專(zhuān)利名稱(chēng)：有機(jī)電子材料及含有該有機(jī)電子材料的油墨組合物、以及使用它們形成的有機(jī)薄膜、有機(jī) ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電子材料及含有該有機(jī)電子材料的油墨組合物、以及使用了該有機(jī)電子材料、油墨組合物的有機(jī)薄膜、有機(jī)電子元件、有機(jī)電致發(fā)光元件(以下有時(shí)也稱(chēng)為有機(jī)EL元件)、照明裝置及顯示裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)電子元件是使用有機(jī)物進(jìn)行電氣性動(dòng)作的元件，期待其可以發(fā)揮節(jié)能、廉價(jià)格、柔軟性這樣的特長(zhǎng)，作為代替以往的以硅為主體的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體的技術(shù)而受到關(guān)注。作為有機(jī)電子元件的一個(gè)例子，可以列舉出有機(jī)EL元件、有機(jī)晶體管、有機(jī)太陽(yáng)能電池等。在有機(jī)電子元件中，有機(jī)EL元件例如作為白熾燈、充氣燈的替代品而在大面積固態(tài)光源用途中受到關(guān)注。另外，其作為替代平板顯示器(FPD)領(lǐng)域中的液晶顯示器(IXD) 的最有力的自發(fā)光顯示器也受到關(guān)注，并且正在進(jìn)行產(chǎn)品化。有機(jī)EL元件從使用的材料及制膜方法出發(fā)，可以大致分為低分子型有機(jī)EL元件、 高分子型有機(jī)EL元件這兩類(lèi)。對(duì)于高分子型有機(jī)EL元件，有機(jī)材料由高分子材料構(gòu)成，與需要在真空體系中成膜的低分子型有機(jī)EL元件相比，由于可以進(jìn)行印刷或噴墨等簡(jiǎn)易成膜，因此其是今后的大畫(huà)面有機(jī)EL顯示器中不可或缺的元件。至今為止，對(duì)低分子型有機(jī)EL元件、高分子型有機(jī)EL元件都進(jìn)行了傾力研究，但發(fā)光效率發(fā)低、元件壽命短依然是大問(wèn)題。作為解決該問(wèn)題的一個(gè)方法，對(duì)于低分子型有機(jī) EL元件，正在進(jìn)行多層化。在

圖1中表示多層化而成的有機(jī)EL元件的一個(gè)例子。在圖1中，將承擔(dān)發(fā)光的層記為發(fā)光層1，在具有除此以外的層時(shí)，將與陽(yáng)極2連接的層記為空穴注入層3，將與陰極4 連接的層記為電子注入層5。進(jìn)而，在發(fā)光層1與空穴注入層3之間存在不同的層時(shí)，記為空穴輸送層6，進(jìn)而，在在發(fā)光層1與電子注入層5之間存在不同的層時(shí)，記為電子輸送層 7。此外，在圖1中，8為基板。低分子型有機(jī)EL元件主要通過(guò)蒸鍍法進(jìn)行制膜，因此通過(guò)一邊依次改變使用的化合物一邊進(jìn)行蒸鍍，由此能夠容易地實(shí)現(xiàn)多層化。另一方面，高分子型有機(jī)EL元件使用印刷或噴墨這樣的濕式工藝進(jìn)行制膜，因此產(chǎn)生在涂布上層時(shí)下層溶解這樣的問(wèn)題。因此，高分子型有機(jī)EL元件的多層化比低分子型有機(jī)EL元件更困難，不能夠得到發(fā)光效率的提高、壽命的改善的效果。為了應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，至今為止提出了幾種方法。一種方法為利用溶解度的差的方法。 例如通過(guò)由水溶性的聚噻吩聚苯乙烯磺酸(PED0T:PSS)形成的空穴注入層、使用甲苯等芳香族系有機(jī)溶劑進(jìn)行制膜而得到的發(fā)光層這樣的2層結(jié)構(gòu)形成的元件。此時(shí)，PED0T:PSS 層由于未溶解于甲苯等芳香族溶劑中，因此可以制作2層結(jié)構(gòu)。
但是，如果使用水溶性的PEDOT PSS,則需要去除在薄膜中殘存的水分，但這是困難的，其成為使有機(jī)電子元件的特性劣化的原因。另外，為了去除水分，需要高溫、長(zhǎng)時(shí)間的干燥，在樹(shù)脂基材上的有機(jī)電子元件的制作困難、或者對(duì)減壓條件等工藝產(chǎn)生較大的限制。另外，作為使用了有機(jī)溶劑的例子，公開(kāi)了選擇對(duì)預(yù)先形成的下層沒(méi)有影響的溶劑的方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。但是，在這樣方法中能夠使用的溶劑限于不溶解下層的溶劑，因此存在材料的選擇范圍變窄的問(wèn)題。另外，在形成上層時(shí)，產(chǎn)生某種程度的下層的侵食。