有机电致发光元件、显示装置及照明装置的制作方法

文档序号:8033141阅读:148来源:国知局
专利名称:有机电致发光元件、显示装置及照明装置的制作方法
技术领域
本发明涉及有机电致发光元件(以下也称为有机EL元件)、显示装置及照明装置。
背景技术
从前,作为发光型的电子显示器件,可以举出电致发光显示器(ELD)。作为ELD的构成要素,可以举出无机电致发光元件及有机电致发光元件。无机电致发光元件可以用作平面型光源,但为了驱动发光元件,必需施加交流高电压。
另一方面,有机电致发光元件是具有由阴极和阳极夹持着含有发光化合物的发光层的结构,向发光层注入电子及空穴,通过再结合而生成激子(exciton),利用该激子失活时放出的光(荧光、磷光)进行发光的元件,用数V~数十V左右的电压就可以进行发光,另外,由于是自发光型,视角大、目视性高、薄膜型的完全固体元件,从节省空间、便携性等方面考虑而引人注目。
今后,作为面向实用化的有机电致发光元件的开发,希望提供电耗更低、效率高、发光亮度高的有机电致发光元件,例如,已知有人提出通过在茋衍生物、二苯乙烯基亚芳基衍生物或三苯乙烯基亚芳基衍生物中掺杂微量荧光体,来达到提高发光亮度、使元件长寿命化的技术(例如,参见专利文献1),另外,8-羟基喹啉铝配合物作为宿主化合物,往其中掺杂微量荧光体而成为具有有机发光层的元件(例如,参见专利文献2),还有,8-羟基喹啉铝配合物作为宿主化合物,往其中掺杂喹吖酮(キナクリドン)类色素而成为具有有机发光层的元件(例如,参见专利文献3)等。
采用上述文献中公开的技术,当采用从激发单重线发光时,用于使单重线激子与三重线激子的生成比成为1∶3所需的发光性激发种的生成几率为25%,由于光的发出效率为约20%,故外部发出量子效率(ηext)的界限为5%。
但是,采用从比普林斯顿(プリンストン)大的激发三重线的磷光发光的有机电致发光元件的报告(例如,参见非专利文献1)发表以来,正在积极地进行对室温下呈现磷光的材料的研究(例如,参见非专利文献2、专利文献4)。
当使用激发三重线时,由于内部量子效率的上限达到100%,故与激发一重线相比,原理上说发光效率达到4倍,得到与冷阴极管几乎同样的性能,还可用于照明,从而引进人们注意。
例如,人们正在研究以铱配合物系等重金属配合物为中心合成多种化合物(例如,参照非专利文献3)。
另外,人们正在研究使用三(2-苯基吡啶)铱作为掺杂剂(例如,参照非专利文献2)。
此外,正在进行使用L2Ir(acac)(此处,L表示2座的配体,acac表示乙酰丙酮)、例如(ppy)2Ir(acac)(例如,参照非专利文献4)作为掺杂剂,另外,使用三(2-(p-甲苯基)吡啶)铱(Ir(ptpy)3)、三(苯并[h]喹啉)铱(Ir(bzq)3)、Ir(bzq)2ClP(Bu)3等作为掺杂剂的研究(例如,参照非专利文献5)。
另外,为了得到高的发光效率,使用空穴输送性的化合物作为磷光性化合物的宿主(例如,参照非专利文献6)。
另外,使用各种电子输送性材料作为磷光性化合物的宿主,向其中掺杂入新型的铱配合物来使用(例如,参照非专利文献4)。进而,通过空穴阻挡层的导入得到高的发光效率(例如,参照非专利文献5)。
然而,对于绿色发光,虽然可以达到接近作为理论界限的2 0%的外部取出效率,但是存在着特别是在高亮度发光时效率大幅降低的问题,另外对于其它的发光色,还得不到充分的效率,因此有必要进行改良,例如作为实现高效率蓝色发光的有机电致发光元件的研究例,可以举出专利文献5。另外,对于今后走向实用化的有机电致发光元件,希望进一步开发低电耗、高效率、高亮度发光的有机电致发光元件。
对于用于有机EL元件的磷光性掺杂剂,迄今为止公开了很多专利文献,例如专利文献6、7、8、9、10、11等。这些文献公开的目的大多数是为了获得高的发光效率、高的色纯度和优良的耐久性。但是,到目前为止,作为用于有机EL元件的磷光性掺杂剂化合物所要求的诸多要素还不能说很充分,还要求进一步改良。
另一方面,当使有机EL元件大面积化的情况,在使用低分子化合物制作有机EL元件时,通常采用真空蒸镀法进行制造,已知存在着设备和能效方面的问题,因此人们希望开发包括喷墨法和丝网印刷法等方法在内的印刷法或者旋转涂布或者称为流延涂布的涂布法。另外,在制作例如白色发光元件时,虽然必须将具有不同发光极大波长的多数发光性化合物设置于发光层中,但特别是在磷光发光元件的情况,难以采用真空蒸镀法将多数磷光性掺杂剂以每次相同的比率进行蒸镀,在制造时的合格率方面出现问题,这是预想到的,但是如果使用溶剂溶解性优良的材料按照上述印刷法或涂布法就可以制造有机EL元件的话,通过配制以相同比率混合磷光性掺杂剂而形成的溶液,就可以使其含有相对于所制造的任一个有机EL元件皆为相同比率的磷光性掺杂剂,从而可以稳定地制作相同发光色的白色发光有机EL元件。
例如,已知使属于聚亚苯基1,2-亚乙烯基衍生物(PPV)、聚烷基芴衍生物(PAF)等高分子的发光体(例如,参照非专利文献7、8)、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯基咔唑(PVK)等高分子中分散或溶解低分子的发光色素的技术(例如,参照专利文献12、非专利文献9)。
另外,据报导,乙烯基咔唑聚合物与铱配合物的共聚物是非常优良的有机EL元件(例如,参照非专利文献10)。
(专利文献1)日本专利第3093796号说明书
(专利文献2)特开昭63-264692号公报(专利文献3)特开平3-255190号公报(专利文献4)美国专利第6097147号公报(专利文献5)特开2002-100476号公报(专利文献6)特开2001-181616号公报(专利文献7)特开2001-247859号公报(专利文献8)特开2002-83684号公报(专利文献9)特开2002-175884号公报(专利文献10)特开2002-338588号公报(专利文献11)特开2003-7469号公报(专利文献12)特开平4-212286号公报(非专利文献1)M.A.Baldo等,nature、395卷、151-154页(1998年)(非专利文献2)M.A.Baldo等,nature、403卷、17号、750-753页(2000年)(非专利文献3)S.Lamansky等,J.Am.Chem.Soc.,123卷、4304页(2001年)
(非专利文献4)M.E.Tompson等,The 10th International Workshop onInorganic and Organic Electroluminescence(EL′00、浜松)(非专利文献5)Moon-Jae Youn.Og,Tetsuo Tsutsuiet al.,The 10thInternational Workshop on Inorganic and OrganicElectroluminescence(EL′00、浜松)(非专利文献6)Ikai等,The 10th International Workshop onInorganic and Organic Electroluminescence(EL′00、浜松)(非专利文献7)Nature、Vol.357、477、1992年(非专利文献8)アドバンスドマテリアルズ、4项、1992年(非专利文献9)第38届应用物理学关系联合讲演会预稿集31p-G-12、1991年(非专利文献10)平成15年度NHK放送技研公开预稿集P52~57但是,以往的有机EL元件中,在发光亮度、发光效率、发光寿命、驱动电力方面,尚未获得能够充分满足的性能。
本发明就是鉴于这种课题而完成的,本发明的目的在于提供具有高的发光亮度、发光效率、发光寿命,进而抑制驱动电力的有机电致发光元件、以及具备该有机电致发光元件而制成的显示装置或照明装置。

发明内容
本发明的目的通过下述构成来达到。
(1)有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于,在上述有机层的至少1层中含有具有至少一个由下述通式(1)表示的重复单元的聚合物,通式(1) 〔式中,Ar1表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基,杂亚芳基的杂原子数为2以下;L1表示从下述连结基团组1中选出的任一个连结基团;n1表示2以上的整数〕连结基团组1*——O——**——S——**——Se——**——Te——* 〔R1~R6各自独立地表示烷基或芳基,R3与R4、R5与R6可以相互连结形成环〕。
(2)上述1中所述的有机电致发光元件,其特征在于,上述通式(1)的Ar1的环数在5以下。
(3)有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于,在上述有机层的至少1层中含有具有至少一个由下述通式(2)中任一个表示的重复单元的聚合物,通式(2) 〔式中,Ar2表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基,杂亚芳基的杂原子数为2以下;L2表示从下述连结基团组2中选出的任一个连结基团;L3表示单纯的键或者从下述连结基团组3中选出的任一个连结基团;X表示空穴输送性基团、电子输送性基团、荧光性基团、磷光性基团中的任一个;n2表示2以上的整数〕连结基团组2
*——O——**——S——**——Se——**——Te——* 连结基团组3*——O——**——S——**——Se——**——Te——* 〔R1~R6各自独立地表示烷基或芳基;R3与R4、R5与R6可以相互连结形成环;R7~R13各自独立地表示烷基或芳基,R10与R11、R12与R13可以相互连结形成环〕。
(4)上述3中所述的有机电致发光元件,其特征在于,上述通式(2)的Ar2的环数在5以下。
(5)上述3或4中所述的有机电致发光元件,其特征在于,上述空穴输送性基团具有由下述通式(3)或通式(4)表示的部分结构,通式(3) 通式(4) 〔在通式(3)中,R14~R21各自独立地表示氢原子、烷基或环烷基;另外,R14~R21的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环;在通式(4)中,R22~R30各自独立地表示氢原子、烷基或环烷基;R31~R34各自独立地表示氢原子、化学键、烷基或环烷基;R31~R34的任一个表示化学键;另外,R22~R34的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环〕。
(6)上述3~5的任1项中所述的有机电致发光元件,其特征在于,上述磷光性基团为含有有机金属配合物的基团。
(7)上述6中所述的有机电致发光元件,其特征在于,上述有机金属配合物具有由下述通式(5)~(8)中的任一个表示的部分结构,通式(5) 通式(6) 通式(7) 通式(8) 〔在通式(5)中,R35~R42各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基;R35~R42的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环;M表示金属原子;在通式(6)中,Z1、Z2各自独立地表示用于与碳原子、氮原子一起形成芳香环所必要的原子组;M表示金属原子;在通式(7)中,R43~R48各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基;R43~R48的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环;M表示金属原子;在通式(8)中,Y表示2价的连结基团;R49~R56各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基;R49~R56的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环;M表示金属原子〕。
(8)上述3中所述的有机电致发光元件,其特征在于,由上述通式(2)的任一个表示的重复单元是由下述通式(21)表示的重复单元,通式(21) 〔Ar表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基;Z1、Z2表示由碳原子、氢原子、氮原子的任意原子组构成的6元芳香环(Z1、Z2也可以不同)〕。
(9)有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于,在上述有机层的至少1层中含有由下述通式(22)表示的共聚物,通式(22) 〔式中,Ar1~Arm表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基;m表示2以上的整数;Ar1~Arm可以全部相同或不同;杂亚芳基的杂原子数为2以下;L1~Lm表示氧原子或硫原子,也可以全部相同或不同;K1~Km表示单纯的键或者从上述连结基团组3中选出的任一个连结基团;X1~Xm表示空穴输送性基团、电子输送性基团、磷光性基团中的任一个〕。
(10)有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于,在上述有机层的至少1层中混合有由上述通式(1)、(2)、(21)和(22)表示的聚合物中的至少2种以上。
(11)上述1~10的任1项中所述的有机电致发光元件,其特征在于,发出白色的光。
(12)显示装置,其特征在于,其中具备上述1~11的任1项中所述的有机电致发光元件。
(13)照明装置,其特征在于,其中具备上述1~11的任1项中所述的有机电致发光元件。
(14)显示装置,其特征在于,其中具备上述13中所述的照明装置、和作为显示装置的液晶元件。


