WO2013129249A1 - 電荷輸送性ワニス - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a charge transporting varnish, and more particularly to a charge transporting varnish capable of producing a thin film with good flatness.
- a charge transporting thin film comprising a charge transporting oligomer or polymer is generally used as a charge injection layer, a charge transport layer or a light emitting layer. It has been.
- This charge transporting thin film is required to have high flatness. It is thought that the unevenness of the charge transporting thin film leads to uneven emission of the element, reduction of element lifetime, generation of dark spots, deterioration of element characteristics due to short circuit, etc., and causes a decrease in yield during production of organic EL elements. Because it is. Therefore, there is a strong demand for a technique that can form a charge transporting thin film with high flatness that can be industrially realized.
- Processes for forming a charge transporting thin film are roughly classified into a dry process typified by vacuum deposition and a wet process typified by spin coating.
- a dry process is compared with a wet process, a thin film with higher flatness can be easily produced by the wet process, and therefore, an improvement in element yield can be expected.
- wet processes are mainly used in industrial organic EL device manufacturing processes.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a charge transporting varnish capable of providing a charge transporting thin film excellent in flatness with good reproducibility.
- the present inventors have used a good solvent and a poor solvent for the charge transporting material or the charge transporting material in combination as a varnish preparation solvent, By adjusting the boiling point difference with the poor solvent and using a varnish with the viscosity and surface tension adjusted to an appropriate range, a thin film with higher uniformity and reduced surface irregularities can be reproduced with good reproducibility.
- the present invention was completed by finding that it can be produced.
- a charge transporting substance comprising a charge transporting monomer or a charge transporting oligomer or polymer having a number average molecular weight of 200 to 500,000, or a charge transporting material comprising the charge transporting substance and a dopant substance, at least one good solvent and at least one A mixed solvent composed of a kind of poor solvent, and the absolute value of the boiling point difference ⁇ T ° C. of the good solvent and the poor solvent satisfies
- Charge transport varnish 2.
- the good solvent is N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone, 1,3 1 charge transporting varnish that is at least one selected from dimethyl-2-imidazolidinone, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, diethylene glycol, and triethylene glycol, 3.
- the poor solvent is ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, hexylene glycol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5 -Pentanediol, octylene glycol, glycerin, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol mono Butyl ether acetate, ethylene glycol benzyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, 2-methoxy Ethanol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monoethyl
- the combination of the good solvent and the poor solvent is N, N-dimethylacetamide and 2,3-butanediol, N, N-dimethylacetamide and cyclohexanol, N, N-dimethylacetamide and diethylene glycol dimethyl ether, N, N-dimethyl.
- Acetamide and n-hexyl acetate N, N-dimethylacetamide and ethylene glycol monoethyl ether acetate, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and diethylene glycol monobutyl ether, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and diethylene glycol Monoethyl ether acetate, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and triethylene glycol dimethyl ether, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and 2-phenoxyethanol, 1, -Dimethyl-2-imidazolidinone and 1,3-butanediol, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and tripropylene glycol monomethyl ether, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and ethylene glycol monohexyl Ether, N-methylpyrrolidone and diethylene glycol diethyl ether, N-methylpyrrolidone and diethylene glycol monoe
- R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, amino group, silanol group, thiol group, carboxyl group, phosphate group, phosphate ester group, ester group Thioester group, amide group, nitro group, monovalent hydrocarbon group, organooxy group, organoamino group, organosilyl group, organothio group, acyl group or sulfonic acid group, and A and B are each independently Formula (2) or (3) R 4 to R 11 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a silanol group, a thiol group, a carboxyl group, a phosphate group, or a phosphate
- m and n are each independently An integer of 1 or more satisfies m + n ⁇ 20. ) 6). Any one of the charge transporting varnishes 1 to 5 for slit coating application; 7). A charge transporting thin film produced from the charge transporting varnish of any one of 1 to 5, 8). An organic electroluminescent device comprising 7 charge transporting thin films; 9. 8. The organic electroluminescence device according to 8, wherein the charge transporting thin film is a hole injection layer or a hole transport layer; 10.
- Charge transport comprising a charge transporting substance comprising a charge transporting monomer or charge transporting oligomer or polymer having a number average molecular weight of 200 to 500,000, or a charge transporting material comprising the charge transporting substance and a charge accepting dopant substance, and a solvent
- the viscosity of the charge transport varnish at 25 ° C. is 7.5 mPa ⁇ s or less
- the charge transport varnish The method of improving the flatness of a charge transporting thin film is characterized in that the surface tension at 23 ° C. is 30.0 to 40.0 mN / m.
- the charge transporting varnish of the present invention By using the charge transporting varnish of the present invention, a charge transporting thin film excellent in flatness can be produced with good reproducibility. Thereby, it becomes possible to manufacture an organic EL device and the like stably with a high yield. Further, by using this charge transporting varnish, it is possible to obtain a thin film having excellent uniformity as compared with a conventional charge transporting thin film. Thereby, the short circuit caused by the foreign material generated in the thin film can be remarkably suppressed, current concentration and defects in the organic EL device can be reduced, and the reliability can be improved. Furthermore, the charge transporting varnish of the present invention provides a charge transporting thin film with a highly accurate film thickness even when the film is formed by a slit coating method capable of forming a film over a large area. It can sufficiently cope with the progress in the display field and lighting field such as device enlargement.
- the charge transporting varnish according to the present invention comprises a charge transporting material comprising a charge transporting monomer or a charge transporting oligomer or polymer having a number average molecular weight of 200 to 500,000, or a charge transporting material comprising the charge transporting material and a dopant material.
- a mixed solvent comprising at least one good solvent and at least one poor solvent, and the absolute value of the boiling point difference ⁇ T ° C. between the good solvent and the poor solvent is
- the viscosity at 25 ° C. is 7.5 mPa ⁇ s or less, the surface tension at 23 ° C.
- the charge transporting varnish of the present invention may itself have a charge transporting property, or a solid film obtained using the varnish may have a charge transporting property.
- the boiling point and boiling point difference of the solvent are values under 1.01 ⁇ 10 5 Pa (atmospheric pressure).
- the absolute value of the boiling point difference ⁇ T ° C. needs to satisfy
- the absolute value of ⁇ T ° C. is preferably
- the good solvent include N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, dimethyl sulfoxide, N-cyclohexyl-2-pyrrolidinone, diethylene glycol, triethylene glycol and the like may be used. Two or more kinds may be used in combination.
- N, N-dimethylacetamide (166.1 ° C.), N-methylpyrrolidone (202.0 ° C.), and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (225.0 ° C.) are preferable (in parentheses). Is the boiling point, and so on).
- the poor solvent examples include ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, hexylene glycol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, 1,3-butanediol, and 1,4-butane.
- 2,3-butanediol (182.0 ° C), cyclohexanol (161.1 ° C), diethylene glycol monobutyl ether (230.4 ° C), diethylene glycol monoethyl ether acetate (217.4 ° C), diethylene glycol dimethyl ether (159.6 ° C), n-hexyl acetate (169.2 ° C), diethylene glycol diethyl ether (188.4 ° C), ethylene glycol monoethyl ether acetate (156.8 ° C), triethylene glycol dimethyl ether (216.0 ° C) ), 2-phenoxyethanol (237.0 ° C.), 1,3-butanediol (207.4 ° C.), triethylene glycol monomethyl ether (249.0 ° C.), triethylene glycol monoethyl ether ( 55.9 ° C), diethylene glycol monobutyl ether acetate (246.8 ° C), tripropy
- Preferred combinations of good and poor solvents include N, N-dimethylacetamide and 2,3-butanediol, N, N-dimethylacetamide and cyclohexanol, N, N-dimethylacetamide and diethylene glycol dimethyl ether, N, N— Dimethylacetamide and n-hexyl acetate, N, N-dimethylacetamide and ethylene glycol monoethyl ether acetate, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and diethylene glycol monobutyl ether, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone Diethylene glycol monoethyl ether acetate, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and triethylene glycol dimethyl ether, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and 2-phenoxyethanol 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and 1,3-butanediol, 1,3-dimethyl-2-imidazo
- the charge transporting material used in the present invention is not particularly limited as long as it is a charge transporting monomer, charge transporting oligomer or polymer that can be dissolved in the good solvent and can be dissolved or dispersed in the mixed solvent used in the varnish.
