JP5555977B2 - Material for organic electronics, and organic electronics element and organic electroluminescence element using the same - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロニクス用材料、並びにこれを用いた有機エレクトロニクス素子及び有機エレクトロルミネセンス素子(以下、有機EL素子ということもある)に関する。 The present invention relates to a material for organic electronics, and an organic electronics element and an organic electroluminescence element (hereinafter sometimes referred to as an organic EL element) using the same.
有機エレクトロニクス素子は、有機物を用いて電気的な動作を行う素子であり、省エネルギー、低価格、柔軟性といった特長を発揮できると期待され、従来のシリコンを主体とした無機半導体に替わる技術として注目されている。 Organic electronics elements are elements that perform electrical operations using organic substances, and are expected to exhibit features such as energy saving, low cost, and flexibility, and are attracting attention as a technology that can replace conventional inorganic semiconductors based on silicon. ing.
有機エレクトロニクス素子の中でも有機EL素子は、例えば、白熱ランプ、ガス充填ランプの代替えとして、大面積ソリッドステート光源用途として注目されている。また、フラットパネルディスプレイ(FPD)分野における液晶ディスプレイ(LCD)に置き換わる最有力の自発光ディスプレイとしても注目されており、製品化が進んでいる。 Among organic electronics elements, organic EL elements are attracting attention as applications for large-area solid-state light sources as an alternative to incandescent lamps and gas-filled lamps, for example. It is also attracting attention as the most powerful self-luminous display that can replace the liquid crystal display (LCD) in the flat panel display (FPD) field, and its commercialization is progressing.
有機EL素子は、有機化合物の薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有しており、薄膜の形成方法としては、蒸着法と塗布法とに大別される。蒸着法は、主に低分子化合物を用い、真空中で基板上に薄膜を形成する手法であり、製品化が先行している。一方、塗布法は、インクジェットや印刷など、溶液を用いて基板上に薄膜を形成する手法であり、材料の利用効率が高く、大面積化、高精細化に向いており、今後の大画面有機ELディスプレイには不可欠な手法である。しかし、どちらの手法を用いた有機EL素子とも、これまでの精力的な研究にもかかわらず、その発光効率の低さ、素子寿命の短さが未だに大きな問題となっている。この問題を解決する一つの手段として、蒸着法による有機EL素子の多層化が行われている。 The organic EL element has a configuration in which a thin film of an organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and the method of forming the thin film is roughly classified into a vapor deposition method and a coating method. The vapor deposition method is a method of forming a thin film on a substrate in a vacuum mainly using a low molecular compound, and commercialization has preceded. On the other hand, the coating method is a method of forming a thin film on a substrate using a solution such as ink jet or printing, which is highly efficient in using materials, is suitable for large area and high definition. This is an indispensable technique for EL displays. However, organic EL elements using either method still have great problems, despite their intensive research, low light emission efficiency and short element life. As one means for solving this problem, organic EL elements are multilayered by vapor deposition.
図1に多層化された有機EL素子の一例を示す。図1において、発光を担う層を発光層1、それ以外の層を有する場合、陽極2に接する層を正孔注入層3、陰極4に接する層を電子注入層5と記述する。さらに、発光層1と正孔注入層3の間に異なる層が存在する場合、正孔輸送層6と記述、また発光層1と電子注入層5の間に異なる層が存在する場合、電子輸送層7と記述する。なお、図1において、8は基板である。
FIG. 1 shows an example of a multilayered organic EL element. In FIG. 1, the layer responsible for light emission is described as the
ここで、蒸着法によって製膜を行う場合、用いる化合物を順次変更しながら蒸着を行うことで容易に多層化が達成できる。一方、塗布法によって製膜、多層化する場合には、新たな層を製膜する際に既に製膜した層が変化しないような方法が必要である。そこで、塗布法による有機EL素子の多くは、水分散液を用いて製膜を行うポリチオフェン:ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)からなる正孔注入層、トルエン等の芳香族系有機溶媒を用いて製膜を行う発光層の2層構造を有している。この場合、PEDOT:PSS層はトルエンに溶解しないため、2層構造を作製することが可能となっている。 Here, when forming a film by a vapor deposition method, multilayering can be easily achieved by performing vapor deposition while sequentially changing the compound to be used. On the other hand, when a film is formed or multilayered by a coating method, a method is required in which the already formed layer does not change when a new layer is formed. Therefore, many organic EL devices by the coating method use a hole injection layer made of polythiophene: polystyrenesulfonic acid (PEDOT: PSS), which is formed using an aqueous dispersion, and an aromatic organic solvent such as toluene. It has a two-layer structure of a light emitting layer for film formation. In this case, since the PEDOT: PSS layer is not dissolved in toluene, a two-layer structure can be produced.
塗布法による有機EL素子でさらなる多層化が困難であったのは、類似溶媒で積層を行った場合に下層が溶解してしまうことが原因である。この問題に対処するために、重合可能な置換基を有する低分子化合物を塗布後、重合させることにより溶解度を変化させ、多層構造を形成する技術が知られている(例えば、非特許文献1、特許文献1参照)。しかしながら、低分子化合物は結晶化しやすい傾向があり、良質な薄膜を形成しにくいという問題があった。
The reason why it is difficult to further increase the number of layers in the organic EL device by the coating method is that the lower layer dissolves when lamination is performed with a similar solvent. In order to cope with this problem, a technique is known in which a low molecular compound having a polymerizable substituent is applied and then the solubility is changed by polymerization to form a multilayer structure (for example, Non-Patent
つまり、現状の有機EL素子の諸問題を解決するためには、大面積でも製膜が容易な塗布法により良質な薄膜(有機層)を形成し、なおかつ多層化により各層の機能を分離することが重要である。 In other words, in order to solve the problems of the current organic EL elements, a high-quality thin film (organic layer) is formed by a coating method that allows easy film formation even in a large area, and the functions of each layer are separated by multilayering. is important.
ところで、近年、有機EL素子の高効率化のため、燐光有機EL素子の開発も活発に行われている。この燐光有機EL素子では、一重項状態のエネルギーのみならず三重項状態のエネルギーも利用することが可能であり、内部量子収率を原理的には100%まで上げることが可能となる。 By the way, in recent years, phosphorescent organic EL elements have been actively developed in order to increase the efficiency of organic EL elements. In this phosphorescent organic EL element, not only singlet state energy but also triplet state energy can be used, and the internal quantum yield can be increased to 100% in principle.