另外，在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，提出了利用了溶解度大為不同的化合物的3層結(jié)構(gòu)的元件。進(jìn)而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了在PED0T:PSS上導(dǎo)入被稱(chēng)為夾層(interlayer)的層的3層結(jié)構(gòu)的元件。進(jìn)而，在非專(zhuān)利文獻(xiàn)2 4、專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，為了克服這樣的問(wèn)題，公開(kāi)了如下方法 利用硅氧烷化合物或氧雜環(huán)丁烷基、乙烯基等的聚合反應(yīng)而使化合物的溶解度發(fā)生變化， 使薄膜相對(duì)于溶劑不溶化。這樣實(shí)現(xiàn)多層化的方法是重要的，但如果使用水溶性的PEDOT:PSS，則存在由在薄膜中殘存的水分引起的上述的問(wèn)題，或者為了利用溶解度差而使能夠使用的材料受到限制、存在硅氧烷化合物相對(duì)于空氣中的水分不穩(wěn)定或元件特性不充分這樣的問(wèn)題點(diǎn)。另外，在利用聚合反應(yīng)時(shí)，需要添加產(chǎn)生酸或堿、自由基等的合適的聚合引發(fā)劑， 并通過(guò)光或熱等刺激來(lái)引發(fā)聚合反應(yīng)。作為引發(fā)聚合反應(yīng)的契機(jī)，一般使用加熱或者并用光照射和加熱的方法，為了充分地引發(fā)聚合反應(yīng)，需要在120°C以上的溫度下進(jìn)行加熱(非專(zhuān)利文獻(xiàn)4、非專(zhuān)利文獻(xiàn)5)。在這里，為了降低有機(jī)EL元件的制造成本、制作柔性的有機(jī)EL元件，需要使用價(jià)格便宜且具有柔軟性的樹(shù)脂基板，但這樣的基板由于高溫而軟化、分解或者變質(zhì)，因此存在不能利用弓I發(fā)上述聚合反應(yīng)的方法的問(wèn)題點(diǎn)。進(jìn)而，作為制作多層化結(jié)構(gòu)的其他方法，提出了使用交聯(lián)反應(yīng)的方法。在專(zhuān)利文獻(xiàn) 4中，公開(kāi)了將含有三苯胺的醚聚醚酮通過(guò)紫外線照射進(jìn)行交聯(lián)而不溶化的方法。在該方法中，為了充分地進(jìn)行不溶化，需要長(zhǎng)時(shí)間的紫外線照射，因而存在產(chǎn)生三苯胺等的分解等問(wèn)題。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)5、專(zhuān)利文獻(xiàn)6、非專(zhuān)利文獻(xiàn)6、非專(zhuān)利文獻(xiàn)7中，公開(kāi)了通過(guò)氧雜環(huán)丁烷基的交聯(lián)而產(chǎn)生的多層化。在這些方法中，由于使用光引發(fā)劑，擔(dān)心由于光而產(chǎn)生的劣化。另外，存在不能進(jìn)行低溫下的充分的不溶化、需要進(jìn)行低溫固化的樹(shù)脂基板的使用受到限制等問(wèn)題或在形成上層時(shí)上層和下層相互混合而導(dǎo)致有機(jī)EL特性降低等問(wèn)題。進(jìn)而， 在這里使用的光引發(fā)劑為一般的碘鐺鹽或锍鹽，擔(dān)心對(duì)EL特性的影響。另一方面，為了降低作為有機(jī)EL元件的問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)電壓，研究了將具有與上述光弓I發(fā)劑相同的結(jié)構(gòu)的碘鐺鹽或锍鹽用于空穴輸送層或發(fā)光層。在專(zhuān)利文獻(xiàn)7中，公開(kāi)了離子化合物，但該離子化合物具有與上述的光引發(fā)劑相同的結(jié)構(gòu)，擔(dān)心對(duì)有機(jī)EL元件特性的影響等。另外，沒(méi)有記載交聯(lián)或?qū)盈B等。在專(zhuān)利文獻(xiàn)8中，公開(kāi)了含有高分子發(fā)光體和離子對(duì)的高分子發(fā)光體組合物。據(jù)此，盡管記載了通過(guò)具有特定結(jié)構(gòu)的離子對(duì)，能夠得到壽命更長(zhǎng)的發(fā)光元件，但沒(méi)有關(guān)于電荷的注入、輸送的記載。另外，也沒(méi)有交聯(lián)或?qū)盈B等的記載。