图1为示出一例由有机EL元件构成的显示装置的模式图。
图2为显示部的模式图。
图3为像素的模式图。
图4为无源矩阵方式全色显示装置的模式图。
图5为照明装置的概略图。
图6为照明装置的截面图。
具体实施例方式
下面详细地说明本发明。
本发明者们进行悉心研究的结果发现,通过使有机电致发光元件在其阴极与阳极之间具有至少1层有机层,并且使该有机层的至少1层中含有含由上述通式(1)表示的重复单元中的至少一个的聚合物,即可制成具有高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能抑制驱动电力的有机电致发光元件。
在上述通式(1)中,Ar1表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基,杂亚芳基的杂原子数为2以下。L1表示从上述连结基团组1中选出的任一个连结基团。n1表示2以上的整数。
在上述连结基团组1中,R1~R6各自独立地表示烷基或芳基,R3与R4、R5与R6可以相互连结形成环。
连结基团组1中,特别是以O原子、S原子、Se原子、Si原子连结的连结基团在得到本发明效果方面是特别优选的,最优选以O原子或S原子连结的连结基团。
以下示出上述连结基团组1的例子,但本发明的方案不受这些的限定。
L1-1 L1-2 L1-3L1-4*—O—**—S—**—Se—**—Te—*L1-5 L1-6 L1-7 L1-8 L1-9 L1-10 L1-11 L1-12 L1-13 L1-14 L1-15 L1-16 L1-17L1-18 L1-19L1-20
以下示出上述通式(1)的Ar1的例子,但本发明的方案不受这些的限定。



上述通式(1)的Ar1优选是其环数为5以下,由此可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并且可以进一步抑制驱动电力。
在本发明中,所谓环数是将1个芳香环和杂芳香环算做1,由n个芳香环和杂芳香环构成的亚芳基和杂亚芳基的环数为n。另外,稠环的情况表示稠环的个数,由n个环构成的稠环的环数为n。例如,Ar-3~Ar-6、Ar-29,Ar-30、Ar-50~Ar-58的环数为2,Ar-7~Ar-13、Ar-31~Ar-36、Ar-59~Ar-62的环数为3,Ar-14~Ar-23、Ar-37~Ar-42的环数为4,Ar-24~Ar-28、Ar-43~Ar-45的环数为5。
另外,对于含有至少一个具有由上述通式(1)表示的重复单元的聚合物的两末端的结构没有特别的限制,优选用氢原子、烷基、可以具有取代基的芳基等进行封端,从作为有机EL元件的功能的观点考虑,更优选用空穴阻挡性基团、后述的荧光性基团或磷光性基团进行封端。
作为空穴阻挡性基团,是具有通过一边输送电子一边阻挡空穴,从而可以提高电子与空穴的再结合几率的能力的基团,即,只要具有既能输送电子的功能,又可使输送空穴的能力显著减小的特征就可以使用,可列举出那些具有苯乙烯基化合物、三唑衍生物、菲咯啉衍生物、噁二唑衍生物、三芳基硼烷衍生物的部分结构的基团。具体地可以使用后述的电子输送性基团。
作为含有至少一个由上述通式(1)表示的重复单元的聚合物的例子,可列举出将上述例子组合形成的聚合物,以下示出含有至少一个由上述通式(1)表示的重复单元的聚合物的特别优选的例子。但本发明的方案不受这些的限定。

以下、 とする。



含有至少一个由上述通式(1)表示的重复单元的聚合物,可以被包含在处于阴极与阳极之间的有机层的任一有机层中,优选被包含在发光层中。由此可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并且可以进一步抑制驱动电力。
另外,本发明者们发现,通过使有机电致发光元件在其阴极与阳极之间具有至少1层有机层,并且使该有机层的至少1层中含有至少一个由上述通式(2)的任一个表示的重复单元的聚合物,即可制成具有高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能抑制驱动电力的有机电致发光元件。
在上述通式(2)中,Ar2表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基,杂亚芳基的杂原子数为2以下。L2表示从上述的连结基团组1中选出的任一个连结基团,L3表示单纯的键、或从上述连结基团组2中选出的任一个连结基团,X表示空穴输送性基团、电子输送性基团、荧光性基团、磷光性基团中的任一个。n2表示2以上的整数。
在上述连结群2中,R7~R13各自独立地表示烷基或芳基,R10与R11、R12与R13可以相互连结形成环。
连结基团组2中,特别是以O原子、Se原子、S原子、Si原子连结的连结基团在得到本发明效果方面是特别优选的,最优选以O原子、或S原子连结的连结基团。
以下示出上述连结基团组2的例子,但本发明的方案不受这些的限定。
L2-1 L2-2 L2-3L2-4*—O—**—S—**—Se—**—Te—*L2-5 L2-6 L2-7 L2-8 L2-9 L2-10 L2-11 L2-12 L2-13L2-14 L2-15 L2-16 L2-17L2-18 L2-19 L2-20 L2-21 L2-22 L2-23 L2-24
上述通式(2)的Ar2优选环数为5以下,由此可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
作为上述通式(2)中Ar2的例子,可列举出上述的通式(1)中Ar1的例子,但本发明不受这些的限定。
所谓空穴输送性基团,是具有能够输送空穴的功能的部分结构的基团,在广义上,空穴注入性基团、电子阻挡性基团也包含在空穴输送性基团中。没有特别的限制,可以使用以往作为空穴的电荷注入输送材料所惯用的空穴输送性基团和具有用于EL元件的空穴注入层、空穴输送层中的公知化合物的部分结构的基团。
空穴输送基团是具有空穴注入或输送、电子阻挡性的任一种功能的基团,可以是有机物、无机物的任一种。例如,可列举出具有下述物质的部分结构的基团三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、多芳基链烷烃衍生物、吡唑啉衍生物以及吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物等。更优选可列举出具有三芳基胺衍生物、咔唑衍生物的部分结构的基团。
作为形成三芳基胺衍生物的芳基,代表性的是苯基,此外也可以是萘基、蒽基、苯胺蓝基(アズリル基)、芴基等烃芳香环残基;呋喃基、噻吩基、吡啶基、咪唑基等的杂芳香环残基;该杂芳香环与其它芳香环缩合形成的芳香稠环残基。作为构成三芳基胺部分的芳基,优选为苯基、萘基、芴基、噻吩基。
在本发明中,作为空穴输送性基团特别优选含有咔唑衍生物的基团,最优选具有由上述通式(3)或通式(4)表示的部分结构的基团。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
在上述通式(3)中,R14~R21各自独立地表示氢原子、烷基或环烷基。另外,R14~R21的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环。
在上述通式(4)中,R22~R30各自独立地表示氢原子、烷基或环烷基,R31~R34各自独立地表示氢原子、化学键、烷基或环烷基,R31~R34的任一个表示化学键。另外,R22~R34的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环。
以下示出作为空穴输送性的部分结构的例子(这些部分结构的任意部分形成化学键)。空穴输送性基团是具有这些部分结构的基团,但本发明的方案不受这些的限定。

