JP2006307101A - Silicon-containing polymer, method for producing the same, polymer composition for organic electroluminescent element and organic electroluminescent element - Google Patents
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Abstract
Description
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用いられるケイ素含有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重合体組成物、並びに有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。 The present invention relates to a silicon-containing polymer used as a material for an organic electroluminescent element, a method for producing the same, a polymer composition for an organic electroluminescent element, and an organic electroluminescent element.
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、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ものなどの多層構造のものが知られている。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。
An organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as “organic EL element”) can be driven by a DC voltage, is a self-luminous element, has a wide viewing angle and high visibility, and a response speed. Therefore, it is expected as a next-generation display element and has been actively researched.
As such an organic EL element, one having a single layer structure in which a light emitting layer made of an organic material is formed between an anode and a cathode, one having a hole transport layer between the anode and the light emitting layer, A multilayer structure such as one having an electron transport layer between a cathode and a light emitting layer is known. Each of these organic EL devices emits light by recombination of electrons injected from the cathode and holes injected from the anode in the light emitting layer.
かかる有機EL素子において、発光層、電子もしく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によって形成する乾式法、並びに、有機材料が溶解されてなる溶液を塗布して乾燥することによって形成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、湿式法においては、工程が比較的に簡単で大量生産に対応することが可能であり、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。従って、湿式法は、以上の利点を有するため、乾式法に比較して有利である。 In such an organic EL device, as a method for forming a functional organic material layer such as a light-emitting layer, a charge transport layer for transporting charges such as electrons or holes, a dry method in which an organic material is formed by vacuum deposition, and an organic There is known a wet method in which a solution in which a material is dissolved is applied and dried. Among these, the dry method has a complicated process and is difficult to be applied to mass production, and has a limit in forming a layer having a large area. On the other hand, in the wet method, the process is relatively simple and can be applied to mass production. For example, a functional organic material layer having a large area can be easily formed by an inkjet method. Therefore, the wet method has the advantages described above, and is advantageous compared to the dry method.
一方、有機EL素子の発光層は、高い発光効率を有するものであることが要求されている。そして最近においては、高い発光効率を実現するために、有機EL素子の発光に、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素子によれば、従来から有機EL素子の外部量子効率の限界値と考えられていた5%を超え、8%の外部量子効率が得られることが報告されている(例えば、非特許文献1参照。)。
しかしながら、この有機EL素子は低分子量の材料で構成されており、また、例えば蒸着法などの乾式法によって形成されるものであることから、物理的耐久性および熱的耐久性が小さい、という問題がある。
On the other hand, the light emitting layer of the organic EL element is required to have high light emission efficiency. Recently, in order to realize high luminous efficiency, attempts have been made to use energy of triplet state molecules as an excited state for light emission of the organic EL element.
Specifically, according to the organic EL element having such a configuration, it is possible to obtain an external quantum efficiency of 8% exceeding 5% which has been conventionally considered as the limit value of the external quantum efficiency of the organic EL element. (For example, refer nonpatent literature 1.).
However, this organic EL element is composed of a low molecular weight material, and is formed by a dry method such as a vapor deposition method, so that the physical durability and the thermal durability are small. There is.
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、溶剤に対する溶解性に優れていて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材料として有用なケイ素含有重合体を提供することにある。
本発明の他の目的は、溶剤に対する溶解性に優れていて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材料として有用なケイ素含有重合体を製造する方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、発光特性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる有機エレクトロルミネッセンス素子用重合体組成物および、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。
The present invention has been made on the basis of the circumstances as described above, and the object thereof is excellent in solubility in a solvent, can easily form a thin film, and is useful as a material for an organic electroluminescence element. The object is to provide a silicon-containing polymer.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a silicon-containing polymer that is excellent in solubility in a solvent, can be easily formed into a thin film, and is useful as a material for an organic electroluminescence device.
Still another object of the present invention is to provide a polymer composition for an organic electroluminescence device from which an organic electroluminescence device having excellent light emission characteristics can be obtained, and an organic electroluminescence device.
本発明のケイ素含有重合体は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位よりなり、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として用いられることを特徴とする。 The silicon-containing polymer of the present invention comprises a repeating unit represented by the following general formula (1) and is used as a material for an organic electroluminescence element.
〔式中、R1 およびR2 は、それぞれ独立に置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示す。〕 [Wherein, R 1 and R 2 each independently represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms. ]
本発明のケイ素含有重合体の製造方法は、下記一般式(2)で表される単量体をニッケル触媒の存在下において重合させることにより、上記のケイ素含有重合体を得ることを特徴とする。 The method for producing a silicon-containing polymer of the present invention is characterized in that the above-mentioned silicon-containing polymer is obtained by polymerizing a monomer represented by the following general formula (2) in the presence of a nickel catalyst. .
〔式中、R1 およびR2 は、それぞれ独立に置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示し、X1 およびX2 は、それぞれ独立に塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはR3 −SO3 −(但し、R3 は炭素数1〜6のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基を示す。)で表される基である。〕 Wherein, R 1 and R 2 independently represent the carbon atoms which may be have 1 to 20 substituents on the alkyl group or an optionally substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, X 1 and X 2 are each independently a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom or R 3 —SO 3 — (wherein R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms). Group. ]
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用重合体組成物は、上記のケイ素含有重合体よりなる重合体成分と、三重項発光性金属錯体化合物よりなる錯体成分とを含有してなることを特徴とする。 The polymer composition for an organic electroluminescence device of the present invention is characterized by containing a polymer component composed of the above silicon-containing polymer and a complex component composed of a triplet light-emitting metal complex compound.
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重合体組成物により形成された発光層を有することを特徴とする。 The organic electroluminescent element of this invention has the light emitting layer formed with said polymer composition for organic electroluminescent elements, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、ホールブロック層を備えてなることが好ましい。 The organic electroluminescent element of the present invention preferably comprises a hole block layer.
本発明のケイ素含有重合体は、溶剤に対する溶解性に優れていて容易に薄膜を形成することができると共に、良好なキャリア輸送性を有するため、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ものである。
また、本発明のケイ素含有重合体の製造方法によれば、上記のケイ素含有重合体を製造することができる。
The silicon-containing polymer of the present invention is useful as a material for an organic electroluminescence device because it is excellent in solubility in a solvent and can easily form a thin film and has good carrier transportability.
Moreover, according to the manufacturing method of the silicon-containing polymer of this invention, said silicon-containing polymer can be manufactured.
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用重合体組成物によれば、錯体成分として三重項発光性金属錯体化合物を含有すると共に、重合体成分として、上記のケイ素含有重合体を含有してなるものであるため、優れた発光特性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。 In addition, according to the polymer composition for an organic electroluminescence device of the present invention, the triplet luminescent metal complex compound is contained as the complex component, and the above silicon-containing polymer is contained as the polymer component. Therefore, an organic electroluminescence device having excellent light emission characteristics can be obtained.