また、燐光有機EL素子では、燐光を発するドーパントとして、白金やイリジウムなどの重金属を含む金属錯体系発光材料を、ホスト材料にドーピングすることで燐光発光を取り出す(例えば、非特許文献2、非特許文献3、非特許文献4参照)。この燐光ドーパントの発光には、ホスト材料に対する依存性がある。ホスト材料に必要とされる基本性能としては、正孔輸送性及び電子輸送性を有すること、ホスト材料の三重項状態エネルギーレベルが高いことなどが挙げられ、一般にはCBP(4,4’−Bis(Carbazol−9−yl)−biphenyl)などのカルバゾールの誘導体が好適に用いられている(例えば、特許文献2参照)。しかし、CBPのような電荷輸送材料は、結晶化しやすく、塗布法による成膜は困難であった。
Further, in a phosphorescent organic EL element, phosphorescence is extracted by doping a host material with a metal complex light emitting material containing a heavy metal such as platinum or iridium as a phosphorescent dopant (for example, Non-Patent
上記問題に鑑み、本発明は、容易に多層化することが可能であり、かつ良質な薄膜を形成できる有機エレクトロニクス用材料を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、本発明の有機エレクトロニクス用材料を用いて、従来よりも高効率でかつ長寿命の有機エレクトロニクス素子及び有機EL素子を提供することを目的とするものである。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a material for organic electronics that can be easily multilayered and can form a high-quality thin film.
Another object of the present invention is to provide an organic electronics element and an organic EL element which are more efficient and have a longer life than those of the conventional materials using the organic electronics material of the present invention.
本発明者らは、鋭意検討した結果、1つ以上の重合可能な置換基を有し、かつカルバゾールを有する繰り返し単位を有するポリマー又はオリゴマーを含む材料が、安定的かつ容易に良質な薄膜を形成でき、また重合反応によって溶解度が変化することを見出し、さらにこの材料が、有機エレクトロニクス用材料として有用であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、1つ以上の重合可能な置換基を有し、かつカルバゾール基を有する繰り返し単位を有するポリマー又はオリゴマーを含む有機エレクトロニクス用材料に関する。
前記重合可能な置換基の例としては、例えば、オキセタン基、エポキシ基、ビニル基、アクリロイルオキシ基、又はメタクリロイルオキシ基等を挙げることができる。また、本発明の一態様においては、前記ポリマー又はオリゴマーが、前記重合可能な置換基を末端に有する。
前記ポリマー又はオリゴマーの数平均分子量は、好ましくは、1,000以上100,000以下であり、また、前記ポリマー又はオリゴマーの多分散度は、好ましくは、1.0より大きい。
前記ポリマー又はオリゴマーの例として、下記一般式(1a)〜(14a)で表される構造を有するポリマー又はオリゴマーを挙げることができる。
前記一般式(1a)〜(14a)において、好ましくは、nの数平均が2〜20である。
さらに、本発明の有機エレクトロニクス用材料は、イリジウム錯体又は白金錯体を含んでいてもよい。
また、さらに、本発明の有機エレクトロニクス用材料は、重合開始剤を含んでいてもよい。
また、本発明は、上記の有機エレクトロニクス用材料を用いて作製された有機エレクトロニクス素子、または、上記の有機エレクトロニクス用材料を用いて作製された有機エレクトロルミネセンス素子に関する。
本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の態様として、例えば、少なくとも陽極、発光層及び陰極が積層されてなる有機エレクトロルミネセンス素子であって、前記発光層が上記の有機エレクトロニクス用材料により形成された層である有機エレクトロルミネセンス素子;少なくとも陽極、正孔輸送層、発光層及び陰極が積層されてなる有機エレクトロルミネセンス素子であって、前記正孔輸送層が上記の有機エレクトロニクス用材料により形成された層である有機エレクトロルミネセンス素子;少なくとも陽極、正孔注入層、発光層及び陰極が積層されてなる有機エレクトロルミネセンス素子であって、前記正孔注入層が上記の有機エレクトロニクス用材料により形成された層である有機エレクトロルミネセンス素子などがある。
As a result of intensive studies, the present inventors have stably and easily formed a high-quality thin film using a polymer or oligomer having one or more polymerizable substituents and a repeating unit having carbazole. In addition, the present inventors have found that the solubility is changed by a polymerization reaction, and further found that this material is useful as a material for organic electronics, thereby completing the present invention.
That is, this invention relates to the material for organic electronics containing the polymer or oligomer which has a repeating unit which has a 1 or more polymerizable substituent and has a carbazole group.
Examples of the polymerizable substituent include oxetane group, epoxy group, vinyl group, acryloyloxy group, and methacryloyloxy group. In one embodiment of the present invention, the polymer or oligomer has the polymerizable substituent at the end.
The number average molecular weight of the polymer or oligomer is preferably 1,000 or more and 100,000 or less, and the polydispersity of the polymer or oligomer is preferably larger than 1.0.
Examples of the polymer or oligomer include polymers or oligomers having a structure represented by the following general formulas (1a) to (14a).
In the general formulas (1a) to (14a), the number average of n is preferably 2 to 20.
Furthermore, the material for organic electronics of the present invention may contain an iridium complex or a platinum complex.
Furthermore, the organic electronics material of the present invention may contain a polymerization initiator.
The present invention also relates to an organic electronics element produced using the organic electronics material or an organic electroluminescence element produced using the organic electronics material.
As an aspect of the organic electroluminescent element of the present invention, for example, an organic electroluminescent element in which at least an anode, a light emitting layer and a cathode are laminated, wherein the light emitting layer is formed of the above-mentioned organic electronics material. An organic electroluminescence device comprising at least an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, and a cathode, wherein the hole transport layer is formed of the material for organic electronics. An organic electroluminescent device comprising at least an anode, a hole injection layer, a light emitting layer and a cathode, wherein the hole injection layer is formed of the above-mentioned organic electronics material. There is an organic electroluminescence element which is a layer.
本発明によれば、容易に多層化することができ、かつ良質な薄膜を形成できる有機エレクトロニクス用材料を提供することが可能となり、有機エレクトロニクス素子、特に塗布法によって薄膜を形成してなる有機EL素子の発光効率や発光寿命、さらには生産性を向上させることも可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the material for organic electronics which can be multilayered easily and can form a good-quality thin film, Organic electroluminescent element, especially organic EL formed by forming a thin film by the apply | coating method It is also possible to improve the light emission efficiency, the light emission lifetime, and the productivity of the element.
本発明の有機エレクトロニクス用材料は、分子内に1つ以上の重合可能な置換基を有し、かつ分子内にカルバゾール基を有する繰り返し単位を有するポリマー又はオリゴマーを含むことをその特徴とするものである。ここで、上記「カルバゾール基を有する繰り返し単位」とは、カルバゾール基を有した原子団であり、カルバゾール基を有していれば特に限定されないが、例えば、下記一般式(18a)〜(24a)が挙げられる。
また、本発明で用いるポリマー又はオリゴマーは、「重合可能な置換基」を1つ以上有する。ここで、上記「重合可能な置換基」とは、重合反応を起こすことにより2分子以上の分子間で結合を形成可能な置換基のことであり、以下、その詳細について述べる。 The polymer or oligomer used in the present invention has one or more “polymerizable substituents”. Here, the “polymerizable substituent” means a substituent capable of forming a bond between two or more molecules by causing a polymerization reaction, and details thereof will be described below.
