有机电致发光元件及使用该元件的显示装置.pdf

上传人:xia****o6 文档编号:826233 上传时间:2018-03-14 格式:PDF 页数:49 大小:2.48MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN200880021452.0

申请日:

2008.05.27

公开号:

CN101682955A

公开日:

2010.03.24

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):H01L 51/50申请日:20080527授权公告日:20130313终止日期:20140527|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H05B 33/10申请日:20080527|||公开

IPC分类号:

H05B33/10; C09K11/06; H01L51/50

主分类号:

H05B33/10

申请人:

住友化学株式会社

发明人:

浅田浩平

地址:

日本国东京都

优先权:

2007.5.30 JP 143076/2007

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

朱 丹

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明提供一种有机EL元件,其特征在于,包含阳极、阴极及含有空穴输送层和发光层的至少2层的有机层,该阳极及该阴极的至少一方为透明或半透明,该有机层被设置于该阳极及该阴极之间且与该阳极相接,该阳极的表面中的至少与该有机层相接的部分被特定的有机化合物处理及/或构成该有机层的与该阳极相接的层含有该有机化合物;本发明还提供具备该有机EL元件的面状光源、段式显示装置、点阵显示装置或具备包括所述有机EL元件在内的背光灯的液晶显示装置。

权利要求书

1.  一种有机电致发光元件,其特征在于,包含阳极、阴极及含有空穴输送层和发光层的至少2层的有机层,所述空穴输送层包括在主链上存在含有芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物,所述发光层含有发光性材料且利用空穴与电子的复合来发光,
该阳极及该阴极的至少一方为透明或半透明,
该有机层设置于该阳极及该阴极之间且设置为与该阳极相接,
在该阳极的表面中至少与该有机层相接的部分被由下述通式(1):
(X)V-1-M-R1  (1)
表示的有机化合物进行了处理及/或构成该有机层的与该阳极相接的层含有该有机化合物,
上式中,X为与存在于阳极的表面的基团或原子进行反应而形成键合的基团或原子,M为属于周期律表的4族、5族、6族、13族、14族或15族的金属元素的原子,R1独立地表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基链烯基或芳基炔基,v表示M的原子价。

2.
  根据权利要求1所述的有机电致发光元件,其中,
在所述空穴输送层中含有的该高分子化合物是被不溶性化的高分子化合物。

3.
  根据权利要求2所述的有机电致发光元件,其中,
所述高分子化合物是通过交联反应而被不溶性化的。

4.
  根据权利要求3所述的有机电致发光元件,其中,
所述已不溶性化的高分子化合物是利用交联性基团的交联反应使在分子内具有该交联性基团的高分子化合物不溶性化而成的高分子化合物。

5.
  根据权利要求3所述的有机电致发光元件,其中,
所述交联反应是使用交联剂进行的。

6.
  根据权利要求1~5中任意一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
上述发光性材料是以聚苯乙烯换算的数均分子量为1×103~1×108的高分子化合物。

7.
  根据权利要求1~6中任意一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
在上述阳极的表面存在羟基,并且由上述通式(1)表示的有机化合物为由下述通式(2)表示的硅烷偶合剂及由下述通式(3)表示的钛偶合剂中的任意一方或两方,
(X)3-Si-R1  (2)
式(2)中,X及R1如上所述,
(X)3-Ti-R1  (3)
式(3)中,X及R1如上所述。

8.
  根据权利要求1~7中任意一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
由上述通式(1)表示的有机化合物为由下述通式(4)表示的有机化合物:
(A)3-Si-B    (4)
式中,A独立地为氯原子或羟基,B为碳原子数在2以上、10以下的烷基。