更に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子用重合体組成物を発光層の材料として用いることにより、三重項発光による優れた発光特性を達成することができる。 Furthermore, according to the organic electroluminescent device of the present invention, excellent light emission characteristics due to triplet light emission can be achieved by using the polymer composition for an organic electroluminescent device as a material for the light emitting layer.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<ケイ素含有重合体>
本発明のケイ素含有重合体は、上記一般式(1)で表される繰り返し単位(以下、「特定繰り返し単位」ともいう。)よりなるものであって、上記一般式(2)で表される単量体(以下、「特定のケイ素含有単量体」ともいう。)を重合することによって得られる重合体(以下、「特定ケイ素含有重合体」ともいう。)である。
<Silicon-containing polymer>
The silicon-containing polymer of the present invention comprises a repeating unit represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as “specific repeating unit”), and is represented by the general formula (2). A polymer (hereinafter also referred to as “specific silicon-containing polymer”) obtained by polymerizing a monomer (hereinafter also referred to as “specific silicon-containing monomer”).
一般式(1)において、R1 およびR2 は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示し、このR1 およびR2 は、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が、互いに同一のものであることが好ましい。 In General Formula (1), R 1 and R 2 each independently represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, R 1 and R 2 may be the same or different from each other, but are preferably the same.
基R1 および基R2 を示す炭素数1〜20のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、s−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−エイコシル基などが挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms representing the group R 1 and the group R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an s-butyl group, and a t-butyl group. Group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group Group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group and the like.
また、基R1 および基R2 を示す炭素数6〜20のアリール基は、置換基としてフッ素原子を含有するものであってもよく、例えばフェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基、ビフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロポキシフェニル基、ブトキシフェニル基、ペンチルオキシフェニル基、ヘキシルオキシフェニル基、ヘプシルオキシフェニル基、オクチルオキシフェニル基、ノニルオキシフェニル基、デシルオキシフェニル基、ウンデシルオキシフェニル基、ドデシルオキシフェニル基、トリデシルオキシフェニル基、テトラデシルオキシフェニル基、フルオロフェニル基、パーフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基などが挙げられる。 Also, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms of the proximal R 1 and R 2 radicals may be those containing a fluorine atom as a substituent, such as phenyl group, a benzyl group, a tolyl group, a naphthyl group, a biphenyl Group, methoxyphenyl group, ethoxyphenyl group, propoxyphenyl group, butoxyphenyl group, pentyloxyphenyl group, hexyloxyphenyl group, hepsyloxyphenyl group, octyloxyphenyl group, nonyloxyphenyl group, decyloxyphenyl group, un Examples include decyloxyphenyl group, dodecyloxyphenyl group, tridecyloxyphenyl group, tetradecyloxyphenyl group, fluorophenyl group, perfluorophenyl group, trifluorophenyl group, and the like.
基R1 および基R2 は、メチル基、エチル基、フェニル基またはトリル基であることが好ましい。 The groups R 1 and R 2 are preferably methyl, ethyl, phenyl or tolyl groups.
特定ケイ素含有重合体の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法によるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が500〜500000であることが好ましく、同重量平均分子量(Mw)が800〜1000000であることが好ましい。 As for the molecular weight of the specific silicon-containing polymer, the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) by gel permeation chromatography is preferably 500 to 500,000, and the same weight average molecular weight (Mw) is 800 to 1,000,000. preferable.
また、特定ケイ素含有重合体は、LUMO(lowest unoccupide moleular orbital)のエネルギーレベルが−3.0〜−1.5eVであり、HOMO(highest occupied molecular orbital)のエネルギーレベルが−7.0〜−5.0eVであることが好ましい。
これらのエネルギーレベルが上記の範囲以外である場合には、有機EL素子用材料として用いた際に、有機EL素子に良好な輝度、発光効率を得ることができない。
The specific silicon-containing polymer has an LUMO (low unoccupied molecular orbital) energy level of −3.0 to −1.5 eV, and a HOMO (high occluded molecular orbital) energy level of −7.0 to −5. 0.0eV is preferred.
When these energy levels are outside the above ranges, good luminance and luminous efficiency cannot be obtained for the organic EL element when used as a material for an organic EL element.
特定ケイ素含有重合体は、特定のケイ素含有単量体をニッケル触媒の存在下において重合させる方法により製造することができる。 The specific silicon-containing polymer can be produced by a method in which a specific silicon-containing monomer is polymerized in the presence of a nickel catalyst.
原料物質として用いられる特定のケイ素含有単量体を示す一般式(2)において、X1 およびX2 は、それぞれ独立に、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはR3 −SO3 −で表される基(以下、単に「R3 SO3 基」ともいう。)を示し、このX1 およびX2 は、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が、互いに同一のものであることが好ましい。 In the general formula (2) showing a specific silicon-containing monomer used as a raw material, X 1 and X 2 are each independently represented by a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom or R 3 —SO 3 —. Group (hereinafter also referred to simply as “R 3 SO 3 group”), and X 1 and X 2 may be the same as or different from each other. Preferably there is.
R3 SO3 基において、R3 は、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基または置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示す。 In the R 3 SO 3 group, R 3 represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
基R3 を示す炭素数1〜6のアルキル基は、置換基としてフッ素原子を含有するものであってもよく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、トリフルオロメチル基などが挙げられる。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms representing the group R 3 may contain a fluorine atom as a substituent, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl. Group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, trifluoromethyl group and the like.
また、基R3 を示す炭素数6〜20のアリール基は、置換基としてフッ素原子を含有するものであってもよく、例えばフェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基、ビフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロポキシフェニル基、ブトキシフェニル基、ペンチルオキシフェニル基、ヘキシルオキシフェニル基、ヘプシルオキシフェニル基、オクチルオキシフェニル基、ノニルオキシフェニル基、デシルオキシフェニル基、ウンデシルオキシフェニル基、ドデシルオキシフェニル基、トリデシルオキシフェニル基、テトラデシルオキシフェニル基、フルオロフェニル基、パーフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基などが挙げられる。 Also, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms a group R 3 may be one containing a fluorine atom as a substituent, such as phenyl group, a benzyl group, a tolyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, methoxyphenyl Group, ethoxyphenyl group, propoxyphenyl group, butoxyphenyl group, pentyloxyphenyl group, hexyloxyphenyl group, hepsyloxyphenyl group, octyloxyphenyl group, nonyloxyphenyl group, decyloxyphenyl group, undecyloxyphenyl group , Dodecyloxyphenyl group, tridecyloxyphenyl group, tetradecyloxyphenyl group, fluorophenyl group, perfluorophenyl group, trifluorophenyl group and the like.