上記重合可能な置換基としては、炭素−炭素多重結合を有する基(例えば、ビニル基、アセチレン基、ブテニル基、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、アクリルアミド基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシ基、メタクリルアミド基、アリル基、ビニルオキシ基、ビニルアミノ基、フリル基、ピロール基、チオフェン基、シロール基等を挙げることができる)、小員環を有する基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基等)、ラクトン基、ラクタム基又はシロキサン誘導体を含有する基等が挙げられる。 Examples of the polymerizable substituent include a group having a carbon-carbon multiple bond (for example, vinyl group, acetylene group, butenyl group, acryloyl group, acryloyloxy group, acrylamide group, methacryloyl group, methacryloyloxy group, methacrylamide group , a Lil group, vinyloxy group, a vinyl amino group, a furyl group, a pyrrole group, a thiophene group, and a silole group), group (e.g., having a small ring, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, an epoxy group, oxetane Groups, diketene groups, episulfide groups, etc.), lactone groups, lactam groups or groups containing siloxane derivatives.
また、上記基の他に、エステル結合やアミド結合を形成可能な基の組み合わせなども重合可能な置換基として利用できる。例えば、エステル基とアミノ基、エステル基とヒドロキシル基などの組み合わせである。重合可能な置換基としては、特に、オキセタン基、エポキシ基、ビニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が反応性の観点から好ましく、オキセタン基が最も好ましい。 In addition to the above groups, a combination of groups capable of forming an ester bond or an amide bond can be used as a polymerizable substituent. For example, a combination of an ester group and an amino group, an ester group and a hydroxyl group, or the like. As the polymerizable substituent, an oxetane group, an epoxy group, a vinyl group, an acryloyloxy group, and a methacryloyloxy group are particularly preferable from the viewpoint of reactivity, and an oxetane group is most preferable.
また、重合可能な置換基は、本発明で用いるポリマー又はオリゴマーの側鎖として導入されていても、末端に導入されていてもよく、側鎖と末端の両方に導入されていてもよい。特に、末端に導入されている場合は、ポリマー又はオリゴマー主鎖の特性へ与える影響が小さく、好ましい。 In addition, the polymerizable substituent may be introduced as a side chain of the polymer or oligomer used in the present invention, may be introduced at the terminal, or may be introduced at both the side chain and the terminal. In particular, when introduced at the terminal, the influence on the properties of the polymer or oligomer main chain is small, which is preferable.
以下、重合可能な置換基が、ポリマー又はオリゴマーの末端に導入されている場合の詳細について述べる。 Hereinafter, the details when the polymerizable substituent is introduced at the terminal of the polymer or oligomer will be described.
重合可能な置換基がポリマー又はオリゴマーの末端に導入された場合の本発明におけるポリマー又はオリゴマーとしては、例えば、下記一般式(1a)〜(14a)が例示される。
上記一般式(1a)〜(14a)中のArは、置換又は非置換のアリーレン基、置換又は非置換のヘテロアリーレン基、または、置換又は非置換のアリーレン基とヘテロアリーレン基を組み合わせた基を表すが、ここで、アリーレン基とは、芳香族炭化水素から水素原子2個を除いた原子団であり、ヘテロアリーレン基とは、ヘテロ原子を有する芳香族化合物から水素原子2個を除いた原子団である。また、アリーレン基、ヘテロアリーレン基は、置換又は非置換であってもよい。アリーレン基、ヘテロアリーレン基が有する置換基としては、例えば、上記一般式(1a)〜(14a)における置換基Rが挙げられる。 Ar in the general formulas (1a) to (14a) represents a substituted or unsubstituted arylene group, a substituted or unsubstituted heteroarylene group, or a group in which a substituted or unsubstituted arylene group and a heteroarylene group are combined. Here, the arylene group is an atomic group obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon, and the heteroarylene group is an atom obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic compound having a hetero atom. A group. The arylene group and heteroarylene group may be substituted or unsubstituted. As a substituent which an arylene group and heteroarylene group have, the substituent R in the said General formula (1a)-(14a) is mentioned, for example.
アリーレン基としては、例えば、フェニレン、ビフェニル−ジイル、ターフェニル−ジイル、ナフタレン−ジイル、アントラセン−ジイル、テトラセン−ジイル、フルオレン−ジイル、フェナントレン−ジイル等が挙げられ、ヘテロアリーレン基としては、例えば、ピリジン−ジイル、ピラジン−ジイル、キノリン−ジイル、イソキノリン−ジイル、アクリジン−ジイル、フェナントロリン−ジイル、フラン−ジイル、ピロール−ジイル、チオフェン−ジイル、オキサゾール−ジイル、オキサジアゾール−ジイル、チアジアゾール−ジイル、トリアゾール−ジイル、ベンゾオキサゾール−ジイル、ベンゾオキサジアゾール−ジイル、ベンゾチアジアゾール−ジイル、ベンゾトリアゾール−ジイル、ベンゾチオフェン−ジイル等が挙げられる。 Examples of the arylene group include phenylene, biphenyl-diyl, terphenyl-diyl, naphthalene-diyl, anthracene-diyl, tetracene-diyl, fluorene-diyl, phenanthrene-diyl, and examples of the heteroarylene group include Pyridine-diyl, pyrazine-diyl, quinoline-diyl, isoquinoline-diyl, acridine-diyl, phenanthroline-diyl, furan-diyl, pyrrole-diyl, thiophene-diyl, oxazole-diyl, oxadiazole-diyl, thiadiazole-diyl, Examples include triazole-diyl, benzoxazole-diyl, benzooxadiazole-diyl, benzothiadiazole-diyl, benzotriazole-diyl, and benzothiophene-diyl.
また、置換又は非置換であってもよいアリーレン基及び/又はヘテロアリーレン基の例を下記構造式(1)〜(30)に示す。
上記一般式(1a)〜(14a)において、Arは、溶解度や化学的安定性の観点から、フェニレン基、フルオレン−ジイル基、フェナントレン−ジイル基、縮環構造を有する上記の構造式(29)または(30)であることが好ましい。また、本発明の有機エレクトロニクス用材料を燐光有機EL素子の発光層に用いる場合、燐光を発するドーパントへのエネルギー移動を効率的に起こすためには、バンドギャップが大きいことが望ましく、この観点からも、多環構造を有する上記の構造式(29)または(30)が好ましい。 In the above general formulas (1a) to (14a), Ar represents the above structural formula (29) having a phenylene group, a fluorene-diyl group, a phenanthrene-diyl group, or a condensed ring structure from the viewpoints of solubility and chemical stability. Or (30) is preferable. In addition, when the organic electronics material of the present invention is used in the light emitting layer of a phosphorescent organic EL device, it is desirable that the band gap be large in order to efficiently cause energy transfer to the phosphorescent dopant. The structural formula (29) or (30) having a polycyclic structure is preferable.
