JP2003073479A - 高分子化合物及び有機発光素子 - Google Patents
高分子化合物及び有機発光素子Info
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- JP2003073479A JP2003073479A JP2001267110A JP2001267110A JP2003073479A JP 2003073479 A JP2003073479 A JP 2003073479A JP 2001267110 A JP2001267110 A JP 2001267110A JP 2001267110 A JP2001267110 A JP 2001267110A JP 2003073479 A JP2003073479 A JP 2003073479A
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- polymer compound
- compound
- polymer
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高効率な発光効率を有し、信頼性の高い化合
物を提供するとともに、それを用いた有機発光素子を提
供する。 【解決手段】 有機発光層に高分子化合物を用い、該化
合物が高分子側鎖に金属錯体を結合させた構造とし、か
つ該金属原子は少なくとも炭素原子、または酸素原子と
の間で結合を有していることを特徴とする。これを用い
て素子を形成したところ、成膜性も良く、高効率で経時
安定性に優れた特性を示した。
物を提供するとともに、それを用いた有機発光素子を提
供する。 【解決手段】 有機発光層に高分子化合物を用い、該化
合物が高分子側鎖に金属錯体を結合させた構造とし、か
つ該金属原子は少なくとも炭素原子、または酸素原子と
の間で結合を有していることを特徴とする。これを用い
て素子を形成したところ、成膜性も良く、高効率で経時
安定性に優れた特性を示した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面光源や平面状
ディスプレイ等に使用される有機発光素子と化合物に関
する。
ディスプレイ等に使用される有機発光素子と化合物に関
する。
【０００２】特に高分子化合物を用いた発光素子に関す
るものであり、さらに詳しくは、金属結合を含む高分子
化合物を発光材料として用いることで、発光効率が高
く、経時変化が少ない発光素子に関するものである。
るものであり、さらに詳しくは、金属結合を含む高分子
化合物を発光材料として用いることで、発光効率が高
く、経時変化が少ない発光素子に関するものである。
【０００３】
【背景技術】有機発光素子は，古くはアントラセン蒸着
膜に電圧を印加して発光させた例（Thin Solid Films,9
4(1982) 171）等がある。しかし近年、無機発光素子に
比べて大面積化が容易であることや、各種新材料の開発
によって所望の発色が得られることや、また低電圧で駆
動可能であるなどの利点により、さらに高速応答性や高
効率の発光素子として、材料開発を含めて、デバイス化
のための応用研究が精力的に行われている。
膜に電圧を印加して発光させた例（Thin Solid Films,9
4(1982) 171）等がある。しかし近年、無機発光素子に
比べて大面積化が容易であることや、各種新材料の開発
によって所望の発色が得られることや、また低電圧で駆
動可能であるなどの利点により、さらに高速応答性や高
効率の発光素子として、材料開発を含めて、デバイス化
のための応用研究が精力的に行われている。
【０００４】例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１
２５，１〜４８（１９９７）に詳述されているように、
一般に有機ＥＬ素子は透明基板上に形成された、上下２
層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成され
た構成を持つ。
２５，１〜４８（１９９７）に詳述されているように、
一般に有機ＥＬ素子は透明基板上に形成された、上下２
層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成され
た構成を持つ。
【０００５】発光層には、電子輸送性と発光特性を有す
るアルミキノリノール錯体、代表例としては、化学式１
に示すＡｌｑ３などが用いられる。またホール輸送層に
は，例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例として
は化学式１に示すα−ＮＰＤなど、電子供与性を有する
材料が用いられる。
るアルミキノリノール錯体、代表例としては、化学式１
に示すＡｌｑ３などが用いられる。またホール輸送層に
は，例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例として
は化学式１に示すα−ＮＰＤなど、電子供与性を有する
材料が用いられる。
【０００６】これらの素子は電気的整流性を示し、電極
間に電界を印加すると、陰極から電子が発光層に注入さ
れ、陽極からはホールが注入される。
間に電界を印加すると、陰極から電子が発光層に注入さ
れ、陽極からはホールが注入される。
【０００７】注入されたホールと電子は、発光層内で再
結合して励起子を生じ、これが基底状態に遷移する時発
光する。
結合して励起子を生じ、これが基底状態に遷移する時発
光する。
【０００８】この過程で、励起状態には励起１重項状態
と３重項状態があり、前者から基底状態への遷移は蛍光
と呼ばれ、後者からの遷移は燐光と呼ばれており、これ
らの状態にある物質を、それぞれ１重項励起子、３重項
励起子と呼ぶ。
と３重項状態があり、前者から基底状態への遷移は蛍光
と呼ばれ、後者からの遷移は燐光と呼ばれており、これ
らの状態にある物質を、それぞれ１重項励起子、３重項
励起子と呼ぶ。
【０００９】これまで検討されてきた有機ＥＬ素子は、
その多くが１重項励起子から基底状態に遷移するときの
蛍光が利用されている。一方最近、三重項励起子を経由
した燐光発光を利用する素子の検討がなされている。
その多くが１重項励起子から基底状態に遷移するときの
蛍光が利用されている。一方最近、三重項励起子を経由
した燐光発光を利用する素子の検討がなされている。
【００１０】発表されている代表的な文献は、
文献１：Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓ
ｆｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃ
ｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ他，Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏ
ｌ ７４，Ｎｏ３ ｐ４２２（１９９９）） 文献２：Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔ
ｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔ
ｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌ
ｄｏ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ Ｖｏｌ ７５，Ｎｏ１ ｐ４（１９９９））であ
る。
ｆｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃ
ｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ他，Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏ
ｌ ７４，Ｎｏ３ ｐ４２２（１９９９）） 文献２：Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔ
ｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔ
ｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌ
ｄｏ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ Ｖｏｌ ７５，Ｎｏ１ ｐ４（１９９９））であ
る。
【００１１】これらの文献では、電極間に挟持された有
機層を４層積層する構成が主に用いられ、用いている材
料は、化学式１に示すキャリア輸送材料と燐光発光性材
料である。
機層を４層積層する構成が主に用いられ、用いている材
料は、化学式１に示すキャリア輸送材料と燐光発光性材
料である。
【００１２】各材料の略称は以下の通りである。
【００１３】Ａｌｑ３：アルミ−キノリノール錯体
α−ＮＰＤ：Ｎ４，Ｎ４’−Ｄｉ−ｎａｐｈｔｈａｌｅ
ｎ−１−ｙｌ−Ｎ４，Ｎ４’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｉ
ｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ ＣＢＰ：４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ
−ｂｉｐｈｅｎｙｌ ＢＣＰ：２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈ
ｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ ＰｔＯＥＰ：白金−オクタエチルポルフィリン錯体 Ｉｒ（ｐｐｙ）3：イリジウム−フェニルピリミジン錯
体
ｎ−１−ｙｌ−Ｎ４，Ｎ４’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｉ
ｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ ＣＢＰ：４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ
−ｂｉｐｈｅｎｙｌ ＢＣＰ：２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈ
ｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ ＰｔＯＥＰ：白金−オクタエチルポルフィリン錯体 Ｉｒ（ｐｐｙ）3：イリジウム−フェニルピリミジン錯
体
【００１４】
【化１】
【００１５】文献１、２とも高効率が得られた素子は、
ホール輸送層にα−ＮＰＤ、電子輸送層にＡｌｑ３、励
起子拡散防止層にＢＣＰ、発光層にＣＢＰをホスト材料
として、これに燐光発光性材料であるＰｔＯＥＰまたは
Ｉｒ（ｐｐｙ）3を６％程度の濃度で分散混入したもの
を用いている素子であった。
ホール輸送層にα−ＮＰＤ、電子輸送層にＡｌｑ３、励
起子拡散防止層にＢＣＰ、発光層にＣＢＰをホスト材料
として、これに燐光発光性材料であるＰｔＯＥＰまたは
Ｉｒ（ｐｐｙ）3を６％程度の濃度で分散混入したもの
を用いている素子であった。
【００１６】現在燐光性発光材料が特に注目される理由
は、以下の理由で原理的に高発光効率が期待できるから
である。
は、以下の理由で原理的に高発光効率が期待できるから
である。
【００１７】キャリア再結合により生成される励起子は
１重項励起子と３重項励起子からなり，その確率は１：
３である。これまでの有機ＥＬ素子は、蛍光発光を利用
していたが、原理的にその発光収率は生成された励起子
数に対して、２５％でありこれが上限であった。しかし
３重項励起子から発生する燐光を用いれば、原理的に少
なくとも３倍の収率が期待され、さらにエネルギー的に
高い１重項から３重項への項間交差による転移を考え合
わせると、原理的には４倍の１００％の発光収率が期待
できる。
１重項励起子と３重項励起子からなり，その確率は１：
３である。これまでの有機ＥＬ素子は、蛍光発光を利用
していたが、原理的にその発光収率は生成された励起子
数に対して、２５％でありこれが上限であった。しかし
３重項励起子から発生する燐光を用いれば、原理的に少
なくとも３倍の収率が期待され、さらにエネルギー的に
高い１重項から３重項への項間交差による転移を考え合
わせると、原理的には４倍の１００％の発光収率が期待
できる。
【００１８】三重項からの発光を要した文献には、特開
平１１−３２９７３９号公報（有機ＥＬ素子及びその製
造方法）、特開平１１−２５６１４８号公報（発光材料
およびこれを用いた有機ＥＬ素子）、特開平８−３１９
４８２号公報（有機エレクトロルミネッセント素子）等
が挙げられる。
平１１−３２９７３９号公報（有機ＥＬ素子及びその製
造方法）、特開平１１−２５６１４８号公報（発光材料
およびこれを用いた有機ＥＬ素子）、特開平８−３１９
４８２号公報（有機エレクトロルミネッセント素子）等
が挙げられる。
【００１９】しかし上記燐光発光を用いた有機発光素子
は、一般に蛍光発光型の素子と同様に、発光効率の劣化
と素子安定性に関してさらなる改良が求められている。
は、一般に蛍光発光型の素子と同様に、発光効率の劣化
と素子安定性に関してさらなる改良が求められている。
【００２０】この劣化原因の詳細は不明であるが、本発
明者らは燐光発光のメカニズムを踏まえて以下のように
考えている。
明者らは燐光発光のメカニズムを踏まえて以下のように
考えている。
【００２１】有機発光層が、キャリア輸送性のホスト材
料と燐光発光性のゲストからなる場合、３重項励起子か
ら燐光発光にいたる主な過程は、以下のいくつかの過程
からなる。
料と燐光発光性のゲストからなる場合、３重項励起子か
ら燐光発光にいたる主な過程は、以下のいくつかの過程
からなる。
【００２２】１．発光層内での電子・ホールの輸送
２．ホストの励起子生成
３．ホスト分子間の励起エネルギー伝達
４．ホストからゲストへの励起エネルギー移動
５．ゲストの３重項励起子生成
６．ゲストの３重項励起子から基底状態遷移と燐光発光
それぞれの過程における所望のエネルギー移動や発光
は、さまざまなエネルギー失活過程との競争反応であ
る。
は、さまざまなエネルギー失活過程との競争反応であ
る。
【００２３】有機発光素子の発光効率を高めるために
は、発光中心材料そのものの発光量子収率を大きくする
ことは言うまでもない。
は、発光中心材料そのものの発光量子収率を大きくする
ことは言うまでもない。
【００２４】しかし発光励起子の濃度が多すぎると、特
開平０５−０７８６５５や特開平０５−３２０６３３に
開示されているように、逆に発光効率が落ちる。これは
濃度消光または濃度失括として知られており、この原因
として、前記競争反応として発光中心材料同士、または
その周辺分子との多量体化反応の進行による発光を伴わ
ない無輻射遷移が関係していると思われる。よって蛍光
発光物質あるいは燐光発光物質を問わず、発光効率アッ
プには発光励起子の空間的密度に適当な濃度が存在する
事が知られている。
開平０５−０７８６５５や特開平０５−３２０６３３に
開示されているように、逆に発光効率が落ちる。これは
濃度消光または濃度失括として知られており、この原因
として、前記競争反応として発光中心材料同士、または
その周辺分子との多量体化反応の進行による発光を伴わ
ない無輻射遷移が関係していると思われる。よって蛍光
発光物質あるいは燐光発光物質を問わず、発光効率アッ
プには発光励起子の空間的密度に適当な濃度が存在する
事が知られている。
【００２５】特に燐光発光物質に於いては、一般に前記
３重項励起子の寿命が１重項励起子の寿命より３桁以上
長いことに由来するものと考えられる。つまりエネルギ
ーの高い励起状態に保持される時間が長いために、周辺
物質との反応や、励起子同士での多量体形成などによっ
て、失活過程が起こる確立が多くなり、ひいては物質の
変化をきたし、寿命劣化につながり易いと本発明者らは
考えている。
３重項励起子の寿命が１重項励起子の寿命より３桁以上
長いことに由来するものと考えられる。つまりエネルギ
ーの高い励起状態に保持される時間が長いために、周辺
物質との反応や、励起子同士での多量体形成などによっ
て、失活過程が起こる確立が多くなり、ひいては物質の
変化をきたし、寿命劣化につながり易いと本発明者らは
考えている。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、燐光発光物質を用いて、高効率で、安定性のよい有
機発光素子を提供する事にある。
は、燐光発光物質を用いて、高効率で、安定性のよい有
機発光素子を提供する事にある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明では、金属錯体部分を有する高分子化合物で
あって、該金属錯体部分は、金属原子が高分子骨格側鎖
を形成する構成原子と結合し、該金属原子がイリジウム
Ｉｒであって、さらに少なくとも一つの炭素原子、また
は酸素原子との間で結合しており、かつ前記高分子骨格
が共役構造を有することを特徴とする高分子化合物を提
供するに至った。
に、本発明では、金属錯体部分を有する高分子化合物で
あって、該金属錯体部分は、金属原子が高分子骨格側鎖
を形成する構成原子と結合し、該金属原子がイリジウム
Ｉｒであって、さらに少なくとも一つの炭素原子、また
は酸素原子との間で結合しており、かつ前記高分子骨格
が共役構造を有することを特徴とする高分子化合物を提
供するに至った。
【００２８】また同時に、金属錯体部分を有する高分子
化合物であって、該金属錯体部分は、金属原子が高分子
骨格側鎖を形成する構成原子と結合し、該金属原子が白
金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、ルテニウムＲｕ、オスミウムＯ
ｓ、金Ａｕ、パラジウムＰｄ、銅ＣｕまたはコバルトＣ
ｏのいずれかであって、さらに少なくとも一つの炭素原
子、または酸素原子との間で結合しており、かつ前記高
分子骨格が共役構造を有することを特徴とする高分子化
合物をも提供するに至った。
化合物であって、該金属錯体部分は、金属原子が高分子
骨格側鎖を形成する構成原子と結合し、該金属原子が白
金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、ルテニウムＲｕ、オスミウムＯ
ｓ、金Ａｕ、パラジウムＰｄ、銅ＣｕまたはコバルトＣ
ｏのいずれかであって、さらに少なくとも一つの炭素原
子、または酸素原子との間で結合しており、かつ前記高
分子骨格が共役構造を有することを特徴とする高分子化
合物をも提供するに至った。
【００２９】さらに基体上に設けられた一対の電極間に
少なくとも一種の有機化合物を含む発光部を備える有機
発光素子であって、前記有機化合物が金属錯体部分を有
する高分子化合物であって、該金属錯体部分は、金属原
子が高分子骨格側鎖を形成する構成原子と結合し、該金
属原子がイリジウムＩｒであって、さらに少なくとも一
つの炭素原子、または酸素原子との間で結合しており、
かつ前記高分子骨格が共役構造を有することを特徴とす
る高分子化合物であることを特徴とする有機発光素子を
