209988号公報、特開平3−37992号公報、特開平3−152184号公報に記載されている化合物が好ましく、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体がより好ましく、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス(8−キノリノール)アルミニウム、ポリキノリンが特に好ましい。
電子輸送層の形成方法としては、低分子量の電子輸送材料を用いる場合には、粉末からの真空蒸着法、溶液又は溶融状態からの成膜による方法が挙げられ、高分子量の電子輸送材料を用いる場合には、溶液又は溶融状態からの成膜による方法が挙げられる。溶液又は溶融状態からの成膜時には、高分子バインダーを併用してもよい。
電子輸送層の形成を溶液により行う場合には、電子輸送材料及び/又は高分子バインダーを溶解させることができる有機溶媒、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を用いることができる。
電子輸送層の形成方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、ノズルコート法等の塗布法が挙げられる。
電子輸送層の形成の際に用いることができる前記高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害せず、かつ、可視光に対する吸収が強くない化合物が好ましく、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)及びその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンがより好ましい。
電子輸送層の厚さは、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように調整すればよいが、ピンホールが発生しない厚さが必要である。電子輸送層が厚過ぎると駆動電圧が高くなる傾向がある。そのため、電子輸送層の厚さは、1nm〜1μmが好ましく、2〜500nmがより好ましく、5〜200nmが更に好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、複数の有機層を積層する場合、例えば、正孔輸送層に隣接した発光層を形成する場合において、特に両方の層を塗布法により形成する場合には、2つの層の材料が混合して素子特性に好ましくない影響を与えることがある。正孔輸送層を塗布法で形成した後、発光層を塗布法で形成する場合、2つの層の材料の混合を抑制する方法としては、正孔輸送層を塗布法で形成した後、該正孔輸送層を加熱して発光層の作製に用いる有機溶媒に対して不溶化した後、発光層を形成する方法が挙げられる。加熱の温度は、通常、150〜300℃であり、時間は、通常、1分〜1時間である。この場合、加熱により不溶化しなかった成分を除くため、加熱した後、発光層を形成する前に、該正孔輸送層を発光層形成に用いる有機溶媒でリンスすればよい。前記不溶化が十分に行われた場合は、溶媒によるリンスが省略できる。前記不溶化が十分に行われるためには、正孔輸送層に用いる2,2'−ビピリジンジイル基非含有正孔輸送性高分子化合物又は2,2'−ビピリジンジイル基含有高分子化合物として、分子内に少なくとも一つの重合反応性基を含む化合物、その中でも、該重合反応性基の数が分子内の繰り返し単位の数に対して5%以上である化合物を用いればよい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子が電荷注入層を有し、かつ、電荷注入層が前記導電性高分子を含む層である場合、該導電性高分子の電気伝導度は10-5〜103S/cmが好ましく、発光画素間のリーク電流を小さくするためには、10-5〜102S/cmがより好ましく、10-5〜101S/cmが更に好ましい。導電性高分子の電気伝導度を10-5〜103S/cmとするためには、通常、前記導電性高分子に適量のイオンをドープする。
前記ドープするイオンは、正孔注入層であればアニオン、電子注入層であればカチオンである。
前記アニオンとしては、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオン等が挙げられる。
前記カチオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン等が挙げられる。
電荷注入層の厚さは、1〜100nmが好ましく、2〜50nmがより好ましい。
電荷注入層に用いられる材料は、電極や隣接する層の材料との関係で選択すればよく、例えば、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子、金属フタロシアニン(銅フタロシアニン等)、カーボン等が挙げられる。なお、電荷注入層の製造には、公知の製造方法を採用することがきる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、通常、基板上に形成される。この基板は、電極を形成し、有機層を形成する際に変形しない基板であればよく、例えば、ガラス基板、プラスチック基板、高分子フィルム基板、シリコン基板が挙げられる。不透明な基板の場合には、反対の電極が透明又は半透明であることが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子としては、第一の組成物、第二の組成物、
又は、これらの組み合わせを用いて正孔輸送層を塗布法にて形成する工程を含む製造プロセスにより製造される有機エレクトロルミネッセンス素子が好ましく、該正孔輸送層を塗布法にて形成させた後、該正孔輸送層を加熱して、発光層の作製に用いる有機溶媒に対して不溶化させる工程を含む製造プロセスにより製造される有機エレクトロルミネッセンス素子がより好ましく、発光層の作製に用いる有機溶媒に対して不溶化させた該正孔輸送層に隣接して、前記の発光材料を含む溶液を用いて発光層を成膜させる工程を含む製造プロセスにより製造される有機エレクトロルミネッセンス素子がさらに好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、面状光源、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置のバックライトとして用いることができる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の有機エレクトロルミネッセンス素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極又は陰極のいずれか一方、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にON/OFFできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号等を表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子蛍光体を塗り分ける方法や、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、TFT等と組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダー等の表示装置として用いることができる。更に、前記面状の有機エレクトロルミネッセンス素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、又は面状の照明用光源として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
以下、本発明を更に詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
数平均分子量及び重量平均分子量は、サイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)によりポリスチレン換算の数平均分子量及び重量平均分子量を求めた。SECのうち移動相が有機溶媒であるゲル浸透クロマトグラフィーをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)と言う。GPCによる分子量の測定は、下記の(GPC−条件1)又は(GPC−条件2)で行った。