- Charge transporting monomer having a unit, number average molecular weight of 200 to 5,000, and a single conjugated unit is continuous, or two or more different conjugated units are continuously connected in any order Are preferred.
- the conjugated unit is not particularly limited as long as it is an atom capable of transporting charge, an aromatic ring, a conjugated group, etc., but considering the solubility in organic solvents and the expression of good charge transporting properties, Substituted or unsubstituted aniline, thiophene, dithiin, furan, pyrrole, ethynylene, vinylene, phenylene, naphthalene, anthracene, imidazole, oxazole, oxadiazole, quinoline, quinoxaline, silole, silicon, pyridine Pyrimidine, pyrazine, phenylene vinylene, fluorene, carbazole, triarylamine, metal- or metal-free phthalocyanine, metal- or metal-free porphyrin, and the like are preferably used.
- the conjugated chain formed by coupling conjugated units may include a cyclic part. Further, the term “non-subsulfy
- substituent on the conjugated unit include a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a silanol group, a thiol group, a carboxyl group, a phosphate group, a phosphate ester group, an ester group, a thioester group, an amide group, a nitro group, Examples thereof include monovalent hydrocarbon groups, organooxy groups, organoamino groups, organosilyl groups, organothio groups, acyl groups, and sulfonic acid groups.
- the monovalent hydrocarbon group examples include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, hexyl, octyl and decyl groups; cycloalkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl groups; bicyclo such as bicyclohexyl groups.
- Alkyl groups alkenyl groups such as vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, isopropenyl, 1-methyl-2-propenyl, 1,2 or 3-butenyl, hexenyl groups; ethynyl, 1-propynyl, 2-propynyl, 2 -Alkynyl groups such as butynyl, 3-butynyl, 2-pentynyl, 3-pentynyl, 4-pentynyl, 2-hexynyl, 3-hexynyl; aryl groups such as phenyl, xylyl, tolyl, biphenyl, naphthyl; benzyl, phenyl Aralkyl groups such as ethyl and phenylcyclohexyl groups, etc. Some or all halogen atoms of the hydrogen atoms of these monovalent hydrocarbon groups, hydroxyl group and a substituted group such as an alkoxy group.
- organooxy group examples include alkoxy, alkenyloxy, aryloxy groups and the like, and examples of the alkyl group, alkenyl group and aryl group constituting these groups include the same groups as those exemplified above. It is done.
- organoamino group examples include alkylamino groups such as methylamino, ethylamino, propylamino, butylamino, pentylamino, hexylamino, heptylamino, octylamino, nonylamino, decylamino, laurylamino groups; dimethylamino, diethylamino , Dipropylamino, dibutylamino, dipentylamino, dihexylamino, diheptylamino, dioctylamino, dinonylamino, didecylamino groups, and the like; cyclohexylamino groups, morpholino groups, and the like.
- organosilyl group examples include trimethylsilyl, triethylsilyl, tripropylsilyl, tributylsilyl, tripentylsilyl, trihexylsilyl, pentyldimethylsilyl, hexyldimethylsilyl, octyldimethylsilyl, and decyldimethylsilyl groups.
- organothio group examples include alkylthio groups such as methylthio, ethylthio, propylthio, butylthio, pentylthio, hexylthio, heptylthio, octylthio, nonylthio, decylthio, and laurylthio groups.
- alkylthio groups such as methylthio, ethylthio, propylthio, butylthio, pentylthio, hexylthio, heptylthio, octylthio, nonylthio, decylthio, and laurylthio groups.
- acyl group include formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, valeryl, isovaleryl, benzoyl group and the like.
- the carbon number of the monovalent hydrocarbon group, organooxy group, organoamino group, organosilyl group, organothio group and acyl group is not particularly limited, but preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms. preferable.
- a fluorine atom, a sulfonic acid group, a substituted or unsubstituted organooxy group, an alkyl group, and an organosilyl group are preferable, but particularly on a conjugated unit from the viewpoint of exhibiting good charge transportability.
- the number average molecular weight of the charge transport material comprising the charge transport oligomer or polymer is 200 to 500,000. If the number average molecular weight is less than 200, the volatility becomes too high and the charge transport property is not likely to be sufficiently expressed. On the other hand, if it exceeds 500,000, the solubility in the solvent is too low and may not be suitable for use. high.
- the number average molecular weight is preferably 5000 or less, more preferably 2000 or less, and even more preferably 1000 or less.
- an oligomer or polymer having no molecular weight distribution (dispersity of 1) is preferable.
- the number average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (polystyrene conversion).
- an oligoaniline derivative represented by the formula (1) or a quinonediimine derivative that is an oxidant thereof is used. It is preferable to use it.
- R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, amino group, silanol group, thiol group, carboxyl group, phosphate group, phosphate ester group, An ester group, a thioester group, an amide group, a nitro group, a monovalent hydrocarbon group, an organooxy group, an organoamino group, an organosilyl group, an organothio group, an acyl group, or a sulfonic acid group.
- a and B are independently
- the divalent group represented by the formula (2) or (3), m and n are each independently an integer of 1 or more and satisfying m + n ⁇ 20.
- R 4 to R 11 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a silanol group, a thiol group, a carboxyl group, a phosphate group, or a phosphate group. , Ester group, thioester group, amide group, nitro group, monovalent hydrocarbon group, organooxy group, organoamino group, organosilyl group, organothio group, acyl group or sulfonic acid group.
- R 1 to R 11 include the same substituents as those described above for the substituent on the conjugated unit, and these substituents are further substituted with other optional substituents. May be.
- m + n is preferably 4 or more from the viewpoint of developing good charge transport properties, and is preferably 16 or less, particularly preferably 10 or less, from the viewpoint of developing good solubility in a solvent.
- Such compounds include phenyltetraaniline, phenylpentaaniline, tetraaniline (aniline tetramer), octaaniline (aniline octamer), hexadecaaniline (aniline 16mer), (phenyltriani).
- the quinonediimine structure is a structure in which one double bond in the carbocyclic ring of an aromatic compound is reduced, and two C ⁇ N double bonds are substituted in the para or ortho position.
- the structure is as shown in Formula (4).
- Suitable examples of the charge transporting material include, but are not limited to, those represented by the formulas (5) and (6).
- a charge-accepting dopant material is used as necessary.
- an electron-accepting dopant material is used for the hole-transporting material
- a hole-accepting dopant material is used for the electron-transporting material.
- the solubility of the charge-accepting dopant substance is not particularly limited as long as it dissolves in at least one solvent used for varnish, and both inorganic electron-accepting substances and organic electron-accepting substances are used. it can.
- inorganic electron-accepting substances include inorganic acids such as hydrogen chloride, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid; aluminum chloride (III) (AlCl 3 ), titanium tetrachloride (IV) (TiCl 4 ), boron tribromide ( BBr 3 ), boron trifluoride ether complex (BF 3 ⁇ OEt 2 ), iron (III) chloride (FeCl 3 ), copper (II) chloride (CuCl 2 ), antimony pentachloride (V) (SbCl 5 ), five Metal halides such as antimony fluoride (V) (SbF 5 ), arsenic pentafluoride (V) (AsF 5 ), phosphorus pentafluoride (PF 5 ), tris (4-bromophenyl) aluminum hexachloroantimonate (TBPAH) Compound; Halogen such as Cl 2 , Br 2 , I 2 , ICl,
- organic electron accepting substances examples include benzenesulfonic acid, tosylic acid, p-styrenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, 4-hydroxybenzenesulfonic acid, 5-sulfosalicylic acid, p-dodecylbenzenesulfonic acid, dihexylbenzene.