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1專(zhuān)利文獻(xiàn)2專(zhuān)利文獻(xiàn)3專(zhuān)利文獻(xiàn)4專(zhuān)利文獻(xiàn)5專(zhuān)利文獻(xiàn)6專(zhuān)利文獻(xiàn)7專(zhuān)利文獻(xiàn)8非專(zhuān)利文獻(xiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :Y. Goto,Τ. Hayashida,M. Noto, IDff ‘04 Proceedings of The Ilth International Display Workshop,1343-1346(2004)非專(zhuān)禾丨J文獻(xiàn) 2 :H. Yan, P. Lee, N. R. Armstrong, A. Graham, G. A. Evemenko, P. Dutta, T. J. Marks, J. Am. Chem. Soc.，127，3172—4183 (2005)# 專(zhuān)禾I」文 ^ 3 :E. Bacher, Μ. Bayerl, P. Rudati, N. Reckfuss, C. David, K. Meerholz, 0. Nuyken, Macromolecules, 38,1640 (2005)非專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :Μ. S. Liu, Y. H. Niu, J. W. Ka, H. L. Yip, F. Huang, J. Luo, T. D. Wong, A. K. Y. Jen, Macromolecules, 41,9570 (2008)非專(zhuān)利文 ^ 5 :B. Ma, F. Lauterwasser, L. Deng, C. S. Zonte, B. J. Kim, J. M. J. Frchet, C. Borek, Μ. E. Thompson, Chem. Mater.，19 (19)，4827 (2007)非專(zhuān)利文獻(xiàn)6 =Macromo 1. Rapid Commun. 20，224-228 (1999)非專(zhuān)利文獻(xiàn)7 :Nature,421 (2003) 829-83
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題為了有機(jī)EL元件的高效率化、長(zhǎng)壽命化，希望將有機(jī)層多層化，并將各層的功能分離，但在通過(guò)涂布法制造有機(jī)EL元件時(shí)，為了使用即使大面積也容易制膜的濕式工藝來(lái)將有機(jī)層多層化，需要下層在上層制膜時(shí)不溶解。另外，在柔性基板上使用聚合反應(yīng)來(lái)形成不溶于溶劑的膜時(shí)，存在不能使用較高溫度下的加熱的問(wèn)題。本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題，其目的在于，提供能夠容易地多層化、并且在如樹(shù)脂那樣的不能在高溫下進(jìn)行處理的基板中也能夠使用的有機(jī)電子材料及含有該有機(jī)電子材料的油墨組合物。進(jìn)而，本發(fā)明的目的還在于，提供使用該有機(jī)電子材料或者該油墨組合物形成的有機(jī)薄膜、使用了該有機(jī)薄膜的具有比以往更優(yōu)良的發(fā)光效率、發(fā)光壽命的有機(jī)電子元件、 有機(jī)EL元件、照明裝置及包括它們的顯示裝置。另外，本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題，其目的在于，提供能夠制作可以使驅(qū)動(dòng)電壓降低或可以穩(wěn)定地長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)的有機(jī)電子元件的有機(jī)電子材料。進(jìn)而，本發(fā)明的目的還在于，提供能夠通過(guò)涂布法進(jìn)行低溫固化的有機(jī)電子材料、使用了該有機(jī)電子材料的多層化有機(jī)電子元日本特開(kāi)2003-07763號(hào)公報(bào) 日本特開(kāi)2007-119763號(hào)公報(bào) 國(guó)際公開(kāi)第2008/010487號(hào) 日本專(zhuān)利第3643433號(hào)公報(bào) 日本特開(kāi)2004-199935號(hào)公報(bào) 日本特表2007-514298號(hào)公報(bào) 國(guó)際公開(kāi)第05/089 號(hào)小冊(cè)子 日本特開(kāi)2005-179634號(hào)公報(bào)件。進(jìn)而，本發(fā)明的目的還在于，提供有機(jī)電致發(fā)光元件、顯示元件及照明裝置。