(GPC−条件1)
測定する重合体を、約0.05重量%の濃度でテトラヒドロフランに溶解させ、GPC(島津製作所製、商品名:LC−10Avp)に30μL注入した。GPCの移動相はテトラヒドロフランを用い、0.6mL/分の流量で流した。カラムは、TSKgel SuperHM−H(東ソー製)2本とTSKgel SuperH2000(東ソー製)1本を直列に繋げた。検出器には示差屈折率検出器(島津製作所製、商品名:RID−10A)を用いた。
(GPC−条件2)
測定する重合体を、約0.05重量%の濃度になるようにテトラヒドロフランに溶解させ、GPC(島津製作所製、商品名:LC−10Avp)に10μL注入した。GPCの移動相としてテトラヒドロフランを用い、2.0mL/分の流速で流した。カラムとして、PLgel MIXED−B(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。検出器にはUV−VIS検出器(島津製作所製、商品名:SPD−10Avp)を用いた。
LC−MSの測定は、以下の方法で行った。測定試料を約2mg/mLの濃度になるようにクロロホルム又はテトラヒドロフランに溶解させて、LC−MS(アジレント・テクノロジー製、商品名:1100LCMSD)に1μL注入した。LC−MSの移動相には、イオン交換水、アセトニトリル、テトラヒドロフラン及びそれらの混合溶液を用い、必要に応じて酢酸を添加した。カラムは、L−column 2 ODS(3μm)(化学物質評価研究機構製、内径:2.1mm、長さ:100mm、粒径3μm)を用いた。
TLC−MSの測定は、以下の方法で行った。測定試料をクロロホルム、トルエン又はテトラヒドロフランに溶解させて、得られた溶液を予め切断したTLCガラスプレート(メルク製、商品名:Silica gel 60 F254)の表面に少量塗布した。これをTLC−MS(日本電子製、商品名:JMS−T100TD)にて、240〜350℃に加熱したヘリウムガスを用いて測定した。
NMRの測定は、測定試料5〜20mgを約0.5mLの重クロロホルムに溶解させて、NMR(バリアン(Varian,Inc.)製、商品名 MERCURY 300)により行った。
<合成例1>(化合物M−1の合成)
アルゴン置換した2L四つ口フラスコに、5,5'−ジメチル−2,2'−ビピリジン20g(109mmol)と脱水THF400mLとを加え、撹拌しながら、−78℃まで冷却した。そこへ、リチウムジイソプロピルアミド(LDA)の1.08Mヘキサン/THF混合溶液 105mL(113mmol)を100mLの脱水THFで希釈した溶液を滴下した。滴下終了後、0℃で1.5時間撹拌した。再び反応溶液を−78℃まで冷却した後、1,4-ビス(ブロモメチル)ベンゼン 11.9g(45.2mmol)を100mLの脱水THFに溶かした溶液を滴下し、滴下終了後、−78℃で2時間撹拌した。その後、室温で1時間撹拌し、イオン交換水約20mLを加え、反応を停止させた。反応溶液から溶媒を減圧留去し、得られた残渣をイオン交換水に分散させ、不溶の赤色固体を濾取した。この赤色固体をメタノールにて洗浄し、更に不溶成分のみを取り出した。これを中圧分取クロマトグラフィー(溶離液 CHCl3:ヘキサン:Et3N=90:9:1(体積比)、固定相:シリカゲル)にて精製し、更に、5体積%のエチレンジアミンを含んだトルエンとイオン交換水にて分液操作を行った。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水した後、濾過した。濾液に活性炭を加え、80℃で30分間加熱撹拌を行い、熱時吸引濾過を行なった。得られた濾液を減圧留去すると白色粉末4gが得られた。この白色粉末をアセトニトリル100mLに分散させ、不溶分を濾取し、60℃で減圧乾燥させ、化合物M−1を3g得た。
1H−NMR (300MHz、CDCl3):δ 2.38(s、6H)、2.94(br、8H)、 7.07 (s、4H)、7.54(d、J=8.1Hz、2H)、7.60(d、J=8.1Hz、2H)、8.25(d、J=8.1 Hz、4H)、8.45(s、2H)、8.49(s、2H)
13C−NMR(75.5MHz、CDCl3):δ 18.47、34.89、37.14、120.46、120.49、128.71、133.19、136.84、137.04、137.53、138.75、149.42、149.69、153.85、154.34
TLC−MS (DART、positive):m/z+=471 [M+H]+
<合成例2>(化合物M−2の合成)
アルゴン置換した2L四つ口フラスコに、5,5'−ジメチル−2,2'−ビピリジン 9.0g(49mmol)と脱水THF 430mLを加え、撹拌しながら、−78℃まで冷却した。そこへ、リチウムジイソプロピルアミドの1.08Mヘキサン/THF混合溶液 100mL(107mmol)を100mLの脱水THFで希釈した溶液を滴下した。滴下終了後、0℃で1.5時間撹拌した。再び反応溶液を−78℃まで冷却した後、1−ブロモヘキサン 11.9g(107mmol)を100mLの脱水THFで希釈した溶液を滴下し、滴下終了後、−78℃で2時間撹拌した。その後、室温で1時間撹拌し、イオン交換水約20mLを加え、反応を停止させた。反応溶液から溶媒を減圧留去し、得られた残渣をジエチルエーテル50mLに分散させ、塩化ナトリウム水溶液で3回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水し、溶媒を減圧留去すると、淡黄色の粘性液体が得られた。この粘性液体を、中圧分取クロマトグラフィー(溶離液:CHCl3、固定相:シリカゲル)にて精製すると、黄色味を帯びた粘性固体が約6.3g得られた。この粘性固体を10mLのエタノールに溶解させ、約−30℃に冷却し、析出した結晶を濾取し、室温で減圧乾燥させることで無色板状晶として化合物M−2(融点47℃)が6g得られた(収率35%)。
1H−NMR (300MHz、CDCl3):δ 0.88(t、J=6.5Hz、6H)、1.26−1.37(m、16H)、1.60−1.70(m、4H)、2.65(t、J=7.5Hz、4H)、7.60(d、J=8.1Hz、2H)、8.26(d、J=8.1Hz、2H)、8.48(s、2H)
13C−NMR(75.5MHz、CDCl3):δ 14.07、22.62、29.08、31.09、31.76、32.83、120.35、136.70、137.85、149.25、153.99
TLC−MS(DART、positive):m/z+ = 353[M+H]+
<合成例3>(化合物M−3の合成)
窒素置換(容器内の雰囲気を空気から窒素に置換することを、以下、このように言う。)した500mLの三つ口丸底フラスコに、酢酸パラジウム(II)196mg、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン731mg及びトルエン100mLを取り、室温で撹拌した。反応溶液に、ジフェニルアミン20.0g、3−ブロモビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン23.8g及びトルエン400mL、続いてナトリウム−tert−ブトキシド22.8gを添加し、22時間加熱し還流させた。そこに、1Mの塩酸30mLを添加することによって、反応を止めた。得られた反応混合物を2Mの炭酸ナトリウム水溶液100mLで洗浄し、有機層をアルミナに通し、溶出液を集め、そこから溶媒を減圧留去した。得られた黄色オイル状の残渣にイソプロピルアルコールを加えた後に撹拌し、生成した沈殿を濾取した。この沈殿に対して、イソプロピルアルコールにて再結晶を行い、3−N,N−ジフェニルアミノビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエンを得た。250mLの丸底フラスコに、3−N,N−ジフェニルアミノビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン(8.00g)と氷酢酸5滴を含有するジメチルホルムアミド(DMF)100mLを取り撹拌した。そこへ、N−ブロモスクシンイミド(NBS)(10.5g)を添加し、5時間撹拌した。得られた反応混合物をメタノール/水(体積比1:1)600mLに注ぎ入れ、反応を停止させたところ沈殿が生じた。この沈殿を濾取し、イソプロピルアルコールにて再結晶を行い、化合物M−3を得た。
