説明

有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびその製造方法、並びに有機エレクトロルミネッセンス素子

【課題】本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、容易に薄膜を形成することができ、有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料として好適に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を提供することにある。
本発明の他の目的は、発光特性および耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。

【解決手段】共役カルバゾールにイミダゾール構造含有部位を共重合することで良好な電子輸送性および正孔輸送性を有すると共に、溶剤に対する溶解性に優れて容易に薄膜を形成することができる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を提供することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として有用な有機エレクトロルミネッセンス素子重合体およびその製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料組成物、並びに有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」ともいう。)は、直流電圧によって駆動することが可能であること、自己発光素子であるために視野角が広くて視認性が高いこと、応答速度が速いことなどの優れた特性を有することから、次世代の表示素子として期待されており、今日その研究が活発に行われている。
このような有機EL素子としては、陽極と陰極との間に有機材料よりなる発光層が形成された単層構造のもの、陽極と発光層との間に正孔輸送層を有する構造のもの、陰極と発光層との間に電子輸送層を有する構造のものなどの多層構造のものが知られており、これらの有機EL素子は、いずれも、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが、発光層において再結合することによって発光するものである。
【0003】
有機EL素子において、発光層や、電子あるいは正孔などの電荷を輸送する電荷輸送層などの機能性有機材料層を形成する方法としては、有機材料を真空蒸着させる乾式法と、有機材料溶液を塗布して乾燥する湿式法が知られている。これらのうち、乾式法は、工程が煩雑で大量生産に適用することが困難であり、また面積の大きい層を形成するには限界がある。これに対して湿式法では、工程が比較的に簡単で大量生産への適用が可能であり、例えばインクジェット法により面積の大きい機能性有機材料層を容易に形成することができるなどの利点を有するため、乾式法に比較して工業的に有利である。
【0004】
一方、有機EL素子の発光層には、高い発光効率を有することが要求されており、最近では高い発光効率を実現するために、励起状態である三重項状態の分子などのエネルギーを有機EL素子の発光に利用することが試みられている。
具体的に、このような構成を有する有機EL素子の場合、有機EL素子の外部量子効率が、従来から限界値と考えられていた5%を超え、8%が可能であることが報告されている(例えば、非特許文献1参照。)。
【0005】
しかしながら、従来の三重項状態の分子などのエネルギーを利用する有機EL素子は、発光層が低分子材料で構成されており、また蒸着法などの乾式法によって形成されることから、特に大型基板の生産性が悪いという問題がある。
【0006】
この問題を解決するために、三重項状態の分子などのエネルギーを利用した高分子材料よりなる有機EL素子として、例えばイリジウム錯体化合物とポリビニルカルバゾールとからなる組成物よりなる発光層を湿式法により形成するものが提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。
【0007】
しかしながら、この有機EL素子は、使用寿命(耐久性)が短いという欠点がある。
【0008】
【非特許文献1】「アプライドフィジックスレターズ(Applied Physics Letters)」,1999年,第75巻,p.4
【特許文献1】特開2001−257076号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、容易に薄膜を形成することができ、有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料として好適に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を提供することにある。
本発明の他の目的は、発光特性および耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、下記一般式(I−a)で表される構造と下記一般式(I−b)で表される構造とを繰り返し単位として含むことを特徴とする。
【0011】
【化1】

【0012】
〔上記一般式(I−a)において、Tは水素原子、ハロゲン原子、1価の有機基、T〜Tは水素原子、ハロゲン原子、環を形成していてもよい1価の有機基を示す。Tは直結もしくは2価の有機基、Arは置換基を有しても有さなくてもよい芳香環基、置換基を有しても有さなくてもよい縮合環基、置換基を有しても有さなくてもよい複素環基、並びにこれらの結合体から選ばれる3価の共役構造を有する有機基を示す。〕
【0013】
【化2】

【0014】
〔上記一般式(I−b)において、Rは1価の有機基を示し、かつ一般式(I−b)は一般式(I−a)の構造を含まない。〕
【0015】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料の製造方法は、下記(イ)および(ロ)を必須成分とし、必要に応じて下記(ハ)および/または(ニ)を加えて、パラジウム(Pd)を含む触媒の存在下で重縮合反応させる工程を含むことを特徴とする。
(イ)下記一般式(IV−a)および(V−a)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ロ)下記一般式(IV−b)および(V−b)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ハ)下記一般式(IV−c)および(V−c)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ニ)下記一般式(IV−d)および(V−d)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
【0016】
【化3】

【0017】
【化4】

【0018】
−Ar−V 一般式(IV−c)
−Ar−V 一般式(IV−d)
【0019】
〔上記一般式(IV−a)において、Ar、T〜Tは上記一般式(I−a)におけるものと同様であり、上記一般式(IV−b)において、R1 は上記一般式(I−b)におけるものと同様であり、上記一般式(IV−c)において、Arは上記一般式(I−c)におけるものと同様であり、上記一般式(IV−d)において、Arは上記一般式(I−d)におけるものと同様である。また、上記一般式(IV−a)乃至(IV−d)において、V〜Vはそれぞれ独立に塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を示し、同一でも異なっていてもよい。〕
【0020】
【化5】