なお、上記一般式(1a)〜(14a)、(18a)〜(24a)、および上記構造式(1)〜(30)における置換基Rとしては、未置換のもの、すなわち水素原子であるか、又は−R1で表されるアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−OR2で表される水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基が、重合反応性及び耐熱性の点から好ましい。 The substituent R in the general formulas (1a) to (14a), (18a) to (24a) and the structural formulas (1) to (30) is an unsubstituted one, that is, a hydrogen atom. Or an alkyl group represented by —R 1 , an aryl group, a heteroaryl group, a hydroxyl group represented by —OR 2 , an alkoxy group, an aryloxy group, or a heteroaryloxy group from the viewpoint of polymerization reactivity and heat resistance. preferable.
また、上記一般式(1a)〜(14a)、(18a)〜(24a)のX及びYは、それぞれ独立に、前記置換基R(好ましくは−R1)のうち、水素原子を1つ以上有する基から、さらに1つの水素原子を除去した基を表し、特に限定されないが、例えば、下記構造式(31)〜(35)が挙げられる。X及びYは、置換基を有していてもよい。
また、上記一般式(1a)〜(14a)のEは、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、カルバゾール基、またはこれらを組み合わせてなる基などに前述の重合可能な置換基が1つ以上結合した基である。Eは、同一であっても、異なっていても良い。アリール基、ヘテロアリール基としては、例えば、上記一般式(1a)〜(14a)におけるArと同様の基が挙げられる。Eとして、好ましくはオキセタン基含有基であり、例えば、下記構造式(38’)〜(42)が挙げられる。
また、上記一般式(1a)〜(14a)において、繰り返し数nの数平均は、2以上であり、2以上100以下が好ましく、2以上20以下がより好ましい。nが小さすぎると製膜安定性が低下し、大きすぎると重合反応を行っても溶解度の変化が小さく、積層化が困難になる場合がある。 In the general formulas (1a) to (14a), the number average of the number of repetitions n is 2 or more, preferably 2 or more and 100 or less, and more preferably 2 or more and 20 or less. If n is too small, the film-forming stability is lowered, and if it is too large, the change in solubility is small even when a polymerization reaction is carried out, and lamination may be difficult.
また、本発明で用いるポリマー又はオリゴマーの数平均分子量は、1,000以上100,000以下であることが好ましく、1,000以上10,000以下であることがより好ましい。分子量が1,000未満であると製膜安定性が低下する傾向があり、100,000を超えると重合反応を行っても溶解度の変化が小さく、積層化が困難になる傾向がある。なお、ポリマー又はオリゴマーの数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて、ポリスチレン換算で測定したときの数平均分子量のことである。 The number average molecular weight of the polymer or oligomer used in the present invention is preferably 1,000 or more and 100,000 or less, and more preferably 1,000 or more and 10,000 or less. If the molecular weight is less than 1,000, the film-forming stability tends to be lowered, and if it exceeds 100,000, the change in solubility is small even when a polymerization reaction is carried out, and the lamination tends to be difficult. In addition, the number average molecular weight of a polymer or an oligomer is a number average molecular weight when measured in polystyrene conversion using gel permeation chromatography.
また、本発明で用いるポリマー又はオリゴマーの多分散度は、1.0より大きいことが好ましく、1.1以上5.0以下がより好ましく、1.2以上3.0以下が最も好ましい。多分散度が小さすぎると、成膜後に凝集しやすくなる傾向があり、大きすぎると素子特性が低下する傾向がある。なお、ポリマー又はオリゴマーの多分散度は、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて、ポリスチレン換算で測定したときの(重量平均分子量/数平均分子量)のことである。 The polydispersity of the polymer or oligomer used in the present invention is preferably greater than 1.0, more preferably 1.1 or more and 5.0 or less, and most preferably 1.2 or more and 3.0 or less. If the polydispersity is too small, the film tends to aggregate after film formation, and if it is too large, the device characteristics tend to deteriorate. The polydispersity of the polymer or oligomer refers to (weight average molecular weight / number average molecular weight) when measured in terms of polystyrene using gel permeation chromatography.
本発明で用いるポリマー又はオリゴマーは、種々の当業者公知の合成法により製造できる。例えば、各モノマー単位が芳香族環を有し、芳香族環同士を結合させたポリマーを製造する場合には、ヤマモト(T.Yamamoto、Bull.Chem.Soc.Jap.,51巻、7号、2091頁(1978)参照)及びゼンバヤシ(M.Zembayashi、Tet.Lett.,47巻4089頁(1977))に記載されている方法を用いることができるが、スズキ(A.Suzuki)(Synthetic Communications,Vol.11,No.7,p.513(1981))において報告されている方法がポリマーの製造には一般的である。 The polymer or oligomer used in the present invention can be produced by various synthetic methods known to those skilled in the art. For example, when producing a polymer in which each monomer unit has an aromatic ring and the aromatic rings are bonded to each other, Yamamoto (T. Yamamoto, Bull. Chem. Soc. Jap., 51, No. 7, 2091 (1978)) and Zenbayashi (M. Zembayashi, Tet. Lett., 47: 4089 (1977)) can be used, but Suzuki (A. Suzuki) (Synthetic Communications, Vol. 11, No. 7, p. 513 (1981)) is common for polymer production.
この反応は、芳香族ボロン酸(boronic acid)誘導体と芳香族ハロゲン化物の間でPd触媒化クロスカップリング反応(通常、「鈴木反応」と呼ばれる)を起こさしめるものであり、対応する芳香族環同士を結合する反応に用いることにより、本発明で用いるポリマー又はオリゴマーを製造することができる。また、この反応はPd(II)塩又はPd(0)錯体の形態の可溶性Pd化合物を必要とする。芳香族反応体を基準として0.01〜5モルパーセントのPd(Ph3P)4、3級ホスフィンリガンドとのPd(OAc)2錯体及びPdCl2(dppf)錯体が一般に好ましいPd源である。さらに、この反応は塩基も必要とし、水性アルカリカーボネート又はバイカーボネートが最も好ましい。また、相間移動触媒を用いて、非極性溶媒中で反応を促進させることもできる。非極性溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン、アニソール、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等が用いられる。 This reaction causes a Pd-catalyzed cross-coupling reaction (usually called “Suzuki reaction”) between an aromatic boronic acid derivative and an aromatic halide, and the corresponding aromatic ring By using for the reaction which couple | bonds together, the polymer or oligomer used by this invention can be manufactured. This reaction also requires soluble Pd compounds in the form of Pd (II) salts or Pd (0) complexes. Pd (OAc) 2 and PdCl 2 (dppf) complexes with 0.01 to 5 mole percent Pd (Ph 3 P) 4 , tertiary phosphine ligand, based on aromatic reactants, are generally preferred Pd sources. Furthermore, this reaction also requires a base, with aqueous alkaline carbonates or bicarbonates being most preferred. The reaction can also be promoted in a nonpolar solvent using a phase transfer catalyst. As the nonpolar solvent, N, N-dimethylformamide, toluene, anisole, dimethoxyethane, tetrahydrofuran or the like is used.