- an aromatic sulfonic acid compound is preferable, an aryl sulfonic acid compound represented by the formula (7) is more preferable, and an aryl sulfonic acid compound represented by the formula (8) is particularly preferable.
- X represents O or S, but O is preferred.
- A is a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a hydroxyl group, a thiol group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, a C 1-20 alkoxy as a substituent other than X and p SO 3 H groups.
- a naphthalene ring or anthracene ring which may have a substituent is represented, and a naphthalene ring or anthracene ring having no substituent other than the SO 3 H group is particularly preferable.
- B is a divalent or trivalent benzene ring, a divalent p-xylylene group, a divalent or trivalent naphthalene ring, a divalent to tetravalent perfluorobiphenyl group, or a divalent 2,2-bis (( Represents a hydroxypropoxy) phenyl) propyl group.
- substituents in A and B include the same ones as described above.
- p represents the number of sulfonic acid groups bonded to A and is an integer of 1 to 4.
- q represents the number of bonds between B and X, and is an integer of 2 to 4.
- hole-accepting dopant examples include metal complexes such as alkali metals (Li, Na, K, Cs), lithium quinolinolato (Liq), and lithium acetylacetonate (Li (acac)). It is not limited to these.
- the charge transporting varnish according to the present invention contains a good solvent, a poor solvent, a charge transporting substance, and a charge accepting dopant used as necessary, as described above, and has a viscosity at 25 ° C. of 7. It is necessary to make the surface tension at 5 mPa ⁇ s or less and 23 ° C. 30.0 to 40.0 mN / m. Even if the absolute value
- the viscosity of the varnish is more preferably 7.0 mPa ⁇ s or less at 25 ° C., and 6.9 mPa ⁇ s or less. Even more preferred.
- the lower limit of the viscosity is not particularly limited, but is usually about 1.0 mPa ⁇ s.
- the surface tension of the varnish is more preferably 30.5 to 39.0 mN / m at 23 ° C., and further preferably 30.7 to 38.5 mN / m.
- one of the good solvent and the poor solvent used in the charge transporting varnish of the present invention is 0.1 to 200 mPa ⁇ s, particularly 0.1 to 100 mPa ⁇ s at 25 ° C. It is preferable to use a solvent having a viscosity of s and a boiling point of 50 to 300 ° C., particularly 100 to 250 ° C. at normal pressure. Specific examples of such a solvent include cyclohexanol, ethylene glycol, ethylene glycol diglycidyl ether, 1,3-octylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-butane exemplified as the poor solvent.
- Examples thereof include diol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, propylene glycol, hexylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and triethylene glycol dimethyl ether.
- cyclohexanol, dipropylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol are particularly preferable in that they have an appropriate viscosity and boiling point and exhibit good coating properties on substrates.
- Monobutyl ether acetate and triethylene glycol dimethyl ether are preferred.
- the viscosity is a value measured with a TVE-22L viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. (the temperature of the thermostatic bath is set to 25 ° C.).
- the amount of good solvent and poor solvent used depends on the type of solvent used and the type and amount of charge transporting substance so that the viscosity and surface tension of the varnish satisfy the above ranges.
- the amount of good solvent used is 1 to 90% by mass (poor solvent 10 to 99% by mass), preferably 10 to 90%, based on the entire solvent. % By weight (poor solvent 10 to 90% by weight), more preferably 20 to 90% by weight (poor solvent 10 to 80% by weight), even more preferably 30 to 90% by weight (poor solvent 10 to 70% by weight).
- the charge transporting material is preferably dissolved in a good solvent.
- the solid content concentration of the charge transporting varnish is appropriately set in consideration of the viscosity and surface tension of the varnish, the thickness of the thin film to be produced, etc., but is usually 0.1 to 10.0 mass. %, Preferably 0.5 to 5.0 mass%, more preferably 1.0 to 3.0 mass%.
- the substance amount (mol) ratio between the charge transporting substance and the charge-accepting dopant substance is also appropriately determined in consideration of the viscosity, surface tension, etc.
- the charge-accepting dopant is 0.1 to 10, preferably 0.5 to 5.0, and more preferably 1.0 to 1.0 with respect to the charge transporting material 1 as a mass ratio. 3.0.
- a charge transporting thin film can be formed on a substrate by applying the charge transporting varnish described above on the substrate and evaporating the solvent.
- the varnish application method is not particularly limited, and examples thereof include a dipping method, a spin coating method, a transfer printing method, a roll coating method, a brush coating method, an ink jet method, a spray method, and a slit coating method.
- This charge transporting varnish is particularly suitable for the slit coating method used for coating on a large area substrate or the like because it provides a thin film with better uniformity and flatness.
- the method for evaporating the solvent is not particularly limited, and may be evaporated in a suitable atmosphere such as in the air, in an inert gas such as nitrogen, or in a vacuum using a heating device such as a hot plate or an oven. . Thereby, a thin film having a uniform film formation surface can be obtained.
- the firing temperature is not particularly limited as long as the solvent can be evaporated, but 40 to 250 ° C. is preferable. In this case, two or more stages of temperature changes may be applied for the purpose of developing higher uniform film forming properties or allowing the reaction to proceed on the substrate.
- the thickness of the charge transporting thin film is not particularly limited, but is preferably 5 to 200 nm when used as a charge injection layer in an organic EL device.
- a method of changing the film thickness there are methods such as changing the solid content concentration in the varnish and changing the amount of the solution on the substrate during coating.
- the charge transporting varnish of the present invention when used, when a thin film having a thickness of 30 nm is formed by the slit coating method, a thin film having a variation within ⁇ 4 nm can be produced, and a thin film having a thickness within ⁇ 3 nm is produced with good reproducibility. can do.
- Examples of materials used and methods for producing an OLED element using the charge transporting varnish of the present invention include the following, but are not limited thereto.
- the electrode substrate to be used is preferably previously washed with a detergent, alcohol, pure water or the like. Further, for example, the anode substrate is preferably subjected to surface treatment such as UV ozone treatment or oxygen-plasma treatment immediately before use. However, when the anode material is mainly composed of an organic material, the surface treatment may not be performed.
- Examples of a method for producing an OLED element using the charge transporting varnish of the present invention include the following methods.
- the charge transporting varnish (hole transporting varnish) of the present invention is applied on the anode substrate by a slit coating method or the like, evaporated and baked by the above method, and a hole transporting thin film is produced on the electrode.
- This is introduced into a vacuum deposition apparatus, and a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode metal are sequentially deposited to form an OLED element.
- a carrier block layer may be provided between arbitrary layers.
- anode material examples include transparent electrodes typified by indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO), and those subjected to planarization treatment are preferable.
- ITO indium tin oxide
- IZO indium zinc oxide
- Polythiophene derivatives and polyaniline derivatives having high charge transporting properties can also be used.
- TPD triphenylamine dimer derivative
- ⁇ -NPD ⁇ -naphthyldiphenylamine dimer
- Spiro-TAD spiro-dimer
- Triarylamines such as 4,4 ′, 4 ′′ -tris [3-methylphenyl (phenyl) amino] triphenylamine (m-MTDATA), 4,4 ′, 4 ′′ -tris [1-naphthyl (phenyl) ) Amino] triphenylamine (1-TNATA) and other starburst amines, 5,5 ′′ -bis- ⁇ 4- [bis (4-methylphenyl) amino] phenyl ⁇ -2,2 ′: 5 ′,
- Materials for forming the light emitting layer include tris (8-quinolinolato) aluminum (III) (Alq 3 ), bis (8-quinolinolato) zinc (II) (Znq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) ( p-phenylphenolate) aluminum (III) (BAlq) and 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi), and the like.