も提供するものである。
少なくとも一種の有機化合物を含む発光部を備える有機
発光素子であって、前記有機化合物が金属錯体部分を有
する高分子化合物であって、該金属錯体部分は、金属原
子が高分子骨格側鎖を形成する構成原子と結合し、該金
属原子がイリジウムＩｒであって、さらに少なくとも一
つの炭素原子、または酸素原子との間で結合しており、
かつ前記高分子骨格が共役構造を有することを特徴とす
る高分子化合物であることを特徴とする有機発光素子を
も提供するものである。
【００３０】また同時に、基体上に設けられた一対の電
極間に少なくとも一種の有機化合物を含む発光部を備え
る有機発光素子であって、前記有機化合物が金属錯体部
分を有する高分子化合物であって、該金属錯体部分は、
金属原子が高分子骨格側鎖を形成する構成原子と結合
し、該金属原子が白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、ルテニウム
Ｒｕ、オスミウムＯｓ、金Ａｕ、パラジウムＰｄ、銅Ｃ
ｕまたはコバルトＣｏのいずれかであって、さらに少な
くとも一つの炭素原子、または酸素原子との間で結合し
ており、かつ前記高分子骨格が共役構造を有することを
特徴とする高分子化合物であることを特徴とする有機発
光素子を提供するに至った。
極間に少なくとも一種の有機化合物を含む発光部を備え
る有機発光素子であって、前記有機化合物が金属錯体部
分を有する高分子化合物であって、該金属錯体部分は、
金属原子が高分子骨格側鎖を形成する構成原子と結合
し、該金属原子が白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、ルテニウム
Ｒｕ、オスミウムＯｓ、金Ａｕ、パラジウムＰｄ、銅Ｃ
ｕまたはコバルトＣｏのいずれかであって、さらに少な
くとも一つの炭素原子、または酸素原子との間で結合し
ており、かつ前記高分子骨格が共役構造を有することを
特徴とする高分子化合物であることを特徴とする有機発
光素子を提供するに至った。
【００３１】本発明者らは、燐光発光中心材料を高分子
中に適宜濃度で固定する事で濃度消光、励起多量体の形
成を抑制し、高効率発光が実現できることを見出した。
中に適宜濃度で固定する事で濃度消光、励起多量体の形
成を抑制し、高効率発光が実現できることを見出した。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明の基本的な素子構成を図１
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した。
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した。
【００３３】図１に示したように、一般に有機ＥＬ素子
は透明基板１５上に、５０〜２００ｎｍの膜厚を持つ透
明電極１４と、複数層の有機膜層と、及びこれを挟持す
るように金属電極１１が形成される。
は透明基板１５上に、５０〜２００ｎｍの膜厚を持つ透
明電極１４と、複数層の有機膜層と、及びこれを挟持す
るように金属電極１１が形成される。
【００３４】図１（ａ）では，有機層が発光層１２とホ
ール輸送層１３からなる例を示した。透明電極１４とし
ては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電
極１４からホール輸送層１３へホール注入しやすくして
いる。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウム
あるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな金
属材料を用い、有機層への電子注入をしやすくしてい
る。
ール輸送層１３からなる例を示した。透明電極１４とし
ては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電
極１４からホール輸送層１３へホール注入しやすくして
いる。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウム
あるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな金
属材料を用い、有機層への電子注入をしやすくしてい
る。
【００３５】発光層１２には、本発明の高分子化合物を
用いているが、ホール輸送層１３には，例えばトリフェ
ニルジアミン誘導体、代表例としては化学式１に示すα
−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料も適宜用いるこ
とができる。
用いているが、ホール輸送層１３には，例えばトリフェ
ニルジアミン誘導体、代表例としては化学式１に示すα
−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料も適宜用いるこ
とができる。
【００３６】以上の構成した素子は電気的整流性を示
し、金属電極１１を陰極に透明電極１４を陽極になるよ
うに電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層
１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入され
る。
し、金属電極１１を陰極に透明電極１４を陽極になるよ
うに電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層
１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入され
る。
【００３７】注入されたホールと電子は、発光層１２内
で再結合して励起子が生じ、発光する。この時ホール輸
送層１３は電子のブロッキング層の役割を果たし，発光
層１２とホール輸送層１３の間の界面における再結合効
率が上がり，発光効率が上がる。
で再結合して励起子が生じ、発光する。この時ホール輸
送層１３は電子のブロッキング層の役割を果たし，発光
層１２とホール輸送層１３の間の界面における再結合効
率が上がり，発光効率が上がる。
【００３８】さらに図１（ｂ）では、図１（ａ）の金属
電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けら
れている。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離し
て、より効果的なキャリアブロッキング構成にすること
で、発光効率を上げている。電子輸送層１６としては、
例えばオキサジアゾール誘導体などを用いることができ
る。
電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けら
れている。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離し
て、より効果的なキャリアブロッキング構成にすること
で、発光効率を上げている。電子輸送層１６としては、
例えばオキサジアゾール誘導体などを用いることができ
る。
【００３９】また図１（ｃ）に示すように、陽極である
透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１２、
励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属電極
１１からなる４層構成とすることも望ましい形態であ
る。
透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１２、
励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属電極
１１からなる４層構成とすることも望ましい形態であ
る。
【００４０】本発明に用いた高分子化合物は、分子量２
０００以上の化合物を指し、分子内に高分子主鎖を構成
する原子と直接結合した金属錯体を有し、さらに燐光発
光をするものであり、その最低励起状態は，３重項状態
のＭＬＣＴ＊（Ｍｅｔａｌ−ｔｏ−Ｌｉｇａｎｄ ｃｈ
ａｒｇｅ ｔrａｎｓｆｅｒ）励起状態とπ−π*励起状
態が存在すると考えられる。
０００以上の化合物を指し、分子内に高分子主鎖を構成
する原子と直接結合した金属錯体を有し、さらに燐光発
光をするものであり、その最低励起状態は，３重項状態
のＭＬＣＴ＊（Ｍｅｔａｌ−ｔｏ−Ｌｉｇａｎｄ ｃｈ
ａｒｇｅ ｔrａｎｓｆｅｒ）励起状態とπ−π*励起状
態が存在すると考えられる。
【００４１】本発明に用いた高分子化合物の燐光収率
は、０．１５から０．９と高い値が得られ、燐光寿命は
0.1から100μｓｅｃと燐光物質の中では短寿命であっ
た。
は、０．１５から０．９と高い値が得られ、燐光寿命は
0.1から100μｓｅｃと燐光物質の中では短寿命であっ
た。
【００４２】この燐光寿命が余り長いと、エネルギー飽
和状態が起きるために、発光効率が著しく低下し、発光
素子には用いられない。また発光待ち状態の３重項励起
状態の分子が多くなると、前述したように各種競争反応
を伴い、発光効率を低下させてしまう要因となる。特に
素子に流す電流が高密度になった時、発光効率が低下す
ると言う問題があった。
和状態が起きるために、発光効率が著しく低下し、発光
素子には用いられない。また発光待ち状態の３重項励起
状態の分子が多くなると、前述したように各種競争反応
を伴い、発光効率を低下させてしまう要因となる。特に
素子に流す電流が高密度になった時、発光効率が低下す
ると言う問題があった。
【００４３】本発明の特徴は、燐光発光物質を錯体の形