本発明の有機エレクトロニクス用材料には、上記ポリマー又はオリゴマーの他に、さらに重合開始剤を配合することもできる。この重合開始剤としては、熱、光、マイクロ波、放射線、電子線等の印加によって、重合可能な置換基を重合させる能力を発現するものであればよく、特に制限はないが、光照射及び/又は加熱によって重合を開始させるものであることが好ましく、光照射によって重合を開始させるもの(以後、光開始剤と記す)であることがより好ましい。 In addition to the polymer or oligomer, the organic electronics material of the present invention may further contain a polymerization initiator. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it exhibits the ability to polymerize a polymerizable substituent by application of heat, light, microwave, radiation, electron beam, and the like. It is preferably one that initiates polymerization by heating, and more preferably one that initiates polymerization by light irradiation (hereinafter referred to as a photoinitiator).
光開始剤としては、200nm〜800nmの光照射によって重合可能な置換基を重合させる能力を発現するものであればよく、特に制限はないが、例えば、重合可能な置換基がオキセタン基の場合には、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、フェロセン誘導体が反応性の観点から好ましく、以下の化合物(43)〜(47)が例示される。
また、上記光開始剤は、感光性を向上させるために光増感剤と併用してもよい。光増感剤としては、例えば、アントラセン誘導体、チオキサントン誘導体が挙げられる。 The photoinitiator may be used in combination with a photosensitizer in order to improve photosensitivity. Examples of the photosensitizer include anthracene derivatives and thioxanthone derivatives.
また、重合開始剤の配合割合は、有機エレクトロニクス用材料の全重量に対して0.1重量%〜10重量%の範囲であることが好ましく、0.2重量%〜8重量%の範囲であることがより好ましく、0.5重量%〜5重量%の範囲であることが特に好ましい。重合開始剤の配合割合が0.1重量%未満であると積層化が困難になる傾向があり、10重量%を超えると素子特性が低下する傾向がある。 The blending ratio of the polymerization initiator is preferably in the range of 0.1% by weight to 10% by weight, and in the range of 0.2% by weight to 8% by weight with respect to the total weight of the organic electronics material. It is more preferable that the range is 0.5 to 5% by weight. When the blending ratio of the polymerization initiator is less than 0.1% by weight, stacking tends to be difficult, and when it exceeds 10% by weight, device characteristics tend to deteriorate.
また、本発明の有機エレクトロニクス用材料には、電気特性を調整するために、上記ポリマー又はオリゴマーの他に、さらにカーボンナノチューブやフラーレンなどの炭素材料を配合することもできる。 In addition to the polymer or oligomer, a carbon material such as carbon nanotube or fullerene can be further blended with the organic electronics material of the present invention in order to adjust electrical characteristics.
本発明の有機エレクトロニクス用材料を用いて有機エレクトロニクス素子などに用いられる各種の層を形成するためには、例えば、本発明の有機エレクトロニクス用材料を含む溶液を、例えば、インクジェット法、キャスト法、浸漬法、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、平板印刷、凸版反転オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷法、スピンコーティング法などの公知の方法で所望の基体上に塗布した後、光照射や加熱処理等によりポリマー又はオリゴマーの重合反応を進行させ、塗布層の溶解度を変化(硬化)させることによって行うことができる。このような作業を繰り返すことで、塗布法を用いた有機エレクトロニクス素子や有機EL素子の多層化を図ることが可能となる。 In order to form various layers used for an organic electronics element or the like by using the organic electronics material of the present invention, for example, a solution containing the organic electronics material of the present invention is, for example, an ink jet method, a casting method, or an immersion method. Coating on a desired substrate by a known method such as a printing method such as a printing method, letterpress printing, intaglio printing, offset printing, flat plate printing, letterpress reverse printing, screen printing, gravure printing, spin coating, etc. It can be carried out by advancing the polymerization reaction of the polymer or oligomer by heat treatment or the like, and changing (curing) the solubility of the coating layer. By repeating such an operation, it becomes possible to increase the number of organic electronics elements and organic EL elements using a coating method.
上記のような塗布方法は、通常、−20〜+300℃の温度範囲、好ましくは10〜100℃、特に好ましくは15〜50℃で実施することができ、また上記溶液に用いる溶媒としては、特に制限はないが、例えば、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、アニソール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテート等を挙げることができる。 The coating method as described above can be usually carried out at a temperature range of -20 to + 300 ° C, preferably 10 to 100 ° C, particularly preferably 15 to 50 ° C. Although there is no limitation, for example, chloroform, methylene chloride, dichloroethane, tetrahydrofuran, toluene, xylene, mesitylene, anisole, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve acetate and the like can be mentioned.
また、上記光照射には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、蛍光灯、発光ダイオード、太陽光等の光源を用いることができる。 In addition, a light source such as a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a fluorescent lamp, a light emitting diode, or sunlight can be used for the light irradiation.
また、上記加熱処理は、ホットプレート上やオーブン内で行うことができ、0〜+300℃の温度範囲、好ましくは20〜250℃、特に好ましくは80〜200℃で実施することができる。 Moreover, the said heat processing can be performed on a hotplate or in oven, and can be implemented at the temperature range of 0- + 300 degreeC, Preferably it is 20-250 degreeC, Most preferably, it is 80-200 degreeC.
本発明の有機エレクトロニクス用材料は、単独で、又は、他の材料と混合し有機エレクトロニクス素子の機能材料として使用することができる。また、本発明の有機エレクトロニクス用材料は、単独で、又は、他の材料と混合し有機EL素子の正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層として使用することができる。 The material for organic electronics of the present invention can be used alone or mixed with other materials and used as a functional material of an organic electronics element. In addition, the organic electronics material of the present invention may be used alone or mixed with other materials to form a hole injection layer, a hole transport layer, an electron block layer, a light emitting layer, a hole block layer, an electron transport of an organic EL element. It can be used as a layer or an electron injection layer.