基X1 および基X2 は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、R3 がメチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、p−トリル基またはp−フルオロフェニル基のいずれかであるR3 SO3 基が好ましい。 Groups X 1 and group X 2 is a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, R 3 is a methyl group, a trifluoromethyl group, a phenyl group, or a p- tolyl or p- fluorophenyl group R 3 SO Three groups are preferred.
ニッケル触媒としては、例えばニッケル(II)ジクロライド、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(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}ニッケル(II)ジクロライド、{1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン}ニッケル(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}ニッケル(II)ジクロライド、ビス(2,4−ペンタンジオネート)ニッケル(II)、ビス(ヘキサフルオロアセチルアセトナート)ニッケル(II)、ビス(1,5−シクロオクタジエニル)ニッケル(0)(NiCOD)などを用いることができる。
これらのうちではニッケル(II)ジクロライド、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(II)ジクロライド、ビス(1,5−シクロオクタジエニル)ニッケル(0)(NiCOD)が好ましい。
Examples of the nickel catalyst include nickel (II) dichloride, bis (triphenylphosphine) nickel (II) dichloride, {1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene} nickel (II) dichloride, {1,2-bis (Diphenylphosphino) ethane} nickel (II) dichloride, {1,3-bis (diphenylphosphino) propane} nickel (II) dichloride, bis (2,4-pentanedionate) nickel (II), bis (hexa Fluoroacetylacetonato) nickel (II), bis (1,5-cyclooctadienyl) nickel (0) (NiCOD), or the like can be used.
Of these, nickel (II) dichloride, bis (triphenylphosphine) nickel (II) dichloride, and bis (1,5-cyclooctadienyl) nickel (0) (NiCOD) are preferred.
ニッケル触媒の使用量は、特定のケイ素含有単量体100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、更に好ましくは1〜6質量部である。 It is preferable that the usage-amount of a nickel catalyst is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of specific silicon containing monomers, More preferably, it is 1-6 mass parts.
特定のケイ素含有単量体の重合反応には、適宜の溶媒が用いられる。
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジエトキシエタン、アニソール等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類、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等のケトン類、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−ピロリドン等のアミド類などを用いることができる。これらのうちでは、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−ピロリドン等のアミド類が好ましい。
An appropriate solvent is used for the polymerization reaction of the specific silicon-containing monomer.
Solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and mesitylene, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, diethoxyethane and anisole, esters such as ethyl acetate, propyl acetate and butyl acetate, cyclohexanone, Ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and 1-methyl-2-pyrrolidone can be used. Of these, amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and 1-methyl-2-pyrrolidone are preferable.
溶媒の使用量は、特定のケイ素含有単量体100質量部に対して50〜10000質量部であることが好ましく、更に好ましくは200〜2000質量部である。 It is preferable that the usage-amount of a solvent is 50-10000 mass parts with respect to 100 mass parts of specific silicon containing monomers, More preferably, it is 200-2000 mass parts.
このような製造方法において、特定のケイ素含有単量体の重合反応は、窒素あるいはアルゴンなどの不活性ガスの雰囲気下で行われることが好ましく、具体的な反応条件としては、反応温度は、0〜250℃、好ましくは50〜150℃から選択すればよく、反応時間は0.1〜100時間、好ましくは1〜30時間であることが好ましい。 In such a production method, the polymerization reaction of the specific silicon-containing monomer is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. Specific reaction conditions include a reaction temperature of 0 It may be selected from ˜250 ° C., preferably 50 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is 0.1 to 100 hours, preferably 1 to 30 hours.
また、特定のケイ素含有単量体の重合反応には、必要に応じてホスフィン配位子、亜鉛、2,2−ビピリジンなどを添加することができる。 Moreover, a phosphine ligand, zinc, 2, 2-bipyridine, etc. can be added to the polymerization reaction of a specific silicon-containing monomer as necessary.
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、ジエチルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジフェニル−n−プロピルホスフィン、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、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(3−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(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−スルホニックアシッドナトリウム塩、4−(ジメチルアミノ)フェニルジフェニルホスフィン、ジフェニル−2−ピリジルホスフィン、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、および下記式(A)〜下記式(I)で表される化合物が挙げられる。これらのうちでは、トリフェニルホスフィンが好ましい。 Examples of the phosphine ligand include tri-n-butylphosphine, tricyclohexylphosphine, dicyclohexylphenylphosphine, cyclohexyldiphenylphosphine, ethyldiphenylphosphine, diethylphenylphosphine, methyldiphenylphosphine, diphenyl-n-propylphosphine, methoxydiphenylphosphine, Ethoxydiphenylphosphine, triphenylphosphine, tris (2-methylphenyl) phosphine, tris (3-methylphenyl) phosphine, tris (4-methylphenyl) phosphine, tris (4-methoxyphenyl) phosphine, tris (2,6- Dimethoxyphenyl) phosphine, diphenylphosphinobenzene-3-sulfonic acid sodium salt, 4- (dimethylamino) Phenyldiphenylphosphine, diphenyl-2-pyridylphosphine, tri (2-furyl) phosphine, tri (2-thienyl) phosphine, bis (diphenylphosphino) methane, 1,2-bis (dimethylphosphino) ethane, 1,2 -Bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,4-bis (diphenylphosphino) butane, 1,1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene, and the following formula ( A)-the compound represented by the following formula (I) is mentioned. Of these, triphenylphosphine is preferred.
特定ケイ素含有重合体は、溶剤に対して優れた溶解性が得られ、薄膜を形成するための塗布液を容易に調製することが可能であるため、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。従って、本発明のケイ素含有重合体は、有機EL素子用材料として有用なものである。 The specific silicon-containing polymer has excellent solubility in a solvent, and a coating solution for forming a thin film can be easily prepared. Therefore, a thin film can be easily formed with the coating solution. Can do. Therefore, the silicon-containing polymer of the present invention is useful as a material for an organic EL device.
また、特定ケイ素含有重合体は、良好なキャリア輸送性を有するものであることから、例えば燐光発光性を有する発光性材料と共に組み合わせることにより、有機EL素子の発光層を構成する材料として好適に用いられる。 In addition, since the specific silicon-containing polymer has good carrier transportability, it is suitably used as a material constituting the light-emitting layer of the organic EL element by combining with a light-emitting material having phosphorescence, for example. It is done.
<有機EL素子用重合体組成物>
本発明の有機EL素子用重合体組成物は、上記の特定ケイ素含有重合体よりなる重合体成分と、三重項発光性金属錯体化合物よりなる錯体成分とを含有してなるものである。
<Polymer composition for organic EL device>
The polymer composition for an organic EL device of the present invention comprises a polymer component composed of the specific silicon-containing polymer and a complex component composed of a triplet light-emitting metal complex compound.