で高分子中に一定割合で固定化することにより、前述し
た濃度消光を減少させ、安定した発光が期待でき、燐光
発光収率を高くし、さらに燐光寿命が比較的短い特性を
もつＥＬ素子用の発光材料を用いた点にある。
で高分子中に一定割合で固定化することにより、前述し
た濃度消光を減少させ、安定した発光が期待でき、燐光
発光収率を高くし、さらに燐光寿命が比較的短い特性を
もつＥＬ素子用の発光材料を用いた点にある。
【００４４】また、この材料は金属錯体部位の構造によ
っても様々な発光波長を有するために、構造の異なった
配位子を高分子主鎖に組み込むことにより、広い発光波
長を持つ材料を提供し、素子の作製を可能にした。
っても様々な発光波長を有するために、構造の異なった
配位子を高分子主鎖に組み込むことにより、広い発光波
長を持つ材料を提供し、素子の作製を可能にした。
【００４５】このように本発明で用いられる配位子の例
としては、下記の化学式２に示すフェニルピリジン、チ
エニルピリジン、フェニルイソキノリン等のほかに、ア
セチルアセトン、ピコリン酸及びこれら骨格を有する誘
導体及びフェニル基骨格を有する誘導体及びピリジン骨
格を有する誘導体などがある。
としては、下記の化学式２に示すフェニルピリジン、チ
エニルピリジン、フェニルイソキノリン等のほかに、ア
セチルアセトン、ピコリン酸及びこれら骨格を有する誘
導体及びフェニル基骨格を有する誘導体及びピリジン骨
格を有する誘導体などがある。
【００４６】
【化２】
【００４７】また、本発明で用いた金属錯体に変えて異
なる金属錯体を用いた高分子化合物を用いる事も可能で
あり、あるいは複数化合物を混合して用いる事も可能で
ある。
なる金属錯体を用いた高分子化合物を用いる事も可能で
あり、あるいは複数化合物を混合して用いる事も可能で
ある。
【００４８】また本発明の高分子化合物を、通常移動層
として用いる高分子化合物などと、複数混合することも
可能であり、これによって、広い発光波長を持つ素子を
作製したり、あるいはより発光効率のより高い素子の作
成を可能にする。
として用いる高分子化合物などと、複数混合することも
可能であり、これによって、広い発光波長を持つ素子を
作製したり、あるいはより発光効率のより高い素子の作
成を可能にする。
【００４９】さらに素子作成時の結晶析出を防止するな
ど、成膜性を良くする事にも寄与できる。
ど、成膜性を良くする事にも寄与できる。
【００５０】さらに素子作成時の結晶析出を防止するな
ど、成膜性を良くする事にも寄与できる。
ど、成膜性を良くする事にも寄与できる。
【００５１】前記混合可能な高分子材料の例としては下
記の化学式３に示すようなPPV(ポリパラフェニレンビニ
レン),およびその誘導体であるRO-PPV,CN-PPV,DMOS-PP
V、MEH-PPV,PAT（ポリチオフェン）及びその誘導体であ
る、PEDOT,PCHMT,POPT,PTOPT,PDCHT,PCHT,PPP及びその
誘導体である、RO-PPP,FP-PPP,PDAF(ポリジアルキルフ
ルオレン)、PVK(ポリビニルカルバゾール)、ポリアセチ
レン誘導体であるPPA,PDPA,PAPA、ポリシラン系のシグ
マ共役系ポリマーであるPDBS,PDHS,PMPS,PBPS,ポリシロ
ール，トリフェニルアミン系のポリマーであるTPDPES,T
PDPEKなどがある。
記の化学式３に示すようなPPV(ポリパラフェニレンビニ
レン),およびその誘導体であるRO-PPV,CN-PPV,DMOS-PP
V、MEH-PPV,PAT（ポリチオフェン）及びその誘導体であ
る、PEDOT,PCHMT,POPT,PTOPT,PDCHT,PCHT,PPP及びその
誘導体である、RO-PPP,FP-PPP,PDAF(ポリジアルキルフ
ルオレン)、PVK(ポリビニルカルバゾール)、ポリアセチ
レン誘導体であるPPA,PDPA,PAPA、ポリシラン系のシグ
マ共役系ポリマーであるPDBS,PDHS,PMPS,PBPS,ポリシロ
ール，トリフェニルアミン系のポリマーであるTPDPES,T
PDPEKなどがある。
【００５２】
【化３】
【００５３】本発明で用いられる高分子化合物の一般式
の例を下記に示す。但し、本発明はこれらに限定される
ものではない。また、本発明の高分子は他の高分子前駆
体と共重合を行っても良い。本発明の高分子の主鎖と
は、下記一般式の-（X）n-（Y）m-部分を示し、側鎖と
は-Z-L1-M-L2(L3)を示す。
の例を下記に示す。但し、本発明はこれらに限定される
ものではない。また、本発明の高分子は他の高分子前駆
体と共重合を行っても良い。本発明の高分子の主鎖と
は、下記一般式の-（X）n-（Y）m-部分を示し、側鎖と
は-Z-L1-M-L2(L3)を示す。
【００５４】
【外１】
【００５５】式中、Xは、ビニレン、フェニレン、フェ
ニレンビニレン、チオフェンなどの導電性を有する基が
挙げられる。Yは、フェニレンビニレン、チオフェン、
フルオレン等の導電性を有する高分子が望ましい。ま
た、単結合でも良い。Zは特に制限は無いが、メチレ
ン、エチレンなどのアルキル基やフェニレンなどの芳香
族基やそれらの組み合わせなどが挙げられる。また、単
結合でも良い。Mは白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、ルテニウ
ムＲｕ、イリジウムＩｒ，オスミウムＯｓ、金Ａｕ、パ
ラジウムＰｄ、銅Ｃｕ、コバルトＣｏのいずれかが良
く、特に白金、ロジウム、ルテニウム、イリジウムが好
ましい。L1は少なくとも炭素−金属結合または酸素−金
属結合を有する基を示し、上記の化学式２に挙げられる
配位子やピコリン酸及びこれら骨格を有する誘導体及び
フェニル基骨格を有する誘導体及びピリジン骨格を有す
る誘導体、β-ジケトン類が挙げられる。L2、L3は、特
に制限は無いが、上記の化学式２に挙げられる配位子や
ピコリン酸及びこれら骨格を有する誘導体及びフェニル
基骨格を有する誘導体及びピリジン骨格を有する誘導
体、β-ジケトン類などの二座配異子が望ましい。金属
が4配位の場合にはL3は無くても良い。また、L2とL3は
同一でも異なっていても良い。ｍ、nは重合度を示し、
発光効率や導電性などの観点によって適宜決定される。
但し、nは0ではない。
ニレンビニレン、チオフェンなどの導電性を有する基が
挙げられる。Yは、フェニレンビニレン、チオフェン、
フルオレン等の導電性を有する高分子が望ましい。ま
た、単結合でも良い。Zは特に制限は無いが、メチレ
ン、エチレンなどのアルキル基やフェニレンなどの芳香
族基やそれらの組み合わせなどが挙げられる。また、単
結合でも良い。Mは白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、ルテニウ
ムＲｕ、イリジウムＩｒ，オスミウムＯｓ、金Ａｕ、パ
ラジウムＰｄ、銅Ｃｕ、コバルトＣｏのいずれかが良
く、特に白金、ロジウム、ルテニウム、イリジウムが好
ましい。L1は少なくとも炭素−金属結合または酸素−金
属結合を有する基を示し、上記の化学式２に挙げられる
配位子やピコリン酸及びこれら骨格を有する誘導体及び
フェニル基骨格を有する誘導体及びピリジン骨格を有す
る誘導体、β-ジケトン類が挙げられる。L2、L3は、特
に制限は無いが、上記の化学式２に挙げられる配位子や
ピコリン酸及びこれら骨格を有する誘導体及びフェニル
基骨格を有する誘導体及びピリジン骨格を有する誘導
体、β-ジケトン類などの二座配異子が望ましい。金属
が4配位の場合にはL3は無くても良い。また、L2とL3は
同一でも異なっていても良い。ｍ、nは重合度を示し、
発光効率や導電性などの観点によって適宜決定される。
但し、nは0ではない。
【００５６】また、下記一般式の様に、高分子化合物の
分子内で金属や配位子が複数含まれていても良い。下記
一般式における本発明の主鎖とは-（X1）k-（X2）l-部
分を示し、側鎖とは-Z1-L11-M1-L12(L13)及び-Z2-L21-M
2-L22(L23)を示す。
分子内で金属や配位子が複数含まれていても良い。下記
一般式における本発明の主鎖とは-（X1）k-（X2）l-部
分を示し、側鎖とは-Z1-L11-M1-L12(L13)及び-Z2-L21-M
2-L22(L23)を示す。
【００５７】
【外２】
【００５８】それぞれ、X1、X2は前記のXに、Z1、Z2は
前記のZに、M1、M2は前記のMに、L11、L12は前記のL1
に、L22、L23は前記のL2に、L13、L23は前記のL3に、
k、ｌは前記のm、nに準ずる。
前記のZに、M1、M2は前記のMに、L11、L12は前記のL1
に、L22、L23は前記のL2に、L13、L23は前記のL3に、
k、ｌは前記のm、nに準ずる。
【００５９】本発明で用いられる高分子化合物の具体例
を下記に示す。
を下記に示す。
【００６０】ここでは金属錯体として、フェニルピリジ
ンなどを配位子としたイリジウム錯体、ロジウム錯体、
白金錯体を、高分子側鎖に結合した高分子化合物を例示
する。
ンなどを配位子としたイリジウム錯体、ロジウム錯体、
白金錯体を、高分子側鎖に結合した高分子化合物を例示
する。
【００６１】
【外３】
【００６２】
【外４】
【００６３】
【外５】
【００６４】
【外６】
【００６５】
【外７】
【００６６】但し、高分子反応の特徴として、上記モノ
マーや金属錯体の結合方法は種々の結合が予想されるた
めに、反応生成物の構造は上記記載に限定されない事は
言うまでもない。同様に重合度についても条件によって
変化し、分子量が数千程度のものから、数百万程度まで
変化させる事も可能である。
マーや金属錯体の結合方法は種々の結合が予想されるた
めに、反応生成物の構造は上記記載に限定されない事は