1H NMR(300MHz、CDCl3):δ3.11−3.15(m、4H)、6.80(br、1H)、6.87−6.92(m、5H)、6.96(d、1H)、7.27−7.33(m、4H)
<合成例4>(化合物M−4の合成)
窒素置換した反応器に、酢酸パラジウム(II)0.90g、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン2.435g、及びトルエン125mLをとり、室温で15分間撹拌した。そこに、2,7−ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン27.4g、(4−メチルフェニル)フェニルアミン22.91g、及びナトリウム−tert−ブトキシド19.75gを加え、一晩加熱還流させた後、室温まで冷却し、水300mLを加えて洗浄した。有機層を取り出し溶媒を減圧留去した。その残留物をトルエン100mLに溶解させ、得られた溶液をアルミナカラムに通した。その溶出液を減圧して濃縮し、そこへメタノールを加え、沈殿を生成させた。その沈殿を濾取し、p−キシレンで再結晶させた。この結晶を100mLのトルエン中に再溶解させ、得られた溶液をアルミナカラムに通した。その溶出液を50〜100mLに濃縮した後、撹拌されているメタノール250mL中に注いだところ、沈殿が生じた。その沈殿を集め、室温で減圧して18時間乾燥させたところ、白色の2,7−ビス[N−(4−メチルフェニル)−N−フェニル]アミノ−9,9−ジオクチルフルオレン(25.0g)が得られた。
窒素置換した反応器に2,7−ビス[N−(4−メチルフェニル)−N−フェニル]アミノ−9,9−ジオクチルフルオレン12.5gとジクロロメタン95mLを加え、撹拌しながら、反応溶液を−10℃に冷却した。そこへ、DMF20mLに溶解させたN−ブロモスクシンイミド5.91gの溶液をゆっくりと滴下した。3.5時間撹拌した後、冷メタノール450mLと混合させ、生じた沈殿を濾取し、p−キシレンにより再結晶した。得られた結晶をトルエンとメタノールを用いて、再び再結晶し、化合物M−4を白色固体として12.1g得た。
1H−NMR (300MHz、CDCl3):δ0.61−0.71(m、4H)、0.86(t、J=6.8Hz、6H)、0.98−1.32(m、20H)、1.72−1.77(m、4H)、2.32(br、6H)、6.98−7.08(m、16H)、7.29(d、J=8.3Hz、4H)、7.44(br、2H)
<合成例5>(化合物M−5の合成)
窒素置換した3Lの四つ口フラスコに、酢酸パラジウム(II)1.10g、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン1.51g及びトルエン370mLを加え、室温で30分間撹拌した。そこに、フェノキサジン143g、ナトリウム−tert−ペントキシド97.1g及びトルエン800mLを加えて撹拌した後、1−ブロモ−4−ブチルベンゼン133mLをトルエン60mLに溶かした溶液を、反応容器に滴下した。反応溶液を105℃で5時間撹拌した後、室温まで冷却し、アルミナを敷いたグラスフィルターにて濾過した。得られた濾液を3.5重量%の塩酸で洗浄した後、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をトルエン30mLとイソプロピルアルコール700mLを用いて再結晶し、N−(4−ブチルフェニル)フェノキサジンを209g得た。
窒素置換した3Lの四つ口フラスコに、N−(4−ブチルフェニル)フェノキサジン209gとジクロロメタン700mLを加え、室温で撹拌した。ここへ、1,3−ジブロモ−5,5−ジメチルヒダントイン190gをDMF200mLに溶かした溶液340mLを滴下した。得られた反応混合物にメタノールを加え、10℃までゆっくりと冷却ながら1時間撹拌し、析出した沈殿を濾取し、メタノールで洗浄すると、淡い白緑色固体として化合物M−5が284g得られた。
1H−NMR (300MHz、CDCl3):δ 0.97(t、J=7.3Hz、3H)、1.35−1.47(m、2H)、1.61−1.72(m、2H)、2.69(t、J=7.8Hz、2H)、5.76(d、J=8.6Hz、2H)、6.68(dd、J=2.2Hz and 8.6Hz、2H)、6.79(d、J=2.2Hz、2H)、7.16(d、J=8.1Hz、2H)、7.38(d、J=8.1Hz、2H)
<合成例6>(化合物M−6の合成)
300ml四つ口フラスコに、1,4-ジヘキシル−2,5-ジブロモベンゼン 8.08g、ビス(ピナコレート)ジボロン 12.19g、及び酢酸カリウム 11.78gをとり、フラスコ内のアルゴン置換を行った。そこに、脱水1,4−ジオキサン100mlを仕込み、アルゴンで脱気した。〔1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン〕ジクロロパラジウム(II)(Pd(dppf)2Cl2)0.98gを仕込み、更にアルゴンで脱気し、6時間加熱し還流させた。そこに、トルエンを加え、イオン交換水で洗浄した。洗浄後の有機層に、無水硫酸ナトリウム及び活性炭を加え、セライトをプレコートした漏斗で濾過した。得られた濾液を濃縮し、こげ茶色の結晶11.94gを得た。この結晶をn−ヘキサンで再結晶し、メタノールで結晶を洗浄した。得られた結晶を減圧乾燥させ、4.23gの化合物M−6の白色針状結晶を得た(収率42%)。
1H−NMR (300MHz、CDCl3):δ 0.88(t、6H)、1.23−1.40(m、36H)、1.47−1.56(m、4H)、2.81(t、4H)、7.52(s、2H)
LC−MS(ESI、positive):m/z+=573 [M+K]+
<合成例7>(化合物M−7の合成)
窒素雰囲気下、1,4−ジブロモベンゼン27.1gの脱水ジエチルエーテル217ml溶液をドライアイス/メタノール混合浴を用いて冷却した。得られた懸濁液に2.77Mのn−ブチルリチウムのヘキサン溶液37.2mlをゆっくりと滴下した後、1時間攪拌し、リチウム試薬を調製した。
窒素雰囲気下、塩化シアヌル10.0gの脱水ジエチルエーテル68ml懸濁液をドライアイス/メタノール混合浴を用いて冷却し、前記リチウム試薬をゆっくり加えた後に室温まで昇温し、室温で反応させた。得られた生成物を濾過し、減圧乾燥させた。得られた固体16.5gを精製し、13.2gの針状結晶を得た。
窒素雰囲気下、マグネシウム1.37gに脱水テトラヒドロフラン65mlを加えた懸濁液に、4−ヘキシルブロモベンゼン14.2gの脱水テトラヒドロフラン 15ml溶液を少量ずつ加え、加熱して、還流下で攪拌した。放冷後、反応溶液にマグネシウム0.39gを追加し、再び加熱して、還流下で反応させ、グリニャール試薬を調製した。
窒素雰囲気下、前記針状結晶12.0gの脱水テトラヒドロフラン100ml懸濁液に前記グリニャヤール試薬を撹拌しながら加え、加熱還流させた。放冷後、反応液を、希塩酸水溶液で洗浄した。有機層と水層を分け、水層をジエチルエーテルで抽出した。得られた有機層を合わせて、再び水で洗浄し、有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水させた後、濾過し、濃縮した。得られた白色固体をシリカゲルカラムで精製し、更に再結晶することによって、白色固体として化合物M−7を6.5g得た。
1H−NMR (300MHz、CDCl3):δ 0.90(t、J=6.2Hz、3H)、1.25−1.42(m、6H)、1.63−1.73(m、2H)、2.71(t、J=7.6Hz、2H)、7.34(d、J=7.9Hz、2H)、7.65(d、J=7.9Hz、4H)、8.53−8.58(m、6H)
LC−MS(APCI、positive): m/z+=566 [M+H]+
<合成例8>(発光材料Aの合成:イリジウム錯体の合成)
WO02/066552に記載の合成法に準じて、イリジウム錯体を合成した。即ち、窒素雰囲気下、2−ブロモピリジンと、1.2当量の3−ブロモフェニルホウ酸との鈴木カップリング(触媒:テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、塩基:2M炭酸ナトリウム水溶液、溶媒:エタノール、トルエン)により、下記式:
で表される2−(3'−ブロモフェニル)ピリジンを得た。
次に、窒素雰囲気下、トリブロモベンゼンと、2.2当量の4−tert−ブチルフェニルホウ酸との鈴木カップリング(触媒:テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、塩基:2M炭酸ナトリウム水溶液、溶媒:エタノール、トルエン)により下記式:
窒素雰囲気下、このブロモ化合物を、脱水THFに溶解させた後、得られた溶液を−78℃に冷却し、小過剰のtert−ブチルリチウムを滴下した。冷却下、更に、B(OC4H9)3を滴下し、室温にて反応させた。反応溶液を3M塩酸で後処理したところ、下記式:
2−(3'−ブロモフェニル)ピリジンと、1.2当量の前記ホウ酸化合物との鈴木カップリング(触媒:テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、塩基:2M炭酸ナトリウム水溶液、溶媒:エタノール、トルエン)により、下記式:
で表される配位子(即ち、配位子となる化合物)を得た。
アルゴン雰囲気下、IrCl3・3H2Oと、2.2当量の前記配位子、2−エトキシエタノール及びイオン交換水を仕込み、還流させた。析出した固体を吸引濾過した。得られた固体をエタノール、イオン交換水の順番で洗浄後、乾燥させ、下記式:
アルゴン雰囲気下、前記黄色粉体に、2当量の前記配位子と、2当量のトリフルオロメタンスルホン酸銀を加え、ジエチレングリコールジメチルエーテル中で加熱することにより、下記式:
で表されるイリジウム錯体(以下、「発光材料A」と言う。)を得た。
1H−NMR(300MHz、CDCl3):δ 1.38(s、54H)、6.93(dd、J=6.3Hz/6.6Hz、3H)、7.04(br、3H)、7.30(d、J=7.9Hz、3H)、7.48(d、J=7.3Hz、12H)、7.61−7.70(m、21H)、7.82(s、6H)、8.01(s、3H)、8.03(d、J=7.9Hz、3H)
LC−MS(APCI、positive):m/z+=1677[M+H]+
<合成例9>(高分子化合物P−1の合成)
窒素置換した反応容器に、2,7−ビス(1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−9,9−ジオクチルフルオレン 17.57g(33.13mmol)、ビス(4−ブロモフェニル)(4−sec−ブチルフェニル)アミン 12.88g(28.05mmol)、化合物M−3 2.15g(5.01mmol)、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド(商品名:Aliquat336,アルドリッチ製)3g、及びトルエン 200gを量りとった。反応容器を100℃に加熱し、酢酸パラジウム(II) 7.4 mgとトリス(2−メチルフェニル)ホスフィン 70mg、及び約18重量%炭酸ナトリウム水溶液 64gを加え、3時間以上加熱し撹拌を続けた。その後、フェニルボロン酸400mgを添加し、更に5時間加熱撹拌を続けた。1900gのトルエンで反応溶液を希釈し、3重量%酢酸水溶液60gで2回、イオン交換水60gで1回洗浄した後、取り出した有機層へジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム三水和物1.5gを加え、4時間撹拌した。得られた溶液を、アルミナとシリカゲルの等量混合物を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーにより精製した。得られた溶出液をメタノール中へ滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させたところ、高分子化合物P−1が得られた。高分子化合物P−1のポリスチレン換算の数平均分子量は8.9×104であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.2×105であった(GPC−条件1)。
高分子化合物P−1は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
で表される繰り返し単位とが、50:42:8のモル比で含まれる共重合体である。
<合成例10>(高分子化合物P−2の合成)
合成例9において、ビス(4−ブロモフェニル)(4−sec−ブチルフェニル)アミンに代えて化合物M−4を用いたこと、2,7−ビス(1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−9,9−ジオクチルフルオレンと化合物M−4と化合物M−3とを50:42:8のモル比で用いたこと以外は、合成例9と同様にして、高分子化合物2を合成した。高分子化合物P−2のポリスチレン換算の数平均分子量は6.0×104であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.0×105であった(GPC−条件1)。
高分子化合物P−2は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
で表される繰り返し単位とが、50:42:8のモル比で含まれる共重合体である。
<合成例11>(高分子化合物P−3の合成)
合成例9において、ビス(4−ブロモフェニル)−(4−sec−ブチルフェニル)−アミンに代えて化合物M−5を用いたこと、2,7−ビス(1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−9,9−ジオクチルフルオレンと化合物M−5と化合物M−3とを、50:42:8のモル比で用いたこと以外は、合成例9と同様にして、高分子化合物P−3を合成した。高分子化合物P−3のポリスチレン換算の数平均分子量は6.0×104であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.3×105であった(GPC−条件1)。
高分子化合物P−3は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
で表される繰り返し単位とが、50:42:8のモル比で含まれる共重合体である。
<合成例12>(高分子化合物P−4の合成)
窒素雰囲気下、化合物M−6 3.13g、化合物M−7 0.70g、2,7−ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン2.86g、酢酸パラジウム(II)2.1mg、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン13.4mg、及びトルエン80mLを混合し、撹拌しながら、100℃に加熱した。反応溶液に20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液21.5mlを滴下し、5時間還流させた。反応溶液に、フェニルホウ酸78mg、酢酸パラジウム(II)2.1mg、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン13.3mg、トルエン6mL、及び20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液21.5mlを加え、更に17.5時間還流させた。次いで、そこに、0.2Mのジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液70mlを加え、85℃で2時間撹拌した。反応溶液を、室温まで冷却し、水82mlで3回、3重量%の酢酸水溶液82mlで3回、水82mlで3回洗浄した。有機層をメタノール1000mlに滴下したところ沈殿が生じ、この沈殿を濾過した後、乾燥させ、固体を得た。この固体をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られた溶出液をメタノール1500mlに滴下し、得られた沈殿を濾取し、乾燥させたところ、高分子化合物P−4を3.43g得た。高分子化合物P−4のポリスチレン換算の数平均分子量は1.9×105であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は5.7×105であった(GPC−条件1)。