錯体成分を構成する三重項発光性金属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が挙げられるが、これらのうちではイリジウム錯体化合物が好ましい。 Examples of the triplet light-emitting metal complex compound constituting the complex component include iridium complex compounds, platinum complex compounds, palladium complex compounds, rubidium complex compounds, osmium complex compounds, rhenium complex compounds, etc. Among these, iridium Complex compounds are preferred.
錯体成分を構成するイリジウム錯体化合物としては、イリジウムと、フェニルピリジン、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−オキサジアゾールまたは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用いることができる。
このようなイリジウム錯体化合物の具体例としては、例えば下記一般式(3)〜下記一般式(5)で表される化合物を挙げることができる。
Examples of the iridium complex compound constituting the complex component include iridium, phenylpyridine, phenylpyrimidine, bipyridyl, 1-phenylpyrazole, 2-phenylquinoline, 2-phenylbenzothiazole, 2-phenyl-2-oxazoline, 2,4- A complex compound with a nitrogen atom-containing aromatic compound such as diphenyl-1,3,4-oxadiazole, 5-phenyl-2- (4-pyridyl) -1,3,4-oxadiazole or a derivative thereof; Can be used.
Specific examples of such iridium complex compounds include compounds represented by the following general formula (3) to the following general formula (5).
上記一般式(3)〜一般式(5)において、R4 およびR5 は、それぞれ、フッ素原子、アルキル基または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。xは0〜4の整数であり、yは0〜4の整数である。 In the above general formulas (3) to (5), R 4 and R 5 each represent a substituent composed of a fluorine atom, an alkyl group or an aryl group, and may be the same or different from each other. May be. x is an integer of 0 to 4, and y is an integer of 0 to 4.
以上において、置換基R4 およびR5 に係るアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基などを挙げることができる。
アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基などを挙げることができる。
In the above, specific examples of the alkyl group related to the substituents R 4 and R 5 include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a hexyl group, and an octyl group. be able to.
Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a biphenyl group, and a naphthyl group.
以上のうち、特に一般式(3)で表されるイリジウム錯体化合物(以下、「特定のイリジウム錯体化合物」ともいう。)を用いることが好ましい。 Among these, it is particularly preferable to use an iridium complex compound represented by the general formula (3) (hereinafter also referred to as “specific iridium complex compound”).
この特定のイリジウム錯体化合物は、通常、下記一般式(6)で表される化合物と、下記一般式(7)で表される化合物とを極性溶媒の存在下に反応させることにより合成することができるが、その場合に生ずる下記一般式(8)で表される特定の不純物化合物の含有量が1000ppm以下であることが重要である。 This specific iridium complex compound is usually synthesized by reacting a compound represented by the following general formula (6) and a compound represented by the following general formula (7) in the presence of a polar solvent. However, it is important that the content of the specific impurity compound represented by the following general formula (8) generated in that case is 1000 ppm or less.
一般式(6)〜一般式(8)において、R4 およびR5 は、一般式(3)と同じである。xは0〜4の整数であり、yは0〜4の整数である。 In General Formula (6) to General Formula (8), R 4 and R 5 are the same as those in General Formula (3). x is an integer of 0 to 4, and y is an integer of 0 to 4.
上記の特定の不純物化合物の含有量が1000ppm以下である特定のイリジウム錯体化合物は、上記の合成反応による反応生成物を精製することにより、得ることができる。 The specific iridium complex compound in which the content of the specific impurity compound is 1000 ppm or less can be obtained by purifying the reaction product obtained from the synthesis reaction.
特定のイリジウム錯体化合物において、上記の特定の不純物化合物の含有量が1000ppmを超える場合には、当該特定のイリジウム錯体化合物の有する発光性能が阻害されるため、発光輝度が高い有機EL素子を得ることが困難となる。 In a specific iridium complex compound, when the content of the specific impurity compound exceeds 1000 ppm, the light emission performance of the specific iridium complex compound is hindered, and thus an organic EL element having high emission luminance is obtained. It becomes difficult.
本発明の有機EL素子用重合体組成物における錯体成分の含有割合は、重合体成分100質量部に対して0.1〜30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜10質量部である。錯体成分の含有割合が過小である場合には、十分な発光を得ることが困難となることがある。一方、錯体成分の割合が過大である場合には、発光の明るさが却って減少する濃度消光の現象が生じることがあるため、好ましくない。 The content ratio of the complex component in the polymer composition for an organic EL device of the present invention is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer component. Part. When the content ratio of the complex component is too small, it may be difficult to obtain sufficient light emission. On the other hand, when the ratio of the complex component is excessive, a phenomenon of concentration quenching in which the brightness of light emission decreases instead may occur.
本発明の有機EL素子用重合体組成物には、必要に応じて、例えば電荷輸送性化合物などの任意の添加物を加えることができる。 An arbitrary additive such as a charge transporting compound can be added to the polymer composition for an organic EL device of the present invention as necessary.
電荷輸送性化合物としては、下記式(ア−1)〜下記式(ア−10)で表される電荷輸送性を有する化合物、下記式(イ−1)〜下記式(イ−20)で表される電子輸送性を有する化合物および下記式(ウ−1)〜下記式(ウ−34)で表される正孔輸送性を有する化合物などが挙げられる。 As the charge transporting compound, a compound having charge transporting property represented by the following formula (A-1) to the following formula (A-10), represented by the following formula (A-1) to the following formula (A-20). And a compound having a hole transport property represented by the following formula (U-1) to the following formula (U-34).
ここに、式(イ−16)において、Yは、下記式(a)〜式(c)で表される基のいずれかを示す。 Here, in the formula (A-16), Y represents any one of groups represented by the following formulas (a) to (c).
本発明の有機EL素子用重合体組成物における電荷輸送性化合物の添加量は、重合体成分100mol%に対して0〜70mol%であることが好ましい。 The addition amount of the charge transporting compound in the polymer composition for organic EL devices of the present invention is preferably 0 to 70 mol% with respect to 100 mol% of the polymer component.
本発明の有機EL素子用重合体組成物は、通常、上記の特定ケイ素含有重合体よりなる重合体成分と、上記の錯体成分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。そして、この組成物溶液を、発光層を形成すべき基体の表面に塗布し、得られた塗膜に対して有機溶剤の除去処理を行うことにより、有機EL素子における発光層を形成することができる。 The polymer composition for organic EL devices of the present invention is usually prepared as a composition solution by dissolving a polymer component composed of the specific silicon-containing polymer and the complex component in an appropriate organic solvent. The Then, the composition solution is applied to the surface of the substrate on which the light emitting layer is to be formed, and an organic solvent is removed from the obtained coating film, thereby forming a light emitting layer in the organic EL element. it can.