【0021】
【化6】

【0022】
−Ar−Y 一般式(V−c)
−Ar−Y 一般式(V−d)
【0023】
〔上記一般式(V−a)において、Ar、T〜Tは上記一般式(I−a)におけるものと同様であり、上記一般式(V−b)において、R1 は上記一般式(I−b)におけるものと同様であり、上記一般式(V−c)において、Arは上記一般式(I−c)におけるものと同様であり、上記一般式(V−d)において、Arは上記一般式(I−d)におけるものと同様である。また、上記一般式(V−b)乃至(V−d)において、Y1〜Yはそれぞれ独立にホウ酸から誘導される1価の基を示し、同一でも異なっていてもよい。〕
【0024】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料により形成された発光層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0025】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、その主鎖が全体として共役構造であることから、良好な電子輸送性および正孔輸送性を有すると共に、溶剤に対する溶解性に優れて容易に薄膜を形成することができるため、有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料として極めて有用なものである。また、ポリマー鎖中にイミダゾール構造を有していることから、電子輸送性に優れ、かつ、製膜初期のモルフォロジーの安定性に優れている。さらに、主鎖にカルバゾールが用いられていることで、エネルギー準位が好適に調整されている。このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いることで発光効率に優れ、使用寿命(耐久性)の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<有機エレクトロルミネッセンス素子用材料>
本発明の有機EL素子用材料は、カルバゾール環に少なくとも芳香環、縮合環、複素環のいずれかが直結され、かつイミダゾール基を含む共役構造の主鎖を有する重合体(以下イミダゾール含有重合体)よりなり、有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料として有用なものである。
【0027】
ここに、「共役構造」とは、2個あるいはそれ以上の多重結合が、ただ1つの単結合を介して連結され、相互作用し合う状態を意味する。
【0028】
本発明のイミダゾール含有重合体は、主鎖にカルバゾール環を含むことで、エネルギーレベルの範囲が燐光を発光する有機EL素子用として有用であり、特に緑色を発光する有機EL素子用の発光材料として有用である。
【0029】
本発明のイミダゾール含有重合体は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)が、1,000〜10,000,000であって、好ましくは2,000〜1,000,000である。
イミダゾール含有重合体のMwが1,000未満である場合は、後述する重合体組成物が均一に塗布することができないものとなるおそれがあり、一方、イミダゾール含有重合体のMwが10,000,000を超える場合は、溶剤に不溶となるおそれがある。
【0030】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料としては、一般式(I−a)で表される構造および一般式(I−b)で表される構造を繰り返し単位として含むものが好適に用いられる。
【0031】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、下記一般式(I−a)で表される構造と下記一般式(I−b)で表される構造とを繰り返し単位として含むことを特徴とする。
【0032】
【化7】

【0033】
〔上記一般式(I−a)において、Tは水素原子、ハロゲン原子、1価の有機基、T〜Tは水素原子、ハロゲン原子、環を形成していてもよい1価の有機基を示す。Tは直結もしくは2価の有機基、Arは置換基を有しても有さなくてもよい芳香環基、置換基を有しても有さなくてもよい縮合環基、置換基を有しても有さなくてもよい複素環基、並びにこれらの結合体から選ばれる3価の共役構造を有する有機基を示す。〕
【0034】
【化8】

【0035】
〔上記一般式(I−b)において、Rは1価の有機基を示し、かつ一般式(I−b)は一般式(I−a)の構造を含まない。〕

【0036】
一般式(I−a)において、Arとしてはたとえば式(1a−1)〜(1a−5)の構造を挙げることができ、式(1a−1)、(1a−5)が好ましい。
【0037】
【化9】




(*はポリマーに結合する部位を表す)
【0038】
一般式(I−a)において、基Tを示す1価の有機基としては、例えば置換されていてもよい炭素数1〜30のアルキル基、置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール基を挙げることができる。
【0039】
の置換されていてもよい炭素数1〜30のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ−n−プロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基などを挙げることができる。
【0040】
また、置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール基の具体例としては、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、4−(n−ヘキシル)フェニル基、4−(n−ヘプチル)フェニル基、4−(n−オクチル)フェニル基、4−(n−ノニル)フェニル基、4−(n−デシル)フェニル基、4−(n−ウンデシル)フェニル基、4−(n−ドデシル)フェニル基、4−(n−テトラデシル)フェニル基、4−(n−ヘキサデシル)フェニル基、4−(n−オクタデシル)フェニル基、4−(n−エイコシル)フェニル基、1−ナフチル基、4−ビフェニル基、o−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、p−メトキシフェニル基、p−エトキシフェニル基、4−(n−ヘキシロキシ)フェニル基、4−(n−ヘプチロキシ)フェニル基、4−(n−オクタロキシ)フェニル基、4−(n−ノニロキシ)フェニル基、4−(n−デシロキシ)フェニル基、4−(n−ウンデシロキシ)フェニル基、4−(n−ドデシロキシ)フェニル基、4−(n−テトラデシロキシ)フェニル基、4−(n−ヘキサデシロキシ)フェニル基、4−(n−オクタデシロキシ)フェニル基、4−(n−エイコシロキシ)フェニル基、o−フルオロフェニル基、m−フルオロフェニル基、p−フルオロフェニル基、o−トリフルオロメチルフェニル基、m−トリフルオロメチルフェニル基、p−トリフルオロメチルフェニル基、パーフルオロフェニル基、式(i’)、などを挙げることができる。
【0041】
【化10】

【0042】
上記のなかでTとして好ましいものは炭素数1〜12のアルキル基、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基である。特に好ましくはフェニル基である。
【0043】
基T〜Tとしては水素原子、ハロゲン原子および環を形成していてもよい1価の有機基を挙げることができる。1価の有機基としてはTと同様のものを挙げることができる。好ましくは水素原子、フッ素原子、メチル基、フェニル基である。
【0044】
一般式(I−a)において、Tとしては例えば以下の一般式(II)が挙げられる。
【0045】
【化11】

【0046】
〔上記一般式(II)において、D、Eは同一でも異なっていてもよく、−O−、−COO−、―OCO−、−NHCO−、−CONH−、−S−、直結より選ばれる。TおよびTは同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に直結または炭素数1〜20のアルキレン基もしくは炭素数6〜30のアリーレン基より選ばれる。*はイミダゾール基に結合する部位、●はArに結合する部位を示す。〕
【0047】
として好ましくは直結、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数6〜30のアリーレン基を挙げることができる。さらに好ましくは直結および式(1a−6)〜(1a−10)のアリーレンを挙げることができる

【0048】
【化12】



(*はイミダゾール基に結合)
【0049】
一般式(I−a)の具体例としては、例えば(A−1)〜(A−5)を挙げることができる。

















【0050】
【化13】




(*はポリマーに結合部位を表す)
【0051】
一般式(I−b)中、基Rを示す1価の有機基としては、例えば置換されていてもよい炭素数1〜30のアルキル基、置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール基を挙げることができる。
【0052】
の置換されていてもよい炭素数1〜30のアルキル基および置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール基の具体例としては、Tと同様のものを挙げることができる。
【0053】
一般式(I−b)中、カルバゾールのN原子に対して3,6位あるいは2,7位で重合されているのが好ましい。3,6位で重合されているのがさらに好ましい。
【0054】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料としては、上記の構成にさらに下記一般式(I−c)で表される構造を繰り返し単位として含むものを好適に用いることもできる。
【0055】
−Ar− 一般式(I−c)
〔上記一般式(I−c)において、ArはIr原子を含みかつ置換基を有しても有さなくてもよい芳香環基、置換基を有しても有さなくてもよい縮合環基、置換基を有しても有さなくてもよい複素環基、並びにこれらの結合体から選ばれる2価の共役構造を有する有機基であって上記一般式(I−a)および(I−b)に該当しないものを示す。〕
【0056】
一般式(I−c)においてAr2は例えば一般式(1c−1)で表すことができる。
【0057】
【化14】