用于解決問(wèn)題的方法本發(fā)明者們經(jīng)過(guò)銳意的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)含有具有在3個(gè)方向以上分支的結(jié)構(gòu)、并且具有至少一個(gè)以上的聚合性取代基的聚合物或低聚物的有機(jī)電子材料及含有該有機(jī)電子材料的油墨組合物能夠穩(wěn)定且容易地形成薄膜，而且通過(guò)聚合反應(yīng)使溶解度變化；還發(fā)現(xiàn)在將使用該有機(jī)電子材料或該油墨組合物形成的有機(jī)薄膜用于有機(jī)電子元件、特別是有機(jī)EL元件、照明裝置及包括它們的顯示裝置中時(shí)，能夠使驅(qū)動(dòng)電壓降低、使發(fā)光效率提高，從而完成了本發(fā)明。另外，本發(fā)明者們經(jīng)過(guò)銳意的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)并非含有在一般的光引發(fā)劑中所使用的碘鐺或锍，而是含有具有特定的抗衡陽(yáng)離子的離子化合物和電荷輸送化合物，能夠使驅(qū)動(dòng)電壓的降低或穩(wěn)定地長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)成為可能，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明以下述事項(xiàng)為特征。(1) 一種有機(jī)電子材料，其特征在于，其含有聚合物或低聚物，所述聚合物或低聚物具有在3個(gè)方向以上分支的結(jié)構(gòu)，并且具有至少一個(gè)聚合性取代基。(2)如上述(1)記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合物或低聚物含有下述通式(1) (10)的結(jié)構(gòu)中的至少任一種作為成為形成分支結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)的單元。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電子材料，其特征在于，其含有聚合物或低聚物，所述聚合物或低聚物具有在3個(gè)方向以上分支的結(jié)構(gòu)，并且具有至少一個(gè)聚合性取代基。
2.如權(quán)利要求1所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合物或低聚物含有下述通式(1) (10)的結(jié)構(gòu)中的至少任一種作為成為形成分支結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)的單元，
3.如權(quán)利要求2所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述通式⑷或(7)中的Y為下述化學(xué)式表示的2價(jià)連接基團(tuán)， 化學(xué)式2
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合物或低聚物含有至少一個(gè)電荷輸送基。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合物或低聚物含有至少一個(gè)聚合性取代基。
6.如權(quán)利要求5所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合性取代基導(dǎo)入至所述聚合物或低聚物的末端。
7.如權(quán)利要求5或6所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，相對(duì)于1分子的所述聚合物或低聚物導(dǎo)入有3個(gè)以上的聚合性取代基。
8.如權(quán)利要求5 7中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合性取代基是氧雜環(huán)丁烷基、環(huán)氧基、乙烯基、丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基中的任一個(gè)。
9.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合物或低聚物具有下述通式表示的部分結(jié)構(gòu)，
10.如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合物或低聚物的數(shù)均分子量為1，000以上且1，000, 000以下。
11.如權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合物或低聚物的多分散度大于1.0。
12.如權(quán)利要求1 11中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，進(jìn)一步含有摻雜劑。