9.
  根据权利要求1~8中任意一项上述的有机电致发光元件,其特征在于,
上述有机层进一步包含电子输送层。

10.
  一种面状光源,其特征在于,
具备权利要求1~9中任意一项所述的有机电致发光元件。

11.
  一种段式显示装置,其特征在于,
具备权利要求1~9中任意一项所述的有机电致发光元件。

12.
  一种点阵显示装置,其特征在于,
具备权利要求1~9中任意一项所述的有机电致发光元件。

13.
  一种液晶显示装置,其特征在于,
具备包括权利要求1~9中任意一项所述的有机电致发光元件的背光灯。

说明书

有机电致发光元件及使用该元件的显示装置
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光元件(以下有时称为有机EL元件)及使用该元件的显示装置。
背景技术
有机EL元件除了低电压驱动、高亮度以外,还具有容易得到多色发光的特征,所以例如作为下一代显示器(display)用的构件,受到关注。
有机EL元件含有阳极、阴极和具有发光层的有机层。而且,为了提高有机EL元件的性能,作为有机层,除了发光层以外,还已知使用具有包括聚(亚乙基二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(以下称为PEDOT:PSS。)的空穴输送层的有机层。
但是,由于PEDOT:PSS为强酸性的水溶性化合物,所以从涂布·成膜等制作过程的观点出发,需要替代材料。
发明内容
因此,本发明从涂布·成膜等制作过程的观点出发,目的在于发现所述替代材料,提供一种使用该替代材料的有机电致发光元件。
即,本发明提供一种有机电致发光元件,其特征在于,包含阳极、阴极及含有空穴输送层和发光层的至少2层的有机层,所述空穴输送层包括在主链上存在含有芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物,所述发光层含有发光性材料且利用空穴与电子的复合来发光,
该阳极及该阴极的至少一方为透明或半透明,
该有机层被设置于该阳极及该阴极之间且与该阳极相接,
该阳极的表面中的至少与该有机层相接的部分被由下述通式(1):
(X)V-1-M-R1    (1)
(式中,X为与在阳极的表面上存在的基或原子反应从而形成键合的基或原子,M为属于周期律表的4族、5族、6族、13族、14族或15族的金属元素的原子,R1独立地表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基链烯基或芳基炔基,v表示M的原子价。)
表示的有机化合物处理及/或构成该有机层的与该阳极相接的层含有该有机化合物。
第二,本发明提供一种面状光源,其特征在于,具备所述有机电致发光元件。
第三,本发明提供一种段式显示装置,其特征在于,具备所述有机电致发光元件。
第四,本发明提供一种点阵显示装置,其特征在于,具备所述有机电致发光元件。
第五,本发明提供一种液晶显示装置,其特征在于,具备包括所述有机电致发光元件在内的背光灯。
具体实施方式
[用语的说明]
以下说明在本说明书中通用的用语。
作为卤原子,例示氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
“Cm~Cn”(m、n为满足m<n的正的整数)的用语表示与该用语一起记载的有机基团的碳原子数为m~n。
烷基是指非取代的烷基及被卤原子、氨基、巯基等取代的烷基,包括直链状烷基及环状烷基(环烷基)的两方。烷基可具有分支。烷基的碳原子数通常为1~20,优选为1~15,更优选为1~10左右。作为其例子,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基、月桂基、三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、三氟丙基、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基、十七氟-1,1,2,2-四氢癸基、氨基丙基、氨基辛基、氨基癸基、巯基丙基、巯基辛基、巯基癸基等。作为C1~C12烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等。
烷氧基是指非取代的烷氧基及被卤原子、烷氧基等取代的烷氧基,包括直链状烷氧基及环状烷氧基(环烷氧基)的两方。烷氧基可具有分支。烷氧基的碳原子数通常为1~20,优选为1~15,更优选为1~10左右。作为其例子,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基、三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟丁氧基、全氟己基、全氟辛基、甲氧基甲氧基、2-甲氧基乙氧基等。作为C1~C12烷氧基,例如可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基等。
烷基硫代基是指非取代的烷基硫代基及被卤原子等取代的烷基硫代基,包括直链状烷基硫代基及环状烷基硫代基(环烷基硫代基)的两方。烷基硫代基也可具有分支。烷基硫代基的碳原子数通常为1~20,优选为1~15,更优选为1~10左右。作为其例子,可举出甲基硫代基、乙基硫代基、丙基硫代基、异丙基硫代基、丁基硫代基、异丁基硫代基、叔丁基硫代基、戊基硫代基、己基硫代基、环己基硫代基、庚基硫代基、辛基硫代基、2-乙基己基硫代基、壬基硫代基、癸基硫代基、3,7-二甲基辛基硫代基、月桂基硫代基、三氟甲基硫代基等。作为C1~C12的烷基硫代基,例如可举出甲基硫代基、乙基硫代基、丙基硫代基、异丙基硫代基、丁基硫代基、异丁基硫代基、叔丁基硫代基、戊基硫代基、己基硫代基、环己基硫代基、庚基硫代基、辛基硫代基、2-乙基己基硫代基、壬基硫代基、癸基硫代基、3,7-二甲基辛基硫代基、月桂基硫代基等。
芳基是从芳香族烃除去1个结合于构成芳香环的碳原子的氢原子后剩余的原子团,是指非取代的芳基及被卤原子、烷氧基、烷基等取代的芳基。芳基包括具有缩合环的芳基、2个以上独立的苯环或缩合环借助单键或2价有机基团例如亚乙烯基等亚链烯基结合的芳基。芳基的碳原子数通常为6~60,优选为7~48,更优选为7~30左右。作为芳基,可例示苯基、C1~C12烷氧基苯基、C1~C12烷基苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、五氟苯基等,优选C1~C12烷氧基苯基、C1~C12烷基苯基。
作为C1~C12烷氧基苯基的例子,可举出甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、异丙氧基苯基、丁氧基苯基、异丁氧基苯基、叔丁氧基苯基、戊氧基苯基、己氧基苯基、环己氧基苯基、庚氧基苯基、辛氧基苯基、2-乙基己氧基苯基、壬氧基苯基、癸氧基苯基、3,7-二甲基辛氧基苯基、月桂氧基苯基等。
作为C1~C12烷基苯基的例子,可举出甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、丙基苯基、均三甲苯基(mesityl)、甲基乙基苯基、异丙基苯基、丁基苯基、异丁基苯基、叔丁基苯基、戊基苯基、异戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基等。
芳氧基是指非取代的芳氧基及被卤原子、烷氧基、烷基等取代的芳氧基。芳氧基的碳原子数通常为6~60,优选为7~48,更优选为7~30左右。作为其例子,可举出苯氧基、C1~C12烷氧基苯氧基、C1~C12烷基苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、五氟苯氧基等。优选C1~C12烷氧基苯氧基、C1~C12烷基苯氧基。
作为C1~C12烷氧基苯氧基的例子,可举出甲氧基苯氧基、乙氧基苯氧基、丙氧基苯氧基、异丙氧基苯氧基、丁氧基苯氧基、异丁氧基苯氧基、叔丁氧基苯氧基、戊氧基苯氧基、己氧基苯氧基、环己氧基苯氧基、庚氧基苯氧基、辛氧基苯氧基、2-乙基己氧基苯氧基、壬氧基苯氧基、癸氧基苯氧基、3,7-二甲基辛氧基苯氧基、月桂氧基苯氧基等。
作为C1~C12烷基苯氧基的例子,可举出甲基苯氧基、乙基苯氧基、二甲基苯氧基、丙基苯氧基、1,3,5-三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、异丙基苯氧基、丁基苯氧基、异丁基苯氧基、叔丁基苯氧基、戊基苯氧基、异戊基苯氧基、己基苯氧基、庚基苯氧基、辛基苯氧基、壬基苯氧基、癸基苯氧基、十二烷基苯氧基等。
芳基硫代基是指非取代的芳基硫代基及被卤原子、烷氧基、烷基等取代的芳基硫代基。芳基硫代基的碳原子数通常为6~60,优选为7~48,更优选为7~30左右。作为其例子,可举出苯基硫代基、C1~C12烷氧基苯基硫代基、C1~C12烷基苯基硫代基、1-萘基硫代基、2-萘基硫代基、五氟苯基硫代基等。
芳基烷基是指非取代的芳基烷基及被卤原子、烷氧基、烷基等取代的芳基烷基。芳基烷基的碳原子数通常为7~60,优选为7~48,更优选为7~30左右。
作为其例子,可举出苯基-C1~C12烷基、C1~C12烷氧基苯基-C1~C12烷基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基、1-萘基-C1~C12烷基、2-萘基-C1~C12烷基等。
芳基烷氧基是指非取代的芳基烷氧基及被卤原子、烷氧基、烷基等取代的芳基烷氧基。芳基烷氧基的碳原子数通常为7~60,优选为7~48,更优选为7~30左右。作为其例子,可举出苯基-C1~C12烷氧基、C1~C12烷氧基苯基-C1~C12烷氧基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷氧基、1-萘基-C1~C12烷氧基、2-萘基-C1~C12烷氧基等。
芳基烷基硫代基是指非取代的芳基烷基硫代基及被卤原子、烷氧基、烷基等取代的芳基烷基硫代基。芳基烷基硫代基的碳原子数通常为7~60,优选为7~48,更优选为7~30左右。作为其例子,可举出苯基-C1~C12烷基硫代基、C1~C12烷氧基苯基-C1~C12烷基硫代基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基硫代基、1-萘基-C1~C12烷基硫代基、2-萘基-C1~C12烷基硫代基等。
芳基链烯基是指非取代的芳基链烯基及被卤原子、烷氧基、烷基等取代的芳基链烯基。芳基链烯基的碳原子数通常为8~60,优选为8~48,更优选为8~30左右。作为其例子,可举出苯基-C2~C12链烯基、C1~C12烷氧基苯基-C2~C12链烯基、C1~C12烷基苯基-C2~C12链烯基、1-萘基-C2~C12链烯基、2-萘基-C2~C12链烯基等。优选C1~C12烷氧基苯基-C2~C12链烯基、C2~C12烷基苯基-C2~C12链烯基。
作为C1~C12链烯基,例如可举出乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、1-辛烯基等。
芳基炔基是指非取代的芳基炔基及被卤原子、烷氧基、烷基等取代的芳基炔基。芳基炔基的碳原子数通常为8~60,优选为8~48,更优选为8~30左右。作为其例子,可举出苯基-C2~C12炔基、C1~C12烷氧基苯基-C2~C12炔基、C1~C12烷基苯基-C2~C12炔基、1-萘基-C2~C12炔基、2-萘基-C2~C12炔基等。优选C1~C12烷氧基苯基-C2~C12炔基、C1~C12烷基苯基-C2~C12炔基。
作为C2~C12炔基,例如可举出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、1-己炔基、2-己炔基、1-辛炔基等。
1价的杂环基是指从杂环式化合物除去1个氢原子后剩余的原子团,是指非取代的1价的杂环基及被烷基等取代基取代的1价的杂环基。1价的杂环基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为4~60,优选为4~30,更优选为4~20左右。在此,杂环式化合物是指在具有杂环结构的有机化合物中,作为构成环的元素,不仅包括碳原子,而且还包括氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子、硅原子、硒原子、碲原子、砷原子等杂原子的杂环式化合物。作为1价的杂环基,例如可举出噻吩基、C1~C12烷基噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、C1~C12烷基吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、吡咯烷基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基等,其中,优选噻吩基、C1~C12烷基噻吩基、吡啶基、C1~C12烷基吡啶基。
杂环硫代基是指巯基的氢原子被1价的杂环基取代的基团。作为杂环硫代基,例如可举出吡啶基硫代基、哒嗪基硫代基、嘧啶基硫代基、吡嗪基硫代基、三嗪基硫代基等杂芳基硫代基等。
氨基是指非取代的氨基以及被从烷基、芳基、芳基烷基及1价的杂环基中选择的1或2个取代基取代的氨基(以下称为取代氨基)。取代基也可进一步具有取代基(以下有时称为二次取代基。)。取代氨基的碳原子数不包括二次取代基的碳原子数,通常为1~60,优选为2~48,更优选为2~40左右。作为取代氨基,例如可举出甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、丙基氨基、二丙基氨基、异丙基氨基、二异丙基氨基、丁基氨基、异丁基氨基、仲丁基氨基、叔丁基氨基、戊基氨基、己基氨基、庚基氨基、辛基氨基、2-乙基己基氨基、壬基氨基、癸基氨基、3,7-二甲基辛基氨基、十二烷基氨基、环戊基氨基、二环戊基氨基、环己基氨基、二环己基氨基、二三氟甲基氨基、苯基氨基、二苯基氨基、C1~C12烷氧基苯基氨基、二(C1~C12烷氧基苯基)氨基、C1~C12烷基苯基氨基、二(C1~C12烷基苯基)氨基、1-萘基氨基、2-萘基氨基、五氟苯基氨基、吡啶基氨基、哒嗪基氨基、嘧啶基氨基、吡嗪基氨基、三嗪基氨基、苯基-C1~C12烷基氨基、C1~C12烷氧基苯基-C1~C12烷基氨基、二(C1~C12烷氧基苯基-C1~C12烷基)氨基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基氨基、二(C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基)氨基、1-萘基-C1~C12烷基氨基、2-萘基-C1~C12烷基氨基等。
甲硅烷基是指非取代的甲硅烷基以及被从烷基、芳基、芳基烷基以及1价的杂环基中选择的1、2或3个取代基取代的甲硅烷基(以下称为取代甲硅烷基。)。取代基也可具有二次取代基。取代甲硅烷基的碳原子数不包括二次取代基的碳原子数,通常为1~60,优选为3~48,更优选为3~40左右。作为取代甲硅烷基,例如可举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、二甲基-异丙基甲硅烷基、二乙基-异丙基甲硅烷基、叔丁基甲硅烷基二甲基甲硅烷基、戊基二甲基甲硅烷基、己基二甲基甲硅烷基、庚基二甲基甲硅烷基、辛基二甲基甲硅烷基、2-乙基己基-二甲基甲硅烷基、壬基二甲基甲硅烷基、癸基二甲基甲硅烷基、3,7-二甲基辛基-二甲基甲硅烷基、十二烷基二甲基甲硅烷基、苯基-C1~C12烷基甲硅烷基、C1~C12烷氧基苯基-C1~C12烷基甲硅烷基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基甲硅烷基、1-萘基-C1~C12烷基甲硅烷基、2-萘基-C1~C12烷基甲硅烷基、苯基-C1~C12烷基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三对二甲苯基甲硅烷基、三苄基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等。
酰基是指非取代的酰基及被卤原子等取代的酰基。酰基的碳原子数通常为1~20,优选为2~18,更优选为2~16左右。作为酰基,例如可举出甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、三甲基乙酰基、苯甲酰基、三氟乙酰基、五氟苯甲酰基等。
酰氧基是指非取代的酰氧基及被卤原子等取代的酰氧基。酰氧基的碳原子数通常为1~20,优选为2~18,更优选为2~16左右。作为酰氧基,例如可举出甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基、三甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基、三氟乙酰氧基、五氟苯甲酰氧基等。
亚胺残基是指从具有由式:H-N=C<及式:-N=CH-的至少一方表示的结构的亚胺化合物除去该结构中的1个氢原子后剩余的残基。作为这样的亚胺化合物,例如可举出醛亚胺、酮亚胺及结合于醛亚胺中的氮原子的氢原子被烷基、芳基、芳基烷基、芳基链烯基、芳基炔基等取代的化合物。亚胺残基的碳原子数通常为2~20,优选为2~18,更优选为2~16左右。作为亚胺残基,例如可举出由通式:-CR’=N-R”或通式:-N=C(R”)2(式中,R’表示氢原子、烷基、芳基、芳基烷基、芳基链烯基、芳基炔基,R”独立地表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基链烯基、芳基炔基,其中,在存在2个R”的情况下,2个R”也可彼此结合成一体,作为2价的基例如亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基等碳原子数2~18的亚烷基,形成环。)表示的基等。作为亚胺残基的例子,可举出由以下结构式表示的基等。

(式中,Me表示甲基。)
酰胺基是指非取代的酰胺基及被卤原子等取代的酰胺基。酰胺基的碳原子数通常为2~20,优选为2~18,更优选为2~16左右。作为酰胺基,例如可举出甲酰胺基、乙酰胺基、丙酰胺基、丁酰胺基、苯甲酰胺基、三氟乙酰胺基、五氟苯甲酰胺基、二甲酰胺基、二乙酰胺基、二丙酰胺基、二丁酰胺基、二苯甲酰胺基、二三氟乙酰胺基、二五氟苯甲酰胺基等。
酰亚胺基是指从酰亚胺除去结合于其氮原子的氢原子得到的残基。酰亚胺基的碳原子数通常为4~20,优选为4~18,更优选为4~16左右。作为酰亚胺基,例如可举出以下所示的基等。