言うまでもない。同様に重合度についても条件によって
変化し、分子量が数千程度のものから、数百万程度まで
変化させる事も可能である。
【００６７】しかし有機発光素子作成上、これらの発光
層は基板上に成膜される事が必要になる。この時、分子
量が余り小さいと塗付時に濡れ性が悪くなり、また塗付
後に膜はがれが起き易いなどで好ましくない。一方１０
０万を越えると、塗付工程で用いる溶媒に溶けにくくな
って析出したり、また溶液の粘性が大きくて塗付性能が
悪くなったりする場合もある。
層は基板上に成膜される事が必要になる。この時、分子
量が余り小さいと塗付時に濡れ性が悪くなり、また塗付
後に膜はがれが起き易いなどで好ましくない。一方１０
０万を越えると、塗付工程で用いる溶媒に溶けにくくな
って析出したり、また溶液の粘性が大きくて塗付性能が
悪くなったりする場合もある。
【００６８】そこで一般的に好ましい分子量として、2,
000から1,000,000程度が使いやすい。
000から1,000,000程度が使いやすい。
【００６９】さらに好ましい範囲は、3000から100,000
程度の範囲が適当である。
程度の範囲が適当である。
【００７０】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説
明する。
明する。
【００７１】本実施例では、主に金属錯体としてイリジ
ウム（Ｉｒ）錯体を用いたが、これらに限定されるもの
ではない。
ウム（Ｉｒ）錯体を用いたが、これらに限定されるもの
ではない。
【００７２】（実施例１）下記記載の反応により、高分
子側鎖にイリジウム錯体を有する化合物９を得た。
子側鎖にイリジウム錯体を有する化合物９を得た。
【００７３】化合物２及び３の合成
塩化イリジウムとフェニルピリジンを原料とし、Sergey
Lamansky et al. Inorg. Chem. 40 ｐ1704（2001）
を参考にして、イリジウム錯体の中間体である化合物２
及び３を合成した。 化合物5の合成 100 mlナスフラスコに脱水グリセロール50 mlを130度2
時間窒素置換した後、化合物3(1.2 g、2 m mol)、及び
化合物４(1.2 g、 2.5 m mol)を投入し，窒素気流下で
18時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却して1規定
塩酸600ｍｌに注入し、沈殿物を濾取後水洗した。その
後、分取HPLCを用いて精製を行い、６配位イリジウム化
合物５である粉末を300 mg得た。 化合物7の合成 化合物5(300 mg、0.22 m mol)、化合物６(42 mg,0.22 m
mol)を窒素置換された20 ml ナスフラスコに入れトル
エン2ml、エタノール1ml、2M-K2CO3の水溶液 2mlに混合
し、窒素下で十分に撹拌した後Pd(PPh)4を40 mg（0.035
m mol）加え、８時間還流を行った。反応後混合液にト
ルエンと水を加えに抽出し、有機層を硫酸マグネシウム
で乾燥した。その後アルミナクロマトグラフィーで精製
を行い、化合物７の粉末 150 mg を得た。 高分子化合物9の合成 十分に精製を行った化合物7を150 mg（0.2 m mol）、高
分子モノマー８を129mg（0.2 m mol）を窒素置換された
20 ml ナスフラスコに入れ、テトラヒドロフラン（ＴＨ
Ｆと略す） 1 ml、２Ｍ−Ｋ２ＣＯ３水溶液 0.6 mlに混
合し、窒素下で十分に撹拌した後Pd(PPh)4を1.73 mg
（0.00015mmol）加え、４８時間還流を行った。反応後
混合液をメタノールにて再沈殿し、水洗浄した。その後
アセトンを用いてソックスレー洗浄を24 h行い、本発明
の高分子化合物９の粉末195 mgを得た。
Lamansky et al. Inorg. Chem. 40 ｐ1704（2001）
を参考にして、イリジウム錯体の中間体である化合物２
及び３を合成した。 化合物5の合成 100 mlナスフラスコに脱水グリセロール50 mlを130度2
時間窒素置換した後、化合物3(1.2 g、2 m mol)、及び
化合物４(1.2 g、 2.5 m mol)を投入し，窒素気流下で
18時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却して1規定
塩酸600ｍｌに注入し、沈殿物を濾取後水洗した。その
後、分取HPLCを用いて精製を行い、６配位イリジウム化
合物５である粉末を300 mg得た。 化合物7の合成 化合物5(300 mg、0.22 m mol)、化合物６(42 mg,0.22 m
mol)を窒素置換された20 ml ナスフラスコに入れトル
エン2ml、エタノール1ml、2M-K2CO3の水溶液 2mlに混合
し、窒素下で十分に撹拌した後Pd(PPh)4を40 mg（0.035
m mol）加え、８時間還流を行った。反応後混合液にト
ルエンと水を加えに抽出し、有機層を硫酸マグネシウム
で乾燥した。その後アルミナクロマトグラフィーで精製
を行い、化合物７の粉末 150 mg を得た。 高分子化合物9の合成 十分に精製を行った化合物7を150 mg（0.2 m mol）、高
分子モノマー８を129mg（0.2 m mol）を窒素置換された
20 ml ナスフラスコに入れ、テトラヒドロフラン（ＴＨ
Ｆと略す） 1 ml、２Ｍ−Ｋ２ＣＯ３水溶液 0.6 mlに混
合し、窒素下で十分に撹拌した後Pd(PPh)4を1.73 mg
（0.00015mmol）加え、４８時間還流を行った。反応後
混合液をメタノールにて再沈殿し、水洗浄した。その後
アセトンを用いてソックスレー洗浄を24 h行い、本発明
の高分子化合物９の粉末195 mgを得た。
【００７４】
【外８】
【００７５】
【外９】
【００７６】
【外１０】
【００７７】また発光が蛍光か燐光かの識別は、前記高
分子化合物９をクロロホルムに溶解し、酸素置換した溶
液と窒素置換した溶液でフォトルミネッセンスを比較し
た。結果は、酸素置換した溶液はイリジウム錯体に由来
する発光がほとんど見られなかったのに対し、窒素置換
した溶液はフォトルミネッセンスが確認された。これら
の結果より、本発明の高分子化合物は燐光発光性である
ことを確認した。
分子化合物９をクロロホルムに溶解し、酸素置換した溶
液と窒素置換した溶液でフォトルミネッセンスを比較し
た。結果は、酸素置換した溶液はイリジウム錯体に由来
する発光がほとんど見られなかったのに対し、窒素置換
した溶液はフォトルミネッセンスが確認された。これら
の結果より、本発明の高分子化合物は燐光発光性である
ことを確認した。
【００７８】この高分子化合物について、以下の方法で
発光寿命を調べた。
発光寿命を調べた。
【００７９】先ず高分子化合物をクロロホルムに溶か
し、石英基板上に約0.1μｍの厚みでスピンコートし
た。これを浜松ホトニクス社製の発光寿命測定装置を用
い、室温で励起波長３３７ｎｍの窒素レーザー光をパル
ス照射した。励起パルスが終わった後の発光強度の減衰
時間を測定した。
し、石英基板上に約0.1μｍの厚みでスピンコートし
た。これを浜松ホトニクス社製の発光寿命測定装置を用
い、室温で励起波長３３７ｎｍの窒素レーザー光をパル
ス照射した。励起パルスが終わった後の発光強度の減衰
時間を測定した。
【００８０】初期の発光強度をＩ0したとき、ｔ時間後
の発光強度Ｉは、発光寿命τを用いて以下の式で定義さ
れる。
の発光強度Ｉは、発光寿命τを用いて以下の式で定義さ
れる。
【００８１】Ｉ ＝ Ｉ0 ｅｘｐ（−ｔ／τ）
本高分子化合物９は燐光発光性を示し、その燐光寿命
は、１０μｓｅｃ以下と燐光物質の中では短寿命であっ
た。
は、１０μｓｅｃ以下と燐光物質の中では短寿命であっ
た。
【００８２】（実施例２）上記実施例１で得た高分子化
合物９を用いて、図１（b）に示す有機層が3層の有機発
光素子を作成し、素子特性を計測した。透明基板１５と
して無アルカリガラス基板を用い、この上に透明電極１
４として１００ｎｍの酸化インジウム（ＩＴＯ）をスパ
ッタ法にて形成し、パターニングした。
合物９を用いて、図１（b）に示す有機層が3層の有機発
光素子を作成し、素子特性を計測した。透明基板１５と
して無アルカリガラス基板を用い、この上に透明電極１
４として１００ｎｍの酸化インジウム（ＩＴＯ）をスパ
ッタ法にて形成し、パターニングした。
【００８３】この上にホール輸送層１３として、下記の
構造式で表されるＰＥＤＯＴとＰＳＳからなる高分子膜
をスピンコート法にて膜厚４０ｎｍ形成した。その上に
実施例１の高分子化合物９の0.5％ クロロホルム溶液
を多数回スピンコートし、60℃のオーブン中で60分乾燥
して、膜厚３０ｎｍの発光層１２を得た。さらに電子輸
送層１６として、下記Ｂｐｈｅｎで表される化合物を、
１０-4Ｐａの真空度で抵抗加熱蒸着を行い、膜厚４０ｎ
ｍの有機膜を得た。
構造式で表されるＰＥＤＯＴとＰＳＳからなる高分子膜
をスピンコート法にて膜厚４０ｎｍ形成した。その上に
実施例１の高分子化合物９の0.5％ クロロホルム溶液
を多数回スピンコートし、60℃のオーブン中で60分乾燥
して、膜厚３０ｎｍの発光層１２を得た。さらに電子輸
送層１６として、下記Ｂｐｈｅｎで表される化合物を、
１０-4Ｐａの真空度で抵抗加熱蒸着を行い、膜厚４０ｎ
ｍの有機膜を得た。
【００８４】
【外１１】
【００８５】この上に金属電極層１１の下引き層とし
て、フッ化カリウムKFを５ｎｍ配置した。
て、フッ化カリウムKFを５ｎｍ配置した。
【００８６】さらに金属電極１１として、１００ｎｍの
膜厚のアルミニウムＡｌ膜を蒸着し、透明電極１４と対
向する電極面積が３ｍｍ2になる形状でパターニングし