高分子化合物P−4は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
で表される繰り返し単位とが、50:40:10のモル比で含まれる共重合体である。
<合成例13>(高分子化合物P−5の合成)
窒素雰囲気下、化合物M−6 3.13g、2,7−ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン3.58g、酢酸パラジウム(II)2.2mg、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン13.4mg、及びトルエン80mLを混合し、100℃に加熱した。反応溶液に20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液21.5mlを滴下し、4.5時間還流させた。反応後、そこに、フェニルホウ酸78mg、酢酸パラジウム(II)2.2mg、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン13.4mg、トルエン20mL、及び20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液21.5mlを加え、更に15時間還流させた。次いで、そこに、0.2Mのジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液70mlを加え、85℃で2時間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却し、水82mlで3回、3重量%の酢酸水溶液82mlで3回、水82mlで3回洗浄した。有機層をメタノール1200mlに滴下したところ沈殿が生じ、この沈殿を濾過した後、乾燥させ、固体を得た。この固体をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られた溶出液をメタノール1500mlに滴下したところ、高分子化合物P−5を3.52g得た。高分子化合物P−5のポリスチレン換算の数平均分子量は3.0×105であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は8.4×105であった(GPC−条件1)。
高分子化合物P−5は、下記式:
<合成例14>(化合物M−8の合成)
不活性ガス雰囲気下、ビス(ピナコレート)ジボロン37.0g、2,5−ジブロモピリジン103.5g、〔1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン〕ジクロロパラジウム(II)(Pd(dppf)2Cl2)7.14g、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(dppf)4.85g、水酸化ナトリウム35.0g、及び1,4−ジオキサン568mLを、100〜105℃で、95時間攪拌した。反応溶液を、室温まで冷却した後、トルエン460mLを加え、室温で20分間攪拌した。得られた溶液を、シリカゲルを敷き詰めた濾過器で濾過し、濾液を濃縮乾固して固体を得た。その固体に対し、再結晶を繰り返した後、得られた固体をアセトニトリル(650mL)を用いて熱時濾過を行い、得られた濾液を濃縮乾固させた。得られた固体をクロロホルムで再結晶したところ、化合物M−8を1.17g得た(収率3%、HPLC面積百分率99.5%、GC面積百分率99.2%)。
1H−NMR (299.4 MHz、CDCl3) : 7.94 (d、2H)、 8.29 (d、2H)、 8.71 (s, 2H)
LC−MS(APPI(positive)) :m/z+ = 313[M+H]+
<合成例15>(高分子化合物P−6の合成)
窒素置換した反応容器に、2,7−ビス(1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−9,9−ジオクチルフルオレン 1.04g(1.62mmol)、ビス(4−ブロモフェニル)(4−sec−ブチルフェニル)アミン 0.48g(1.05mmol)、化合物M−3 0.10g(0.23mmol)、化合物M−8 0.10g(0.32mmol)、酢酸パラジウム(II)0.5mg、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン3.6mg、及びトルエン32mLを混合し、100℃に加熱した。反応溶液に20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液5.5mlを滴下し、5時間還流させた。反応後、そこに、フェニルホウ酸20mg、酢酸パラジウム(II)0.5mg、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン3.4mg、トルエン3mL、及び20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液5.6mlを加え、更に17時間還流させた。次いで、そこに、0.2Mのジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液18mlを加え、85℃で2時間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却し、水25mlで2回、3重量%の酢酸水溶液25mlで2回、水25mlで3回洗浄した。有機層をメタノール200mlに滴下したところ沈殿が生じた。この沈殿を濾過した後、乾燥させ、固体を得た。この固体をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られた溶出液をメタノール300mlに滴下したところ、高分子化合物P−6を0.77g得た。高分子化合物P−6のポリスチレン換算の数平均分子量は1.8×104であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は6.6×104であった(GPC−条件2)。
高分子化合物P−6は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
で表される繰り返し単位とが、50:32:7:10のモル比で含まれる共重合体である。
<実施例1>(有機エレクトロルミネッセンス素子1の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、ポリ(3,4)エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(H.C.stark社製、商品名:CLEVIOS P AI4083)(以下、「CLEVIOS P」と言う。)の懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−1、化合物M−1をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−1/化合物M−1=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−5、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.1重量%(重量比で、高分子化合物P−5/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−1/化合物M−1の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層1を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層1の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子1を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子1に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は26.8cd/Aであり、そのときの電圧は9.3Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は12.0Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.7Vであった。