(式中,Me表示甲基。)
羧基是指非取代的羧基及被烷基、芳基、芳基烷基、1价的杂环基等取代基取代的羧基(以下称为取代羧基。)。取代基也可具有二次取代基。取代羧基的碳原子数不包括二次取代基的碳原子数,通常为1~60,优选为2~48,更优选为2~45左右。作为取代羧基,例如可举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、异丙氧基羰基、丁氧基羰基、异丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、环己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、3,7-二甲基辛氧基羰基、十二烷氧基羰基、三氟甲氧基羰基、五氟乙氧基羰基、全氟丁氧基羰基、全氟己氧基羰基、全氟辛氧基羰基、苯氧基羰基、萘氧基羰基、吡啶氧基羰基等。
[具有与存在于阳极的表面的基团或原子进行反应而形成键合的基团的有机化合物]
在本发明的有机EL元件中,在阳极表面的处理中使用及/或在构成有机层的、与阳极相接的层中添加的有机化合物是由下述通式(1):
(X)v-1-M-R1    (1)
(式中,X为与存在于阳极的表面的基团或原子进行反应而形成键合的基团或原子,M为属于周期律表的4族、5族、6族、13族、14族或15族的金属元素的原子,R1独立地表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基链烯基或芳基炔基,v表示M的原子价。)
表示的有机化合物。该有机化合物可单独使用1种或并用2种以上。
上述X是与存在于阳极的表面的基团或原子进行反应而形成键合的基团或原子。X可根据在阳极的表面存在的基团或原子适当地选择。在阳极由金属或者其氧化物或硫化物构成的情况下,作为X的例子,可举出羟基、羧基、酰基、酰氧基、卤代羰基(是指由式:-C(O)-Y(式中,Y表示卤原子。)表示的基团,优选由式:-C(O)-Cl表示的基团及由式:-C(O)-Br表示的基团。)、卤原子、烷氧基、芳氧基、芳基烷氧基、磷酸残基(由式:(HO2P(O)-O-表示的基团)、磷酸酯残基(由式:(R1O)2P(O)-O-或式:(R1O)(HO)P(O)-O-(式中,R1如上所述。)表示的基团)、亚磷酸残基(由式:(HO)2P-O-表示的基团)、亚磷酸酯残基(由式:(R1O)2P-O-或式:(R1O)(HO)P-O-(式中,R1如上所述。)表示的基团)、巯基、烷基硫代基、芳基硫代基、芳基烷基硫代基、杂环硫代基、氨基等。X通过与在阳极的表面存在的基团或原子反应而在由上述通式(1)表示的有机化合物与阳极之间形成共价键、配位键、离子键等键合。作为阳极,通常利用导电性的无机氧化物或金属的薄膜,由于其表面大多具有羟基,所以作为X,优选可与羟基反应的基团或原子,例如卤原子、烷氧基、磷酸残基或氨基。
此外,X可与在阳极的表面存在的基团或原子直接反应,但也可借助其他物质间接地反应。在使X与在阳极的表面存在的基团或原子反应时,只要使该其他物质共存,即可发生如上所述的间接的反应。作为该其他物质,可举出具有与在阳极的表面存在的基团或原子直接反应的基团或原子和与X直接反应的基团或原子的两方的化合物。
在上述通式(1)中,M是属于周期律表的4族、5族、6族、13族、14族或15族的金属元素的原子。在此,金属元素还包括硼、硅、锗、磷、砷、锑、铋等半金属元素。因而,作为M的例子,可举出钛、锆、铪等属于4族的金属元素的原子;钒、铌、钽、等属于5族的金属元素的原子;铬、钼、钨等属于6族的金属元素的原子;硼、铝、镓、铟、铊等属于13族的金属元素的原子;硅、锗、锡、铅等属于14族的金属元素的原子;磷、砷、锑、铋等属于15族的金属元素的原子。其中,优选,硅原子、锡原子、钛原子、锆原子、铝原子、铌原子、硼原子及磷原子,更优选硅原子、锆原子、铝原子、硼原子、钛原子、磷原子,进而更优选硅原子、钛原子、磷原子。
在上述通式(1)中,R1独立地表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基链烯基或芳基炔基。
上述v表示M的原子价,其值对于从业者而言,上述的每个金属元素均为公知。例如在M为硅原子、钛原子、锆原子等的情况下,v为4,在M为硼、铝等的情况下,v为3。
在本发明的一个优选实施方式中,在上述阳极的表面存在羟基,由上述通式(1)表示的有机化合物是由下述通式(2):
(X)3-Si-R1    (2)
(式中,X及R1如上所述。)
表示的硅烷偶合剂以及由下述通式(3):
(X)3-Ti-R1    (3)
(式中,X及R1如上所述。)
表示的钛偶合剂的任意一方或两方。在这种情况下,作为X,特别优选卤原子、烷氧基、磷酸残基或氨基。另外,作为R1,特别优选烷基或芳基。
另外,在本发明的另一个优选实施方式中,由上述通式(1)表示的有机化合物为由下述通式(4):
(A)3-Si-B    (4)
(式中,A独立地为氯原子或羟基,B为碳原子数2以上、10以下的烷基。)
表示的有机化合物。
由上述通式(1)表示的有机化合物的例子如下所述。
作为硅烷偶合剂的例子,可举出丙基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨基辛基三甲氧基硅烷、氨基癸基三甲氧基硅烷、巯基丙基三甲氧基硅烷、巯基辛基三甲氧基硅烷、巯基癸基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨基辛基三乙氧基硅烷、氨基癸基三乙氧基硅烷、巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基辛基三乙氧基硅烷、巯基癸基三乙氧基硅烷等烷氧基硅烷偶合剂;丙基三氯硅烷、辛基三氯硅烷、癸基三氯硅烷、氨丙基三氯硅烷、氨基辛基三氯硅烷、氨基癸基三氯硅烷、巯基丙基三氯硅烷、巯基辛基三氯硅烷、巯基癸基三氯硅烷等氯硅烷偶合剂;及,十七氟-1,1,2,2-四氢癸基三乙氧基硅烷、十七氟-1,1,2,2-四氢癸基三甲氧基硅烷、十七氟-1,1,2,2-四氢癸基三氯硅烷、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三乙氧基硅烷、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三甲氧基硅烷、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三氯硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等氟化烷基硅烷等。这些硅烷偶合剂可单独使用1种或并用2种以上。其中,优选氟化烷基硅烷。
作为钛偶合剂的例子,可举出丙基三甲氧基钛、辛基三甲氧基钛、氨丙基三甲氧基钛、氨基癸基三甲氧基钛、巯基丙基三甲氧基钛、巯基辛基三甲氧基钛、氨丙基三乙氧基钛、巯基丙基三乙氧基钛、巯基癸基三乙氧基钛、丙基三氯钛、辛基三氯钛、癸基三氯钛、氨丙基三氯钛、巯基丙基三氯钛、巯基辛基三氯钛、十七氟-1,1,2,2-四氢癸基三乙氧基钛、十七氟-1,1,2,2-四氢癸基三氯钛。这些钛偶合剂可单独使用1种或并用2种以上。
作为可直接或间接地与在本发明中使用的有机电致发光元件的阳极存在的基团或原子反应的有机化合物,还可使用膦酸酯化合物((R1O)2P(O)-R1)、酸性膦酸酯化合物((R1O)(HO)P(O)-R1)、膦酸化合物((HO)2P(O)-R1)、亚膦酸酯化合物((R1O)2P-R1)、酸性亚膦酸酯化合物((R1O)(HO)P-R1)、亚膦酸化合物((HO)2P-R1)(在这些6式中,R1如上所述。)。
在本发明的有机EL元件中,在阳极的表面中的至少与有机层相接的部分被由上述通式(1)表示的有机化合物处理,或者,构成有机层的与阳极相接的层含有该有机化合物,或者,在阳极的表面中的至少与有机层相接的部分被该有机化合物处理而且构成有机层的与阳极相接的层含有该有机化合物。
作为利用上述有机化合物处理与本发明的有机EL元件的阳极的表面中的至少有机层相接的部分的方法,可举出将该有机化合物溶解于溶媒中,在得到的溶液中浸渍该阳极从而使该有机化合物中的基团X(即亲水部)与该阳极反应,然后从溶液中分离该阳极,利用溶解该有机化合物的溶媒洗涤该阳极,由此除去未反应的该有机化合物的方法。
对上述溶解有机化合物的溶媒而言,只要是不与该有机化合物反应的溶媒,则没有特别限制。作为所述溶媒,可例示氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯等氯系溶媒;四氢呋喃、二噁烷等醚系溶媒;甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶媒;环己烷、甲基环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷等脂肪族烃系溶媒;丙酮、甲基乙基甲酮、环己酮等酮系溶媒;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯等酯系溶媒;乙二醇、乙二醇一丁醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一甲醚、二甲氧基乙烷、丙二醇、二乙氧基甲烷、三甘醇单乙醚、甘油、1,2-己二醇等多元醇及其衍生物;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、环己醇等醇系溶媒;二甲亚砜等亚砜系溶媒。其中,所述溶媒可单独使用一种或并用两种以上。
对使由上述通式(1)表示的有机化合物溶解于溶媒中得到的溶液中的该有机化合物的浓度没有特别限制,如果浓度低,则有时该有机化合物与阳极的反应必须长时间,故不优选,如果浓度高,则有时该有机化合物的分子之间的凝集导致成膜性降低,故不优选。因而,该有机化合物的浓度优选为0.01~100mmol/l,但不限于该范围。
对使由上述通式(1)表示的有机化合物与阳极反应的温度没有特别限制,优选10~50℃的范围。对该反应必需的时间也没有特别限制,通常优选1分~24小时的范围。
[空穴输送性高分子材料]
在本发明的有机EL元件中,在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物是相对该高分子化合物的所有重复单元含有30摩尔%以上、100摩尔%以下包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物,在有机层中为了输送空穴而使用,尤其在含有该高分子化合物的空穴输送层与阳极相接的情况下,还为了有效地从阳极向有机层中注入空穴而使用。包括芳香族胺骨架的重复单元的比例相对该高分子化合物中的所有重复单元为40摩尔%以上、100摩尔%以下,从提高空穴的输送性的观点出发,优选为50摩尔%以上、85摩尔%以下。作为该高分子化合物,进而优选使用含有包括芳香族胺骨架的重复单元和其以外的包括具有芳香族烃环及/或芳香族杂环的共轭系化合物残基的重复单元的芳香族胺共聚物。
作为上述包括芳香族胺骨架的重复单元,优选由下述式(5):

(式中,Ar1、Ar2、Ar3及Ar4独立地表示亚芳基或2价的杂环基。Ar5、Ar6及Ar7独立地表示芳基或1价的杂环基。或者,Ar6和Ar7也可代替表示上述的基而成为一体地与Ar6和Ar7结合的氮原子一起形成环。o及p独立地表示0或1。)
表示的重复单元。
在所述式(5)中,作为亚芳基的例子,可举出亚苯基、亚联苯基、亚联三苯基、萘二酰基、蒽二酰基、菲二酰基、戊搭烯二酰基、茚二酰基、庚搭烯二酰基、苯并二茚二酰基、苯并菲二酰基、联二萘二酰基、苯基亚萘基二酰基、芪二酰基、芴二酰基等。作为2价的杂环基(2价的杂环基是指从杂环式化合物除去2个氢原子而成的原子团。)的例子,可举出吡啶-二酰基、二氮亚苯基、喹啉二酰基、喹喔啉二酰基、吖啶二酰基、二吡啶基二酰基、邻二氮杂菲二酰基等。芳基的碳原子数通常为6~60,作为其例子,可举出苯基等。另外,1价的杂环基是指从杂环式化合物除去1个氢原子而成的原子团,作为其例子,可举出吡啶基等。
作为由所述式(5)表示的重复单元的例子,可举出由下述式表示的重复单元。