- the light emitting layer may be formed by co-evaporation.
- Examples of the electron transport material include Alq 3 , BAlq, DPVBi, (2- (4-biphenyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole) (PBD), triazole derivatives ( TAZ), bathocuproine (BCP), silole derivatives and the like.
- luminescent dopant examples include quinacridone, rubrene, coumarin 540, 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM), tris (2-phenylpyridine) iridium ( III) (Ir (ppy) 3 ), (1,10-phenanthroline) -tris (4,4,4-trifluoro-1- (2-thienyl) -butane-1,3-dionate) europium (III) ( Eu (TTA) 3 phen) and the like.
- Examples of the material for forming the carrier block layer include PBD, TAZ, and BCP.
- Materials for forming the electron injection layer include lithium oxide (Li 2 O), magnesium oxide (MgO), alumina (Al 2 O 3 ), lithium fluoride (LiF), sodium fluoride (NaF), magnesium fluoride ( MgF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), Liq, Li (acac), lithium acetate, lithium benzoate and the like.
- Examples of the cathode material include aluminum, magnesium-silver alloy, aluminum-lithium alloy, lithium, sodium, potassium, cesium and the like.
- Examples of the method for producing a PLED element using the charge transporting varnish of the present invention include the following methods.
- the charge transporting varnish (hole transporting varnish) of the present invention is applied on the anode substrate by a slit coating method and the like, evaporated and baked by the above method to produce a hole transporting thin film on the electrode, A light emitting charge transporting polymer layer is formed on the top, and a cathode electrode is further deposited to form a PLED element.
- the cathode and anode material to be used the same materials as those used in the production of the OLED element can be used, and the same cleaning treatment and surface treatment can be performed.
- a method for forming the light emitting charge transporting polymer layer a solvent is added to the light emitting charge transporting polymer material or a material obtained by adding a light emitting dopant to the material, and the solution is dissolved or evenly dispersed to inject holes.
- An example is a method in which a film is formed by evaporation of a solvent after application to an electrode substrate on which a layer is formed.
- Examples of the light-emitting charge transporting polymer material include polyfluorene derivatives such as poly (9,9-dialkylfluorene) (PDAF), poly (2-methoxy-5- (2′-ethylhexoxy) -1,4-phenylene vinylene, and the like. And polyphenylene vinylene derivatives such as (MEH-PPV), polythiophene derivatives such as poly (3-alkylthiophene) (PAT), and polyvinylcarbazole (PVCz).
- polyfluorene derivatives such as poly (9,9-dialkylfluorene) (PDAF), poly (2-methoxy-5- (2′-ethylhexoxy) -1,4-phenylene vinylene, and the like.
- polyphenylene vinylene derivatives such as (MEH-PPV)
- polythiophene derivatives such as poly (3-alkylthiophene) (PAT)
- PVCz polyvinylcarbazol
- Examples of the solvent include toluene, xylene, chloroform, and the like.
- Examples of the dissolution or uniform dispersion method include methods such as stirring, heating and stirring, and ultrasonic dispersion.
- the application method is not particularly limited, and examples thereof include an inkjet method, a spray method, a dipping method, a spin coating method, a transfer printing method, a roll coating method, and a brush coating method.
- the application is preferably performed under an inert gas such as nitrogen or argon.
- Examples of the solvent evaporation method include a method of heating in an oven or a hot plate under an inert gas or in a vacuum.
- Viscosity Device TVE-22L viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. Measurement temperature: Measured by setting the thermostatic chamber of the viscometer to 25 ° C
- Surface tension Device Automatic manufactured by Kyowa Interface Science Surface tension meter CBVP-Z Measurement temperature: Measured at an ambient temperature of 23 ° C.
- Production of thin film Device Slit die coater T2 manufactured by Techno Machine Co., Ltd.
- Film thickness measuring device Kosaka Laboratory Co., Ltd. Fine shape measuring machine Surfcoder ET-4000 (5)
- Substrate cleaning equipment Choshu Sangyo Co., Ltd. substrate cleaning equipment (decompressed plasma method)
- Example 2 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of DMAc used was 105 g, and 105 g of diethylene glycol dimethyl ether (hereinafter abbreviated as Diglyme) was used as the poor solvent instead of 2,3-BD21 g. (Solid content 2.0% by weight).
- DMAc diethylene glycol dimethyl ether
- Example 3 Other than using 105 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (hereinafter abbreviated as DMI) instead of 189 g of DMAc and 105 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate (hereinafter abbreviated as ECA) instead of 2,3 BD21 g Prepared a charge transporting varnish by the same method as in Example 1 (solid content: 2.0% by mass).
- DMI 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone
- ECA diethylene glycol monoethyl ether acetate
- Example 4 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that 178.5 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc, and 31.5 g of diethylene glycol monobutyl ether (hereinafter abbreviated as DEGMBE) was used instead of 2,3-BD21 g. It was prepared (solid content 2.0% by mass).
- DEGMBE diethylene glycol monobutyl ether
- Example 5 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 147 g and the amount of 2,3-BD used was 63 g (solid content 2.0% by mass).
- Example 6 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 84 g, and 126 g of cyclohexanol (hereinafter abbreviated as CHA) was used instead of 2,3BD21 g (solid content). 2.0 mass%).
- CHA cyclohexanol
- Example 7 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 105 g and the amount of 2,3-BD used was 105 g (solid content 2.0 mass%).
- Example 8 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 94.5 g and the amount of 2,3-BD used was 115.5 g (solid content: 2.0% by mass) ).
- Example 9 Example 1 except that 84 g of N-methylpyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) was used instead of 189 g of DMAc, and 126 g of diethylene glycol diethyl ether (hereinafter abbreviated as Ethyl diglyme) was used instead of 2,3-BD21 g.
- NMP N-methylpyrrolidone
- Ethyl diglyme diethylene glycol diethyl ether
- Example 10 A charge-transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that 105 g of NMP was used instead of 189 g of DMAc and 105 g of ethyl diglyme was used instead of 21 g of 2,3-BD (solid content: 2.0% by mass).
- Example 11 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 147 g, and 63 g of n-hexyl acetate (hereinafter abbreviated as nHAc) was used in place of 2,3-BD21 g. Min 2.0 mass%).
- nHAc n-hexyl acetate
- Example 12 The charge was changed in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 105 g, and 2,3-BD21 g and ethylene glycol monoethyl ether acetate (hereinafter abbreviated as EGMEAAc) 84 g were used instead of 2,3-BD21 g.
- EGMEAAc ethylene glycol monoethyl ether acetate
- Example 13 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 84 g, and Diglyme 126 g was used instead of 2,3-BD21 g (solid content 2.0 mass%).
- Example 14 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1, except that 105 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc, and 105 g of triethylene glycol dimethyl ether (hereinafter abbreviated as Triglyme) was used instead of 2,3-BD21 g ( Solid content 2.0 mass%).
- Triglyme triethylene glycol dimethyl ether
- Example 15 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that 84 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc, 63 g of 2-phenoxyethanol (hereinafter abbreviated as 2-PE) and 63 g of ECA were used instead of 2,3-BD21 g. It was prepared (solid content 2.0% by mass).
- Example 16 Charge transport was carried out in the same manner as in Example 1, except that 168 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc, and 42 g of 1,3-butanediol (hereinafter abbreviated as 1,3-BD) was used instead of 2,3-BD21 g. Varnish was prepared (solid content: 2.0% by mass).
- Example 17 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1, except that 126 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc, and 84 g of tripropylene glycol monomethyl ether (hereinafter abbreviated as TPGMME) was used instead of 2,3-BD21 g. (Solid content 2.0% by weight).
- TPGMME tripropylene glycol monomethyl ether
- Example 18 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 147 g, and 63 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate (hereinafter abbreviated as EGMEAAc) was used instead of 2,3-BD21 g. (Solid content 2.0 mass%).