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、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶剤、クロロホルム、クロロベンゼン、テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、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−ピロリドン等のアミド系溶剤、シクロヘキサノン、乳酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、メチルアミルケトンなどが挙げられる。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る点で、適当な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。
Here, the organic solvent for preparing the composition solution is not particularly limited as long as it can dissolve the polymer component and the complex component to be used, and specific examples thereof include toluene, xylene, mesitylene and the like. Aromatic hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbons such as chloroform, chlorobenzene, tetrachloroethane, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexanone, lactic acid Examples include ethyl, propylene glycol methyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, and methyl amyl ketone. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
Among these, it is preferable to use an organic solvent having an appropriate evaporation rate, specifically, an organic solvent having a boiling point of about 70 to 200 ° C. in that a thin film having a uniform thickness can be obtained.
有機溶剤の使用割合は、重合体成分および錯体成分の種類によって異なるが、通常、組成物溶液中の重合体成分および錯体成分の合計の濃度が0.5〜10質量%となる割合である。
また、組成物溶液を塗布する手段としては、例えばスピンコート法、ディッピング法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法などを利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。
The use ratio of the organic solvent varies depending on the types of the polymer component and the complex component, but is usually a ratio in which the total concentration of the polymer component and the complex component in the composition solution is 0.5 to 10% by mass.
As a means for applying the composition solution, for example, a spin coating method, a dipping method, a roll coating method, an ink jet method, a printing method, or the like can be used.
Although the thickness of the light emitting layer formed is not specifically limited, Usually, 10-200 nm, Preferably it selects in the range of 30-100 nm.
このような有機EL素子用重合体組成物によれば、十分に高い発光輝度で発光する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができ、しかも、当該発光層を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。 According to such a polymer composition for an organic EL device, an organic electroluminescence device having a light emitting layer that emits light with sufficiently high light emission luminance can be obtained, and the light emitting layer can be obtained by a wet method such as an inkjet method. It can be formed easily.
<有機EL素子>
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上にホールブロック層8が設けられ、このホールブロック層8上に電子注入層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が設けられている。そして、陽極2および陰極6は、直流電源7に電気的に接続される。
<Organic EL device>
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of the organic EL element of the present invention.
In the organic EL element of this example, an
この有機EL素子において、透明基板1としては、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としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)膜、酸化スズ(SnO2 )膜、酸化銅(CuO)膜、酸化亜鉛(ZnO)膜などを用いることができる。
In this organic EL element, as the transparent substrate 1, a glass substrate, a transparent resin substrate, a quartz glass substrate, or the like can be used.
As a material constituting the
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を構成する材料としては、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ネートなどの電荷注入輸送材料を好適に用いることができる。また、正孔注入輸送層3の厚みは、例えば10〜200nmである。
The hole injection transport layer 3 is provided to efficiently supply holes to the
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素子用重合体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。
The
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層5に侵入することを抑制し、発光層4における正孔と電子との再結合を促進させ、発光効率を向上させる機能を有するものである。
The
このホールブロック層8を構成する材料としては、例えば下記式(1)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)、下記式(2)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)などを好適に用いることができる。
また、ホールブロック層8の厚みは、例えば10〜30nmである。
Examples of the material constituting the
Moreover, the thickness of the
電子注入層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。この電子注入層5を構成する材料としては、バソフェナントロリン系材料とセシウムとの共蒸着系(BPCs)を用いることが好ましく、その他の材料としては、アルカリ金属およびその化合物(例えばフッ化リチウム、酸化リチウム)、アルカリ土類金属およびその化合物(例えばフッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム)などを用いることができる。この電子注入層5の厚みは、例えば0.1〜100nmである。
The
陰極6を構成する材料としては、仕事関数の小さい例えば4eV以下のものが用いられる。陰極6の具体例としては、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、インジウムなどよりなる金属膜、またはこれらの金属の合金膜などを用いることができる。
陰極6の厚みは、材料の種類によって異なるが、通常、10〜1000nm、好ましくは50〜200nmである。
As a material constituting the cathode 6, a material having a small work function, for example, 4 eV or less is used. As a specific example of the cathode 6, a metal film made of aluminum, calcium, magnesium, indium, or the like, or an alloy film of these metals can be used.
Although the thickness of the cathode 6 changes with kinds of material, it is 10-1000 nm normally, Preferably it is 50-200 nm.
本発明において、上記の有機EL素子は、例えば以下のようにして製造される。
先ず、透明基板1上に、陽極2を形成する。
陽極2を形成する方法としては、真空蒸着法または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なる市販の材料を用いることもできる。
In the present invention, the organic EL element is manufactured as follows, for example.
First, the
As a method of forming the
このようにして形成された陽極2上に、正孔注入輸送層3を形成する。
正孔注入輸送層3を形成する方法としては、具体的に、電荷注入輸送材料を適宜の溶剤に溶解することによっ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、得られた塗布膜に対して溶剤の除去処理を行うことによって正孔注入輸送層3を形成する手法を用いることができる。
A hole injection transport layer 3 is formed on the
As a method for forming the hole injection transport layer 3, specifically, a hole injection transport layer forming liquid is prepared by dissolving the charge injection transport material in an appropriate solvent. A method of forming the hole injection transport layer 3 by applying to the surface of the
次いで、本発明の有機EL素子用重合体組成物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、得られた塗布膜を熱処理することにより、発光層4を形成する。
発光層形成液を塗布する方法としては、スピンコート法、ディップ法、インクジェット法、印刷法などを利用することができる。
Next, using the polymer composition for an organic EL device of the present invention as a light emitting layer forming liquid, this light emitting layer forming liquid is applied onto the hole injection transport layer 3, and the obtained coating film is heat-treated to emit light.
As a method for applying the light emitting layer forming liquid, a spin coating method, a dip method, an ink jet method, a printing method, or the like can be used.