所谓电子输送性基团是具有输送电子功能的基团,在广义上,电子注入性基团、空穴阻挡性基团也包含在电子输送性基团中。电子输送性基团只要是具有能将由阴极注入的电子传送至发光层的功能即可,凡是具有以往用于电子输送层中的化合物的部分结构的基团,均可以使用。
作为该电子输送性基团的例子,可列举出具有三芳基硼烷衍生物、硝基取代芴衍生物、二苯醌衍生物、二氧化噻喃衍生物、碳化二亚胺、亚芴基甲烷(フレオレニリデンメタン)衍生物、蒽醌二甲烷(アントラキノジメタン)以及蒽酮衍生物、噁二唑衍生物等的部分结构的基团。进而,在上述噁二唑衍生物中,也可以将噁二唑环的氧原子取代为硫原子而形成的噻二唑衍生物、具有作为电子吸引基团已知的,具有喹喔啉环的喹喔啉衍生物的部分结构的基团也可以用作电子输送性基团。
另外,8-羟基喹啉衍生物的金属配合物,例如三(8-羟基喹啉)铝(Alq)、三(5,7-二氯-8-羟基喹啉)铝、三(5,7-二溴-8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝、双(8-羟基喹啉)锌(Znq)等、以及具有由它们的金属配合物的中心金属置换为In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或Pb而形成的金属配合物的部分结构的基团,也可以优选用作电子输送性基团。另外,具有由无金属酞菁或者金属酞菁、或者它们的末端被烷基或磺酸基等取代而形成的部分结构的基团,也可以优选用作电子输送性基团。
优选的可列举出具有三芳基硼烷衍生物和含有氮原子的杂芳香环的部分结构的基团。含有氮原子的芳香环更优选是含有2个以上杂原子的杂芳香环,作为其例子,可列举出吡嗪环、嘧啶环、菲咯啉环、吡啶并吲哚环、二吡啶并吡咯环、二氮杂芴环、吩嗪并吖嗪环、噻唑环或者这些芳香环与其它芳香环缩合而形成的稠合芳香环化合物残基,此外,还可列举出被电子吸引性取代基取代的烃环残基(例如五氟苯基、2,4,6-三氰基苯基等)。特别优选可列举出五氟苯基、三芳基硼烷类残基、菲咯啉环、吡啶并吲哚环、噻唑环以及具有它们的部分结构的稠合芳香环化合物残基。由此,可以进一步提高发光效率。
作为形成三芳基硼烷衍生物的芳基,代表性的是苯基,此外也可以是萘基、蒽基、苯胺蓝基、芴基等烃芳香环残基;呋喃基、噻吩基、吡啶基、咪唑基等的杂芳香环残基;该杂芳香环与其它的芳香环缩合形成的稠合芳香环残基。
三芳基硼烷衍生物由于其电子缺乏性,因此常常是不稳定的,为了进行稳定化,往往向那些与芳基的硼原子键合的原子相邻的原子导入取代基。例如,向与硼原子键合的苯环中导入甲基而形成的三基硼烷、导入异丙基而形成的三(二异丙基)硼烷。在配体中含有三芳基硼烷结构的情况,与硼原子键合的芳基中,优选向直接与该硼原子键合的原子相邻接的位置导入取代基。作为优选的取代基,可列举出甲基、氟甲基、三氟甲基、异丙基等。
以下示出作为电子输送性的部分结构的例子(这些部分结构的任意部分形成化学键)。电子输送性基团为具有这些部分结构的基团,但本发明的方案不受这些的限定。




所谓荧光性基团是指在溶液状态下荧光量子收率高的荧光性有机分子、或者具有稀土类配合物系荧光体的部分结构的基团。此处,荧光量子收率优选在10%以上,特别优选在30%以上。作为荧光量子收率高的荧光性有机分子,可列举出例如香豆素类色素、吡喃类色素、花青类色素、克酮酸盐(クロコニウム)类色素、角鲨盐(スクアリウム)类色素、氧代苯并蒽类色素、荧光素类色素、若丹明类色素、吡喃鎓类色素、苝类色素、茋类色素、聚噻吩类色素等,可以将具有这些部分结构的基团作为荧光性基团使用。
以下示出作为荧光性的部分结构的例子(这些部分结构的任意部分形成化学键)。荧光性基团为具有这些部分结构的基团,但本发明的方案不受这些的限定。



所谓磷光性基团是指具有能够观测到来自激发三重线的发光的部分结构的基团,化合物的磷光量子收率在25℃下为0.001以上。磷光量子收率优选在0.01以上,更优选在0.1以上。
上述磷光量子收率可以按照第4版实验化学讲座7的分光II,第398页(1992年版、丸善)中记载的方法进行测定。在溶液中的磷光量子收率可以使用各种溶剂进行测定,但是不管在任何溶剂中,只要达到上述磷光量子收率即可。
磷光性基团优选是含有有机金属配合物的基团,由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并且可以进一步抑制驱动电力。
有机金属配合物优选具有由上述通式(5)~(8)中的任一个表示的部分结构,由此,还可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
在通式(5)中,R35~R42各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基,R35~R42的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环。M表示金属原子。
在通式(6)中,Z1、Z2各自独立地表示用于与碳原子、氮原子一起形成芳香环所必要的原子组。M表示金属原子。
在通式(7)中,R43~R48各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基,R43~R48的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环。M表示金属原子。
在通式(8)中,Y表示2价的连结基团,R49~R56各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基,R49~R56的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环。M表示金属原子。
作为通式(5)~(8)的M,优选为铱原子、钯原子、铂原子、铑原子、钌原子、锇原子。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
本发明中所说的有机金属配合物优选是含有元素周期表中第8族金属的有机金属配合物,更优选为铱化合物、锇化合物、或者铂化合物(铂配合物类化合物)、铑化合物、钯化合物、钌化合物、稀土类配合物,其中最优选为铱化合物。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,进而可以进一步抑制驱动电力。
以下示出作为磷光性的部分结构的例子(这些部分结构的任意部分形成化学键)。磷光性基团为具有这些部分结构的基团,但本发明的方案不受这些的限定。

另外,对于含有至少一个具有由上述通式(2)表示的重复单元的聚合物的两末端的结构没有特别的限制,优选用氢原子、烷基、可以具有取代基的芳基等进行封端,从作为有机EL元件的功能的观点考虑,更优选用空穴阻挡性基团、荧光性基团或者磷光性基团进行封端。
作为含有至少一个由上述通式(2)表示的重复单元的聚合物的例子,可列举出将上述例子组合而成的聚合物,以下示出含有至少一个由上述通式(2)表示的重复单元的聚合物的特别优选的例子。但是,本发明的方案不受这些的限定。