- EGMEAAc ethylene glycol monoethyl ether acetate
- Example 19 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1, except that 126 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc, and 84 g of ethylene glycol monohexyl ether (hereinafter abbreviated as EGMHE) was used instead of 2,3-BD21 g. (Solid content 2.0% by weight).
- EGMHE ethylene glycol monohexyl ether
- Example 1 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 84 g and the amount of 2,3-BD used was 126 g (solid content 2.0% by mass).
- Example 2 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 73.5 g and the amount of 2,3-BD used was 136.5 g (solid content 2.0 mass% ).
- Example 3 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 63 g and the amount of 2,3-BD used was 147 g (solid content: 2.0% by mass).
- Example 6 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc used was 147 g, and 63 g of triethylene glycol monomethyl ether (hereinafter abbreviated as TEGMME) was used instead of 2,3-BD21 g. (Solid content 2.0% by weight).
- TEGMME triethylene glycol monomethyl ether
- Example 7 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that 105 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc and 105 g of triethylene glycol monoethyl ether (hereinafter abbreviated as TEGMEE) was used instead of 2,3-BD21 g. (Solid content 2.0 mass%).
- TEGMEE triethylene glycol monoethyl ether
- Example 8 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that 126 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc, and 84 g of diethylene glycol monobutyl ether acetate (hereinafter abbreviated as DEGMBEAc) was used instead of 2,3-BD21 g ( Solid content 2.0 mass%).
- DEGMBEAc diethylene glycol monobutyl ether acetate
- Example 9 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that 105 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc, and 105 g of diethylene glycol monoethyl ether (hereinafter abbreviated as DEGMEE) was used instead of 2,3-BD21 g ( Solid content 2.0 mass%).
- DEGMEE diethylene glycol monoethyl ether
- Example 10 A charge transporting varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that 168 g of DMI was used instead of 189 g of DMAc and 42 g of propylene glycol monomethyl ether (hereinafter abbreviated as PGME) was used instead of 2,3-BD21 g ( Solid content 2.0 mass%).
- PGME propylene glycol monomethyl ether
- the varnish prepared in each of the above examples and comparative examples was applied to an ITO solid substrate (length 120 mm ⁇ 120 mm, thickness 0.7 mm) using a slit die coater, and then on the hot plate at 50 ° C. for 5 minutes in the air.
- the film was dried and baked on a hot plate at 230 ° C. for 15 minutes to form a thin film on the substrate.
- the ITO substrate is used after removing impurities on the surface using an O 2 plasma cleaning apparatus (150 W, 30 seconds).
- the coating conditions of the slit coater are as follows: the coating area is 120 mm ⁇ 120 mm, the gap is 20 ⁇ m, The coating standby time was 4 sec, the coating speed was 10 mm / sec, and the target film thickness was 30 nm.
- the film thickness distribution of the obtained thin film was evaluated.
- the evaluation was performed by measuring a total of five locations near the four corners and the center of the thin film produced in a square shape, and converting the in-plane uniformity of the film thickness at the five locations into a numerical value as a film thickness distribution.
- Viscosity and surface tension of each varnish, boiling point difference between good solvent and poor solvent used for the preparation of varnish [boiling point of good solvent (° C)-boiling point of poor solvent (° C)] and its absolute value, and evaluation of film thickness distribution The results are shown in Tables 1 to 4.
- Table 1 shows an example in which it is easy to evaluate the influence of the varnish viscosity on the film thickness distribution
- Table 2 shows an example in which the influence of the surface tension of the varnish on the film thickness distribution can be easily evaluated
- Table 3 shows a good solvent and a poor solvent. Examples of easily evaluating the influence of the difference in boiling point from the solvent on the film thickness distribution were extracted and listed.
- Table 4 shows the results of Comparative Examples 11 and 12 having a single solvent composition.
- the thin film prepared using the varnishes prepared in Examples 1 to 8 whose viscosity of the varnish is 7.5 mPa ⁇ s or less is Comparative Example 1 in which the viscosity is more than 7.5 mPa ⁇ s. It can be seen that the variation in film thickness is smaller than that of the thin film prepared using the varnish prepared in (3) to (3).
- the thin films prepared using the varnishes prepared in Examples in which the surface tension of the varnish is in the range of 30.0 to 40.0 mN / m are comparative examples in which the surface tension is outside the above range. It can be seen that the variation in film thickness is small compared to the thin film prepared using the varnishes prepared in 4 and 5.
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Description
この電荷輸送性薄膜には高い平坦性が要求される。電荷輸送性薄膜の凹凸は、素子の発光ムラ、素子寿命の低下、ダークスポットの発生、および短絡による素子特性の低下等につながり、有機EL素子生産時の歩留り低下を引き起こす原因になると考えられているためである。
したがって、工業的に実現可能な、平坦性の高い電荷輸送性薄膜を形成できる技術が強く求められている。
ドライプロセスとウェットプロセスとを比較すると、ウェットプロセスの方が容易に平坦性の高い薄膜を作製できることから、素子歩留りの向上が期待できる。
このような理由から、工業的な有機EL素子の製造プロセスにおいても、ウェットプロセスが主流として用いられている。
しかし、近年の画像表示デバイスの大型化など、ディスプレイ分野における進展を背景に、高精度で再現性良く大面積に成膜可能な電荷輸送性ワニスがますます要求されるようになってきており、既存のワニスではこのような要求に必ずしも十分に応えられていなかった。
1. 電荷輸送性モノマーまたは数平均分子量200~50万の電荷輸送性オリゴマーもしくはポリマーからなる電荷輸送物質、またはこの電荷輸送物質およびドーパント物質からなる電荷輸送性材料と、少なくとも1種の良溶媒および少なくとも1種の貧溶媒を含んで構成される混合溶媒と、を含有し、前記良溶媒および貧溶媒の沸点差ΔT℃の絶対値が、|ΔT|<20℃を満たし、25℃での粘度が7.5mPa・s以下、かつ、23℃での表面張力が30.0~40.0mN/mであり、前記電荷輸送性材料が、前記混合溶媒中に溶解または均一に分散していることを特徴とする電荷輸送性ワニス、