【0058】
〔一般式(1c−1)中、Ar2'は3価の芳香環基もしくはヘテロ環基より選ばれ、Qは2価の有機基もしくは直結、LはIr原子に配位することができる1価の配位子、LはIr原子に配位することができる配位子を表す。〕
【0059】
一般式(1c−1)において、Ar2'としては例えば以下の構造を挙げることができる。
【0060】
【化15】

(*はポリマーに結合部位を表す)
【0061】
一般式(1c−1)において、Qとしては例えば以下の一般式(1c−2)が挙げられる。
【0062】
【化16】

【0063】
〔一般式(1c−2)中、X、Zはそれぞれ同一でも異なっていてもよく−O−、−COO−、−OCO−,−NHCO−,−CONH−、−S−、直結を挙げることができる。Q、Q2’、およびQは同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に直結または炭素数1〜20のアルキレン基もしくは炭素数6〜20のアリーレン基より選ばれる。〕
【0064】
一般式(1c−1)において、Lとしては例えば一般式(1c−3)乃至一般式(1c−5)のようなアセチルアセトン誘導体、フェニルピリジン誘導体などを挙げることができる。
【0065】
【化17】

【0066】
〔一般式(1c−3)中、Qは炭素数1〜20のアルキル基を表す。〕
【0067】
【化18】

【0068】
〔一般式(1c−4)中、Q、Qは、フッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜20のアルキル基から選ばれ、互いに同一でも異なってもよく、環を形成していてもよい。x、yはそれぞれ独立に0〜4の整数である。〕
【0069】
【化19】

【0070】
〔一般式一般式(1c−5)中、Q、Qはフッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜20のアルキル基から選ばれ、互いに同一でも異なってもよく、環を形成していてもよい。xは0〜3の整数、yは0〜5の整数である。〕
【0071】
一般式(I−c)において、Arは例えば一般式(1c−6)で表すこともできる。
【0072】
【化20】

【0073】
〔一般式(1c−6)中、L、Lは同一でも異なってもよいIrに配位することができる1価の配位子、LはIr原子に配位することができる配位子を表す。〕
【0074】
一般式(1c−6)において、L、Lとしては例えば一般式(1c−4)および一般式(1c−5)のようなフェニルピリジン誘導体を挙げることができる。
【0075】
一般式(1c−1)および一般式(1c−6)において、Lとしては例えば一般式(1c−7)および一般式(1c−8)のようなアセチルアセトン誘導体、フェニルピリジン誘導体などを挙げることができる。
【0076】
【化21】

【0077】
〔一般式(1c−7)中、Q,Q10は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜20のアルキル基から選ばれ、互いに同一でも異なってもよく、環を形成していてもよい。xは0〜5の整数、yは0〜4の整数である。〕
【0078】
【化22】

【0079】
〔一般式(1c−8)中、Q11,Q12は同一でも異なってもよく水素原子、フッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜20のアルキル基から選ばれる。〕
【0080】
Arの具体例を(C−1)〜(C−11)に挙げる。
【0081】
【化23】












(*はポリマーに結合部位を表す)
【0082】
(C−3)はJ.Am.Chem.Soc.、126巻、7041頁(2004年)記載の方法で合成することができる。(C−4)はChem.Eur.J.、11巻、5007頁(2005年)記載の方法で合成することができる。(C−9)におけるQ、Q10は一般式(1c−7)と同様である。
【0083】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料としては、上記の構成にさらに下記一般式(I−d)で表される構造を繰り返し単位として含むものを好適に用いることもできる。
【0084】
−Ar− 一般式(I−d)
〔上記一般式(I−d)において、Arは置換基を有しても有さなくてもよい芳香環基、置換基を有しても有さなくてもよい縮合環基、置換基を有しても有さなくてもよい複素環基、並びにこれらの結合体から選ばれる2価の共役構造を有する有機基であって上記一般式(I−a)、(I−b)、および(I−c)に該当しないものを示す。〕
【0085】
一般式(I−d)においてArを示す2価の共役構造の有機基としては、例えば下記式(a)〜式(o)で表されるものを挙げることができる。
【0086】
【化24】

【0087】
〔式中、R2 〜R4 、R6 、R7 は、それぞれ独立に水素原子、フッソ原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、置換されていてもよい炭素数1〜30のアルキル基または置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール基を示し、R5 は、1価の有機基を示す。〕
【0088】
基Arを示す2価の共役構造の有機基としては、これらの中でも式(a)、式(e)で表されかつR2が水素原子のものが好ましい。
【0089】
一般式(I−a)における繰り返し数、一般式(I−b)における繰り返し数、一般式(I−c)における繰り返し数、および一般式(I−d)における繰り返し数の比をk:l:m:nとおくと、k+l+m+nを100とした場合、
0<k<100、0<l<100、0≦m≦20、0≦n≦50
の範囲内であることが好ましく、
5≦k≦90、30≦l≦95、0≦m≦20、0≦n≦50
の範囲内であることがさらに好ましく、
20≦k≦70、30≦l≦70、1≦m≦10、0≦n≦50、
の範囲内にあることが特に好ましい。
この範囲外だと十分な有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率および耐久性を得ることができない問題がある。
【0090】
本発明のイミダゾール含有重合体は、以下に示す(1)乃至(4)の方法によって得ることができる。この方法は、一般に、「鈴木カップリング(SUZUKI coupling)」といわれているものである。
【0091】
(1)下記(イ)および(ロ)を、パラジウム(Pd)を含む触媒(以下、「Pd系触媒」という。)の存在下、好ましくは溶媒中で重縮合反応させる方法。
(2)下記(イ)、(ロ)および(ハ)を、パラジウム(Pd)を含む触媒(以下、「Pd系触媒」という。)の存在下、好ましくは溶媒中で重縮合反応させる方法。
(3)下記(イ)、(ロ)および(ニ)を、パラジウム(Pd)を含む触媒(以下、「Pd系触媒」という。)の存在下、好ましくは溶媒中で重縮合反応させる方法。
(4)下記(イ)、(ロ)、(ハ)および(ニ)を、パラジウム(Pd)を含む触媒(以下、「Pd系触媒」という。)の存在下、好ましくは溶媒中で重縮合反応させる方法。
【0092】
(イ)上記一般式(IV−a)および(V−a)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ロ)上記一般式(IV−b)および(V−b)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ハ)上記一般式(IV−c)および(V−c)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ニ)上記一般式(IV−d)および(V−d)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
【0093】
一般式(IV−a)乃至(IV−d)で表される化合物(以下、「原料ジハロゲン化合物」という。)において、V1〜Vは、それぞれ独立に塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を示し、特に、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。また、一般式(IV−b)における基Vおよび基Vは、それぞれカルバゾール環の2位または3位、および6位または7位に結合していることが好ましい。
以上のような原料ジハロゲン化合物は、それぞれにつき1種でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0094】
一般式(V−a)乃至(V−d)で表される化合物(以下、「原料ボロン酸化合物」という。)において、Y1〜Yは、それぞれ独立にホウ酸から誘導される1価の基を示し、下記式(ii)〜(vi)で表される基を好適に挙げられる。また、一般式(V−b)におけるYおよびYは、それぞれカルバゾール環の2位または3位、および6位または7位に結合していることが好ましい。
以上のような原料ボロン酸化合物は、それぞれにつき1種でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0095】
【化25】