以下、









含有至少一个由通式(2)表示的重复单元的聚合物,可以被包含在处于阴极与阳极之间的有机层的任一有机层中,但当X为空穴输送性基团时,从为了获得本发明的效果方面考虑,优选被包含在后述的空穴输送层、电子阻挡层、或者发光层中。
另外,当X为电子输送性基团时,从为了获得本发明的效果方面考虑,优选被包含在后述的电子输送层、空穴阻挡层、或者发光层中。
另外,当X为荧光性基团或者磷光性基团时,从为了获得本发明的效果方面考虑,优选被包含在发光层中。
以下示出由通式(22)表示的共聚物的特别优选的例子。但是,本发明的方案不受这些的限定。
PO-18 小括号后的数字表示摩尔比 PO-19 小括号后的数字表示摩尔比 PO-20 小括号后的数字表示摩尔比在本说明书中,作为取代基,可列举出烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等);环烷基(例如,环戊基、环己基等)、链烯基(例如,乙烯基、烯丙基等);炔基(例如,乙炔基、炔丙基等);包含具有杂原子的芳基(例如,苯基、萘基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基等);杂环基(例如,吡咯烷基、咪唑烷基、吗啉基、噁唑烷基等);烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、十二烷氧基等);环烷氧基(例如,环戊氧基、环己氧基等);包含具有杂原子的芳氧基(例如,苯氧基、萘氧基、吡啶氧基、噻吩氧基等);烷硫基(例如,甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、十二烷硫基等);环烷硫基(例如,环戊硫基、环己硫基等);包含具有杂原子的芳硫基(例如,苯硫基、萘硫基、吡啶硫基、噻吩硫基等);烷氧基羰基(例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、丁氧基羰基、辛氧基羰基、十二烷氧基羰基等);包含具有杂原子的芳氧基羰基(例如,苯氧基羰基、萘氧基羰基、吡啶氧基羰基、噻吩氧基羰基等);氨基(例如,氨基、乙氨基、二甲氨基、丁氨基、环戊氨基、2-乙基己氨基、十二烷氨基、苯胺基、萘氨基、2-吡啶基氨基等);氟原子、氯原子、氟代烃基(例如,氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等);氰基。这些取代基可以多个相互键合形成环,也可以被上述取代基取代。
本发明中所说的聚合物的分子量优选为1000~100000,更优选为2000~50000。通过使其处于该范围内,在采用涂布法形成有机EL元件的有机层的情况,可以确保在溶剂中的溶解性,从而使溶液的粘度适于形成有机层,由此可以容易地形成有机层。
关于本发明中所说的聚合物,用于形成聚合物的单体可以由本领域的技术人员采用已知的方法容易地制得。另外,关于用于制备本发明中所说的聚合物的单体的聚合方法,可以由本领域的技术人员应用已知的方法。
以下示出本发明中所说的聚合物代表例的合成方法,但本发明的方案不受这些的限定。
(1)PO-8的合成将4-N-咔唑基-2′-羟基-间三联苯410mg(1.0mmol)溶解于10ml甲苯中,向剧烈搅拌大约1分钟的溶液中加入氧化银800mg(3.4mmol)。在室温下反应12小时后,过滤除去生成的银和氧化银,用甲醇进行再沉淀,以收率81%(330mg)得到目的产物PO-8。另外,采用GPC测得的数均分子量为38000(聚苯乙烯换算)。
(2)PO-19的合成将4-N-咔唑基-2′-羟基-间三联苯290mg(0.7mmol)、2-(2-吡啶基)-6-(4′-咔唑基)苯基苯酚124mg(0.3mmol)溶解于10ml甲苯中,向剧烈搅拌大约1分钟的溶液中加入氧化银800mg(3.4mmol)。在室温下反应12小时后,过滤除去生成的银和氧化银,用甲醇进行再沉淀,以收率85%(350mg)得到目的聚合物前体。
将双(μ-氯)四(2-苯基吡啶)二铱(III){[Ir(ppy)2Cl]2}21mg(0.02mmol)溶解于4ml二氯甲烷中,加入事先溶解于2ml甲醇中的三氟乙酸银88mg(0.04mmol),在室温下搅拌10分钟。接着,加入上述聚合物前体230mg的二氯甲烷溶液(2ml),搅拌30分钟。反应结束后,过滤除去不溶物,用甲醇进行再沉淀,以收率87%(200mg)得到目的产物PO-19。另外,采用GPC测得的数均分子量为32000(聚苯乙烯换算)。
(3)Poly-13(高分子量)前体的合成将N-(3-溴-6-羟基)苯基咔唑1.01g(3.0mmol)溶解于5ml六氟异丙醇(HFIP)中,加入到剧烈搅拌的6M氢氧化钠水溶液5ml中。向剧烈搅拌大约1分钟的溶液中加入四丁基硫酸氢铵0.047g(0.14mmol),在室温下反应5小时。经过规定时间后,向反应液中加入浓盐酸进行中和,分离有机相。将有机相用蒸馏水充分洗涤,再次分离有机相,用无水硫酸钠干燥。干燥结束后,减压下蒸馏除去溶剂,用甲醇进行再沉淀,以收率81%(0.63g)得到目的聚合物前体。另外,采用GPC测得的数均分子量为28000(聚苯乙烯换算)。
(4)Poly-13(低分子量)前体的合成将N-(3-溴-6-羟基)苯基咔唑1.01g(3.0mmol)溶解于5ml甲苯中,加入到剧烈搅拌的6M氢氧化钠水溶液5ml中。向剧烈搅拌大约1分钟的溶液中加入四丁基硫酸氢铵0.047g(0.14mmol),在室温下反应0.5小时。经过规定时间后,过滤收集生成的沉淀。将该沉淀用丙酮充分洗涤后,溶解于HFIP中,用1N盐酸、水洗涤,用无水硫酸钠干燥。干燥结束后,减压下蒸馏除去溶剂,用甲醇进行再沉淀,以收率20%(0.16g)得到目的聚合物前体。另外,采用GPC测得的数均分子量为2500(聚苯乙烯换算)。
(5)Poly-14、27前体的合成将N-(2,5-二溴)苯基咔唑1.20g(3.0mmol)溶解于50ml的无水四氢呋喃中,将反应装置内用氮气充分置换。冷却至-20℃后,缓慢地加入正丁基锂·己烷溶液2.0ml(2.9mmol)。再搅拌10分钟后,加入硫粉末96mg(3.0mmol),搅拌1小时。反应结束后,加入10ml水,将其急冷后,过滤收集沉淀。将该沉淀用丙酮充分洗涤后,溶解于HFIP中,用1N盐酸、水洗涤,用无水硫酸钠干燥。干燥结束后,减压下蒸馏除去溶剂,用甲醇进行再沉淀,以收率20%(0.16g)得到目的聚合物前体。另外,采用GPC测得的数均分子量为1600(聚苯乙烯换算)。
(6)Poly-12、16、26、35前体的合成将N-(2-羟基-3-甲基)苯基咔唑1.64g(6.0mmol)溶解于10ml甲苯中,向剧烈搅拌大约1分钟的溶液中加入氧化银8.34g(36.0mmol)。在室温下反应12小时后,过滤除去生成的银和氧化银,用甲醇进行再沉淀,以收率91%(1.49g)得到目的聚合物前体。另外,采用GPC测得的数均分子量为22000(聚苯乙烯换算)。
(7)Poly-18前体的合成将N-(3-溴-6-羟基)苯基咔唑1.01g(3.0mmol)和2-溴-5-羟基苯基吡啶75.0mg(0.3mmol)溶解于5ml甲苯中,加入到剧烈搅拌的6M氢氧化钠水溶液5ml中。向剧烈搅拌大约1分钟的溶液中加入四丁基硫酸氢铵0.047g(0.14mmol),在室温下反应5小时。经过规定时间后,向反应液中加入浓盐酸进行中和,分离有机相。将有机相用蒸馏水充分洗涤,再次分离有机相,用无水硫酸钠干燥。干燥结束后,减压下蒸馏除去溶剂,用甲醇进行再沉淀,以收率83%(0.68g)得到聚合物。采用GPC测得的数均分子量为21000(聚苯乙烯换算)。接着,使在减压下、在80℃下进行8小时过热干燥的上述共聚物0.5g和双(μ-氯)四(2-苯基吡啶)二铱(III){[Ir(ppy)2Cl]2}0.21g(0.2mmol)悬浮于50ml脱水甲苯中,在氮气流下加入三氟甲基磺酸银(I)(AgCF3SO3)0.10g(0.4mmol),开始反应。进行6小时过热回流后,将反应液投入到500ml甲醇中,过滤回收沉淀物。将沉淀物依次用二氯甲烷、丙酮洗涤,在减压下、在60℃下干燥4小时,得到目的聚合物前体0.5g。
在(3)~(7)中合成的各聚合物前体按照下述所示的末端基处理例进行处理,可以合成本发明中所说的聚合物。另外,在(8)~(10)中示出了Poly-12、13、16的合成。
(8)Poly-12前体末端残基的处理(烷基化)将(6)中得到的聚合物前体0.5g溶解于50ml四氢呋喃(THF)中,在室温下加入正丁基锂·己烷溶液(1.6M,0.2ml)。搅拌10分钟后,加入碘甲烷(0.1ml),再搅拌30分钟,加入冷水(20ml),使反应停止。将有机层用THF进行萃取,用无水硫酸钠干燥。干燥结束后,减压下蒸馏除去溶剂,用甲醇进行再沉淀,得到0.45g的Poly-12。采用GPC测得的数均分子量为22000(聚苯乙烯换算),显示出与末端处理前的聚合物的差别不大。另外,由IR和元素分析确认羟基消失。另外,本发明中的高分子聚合物的末端处理可以同样地进行。
(9)Poly-13的末端残基的处理(芳基(苯基)化)将(1)中得到的聚合物前体0.5g溶解于50ml的HFIP中,在氮气流下加入乙酸铜(II)18mg(0.1mmol)、硼酸苯酯20mg(0.2mmol)、吡啶0.1ml,在室温下搅拌24小时。用甲醇进行再沉淀,过滤收集得到的沉淀物,按照丙酮、水、丙酮的顺序充分洗涤后,进行减压干燥,得到0.49g的Poly-13。采用GPC测得的数均分子量为28000(聚苯乙烯换算),显示出与末端处理前的聚合物的差别不大。另外,由IR和元素分析确认羟基和Br基消失。另外,本发明中的高分子聚合物的末端处理可以同样地进行。
(10)Poly-16的末端残基的处理(用磷光性发光官能团封端)将(6)中得到的聚合物前体1.0g和3-溴苯基吡啶-双苯基吡啶铱(III)29mg(0.04mmol)溶解于50ml吡啶中,加入铜粉20mg,加热回流12小时。反应结束后,将反应液过滤,将该滤液投入到500ml水中。过滤收集沉淀的聚合物,依次用氯仿、丙酮充分洗涤,在减压下、在60℃下干燥4小时,得到1.0g的Poly-16。另外,磷光性发光官能团在本发明中的高分子聚合物末端的封端可以同样地进行。
《有机EL元件的构成层》下面说明本发明的有机EL元件的构成层。
在本发明中,以下示出有机EL元件的有机层构成的优选具体例,但本发明不受这些的限定。
(1)阳极/发光层/阴极(2)阳极/发光层/阴极缓冲层/阴极(3)阳极/阳极缓冲层/发光层/阴极缓冲层/阴极(4)阳极/空穴输送层/发光层/阴极(5)阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极(6)阳极/空穴输送层/发光层/空穴阻挡层/电子输送层/阴极(7)阳极/空穴输送层/电子阻挡层/发光层/电子输送层/阴极(8)阳极/空穴输送层/电子阻挡层/发光层/空穴阻挡层/电子输送层/阴极(9)阳极/阳极缓冲层/空穴输送层/电子阻挡层/发光层/空穴阻挡层/电子输送层/阴极缓冲层/阴极《阳极》作为有机EL元件中的阳极,优选的可以采用功函数大的(4eV以上)金属、合金、导电性化合物及这些的混合物作为电极物质。作为该电极物质的具体例子,可以举出Au等金属、CuI、氧化铟锡(ITO)、SnO2、ZnO等导电性透明材料。另外,IDIXO(In2O3-ZnO)等非晶质,也可用作制造透明导电膜的材料。阳极,可以通过蒸镀或溅射这些电极物质等的方法来形成薄膜,再采用光刻法形成所希望形状的图案,或在不要求很高精度的图案时(100μm以上程度),可以在上述电极物质蒸镀或溅射时通过所希望形状的掩模形成图像。当要取出从该阳极发出的光时,希望透过率大于10%,另外,阳极的薄膜电阻优选为数百Ω/□以下。另外,膜厚也取决于材料,但通常在10~1000nm,优选在10~200nm的范围内选择。
《阴极》另一方面,作为阴极,可以采用功函数小的(4eV以下)金属(称作电子注入性金属)、合金、导电性化合物及这些的混合物作为电极物质。作为这种电极物质的具体例子,可以举出钠、钠-钾合金、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、铟、锂/铝混合物、稀土类金属等。其中,从对电子注入性及氧化等的耐久性的观点考虑,电子注入性金属与比其功函数大的稳定金属的第二金属的混合物,例如镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、锂/铝混合物、铝等是合适的。阴极可以通过蒸镀或溅射这些电极物质等的方法形成薄膜而制成。另外,阴极的薄膜电阻优选为数百Ω/□以下。膜厚通常在10nm~1000nm,优选在50~200nm的范围内选择。还有,为了透过发出的光,有机EL元件的阳极或阴极的任一个,只要是透明或半透明即可,如果可以提高发光亮度,均是合适的。
《缓冲层阴极缓冲层、阳极缓冲层》缓冲层可根据需要来设置,具有阴极缓冲层和阳极缓冲层,它可以存在于上述那样的阳极与发光层或空穴输送层之间,以及在阴极与发光层或电子输送层之间。
所谓缓冲层,是为了降低驱动电压及提高发光亮度,设置在电极与有机层之间的层,在《有机EL元件及其工业化最前线》(1998年11月30日エヌ·テイ一·エス社发行)的第2编第2章“电极材料”(123~166页)中作了详细记载,有空穴注入层(阳极缓冲层)和电子注入层(阴极缓冲层)。
阳极缓冲层,在特开平9-45479号公报、特开平9-260062号公报、特开平8-288069号公报等中也有详细记载,作为具体例子,可以举出铜酞菁为代表的酞菁缓冲层、以氧化钒为代表的氧化物缓冲层、无定形碳缓冲层、采用聚苯胺(エメラルデイン)及聚噻吩等导电性高分子的高分子缓冲层等。其中,优选使用聚二羟基噻吩类的高分子缓冲层,由此,可以制成显示出更高的发光亮度和发光效率、且寿命更长的有机EL元件。
阴极缓冲层,在特开平6-325871号公报、特开平9-17574号公报、特开平10-74586号公报等中也有详细记载,具体的可以举出以锶和铝为代表的金属缓冲层、以氟化锂为代表的碱金属化合物缓冲层、以氟化镁为代表的碱土金属化合物缓冲层、以氧化铝为代表的氧化物缓冲层等。
上述缓冲层希望是特别薄的膜,其膜厚取决于原材料,优选在0.1nm~100nm的范围内。
阻挡层,如上所述,是根据有机化合物薄膜的基本构成层及其它需要而设置的。例如,在特开平11-204258号、特开平11-204359号、以及《有机EL元件及其工业化最前线(1998年11月30日エヌ·テイ一·エス社发行)》的237页等中记载的空穴阻挡(ホ一ルブロツク)层。
阴极缓冲层和阳极缓冲层可以采用例如真空蒸镀法、旋转涂布法、流延法、喷墨法、LB法等公知的方法,将上述材料薄膜化来形成。
《阻挡层空穴阻挡层、电子阻挡层》所谓空穴阻挡层,从广义上说是电子输送层,由具有输送电子的功能并且输送空穴的能力显著小的材料构成,通过一边输送电子一边阻挡空穴,可提高电子与空穴的再结合几率。
空穴阻挡层由这样一类化合物来形成,该化合物具有阻挡来自空穴输送层而移动的空穴到达阴极的任务,并且可以将从阴极注入的电子高效率地向发光层的方向输送。作为构成空穴阻挡层的材料所要求的物性,要求电子移动度高而且空穴移动度低,以及能够将空穴有效地封闭在发光层内,因此,优选具有比发光层的离子化电势大的离子化电势值,或者具有比发光层的禁带宽度(バンドギヤツプ)大的禁带宽度。作为空穴阻挡材料,使用苯乙烯基化合物、三唑衍生物、菲咯啉衍生物、噁二唑衍生物、硼衍生物中的至少1种,可以有效地获得本发明的效果。
作为其它的化合物例,可列举出特开2003-31367号、特开2003-31368号、特许第2721441号等中记载的例示化合物。
另一方面,所谓电子阻挡层,从广意上说是空穴输送层,由具有输送空穴的功能并且输送电子的能力显著小的材料构成,通过一边输送空穴一边阻挡电子,可提高电子与空穴的再结合几率。
该空穴阻挡层和电子阻挡层可以采用例如真空蒸镀法、旋转涂布法、流延法、喷墨法、LB法等公知的方法,将上述材料薄膜化来形成。
《发光层》本发明中所说的发光层是由电极或电子输送层、空穴输送层等注入的电子和空穴再结合而发光的层,发光的部分可以是发光层的层内,也可以是发光层与邻接层的界面。
发光层所使用的发光材料中,可以使用以往公知的荧光性化合物或磷光性化合物。
在本发明中,作为荧光性化合物,优选使用含有至少一个由上述通式(2)表示的重复单元的聚合物、且X为荧光性基团的聚合物。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
在本发明中,使用磷光性化合物作为发光材料,这有利于获得本发明的效果。磷光性化合物是可观测到从激发三重线发出的光的化合物,是在室温(25℃)下发磷光的化合物,是磷光量子收率在25℃时为0.01以上的化合物。磷光量子收率优选为0.1以上。
上述磷光量子收率按照第4版实验化学讲座7中的分光II的398页(1992年版、丸善)中记载的方法进行测定。在溶液中的磷光量子收率可以使用各种溶剂进行测定,本发明中使用的磷光性化合物只要在任何一种溶剂中达到上述磷光量子收率即可。
磷光性化合物的发光,其原理可以举出二种,一种是在输送载体的宿主化合物上发生载体再结合,使宿主化合物成为激发状态,通过该能量转移至磷光性化合物,可从磷光性化合物得到发光的所谓能量转移型,还有一种是磷光性化合物变成载体阱,在磷光性化合物上发生载体再结合,从磷光性化合物得到发光的所谓载体阱型,在任一种情况下,都是以磷光性化合物的激发状态的能量比宿主化合物的激发状态的能量低为条件。
磷光性化合物可以从通常用于有机EL元件的发光层的公知的磷光性化合物中适宜选择使用。
在本发明中,作为磷光性化合物,优选使用含有至少一个由上述通式(2)表示的重复单元的聚合物、且X为磷光性基团的聚合物。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
另外,作为其它的磷光性化合物,优选使用含有元素周期表中8族金属的配合物类化合物,更优选为铱化合物、锇化合物、或者铂化合物(铂配合物类化合物)、铑化合物、钯化合物、稀土类配合物,其中最优选为铱化合物。
以下示出配合物类化合物的磷光性化合物的具体例,但本发明不受这些的限定。这些化合物可以采用例如,Inorg.Chem.40卷、1704~1711中记载的方法等来合成。