本発明の有機エレクトロニクス用材料を、燐光有機EL素子の発光層に用いる場合、上記ポリマー又はオリゴマーの他に、さらにIrやPtなどの中心金属を含む金属錯体などを添加することができる。 When the material for organic electronics of the present invention is used for a light emitting layer of a phosphorescent organic EL device, a metal complex containing a central metal such as Ir or Pt can be added in addition to the polymer or oligomer.
使用するIrやPtなどの中心金属を含む金属錯体は、特に限定されないが、Ir錯体としては、例えば、緑色発光を行うIr(ppy)3(トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム)(M.A.Baldo et al.,Apllied Physics Letters,vol.75,p.4(1999)参照)又は赤色発光を行う(btp2)Ir(acac)(bis(2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナート−N,C3)イリジウム(アセチル−アセトネート))(Adachi et al.,Appl.Phys.Lett.,78no.11,2001,1622参照)、Ir(piq)3(トリス(1−フェニルイソキノリン)イリジウム)等が挙げられる。Pt錯体としては、例えば、赤色発光を行う2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−フォルフィンプラチナ(PtOEP)等が挙げられる。燐光材料は低分子又はデンドライド種、例えば、イリジウム核デンドリマーが使用され得る。またこれらの誘導体も好適に使用できる。 The metal complex containing a central metal such as Ir or Pt to be used is not particularly limited, and examples of the Ir complex include Ir (ppy) 3 (tris (2-phenylpyridine) iridium) (MA) that emits green light. Baldo et al., Applied Physics Letters, vol.75, p.4 (1999)) or red light emission (btp 2 ) Ir (acac) (bis (2- (2′-benzo [4,5- α] thienyl) pyridinate-N, C 3 ) iridium (acetyl-acetonate)) (see Adachi et al., Appl. Phys. Lett., 78 no. 11, 2001, 1622), Ir (piq) 3 (Tris (1 -Phenylisoquinoline) iridium) and the like. Examples of the Pt complex include 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-forphineplatinum (PtOEP) that emits red light. The phosphorescent material can be a small molecule or a dendrid species, such as an iridium nucleus dendrimer. Moreover, these derivatives can also be used conveniently.
本発明の有機エレクトロニクス素子及び有機EL素子は、本発明の有機エレクトロニクス用材料を用いてなる層を備えるものであればよく、その構造などは特に制限はない。なお、有機ELの一般的な構造は、例えば、米国特許第4,539,507号明細書、米国特許第5,151,629号明細書等に開示されているものがあり、またポリマー含有の有機EL素子については、例えば、国際公開第90/13148号パンフレット、欧州特許出願公開第0443861号明細書等に開示されている。これら有機ELは、通常、電極の少なくとも1つが透明であるカソード(陰極)とアノード(陽極)との間に、エレクトロルミネセント層(発光層)を含むものである。さらに、1つ以上の電子注入層及び/又は電子輸送層がエレクトロルミネセント層(発光層)とカソードとの間に挿入されているもの、1つ以上の正孔注入層及び/又は正孔輸送層がエレクトロルミネセント層(発光層)とアノードとの間に挿入されているものもある。 The organic electronics element and the organic EL element of the present invention are not particularly limited as long as the organic electronics element and the organic EL element of the present invention have a layer formed using the organic electronics material of the present invention. In addition, the general structure of organic EL includes, for example, those disclosed in US Pat. No. 4,539,507, US Pat. No. 5,151,629, etc. The organic EL element is disclosed, for example, in International Publication No. 90/13148, European Patent Application No. 04384861, and the like. These organic ELs usually include an electroluminescent layer (light emitting layer) between a cathode (cathode) and an anode (anode) in which at least one of the electrodes is transparent. Furthermore, one or more electron injection layers and / or electron transport layers are inserted between the electroluminescent layer (light emitting layer) and the cathode, one or more hole injection layers and / or hole transport In some cases, a layer is inserted between the electroluminescent layer (light emitting layer) and the anode.
上記カソード材料としては、例えば、Li、Ca、Mg、Al、In、Cs、Ba、Mg/Ag、LiF、CsF等の金属又は金属合金であることが好ましい。アノード材料としては、透明基体(例えば、ガラス又は透明ポリマー)上に、金属(例えば、Au)又は金属導電率を有する他の材料、酸化物(例えば、ITO:酸化インジウム/酸化錫)を使用することもできる。 The cathode material is preferably a metal or metal alloy such as Li, Ca, Mg, Al, In, Cs, Ba, Mg / Ag, LiF, and CsF. As the anode material, a metal (eg, Au) or other material having metal conductivity, an oxide (eg, ITO: indium oxide / tin oxide) is used on a transparent substrate (eg, glass or transparent polymer). You can also.
本発明の有機エレクトロニクス用材料は、前述のとおり、有機エレクトロニクス素子の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等として使用することができるが、特に有機EL素子の正孔注入層、正孔輸送層、発光層として用いることが好ましく、正孔輸送層、発光層として用いることがより好ましく、発光層として用いることが最も好ましい。また、これら層の膜厚は、特に限定されないが、5〜100nmであることが好ましく、より好ましくは10〜80nm、さらに好ましくは20〜60nmである。 As described above, the material for organic electronics of the present invention can be used as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, or the like of an organic electronics element. Are preferably used as a hole injection layer, a hole transport layer, and a light emitting layer, more preferably used as a hole transport layer and a light emitting layer, and most preferably used as a light emitting layer. The thickness of these layers is not particularly limited, but is preferably 5 to 100 nm, more preferably 10 to 80 nm, and still more preferably 20 to 60 nm.