<実施例2>(有機エレクトロルミネッセンス素子2の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−1、化合物M−1をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−1/化合物M−1=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−1/化合物M−1の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層2を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層2の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子2を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子2に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は26.0cd/Aであり、そのときの電圧は6.6Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は8.1Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は1.5Vであった。
<実施例3>(有機エレクトロルミネッセンス素子3の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−1、化合物M−2をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−1/化合物M−2=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−1/化合物M−2の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層3を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層3の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子3を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子3に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は32.2cd/Aであり、そのときの電圧は6.5Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.0Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.5Vであった。
<実施例4>(有機エレクトロルミネッセンス素子4の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−1、3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジンをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−1/3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジン=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−1/3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジンの膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層4を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層4の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子4を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子4に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は30.8cd/Aであり、そのときの電圧は6.1Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は8.3Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.2Vであった。
<実施例5>(有機エレクトロルミネッセンス素子5の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−2、化合物M−1をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−2/化合物M−1=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−2/化合物M−1の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層5を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層5の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子5を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子5に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は20.1cd/Aであり、そのときの電圧は6.3Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は8.7Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.4Vであった。
<実施例6>(有機エレクトロルミネッセンス素子6の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−2、化合物M−2をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−2/化合物M−2=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−2/化合物M−2の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層6を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層6の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子6を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子6に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は27.4cd/Aであり、そのときの電圧は6.2Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は8.8Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.6Vであった。