【0096】
上記式(ii)〜(vi)で表される基を有する原料ボロン酸化合物は、例えば、ビスハロゲン化物あるいはビス(トリフルオロメタンスルホネート)化合物を原料として、J.Org.Chem.,1995年,第60巻,p.7508に記載の方法で合成して得ることができる。
【0097】
上記の方法において、イミダゾール含有重合体を得るための重縮合反応に供する原料ジハロゲン化合物と原料ボロン酸化合物との割合は、原料ジハロゲン化合物に対して原料ボロン酸化合物が0.9〜1.1当量であることが好ましい。
【0098】
重縮合反応に使用されるPd系触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド、〔1,1−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン〕パラジウム(II)ジクロリド−ジクロロメタン錯化合物(1:1)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジアセテート、ベンジルビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロライド、〔1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン〕パラジウム(II)ジクロライド、〔1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン〕パラジウム(II)ジクロライド、〔1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン〕パラジウム(II)ジクロライド、ビス(トリ−o−トリルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド、ビス(メチルジフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド、ビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)ジクロライド、ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)ジクロライド、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、ビス(2,4−ペンタンジオナート)パラジウム(II)、酢酸パラジウム(II)塩、ジクロロ(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム(II)、アリルパラジウム(II)クロライドダイマー、〔N−i−プロピルアクリルアミド/4−(ジフェニルホスフィノ)スチレン共重合体〕パラジウム(II)ジクロライドなどを挙げることができる。
これらのPd系触媒のうち、特に、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)が好ましい。
以上のPd系触媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
Pd系触媒の使用量は、原料化合物の合計100質量部に対して、通常0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜10質量部である。
【0099】
重縮合反応に際しては、必要に応じてホスフィン配位子を添加することもできる。
ホスフィン配位子としては、例えば、トリ−n−ブチルホスフィン、トリ−t−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、シクロヘキシルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、フェニルジエチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、n−プロピルジフェニルホスフィン、メトキシジフェニルホスフィン、エトキシジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(2−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(3−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(4−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(4−メトキシフェニル)ホスフィン、トリ(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィノベンゼン−3−スルホン酸ナトリウム、4−(ジメチルアミノ)フェニルジフェニルホスフィン、2−ピリジルジフェニルホスフィン、トリ(2−フリル)ホスフィン、トリ(2−チエニル)ホスフィン、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2−ビス(ジメチルホスフィノ)エタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンや、下記式(6−1)〜式(6−9)で表される化合物などを挙げることができる。
これらのホスフィン配位子のうち、特に、トリフェニルホスフィンが好ましい。
以上のホスフィン配位子は、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
ホスフィン配位子の使用量は、原料化合物の合計100質量部に対して、通常0〜50質量部、好ましくは0〜20質量部である。
【0100】
【化26】

【0101】
また、重縮合反応に際しては、必要に応じてアルカリ金属化合物を添加することもできる。アルカリ金属化合物としては、例えば、メトキシナトリウム、エトキシナトリウム、n−プロポキシナトリウム、i−プロポキシナトリウム、n−ブトキシナトリウム、sec−ブトキシナトリウム、t−ブトキシナトリウム、フッ化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、メトキシカリウム、エトキシカリウム、n−プロポキシカリウム、i−プロポキシカリウム、n−ブトキシカリウム、sec−ブトキシカリウム、t−ブトキシカリウム、フッ化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、メトキシルビジウム、エトキシルビジウム、n−プロポキシルビジウム、i−プロポキシルビジウム、n−ブトキシルビジウム、sec−ブトキシルビジウム、t−ブトキシルビジウム、フッ化ルビジウム、炭酸ルビジウム、炭酸水素ルビジウム、メトキシセシウム、エトキシセシウム、n−プロポキシセシウム、i−プロポキシセシウム、n−ブトキシセシウム、sec−ブトキシセシウム、t−ブトキシセシウム、フッ化セシウム、炭酸セシウム、炭酸水素セシウム、メトキシフランシウム、エトキシフランシウム、n−プロポキシフランシウム、i−プロポキシフランシウム、n−ブトキシフランシウム、sec−ブトキシフランシウム、t−ブトキシフランシウム、フッ化フランシウム、炭酸フランシウム、炭酸水素フランシウムなどを挙げることができる。
これらのアルカリ金属化合物のうち、t−ブトキシナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、t−ブトキシカリウム、フッ化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、フッ化セシウムなどが好ましい。
以上のアルカリ金属化合物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
アルカリ金属化合物の使用量は、原料化合物の合計100質量部に対して、通常10〜5000質量部、好ましくは100〜1000質量部である。
また、アルカリ金属化合物の他にテトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの4級アンモニウム塩を用いることもできる。
以上のアルカリ金属やアンモニウム塩などの塩基は水に溶かして使用することもできる。
【0102】
重縮合反応に使用される溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、アニソール、ジフェニルエーテルなどのエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチルなどのエステル類;シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドンなどのアミド類などを挙げることができる。
これらの溶媒のうち、トルエン、テトラヒドロフランなどが好ましい。
以上の溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができ、水を共存させることもできる。
溶媒の使用量は、原料化合物の合計100質量部に対して、通常100〜100,000質量部、好ましくは400〜10,000質量部である。
また、Aliquat336のごとき界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤の使用量は原料化合物100質量部に対して0〜100質量部、好ましくは0〜20質量部である。
【0103】
さらに、重縮合反応に際しては、得られたイミダゾール含有重合体の末端を封止するために末端封止剤を用いることもできる。
末端封止剤は、重縮合反応を行う際に原料化合物と共に仕込んでもよく、また重縮合反応終了後に反応系に添加してもよい。前者である場合は、Pd系触媒、ホスフィン配位子あるいはアルカリ金属化合物を一緒に添加することができる。
【0104】
末端封止剤の具体例としては、例えば、フェニルホウ酸、(メチル)(フェニル)ホウ酸、(メトキシ)(フェニル)ホウ酸、ブロモベンゼンなどを挙げることができる。
【0105】
重縮合反応において、反応温度は、通常0〜250℃、好ましくは10〜200℃とされ、反応時間は、通常1〜200時間、好ましくは3〜80時間とされる。
このような重縮合反応は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
【0106】
また、“マクロモレキュール”35巻、1988ページ(2002年)に記載されているように一般式(IV−a)〜(IV−d)をモノマーとして用い、モノマーに対して1当量以上のビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)を用いてもイミダゾール含有重合体を得ることができる。
【0107】
以上のようなイミダゾール含有重合体は、溶剤に対する溶解性が優れたものであるため、薄膜を形成するための塗布液を容易に調製することができるため、当該塗布液によって容易に薄膜を形成することができると共に、良好な電荷輸送性を有するものである。従って、当該イミダゾール含有重合体は、単独で、あるいは例えば燐光発光性を有する他の発光材料と共に組み合わせることにより、有機EL素子用の発光材料として極めて好適に使用することができる。
【0108】
本発明のイミダゾール含有重合体は、有機EL素子としての特性を損なわない範囲において、主鎖の共役構造が切断された状態とする結合を含んだものとすることができる。
具体的には、前記一般式(1−d)における基Arを示す2価の共役構造の有機基を、例えば下記式(q)〜式(u)で表される共役切断構造の有機基に一部置き換えることができる。
共役切断構造の有機基への置き換えを行う場合は、当該共役切断構造の有機基の含有割合が、基Arを示す有機基および共役切断構造の有機基の合計の20%以下とすることが好ましい。この共役切断構造の有機基の含有割合が20%を超える場合は、十分な共役構造を得ることができず、十分な発光特性および耐久性を得ることができないなどの不具合が生じることがある。
【0109】
【化27】