在上述式中,芳香族烃环、芳香族杂环上的氢原子也可独立地被碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数7~26的苯基烷基、碳原子数7~26的苯基烷氧基、苯基、苯氧基、碳原子数7~26的烷基取代苯基、碳原子数7~26的烷氧基取代苯基、碳原子数2~21的烷基羰基、甲酰基、碳原子数2~31的烷氧基羰基或羧基取代。另外,在存在2个取代基的情况下,它们也可彼此结合形成环。
作为苯基烷基,例如可举出碳原子数通常为7~26、优选为11~21、更优选为14~18的苯基烷基,作为其例子,可举出苯基甲基、苯基乙基、苯基丙基、苯基丁基、苯基戊基、苯基己基、苯基庚基、苯基辛基、苯基壬基、苯基癸基、苯基十二烷基等。
作为苯基烷氧基,例如可举出碳原子数通常为7~26、优选为11~21、更优选为14~18的苯基烷氧基,作为其例子,可举出苯基甲氧基、苯基乙氧基、苯基丙氧基、苯基丁氧基、苯基戊氧基、苯基己氧基、苯基庚氧基、苯基辛氧基、苯基壬氧基、苯基癸氧基、苯基十二烷氧基等。
烷基取代苯基是指苯基上的1个以上氢原子被碳原子数1~20的烷基取代而成的基,即,一烷基苯基、二烷基苯基、三烷基苯基、四烷基苯基及五烷基苯基。作为烷基取代苯基,例如可举出碳原子数通常为7~26、优选为11~21、更优选为14~18的烷基取代苯基,作为其例子,可举出一、二、三、四或五甲基苯基;一、二、三、四或五乙基苯基;一、二、三、四或五丙基苯基;一、二、三、四或五异丙基苯基;一、二、三、四或五丁基苯基;一、二、三、四或五异丁基苯基;一、二、三、四或五仲丁基苯基;一、二、三、四或五叔丁基苯基;一、二、三、四或五戊基苯基;一、二、三、四或五异戊基苯基;一、二、三、四或五己基苯基;一、二、三、四或五庚基苯基;一、二、三、四或五辛基苯基;一、二、三、四或五(2-乙基己基)苯基;一、二、三、四或五壬基苯基;一、二、三、四或五癸基苯基;一、二、三、四或五(3,7-二甲基辛基)苯基;一、二、三、四或五十二烷基苯基等。
烷氧基取代苯基是指苯基上的1个以上氢原子被碳原子数1~20的烷氧基取代而成的基团,即,一烷氧基苯基、二烷氧基苯基、三烷氧基苯基、四烷氧基苯基及五烷氧基苯基。作为烷氧基取代苯基,例如可举出碳原子数通常为7~26、优选为11~21、更优选为14~18的烷氧基取代苯基,作为其例子,可举出一、二、三、四或五甲氧基苯基;一、二、三、四或五乙氧基苯基;一、二、三、四或五丙氧基苯基;一、二、三、四或五异丙氧基苯基;一、二、三、四或五丁氧基苯基;一、二、三、四或五异丁氧基苯基;一、二、三、四或五仲丁氧基苯基;一、二、三、四或五叔丁氧基苯基;一、二、三、四或五戊氧基苯基;一、二、三、四或五己氧基苯基;一、二、三、四或五庚氧基苯基;一、二、三、四或五辛氧基苯基;一、二、三、四或五(2-乙基己氧基)苯基;一、二、三、四或五壬氧基苯基;一、二、三、四或五癸氧基苯基;一、二、三、四或五(3,7-二甲基辛氧基)苯基;一、二、三、四或五十二烷氧基苯基等。
作为烷基羰基,例如可举出碳原子数通常为2~21、优选为5~15、更优选为8~12的烷基羰基,作为其例子,可举出乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、己酰基、庚酰基、辛酰基、2-乙基己酰基、壬酰基、癸酰基、3,7-二甲基辛酰基、十二烷酰基等。
作为烷氧基羰基,例如可举出碳原子数通常为2~21、优选为5~5、更优选为8~12的烷氧基羰基,作为其例子,可举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、异丙氧基羰基、丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、3,7-二甲基辛氧基羰基、十二烷氧基羰基等。
在由上述式(5)表示的重复单元中,优选由下述式(6):

(式中,R3、R4及R5独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数7~26的苯基烷基、碳原子数7~26的苯基烷氧基、苯基、苯氧基、碳原子数7~26的烷基取代苯基、碳原子数7~26的烷氧基取代苯基、碳原子数2~21的烷基羰基、甲酰基、碳原子数2~21的烷氧基羰基或羧基。或者,R3与R4也可代替上述的基而成为一体地形成环。x及y独立地为0~4的整数,z为1或2,w为0~5的整数。在存在多个R3、R4及R5的至少1种的情况下,该多个存在的基相同或不同。)
表示的重复单元。
在所述式(6)中的R3和R4代替上述的基而成为一体地形成环的情况下,作为该环,例如可举出可具有取代基的C5~C14的杂环。作为杂环,例如可举出吗啉环、硫代吗啉环、吡咯环、哌啶环、哌嗪环等。
作为这样的由通式(6)表示的重复单元的例子,可举出由下述式(6-1)~(6-10)表示的重复单元。

作为由所述式(6)表示的重复单元,从该空穴输送性高分子材料在溶媒中的溶解性、该“包括芳香族胺骨架的重复单元”的合成的容易程度、空穴输送性及电离电势的观点出发,优选由下述式(7):

(式中,R6表示碳原子数1~20的烷基,w为0~5的整数。在存在多个R6的情况下,它们相同或不同。)
表示的重复单元。
如果在所述主链中含有包括芳香族胺骨架在内的重复单元的高分子化合物的末端部分仍然残留聚合活性基,在元件的制作中使用的情况下,得到的元件的发光特性或寿命可能会降低,所以优选被稳定的保护基保护。作为保护基,优选具有与主链的共轭结构连续的共轭键的保护基,例如可举出芳基或1价的杂环基借助碳-碳键与主链结合的结构。具体而言,可例示在特开平9-45478号公报的化10中记载的取代基等。
另外,在本发明的有机EL元件中,从最大发光效率或元件寿命等元件特性的观点出发,优选在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物在主链中与包括上述芳香族胺骨架的重复单元的至少1种一起含有由下述通式(8)表示的重复单元的至少1种。
-Ar8-(8)
(式中,Ar8表示亚芳基。)
在所述通式(8)中,亚芳基是从芳香族烃除去2个结合于构成芳香环的碳原子的氢原子后剩余的原子团,是指非取代的亚芳基及取代的亚芳基。在亚芳基中具有缩合环也包括2个以上独立的苯环或缩合环借助单键或2价的有机基团例如亚乙烯基等亚链烯基结合而成的缩合环。对取代的亚芳基中的取代原子及取代基没有特别限定,从溶解性、荧光特性、合成的容易程度、成为元件时的特性等观点出发,优选卤原子、烷基、烷氧基、烷基硫代基、芳基、芳氧基、芳基硫代基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷基硫代基、芳基链烯基、芳基炔基、1价的杂环基、杂环硫代基、氨基、甲硅烷基、酰基、酰氧基、亚胺残基、酰胺基、酰亚胺基、羧基、氰基或硝基。
另外,这样的亚芳基中的除去取代基的部分的碳原子数通常为6~60,优选为6~20,更优选为6~18左右。另外,亚芳基中的包括取代基的全部碳原子数通常为6~100,优选为6~80,更优选为6~70左右。
另外,作为这样的亚芳基,例如可举出亚苯基(例如由下述通式1~3表示的基)、萘二酰基(例如由下述通式4~13表示的基)、蒽二酰基(例如由下述通式14~19表示的基)、联苯基二酰基(例如由下述通式20~25表示的基)、联三苯基二酰基(例如由下述通式26~28表示的基)、芴二酰基(例如由下述通式36~38表示的基)、苯并芴二酰基(例如由下述通式39~46表示的基)、其他2价的缩合多环式芳香族烃基(例如由下述通式29~35表示的基)等。



在上述式1~46中,R表示卤原子、烷基、烷氧基、烷基硫代基、芳基、芳氧基、芳基硫代基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷基硫代基、芳基链烯基、芳基炔基、1价的杂环基、杂环硫代基、氨基、甲硅烷基、酰基、酰氧基、亚胺残基、酰胺基、酰亚胺基、羧基、氰基或硝基。其中,在上述式1~46中,多个存在的R相同或不同。
另外,在这样的由通式(8)表示的重复单元中,从本发明的有机电致发光元件的亮度减半寿命的观点出发,优选由下述通式(9)表示的重复单元。

(式中,R7及R8相同或不同,独立地表示卤原子、烷基、烷氧基、烷基硫代基、芳基、芳氧基、芳基硫代基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷基硫代基、芳基链烯基、芳基炔基、1价的杂环基、杂环硫代基、氨基、甲硅烷基、酰基、酰氧基、亚胺残基、酰胺基、酰亚胺基、羧基、氰基或硝基,h及i相同或不同,独立地表示0~3的整数,R9及R10相同或不同,独立地表示氢原子、卤原子、烷基、烷氧基、烷基硫代基、芳基、芳氧基、芳基硫代基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷基硫代基、芳基链烯基、芳基炔基、1价的杂环基、杂环硫代基、氨基、甲硅烷基、酰基、酰氧基、亚胺残基、酰胺基、酰亚胺基、羧基、氰基或硝基,其中,在存在多个R7及R8的任意一方或两方的情况下,该存在多个的原子或基相同或不同。)
从原料单体的合成的容易程度的观点出发,所述通式(9)中的h及i优选为0或1,特别优选为0。
另外,从原料单体的合成的容易程度的观点出发,所述通式(9)中的R9及R10优选为烷基或芳基。
作为这样的由通式(9)表示的重复单元的例子,可举出由下述通式(9-1)~(9-8)表示的重复单元。