13.如權(quán)利要求1 12中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，進(jìn)一步含有聚合引發(fā)劑。
14.如權(quán)利要求13所記載的有機(jī)電子材料，其中，所述聚合引發(fā)劑為熱聚合引發(fā)劑。
15.如權(quán)利要求13所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合引發(fā)劑為離子性化合物。
16.如權(quán)利要求14或15所記載的有機(jī)電子材料，其特征在于，所述聚合引發(fā)劑還作為摻雜劑而發(fā)揮功能。
17.一種油墨組合物，其含有權(quán)利要求1 16中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料。
18.一種有機(jī)薄膜，其是使用權(quán)利要求1 16中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電子材料或者權(quán)利要求17所記載的油墨組合物制作而成的。
19.一種有機(jī)電子元件，其含有權(quán)利要求18所記載的有機(jī)薄膜。
20.一種有機(jī)電致發(fā)光元件，其含有權(quán)利要求18所記載的有機(jī)薄膜。
21.一種有機(jī)電致發(fā)光元件，其是至少層疊基板、陽(yáng)極、空穴注入層、發(fā)光層及陰極而成的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中，所述空穴注入層為由權(quán)利要求18所記載的有機(jī)薄膜形成的層。
22.—種有機(jī)電致發(fā)光元件，其是至少層疊基板、陽(yáng)極、空穴輸送層、發(fā)光層及陰極而成的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中，所述空穴輸送層為由權(quán)利要求18所記載的有機(jī)薄膜形成的層。
23.一種有機(jī)電致發(fā)光元件，其是至少層疊基板、陽(yáng)極、發(fā)光層及陰極而成的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中，所述發(fā)光層為由權(quán)利要求18所記載的有機(jī)薄膜形成的層。
24.如權(quán)利要求20 23中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電致發(fā)光元件，其特征在于，發(fā)光色為白色。
25.如權(quán)利要求20 M中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電致發(fā)光元件，其特征在于，基板為柔性基板。
26.如權(quán)利要求20 25中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電致發(fā)光元件，其特征在于，基板為樹(shù)脂膜。
27.—種顯示元件，其具備權(quán)利要求20 沈中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電致發(fā)光元件。
28.一種照明裝置，其具備權(quán)利要求20 沈中任一項(xiàng)所記載的有機(jī)電致發(fā)光元件。
29.—種顯示裝置，其具備權(quán)利要求28所記載的照明裝置以及作為顯示機(jī)構(gòu)的液晶元件。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠容易地多層化、并且在如樹(shù)脂那樣的不能在高溫下進(jìn)行處理的基板中也能夠使用的有機(jī)電子材料及含有該有機(jī)電子材料的油墨組合物、使用該有機(jī)電子材料或者該油墨組合物形成的有機(jī)薄膜、使用了該有機(jī)薄膜的具有比以往更優(yōu)良的發(fā)光效率、發(fā)光壽命的有機(jī)電子元件、有機(jī)EL元件。本發(fā)明提供一種有機(jī)電子材料，其特征在于，其含有聚合物或低聚物，所述聚合物或低聚物具有在3個(gè)方向以上分支的結(jié)構(gòu)，并且具有至少一個(gè)聚合性取代基；含有該有機(jī)電子材料的油墨組合物；使用所述有機(jī)電子材料制作而成的有機(jī)薄膜。本發(fā)明還提供含有該有機(jī)薄膜的有機(jī)電子元件、有機(jī)電致發(fā)光元件。
文檔編號(hào)C08G65/18GK102449799SQ20108002433
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者星陽(yáng)介, 石塚健一, 舟生重昭 申請(qǐng)人:日立化成工業(yè)株式會(huì)社