【0110】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料組成物において、イミダゾール含有重合体は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0111】
本発明のイミダゾール含有重合体は、三重項発光性金属錯体化合物(以下、「錯体化合物」という。)を添加して用いることもできる。
【0112】
錯体化合物としては、例えば、イリジウム錯体化合物、白金錯体化合物、パラジウム錯体化合物、ルビジウム錯体化合物、オスミウム錯体化合物、レニウム錯体化合物などを挙げることができ、これらのうち、特に、イリジウム錯体化合物が好ましい。
【0113】
イリジウム錯体化合物としては、例えば、イリジウムと、2−フェニルピリジン、3−フェニルピリジン、2−フェニルピリミジン、4−フェニルピリミジン、5−フェニルピリミジン、ビピリジル、1−フェニルピラゾール、2−フェニルキノリン、2−フェニルベンゾチアゾール、2−フェニル−2−オキサゾリン、2,4−ジフェニル−1,3,4−オキサジアゾール、5−フェニル−2−(4−ピリジル)−1,3,4−オキサジアゾールや、これらの誘導体などの窒素原子含有芳香族化合物との錯体化合物を挙げることができる。
このようなイリジウム錯体化合物の具体例としては、例えば、下記式(7)〜式(12)で表される化合物を挙げることができる。
【0114】
【化28】

【0115】
上記式(7)〜式(12)において、R8 は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜20のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基よりなる置換基を示し、互いに同一のものであっても異なるものであってもよい。それぞれ独立にxは0〜4、yは0〜3の整数である。
【0116】
以上において、置換基R8 に係る炭素数1〜20のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基などを挙げることができる。
また、置換基R8 に係る炭素数6〜20のアリール基の具体例としては、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、4−ビフェニル基、1−ナフチル基などを挙げることができる。
【0117】
本発明の有機EL素子用材料組成物において、錯体成分の含有割合は、イミダゾール含有重合体よりなる重合体成分100重量部に対して0〜30重量部であることが好ましく、より好ましくは0〜10重量部である。錯体成分の含有割合が過多である場合は、発光輝度が却って減少する濃度消光の現象が生じるおそれがある。
【0118】
本発明の有機EL素子用材料組成物には、必要に応じて、例えば、電荷輸送性化合物などの適宜の添加物を配合することができる。
【0119】
電荷輸送性化合物の具体例としては、下記式(13−1)〜式(13−10)で表される電荷輸送性化合物、下記式(14−1)〜(14−20)で表される電子輸送性化合物および下記式(15−1)〜(15−34)で表される正孔輸送性化合物などを挙げることができる。
【0120】
【化29】