所述在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物的数均分子量以聚苯乙烯换算优选为103~108左右,更优选为104~106左右。
此外,在本发明中,聚苯乙烯换算的“数均分子量”及“重均分子量”使用体积排阻色谱(size exclusion chromatography)(SEC)(岛津制作所制:LC-10Avp)求得。另外,将测定的样品在四氢呋喃中溶解成约0.5wt%的浓度,在SEC中注入50μL。进而,作为SEC的移动相,使用四氢呋喃,以0.6mL/min的流速流动。另外,作为柱(column),使用串联TSKgelSuperHM-H(东曹制)2根和TSKgel SuperH2000(东曹制)1根而成的柱。另外,检测器使用示差折射率检测器(岛津制作所制:RID-10A)。
作为在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物的合成方法,例如可举出从对应需要的高分子化合物的单体利用Suzuki偶合反应进行聚合的方法、利用Grignard反应进行聚合的方法、利用Ni(0)催化剂进行聚合的方法、利用FeCl3等氧化剂进行聚合的方法、电化学地进行氧化聚合的方法、利用具有适当的脱离基的中间体高分子化合物的分解的方法等。其中,从反应控制容易的点出发,优选利用Suzuki偶合反应进行聚合的方法、利用Grignard反应进行聚合的方法、利用Ni(0)催化剂进行聚合的方法。
在所述反应中,为了促进反应,可适宜地添加碱、适当的催化剂。这些碱、适当的催化剂只要对应反应的种类选择即可,优选在反应中使用的溶媒中充分地溶解的催化剂。作为碱,例如可举出碳酸钾、碳酸钠等无机碱;三乙胺、氢氧化四乙铵等有机碱;氟化铯等无机盐。作为催化剂,例如可举出四(三苯基膦)钯、钯乙酸盐类。
由于在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物的纯度影响元件的发光特性,优选在利用蒸馏、升华纯化、再结晶等方法纯化聚合前的单体之后使其聚合,另外,还优选在合成后,进行利用再沉淀纯化、色谱的分馏等纯化处理。
作为在所述反应中使用的溶媒,例如可举出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷等饱和烃;苯、甲苯、乙苯、二甲苯等芳香族烃;四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯丁烷、溴丁烷、氯戊烷、溴戊烷、氯己烷、溴己烷、氯环己烷、溴环己烷等卤化饱和烃;氯苯、二氯苯、三氯苯等卤化芳香族烃;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇等醇类;甲酸、乙酸、丙酸等羧酸类;二甲醚、二乙醚、甲基叔丁醚、四氢呋喃、四氢化吡喃、二噁烷等醚类;盐酸、氢溴酸、氢氟酸、硫酸、硝酸等无机酸等。这些溶媒可单独使用一种或并用两种以上。
在反应后,例如在用水淬火(quench)之后用有机溶媒抽提,利用馏去该有机溶媒等通常的后处理,可得到粗制的高分子化合物。另外,如上所述,高分子化合物的利用离析及纯化还可通过利用色谱的分取、再结晶等方法进行。
作为所述高分子化合物的合成方法的例子,可举出利用上述的方法使由下述式(10)表示的化合物单独或由下述式(10)表示的化合物与由下述式(11)表示的化合物发生聚合的方法。

X3-Ar8-X4    (11)
(式中,Ar1~Ar8如上所述,X1~X4独立地表示卤原子、烷基磺基、芳基磺基、芳基烷基磺基、硼酸酯残基、鋶甲基、鏻甲基、膦酸酯甲基、一卤化甲基、硼酸残基(-B(OH)2))、甲酰基或乙烯基。)
从由所述式(10)或(11)表示的化合物的合成上的观点及反应的容易程度的观点出发,优选X1~X4独立地为卤原子、烷基磺基、芳基磺基、芳基烷基磺基、硼酸酯残基或硼酸残基。
作为烷基磺基,可例示甲烷磺基、乙烷磺基、三氟甲烷磺基等。作为芳基磺基,可例示苯磺基、对甲苯磺基等。作为芳基烷基磺基,可例示苄基磺基等。
作为硼酸酯残基,例如可举出由下述式表示的基。

(式中,Me表示甲基,Et表示乙基。)
作为鋶甲基,可例示由下述式表示的基。
-CH2S+Me2X-、-CH2S+Ph2X-
(式中,X表示卤原子,Me表示甲基,Ph表示苯基。)
作为鏻甲基,可例示由下述式表示的基。
-CH2P+Ph3X-
(式中,X表示卤原子,Ph表示苯基。)
作为膦酸酯甲基,可例示由下述式表示的基。
-CH2PO(OR11)2
(式中,R11表示烷基、芳基、芳基烷基。)
作为一卤化甲基,可例示氟化甲基、氯化甲基、溴化甲基或碘化甲基。
·空穴输送层的不溶性化(不溶化)
另外,在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物(以下有时称为芳香族胺高分子化合物。)的空穴输送层上层叠其他层,例如在层叠利用空穴与电子的复合进行发光的发光层时,为了防止通用的溶媒引起两层的混合或空穴输送层的洗脱,优选不溶性化该空穴输送层。作为进行不溶性化的处理,可例示使用芳香族胺高分子化合物的可溶性的前体或具有可溶性的取代基的芳香族胺高分子化合物,利用热处理将前体转换成高分子化合物或者通过分解该取代基来降低溶解性从而进行不溶性化的方法;使用在分子内具有交联性基团的芳香族胺高分子化合物,在该芳香族胺高分子化合物间进行交联反应的方法;在进行该交联反应时,进一步使用交联剂(利用热、光、电子射线等发生交联反应的单体或大分子单体(macromer))的方法;使用在分子内不具有交联性基团的芳香族胺高分子化合物和交联剂(例如热、光、电子射线等发生交联反应的单体或大分子单体),使其进行交联反应的方法等。尤其优选使用在分子内具有交联性基团的主链中具有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物,根据需要使用交联剂。
作为在分子内具有所述交联性基团的在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物,可例示在侧链中具有交联性基团的在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物。作为这样的交联性基团,例如包括乙烯基、乙炔基、丁烯基、丙烯酰基、丙烯酰氧基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基、甲基丙烯酰胺基、乙烯基醚基、乙烯基氨基、硅烷醇基、具有小员环(小員環)的交联性基团(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(episufide)基等)的基、内酯基、内酰胺基或含有硅氧烷衍生物的基等。另外,除了这些基以外,还可使用可形成酯键或酰胺键的基的组合等。例如包括酯基与氨基、酯基与羟基等的组合。进而还可例示在WO 97/09394公开说明书中记载的含有苯并环丁烷结构的基等。其中,尤其优选丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。
这样的在分子内具有交联性基团的在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物可通过使具有对应的交联性基团的单体发生聚合来合成。例如,作为具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的单官能单体的例子,可举出2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基乙基酯等。作为具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的2官能单体的例子,可举出1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、3-甲基戊二醇二丙烯酸酯、3-甲基戊二醇二甲基丙烯酸酯等。作为其他具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的多官能单体的例子,可举出三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯等。
所述在分子内具有交联性基团的在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物中的该交联性基团的含有率通常为0.01~30重量%,优选为0.5~20重量%,更优选为1~10重量%。
作为上述交联剂,可例示聚苯乙烯换算的重均分子量为2000以下的具有两个以上上述交联性基团的交联剂,作为其例子,可举出作为具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的2官能单体的具体例在上述中举出的化合物、其他作为具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的多官能单体的例子在上述中举出的化合物、三季戊四醇八丙烯酸酯(TPEA)等。
作为具有交联性基团的高分子或交联剂的交联反应,可例示利用加热或光、电子射线等的照射发生的反应。也可在热聚合引发剂、光聚合引发剂、热聚合引发助剂、光聚合引发助剂等的存在下进行所述反应。
在进行加热从而使空穴输送层不溶性化的情况下,加热的温度只要低于因材料的分解而特性降低的温度即可,没有特别限制,例如50℃~300℃,优选为100℃~250℃。
在进行加热从而使空穴输送层不溶性化的情况下,作为可并用的热聚合引发剂,通常可使用作为自由基聚合引发剂已知的热聚合引发剂,例如可举出2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双-(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物;过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化三甲基乙酸酯、1,1’-双(叔丁基过氧化)环己烷等有机过氧化物;及过氧化氢。在作为自由基聚合引发剂使用过氧化物的情况下,也可与还原剂一起使用过氧化物作为氧化还原型引发剂。这些热聚合引发剂可分别单独使用1种或组合使用2种以上。
并用热聚合引发剂时的反应温度例如为40℃~250℃,优选为50℃~200℃。
在使用光聚合引发剂的光聚合中,只要以0.01mW/cm2以上的照射强度照射紫外线1秒~3600秒、优选30秒~600秒即可。
光聚合引发剂可举出通过照射光来使活性自由基发生的活性自由基发生剂、发生酸的酸发生剂等。作为活性自由基发生剂,例如可举出乙酰苯系光聚合引发剂、苯偶姻系光聚合引发剂、二苯甲酮系光聚合引发剂、噻吨酮系光聚合引发剂、三嗪系光聚合引发剂等。作为酸发生剂,可举出利用紫外线、远紫外线、电子射线及X射线等的照射直接或间接地发生酸的化合物,例如在特开平4-163552号公报中记载的三卤甲基三嗪系化合物、在特开平1-57777号公报中记载的二砜化合物等。这些光聚合引发剂可分别单独使用1种或组合使用2种以上。
[发光性材料]
在本发明的有机电致发光元件中,发光层优选在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物的空穴输送层与阴极之间形成。作为在发光层中使用的发光性材料,可使用具有输送空穴的功能、输送电子的功能、复合的功能、发光的功能等功能的一种分子,也可以使用具有单一或多个功能的2种以上的分子,另外,也可并用具有同一功能的多种分子。发光性材料可为低分子或高分子。作为形成含有它们发光层的手法,可例示(共)蒸镀或从溶液的制膜。只要发光性材料溶解于溶媒,则可使用从溶液的制膜的手法,另外,只要在真空中蒸发,则还可使用蒸镀的手法。
作为在该发光层中含有的发光性材料,可利用在“有机EL显示器”(时任静夫、安达千波矢、村田英幸共著株式会社オ-ム公司平成16年刊第1版第1次印刷发行)17~48页、83~99页、101~120页中记载的荧光材料或三重线发光材料。作为低分子的荧光材料,例如可使用萘衍生物、蒽及其衍生物、二萘嵌苯及其衍生物、聚甲炔系、氧杂蒽系、香豆素系、酞菁系等色素类、8-羟基喹啉的金属络合物、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物、芳香族胺、四苯基环戊二烯及其衍生物、四苯基丁二烯及其衍生物等。具体而言,例如可使用在特开昭57-51781号公报、特开昭59-194393号公报中记载的低分子的荧光材料等公知的材料。
作为三重线发光材料的三重线发光络合物,例如可举出以铟为中心金属的Ir(ppy)3、Btp2Ir(acac),以铂为中心金属的PtOEP,以铕为中心金属的Eu(TTA)3phen等。