そして、このようにして形成された発光層4上に、ホールブロック層8を形成すると共に、このホールブロック層8の上に電子注入層5を形成し、更に、この電子注入層5の上に、陰極6を形成することにより、図1に示す構成を有する有機EL素子が得られる。
Then, a
以上において、ホールブロック層8、電子注入層5および陰極6を形成する方法としては、真空蒸着法などの乾式法を利用することができる。
In the above, as a method of forming the
上記の有機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、この光は、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素子用重合体組成物によって形成されているため、高い発光輝度が得られる。
In the above organic EL element, when a DC voltage is applied between the
According to the organic EL device having such a configuration, since the
また、ホールブロック層8が配設されていることにより、陽極2からの正孔と陰極2からの電子とにおける結合が高い効率をもって実現され、その結果、高い発光輝度および発光効率が得られる。
Further, since the
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。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
〈特定のケイ素含有単量体の合成例1〉
容積500mlの三口フラスコに、1,4−ジブロモベンゼン10.00gを加え、脱気処理して窒素置換した後、その全量をジエチルエーテル150mlに溶解させた。この反応系を氷浴で0℃に冷却した後、濃度1.54Mのn−ブチルリチウムヘキサン溶液27.5mlを滴下して2時間攪拌し、その後、ジクロロジメチルシラン2.5mlを滴下して反応系を室温に戻した後、6時間攪拌することにより反応させた。反応終了後、反応溶液に水100mlを加え、それを分液ろうとに移して激しく振盪することによって有機相を得た。得られた有機相を無水硫酸マグネシウム上において30分間乾燥処理した後、無水硫酸マグネシウムを濾過により除き、更にエバポレーターにより濃縮した後、シリカゲル−ヘキサンカラムで精製処理することにより、ビス(4−ブロモフェニル)ジメチルシラン(以下、「単量体(1)」ともいう。)5.85gを得た。この単量体(1)の純度をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)によって確認したところ、100%であった。
<Synthesis example 1 of specific silicon-containing monomer>
To a 500 ml three-necked flask, 10.00 g of 1,4-dibromobenzene was added, and after deaeration treatment and nitrogen substitution, the entire amount was dissolved in 150 ml of diethyl ether. After cooling this reaction system to 0 ° C. in an ice bath, 27.5 ml of a 1.54M n-butyllithium hexane solution was added dropwise and stirred for 2 hours, and then 2.5 ml of dichlorodimethylsilane was added dropwise to react. After returning the system to room temperature, the reaction was carried out by stirring for 6 hours. After completion of the reaction, 100 ml of water was added to the reaction solution, which was transferred to a separatory funnel and shaken vigorously to obtain an organic phase. The obtained organic phase was dried over anhydrous magnesium sulfate for 30 minutes, then the anhydrous magnesium sulfate was removed by filtration, further concentrated by an evaporator, and purified by a silica gel-hexane column to give bis (4-bromophenyl). ) 5.85 g of dimethylsilane (hereinafter also referred to as “monomer (1)”) was obtained. When the purity of this monomer (1) was confirmed by HPLC (high performance liquid chromatography), it was 100%.
〈特定のケイ素含有単量体の合成例2〉
容積500mlの三口フラスコに、1,4−ジブロモベンゼン10.00gを加え、脱気処理して窒素置換した後、その全量をジエチルエーテル150mlに溶解させた。この反応系を氷浴で0℃に冷却した後、濃度1.54Mのn−ブチルリチウムヘキサン溶液27.5mlを滴下して2時間攪拌し、その後、ジクロロジフェニルシラン4.4mlを滴下して反応系を室温に戻した後、6時間攪拌することにより反応させた。反応終了後、反応溶液に水100mlを加え、それを分液ろうとに移し激しく振盪することによって有機相を得た。得られた有機相を無水硫酸マグネシウム上において30分間乾燥処理した後、無水硫酸マグネシウムをを濾過により除き、更にエバポレーターにより濃縮した後、シリカゲル−ヘキサンカラムで精製処理することにより、ビス(4−ブロモフェニル)ジフェニルシラン(以下、「単量体(2)」ともいう。)7.46gを得た。この単量体(2)の純度をHPLCによって確認したところ、100%であった。
<Synthesis example 2 of specific silicon-containing monomer>
To a 500 ml three-necked flask, 10.00 g of 1,4-dibromobenzene was added, and after deaeration treatment and nitrogen substitution, the entire amount was dissolved in 150 ml of diethyl ether. After cooling this reaction system to 0 ° C. in an ice bath, 27.5 ml of a 1.54M n-butyllithium hexane solution was added dropwise and stirred for 2 hours, and then 4.4 ml of dichlorodiphenylsilane was added dropwise to react. After returning the system to room temperature, the reaction was carried out by stirring for 6 hours. After completion of the reaction, 100 ml of water was added to the reaction solution, which was transferred to a separatory funnel and shaken vigorously to obtain an organic phase. The obtained organic phase was dried over anhydrous magnesium sulfate for 30 minutes, then the anhydrous magnesium sulfate was removed by filtration, further concentrated by an evaporator, and purified by a silica gel-hexane column to give bis (4-bromo 7.46 g of phenyl) diphenylsilane (hereinafter also referred to as “monomer (2)”) was obtained. When the purity of this monomer (2) was confirmed by HPLC, it was 100%.
〈実施例1〉
容積100mlの三口フラスコに、単量体(1)1.000gと、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル0.088gと、ヨウ化ナトリウム0.081gと、トリフェニルホスフィン0.354gと、亜鉛0.424gとを加え、脱気処理して窒素置換した後、N,N−ジメチルアセトアミド5.4mlを加え80℃で12時間加熱攪拌した。この反応系を室温まで冷却した後、テトラヒドロフラン10mlで希釈し、不溶部を濾過により取り除き、更にエバポレーターで濃縮した後、メタノール250mlに滴下することにより、白色の沈殿物として、一般式(1)においてR1 およびR2 がメチル基である重合体(以下、「重合体(1)」ともいう。)0.167gを得た。この重合体(1)のNMRチャート図を図2に示す。
<Example 1>
In a three-necked flask with a volume of 100 ml, 1.000 g of monomer (1), 0.088 g of dichlorobis (triphenylphosphine) nickel, 0.081 g of sodium iodide, 0.354 g of triphenylphosphine, and 0.424 g of zinc Was added, and after deaeration treatment and nitrogen substitution, 5.4 ml of N, N-dimethylacetamide was added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 12 hours. The reaction system was cooled to room temperature, diluted with 10 ml of tetrahydrofuran, the insoluble part was removed by filtration, further concentrated with an evaporator, and then added dropwise to 250 ml of methanol to give a white precipitate in the general formula (1). 0.167 g of a polymer in which R 1 and R 2 are methyl groups (hereinafter also referred to as “polymer (1)”) was obtained. An NMR chart of this polymer (1) is shown in FIG.
得られた重合体(1)のゲルパーミエションクロマトグラフ法によるポリスチレン換算の重量平均分子量は3300であった。 The obtained polymer (1) had a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 3,300 as determined by gel permeation chromatography.
また、重合体(1)のHOMOのエネルギーレベルEH を、重合体(1)を粉末状にしたものを試料とし、光電子分光装置「AC−2」(理研計器社製)を用いて測定したところ、−5.79eVであった。
更に、重合体(1)のLUMOのエネルギーレベルEL を、下記式(I)により算出したところ、−1.85eVであった。
式(I)において、EG は、下記式(II)から算出されるエネルギーギャップ(単位:eV)である。
式(II)において、hは、プランク定数であり、cは、光速(単位:m/sec)であって、λl は、石英基板上に、重合体(1)を溶剤(具体的には、キシレン)に溶解させた重合体溶液をスピンコート法によって塗布し、得られた塗膜をホットプレートによって150℃で10分間加熱することによって溶剤を除去した、厚さ20〜50nmの薄膜が積層された測定用基板を紫外可視分光光度計「U−2010」(日立製作所製)によって測定した吸収スペクトルの長波長側の吸収端(単位:nm)である。
Further, the HOMO energy level E H of the polymer (1) was measured by using a powdered polymer (1) as a sample and using a photoelectron spectrometer “AC-2” (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). However, it was −5.79 eV.