2. 前記良溶媒が、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルプロピオンアミド、N-メチルピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、りん酸トリメチル、りん酸トリエチル、ジエチレングリコール、およびトリエチレングリコールから選ばれる少なくとも1種である1の電荷輸送性ワニス、
3. 前記貧溶媒が、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、オクチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールベンジルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、2-メトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、1-ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリメチレングリコール、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-ノナノール、1-デカノール、1-ウンデカノール、1-ドデカノール、1-テトラデカノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、グリシドール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジアセトンアルコール、2-エチルヘキサノール、2-フェノキシエタノール、α-テルピネオール、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジ-n-ブチルエーテル、ジ-n-ヘキシルエーテル、アニソール、エチルフェニルエーテル、n-ブチルフェニルエーテル、ベンジルイソアミルエーテル、o-クレジルメチルエーテル、m-クレジルメチルエーテル、p-クレジルメチルエーテル、エチルベンジルエーテル、ジグリシジルエーテル、1,4-ジオキサン、トリオキサン、フルフラール、2-メチルフラン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、シオネール、メチラール、ジエチルアセタール、ギ酸プロピル、ギ酸n-ブチル、ギ酸イソブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸第二ブチル、酢酸n-アミル、酢酸イソアミル、酢酸メチルイソアミル、n-ヘキシルアセテート、酢酸第二ヘキシル、酢酸2-エチルブチル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n-ブチル、プロピオン酸イソアミル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸n-ブチル、酪酸イソアミル、オキシイソ酪酸エチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸アミル、アセト酪酸メチル、アセト酪酸エチル、イソ吉草酸イソアミル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル、乳酸イソブチル、乳酸n-アミル、乳酸イソアミル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸イソアミル、安息香酸ベンジル、サリチル酸メチル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、シュウ酸ジアミル、マロン酸ジエチル、クエン酸トリブチル、セバチン酸ジオクチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ-n-ブチル、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル、フタル酸ジ-n-オクチル、メチルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、メチル-n-ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル-n-アミルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチル-n-ブチルケトン、ジ-n-プロピルケトン、ジイソブチルケトン、2,6,8-トリメチルノナン-4-オン、アセトニルアセトン、メシチルオキシド、ホロン、イソホロン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン、2-エチルヘキサン酸、オレイン酸、乳酸、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾールキシレノール、ヘプタン、オクタン、2,2,3-トリメチルヘキサン、デカン、ドデカン、トルエン、キシレン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、クメン、メシチレン、テトラリン、p-シメン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ジペンチルベンゼン、ドデシルベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、p-メンタン、ビシクロヘキセン、α-ピネン、およびジペンテンから選ばれる少なくとも1種である1または2の電荷輸送性ワニス、
4. 前記良溶媒および前記貧溶媒の組み合わせが、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオール、N,N-ジメチルアセトアミドとシクロヘキサノール、N,N-ジメチルアセトアミドとジエチレングリコールジメチルエーテル、N,N-ジメチルアセトアミドとn-ヘキシルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと2-フェノキシエタノール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N-メチルピロリドンとトリエチレングリコールジメチルエーテル、N-メチルピロリドンと1,3-ブタンジオール、N-メチルピロリドンとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオールとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオールとシクロヘキサノール、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオールとジエチレングリコールジメチルエーテル、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオールとn-ヘキシルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとシクロヘキサノールとジエチレングリコールジメチルエーテル、N,N-ジメチルアセトアミドとシクロヘキサノールとn-ヘキシルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとシクロヘキサノールとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとジエチレングリコールジメチルエーテルとn-ヘキシルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとジエチレングリコールジメチルエーテルとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとn-ヘキシルアセテートとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートと2-フェノキシエタノール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルと2-フェノキシエタノール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとトリエチレングリコールジメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテルと2-フェノキシエタノール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテルと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテルとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと2-フェノキシエタノールと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと2-フェノキシエタノールとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと2-フェノキシエタノールとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと1,3-ブタンジオールとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと1,3-ブタンジオールとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリプロピレングリコールモノメチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとジエチレングリコールジエチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとトリエチレングリコールジメチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートと1,3-ブタンジオール、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテルと1,3-ブタンジオール、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテルとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N-メチルピロリドンとトリエチレングリコールジメチルエーテルと1,3-ブタンジオール、N-メチルピロリドンとトリエチレングリコールジメチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとトリエチレングリコールジメチルエーテルとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N-メチルピロリドンと1,3-ブタンジオールとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンと1,3-ブタンジオールとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N-メチルピロリドンとエチレングリコールモノヘキシルエーテルとジエチレングリコールモノエチルエーテルである1~3のいずれかの電荷輸送性ワニス、
5. 前記電荷輸送物質が、式(1)で表されるオリゴアニリン誘導体、または式(1)の酸化体であるキノンジイミン誘導体である1~4のいずれかの電荷輸送性ワニス、
6. スリットコート塗布用である1~5のいずれかの電荷輸送性ワニス、
7. 1~5のいずれかの電荷輸送性ワニスから作製された電荷輸送性薄膜、
8. 7の電荷輸送性薄膜を備える有機エレクトロルミネッセンス素子、
9. 前記電荷輸送性薄膜が、正孔注入層または正孔輸送層である8の有機エレクトロルミネッセンス素子、
10. 1~5のいずれかの電荷輸送性ワニスを用いる電荷輸送性薄膜の作製方法、
11. 電荷輸送性モノマーまたは数平均分子量200~50万の電荷輸送性オリゴマーもしくはポリマーからなる電荷輸送物質、またはこの電荷輸送物質および電荷受容性ドーパント物質からなる電荷輸送性材料と、溶媒とを含む電荷輸送性ワニスを用いて作製される電荷輸送性薄膜の平坦性向上方法であって、前記溶媒として、少なくとも1種の良溶媒および少なくとも1種の貧溶媒を含んで構成される混合溶媒を用いるとともに、これら良溶媒および貧溶媒の沸点差ΔT℃の絶対値を|ΔT|<20℃とし、前記電荷輸送性ワニスの25℃での粘度を7.5mPa・s以下とし、かつ、前記電荷輸送性ワニスの23℃での表面張力を30.0~40.0mN/mとすることを特徴とする電荷輸送性薄膜の平坦性向上方法
を提供する。
また、この電荷輸送性ワニスを用いることで、従来の電荷輸送性薄膜に比べて均一性に優れた薄膜を得ることができる。これにより、薄膜中に生じた異物によって引き起こされる短絡を著しく抑制でき、有機ELデバイスにおける電流集中や欠陥等が減少し、その信頼性向上にも貢献し得る。