三重线发光络合物的其他例子在Nature,(1998),395,151、Appl.Phys.Lett.(1999),75(1),4、Proc,SPIE-Int.Soc.Opt.Eng.(2001),4105(有机发光材料和器件(Organic Light-Emitting Materials and DevicesIV),119、J.Am.Chem.Soc.,(2001),123,4304、Appl.Phys.Lett.,(1997),71(18),2596、Syn.Met.,(1998),94(1),103、Syn.Met.,(1999),99(2),1361、Adv.Mater.,(1999),11(10),852、Jpn.J.Appl.Phys.,34,1883(1995)等中有记载。
在本发明中使用的发光性材料也可为高分子化合物,例如交替共聚物、无规聚合物、嵌段聚合物或接枝聚合物的任意一种,也可为具有它们的中间结构的高分子化合物,例如带嵌段性的无规共聚物。从显现高电荷输送性能且可实现高发光效率、低驱动电压化、长寿命化的观点出发,优选与完全的无规共聚物相比还带有嵌段性的无规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物。此外,还包括在主链上存在分支的具有3个以上末端部的高分子化合物或所谓的树枝状化合物(dendrimer)。
在本发明的有机电致发光元件中,从可通过提高空穴注入性来提高发光效率出发,优选在主链上含有包括所述芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物。从最大发光效率等元件特性的观点出发,该重复单元的比例相对该高分子化合物中的全部重复单元,优选为0.1摩尔%以上、不到30摩尔%。如果少于0.1摩尔%,则有时不能得到足够的空穴注入性。如果为30摩尔%以上,则有时不使其发光而空穴到达作为对置电极的阴极,从而发光效率降低。该比例进而优选相对该高分子化合物中的全部重复单元为0.5摩尔%以上、10摩尔%以下,从而成为更高发光效率的有机电致发光元件。作为包括该芳香族胺骨架的重复单元,可使用由上述式(5)表示的重复单元。
另外,在本发明的有机EL元件中,发光性材料至少含有1种上述包括芳香族胺骨架的重复单元的情况下,从最大发光效率或元件寿命等元件特性的观点出发,优选与其一起在主链中含有由上述通式(8)表示的重复单元的至少1种。由上述通式(8)表示的重复单元的定义、例子等如上所述。
进而,从本发明的有机电致发光元件的寿命特性的观点出发,在本发明中使用的发光性材料优选聚苯乙烯换算的数均分子量为1×103~1×108的高分子化合物,更优选聚苯乙烯换算的数均分子量为1×103~1×106的高分子化合物。
作为在主链中含有由上述式(5)表示的重复单元及由上述通式(8)表示的重复单元的发光性材料的合成方法,可举出与对所述在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物的合成方法例示的合成方法相同的方法。
[电子输送性材料]
本发明的有机EL元件中的有机层也可进一步含有电子输送层。这种情况下,作为被用作电子输送层的材料的电子输送性材料,可使用公知的电子输送性材料,作为其例子,可举出噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷及其衍生物、芴衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、联对苯醌衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物的金属络合物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、聚芴及其衍生物等。具体而言,可例示在特开昭63-70257号公报、同63-175860号公报、特开平2-135359号公报、同2-135361号公报、同2-209988号公报、同3-37992号公报、同3-152184号公报中记载的电子输送性材料等。
其中,优选噁二唑衍生物、苯醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物的金属络合物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、聚芴及其衍生物,进而优选2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、苯醌、蒽醌、三(8-羟基喹啉)铝、聚喹啉。
[有机电致发光元件]
在本发明的有机EL元件中,在阳极的表面中的至少与有机层相接的部分被由上述通式(1)表示的有机化合物处理,或者,构成有机层的与阳极相接的层含有该有机化合物,或者,在阳极的表面中的至少与有机层相接的部分被该有机化合物处理而且构成有机层的与阳极相接的层含有该有机化合物。可在进行空穴注入的电极(称为阳极)与进行电子注入的电极(称为阴极)之间的有机层上,从空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层中适当地选定层叠。在阳极的表面中的至少与有机层相接的部分被由上述通式(1)表示的有机化合物处理的情况下,不必在这些层中含有该有机化合物,但在阳极的表面中的上述部分没有被该有机化合物处理的情况下,构成有机层的与阳极相接的层必需含有该有机化合物。以下例示代表性的结构,但不限定于此,也可分别在有效的层叠结构的位置插入其他有机层、电子模块层、空穴模块层、电子注入层、空穴注入层等。
被上述有机化合物进行了表面处理的阳极/空穴输送层/发光层/阴极
被上述有机化合物进行了表面处理的阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极
阳极/含有上述有机化合物的空穴输送层/发光层/阴极
阳极/含有上述有机化合物的空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极
被上述有机化合物进行了表面处理的阳极/含有上述有机化合物的空穴输送层/发光层/阴极
被上述有机化合物进行了表面处理的阳极/含有上述有机化合物的空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极
在此,/表示层叠在该符号的两侧记载的层或层与电极。进而,空穴输送层、发光层、电子输送层可为一层,也可层叠2层以上具有相同功能的层。
在本发明的有机电致发光元件中,作为可在有机层中使用的材料,可例示在低分子型有机电致发光元件或高分子型有机电致发光元件中使用的电荷输送性材料或发光性材料。作为发光色,除了红、蓝、绿3个基本色以外,还可例示中间色或白色。在全色(full color)元件中,示出3个基本色的发光的材料优选使用在平面光源中示出白色或中间色的发光的材料。
在本发明的有机电致发光元件中,有机层整体的厚度因使用的材料不同而最适值不同,只要将其调整成驱动电压、发光效率、元件寿命成为适度的值即可,例如为30nm~1μm,优选为40nm~500nm,进而优选为60nm~400nm。
作为在该有机层中含有的各层的厚度,将其适当地选择成为使发光效率或驱动电压成为理想的值,通常为5nm~200nm。作为含有在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物的空穴输送层的厚度,可例示10~300nm,优选20~150nm。作为利用空穴与电子的复合进行发光的发光层的厚度,可例示5~300nm,优选30~200nm,进而优选40~150nm。作为空穴模块层的厚度,可例示5~50nm,优选10nm~30nm。作为电子输送层的厚度,可例示10~100nm,优选20~80nm。
作为这些层的制膜方法,除了真空蒸镀、簇(cluster)蒸镀、分子线蒸镀等真空过程以外,溶解性或可形成乳剂(emulsion)的制膜方法还可例示利用涂敷法或印刷法进行制膜的方法。
在本发明中,尤其在含有在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物的空穴输送层、利用空穴与电子的复合进行发光的发光层及电子输送层的制造可使用从溶液制膜的方法等。
作为从溶液制膜的方法,例如可使用旋涂法、浇注法、微凹版印刷涂敷法、凹版印刷涂敷法、棒涂法、辊涂法、拉丝锭涂敷法、浸涂法、喷涂法、网版印刷法、凸版印刷法、胶版印刷法、喷墨打印法、喷嘴涂敷法、毛细管涂敷法等涂布法。其中,从容易进行图案形成或多色的分涂的点出发,优选网版印刷法、凸版印刷法、胶版印刷法、喷墨打印法等印刷法。
上述的从溶液制膜的方法通常使用油墨。该油墨是含有在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物和溶媒而成的油墨。对该溶媒没有特别限制,优选可溶解或均匀地分散除了构成所述油墨的溶媒以外的成分即在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物、发光性材料的溶媒。作为所述溶媒,可例示氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯等氯系溶媒;四氢呋喃、二噁烷等醚系溶媒;甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶媒;环己烷、甲基环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷等脂肪族烃系溶媒;丙酮、甲基乙基甲酮、环己酮等酮系溶媒;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯等酯系溶媒;乙二醇、乙二醇一丁醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一甲醚、二甲氧基乙烷、丙二醇、二乙氧基甲烷、三甘醇单乙醚、甘油、1,2-己二醇等多元醇及其衍生物;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、环己醇等醇系溶媒;二甲亚砜等亚砜系溶媒;N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲替甲酰胺等酰胺系溶媒。其中,所述溶媒可单独使用一种或并用两种以上。
其中,从在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物、发光性材料等的溶解性、成膜时的均匀性、粘度特性等观点出发,优选芳香族烃系溶媒、脂肪族烃系溶媒、酯系溶媒、酮系溶媒,优选甲苯、二甲苯、乙苯、二乙苯、三甲基苯、正丙苯、异丙苯、正丁苯、异丁苯、仲丁苯、茴香醚、乙氧基苯、1-甲基萘、环己烷、环己酮、环己基苯、联二环己烷、环己烯基环己酮、正庚基环己烷、正己基环己烷、2-丙基环己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2-辛酮、2-壬酮、2-癸酮、二个环己基甲酮,更优选含有二甲苯、茴香醚、环己基苯、联二环己烷中的至少1种。
另外,油墨中的溶媒的比例相对溶质(即,在主链中含有包括芳香族胺骨架的重复单元的高分子化合物及发光性材料的含量),为1重量%~99.9重量%,优选为60重量%~99.5重量%,进而优选为80重量%~99.0重量%。
油墨的粘度因印刷法不同而不同,但在像喷墨印刷法等那样油墨经由喷出装置的情况下,为了防止喷出时的孔堵塞或飞跃曲线,优选粘度在25℃下为1~20mPa·s的范围。
作为高分子型有机电致发光元件用的材料,可例示在“高分子EL材料”(大西敏博、小山珠美共著共立出版2004年刊初版第1次印刷发行)33页~58页中记载的材料,可用与电子注入层或电荷输送层层叠发光层的结构构筑有机电致发光元件。具体而言,作为高分子化合物的空穴输送性材料、电子输送性材料及发光性材料,可例示在WO99/13692号公开说明书、WO99/48160号公开说明书、GB2340304A、WO00/53656公开说明书、WO01/19834公开说明书、WO00/55927公开说明书、GB2348316、WO00/46321公开说明书、WO00/06665公开说明书、WO99/54943公开说明书、WO99/54385公开说明书、US5777070、WO98/06773公开说明书、WO97/05184公开说明书、WO00/35987公开说明书、WO00/53655公开说明书、WO01/34722公开说明书、WO99/24526公开说明书、WO00/22027公开说明书、WO00/22026公开说明书、WO98/27136公开说明书、US573636、WO98/21262公开说明书、US5741921、WO97/09394公开说明书、WO96/29356公开说明书、WO96/10617公开说明书、EP0707020、WO95/07955、特开2001-181618号公报、特开2001-123156号公报、特开2001-3045号公报、特开2000-351967号公报、特开2000-303066号公报、特开2000-299189号公报、特开2000-252065号公报、特开2000-136379号公报、特开2000-104057号公报、特开2000-80167号公报、特开平10-324870号公报、特开平10-114891号公报、特开平9-111233号公报、特开平9-45478号公报等中公开的聚芴、其衍生物及共聚物、聚芳烯、其衍生物及共聚物、聚芳基乙烯(poly arylenevinylene)、其衍生物及共聚物、芳香族胺及其衍生物的(共)聚合物。也可在发光性材料或电荷输送性材料中混合上述的低分子型有机电致发光元件用的发光性材料或电荷输送性材料。
可在各空穴输送性材料、电子输送性材料或发光性材料中并用上述的低分子材料和高分子材料。例如,可并用具有有机配位基的金属络合物,与作为低分子的荧光材料、磷光材料公知的材料、所谓的三重线发光络合物等的并用尤其有效。作为发光性材料的具有有机配位基的金属络合物的中心金属例如可举出铝、锌、铍、铟、铂、金、铕、铽等。
也可与阴极相接设置10nm以下的绝缘层。作为绝缘层的材料,可举出金属氟化物或金属氧化物或者有机绝缘材料等,优选碱金属或碱土类金属等的金属氟化物或金属氧化物。
在绝缘层中使用的无机化合物的成膜方法可例示真空蒸镀法。
形成本发明的有机电致发光元件的基板只要是在形成电极或该元件的各层时不发生变化的基板即可,例如可例示玻璃、塑料、高分子薄膜、硅等的基板等。在为不透明的基板的情况下,优选与该基板接近的电极的相反侧的电极为透明或半透明。在此,“透明”是指波长750~400nm的光通过该电极时的相对入射光强度的透过光强度的比(透过率)为90~100%。另外,“半透明”是指所述透过率为40%以上、不到90%。
接着,对本发明的有机电致发光元件具有的阳极及阴极进行说明。
在本发明的有机电致发光元件中,如果阳极及阴极的至少一方为透明或半透明,则由于发生的光透过,所以发光的取出效率更适合。
在本发明中,优选阳极侧为透明或半透明。作为该阳极的材料,可使用导电性的金属氧化物、半透明的金属等。具体而言,可使用包括氧化铟、氧化锌、氧化锡及作为它们的复合体的铟·锡·氧化物(ITO)、铟·锌·氧化物等在内的导电性玻璃(NESA等)或金、铂、银、铜等,优选ITO、铟·锌·氧化物、氧化锡。另外,作为该阳极,也可使用聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等有机的透明导电膜。另外,所述阳极的材料可单独使用一种或并用两种以上。
阳极的膜厚可考虑光的透过性和电导率适当地选择,例如10nm~10μm,优选20nm~1μm,进而优选50nm~500nm。
作为阳极的制作方法,可举出真空蒸镀法、溅射(sputtering)法、离子镀(ion plaing)法、电镀法等。
在本发明的有机电致发光元件中,作为阴极的材料,优选功函数小的材料,例如可使用锂、钠、钾、铷、铯等碱金属,铍、镁、钙、锶、钡等碱土类金属,铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽、镱等其他金属及它们中的2种以上的合金或其中的1种以上与金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨、锡中的1种以上的合金,石墨,石墨层间化合物等。作为合金,例如可举出镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金等。其中,阴极可为一层或二层以上。另外,所述阴极的材料可单独使用一种或并用两种以上。
阴极的厚度可考虑电导率或耐久性适当地选择,例如10nm~10μm,优选20nm~1μm,进而优选50nm~500nm。
作为阴极的制作方法,可举出真空蒸镀法、溅射法、热压粘金属薄膜的层压(laminate)法等方法。另外,也可在阴极与有机层间设置包括导电性高分子化合物在内的层,包括金属氧化物、金属氟化物、有机绝缘材料等在内的层(通常为平均膜厚2nm以下的层)。
在制作阴极之后,也可安装保护该有机电致发光元件的保护层。为了长期稳定地使用该有机电致发光元件,为了保护元件不受外部损伤,优选安装保护层及/或护罩。
作为该保护层,可使用高分子化合物、金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金属氟化物、金属硼化物等。另外,作为护罩,可使用玻璃板、在表面上实施了低透水率处理的塑料板等,优选使用利用热固化树脂或光固化树脂将该罩与元件基板粘在一起从而密闭的方法。如果使用间隙材来维持空间,则防止元件破损变得容易。如果在该空间中密封氮或氩之类的惰性气体,则可防止阴极的氧化,进而通过在该空间内设置氧化钡、氧化钙等干燥剂,抑制在制造工序中吸附的水分使元件的性能降低变得容易。其中,优选采用任意1种以上的方案。
[用途]
本发明的有机电致发光元件可作为面状光源、段式显示装置、点阵显示装置、液晶显示装置的背光灯等使用。
为了使用本发明的有机电致发光元件从而得到面状的发光,只要重叠配置面状的阳极和阴极即可。另外,为了得到图案状的发光,包括在所述面状的发光元件的表面上设置图案状的窗的掩模(mask)的方法、将非发光部的有机物层形成为极端厚从而实质上成为非发光的方法、将阳极或阴极的任意一方或两方的电极形成为图案(pattern)状的方法。通过利用这些任意的方法形成图案从而将几个电极配置成能够独立地ON/OFF,可得到能够显示数字或文字、简单的符号等的段式类型(segment type)的显示元件。
进而,为了成为点阵元件,只要将阳极和阴极一起形成为条纹(stripe)状并配置成正交即可。利用分涂多种发光色不同的聚合物的方法或使用滤色片(color filter)或荧光变换滤波器(fliter)的方法,进行部分彩色(color)显示、多彩色(multicolor)显示成为可能。点阵元件可为无源(passive)驱动,也可为与使用无定形硅(amorphous silicon)或低温聚硅的薄膜晶体管(transistor)等组合的有源(active)驱动。这些显示元件可作为电脑(computer)、电视机、移动终端、手机、导航仪(car navigation)、摄影机(video camera)的取景器(view finder)等的显示装置使用。
进而,所述面状的发光元件为自发光薄型,可优选作为液晶显示装置的背光灯用的面状光源或面状的照明用光源使用。另外,如果使用柔性(flexible)的基板,则也可作为曲面状的光源或显示装置使用。
实施例
以下为了进一步详细说明本发明,示出实施例及比较例,但本发明不限定于这些实施例。
<合成例1>(高分子化合物A的合成~空穴输送性高分子化合物~)
在接续了蛇形冷凝器(Dimroth)的烧瓶中,加入由下述结构式:

表示的化合物A 5.25g(9.9mmol)、由下述结构式:

表示的化合物B 4.55g(9.9mmol)、甲基三辛基氯化铵(商品名:Aliquat336、Aldrich公司制)0.91g、甲苯69ml,得到单体溶液。在氮气氛下,加热单体溶液,在80℃下,加入乙酸钯2mg、三(2-甲基苯基)膦15mg。在该单体溶液中,注入17.5重量%碳酸钠水溶液9.8g,然后在110℃下,搅拌19小时。接着,在甲苯1.6ml中加入溶解的苯基硼酸121mg,在105℃下搅拌1hr。
在与水相分离有机相之后,在有机相中加入甲苯300ml。以3重量%乙酸水溶液40ml(2次)、离子交换水100ml(1次)的顺序洗涤有机相,与水相分离。在有机相中加入N,N-二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物(N,N-diethyldithiocarbamate tri-hydrate)0.44g、甲苯12ml,在65℃下搅拌4hr。
在预先通液甲苯的硅胶/氧化铝柱中通液反应生成物的甲苯溶液,在该溶液中注入甲醇1400ml,使聚合物沉淀,过滤沉淀物,然后干燥,得到固体。将该固体溶解于甲苯400ml中,在甲醇1400ml中滴注,使聚合物沉淀,过滤沉淀物,然后干燥,得到6.33g聚合物(以下称为“高分子化合物A”。)。高分子化合物A的聚苯乙烯换算的数均分子量及重均分子量分别为Mn=8.8×104、Mw=3.2×105
此外,得到的高分子化合物A可从加入原料推测为以1∶1(摩尔比)具有由下述结构式:

表示的重复单元而成的高分子化合物。
<合成例2>(高分子化合物B的合成~发光性材料~)
在反应容器中取0.647gAliquat336、2.626g化合物A、0.683g由下述结构式:

表示的化合物C、2.194g由下述结构式:

表示的化合物D,进行氮置换。接着,加入已氩气鼓泡(bubbling)的甲苯50ml,边搅拌边进一步鼓泡30分钟。接着,加入乙酸钯1.1mg、三(2-甲氧基苯基)膦12.3mg,然后加入17.5重量%碳酸钠水溶液10ml,以浴温95℃搅拌3小时。之后,加入苯基硼酸90mg,以浴温95℃搅拌2小时。
在冷却反应溶液之后,加入甲苯60g,然后静置,分液,回收有机相。接着,在该有机相中加入N,N-二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物3.0g/离子交换水50g混合溶液,在室温下搅拌3小时。
接着,从水相分离有机相,然后在该有机相中加入甲苯200ml。以约3重量%乙酸水溶液、离子交换水的顺序洗涤该有机相,然后缓慢地在甲醇中注入有机相,使聚合物再沉淀。过滤、回收生成的沉淀,然后使其溶解于约400ml的甲苯中。在使该甲苯溶液通过氧化铝柱之后,在约1500ml甲醇中缓慢地注入得到的甲苯溶液,使聚合物再沉淀。过滤、回收生成的沉淀,通过减压干燥,得到聚合物2.3g。将该聚合物称为高分子化合物B。
得到的高分子化合物B的的聚苯乙烯换算的数均分子量及重均分子量分别为Mn=1.7×105、Mw=3.3×105
<合成例3>(高分子化合物C的合成~发光性材料~)
在200mL可拆式(separable)烧瓶中加入9,9-二辛基芴-2,7-二硼酸乙二醇酯3.18g(6.0mmol)、9,9-二辛基-2,7-二溴芴3.06g(5.4mmol)、N,N’-双(4-溴苯基)-N,N’-双(2,6-二甲基-4-叔丁基苯基)-1,4-苯二胺0.44g(0.6mmol)、甲基三辛基氯化铵(商品名:Aliquat336,Aldrich公司制)0.82g、甲苯60mL,得到单体溶液。在氮气氛下,在单体溶液中加入双三苯基膦二氯化钯4.2mg,加热至85℃。在该单体溶液中滴注17.5重量%碳酸钠水溶液16.3mL并同时加热至105℃,然后搅拌1.5hr。接着,加入苯基磺酸0.74g、双三苯基膦二氯化钯4.2mg、甲苯30mL,在105℃搅拌17hr。
从水相分离有机相,然后在有机相中加入N,N-二乙基氨荒酸钠三水合物3.65g、离子交换水36mL,在85℃下搅拌2hr。从水相分离有机相,然后以离子交换水80mL(2次)、3重量%乙酸水溶液80mL(2次)、离子交换水80mL(2次)的顺序洗涤有机相,与水相分离。
在甲醇930mL中滴注有机相,使聚合物沉淀,过滤沉淀物,然后干燥,得到固体。将该固体溶解于甲苯190mL中,在预先通液甲苯的硅胶/氧化铝柱中通液所述固体的甲苯溶液,在甲醇930mL中滴注洗脱液,使聚合物沉淀,过滤沉淀物,然后干燥,得到聚合物4.17g。以下将该聚合物称为高分子化合物C。高分子化合物C的聚苯乙烯换算的数均分子量及重均分子量分别为Mn=2.7×105、Mw=7.1×105
<实施例1>
(EL元件的制作)
利用溅射法,对带150nm厚度的ITO膜的玻璃基板进行UV臭氧处理15分钟。然后,使该玻璃基板与Fluka公司制的作为硅烷偶合剂的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷反应。混合1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷500μl和辛烷25ml,将基板浸渍于该溶液中22小时,使其反应。在二甲苯溶液的状态下在该玻璃基板上旋涂高分子化合物A,制成10nm厚度的膜。在加热板(hot plate)上,以180℃热处理15分钟。接着,在二甲苯溶液的状态下在已制膜的高分子化合物A上旋涂高分子化合物B,制膜,使得厚度成为75nm。然后,在氮气氛下的加热板上,以130℃加热60分钟,除去溶媒。在真空蒸镀机中导入这样地进行制作的薄膜,作为阴极,蒸镀约5nm金属钡,接着蒸镀约100nm铝,制作EL元件。其中,在真空度达到1×10-4Pa以下之后开始金属的蒸镀。
(EL元件的评价)
(1)发光色的确认
向在上述得到的元件施加电压,观测蓝色EL发光。测定发光光谱,结果峰波长为460nm,所以可确认为高分子化合物B引起的蓝色发光。其中,成为1cd/cm2的发光开始电压为3.4V。另外,最大发光效率为2.99cd/A,9V下的电流密度为169mA/cm2
(2)寿命
将电流值设定成在上述得到的EL元件成为驱动电流2mA,然后以恒电流使其驱动,测定亮度的时间变化。结果,亮度在1.71小时之后降低至80%,4.3小时之后减半。
<比较例1>
在实施例1中,使玻璃基板与Fluka公司制的作为硅烷偶合剂的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷反应,除此以外,与实施例1同样地进行,制作有机电致发光元件。向得到的元件施加电压,结果示出高分子化合物B来源的峰波长460nm的蓝色发光,成为1cd/cm2的发光开始电压为6.4V。另外,最大发光效率为0.10cd/A,9V下的电流密度为70mA/cm2。将电流设为2mA,以恒电流使其驱动,结果,亮度在0.08小时之后降低至80%,1.3小时之后减半。
<比较例2>
在实施例1中,没有制膜高分子化合物A,除此以外,与实施例1同样地进行,制作有机电致发光元件。向得到的元件施加电压,结果示出高分子化合物B来源的峰波长460nm的蓝色发光,成为1cd/cm2的发光开始电压为3.4V。另外,最大发光效率为2.72cd/A,9V下的电流密度为242mA/cm2。将电流设为2mA,以恒电流使其驱动,结果,亮度在0.38小时之后降低至80%,0.96小时之后减半。
<比较例3>
在实施例1中,不使玻璃基板与Fluka公司制的作为硅烷偶合剂的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷反应,没有制膜高分子化合物A,除此以外,与实施例1同样地进行,制作有机电致发光元件。向得到的元件施加电压,结果示出高分子化合物B来源的峰波长460nm的蓝色发光,成为1cd/cm2的发光开始电压为4.7V。另外,最大发光效率为1.44cd/A,9V下的电流密度为88mA/cm2。将电流设为2mA,以恒电流使其驱动,结果,亮度在0.01小时之后降低至80%,0.04小时之后减半。
<实施例2>
(EL元件的制作)
利用溅射法,对带150nm厚度的ITO膜的玻璃基板进行UV臭氧处理15分钟。然后,使该玻璃基板与Fluka公司制的作为硅烷偶合剂的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷反应。混合1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷500μl和辛烷25ml,将基板浸渍于该溶液中17小时,使其反应。在二甲苯溶液的状态下在该玻璃基板上旋涂高分子化合物A,制成20nm厚度的膜。在加热板上,以180℃热处理60分钟。接着,在二甲苯溶液的状态下在已制膜的高分子化合物A上旋涂高分子化合物C,制膜,使得厚度成为75nm。然后,在氮气氛下的加热板上,以130℃加热10分钟,除去溶媒。在真空蒸镀机中导入这样地进行制作的薄膜,作为阴极,蒸镀厚度约为5nm金属钡,接着蒸镀厚度约为100nm的铝,制作EL元件。其中,在真空度达到1×10-4Pa以下之后开始金属的蒸镀。
(EL元件的评价)
(1)发光色的确认
向在上述得到的元件施加电压,结果观测到蓝色EL发光。测定发光光谱,结果峰波长为450nm,所以可确认为高分子化合物C引起的蓝色发光。其中,成为1cd/cm2的发光开始电压为3.2V。另外,最大发光效率为3.82cd/A,9V下的电流密度为118mA/cm2
(2)寿命
将电流值设定成在上述得到的EL元件成为驱动电流2mA,然后以恒电流使其驱动,测定亮度的时间变化。结果,亮度在0.90小时之后降低至80%,6.8小时之后减半。
<比较例4>
在实施例2中,代替制膜高分子化合物A而利用真空蒸镀法制膜Aldrich公司制的α-NPD,除此以外,与实施例2同样地进行,制作有机电致发光元件。α-NPD的真空蒸镀在真空度达到5×10-4Pa以下之后开始。向得到的元件施加电压,结果示出高分子化合物C来源的峰波长450nm的蓝色发光,成为1cd/cm2的发光开始电压为3.4V。另外,最大发光效率为2.20cd/A,9V下的电流密度为128mA/cm2。将电流设为2mA,以恒电流使其驱动,结果,亮度在0.25小时之后降低至80%,1.1小时之后减半。
<比较例5>
在实施例2中,不使玻璃基板与Fluka公司制的作为硅烷偶合剂的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷反应,代替制膜高分子化合物A而利用真空蒸镀法制膜Aldrich公司制的α-NPD,除此以外,与实施例2同样地进行,制作有机电致发光元件。向得到的元件施加电压,结果示出高分子化合物C来源的峰波长450nm的蓝色发光,成为1cd/cm2的发光开始电压为5.8V。另外,最大发光效率为0.51cd/A,9V下的电流密度为55mA/cm2。将电流设为2mA,以恒电流使其驱动,结果,亮度在0.06小时之后降低至80%,0.01小时之后减半。
<实施例3>
(EL元件的制作)
利用溅射法,对带150nm厚度的ITO膜的玻璃基板进行UV臭氧处理15分钟。然后,使该玻璃基板与Fluka公司制的作为硅烷偶合剂的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷反应。混合1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷500μl和辛烷25ml,将基板浸渍于该溶液中17小时,使其反应。混合二甲苯溶液的状态的高分子化合物A和作为交联剂的二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药制,商品名“KAYARAD DPHA”),得到涂布液(使相对高分子化合物A与交联剂的总和的交联剂的比例为20重量%。)。在上述玻璃基板上旋涂该涂布液,制成80nm厚度的膜。在加热板上,以180℃热处理60分钟,利用二季戊四醇六丙烯酸酯交联高分子化合物A,得到包括高分子化合物A的交联物在内的薄膜。在二甲苯溶液的状态下在该薄膜上旋涂高分子化合物C,制膜,使得厚度成为75nm。然后,在氮气氛下的加热板上,以130℃加热10分钟,除去溶媒。在真空蒸镀机中导入这样地进行制作的薄膜,作为阴极,蒸镀约为5nm金属钡,接着蒸镀约为100nm铝,制作EL元件。其中,在真空度达到1×10-4Pa以下之后开始金属的蒸镀。
(EL元件的评价)
(1)发光色的确认
向在上述得到的元件施加电压,结果观测到蓝色EL发光。测定发光光谱,结果峰波长为450nm,所以可确认为高分子化合物C引起的蓝色发光。其中,成为1cd/cm2的发光开始电压为4.8V。另外,最大发光效率为4.24cd/A,9V下的电流密度为11mA/cm2
(2)寿命
将电流值设定成在上述得到的EL元件成为驱动电流2mA,然后以恒电流使其驱动,测定亮度的时间变化。结果,亮度在0.66小时之后降低至80%。
<实施例4>
(EL元件的制作)
在实施例3中,将所述涂布液的厚度从80nm变更成20nm,除此以外,与实施例3同样地进行,制作有机电致发光元件。
(EL元件的评价)
(1)发光色的确认
向在上述得到的元件施加电压,结果观测到蓝色EL发光。测定发光光谱,结果峰波长为450nm,所以可确认为高分子化合物C引起的蓝色发光。其中,成为1cd/cm2的发光开始电压为3.7V。另外,最大发光效率为3.53cd/A,9V下的电流密度为36mA/cm2
(2)寿命
将电流值设定成在上述得到的EL元件成为驱动电流2mA,然后以恒电流使其驱动,测定亮度的时间变化。结果,亮度在0.56小时之后降低至80%。
产业上的可利用性
从涂布·成膜等制造过程的观点出发,本发明的有机电致发光元件由于使用PEDOT:PSS的替代材料,所以容易制造。另外,本发明的有机电致发光元件通常为长寿命,进而为高发光效率。本发明的有机电致发光元件可优选在段式类型的显示元件、点阵的平板显示(flat panel display)等装置中使用。另外,还可作为液晶显示器的背光灯或照明用的曲面状或平面状的光源使用。

有机电致发光元件及使用该元件的显示装置.pdf_第1页
第1页 / 共49页
有机电致发光元件及使用该元件的显示装置.pdf_第2页
第2页 / 共49页
有机电致发光元件及使用该元件的显示装置.pdf_第3页
第3页 / 共49页
点击查看更多>>
资源描述

《有机电致发光元件及使用该元件的显示装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《有机电致发光元件及使用该元件的显示装置.pdf(49页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

本发明提供一种有机EL元件,其特征在于,包含阳极、阴极及含有空穴输送层和发光层的至少2层的有机层,该阳极及该阴极的至少一方为透明或半透明,该有机层被设置于该阳极及该阴极之间且与该阳极相接,该阳极的表面中的至少与该有机层相接的部分被特定的有机化合物处理及/或构成该有机层的与该阳极相接的层含有该有机化合物;本发明还提供具备该有机EL元件的面状光源、段式显示装置、点阵显示装置或具备包括所述有机EL元件在。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 其他类目不包含的电技术


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1