Furthermore, when the LUMO energy level E L of the polymer (1) was calculated by the following formula (I), it was −1.85 eV.
In the formula (I), EG is an energy gap (unit: eV) calculated from the following formula (II).
In the formula (II), h is a Planck constant, c is the speed of light (unit: m / sec), and λ l is a polymer (1) on a quartz substrate with a solvent (specifically, A thin film having a thickness of 20 to 50 nm is formed by applying a polymer solution dissolved in xylene) by spin coating and removing the solvent by heating the obtained coating film at 150 ° C. for 10 minutes using a hot plate. It is the absorption edge (unit: nm) of the long wavelength side of the absorption spectrum which measured the measured measurement board | substrate with the ultraviolet visible spectrophotometer "U-2010" (made by Hitachi, Ltd.).
(式I) EL =EH +EG (Formula I) E L = E H + E G
(式II) EG =hc/λl (Formula II) E G = hc / λ l
〈実施例2〉
容積100mlの三口フラスコに、単量体(2)1.000gと、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル0.088gと、ヨウ化ナトリウム0.081gと、トリフェニルホスフィン0.354gと、亜鉛0.424gとを加え、脱気処理して窒素置換した後、N,N−ジメチルアセトアミド5.4mlを加え80℃で12時間加熱攪拌した。この反応系を室温まで冷却した後、テトラヒドロフラン10mlで希釈し、不溶部を濾過により取り除き、更にエバポレーターで濃縮した後、メタノール250mlに滴下することにより、白色の沈殿物として、一般式(1)においてR1 およびR2 がフェニル基である重合体(以下、「重合体(2)」ともいう。)0.167gを得た。この重合体(2)のNMRチャート図を図3に示す。
<Example 2>
In a three-necked flask with a volume of 100 ml, 1.000 g of monomer (2), 0.088 g of dichlorobis (triphenylphosphine) nickel, 0.081 g of sodium iodide, 0.354 g of triphenylphosphine, and 0.424 g of zinc Was added, and after deaeration treatment and nitrogen substitution, 5.4 ml of N, N-dimethylacetamide was added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 12 hours. The reaction system was cooled to room temperature, diluted with 10 ml of tetrahydrofuran, the insoluble part was removed by filtration, further concentrated with an evaporator, and then added dropwise to 250 ml of methanol to give a white precipitate in the general formula (1). 0.167 g of a polymer in which R 1 and R 2 are phenyl groups (hereinafter also referred to as “polymer (2)”) was obtained. The NMR chart of this polymer (2) is shown in FIG.
得られた重合体(2)のゲルパーミエションクロマトグラフ法によるポリスチレン換算の重量平均分子量は4500であった。 The resulting polymer (2) had a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 4,500 as determined by gel permeation chromatography.
また、重合体(2)のHOMOのエネルギーレベルおよびLUMOのエネルギーレベルを、実施例1と同様の手法によって求めたところ、HOMOのエネルギーレベルは−5.83eVであり、LUMOのエネルギーレベルは−1.89eVであった。 The HOMO energy level and LUMO energy level of the polymer (2) were determined by the same method as in Example 1. As a result, the HOMO energy level was -5.83 eV, and the LUMO energy level was -1. .89 eV.
〈実施例3〉
(有機EL素子の作製例)
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。
洗浄を行ったITO基板上に、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ネート(PEDOT/PSS)溶液をスピンコート法によって塗布し、その後、得られた厚さ65nmの塗布膜を窒素雰囲気下において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。
<Example 3>
(Example of production of organic EL element)
An ITO substrate in which an ITO film is formed on a transparent substrate is prepared, and this ITO substrate is ultrasonically cleaned using a neutral detergent, ultrapure water, isopropyl alcohol, ultrapure water, and acetone in this order, and further UV-ozone (UV / O 3 ) cleaning was performed.
A poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS) solution was applied onto the cleaned ITO substrate by a spin coating method, and then the obtained coating film having a thickness of 65 nm was applied to nitrogen. A hole injecting and transporting layer was formed by drying at 250 ° C. for 30 minutes in an atmosphere.
次いで、得られた正孔注入輸送層の表面に、発光層形成液として、重合体(1)および一般式(3)において、xが0、yが0であるイリジウム錯体6mol%をキシレンに溶解することによって得られた濃度3質量%の組成物溶液(以下、「組成物溶液(1)」ともいう。)よりなる有機EL素子用重合体組成物溶液をスピンコート法によって塗布し、得られた厚さ40nmの塗布膜を窒素雰囲気下において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基板上に正孔注入輸送層および発光層がこの順に積層されてなる積層体を真空装置内に固定し、その後、当該真空装置内を1×10-4Pa以下にまで減圧し、1,3,5−トリ(フェニル−2−ベンゾイミダゾリル)ベンゼン(TPBI)を30nm蒸着し、TPBI膜よりなるホールブロック層を形成した。次いで、フッ化リチウムを0.5nm蒸着することによってフッ化リチウム膜よりなる電子注入層を形成した後、カルシウム30nmおよびアルミニウム100nmを、この順で蒸着することによりカルシウム・アルミニウム膜よりなる陰極を形成した。その後、ガラス材料によって封止することにより、有機EL素子(以下、「有機EL素子(1)」ともいう。)を製造した。
Next, 6 mol% of an iridium complex in which x is 0 and y is 0 in the polymer (1) and the general formula (3) is dissolved in xylene as a light emitting layer forming liquid on the surface of the obtained hole injecting and transporting layer. Obtained by applying a polymer composition solution for an organic EL device comprising a composition solution having a concentration of 3% by mass (hereinafter also referred to as “composition solution (1)”) by spin coating. The coating film having a thickness of 40 nm was dried at 150 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere to form a light emitting layer.
Next, the laminate in which the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer are laminated in this order on the ITO substrate is fixed in a vacuum device, and then the pressure in the vacuum device is reduced to 1 × 10 −4 Pa or less. 1,3,5-tri (phenyl-2-benzimidazolyl) benzene (TPBI) was deposited in a thickness of 30 nm to form a hole blocking layer made of a TPBI film. Next, after forming an electron injection layer made of lithium fluoride film by depositing 0.5 nm of lithium fluoride, a cathode made of calcium / aluminum film is formed by depositing calcium 30 nm and aluminum 100 nm in this order. did. Then, the organic EL element (henceforth "organic EL element (1)") was manufactured by sealing with glass material.