【0121】
【化30】

【0122】
ここに、上記式(14−16)において、R9 は、それぞれ独立に下記式(vii) 〜(ix)で表される基のいずれかを示す。
【0123】
【化31】

【0124】
【化32】

【0125】
【化33】

【0126】
【化34】

【0127】
ここに、上記式(15−12)において、nは、1以上の整数を示す。
【0128】
【化35】

【0129】
【化36】

【0130】
本発明の有機EL素子用材料組成物における電荷輸送性化合物の含有量は、イミダゾール含有重合体100重量部に対し、電荷輸送性化合物は0〜200重量部、好ましくは0〜100重量部である。
【0131】
本発明の有機EL素子用材料組成物は、通常、上記のイミダゾール含有重合体と、必要に応じて加えられる錯体化合物とを適宜の有機溶剤に溶解させることによって組成物溶液として調製される。
【0132】
ここで、組成物溶液を調製するための有機溶剤としては、用いられる重合体成分および錯体成分を溶解し得るものであれば特に限定されず、その具体例としては、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;クロロホルム、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドンなどのアミド類や、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、アニソールなどが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中では、均一な厚みを有する薄膜が得られ易い点で、適度の蒸発速度を有するもの、具体的には沸点が70〜200℃程度の有機溶剤を用いることが好ましい。
【0133】
有機溶剤の使用量は、その種類や、イミダゾール含有重合体および錯体化合物の種類などにより異なるが、イミダゾール含有重合体と錯体化合物との合計濃度が、通常、0.1〜20重量%、好ましくは0.5 〜10重量%となる量である。
【0134】
以上のような有機EL素子用材料組成物は、上記の有機EL素子用材料を含有するため、発光特性および耐久性に優れた有機EL素子用発光層を形成することができる。
【0135】
<有機EL素子>
本発明の有機EL素子は、上記の有機EL素子用材料組成物から形成されてなる発光層を有するものである。
この発光層は、上述の組成物溶液を、適宜の基体の表面に塗布したのち、有機溶剤を除去することにより、形成することができる。
組成物溶液を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、浸漬法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法などの適宜の方法を採用することができる。
形成される発光層の厚みは、特に限定されるものではないが、通常、10〜200nm、好ましくは30〜100nmの範囲で選択される。
本発明の有機EL素子用材料組成物によると、十分に高い発光輝度を有する発光層を、例えばインクジェット法などの湿式法により容易に形成することができる。
【0136】
図1は、本発明の有機EL素子の構成の一例を示す説明用断面図である。
この例の有機EL素子は、透明基板1上に、正孔を供給する電極である陽極2が例えば透明導電膜により設けられ、この陽極2上に正孔注入輸送層3が設けられ、この正孔注入輸送層3上に発光層4が設けられ、この発光層4上に必要に応じてホールブロック層8を介して電子注入層5が設けられ、この電子注入層5上に電子を供給する電極である陰極6が設けられており、陽極2および陰極6は直流電源7に電気的に接続されている。
【0137】
この有機EL素子において、透明基板1としては、ソーダガラス基板、透明性樹脂基板または石英ガラス基板などを用いることができる。
陽極2を構成する材料としては、好ましくは、仕事関数の大きい例えば4eV以上の透明性材料が用いられ、その例としては、ITO(インジウム−スズ酸化物)膜、酸化スズ(IV) 膜、酸化銅(II) 膜、酸化亜鉛膜などを挙げることができる。ここで、仕事関数とは、固体から真空中に電子を取り出すのに要する最小限の仕事の大きさをいう。
陽極2の厚みは、材料の種類によって異なるが、通常、10〜1,000nm、好ましくは50〜200nmの範囲で選択される。
【0138】
正孔注入輸送層3は、正孔を効率よく発光層4に供給するために設けられたものであって、陽極2から正孔(ホール)を受け取って、発光層4に輸送する機能を有するものである。
この正孔注入輸送層3の構成材料としては、好ましくは電荷注入輸送材料、例えば、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塩などが用いられる。
正孔注入輸送層3の厚みは、特に限定されるものではないが、通常、10〜200nmの範囲で選択される。
【0139】
発光層4は、電子と正孔とを結合させ、その結合エネルギーを光として放射する機能を有するものであり、この発光層4は、上記の有機EL素子用組成物によって形成されている。発光層4の厚みは、特に限定されるものではないが、通常、5〜200nmの範囲で選択される。
【0140】
ホールブロック層8は、必ずしも必須ではないが、設けることが好ましい。このホールブロック層8は、正孔注入輸送層3を介して発光層4に供給された正孔が電子注入輸送層5に侵入することを抑制し、発光層4における電子と正孔との結合を促進させ、発光効率をより向上させる機能を有するものである。
【0141】
このホールブロック層8の構成材料としては、好ましくは、下記式(16)で表される2, 9−ジメチル−4, 7−ジフェニル−1, 10−フェナントロリン(バソクプロイン:BCP)や、下記式(17)で表される1, 3, 5−トリ(フェニル−2−ベンゾイミダゾリル)ベンゼン(TPBI)などを用いることができる。このホールブロック層8の厚みは、通常、10〜100nmの範囲で選択される。
【0142】
【化37】

【0143】
【化38】

【0144】
電子注入輸送層5は、陰極6から受け取った電子をホールブロック層8を介して発光層4まで輸送する機能を有するものである。
この電子注入輸送層5の構成材料としては、好ましくは、バソフェナントロリン系材料とCsとの共蒸着系(BCP,Cs)が用いられ、その他、アルカリ金属やその化合物(例えば、フッ化リチウム、酸化リチウムなど)、アルカリ土類金属やその化合物(例えば、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウムなど)などを用いることができる。この電子注入輸送層5の厚みは、通常、0.1〜100nmの範囲で選択される。
【0145】
陰極6の構成材料としては、好ましくは、仕事関数の小さく、例えば4eV以下のものが用いられ、その例としては、Al、Ca、Mg、Inなどよりなる金属膜や、これらの金属の合金膜などを挙げることができる。
陰極6の厚みは、材料の種類によって異なるが、通常、10〜1,000nm、好ましくは50〜200nmの範囲で選択される。
【0146】
このような有機EL素子は、例えば以下のようにして製造することができる。
先ず、透明基板1上に、陽極2を形成する。陽極2の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法などを利用することができる。また、ガラス基板などの透明基板の表面に例えばITO膜などの透明導電膜が形成されている市販の材料を用いることもできる。
【0147】
次いで、形成された陽極2上に、正孔注入輸送層3を形成する。正孔注入輸送層3の形成方法としては、例えば、電荷注入輸送材料を適宜の溶剤に溶解して正孔注入輸送層形成液を調製し、この正孔注入輸送層形成液を陽極2の表面に塗布し、得られた塗布膜から溶剤を除去する方法を挙げることができる。
【0148】
次いで、形成された正孔注入輸送層3上に、発光層4を形成する。発光層4の形成方法としては、例えば、上記の有機EL素子用材料組成物に係る組成物溶液を発光層形成液として用い、この発光層形成液を正孔注入輸送層3上に塗布し、得られた塗布膜から溶剤を除去する方法を挙げることができる。
【0149】
その後、形成された発光層4上に、ホールブロック層8、電子注入輸送層5および陰極6を順次形成し、陽極2および陰極6を直流電源7に電気的に接続することにより、有機EL素子が得られる。
ホールブロック層8、電子注入層5および陰極6の形成方法としては、例えば、真空蒸着法などの乾式法を挙げることができる。
【0150】
この有機EL素子においては、直流電源7により、陽極2と陰極6との間に直流電圧が印加されると、発光層4が発光し、この光が正孔注入輸送層3、陽極2および透明基板1を介して外部に放射される。
このような構成の有機EL素子によれば、発光層4が上記の有機EL素子用組成物によって形成されているため、高い発光輝度および発光効率が得られる。
また、有機EL素子にホールブロック層8を配設することにより、陽極2からの正孔と陰極6からの電子との結合が高い効率で実現される結果、さらに高い発光輝度および発光効率が得られる。
【実施例】
【0151】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0152】
合成例1(化合物1−1−1の合成)