さらに、本発明の電荷輸送性ワニスは、大面積に成膜可能なスリットコート法にて成膜した場合でも、高精度に膜厚が制御された電荷輸送性薄膜を与えるため、近年の画像表示デバイスの大型化等のディスプレイ分野や照明分野における進展に十分に対応できる。
本発明に係る電荷輸送性ワニスは、電荷輸送性モノマーまたは数平均分子量200~50万の電荷輸送性オリゴマーもしくはポリマーからなる電荷輸送物質、またはこの電荷輸送物質およびドーパント物質からなる電荷輸送性材料と、少なくとも1種の良溶媒および少なくとも1種の貧溶媒を含んで構成される混合溶媒と、を含有し、良溶媒および貧溶媒の沸点差ΔT℃の絶対値が、|ΔT|<20℃を満たし、25℃での粘度が7.5mPa・s以下、かつ、23℃での表面張力が30.0~40.0mN/mであり、電荷輸送性材料が、混合溶媒中に溶解または均一に分散しているものである。
ここで電荷輸送性とは、導電性と同義であり、正孔輸送性、電子輸送性、正孔および電子の両電荷輸送性のいずれかを意味する。本発明の電荷輸送性ワニスは、それ自体に電荷輸送性があるものでもよく、ワニスを使用して得られる固体膜に電荷輸送性があるものでもよい。
なお、本発明において、溶媒の沸点および沸点差は1.01×105Pa(大気圧)下での値である。
この範囲を外れる沸点差の溶媒組成では、得られる薄膜の均一性や平坦性が低下する。より均一性、平坦性の良好な薄膜を得るためには、ΔT℃の絶対値が|ΔT|≦19℃が好ましく、|ΔT|≦18℃がより好ましい。
これらの中でも、N,N-ジメチルアセトアミド(166.1℃)、N-メチルピロリドン(202.0℃)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(225.0℃)が好ましい(括弧内は沸点、以下同様)。
なお、良溶媒および貧溶媒の少なくとも一方を2種以上用いる場合、良溶媒と貧溶媒との沸点差が最も大きくなる2種を選んだ場合の沸点差ΔT℃の絶対値が、上記範囲を満たす必要がある。
なお、共役単位が連結して形成される共役鎖は、環状である部分を含んでいてもよい。また、非置換とは、水素原子が結合していることを意味する。
アシル基の具体例としては、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、イソバレリル、ベンゾイル基等が挙げられる。
一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基およびアシル基の炭素数は、特に限定されるものではないが、炭素数1~20が好ましく、1~8がより好ましい。
特に、電荷輸送物質の溶剤に対する溶解性を向上させることを考慮すると、その数平均分子量は5000以下が好ましく、2000以下がより好ましく、1000以下がより一層好ましい。
さらに、電荷輸送性物質の溶解性や電荷輸送性を均一にするということを考慮すると、分子量分布のない(分散度が1の)オリゴマーまたはポリマーであることが好ましい。
なお、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(ポリスチレン換算)による測定値である。
また、m+nは、良好な電荷輸送性を発現させるという点から、4以上が好ましく、溶媒に対して良好な溶解性を発現させるという点から、16以下、特に、10以下が好ましい。
なお、これらのオリゴアニリン誘導体等は、例えば、ブレティン・オブ・ケミカル・ソサエティ・オブ・ジャパン(Bulletin of Chemical Society of Japan)(1994年 第67巻 p.1749-1752)、シンセティック・メタルズ(Synthetic Metals)(1997年、第84巻、p.119-120)、国際公開2008/032617号、国際公開2008/032616号、国際公開2008/129947号などに記載の方法等で製造することができる。
電荷受容性ドーパント物質の溶解性に関しては、ワニスに使用する少なくとも一種の溶媒に溶解するものであれば特に限定されず、無機系の電子受容性物質、有機系の電子受容性物質のいずれも使用できる。
これら無機系および有機系の電子受容性物質は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
Aは、Xおよびp個のSO3H基以外の置換基として、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、チオール基、りん酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20のチオアルコキシ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数6~20のビシクロアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基および炭素数1~20のアシル基から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい、ナフタレン環またはアントラセン環を表すが、特に、SO3H基以外の置換基を有しないナフタレン環またはアントラセン環が好ましい。
Bは、2価もしくは3価のベンゼン環、2価のp-キシリレン基、2価もしくは3価のナフタレン環、2~4価のパーフルオロビフェニル基、または2価の2,2-ビス((ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プロピル基を表す。
AおよびBにおける、各置換基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられる。
pは、Aに結合するスルホン酸基数を表し、1~4の整数である。
qは、BとXとの結合数を示し、2~4の整数である。
上述した良溶媒と貧溶媒との沸点差の絶対値|ΔT|が20℃未満であっても、ワニスの粘度および表面張力のいずれか一方でも上記範囲外であると、得られる電荷輸送性薄膜の均一性が低下し、表面に凹凸が生じるようになる。
電荷輸送性薄膜の表面均一性をより高めるとともに、その再現性を良好にすることを考慮すると、ワニスの粘度は、25℃で7.0mPa・s以下がより好ましく、6.9mPa・s以下がより一層好ましい。なお、その粘度の下限値は特に限定されないが、通常1.0mPa・s程度である。
また、同様の理由から、ワニスの表面張力は、23℃で30.5~39.0mN/mがより好ましく、30.7~38.5mN/mがより一層好ましい。
このような溶媒の具体例としては、上記貧溶媒として例示した、シクロヘキサノール、エチレングリコール、エチレングリコールジクリシジルエーテル、1,3-オクチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、プロピレングリコール、へキシレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、適切な粘度および沸点を有し、基板に対して良好な塗布性を示すという点から、特に、シクロヘキサノール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールジメチルエーテルが好ましい。
なお、粘度は、東機産業(株)製 TVE-22L型粘度計(恒温槽の温度を25℃に設定)により測定した値である。
そして、電荷輸送性物質と電荷受容性ドーパント物質の物質量(mol)比も、発現する電荷輸送性、電荷輸送性物質等の種類を考慮しつつワニスの粘度および表面張力等を勘案して適宜設定されるものではあるが、通常、物質量比で、電荷輸送性物質1に対し、電荷受容性ドーパント0.1~10、好ましくは0.5~5.0、より好ましくは1.0~3.0である。
ワニスの塗布方法としては、特に限定されるものではなく、ディップ法、スピンコート法、転写印刷法、ロールコート法、刷毛塗り、インクジェット法、スプレー法、スリットコート法等が挙げられるが、本発明の電荷輸送性ワニスは、均一性および平坦性により優れた薄膜を与えるため、大面積基板等への塗布に用いられるスリットコート法に特に適している。
溶媒の蒸発法としては、特に限定されるものではなく、ホットプレートやオーブン等の加熱装置を用い、大気中、窒素等の不活性ガス中または真空中等の適切な雰囲気下で蒸発させればよい。これにより、均一な成膜面を有する薄膜を得ることが可能である。
焼成温度は、溶媒を蒸発できる限り特に制限はないが、40~250℃が好ましい。この場合、より高い均一成膜性を発現させたり、基材上で反応を進行させたりする目的で、2段階以上の温度変化をつけてもよい。
本発明の電荷輸送性ワニスを用いれば、スリットコート法で厚み30nmの薄膜を形成した場合に、バラツキが±4nm以内の薄膜を作製することができ、±3nm以内の薄膜をも再現性良く作製することができる。
使用する電極基板は、予め、洗剤、アルコール、純水等で洗浄しておくことが好ましい。さらに、例えば、陽極基板では、使用直前にUVオゾン処理、酸素-プラズマ処理等の表面処理を施すことが好ましい。ただし陽極材料が有機物を主成分とする場合、表面処理を行わなくともよい。
陽極基板上にスリットコート法などで本発明の電荷輸送性ワニス(正孔輸送性ワニス)を塗布し、上記の方法により蒸発、焼成を行い、電極上に正孔輸送性薄膜を作製する。これを真空蒸着装置内に導入し、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極金属を順次蒸着してOLED素子とする。発光領域をコントロールするために任意の層間にキャリアブロック層を設けてもよい。
陽極材料としては、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)に代表される透明電極が挙げられ、平坦化処理を行ったものが好ましい。高電荷輸送性を有するポリチオフェン誘導体やポリアニリン誘導体を用いることもできる。
電子輸送材料としては、Alq3、BAlq、DPVBi、(2-(4-ビフェニル)-5-(4-t-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール)(PBD)、トリアゾール誘導体(TAZ)、バソクプロイン(BCP)、シロール誘導体等が挙げられる。
電子注入層を形成する材料としては、酸化リチウム(Li2O)、酸化マグネシウム(MgO)、アルミナ(Al2O3)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化マグネシウム(MgF2)、フッ化ストロンチウム(SrF2)、Liq、Li(acac)、酢酸リチウム、安息香酸リチウム等が挙げられる。
陰極材料としては、アルミニウム、マグネシウム-銀合金、アルミニウム-リチウム合金、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等が挙げられる。
陽極基板上にスリットコート法などで本発明の電荷輸送性ワニス(正孔輸送性ワニス)を塗布し、上記の方法により蒸発、焼成を行い、電極上に正孔輸送性薄膜を作製し、その上部に発光性電荷輸送性高分子層を形成し、さらに陰極電極を蒸着してPLED素子とする。
発光性電荷輸送性高分子層の形成法としては、発光性電荷輸送性高分子材料、またはこれに発光性ドーパントを加えた材料に溶媒を加えて溶解するか、均一に分散し、正孔注入層を形成してある電極基板に塗布した後、溶媒の蒸発により成膜する方法が挙げられる。
発光性電荷輸送性高分子材料としては、ポリ(9,9-ジアルキルフルオレン)(PDAF)等のポリフルオレン誘導体、ポリ(2-メトキシ-5-(2’-エチルヘキソキシ)-1,4-フェニレンビニレン)(MEH-PPV)等のポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ(3-アルキルチオフェン)(PAT)などのポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール(PVCz)等を挙げることができる。
塗布方法としては、特に限定されるものではなく、インクジェット法、スプレー法、ディップ法、スピンコート法、転写印刷法、ロールコート法、刷毛塗り等が挙げられる。なお、塗布は、窒素、アルゴン等の不活性ガス下で行うことが好ましい。
溶媒の蒸発法としては、不活性ガス下または真空中、オーブンまたはホットプレートで加熱する方法を挙げることができる。
(1)粘度
装置:東機産業(株)製 TVE-22L型粘度計
測定温度:粘度計の恒温槽を25℃に設定して測定
(2)表面張力
装置:協和界面科学(株)製 自動表面張力計CBVP-Z
測定温度:環境温度23℃において測定
(3)薄膜の作製
装置:テクノマシーン(株)製 スリットダイコーターT2
(4)膜厚測定
装置:(株)小坂研究所製 微細形状測定機サーフコーダーET-4000
(5)基板洗浄
装置:長州産業(株)製 基板洗浄装置(減圧プラズマ方式)
[合成例1]アニリン誘導体の合成
実施例において使用する式(6)で示されるオリゴアニリン誘導体(以下、BDPA-PTAと略す)を、国際公開第2008/129947号の記載に基づき、下記反応式に従い合成した。得られたオリゴアニリン化合物の1H-NMRによる測定結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3):δ7.83(S,2H),7.68(S,1H),7.26-7.20(m,8H),7.01-6.89(m,28H).