本発明の有機エレクトロニクス材料を用いることにより、良質な薄膜を形成することができる。ここで、良質な薄膜とは、表面平滑性が高い膜、すなわち、表面粗さが小さい薄膜のことである。表面粗さは、プローブ顕微鏡(SPM)、原子間力顕微鏡(AFM)等の分解能の高い顕微鏡を用いることで測定することができる。表面粗さを示す値として、例えば算術平均粗さ(Ra)を用いることができる。算術平均粗さ(Ra)は、1.0nm以下が好ましく、0.5nm以下がより好ましい。表面平滑性が低いと、一般的に、有機エレクトロニクス素子に適用した場合にショートや抵抗値の増大を引き起こしやすい傾向があり、素子特性が悪化する場合がある。 By using the organic electronic material of the present invention, a good quality thin film can be formed. Here, a good quality thin film is a film with high surface smoothness, that is, a thin film with low surface roughness. The surface roughness can be measured by using a high-resolution microscope such as a probe microscope (SPM) or an atomic force microscope (AFM). As a value indicating the surface roughness, for example, arithmetic average roughness (Ra) can be used. The arithmetic average roughness (Ra) is preferably 1.0 nm or less, and more preferably 0.5 nm or less. When the surface smoothness is low, generally, when applied to an organic electronic device, there is a tendency that a short circuit or an increase in resistance value tends to occur, and device characteristics may be deteriorated.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
<重合可能な置換基を有するモノマーの合成>
(モノマー合成例1)
室温(25℃)まで冷却後、水200mLを加え、n−ヘキサンで抽出した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーと減圧蒸留によって精製し、重合可能な置換基を有するモノマーAを無色油状物として9.51g得た(収率67重量%、1H−NMR(300MHz,CDCl3,δppm);0.86(t,J=7.5Hz,3H),1.76(q,J=7.5Hz,2H),3.57(s,2H),4.39(d,J=5.7Hz,2H),4.45(d,J=5.7Hz,2H),4.51(s,2H),7.22(d,J=8.4Hz,2H),7.47(d,J=8.4Hz,2H))。
<Synthesis of a monomer having a polymerizable substituent>
(Monomer Synthesis Example 1)
After cooling to room temperature (25 ° C.), 200 mL of water was added and extracted with n-hexane. After distilling off the solvent, the residue was purified by silica gel column chromatography and vacuum distillation to obtain 9.51 g of monomer A having a polymerizable substituent as a colorless oil (yield 67 wt%, 1H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , Δ ppm); 0.86 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 1.76 (q, J = 7.5 Hz, 2H), 3.57 (s, 2H), 4.39 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 4.45 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 4.51 (s, 2H), 7.22 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.47. (D, J = 8.4 Hz, 2H)).
<重合可能な置換基を有しかつカルバゾール基を有する繰り返し単位を有するオリゴマーの合成>
(オリゴマー合成例1)
密閉容器へマイクロ波を照射し、90℃、1時間加熱撹拌した。反応溶液を抽出、水洗し、メタノール/水混合溶媒(9:1)に注ぎ、析出したポリマーをろ別した。再沈殿を3回繰り返し行って精製し、重合可能な置換基を有し、かつカルバゾール基を有する繰り返し単位を有するオリゴマーAを得た。なお、得られたオリゴマーの数平均分子量はポリスチレン換算で3501、多分散度は1.52であった。得られたオリゴマーAのNMRスペクトルを図2に、GPCクロマトグラムを図3に示す。
<Synthesis of an oligomer having a polymerizable substituent and a repeating unit having a carbazole group>
(Oligomer synthesis example 1)
The sealed container was irradiated with microwaves, and stirred at 90 ° C. for 1 hour. The reaction solution was extracted, washed with water, poured into a methanol / water mixed solvent (9: 1), and the precipitated polymer was separated by filtration. The reprecipitation was repeated three times for purification, and an oligomer A having a polymerizable substituent and a repeating unit having a carbazole group was obtained. The oligomer obtained had a number average molecular weight of 3501 in terms of polystyrene and a polydispersity of 1.52. The NMR spectrum of the resulting oligomer A is shown in FIG. 2, and the GPC chromatogram is shown in FIG.
(オリゴマー合成例2)
(オリゴマー合成例3)
(オリゴマー合成例4)
<有機EL素子の作製>
(実施例1 発光層としての適用例)
ITO(Indium Tin Oxide)を1.6mm幅にパターンニングしたガラス基板上に、PEDOT:PSS分散液(シュタルク・ヴィテック社製、CH8000 LVW233)を4000rpmでスピン塗布し、ホットプレート上で空気中200℃/10分加熱乾燥して正孔注入層(厚み40nm)を形成した。以後の工程は乾燥窒素環境下で行った。
次いで、上記正孔注入層上に、上記で得たオリゴマーA(20mg)、(btp2)Ir(acac)(0.6mg)およびアニソール(1ml)を混合した塗布溶液を、2000min−1でスピンコートした後、ホットプレート上で80℃、15分間加熱して乾燥させ、発光層(厚み80nm)を形成した。
さらに、上記で得られたガラス基板を真空蒸着機中に移し、上記発光層上にBa(膜厚3nm)、Al(膜厚100nm)の順に蒸着させ、電極を形成した。
電極形成後、大気開放することなく、乾燥窒素環境中に基板を移動し、0.7mmの無アルカリガラスに0.4mmのザグリを入れた封止ガラスとITO基板を、光硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることにより封止を行い、有機EL素子を作製した。以後の工程は大気中、室温(25℃)で行った。
この有機EL素子のITOを陽極、Alを陰極として電圧を印加したところ、約8Vで均一な赤色発光が観測された。
<Production of organic EL element>
Example 1 Application Example as Light-Emitting Layer
On a glass substrate on which ITO (Indium Tin Oxide) is patterned to a width of 1.6 mm, a PEDOT: PSS dispersion (Stark Vitech, CH8000 LVW233) is spin-coated at 4000 rpm, and 200 ° C. in air on a hot plate. / 10 minutes by heating to form a hole injection layer (thickness 40 nm). The subsequent steps were performed in a dry nitrogen environment.
Next, a coating solution in which the oligomer A (20 mg), (btp 2 ) Ir (acac) (0.6 mg) and anisole (1 ml) obtained above were mixed on the hole injection layer was spun at 2000 min −1 . After coating, it was dried by heating at 80 ° C. for 15 minutes on a hot plate to form a light emitting layer (thickness 80 nm).
Furthermore, the glass substrate obtained above was transferred into a vacuum deposition machine, and Ba (film thickness: 3 nm) and Al (film thickness: 100 nm) were deposited in this order on the light emitting layer to form electrodes.
After electrode formation, the substrate is moved into a dry nitrogen environment without opening to the atmosphere, and the sealing glass and ITO substrate in which 0.4 mm of counterbore is added to 0.7 mm non-alkali glass are coated with a photocurable epoxy resin. The organic EL element was produced by sealing by using and bonding. The subsequent steps were performed in the atmosphere at room temperature (25 ° C.).
When a voltage was applied using ITO as an anode and Al as a cathode of this organic EL element, uniform red light emission was observed at about 8V.
(比較例1)
オリゴマーAの代わりにCBPを用いた以外は実施例1と同様にしてEL素子を作製した。しかし、多数のダークスポットが発生し、均一な発光が得られなかった。
(Comparative Example 1)
An EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that CBP was used instead of the oligomer A. However, many dark spots were generated, and uniform light emission could not be obtained.