た。
膜厚のアルミニウムＡｌ膜を蒸着し、透明電極１４と対
向する電極面積が３ｍｍ2になる形状でパターニングし
た。
【００８７】有機発光素子の特性は、電流電圧特性をヒ
ューレッドパッカード社製の微小電流計４１４０Bで測
定し、また発光輝度をトプコン社製ＢＭ７で測定した。
本実施例の化合物を用いた素子は良好な整流性を示し
た。
ューレッドパッカード社製の微小電流計４１４０Bで測
定し、また発光輝度をトプコン社製ＢＭ７で測定した。
本実施例の化合物を用いた素子は良好な整流性を示し
た。
【００８８】上下電極間に電圧１５V印加時に、有機発
光素子からの発光が確認された。
光素子からの発光が確認された。
【００８９】またこの発光は、本実施例に用いた発光材
料をトルエン溶液中に溶解して測定したフォトルミネッ
センス発光と類似していたので、イリジウム錯体である
発光材料からの発光であることが確認された。
料をトルエン溶液中に溶解して測定したフォトルミネッ
センス発光と類似していたので、イリジウム錯体である
発光材料からの発光であることが確認された。
【００９０】また本有機発光素子の発光特性を測定した
ところ、蛍光材料の発光寿命は一般に数n sec〜数十n s
ecであるのに対し、本素子の燐光寿命は、２マイクロ秒
以下であった。
ところ、蛍光材料の発光寿命は一般に数n sec〜数十n s
ecであるのに対し、本素子の燐光寿命は、２マイクロ秒
以下であった。
【００９１】（実施例３）実施例1と同様の合成方法で
化合物１０の合成を、また以下の方法で別の本願高分子
化合物１１を合成した。
化合物１０の合成を、また以下の方法で別の本願高分子
化合物１１を合成した。
【００９２】十分に精製を行った化合物７を７５ mg
（０．１ m mol）と化合物 １０を８１ mg（０．１m mo
l）及び化合物８の３種の化合物を１２９mg（０．２ m
mol）を窒素置換された２０ ml ナスフラスコに入れ、
さらにＴＨＦ 1 mlと２Ｍ−K2CO3水溶液 ０．６ mlに混
合し、窒素中で十分に撹拌した後、Pd(PPh)4１.７３ mg
（0.00015 m mol）を加え、４８時間還流を行った。反
応後，混合液をメタノールに再沈殿させ、さらに水洗浄
をした。その後アセトンを用いてソックスレー洗浄を２
４時間行い、本願の別発明である高分子化合物１１の粉
末１２０ mgを得た。
（０．１ m mol）と化合物 １０を８１ mg（０．１m mo
l）及び化合物８の３種の化合物を１２９mg（０．２ m
mol）を窒素置換された２０ ml ナスフラスコに入れ、
さらにＴＨＦ 1 mlと２Ｍ−K2CO3水溶液 ０．６ mlに混
合し、窒素中で十分に撹拌した後、Pd(PPh)4１.７３ mg
（0.00015 m mol）を加え、４８時間還流を行った。反
応後，混合液をメタノールに再沈殿させ、さらに水洗浄
をした。その後アセトンを用いてソックスレー洗浄を２
４時間行い、本願の別発明である高分子化合物１１の粉
末１２０ mgを得た。
【００９３】
【外１２】
【００９４】この発光も、発光材料をトルエン溶液中に
溶解して測定したフォトルミネッセンス発光と類似して
いたことから、この発光材料からの発光であると確認し
た。有機発光素子の特性は室温にて、電流電圧特性をヒ
ューレッドパッカード社製の微小電流計４１４０Bで、
また発光輝度をトプコン社製ＢＭ７で測定した。本実施
例の化合物を用いた素子は、良好な整流性を示した。
溶解して測定したフォトルミネッセンス発光と類似して
いたことから、この発光材料からの発光であると確認し
た。有機発光素子の特性は室温にて、電流電圧特性をヒ
ューレッドパッカード社製の微小電流計４１４０Bで、
また発光輝度をトプコン社製ＢＭ７で測定した。本実施
例の化合物を用いた素子は、良好な整流性を示した。
【００９５】電圧１５V印加時に、実用使用温度範囲に
て本有機発光素子からの発光が確認された。本実施例３
においては、化合物４と化合物６に由来すると思われ
る、２種類のＩｒ錯体に由来するブロードなピークの緑
色発光を確認した。
て本有機発光素子からの発光が確認された。本実施例３
においては、化合物４と化合物６に由来すると思われ
る、２種類のＩｒ錯体に由来するブロードなピークの緑
色発光を確認した。
【００９６】この発光についても、前記方法により燐光
であることがわかった。
であることがわかった。
【００９７】（実施例４）実施例３で合成した高分子化
合物１１と、ポリビニルカルバゾールＰＶＫを１：１で
混合した混合物を発光層として、実施例２と同様に有機
発光素子を作成し、評価を行った。
合物１１と、ポリビニルカルバゾールＰＶＫを１：１で
混合した混合物を発光層として、実施例２と同様に有機
発光素子を作成し、評価を行った。
【００９８】本発光素子は良好な整流性を示すととも
に、電圧１３Ｖ印加時に、本発光素子からの発光を確認
した。またその光が本実施例に用いた発光材料をトルエ
ン溶液中に溶解して測定したフォトルミネッセンス発光
と類似していたことから、このイリジウム錯体からの発
光であると確認した。
に、電圧１３Ｖ印加時に、本発光素子からの発光を確認
した。またその光が本実施例に用いた発光材料をトルエ
ン溶液中に溶解して測定したフォトルミネッセンス発光
と類似していたことから、このイリジウム錯体からの発
光であると確認した。
【００９９】（実施例５）実施例５として、室温に於い
て実施例２及び実施例４の発光素子を用いて、図２に示
す駆動波形を通電し、発光輝度が半減する時間を求め
た。
て実施例２及び実施例４の発光素子を用いて、図２に示
す駆動波形を通電し、発光輝度が半減する時間を求め
た。
【０１００】（比較例）比較例として、発光層１２とし
て従来の発光材料として本明細書に記載されているIr(p
py)3を用い、かつ実施例1と同様の方法で合成した下記
高分子化合物１２中に混合したものを用いた。以下実施
例２と同様に有機発光素子を作成した。
て従来の発光材料として本明細書に記載されているIr(p
py)3を用い、かつ実施例1と同様の方法で合成した下記
高分子化合物１２中に混合したものを用いた。以下実施
例２と同様に有機発光素子を作成した。
【０１０１】
【外１３】
【０１０２】各化合物を用いた素子の室温における通電
耐久テストの結果が以下である。
耐久テストの結果が以下である。
【０１０３】従来の発光材料を用いた素子より明らかに
輝度半減時間が大きくなり、本発明の材料の安定性に由
来した耐久性の高い素子が可能になる。
輝度半減時間が大きくなり、本発明の材料の安定性に由
来した耐久性の高い素子が可能になる。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】（実施例６）以下表示装置の例を２例説明
する。まずＸＹマトリックス配線を有する画像表示装置
を作成した例を図２に示す。
する。まずＸＹマトリックス配線を有する画像表示装置
を作成した例を図２に示す。
【０１０６】縦150mm，横150mm，厚さ1.1mmのガラス基
板上に透明電極（陽極側）として約100nm厚のITO膜をス
パッタ法にて形成後、単純マトリクス電極としてLINE/S
PACE＝100μm/40μmの間隔で100ラインをパターニング
した。つぎに実施例３と同様の条件で３層からなる有機
化合物層を作成した。
板上に透明電極（陽極側）として約100nm厚のITO膜をス
パッタ法にて形成後、単純マトリクス電極としてLINE/S
PACE＝100μm/40μmの間隔で100ラインをパターニング
した。つぎに実施例３と同様の条件で３層からなる有機
化合物層を作成した。
【０１０７】続いてマスク蒸着にて、LINE/SPACE＝100
μm/40μmで100ライン分の金属電極を、透明電極と直交
するように、真空度2×10-5Torrの条件で真空蒸着法に
て成膜した。金属電極はＫＦを膜厚5nm，つづいてＡＬ
を150nmの膜厚で形成した。
μm/40μmで100ライン分の金属電極を、透明電極と直交
するように、真空度2×10-5Torrの条件で真空蒸着法に
て成膜した。金属電極はＫＦを膜厚5nm，つづいてＡＬ
を150nmの膜厚で形成した。
【０１０８】この50ｘ50の単純マトリクス型有機ＥＬ素
子を、窒素雰囲気で満たしたグローブボックス中にて、
図３に示す１０ボルトの走査信号と±３ボルトの情報信
号を用いて、７ボルトから１３ボルトの電圧で、単純マ
トリクス駆動をおこなった。フレーム周波数３０Hzでイ
ンターレス駆動したところ、白黒２値画像が確認でき
た。
子を、窒素雰囲気で満たしたグローブボックス中にて、
図３に示す１０ボルトの走査信号と±３ボルトの情報信
号を用いて、７ボルトから１３ボルトの電圧で、単純マ
トリクス駆動をおこなった。フレーム周波数３０Hzでイ
ンターレス駆動したところ、白黒２値画像が確認でき
た。
【０１０９】本発明で示した高効率な発光素子は、画像
表示装置としては、省エネルギーや高視認性を備えた軽
量なフラットパネルディスプレイが可能となる。またプ
リンター用の光源としては、本発明の発光素子をライン
状に形成し、感光ドラムに近接して置き、各素子を独立
して駆動し、感光ドラムに所望の露光を行う、ラインシ
ャッターとして利用可能である。一方照明装置や液晶表
示装置のバックライトへの利用は、省エネルギー効果が
期待できる。
表示装置としては、省エネルギーや高視認性を備えた軽
量なフラットパネルディスプレイが可能となる。またプ
リンター用の光源としては、本発明の発光素子をライン
状に形成し、感光ドラムに近接して置き、各素子を独立
して駆動し、感光ドラムに所望の露光を行う、ラインシ
ャッターとして利用可能である。一方照明装置や液晶表