另外,发光层中也可以含有其它的宿主化合物。
在本发明中,宿主化合物是在发光层中所含有的化合物中,在室温(25℃)下,磷光发光的磷光量子收率不足0.01的化合物。
在本发明中,作为宿主化合物,优选在发光层中含有一类至少具有一个由上述通式(1)表示的重复单元的聚合物。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
另外,作为宿主化合物,优选在发光层中含有一类至少具有一个由上述通式(2)表示的重复单元的聚合物、且X为空穴输送性基团的聚合物。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
进而,也可以将多种公知的宿主化合物合并使用。通过具有多种宿主化合物,可以调整电荷的转移,从而可以使有机EL元件高效率化。
作为这些公知的宿主化合物,优选具有空穴输送能力和电子输送能力、且能防止发光的长波长化、并且具有高Tg(玻璃化转变温度)的化合物。
作为公知的宿主化合物的具体例,可列举出以下文献中记载的化合物。
特开2001-257076、特开2002-308855、特开2001-313179、特开2002-319491、特开2001-357977、特开2002-334786、特开2002-8860、特开2002-334787、特开2002-15871、特开2002-334788、特开2002-43056、特开2002-334789、特开2002-75645、特开2002-338579、特开2002-105445、特开2002-343568、特开2002-141173、特开2002-352957、特开2002-203683、特开2002-363227、特开2002-231453、特开2003-3165、特开2002-234888、特开2003-27048、特开2002-255934、特开2002-260861、特开2002-280183、特开2002-299060、特开2002-302516、特开2002-305083、特开2002-305084、特开2002-308837等。
另外,发光层可以含有还具有荧光极大波长的宿主化合物作为宿主化合物。该情况下,通过从其它的宿主化合物与磷光性化合物向荧光性化合物的能量转移,作为有机EL元件的电场发光,也可以从具有荧光极大波长的其它宿主化合物获得发光。作为具有荧光极大波长的宿主化合物的优选例子,可列举出在溶液状态的荧光量子收率高的化合物。此处,荧光量子收率优选为10%以上,特别优选是30%以上。作为具体的具有荧光极大波长的宿主化合物,可列举出香豆素类色素、吡喃类色素、花青类色素、克酮酸盐类色素、角鲨盐类色素、氧代苯并蒽类色素、荧光素类色素、若丹明类色素、吡喃鎓类色素、苝类色素、茋类色素、聚噻吩类色素等。荧光量子收率,可以按照上述第4版实验化学讲座7中的分光II的362页(1992年版、丸善)中记载的方法进行测定。
本说明书中的发光颜色,在《新编色彩科学手册》(日本色彩学会编,东京大学出版会,1985)的108页的图4.16中,把采用分光放射亮度计CS-1000(美能达制造)测定的结果,按照与CIE色度座标对应的颜色来决定。
在本发明中,作为发光材料的磷光性化合物的磷光发光极大波长没有特别的限制,从原理上看,通过选择中心金属、配体、配体的取代基等,可以使得到的发光波长改变,磷光性化合物的磷光发光波长优选在380~480nm内具有磷光发光极大波长。作为具有该磷光发光波长的元件,可以举出发蓝色光的有机EL元件及发白色光的有机EL元件。
通过在发光层中使用多种磷光性化合物,可使不同的发光进行混合,由此,可以得到任意的发光色。通过调整磷光性化合物的种类、掺杂量,可以发出白色光,也可以在照明、背景照明中应用。
发光层可以采用例如真空蒸镀法、旋转涂布法、流延法、LB法、喷墨法等公知的薄膜化法制膜来形成。
发光层优选使其含有本发明中所说的聚合物并采用涂布法来制造。本发明中所说的聚合物,特别适于采用旋转涂布法、喷墨法等涂布法来制造,通过采用这些方法进行制造,可以使制造变得容易,进而使大面积的有机EL元件和白色发光型有机EL元件的制作变得容易,是优选的。
发光层的膜厚没有特别的限制,通常在5nm~5μm、优选在5nm~200nm的范围选择。
《空穴输送层》所谓空穴输送层,由具有输送空穴功能的材料构成,从广义上说,空穴注入层、电子阻挡层也包括在空穴输送层内。空穴输送层、电子输送层可设置单层或多层。
作为空穴输送材料没有特别的限制,可以从以往在光导材料中作为空穴的电荷注入输送材料所惯用的那些材料和用于EL元件的空穴注入层、空穴输送层中的公知材料中选择任意的材料来使用。
在本发明中,作为空穴输送材料,优选在空穴输送层中含有至少具有一个由上述通式(2)表示的重复单元的聚合物、且X为空穴输送性基团的聚合物。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
另外,作为空穴输送材料,可列举出例如,三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基链烷烃衍生物、吡唑啉衍生物和吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺类共聚物,以及导电性的高分子低聚物、特别是噻吩低聚物等。
作为空穴输送材料,可以使用上述化合物,但优选使用卟啉化合物、芳香族叔胺化合物及苯乙烯基胺化合物,特别优选是芳香族叔胺化合物。
作为芳香族叔胺化合物及苯乙烯基胺化合物的代表例,可列举出N,N,N′,N′-四苯基-4,4′-二氨基苯基;N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-〔1,1′-联苯基〕-4,4′-二胺(TPD);2,2-双(4-二对甲苯基氨基苯基)丙烷;1,1-双(4-二对甲苯基氨基苯基)环己烷;N,N,N′,N′-四对甲苯基-4,4′-二氨基联苯;1,1-双(4-二对甲苯基氨基苯基)-4-苯基环己烷;双(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷;双(4-二对甲苯基氨基苯基)苯基甲烷;N,N′-二苯基-N,N′-二(4-甲氧基苯基)-4,4′-二氨基联苯;N,N,N′,N′-四苯基-4,4′-二氨基二苯醚;4,4′-双(二苯基氨基)四联苯;N,N,N-三(对甲苯基)胺;4-(二对甲苯基氨基)-4′-〔4-(二对甲苯基氨基)苯乙烯基〕茋;4-N,N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯;3-甲氧基-4′-N,N-二苯基氨基茋基苯;N-苯基咔唑,以及,美国专利第5,061,569号说明书中记载的在分子内具有2个缩合芳香环的基团,例如,4,4′-双〔N-(1-萘基)-N-苯基氨基〕联苯(NPD)、特开平4-308688号公报中记载的三苯基胺单元连在3繁星型上的4,4′,4″-三〔N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基〕三苯基胺(MTDATA)等。
另外,也可以使用由这些材料导入到高分子链中而形成的、或者以这些材料作为高分子主链的高分子材料。
另外,p型Si、p型SiC等无机化合物也可以用作空穴注入材料、空穴输送材料。
另外,在本发明中,空穴输送层的空穴输送材料优选在415nm以下具有荧光极大波长。即,空穴输送材料优选是既具有空穴输送能力,又能防止发光的长波长化,并且具有高Tg的化合物。
该空穴输送层可以采用例如真空蒸镀法、旋转涂布法、流延法、喷墨法、LB法等公知的方法,将上述空穴输送材料薄膜化来形成。对于空穴输送层的膜厚没有特别的限制,通常为5~5000nm左右。该空穴输送层可以是由上述材料的一种或二种以上构成的一层结构。
《电子输送层》所谓电子输送层,是由具有输送电子功能的材料构成,从广义上说,电子注入层、空穴阻挡层也包括在电子输送层内。电子输送层可设置单层或多层。
过去,在单层的电子输送层、以及在制成多层的情况,作为在相对于发光层与阴极侧邻接的电子输送层中使用的电子输送材料,可以从用于电子输送层的公知材料中选择任意的材料来使用。
在本发明中,作为电子输送材料,优选在电子输送层中含有至少具有一个由上述通式(2)表示的重复单元的聚合物、且X为电子输送性基团的聚合物。由此,可以具有更高的发光亮度、发光效率、发光寿命,并能进一步抑制驱动电力。
另外,作为电子输送材料,可列举出硝基取代芴衍生物、二苯基醌衍生物、二氧化噻喃衍生物、碳化二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、噁二唑衍生物等。进而,在上述噁二唑衍生物中,噁二唑环的氧原子被硫原子取代的噻二唑衍生物、作为电子吸引基团已知的具有喹喔啉环的喹喔啉衍生物,也可作为电子输送材料使用。将这些电子输送材料作为上述的电子输送性部分,也可以得到本发明效果,是优选的。
进而,电子输送层只要具有能把从阴极注入的电子传送至发光层的功能即可,作为该材料,可以从以往公知的化合物中选择任意的化合物来使用。
进而,也可以使用由这些材料导入到高分子链中而形成的、或者以这些材料作为高分子主链的高分子材料。
另外,8-羟基喹啉衍生物的金属配合物,例如三(8-羟基喹啉)铝(Alq)、三(5,7-二氯-8-羟基喹啉)铝、三(5,7-二溴-8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝、双(8-羟基喹啉)锌(Znq)等、以及它们的金属配合物的中心金属被In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或Pb取代的金属配合物,也可以作为电子输送材料使用。另外,无金属酞菁或金属酞菁,或这些化合物的末端被烷基或磺酸基等取代的化合物,也可以优选作为电子输送材料使用。另外,作为发光层材料列举的二苯乙烯基吡嗪衍生物,也可作为电子输送材料使用,或与空穴注入层、空穴输送层同样,使用n型-Si、n型-SiC等无机半导体作为电子输送材料。
用于电子输送层的优选的化合物,优选在415nm以下具有荧光极大波长。即,用于电子输送层的化合物优选既具有电子输送能力,又能防止发光的长波长化、并且具有高Tg的化合物。
该电子输送层可以采用例如真空蒸镀法、旋转涂布法、流延法、喷墨法、LB法等公知的方法,将上述电子输送材料薄膜化来形成。对于电子输送层的膜厚没有特别的限制,通常为5~5000nm左右。该空穴输送层可以是由上述材料的一种或二种以上构成的一层结构。
《基体(也称基板、基材、支持体等)》作为本发明的有机EL元件所涉及的基体,对于玻璃、塑料等的种类没有特殊限定,而且,只要是透明的就没有特殊限制,作为优选使用的基板,可列举出例如玻璃、石英、光透过性树脂膜。特别优选的基体是能够向有机EL元件赋予挠性的树脂膜。
作为树脂膜,可列举出例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纤维素(TAC)、乙酸丙酸纤维素(CAP)等构成的膜等。
在树脂膜表面,也可形成无机物或有机物被膜或其两者的混合物被膜。
本发明的有机电致发光元件的发光,在室温下发出到外部的效率优选为1%以上,更优选为2%以上。在这里,发出到外部的量子效率(%)=向有机EL元件外部发光的光子数/流至有机EL元件的电子数×100。
另外,也可以并用彩色过滤器等用于改善色调的过滤器等。
本发明的多色显示装置由至少2种具有不同发光极大波长的有机EL元件构成,以下说明制作有机EL元件的优选例。
《有机EL元件的制备方法》作为本发明的有机EL元件的制备方法之一例,通过由阳极/阳极缓冲层/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极缓冲层/阴极构成的有机EL元件的制备方法加以说明。
首先,在适当的基体上,通过蒸镀或溅射等方法,形成由所希望的电极物质,例如阳极用物质构成的薄膜,使膜厚成为1μm以下,优选10nm~200nm,制成阳极。然后,在薄膜上形成元件材料的阳极缓冲层、空穴输送层、发光层、电子输送层、阴极缓冲层的有机化合物薄膜。
作为该有机化合物薄膜的薄膜化方法,可以举出上述的旋转涂布法、流延法、喷墨法、蒸镀法、印刷法、喷雾法等,从容易得到均匀的膜、并且难以形成针孔等观点考虑,特别优选的是真空蒸镀法、旋转涂布、喷墨法或喷雾法。另外,各层也可以采用不同的制膜法。当采用蒸镀法成膜时,其蒸镀条件因所用的化合物种类等而异,但希望一般在舟皿(ボ一ト)加热温度为50~450℃、真空度10-6Pa~10-2Pa、蒸镀速度0.01nm~50nm/秒、基板温度-50℃~300℃、膜厚0.1nm~5μm的范围内适当选择。
在这些层形成后,在其上通过蒸镀或溅射等方法,形成由阴极用物质构成的薄膜,使膜厚为1μm以下,优选为50nm~200nm的范围,通过设置阴极,得到希望的有机EL元件。该有机EL元件的制备,优选的是一次真空抽吸,直至制成从空穴注入层至阴极的有机EL元件,但在中途取出而实施不同的制膜法也无妨。此时,必需在干燥、惰性气体下进行作业等。
本发明的显示装置,仅在形成发光层时设置荫罩,由于其它层的图案是共同的,所以不需要形成荫罩等的图案,可以在一面上用蒸镀法、流延法、旋转涂布法、喷墨法、印刷法等形成层。
在仅形成发光层的图案时,对形成方法没有限定,但优选使用蒸镀法、喷墨法、印刷法。在采用蒸镀法时,优选采用荫罩来形成图案。
另外,把制作顺序倒过来,按照阴极、阴极缓冲层、电子输送层、发光层、空穴输送层、阳极缓冲层、阳极的顺序进行制造也可以。
在向这样得到的多色显示装置上施加直流电压时,当阳极为“+”、阴极为“-”的极性时施加电压2~40V左右,可以观察到发光。另外,即使按相反的极性施加电压,也不会有电流流动,因此完全不会产生发光。另外,在施加交流电压时,仅仅在当阳极为“+”、阴极为“-”的状态时才发光。另外,施加的交流波形也可以是任意的。
本发明的显示装置由于使用本发明的有机EL元件,因此可用作显示设备、显示器、各种发光光源。在显示设备、显示器中,通过采用具有蓝、红、绿发光的3种有机EL元件,可进行全色显示。
作为显示设备、显示器,可以举出电视、计算机、移动式设备、AV设备、文字传送显示、汽车内信息显示等。特别是还可以用作静止图像或动画图像再生的显示装置,作为动画图像再生用的显示装置使用时,驱动方式既可以是单纯矩阵(无源矩阵)方式,也可以是有源矩阵方式的任一种。
本发明的照明装置由于使用本发明的有机EL元件,因此可通过调节本发明的有机EL元件的磷光性化合物来使其发出白色的光,例如可以举出家庭用照明、车内照明、钟表的背景光、展板广告、信号机、光记忆介质的光源、电子照相复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等,但不限于这些。另外,也可以用作液晶显示装置等的背景光。
另外,本发明涉及的有机EL元件也可以用作具有共振器结构的有机EL元件。
作为这种具有共振器结构的有机EL元件的使用目的,可以举出光记忆介质的光源、电子照相复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等,但不限于这些。另外,通过使激光振荡,也可在上述用途中使用。
本发明的有机EL元件,既可作为如上所述的照明用或曝光光源等的1种灯使用,也可作为图像投影灯的投影装置或直接目视静止图像或动画图像的显示装置(显示器)使用。当用作动画图像再生用显示装置时,驱动方式既可以是单纯矩阵(无源矩阵)方式,也可以是有源矩阵方式的任一种。或者,通过使用3种以上具有不同发光色的本发明有机EL元件,可以制成全色显示装置。或者,使用彩色过滤器使一色的发光色例如白色发光形成BGR,也可以进行全色化。另外,采用色变换过滤器将有机EL的发光色转变成另一色,也可以进行全色化,但此时有机EL发光的λmax为480nm以下是优选的。
以下基于