窒素導入管、温度計、還流管を備えた500mLの3つ口フラスコに、3,5−ジブロモ安息香酸クロリド5.00g、N−フェニル−o−フェニレンジアミン3.09gを計り取り、窒素雰囲気下ジメチルホルムアミド210mLに溶解させた後、室温にて15時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を1.5Lの水中に投入し、得られた沈殿物の濾過を行い、さらに十分に水で洗浄した。得られた化合物の精製を、ジメチルホルムアミド/メタノールを用いた再結晶により行い、化合物(1−1−1)を6.00g得た。
【0153】
合成例2(化合物1−1の合成)


窒素導入管、温度計、還流管を備えた100mLの三口フラスコに、式(1−1−1)の化合物5.00g、ポリりん酸70gを取り窒素雰囲気下160℃にて12時間攪拌した。攪拌終了後反応溶液を800mLの水中に投入し、得られた沈殿物の濾過を行い、さらに水で十分に洗浄した。得られた化合物の精製を、メタノールを用いた再結晶にて行い、化合物(1−1)3.84gを得た。
【0154】
合成例2(原料カルバゾール環含有ジハロゲン化合物の合成)
先ず、容量500mLの三口フラスコに、3,6−ジブロモカルバゾール12.00g、炭酸カリウム12.80gを加えて脱気したのち、窒素置換し、さらにN,N−ジメチルホルムアミド200ml、1−ヨード−n−オクタン8.0mlを加えて、攪拌しながら70℃で20時間加熱した。
その後、反応溶液を分液漏斗に移し、水300ml、酢酸エチル300mlを加えて振とうしたのち、静置して2層に分離させた。
その後、得られた有機層を飽和食塩水300mlで洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で30分間乾燥したのち、エバポレーターで濃縮し、シリカゲル−n−ヘキサンカラムで精製することにより、下記式(2−1)で表される化合物(以下、「原料カルバゾール環含有ジハロゲン化合物(2−1)」という。)10.05gを得た。この原料カルバゾール環含有ジハロゲン化合物(2−1)の純度を高速液体クロマトグラフィ(HPLC)により確認したところ、100%であった。
【0155】
【化39】

【0156】
合成例3(原料ボロン酸化合物の合成例)
窒素導入管および滴下ロートを備えた容量500mlの三口フラスコに、上記の原料カルバゾール環含有ジハロゲン化合物(2−1)10.00gを加えて脱気、窒素置換を3回繰り返した後、脱水したテトラヒドロフラン114mLを加えて−78℃に冷却した。次に、1.58Mのn−ブチルリチウムヘキサン溶液を34.7mL滴下し、−78℃で2時間撹拌した。次に、2−イソプロピル−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボランを10.21gを滴下し−78℃で1時間撹拌後、室温に戻して一昼夜撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮し、酢酸エチルに溶かして水で分液洗浄を行った。つづいて、シリカゲルカラムにてヘキサン:酢酸エチル=9:1の展開溶媒により、下記式(4−1)で表される原料カルバゾール環含有ボロン酸化合物(4−1)を収量5.6gで単離した。
【0157】
【化40】

【0158】
〔実施例1〕
(イミダゾール含有重合体(A)の重合)
容量100mLの三口フラスコに、原料ジハロゲン化合物として、化合物(1−1)1.611g、原料ボロン酸化合物として、化合物(4−1)2.000g、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.174gを加えて脱気したのち、窒素置換した。次いで、脱気したテトラヒドロフラン19mLおよび2M炭酸カリウム水溶液を11mLそれぞれシリンジにて加え、24時間還流させた。反応終了後、反応溶液を分液漏斗に移して、2層に分離させた。その後、得られた有機層を濃縮してメタノール中に滴下し、沈殿をろ別して、減圧乾燥することにより、カルバゾール環基およびイミダゾール含有基の比(k:l)がk:l=50:50であるイミダゾール含有重合体(A)1.5gを得た。このイミダゾール含有重合体(A)のMwは5,000、Mnは3,500であった。
<比較用有機EL素子製造用合成例>
容量100mLの三口フラスコに、9−ビニルカルバゾール15g、アゾビスイソブチロニトリル0.0125g、蒸留したN,N−ジメチルホルムアミド30gを加え、窒素で15分間バブリングを行ったのち、温度を80℃に上昇させて、4時間重合した。その後、反応溶液をメタノール400mL中に滴下し、得られた沈殿をろ別して、メタノールで洗浄したのち、減圧乾燥することにより、ポリ(9−ビニルカルバゾール)(以下、「重合体(a)」という。)を得た。重合体(a)のMwは30,000であった。
【0159】
〔実施例2〕
(有機EL素子用組成物(A−1)の調整)
イミダゾール含有重合体(A)0.1gおよび式(7−1)0.007gをクロロベンゼン3.6gに溶解させて有機EL素子用組成物(A−1)とした。