(有機EL素子の特性評価)
得られた有機EL素子(1)に対し、ITO膜を陽極とし、カルシウム・アルミニウム膜を陰極として発光層を発光させたところ、当該有機EL素子(1)からは、特定のイリジウム錯体に由来する波長515nm付近の発光が得られた。
また、有機EL素子(1)について、発光層を発光させ、その最高発光輝度および発光効率を測定した。結果を表1に示す。
(Characteristic evaluation of organic EL elements)
When the light emitting layer was made to emit light with the ITO film as the anode and the calcium / aluminum film as the cathode, the organic EL element (1) was derived from a specific iridium complex. Light emission with a wavelength of around 515 nm was obtained.
Moreover, about the organic EL element (1), the light emitting layer was made to light-emit, and the maximum light-emission luminance and luminous efficiency were measured. The results are shown in Table 1.
〈実施例4〉
(有機EL素子の作製例)
実施例3の有機EL素子の作製例において、発光層の材料である重合体(1)に代えて重合体(2)を用い、すなわち、発光層形成液として、組成物溶液(1)に代えて重合体(2)および一般式(3)において、xが0、yが0である特定のイリジウム錯体6mol%をキシレンに溶解することによって得られた濃度3質量%の組成物溶液(以下、「組成物溶液(2)」ともいう。)よりなる有機EL素子用重合体組成物溶液を用いたこと以外は実施例3と同様の手法によって有機EL素子(以下、「有機EL素子(2)」ともいう。)を製造した。
<Example 4>
(Example of production of organic EL element)
In the production example of the organic EL device of Example 3, the polymer (2) is used instead of the polymer (1) which is the material of the light emitting layer, that is, the composition solution (1) is used as the light emitting layer forming liquid. In the polymer (2) and the general formula (3), a composition solution (hereinafter referred to as 3% by mass) obtained by dissolving 6 mol% of a specific iridium complex in which x is 0 and y is 0 in xylene. The organic EL device (hereinafter referred to as “organic EL device (2)”) was prepared in the same manner as in Example 3 except that the polymer composition solution for organic EL devices comprising “Composition solution (2)” was used. Was also manufactured.
(有機EL素子の特性評価)
得られた有機EL素子(2)に対し、ITO膜を陽極とし、カルシウム・アルミニウム膜を陰極として発光層を発光させたところ、当該有機EL素子(2)からは、特定のイリジウム錯体に由来する波長515nm付近の発光が得られた。
また、有機EL素子(2)について、発光層を発光させ、その最高発光輝度および発光効率を測定した。結果を表1に示す。
(Characteristic evaluation of organic EL elements)
When the light emitting layer was made to emit light using the ITO film as an anode and the calcium / aluminum film as a cathode, the organic EL element (2) was derived from a specific iridium complex. Light emission with a wavelength of around 515 nm was obtained.
Moreover, about the organic EL element (2), the light emitting layer was made to light-emit, and the maximum light emission luminance and luminous efficiency were measured. The results are shown in Table 1.
〈実施例5〉
(有機EL素子の作製例)
実施例3の有機EL素子の作製例において、発光層形成液として、組成物溶液(1)に対して、式(イ−4)で表される電荷輸送性化合物(以下、「PBD」ともいう。)が、重合体(1)に対して50mol%の割合で任意成分として添加されてなるものよりなる有機EL素子重合体組成物溶液を用いたこと以外は実施例3と同様の手法によって有機EL素子(以下、「有機EL素子(3)」ともいう。)を製造した。
<Example 5>
(Example of production of organic EL element)
In the production example of the organic EL element of Example 3, the charge transporting compound (hereinafter, also referred to as “PBD”) represented by the formula (A-4) with respect to the composition solution (1) as the light emitting layer forming liquid. )) Was prepared by the same procedure as in Example 3 except that an organic EL element polymer composition solution consisting of a component added as an optional component at a ratio of 50 mol% with respect to the polymer (1) was used. An EL element (hereinafter also referred to as “organic EL element (3)”) was produced.
(有機EL素子の特性評価)
得られた有機EL素子(3)に対し、ITO膜を陽極とし、カルシウム・アルミニウム膜を陰極として発光層を発光させ、その最高発光輝度および発光効率を測定した。結果を表1に示す。
(Characteristic evaluation of organic EL elements)
With respect to the obtained organic EL element (3), the light emitting layer was caused to emit light using the ITO film as an anode and the calcium / aluminum film as a cathode, and the maximum light emission luminance and light emission efficiency were measured. The results are shown in Table 1.
〈実施例6〉
(有機EL素子の作製例)
実施例4の有機EL素子の作製例において、発光層形成液として、組成物溶液(2)に対して、PBDが、重合体(1)に対して50mol%の割合で任意成分として添加されてなるものよりなる有機EL素子重合体組成物溶液を用いたこと以外は実施例4と同様の手法によって有機EL素子(以下、「有機EL素子(4)」ともいう。)を製造した。
<Example 6>
(Example of production of organic EL element)
In the production example of the organic EL device of Example 4, PBD was added as an optional component as a light emitting layer forming liquid with respect to the composition solution (2) at a ratio of 50 mol% with respect to the polymer (1). An organic EL element (hereinafter also referred to as “organic EL element (4)”) was produced in the same manner as in Example 4 except that the organic EL element polymer composition solution consisting of the above was used.
(有機EL素子の特性評価)
得られた有機EL素子(4)に対し、ITO膜を陽極とし、カルシウム・アルミニウム膜を陰極として発光層を発光させ、その最高発光輝度および発光効率を測定した。結果を表1に示す。
(Characteristic evaluation of organic EL elements)
With respect to the obtained organic EL element (4), the light emitting layer was caused to emit light using the ITO film as an anode and the calcium / aluminum film as a cathode, and the maximum light emission luminance and light emission efficiency were measured. The results are shown in Table 1.
1 透明基板
2 陽極
3 正孔注入輸送層
4 発光層
5 電子注入層
6 陰極
7 直流電源
8 ホールブロック層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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WO2009063757A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent device material, organic electroluminescent device, method for manufacturing organic electroluminescent device, display device and illuminating device |
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2005
- 2005-05-02 JP JP2005134054A patent/JP2006307101A/en not_active Withdrawn
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WO2009063757A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent device material, organic electroluminescent device, method for manufacturing organic electroluminescent device, display device and illuminating device |
JPWO2009063757A1 (en) * | 2007-11-14 | 2011-03-31 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT MATERIAL, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, METHOD FOR PRODUCING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, DISPLAY DEVICE AND LIGHTING DEVICE |
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