由本发明的有机EL元件构成的显示装置的一例。
图1是由有机EL元件构成的显示装置之一例的模式图。是通过有机EL元件发光进行图像信息显示,例如手机等的显示器的模式图。
显示器1是由具有多个像素的显示部A、基于图像信息进行显示部A的图像扫描的控制部B等构成。
控制部B与显示部A电连接,多个像素分别基于来自外部的图像信息发送扫描信号与图像数据信号,依据扫描信号,使各扫描线图像按照图像数据信号依次发光而进行图像扫描,从而在显示部A显示图像信息。
图2是显示部A的模式图。
显示部A在基板上具有含多条扫描线5及数据线6的布线部、以及多个像素3等。显示部A的主要部件说明如下。在图2中,像素3发出的光表示沿空心箭头方向(下方向)发出的情况。
布线部的扫描线5及多条数据线6各自由导电材料构成,扫描线5及数据线6以格子状垂直相交,在垂直相交的位置与像素3连接(详情未图示)。
像素3,当从扫描线5施加扫描信号时,从数据线6接受图像数据信号,根据接受的图像数据而发光。发光的颜色,把红区域的像素、绿区域的像素、蓝区域的像素通过在适当的同一基板上并列设置,可进行全色显示。
下面说明像素的发光过程。
图3为像素的模式图。
像素具有有机EL元件10、开关晶体管11、驱动晶体管12、电容器13等。在多个像素中,采用红色、绿色、蓝色发光的有机EL元件作为有机EL元件10,通过将它们在同一基板上并列设置,可以进行全色显示。
在图3中,从控制部B通过数据线6,向开关晶体管11的漏极施加图像数据信号。然后,从控制部B通过扫描线5,向开关晶体管11的控制极施加扫描信号,从而开始驱动开关晶体管11,把施加到漏极的图像数据信号传送给电容器13与驱动晶体管12的控制极。
通过图像数据信号的传送,电容器13根据图像数据信号的电位进行充电,同时打开驱动晶体管12的驱动。驱动晶体管12,漏极与电源线7连接,信号源与有机EL元件10的电极连接,根据施加在控制极上的图像数据信号的电位,从电源线7向有机EL元件10供给电流。
当通过控制部B的依次扫描,使扫描信号转移至下一扫描线5时,关上开关晶体管11的驱动。然而,即使关上开关晶体管11的驱动,电容器13也保持充电的图像数据信号的电位,故驱动晶体管12保持驱动状态,在下一次施加扫描信号前,有机EL元件10继续发光。通过依次扫描,在下一次施加扫描信号时,根据与扫描信号同期的下一次图像数据信号的电位,使驱动晶体管12驱动,从而使有机EL元件10发光。
即,有机EL元件10的发光,对多个像素的各个有机EL元件10,设置作为有源元件的开关晶体管11与驱动晶体管12,多个像素3各自的有机EL元件10进行发光。其发光方法称作有源矩阵方式。
在这里,有机EL元件10的发光,既可以通过具有多个调阶电位的多值图像数据信号的多个调阶发光,也可以通过双值图像数据信号进行规定发光量的开、关调节。
另外,电容器13的电位保持,既可以在下一次施加扫描信号前继续保持,也可以在下一次刚要施加扫描信号之前进行放电。
在本发明中,不限于上述有源矩阵方式,仅在对扫描信号进行扫描时,根据数据信号来使有机EL元件发光的无源矩阵方式的发光驱动也可以采用。
图4是采用无源矩阵方式的显示装置的模式图。在图4中,多条扫描线5与多个图像数据线6夹持像素3而对置,设置成格子状。
通过依次扫描来施加扫描线5的扫描信号时,与施加的扫描线5进行连接的像素3根据图像数据信号发光。无源矩阵方式中的像素3没有有源元件,这样也可以使制造成本降低。
(实施例)下面通过实施例详细地说明本发明,但本发明的技术方案不受这些实施例的限定。
《实施例1》<有机EL元件1-1-1~1-1-6、1-2-1~1-2-4的制作>
(1)有机EL元件1-1-1的制作在形成于作为阳极的100mm×100mm×1.1mm的玻璃基板上的ITO(氧化铟锡)100nm厚膜的基板(NHテクノグラス公司制造,NA45)上进行图案形成后,将设置了该ITO透明电极的透明支撑基板用异丙醇进行超声波洗涤,用干燥的氮气进行干燥,用UV臭氧洗涤5分钟。把该透明支撑基板固定在市售的真空蒸镀装置的基板把持器上,另一方面,把200mg NPD放入到钼制电阻加热舟皿中,在另一钼制电阻加热舟皿中放入CBP 200mg,在又一钼制电阻加热舟皿中放入100mgIr-1,在另一钼制电阻加热舟皿中放入バソキユプロイン(BCP)200mg,安装到真空蒸镀装置上。
然后,把真空槽减压至4×10-4Pa以后,向放入了NPD的上述加热舟皿通电,进行加热,按蒸镀速度0.1nm/秒在透明支撑基板上蒸镀,形成45nm的空穴输送层。
再向放入了CBP与Ir-1的上述加热舟皿通电,进行加热,分别按蒸镀速度0.1nm/秒、0.006nm/秒在上述空穴输送层上共蒸镀,形成30nm的发光层。
另外,向放入了BCP的上述加热舟皿通电,进行加热,按蒸镀速度0.1nm/秒在上述发光层上蒸镀,形成膜厚30nm的电子输送层。
还有,蒸镀时的基板温度为室温。
接着,蒸镀作为阴极缓冲层的氟化锂0.5nm,再蒸镀铝110nm,形成阴极,制成有机EL元件1-1-1。
除了将有机EL元件1-1-1的电子输送层、发光层、空穴输送层中使用的化合物变更为表1、表2所示的化合物以外,采用与有机EL元件1-1-1同样的方法制作有机EL元件1-1-2~1-1-6、1-2-1~1-2-4。