示装置のバックライトへの利用は、省エネルギー効果が
期待できる。
【０１１０】画像表示素子への別の応用では、先に述べ
たＸＹマトリックス配線に変えて、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を備えたアクティブマトリクス方式画像表示
素子が特に有用である。以下図４〜６を参照して、本発
明のアクティブマトリクス方式画像表示素子について説
明する。
たＸＹマトリックス配線に変えて、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を備えたアクティブマトリクス方式画像表示
素子が特に有用である。以下図４〜６を参照して、本発
明のアクティブマトリクス方式画像表示素子について説
明する。
【０１１１】図４は上記パネルの平面図の模式図であ
る。パネル周辺には、走査信号ドライバーや電流供給源
からなる駆動回路と、情報信号ドライバーである表示信
号入力手段（これらを画像情報供給手段と呼ぶ）が配置
され、それぞれゲート線とよばれるＸ方向走査線、情報
線と呼ばれるＹ方向配線、及び電流供給線に接続され
る。走査信号ドライバーは、ゲート走査線を順次選択
し、これに同期して情報信号ドライバーから画像信号が
印加される。ゲート走査線と情報線の交点には表示用画
素が配置される。
る。パネル周辺には、走査信号ドライバーや電流供給源
からなる駆動回路と、情報信号ドライバーである表示信
号入力手段（これらを画像情報供給手段と呼ぶ）が配置
され、それぞれゲート線とよばれるＸ方向走査線、情報
線と呼ばれるＹ方向配線、及び電流供給線に接続され
る。走査信号ドライバーは、ゲート走査線を順次選択
し、これに同期して情報信号ドライバーから画像信号が
印加される。ゲート走査線と情報線の交点には表示用画
素が配置される。
【０１１２】次に等価回路を用いて、画素回路の動作に
ついて説明する。今ゲート選択線に選択信号が印加され
ると、ＴＦＴ１がＯＮとなり、情報信号線からコンデン
サＣaddに表示信号が供給され、ＴＦＴ２のゲート電位
を決定する。各画素に配置された有機発光素子部（ＥＬ
と略す）には、ＴＦＴ２のゲート電位に応じて、電流供
給線より電流が供給される。ＴＦＴ２のゲート電位は1
フレーム期間中Ｃaddに保持されるため、ＥＬ素子部に
はこの期間中電流供給線からの電流が流れ続ける。これ
により1フレーム期間中、発光を維持することが可能と
なる。
ついて説明する。今ゲート選択線に選択信号が印加され
ると、ＴＦＴ１がＯＮとなり、情報信号線からコンデン
サＣaddに表示信号が供給され、ＴＦＴ２のゲート電位
を決定する。各画素に配置された有機発光素子部（ＥＬ
と略す）には、ＴＦＴ２のゲート電位に応じて、電流供
給線より電流が供給される。ＴＦＴ２のゲート電位は1
フレーム期間中Ｃaddに保持されるため、ＥＬ素子部に
はこの期間中電流供給線からの電流が流れ続ける。これ
により1フレーム期間中、発光を維持することが可能と
なる。
【０１１３】図６は本実施例で用いられるＴＦＴの断面
構造の模式図を示した図である。ガラス基板上にポリシ
リコンp-Si層が設けられ、チャネル、ドレイン、ソース
領域にはそれぞれ必要な不純物がドープされる。この上
にゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられると共
に、上記ドレイン領域、ソース領域に接続するドレイン
電極、ソース電極が形成されている。この時ドレイン電
極と透明な画素電極（ＩＴＯ）は、介在する絶縁膜に開
けたコンタクトホールにより接続される。
構造の模式図を示した図である。ガラス基板上にポリシ
リコンp-Si層が設けられ、チャネル、ドレイン、ソース
領域にはそれぞれ必要な不純物がドープされる。この上
にゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられると共
に、上記ドレイン領域、ソース領域に接続するドレイン
電極、ソース電極が形成されている。この時ドレイン電
極と透明な画素電極（ＩＴＯ）は、介在する絶縁膜に開
けたコンタクトホールにより接続される。
【０１１４】本発明で用いるアクティブ素子には特に限
定はなく、単結晶シリコンＴＦＴやアモルファスシリコ
ンa-SiＴＦＴ等でも使用することができる。
定はなく、単結晶シリコンＴＦＴやアモルファスシリコ
ンa-SiＴＦＴ等でも使用することができる。
【０１１５】上記画素電極上に、多層あるいは単層の有
機発光層を形成し、陰極である金属電極を順次積層し、
アクティブ型有機発光表示素子を得ることができる。
機発光層を形成し、陰極である金属電極を順次積層し、
アクティブ型有機発光表示素子を得ることができる。
【０１１６】
【発明の効果】本発明によれば、燐光発光性を有する新
規高分子化合物を得ることができる。またその高分子化
合物を発光層として用いる事により、濃度失括が起きに
くく、高い発光効率をもつ有機発光素子を得ることがで
きる。また素子のライフタイムを伸ばすのにも有効であ
る。さらに特に薄膜トランジスタを用いたアクティブ素
子との組合せで、良好な中間調を有し、長時間表示にも
安定な表示が可能になる。
規高分子化合物を得ることができる。またその高分子化
合物を発光層として用いる事により、濃度失括が起きに
くく、高い発光効率をもつ有機発光素子を得ることがで
きる。また素子のライフタイムを伸ばすのにも有効であ
る。さらに特に薄膜トランジスタを用いたアクティブ素
子との組合せで、良好な中間調を有し、長時間表示にも
安定な表示が可能になる。
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の構成を示す概略図であ
る。（ａ）有機膜層が２層構成の場合、（ｂ）有機膜が
３層構成の場合、（ｃ）有機膜が４層構成の場合
る。（ａ）有機膜層が２層構成の場合、（ｂ）有機膜が
３層構成の場合、（ｃ）有機膜が４層構成の場合
【図２】ＸＹマトリックス型有機ＥＬ素子の構成を示
す。
す。
【図３】評価駆動波形の説明図。
【図４】ＴＦＴを用いたマトリックス型有機ＥＬ素子の
説明図。
説明図。
【図５】上記図４のパネルの等価回路図。
【図６】上記図４のパネルの断面の説明図。
１１ 金属電極
１２ 発光層
１３ ホール輸送層
１４ 透明電極
１５ 透明基板
１６ 電子輸送層
１７ 励起子拡散防止層
２１ ガラス基板
２２ 陽極となる透明電極（ＩＴＯ電極）
２３ 有機膜層
２４ 陰極となる金属電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鎌谷 淳
東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ
ン株式会社内
(72)発明者 岡田 伸二郎
東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ
ン株式会社内
(72)発明者 坪山 明
東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ
ン株式会社内
Ｆターム(参考） 3K007 AB03 AB06 BA06 CA01 CB01
DA00 DB03 EB00 FA01
4J031 BA19 BD21 CA63 CD28
Claims (17)
- 【請求項１】 金属錯体部分を有する高分子化合物であ
って、該金属錯体部分は、金属原子が高分子骨格側鎖を
形成する構成原子と結合し、該金属原子がイリジウムＩ
ｒであって、さらに少なくとも一つの炭素原子、または
酸素原子との間で結合しており、かつ前記高分子骨格が
共役構造を有することを特徴とする高分子化合物。 - 【請求項２】 金属錯体部分を有する高分子化合物であ
って、該金属錯体部分は、金属原子が高分子骨格側鎖を
形成する構成原子と結合し、該金属原子が白金Ｐｔ、ロ
ジウムＲｈ、ルテニウムＲｕ、オスミウムＯｓ、金Ａ
ｕ、パラジウムＰｄ、銅ＣｕまたはコバルトＣｏのいず
れかであって、さらに少なくとも一つの炭素原子、また
は酸素原子との間で結合しており、かつ前記高分子骨格
が共役構造を有することを特徴とする高分子化合物。 - 【請求項３】 前記高分子化合物が、励起状態から基底
状態へエネルギー遷移するときに、燐光を発光すること
を特徴とする請求項１または２記載の高分子化合物。 - 【請求項４】 前記金属錯体部分が、互いに異なる構造
の複数の金属錯体からなることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の高分子化合物。 - 【請求項５】 前記高分子化合物が、共重合体であるこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の高分
子化合物。 - 【請求項６】 前記高分子化合物の分子量が、２,００
０から１,０００,０００であることを特徴とする請求項
１乃至５のいずれかに記載の高分子化合物。 - 【請求項７】 基体上に設けられた一対の電極間に少な
くとも一種の有機化合物を含む発光部を備える有機発光
素子であって、前記有機化合物が金属錯体部分を有する
高分子化合物であって、該金属錯体部分は、金属原子が
高分子骨格側鎖を形成する構成原子と結合し、該金属原
子がイリジウムＩｒであって、さらに少なくとも一つの
炭素原子、または酸素原子との間で結合しており、かつ
前記高分子骨格が共役構造を有することを特徴とする高
分子化合物であることを特徴とする有機発光素子。 - 【請求項８】 基体上に設けられた一対の電極間に少な
くとも一種の有機化合物を含む発光部を備える有機発光
素子であって、前記有機化合物が金属錯体部分を有する
高分子化合物であって、該金属錯体部分は、金属原子が