<実施例7>(有機エレクトロルミネッセンス素子7の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−2、3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジンをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−2/3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジン=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−2/3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジンの膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層7を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層7の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子7を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子7に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は26.3cd/Aであり、そのときの電圧は6.1Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は8.5Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.4Vであった。
<実施例8>(有機エレクトロルミネッセンス素子8の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−3、化合物M−1をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−3/化合物M−1=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−3/化合物M−1の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層8を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層8の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子8を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子8に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は14.5cd/Aであり、そのときの電圧は7.2Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.1Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は1.9Vであった。
<実施例9>(有機エレクトロルミネッセンス素子9の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−3、化合物M−2をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−3/化合物M−2=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−3/化合物M−2の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層9を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層9の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子9を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子9に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は18.9cd/Aであり、そのときの電圧は6.6Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.0Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.4Vであった。
<実施例10>(有機エレクトロルミネッセンス素子10の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−3、3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジンをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−3/3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジン=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−3/3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジンの膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層10を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層10の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子10を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子10に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は19.3cd/Aであり、そのときの電圧は5.9Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は8.5Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.6Vであった。
<実施例11>(有機エレクトロルミネッセンス素子11の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−6をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−6の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層11を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層11の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子11を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子11に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は28.3cd/Aであり、そのときの電圧は7.2Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.3Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.1Vであった。
<実施例12>(有機エレクトロルミネッセンス素子12の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−6、化合物M−1をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−6/化合物M−1=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−6/化合物M−1の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層12を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層12の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子12を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子12に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は21.7cd/Aであり、そのときの電圧は6.9Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.2Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.3Vであった。