表1

表2

<有机EL元件1-1-1~1-1-6、1-2-1~1-2-4的评价>
对得到的有机EL元件1-1-1~1-1-6、1-2-1~1-2-4进行下述的评价。
(发出到外部的量子效率)把制成的有机EL元件,于23℃、干燥氮气氛中施加2.5mA/cm2的恒定电流,测定此时的发出到外部的量子效率(%)。在测定时同样使用分光放射亮度计CS-1000(美能达制造)。
(发光寿命)于23℃、干燥氮气氛中施加2.5mA/cm2的恒定电流驱动时,测定亮度降至刚开始发光后的亮度(初始亮度)的一半时所需要的时间,将其作为半衰减寿命时间(τ0.5)的寿命指标。另外,在测定时使用分光放射亮度计CS-1000(美能达制造)。
(驱动电压)在温度23℃、于干燥的氮气气氛下测定发光开始的电压。另外,发光开始的电压是在亮度达到50cd/m2以上时测得的电压值。亮度的测定中,使用分光放射亮度计CS-1000(美能达制)。
有机EL元件1-1-1~1-1-6的发出到外部的量子效率、发光寿命、驱动电压的测定结果,以有机EL元件1-1-1为100时的相对值示于表3中。有机EL元件1-2-1~1-2-4的发出到外部的量子效率、发光寿命、驱动电压的测定结果,以有机EL元件1-2-1为100时的相对值示于表4中。
表3

表4

从表3、表4看出,本发明的有机EL元件可以提高发光亮度、发光效率、发光寿命,并能抑制驱动电力。
《实施例2》<有机EL元件2-1-1~2-1-16、2-2-1~2-2-5的制作>
在作为阳极的100mm×100mm×1.1mm的玻璃基板上,形成了ITO(氧化铟锡)100nm厚膜的基板(NHテクノグラス公司制造,NA-45)上进行构图后,将设置了该ITO透明电极的透明支撑基板用异丙醇进行超声波洗涤,用干燥的氮气进行干燥,用UV臭氧洗涤5分钟。使聚乙烯基咔唑(PVK)30mg和Ir-1的1.8mg溶解于二氯苯1ml中,在1000rpm、5sec的条件下,旋转涂布到在该透明支撑基板上(膜厚约100nm)、在60度下真空干燥1小时,制成发光层。
将其安装到真空蒸镀装置上,接着,将真空槽减压至4×10-4Pa,蒸镀作为阴极缓冲层的氟化锂0.5nm和作为阴极的铝110nm,形成阴极。最后进行玻璃密封,制成有机EL元件2-1-1。
除了把有机EL元件2-1-1的发光层中使用的PVK和Ir-1按照表5、表6所示进行变更以外,按照与有机EL元件2-1-1同样的方法,制作有机EL元件2-1-2~2-1-16、2-2-1~2-2-5。
表5

表6

<有机EL元件2-1-1~2-1-16、2-2-1~2-2-5的评价>
对得到的有机EL元件2-1-1~2-1-16、2-2-1~2-2-5进行与实施例1相同的评价。
有机EL元件2-1-1~2-1-16的发出到外部的量子效率、发光寿命、驱动电压的测定结果,以有机EL元件2-1-1为100时的相对值示于表7中。有机EL元件2-2-1~2-2-5的发出到外部的量子效率、发光寿命、驱动电压的测定结果,以有机EL元件2-2-1为100时的相对值示于表8中。
表7