(実施例2 正孔輸送層としての適用例)
実施例1と同様にして、PEDOT:PSS分散液を用いて正孔注入層(40nm)を形成した。以後の工程は乾燥窒素環境下で行った。
ついで、正孔注入層上に上記で得たオリゴマーA(3.1mg)、下記化学式
次いで、得られたガラス基板を真空蒸着機中に移し、CBPとIr(piq)3の共蒸着膜(40nm)、BAlq(5nm)、Alq3(30nm)、LiF(0.5nm)、Al(100nm)の順に蒸着し、窒素環境中で封止を行った。
この有機EL素子のITOを陽極、Alを陰極として電圧を印加したところ、約5Vで赤色発光が観測され、輝度1000cd/m2における電流効率は5.2cd/Aであった。
また、寿命特性として、0.7mAの定電流を印加しながらトプコン社製BM−7で輝度を測定し、輝度が初期輝度(1400cd/m2)から半減する時間を測定したところ、60時間であった。
Example 2 Application Example as Hole Transport Layer
In the same manner as in Example 1, a hole injection layer (40 nm) was formed using a PEDOT: PSS dispersion. The subsequent steps were performed in a dry nitrogen environment.
Next, the oligomer A (3.1 mg) obtained above on the hole injection layer, the following chemical formula
Next, the obtained glass substrate was transferred into a vacuum deposition machine, and a co-deposited film of CBP and Ir (piq) 3 (40 nm), BAlq (5 nm), Alq 3 (30 nm), LiF (0.5 nm), Al ( 100 nm) in order and sealed in a nitrogen environment.
When voltage was applied using ITO as an anode and Al as a cathode of this organic EL element, red light emission was observed at about 5 V, and the current efficiency at a luminance of 1000 cd / m 2 was 5.2 cd / A.
Moreover, as a lifetime characteristic, the luminance was measured with Topcon BM-7 while applying a constant current of 0.7 mA, and the time when the luminance was reduced to half from the initial luminance (1400 cd / m 2 ) was measured. there were.
(比較例2)
オリゴマーAを含む正孔輸送層を形成しなかった以外は、実施例2と同様にして有機EL素子を作製した。この有機EL素子に電圧を印加したところ、約6Vで赤色発光が観測され、輝度1000cd/m2における電流効率は4.0cd/Aであり、実施例2では比較例2の1.3倍の効率が得られた。また、寿命特性を測定したところ、5時間で輝度が半減し、実施例2では比較例2の12倍の寿命であった。
(Comparative Example 2)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 2 except that the hole transport layer containing the oligomer A was not formed. When a voltage was applied to this organic EL element, red light emission was observed at about 6 V, the current efficiency at a luminance of 1000 cd / m 2 was 4.0 cd / A, and Example 2 was 1.3 times that of Comparative Example 2. Efficiency was obtained. Further, when the lifetime characteristics were measured, the luminance was reduced by half in 5 hours. In Example 2, the lifetime was 12 times that of Comparative Example 2.
(実施例3 正孔輸送層及び発光層としての適用例)
実施例1と同様にして、PEDOT:PSS分散液を用いて正孔注入層(40nm)を形成し、続いて実施例2と同様にしてオリゴマーAを含む正孔輸送層を形成した。
さらに、オリゴマーA(10mg)、Ir(piq)3(0.5mg)、アニソール(0.7ml)を混合した塗布溶液を、2000rpmでスピンコートした後、ホットプレート上で80℃、5分間加熱して乾燥させ、発光層(40nm)を形成した。正孔輸送層、発光層は互いに交じりあうことなく形成できた。
次いで、得られたガラス基板を真空蒸着機中に移し、BAlq(5nm)、Alq3(30nm)、LiF(0.5nm)、Al(100nm)の順に蒸着し、窒素環境中で封止を行った。
この有機EL素子のITOを陽極、Alを陰極として電圧を印加したところ、約6Vで赤色発光が観測され、輝度1000cd/m2における電流効率は4.5cd/Aであった。
Example 3 Application Example as Hole Transport Layer and Light-Emitting Layer
In the same manner as in Example 1, a hole injection layer (40 nm) was formed using a PEDOT: PSS dispersion, and subsequently, a hole transport layer containing oligomer A was formed in the same manner as in Example 2.
Further, a coating solution in which oligomer A (10 mg), Ir (piq) 3 (0.5 mg) and anisole (0.7 ml) were mixed was spin-coated at 2000 rpm, and then heated on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes. And dried to form a light emitting layer (40 nm). The hole transport layer and the light emitting layer could be formed without crossing each other.
Next, the obtained glass substrate was transferred into a vacuum deposition machine, and BAlq (5 nm), Alq 3 (30 nm), LiF (0.5 nm), and Al (100 nm) were deposited in this order, and sealed in a nitrogen environment. It was.
When voltage was applied using ITO as the anode and Al as the cathode of this organic EL element, red light emission was observed at about 6 V, and the current efficiency at a luminance of 1000 cd / m 2 was 4.5 cd / A.
<膜質の評価>
(実施例4)
石英基板上へ、オリゴマーAのトルエン溶液をスピンコートし、ホットプレート上で80℃、5分間加熱して乾燥させ、膜厚40nmの薄膜を作製した。この薄膜の表面形状を、プローブ顕微鏡(セイコーインスツルメンツ製、Nanopics NPX−100)を用い、ダンピングモードにて4μm×4μmの範囲を観察した。得られた画像より算術平均粗さ(Ra)を求めたところ、0.2nmであった。
<Evaluation of film quality>
(Example 4)
A toluene solution of oligomer A was spin-coated on a quartz substrate and dried by heating at 80 ° C. for 5 minutes on a hot plate to prepare a thin film having a thickness of 40 nm. Using a probe microscope (Nanopics NPX-100, manufactured by Seiko Instruments Inc.), the surface shape of this thin film was observed in a 4 μm × 4 μm range in a damping mode. When arithmetic mean roughness (Ra) was calculated | required from the obtained image, it was 0.2 nm.
(比較例3)
CBPのトルエン溶液を用いて、実施例4と同様の方法で薄膜を作製した。算術平均粗さ(Ra)は1.2nmであり、実施例4の6倍であった。
(Comparative Example 3)
A thin film was produced in the same manner as in Example 4 using a CBP toluene solution. The arithmetic average roughness (Ra) was 1.2 nm, which was 6 times that of Example 4.
1 発光層
2 陽極
3 正孔注入層
4 陰極
5 電子注入層
6 正孔輸送層
7 電子輸送層
8 基板
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ポリマー又はオリゴマーが下記一般式(1a)〜(6a)のいずれかで表される構造を有し、
前記ポリマー又はオリゴマーの数平均分子量が1,000以上100,000以下であり、
前記重合可能な置換基がオキセタン基を含む有機エレクトロニクス用材料。
The polymer or oligomer has a structure represented by any of the following general formulas (1a) to (6a) ,
The number average molecular weight of the polymer or oligomer is 1,000 or more and 100,000 or less,
A material for organic electronics, wherein the polymerizable substituent contains an oxetane group .
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