高分子骨格側鎖を形成する構成原子と結合し、該金属原
子が白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、ルテニウムＲｕ、オスミ
ウムＯｓ、金Ａｕ、パラジウムＰｄ、銅Ｃｕまたはコバ
ルトＣｏのいずれかであって、さらに少なくとも一つの
炭素原子、または酸素原子との間で結合しており、かつ
前記高分子骨格が共役構造を有することを特徴とする高
分子化合物であることを特徴とする有機発光素子。 - 【請求項９】 対向する前記一対の電極は対向し、該電
極間に、前記発光部が位置することを特徴とする請求項
７または８のいずれかに記載の有機発光素子。 - 【請求項１０】 前記発光部が、励起状態から基底状態
へエネルギー遷移するときに、燐光を発光することを特
徴とする請求項７または９のいずれかに記載の有機発光
素子。 - 【請求項１１】 前記高分子化合物の金属錯体部分が、
互いに異なる構造を有する複数の金属錯体からなること
を特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の有機
発光素子。 - 【請求項１２】 前記高分子化合物の分子量が、２,０
００から１,０００,０００であることを特徴とする請求
項７乃至１１のいずれかに記載の有機発光素子。 - 【請求項１３】 前記発光部は、前記少なくとも一種の
有機化合物の層と、キャリアを輸送するための物質を含
む層とが積層された積層体を備えることを特徴とする請
求項７乃至１２記載の有機発光素子。 - 【請求項１４】 前記発光部は、前記少なくとも一種の
有機化合物と、キャリアを輸送するための物質からなる
混合体を備えることを特徴とする請求項７乃至１２記載
の有機発光素子。 - 【請求項１５】 前記請求項７乃至１４のいずれかに記
載の有機発光素子と、前記有機発光素子に電気信号を供
給する手段とを具備した画像表示装置。 - 【請求項１６】 共役構造を有する高分子化合物を用意
する工程と、金属原子がイリジウムＩｒで、少なくとも
一つの炭素原子、または酸素原子との間で結合している
金属錯体化合物を用意する工程、これらを反応させる工
程によって、共役構造をもつ高分子化合物を得ることを
特徴とする高分子化合物の製造方法。 - 【請求項１７】 共役構造を有する高分子化合物を用意
する工程と、金属原子が白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、ルテ
ニウムＲｕ、オスミウムＯｓ、金Ａｕ、パラジウムＰ
ｄ、銅ＣｕまたはコバルトＣｏのいずれかであり、少な
くとも一つの炭素原子、または酸素原子との間で結合し
ている金属錯体化合物を用意する工程、これらを反応さ
せる工程によって、共役構造をもつ高分子化合物を得る
ことを特徴とする高分子化合物の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001267110A JP2003073479A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 高分子化合物及び有機発光素子 |
| PCT/JP2002/008804 WO2003022908A1 (fr) | 2001-09-04 | 2002-08-30 | Composes de poids moleculaire eleve et dispositifs luminescents organiques |
| CNB028059751A CN100371370C (zh) | 2001-09-04 | 2002-08-30 | 高分子化合物以及有机发光元件 |
| KR1020047003198A KR100543837B1 (ko) | 2001-09-04 | 2002-08-30 | 고분자 화합물 및 유기 발광 소자 |
| EP02765384A EP1426399A4 (en) | 2001-09-04 | 2002-08-30 | HIGHLY MOLECULAR COMPOUNDS AND ORGANIC LUMINESCENT DEVICES |
| US10/258,241 US7238435B2 (en) | 2001-09-04 | 2002-08-30 | Polymeric compound and organic luminescence device |
| US11/124,232 US7691493B2 (en) | 2001-09-04 | 2005-05-09 | Polymeric compound and organic luminescence device |
| US11/759,084 US20070257604A1 (en) | 2001-09-04 | 2007-06-06 | Polymeric compound and organic luminescence device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001267110A JP2003073479A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 高分子化合物及び有機発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003073479A true JP2003073479A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19093292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001267110A Withdrawn JP2003073479A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 高分子化合物及び有機発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003073479A (ja) |
Cited By (16)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2005350415A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Jsr Corp | フルオレン化合物およびその製造方法 |
| WO2005122702A2 (ja) * | 2004-06-16 | 2005-12-29 | Sharp Kk | 有機エレクトロルミネセンス素子、その検査装置及び検査方法 |
| JP2006219663A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-24 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 高分子化合物およびそれを用いた素子 |
| JP2007023269A (ja) * | 2005-06-14 | 2007-02-01 | Showa Denko Kk | 高分子発光材料、ならびに高分子発光材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置 |
| JP2007211243A (ja) * | 2007-02-07 | 2007-08-23 | Showa Denko Kk | 重合性化合物の重合体 |
| JP2007537311A (ja) * | 2004-05-11 | 2007-12-20 | メルク パテント ゲーエムベーハー | エレクトロルミネセンスポリマー |
| WO2009157424A1 (ja) | 2008-06-23 | 2009-12-30 | 住友化学株式会社 | 金属錯体の残基を含む高分子化合物及びそれを用いた素子 |
| WO2010013681A1 (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-04 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 高分子色素を用いた色変換膜およびそれを用いた多色発光有機ｅｌデバイス |
| WO2010098387A1 (ja) | 2009-02-27 | 2010-09-02 | 新日鐵化学株式会社 | 高分子発光材料、その製造方法及び有機電界発光素子 |
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| JP2015174931A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 住友化学株式会社 | 高分子化合物およびそれを用いた発光素子 |
| JP2015174932A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 住友化学株式会社 | 高分子化合物およびそれを用いた発光素子 |
| JP2021007162A (ja) * | 2015-05-21 | 2021-01-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置 |
-
2001
- 2001-09-04 JP JP2001267110A patent/JP2003073479A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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