表8

从表7、表8看出,本发明的有机EL元件可以提高发光亮度、发光效率、发光寿命,并能抑制驱动电力。
《实施例3》<全色显示装置>
(蓝色发光有机EL元件)在实施例2制作的有机EL元件2-1-5中,除了将Poly-19变更为Poly-47以外,使用按照与有机EL元件2-1-5同样的方法制作的有机EL元件2-1-5B。
(绿色发光有机EL元件)使用实施例2制作的有机EL元件2-1-5。
(红色发光有机EL元件)在实施例2制作的有机EL元件2-1-5中,除了将Poly-19变更为Poly-48以外,使用按照与有机EL元件2-1-5同样的方法制作的有机EL元件2-1-5R。
把上述红色、绿色及蓝色发光的有机EL元件,在同一基板上并列,制成采用具有图1中记载的形态的有源矩阵方式的全色显示装置,在图2中仅示出制成的上述显示装置的显示部A的模式图。即,在同一基板上具有含多条扫描线5及数据线6的布线部,和并列配置的多个像素3(发光的颜色为红区域的像素、绿区域的像素、蓝区域的像素);布线部的扫描线5及数据线6各自由导电材料构成,扫描线5及数据线6以格子状垂直相交,在垂直相交的位置与像素3连接(详情未图示)。上述多个像素3,各自对应于各种发光色的有机EL元件、作为有源元件的开关晶体管与驱动晶体管分别设置的有源矩阵方式驱动,当从扫描线5施加扫描信号时,从数据线6接受图像数据信号,根据接受的图像数据而发光。因此,各种红、绿、蓝的像素通过适当并列配置,可制成全色显示装置。
通过驱动该全色显示装置,已经可以确认得到了发光亮度、发光效率高,寿命长、并且驱动电力被抑制的全色动画显示装置。
《实施例4》在实施例2制成的有机EL元件2-1-5中,除了将Poly-19变更为Poly-19、Poly-47、Poly-48的混合物以外,使用按照与有机EL元件2-1-5同样的方法制作的有机EL元件2-1-5W。将有机EL元件2-1-5W的非发光面用玻璃罩覆盖,制成照明装置。照明装置可以作为发光亮度、发光效率高,寿命长,并且驱动电力被抑制的发白色光的薄型照明装置使用。图5为照明装置的概略图,图6为照明装置的截面图。将有机EL元件101用玻璃罩102覆盖,用电源线(阳极)103和电源线(阴极)104连接。105为阴极,106为有机EL层。107为带有透明电极的玻璃基板,108为密封基板。另外,玻璃罩102内充有氮气109,设置有补水剂110。
产业上的可利用性本发明可以提供具有高的发光亮度、发光效率,长的发光寿命,并且驱动电力被抑制的有机电致发光元件、以及具备该元件的显示装置或照明装置。
权利要求
1.有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于,在所述有机层的至少1层中含有具有至少一个由下述通式(1)表示的重复单元的聚合物,通式(1) 〔式中,Ar1表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基,杂亚芳基的杂原子数为2以下;L1表示从下述连结基团组1中选出的任一个连结基团;n1表示2以上的整数〕连结基团组1 〔R1~R6各自独立地表示烷基或芳基,R3与R4、R5与R6可以相互连结形成环〕。
2.权利要求1中所述的有机电致发光元件,其特征在于,所述通式(1)的Ar1的环数在5以下。
3.有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于,在所述有机层的至少1层中含有具有至少一个由下述通式(2)中任一个表示的重复单元的聚合物,通式(2) 〔式中,Ar2表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基,杂亚芳基的杂原子数为2以下;L2表示从下述连结基团组2中选出的任一个连结基团;L3表示单纯的键或者从下述连结基团组3中选出的任一个连结基团;X表示空穴输送性基团、电子输送性基团、荧光性基团、磷光性基团中的任一个;n2表示2以上的整数〕连结基团组2 连结基团组3 〔R1~R6各自独立地表示烷基或芳基;R3与R4、R5与R6可以相互连结形成环;R7~R13各自独立地表示烷基或芳基,R10与R11、R12与R13可以相互连结形成环〕。
4.权利要求3中所述的有机电致发光元件,其特征在于,所述通式(2)的Ar2的环数在5以下。
5.权利要求3中所述的有机电致发光元件,其特征在于,所述空穴输送性基团具有由下述通式(3)或通式(4)表示的部分结构,通式(3) 通式(4) 〔在通式(3)中,R14~R21各自独立地表示氢原子、烷基或环烷基;另外,R14~R21的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环;在通式(4)中,R22~R30各自独立地表示氢原子、烷基或环烷基;R31~R34各自独立地表示氢原子、化学键、烷基或环烷基;R31~R34的任一个表示化学键;另外,R22~R34的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环〕。
6.权利要求3中所述的有机电致发光元件,其特征在于,所述磷光性基团为含有有机金属配合物的基团。
7.权利要求6中所述的有机电致发光元件,其特征在于,所述有机金属配合物具有由下述通式(5)~(8)中的任一个表示的部分结构,通式(5) 通式(6) 通式(7) 通式(8) 〔在通式(5)中,R35~R42各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基;R35~R42的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环;M表示金属原子;在通式(6)中,Z1、Z2各自独立地表示用于与碳原子、氮原子一起形成芳香环所必要的原子组;M表示金属原子;在通式(7)中,R43~R48各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基;R43~R48的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环;M表示金属原子;在通式(8)中,Y表示2价的连结基团;R49~R56各自独立地表示氢原子、化学键、或取代基;R49~R56的相邻接的基团相互之间也可以键合形成环;M表示金属原子〕。
8.权利要求3中所述的有机电致发光元件,其特征在于,由所述通式(2)的任一个表示的重复单元是由下述通式(21)表示的重复单元,通式(21) 〔Ar表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基;Z1、Z2表示由碳原子、氢原子、氮原子的任意原子组构成的6元芳香环(Z1、Z2也可以不同)〕。
9.有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于,在所述有机层的至少1层中含有由下述通式(22)表示的共聚物,通式(22) 〔式中,Ar1~Arm表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基;m表示2以上的整数;Ar1~Arm可以全部相同或不同;杂亚芳基的杂原子数为2以下;L1~Lm表示氧原子或硫原子,也可以全部相同或不同;K1~Km表示单纯的键或者从下述连结基团组3中选出的任一个连结基团;X1~Xm表示空穴输送性基团、电子输送性基团、磷光性基团中的任一个〕连结基团组3 〔R7~R13各自独立地表示烷基或芳基,R10与R11、R12与R13可以相互连结形成环〕。
10.有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于,在所述有机层的至少1层中混合有由下述通式(1)、(2)、(21)和(22)表示的聚合物中的至少2种以上,通式(1) 〔式中,Ar1表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基,杂亚芳基的杂原子数为2以下;L1表示从下述连结基团组1中选出的任一个连结基团;n1表示2以上的整数〕连结基团组1 〔R1~R6各自独立地表示烷基或芳基,R3与R4、R5与R6可以相互连结形成环〕通式(2) 〔式中,Ar2表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基,杂亚芳基的杂原子数为2以下;L2表示从下述连结基团组2中选出的任一个连结基团;L3表示单纯的键或者从下述连结基团组3中选出的任一个连结基团;X表示空穴输送性基团、电子输送性基团、荧光性基团、磷光性基团中的任一个;n2表示2以上的整数〕连结基团组2 连结基团组3 〔R1~R6各自独立地表示烷基或芳基;R3与R4、R5与R6可以相互连结形成环;R7~R13各自独立地表示烷基或芳基,R10与R11、R12与R13可以相互连结形成环〕通式(21) 〔Ar表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基;Z1、Z2表示由碳原子、氢原子、氮原子的任意原子组构成的6元芳香环(Z1、Z2也可以不同)〕通式(22) 〔式中,Ar1~Arm表示可以具有取代基的亚芳基或杂亚芳基;m表示2以上的整数;Ar1~Arm可以全部相同或不同;杂亚芳基的杂原子数为2以下;L1~Lm表示氧原子或硫原子,也可以全部相同或不同;K1~Km表示单纯的键或者从所述连结基团组3中选出的任一个连结基团;X1~Xm表示空穴输送性基团、电子输送性基团、磷光性基团中的任一个〕。
11.权利要求1中所述的有机电致发光元件,其特征在于,发出白色的光。
12.显示装置,其特征在于,其中具备权利要求1中所述的有机电致发光元件。
13.照明装置,其特征在于,其中具备权利要求1中所述的有机电致发光元件。
14.显示装置,其特征在于,其中具备权利要求13中所述的照明装置、和作为显示部件的液晶元件。
15.权利要求3中所述的有机电致发光元件,其特征在于,发出白色的光。
16.显示装置,其特征在于,其中具备权利要求3中所述的有机电致发光元件。
17.照明装置,其特征在于,其中具备权利要求3中所述的有机电致发光元件。
18.显示装置,其特征在于,其中具备权利要求17中所述的照明装置、和作为显示部件的液晶元件。
19.权利要求9中所述的有机电致发光元件,其特征在于,发出白色的光。
20.显示装置,其特征在于,其中具备权利要求9中所述的有机电致发光元件。
21.照明装置,其特征在于,其中具备权利要求9中所述的有机电致发光元件。
22.显示装置,其特征在于,其中具备权利要求21中所述的照明装置、和作为显示部件的液晶元件。
23.权利要求10中所述的有机电致发光元件,其特征在于,发出白色的光。
24.显示装置,其特征在于,其中具备权利要求10中所述的有机电致发光元件。
25.照明装置,其特征在于,其中具备权利要求10中所述的有机电致发光元件。
26.显示装置,其特征在于,其中具备权利要求25中所述的照明装置、和作为显示部件的液晶元件。
全文摘要
有机电致发光元件,是在阴极与阳极之间具有至少1层有机层的有机电致发光元件,其特征在于在所述有机层的至少1层中含有具有至少一个由下述通式(1)表示的重复单元的聚合物,通式(1)
文档编号H05B33/14GK1836023SQ20048002350
公开日2006年9月20日 申请日期2004年8月17日 优先权日2003年8月21日
发明者高秀雄, 北弘志 申请人:柯尼卡美能达控股株式会社
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