<実施例13>(有機エレクトロルミネッセンス素子13の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−6、化合物M−2をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−6/化合物M−2=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−6/化合物M−2の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層13を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層13の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子13を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子13に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は22.8cd/Aであり、そのときの電圧は7.0Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.3Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.3Vであった。
<実施例14>(有機エレクトロルミネッセンス素子14の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−6、3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジンをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%(重量比で、高分子化合物P−6/3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジン=90/10)の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−6/3,3’−ジヒドロキシ−2,2’−ビピリジンの膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層14を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層14の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子14を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子14に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は22.0cd/Aであり、そのときの電圧は7.0Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.2Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は2.2Vであった。
<比較例1>(有機エレクトロルミネッセンス素子C1の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−1をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−5、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.1重量%(重量比で、高分子化合物P−5/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−1の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層C1を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層C1の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子C1を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子C1に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は29.8cd/Aであり、そのときの電圧は8.8Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は12.1Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は3.3Vであった。
<比較例2>(有機エレクトロルミネッセンス素子C2の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−1をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−1の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層C2を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層C2の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子C2を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子C2に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は30.8cd/Aであり、そのときの電圧は6.4Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.7Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は3.3Vであった。
<比較例3>(有機エレクトロルミネッセンス素子C3の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜をつけたガラス基板に、CLEVIOS Pの懸濁液をのせ、スピンコート法により約65nmの厚みとなるように成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥させた。次に、高分子化合物P−2をキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に0.7重量%の濃度で溶解させ、得られたキシレン溶液をCLEVIOS Pの膜の上にのせ、スピンコート法により約20nmの厚みとなるように成膜し、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、180℃、60分乾燥させた。次に、高分子化合物P−4、発光材料Aをキシレン(関東化学社製:電子工業用(ELグレード))に1.5重量%(重量比で、高分子化合物P−4/発光材料A=70/30)の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を高分子化合物P−2の膜の上にのせ、スピンコート法により約80nmの厚みとなるように発光層C3を成膜した。そして、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下で、130℃、10分乾燥させた。1.0×10-4Pa以下となるまで減圧した後、陰極として、発光層C3の膜の上にバリウムを約5nm、次いでバリウムの層の上にアルミニウムを約60nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子C3を作製した。
有機エレクトロルミネッセンス素子C3に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンスが観測された。輝度が1000cd/m2での発光効率は24.7cd/Aであり、そのときの電圧は6.1Vであった。輝度半減後に電圧を印加したところ、輝度が1000cd/m2での電圧は9.2Vであった。1000cd/m2における電圧上昇は3.1Vであった。