〔実施例3〕
(有機EL素子用組成物(A−2)の調整)
イミダゾール含有重合体(A)0.1g、上記式(14−4)で表される電荷輸送性化合物(以下、「PBD」という。)を0.01gおよび式(7−1)0.007gをクロロベンゼン3.6gに溶解させて有機EL素子用組成物(A−2)とした。
〔比較例1〕
(比較用有機EL素子用組成物(a)の調整)
重合体(a)0.1gおよび式(7−1)0.02gをクロロベンゼン4.0gに溶解させて比較用有機EL素子用組成物(a)とした。
〔実施例4〕
(有機EL素子の作製例1)
透明基板上にITO膜が形成されてなるITO基板を用意し、このITO基板を、中性洗剤、超純水、イソプロピルアルコール、超純水、アセトンをこの順に用いて超音波洗浄した後、更に紫外線−オゾン(UV/O3 )洗浄した。
次いで、このITO基板のITO膜上に、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塩の水溶液をスピンコート法により塗布し、得られた厚さ65nmの塗膜を窒素雰囲気下250℃で30分間乾燥することにより、正孔注入輸送層を形成した。
【0160】
この正孔注入輸送層上に、発光層形成液として、有機EL素子用組成物(A−1)をスピンコート法により塗布し、得られた厚さ40nmの塗膜を窒素雰囲気下150℃で10分間乾燥することにより、発光層を形成した。
次いで、ITO膜上に正孔注入輸送層および発光層がこの順に積層された積層体を真空装置内に固定して、真空装置内を1×10−2Pa以下に減圧し、TPBIを30nmの厚さに蒸着してホールブロック層を形成し、その後、フッ化リチウムを0.5nmの厚さに蒸着して電子注入層を形成し、さらに厚さ30nmのCa金属および厚さ100nmのAl金属をこの順で蒸着して、陰極を形成した。その後、ガラスで封止することにより、有機EL素子(1)を作製した。
【0161】
(有機EL素子の特性評価)
この有機EL素子(1)を100Cdで点灯させそのときの電流を一定に流し続けたとき、輝度が50Cdとなるまでの時間(以下、「半減期間」という。)を測定し、また有機EL素子用組成物(A−1)に代えて比較用有機EL素子用組成物(a)を用いたことの他は前記有機EL素子(1)と同様にして作製した比較用の有機EL素子(a)の半減期間を測定し、比較用の有機EL素子(a)の半減期間を100としたときの相対半減期間により、有機EL素子(1)の耐久性を評価したところ200であり、本発明の効果により使用寿命の長い素子が得られた。
また、有機EL素子(1)について、発光層を発光させたところ最大輝度が20,000Cd/m2、発光効率が20Cd/Aであった。
【0162】
〔実施例5〕
有機EL素子用組成物(A−1)に代えて有機EL素子用組成物(A−2)を用いたことの他は前記有機EL素子(1)と同様にして有機EL素子(2)を作製した。
実施例4と同様にして有機EL素子の特性評価を行ったところ、最大輝度が25,000Cd/m2、発光効率が25Cd/A、耐久性が500であり、本発明の効果により使用寿命の長い素子が得られた。
【図面の簡単な説明】
【0163】
【図1】本発明の有機EL素子の構成の一例を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
【0164】
1 透明基板
2 陽極
3 正孔輸送層
4 発光層
5 電子輸送層
6 陰極
7 直流電源

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(I−a)で表される構造と、下記一般式(I−b)で表される構造とを繰り返し単位として含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化1】


〔上記一般式(I−a)において、Tは水素原子、ハロゲン原子、1価の有機基、T〜Tは水素原子、ハロゲン原子、環を形成していてもよい1価の有機基を示す。Tは直結もしくは2価の有機基、Arは置換基を有しても有さなくてもよい芳香環基、置換基を有しても有さなくてもよい縮合環基、置換基を有しても有さなくてもよい複素環基、並びにこれらの結合体から選ばれる3価の共役構造を有する有機基を示す。〕

【化2】


〔上記一般式(I−b)において、Rは1価の有機基を示し、かつ一般式(I−b)は一般式(I−a)の構造を含まない。〕
【請求項2】
請求項1の構成にさらに下記一般式(I−c)で表される構造を含み、かつ該構造の含有量が20モル%以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
−Ar− 一般式(I−c)
〔上記一般式(I−c)において、ArはIr原子を含みかつ置換基を有しても有さなくてもよい芳香環基、置換基を有しても有さなくてもよい縮合環基、置換基を有しても有さなくてもよい複素環基、並びにこれらの結合体から選ばれる2価の共役構造を有する有機基であって上記一般式(I−a)および(I−b)に該当しないものを示す。〕
【請求項3】
請求項1の構成にさらに下記一般式(I−d)で表される構造を繰り返し単位として含み、かつ該成分の含有量が50モル%以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

−Ar− 一般式(I−d)
〔上記一般式(I−d)において、Arは置換基を有しても有さなくてもよい芳香環基、置換基を有しても有さなくてもよい縮合環基、置換基を有しても有さなくてもよい複素環基、並びにこれらの結合体から選ばれる2価の共役構造を有する有機基であって上記一般式(I−a)、(I−b)、および(I−c)に該当しないものを示す。〕
【請求項4】
が下記一般式(II)で表される請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化3】


〔上記一般式(II)において、D、Eは同一でも異なっていてもよく、−O−、−COO−、―OCO−、−NHCO−、−CONH−、−S−、直結より選ばれる。TおよびTは同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に直結または炭素数1〜20のアルキレン基もしくは炭素数6〜30のアリーレン基より選ばれる。*はイミダゾール基に結合する部位、●はArに結合する部位を示す。〕
【請求項5】
Arが下記一般式(1a−1)乃至(1a−5)より選ばれる請求項4記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。

【化4】




(*はポリマーに結合する部位を表す)
【請求項6】
が置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール基である請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
【請求項7】
が置換されていてもよい炭素数1〜30のアルキル基もしくは置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール基より選ばれる請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項8】
下記(イ)および(ロ)を必須成分とし、必要に応じて下記(ハ)および/または(ニ)を加えて、パラジウム(Pd)を含む触媒の存在下で重縮合反応させる工程を含むことを特徴とする請求項1から3いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料の製造方法。

(イ)下記一般式(IV−a)および(V−a)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ロ)下記一般式(IV−b)および(V−b)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ハ)下記一般式(IV−c)および(V−c)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
(ニ)下記一般式(IV−d)および(V−d)で表される化合物のうちの少なくとも1種。
【化5】


【化6】


−Ar−V 一般式(IV−c)
−Ar−V 一般式(IV−d)
〔上記一般式(IV−a)において、Ar、T〜Tは上記一般式(I−a)におけるものと同様であり、上記一般式(IV−b)において、R1 は上記一般式(I−b)におけるものと同様であり、上記一般式(IV−c)において、Arは上記一般式(I−c)におけるものと同様であり、上記一般式(IV−d)において、Arは上記一般式(I−d)におけるものと同様である。また、上記一般式(IV−a)乃至(IV−d)において、V〜Vはそれぞれ独立に塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を示し、同一でも異なっていてもよい。〕

【化7】


【化8】


−Ar−Y 一般式(V−c)
−Ar−Y 一般式(V−d)
〔上記一般式(V−a)において、Ar、T〜Tは上記一般式(I−a)におけるものと同様であり、上記一般式(V−b)において、R1 は上記一般式(I−b)におけるものと同様であり、上記一般式(V−c)において、Arは上記一般式(I−c)におけるものと同様であり、上記一般式(V−d)において、Arは上記一般式(I−d)におけるものと同様である。また、上記一般式(V−b)乃至(V−d)において、Y1〜Yはそれぞれ独立にホウ酸から誘導される1価の基を示し、同一でも異なっていてもよい。〕
【請求項9】
請求項1乃至7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料により形成された発光層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。


【図1】
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【公開番号】特開2007−277306(P2007−277306A)
【公開日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−102262(P2006−102262)
【出願日】平成18年4月3日(2006.4.3)
【出願人】(000004178)JSR株式会社 (3,320)
【Fターム(参考)】