[実施例1]
ブレンティン・オブ・ケミカル・ソサエティ・オブ・ジャパン(Bullentin of Chemical Society)、1994年、第67巻、pp.1749-1752記載の方法に従って製造した式(5)で示されるフェニルテトラアニリン(以下、PTAと略す)1.056g(2.385mmol)と、式(8)で示されるナフタレンジスルホン酸オリゴマー(以下、NSO-2と略す)3.230g(3.578mmol)とを、窒素雰囲気下、良溶媒であるN,N-ジメチルアセトアミド(以下、DMAcと略す)189gに完全に溶解させた。
得られた溶液に、貧溶媒である2,3-ブタンジオール(以下、2,3-BDと略す)21gを加えて撹拌し、電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を105gとし、貧溶媒として2,3-BD21gの代わりにジエチレングリコールジメチルエーテル(以下、Diglymeと略す)105gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりに1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(以下、DMIと略す)105gを用い、2,3-BD21gの代わりにジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(以下ECAと略す)105gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI178.5gを用い、2,3-BD21gの代わりにジエチレングリコールモノブチルエーテル(以下、DEGMBEと略す)31.5gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を147gとし、2,3-BDの使用量を63gとした以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を84gとし、2,3-BD21gの代わりにシクロヘキサノール(以下、CHAと略す)126gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を105gとし、2,3-BDの使用量を105gとした以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を94.5gとし、2,3-BDの使用量を115.5gとした以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにN-メチルピロリドン(以下、NMPと略す)84gを用い、2,3-BD21gの代わりにジエチレングリコールジエチルエーテル(以下、Ethyl diglymeと略す)126gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにNMP105gを用い、2,3-BD21gの代わりにEthyl diglyme105gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を147gとし、2,3-BD21gの代わりにn-ヘキシルアセテート(以下nHAcと略す)63gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を105gとし、2,3-BD21gの代わりに2,3-BD21gとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(以下EGMEEAcと略す)84gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を84gとし、2,3-BD21gの代わりにDiglyme126gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI105gを用い、2,3-BD21gの代わりにトリエチレングリコールジメチルエーテル(以下、Triglymeと略す)105gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI84gを用い、2,3-BD21gの代わりに2-フェノキシエタノール(以下、2-PEと略す)63gとECA63gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI168gを用い、2,3-BD21gの代わりに1,3-ブタンジオール(以下、1,3-BDと略す)42gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI126gを用い、2,3-BD21gの代わりにトリプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、TPGMMEと略す)84gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を147gとし、2,3-BD21gの代わりにエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(以下、EGMEEAcと略す)63gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI126gを用い、2,3-BD21gの代わりにエチレングリコールモノヘキシルエーテル(以下、EGMHEと略す)84gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を84gとし、2,3-BDの使用量を126gとした以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を73.5gとし、2,3-BDの使用量を136.5gとした以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を63gとし、2,3-BDの使用量を147gとした以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を126gとし、2,3-BD21gの代わりにnHAc84gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI189gを用い、2,3-BD21gの代わりに2-PE21gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの使用量を147gとし、2,3-BD21gの代わりにトリエチレングリコールモノメチルエーテル(以下、TEGMMEと略す)63gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI105gを用い、2,3-BD21gの代わりにトリエチレングリコールモノエチルエーテル(以下、TEGMEEと略す)105gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI126gを用い、2,3-BD21gの代わりにジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(以下、DEGMBEAcと略す)84gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI105gを用い、2,3-BD21gの代わりにジエチレングリコールモノエチルエーテル(以下、DEGMEEと略す)105gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAc189gの代わりにDMI168gを用い、2,3-BD21gの代わりにプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、PGMEと略す)42gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
PTA1.056g(2.385mmol)と、NSO-2 3.230g(3.578mmol)とを、窒素雰囲気下、DMAc210gに完全に溶解させて、電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
DMAcの代わりにDMIを用いた以外は、比較例11と同様の方法で電荷輸送性ワニスを調製した(固形分2.0質量%)。
なお、ITO基板は、O2プラズマ洗浄装置(150W、30秒間)を用いて表面上の不純物を除去してから使用し、スリットコーターの塗布条件は、塗布エリアが120mm×120mm、Gapが20μm、塗工待機時間が4sec、塗工速度が10mm/sec、目標膜厚は30nmとした。
なお、表1ではワニスの粘度が膜厚分布に及ぼす影響を評価し易い例を、表2ではワニスの表面張力が膜厚分布に及ぼす影響を評価し易い例を、表3では良溶媒および貧溶媒との沸点差が膜厚分布に及ぼす影響を評価しやすい例を、それぞれ抽出して列挙した。
また、表4では、単一溶媒組成の比較例11,12の結果を示した。
PTAの代わりにBDPA-PTAを用いた以外は、実施例1~19,比較例1~10と同様の方法により、電荷輸送性ワニスを調製した。各ワニスの粘度および表面張力、ワニスの調製に使用した良溶媒と貧溶媒の沸点差〔良溶媒の沸点(℃)-貧溶媒の沸点(℃)〕およびその絶対値を表5~7に示す。
したがって、この場合もスリットダイコーターにて膜厚のバラツキの少ない薄膜を作製できることが示唆され、本発明においては、PTAのみならず、BDPA-PTAのような式(1)に包含される化合物は、好適に電荷輸送性物質として用いることができると言える。
Claims (11)
- 電荷輸送性モノマーまたは数平均分子量200~50万の電荷輸送性オリゴマーもしくはポリマーからなる電荷輸送物質、またはこの電荷輸送物質およびドーパント物質からなる電荷輸送性材料と、少なくとも1種の良溶媒および少なくとも1種の貧溶媒を含んで構成される混合溶媒と、を含有し、
前記良溶媒および貧溶媒の沸点差ΔT℃の絶対値が、|ΔT|<20℃を満たし、
25℃での粘度が7.5mPa・s以下、かつ、23℃での表面張力が30.0~40.0mN/mであり、
前記電荷輸送性材料が、前記混合溶媒中に溶解または均一に分散していることを特徴とする電荷輸送性ワニス。 - 前記良溶媒が、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルプロピオンアミド、N-メチルピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、りん酸トリメチル、りん酸トリエチル、ジエチレングリコール、およびトリエチレングリコールから選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の電荷輸送性ワニス。
- 前記貧溶媒が、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、オクチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールベンジルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、2-メトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、1-ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリメチレングリコール、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-ノナノール、1-デカノール、1-ウンデカノール、1-ドデカノール、1-テトラデカノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、グリシドール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジアセトンアルコール、2-エチルヘキサノール、2-フェノキシエタノール、α-テルピネオール、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジ-n-ブチルエーテル、ジ-n-ヘキシルエーテル、アニソール、エチルフェニルエーテル、n-ブチルフェニルエーテル、ベンジルイソアミルエーテル、o-クレジルメチルエーテル、m-クレジルメチルエーテル、p-クレジルメチルエーテル、エチルベンジルエーテル、ジグリシジルエーテル、1,4-ジオキサン、トリオキサン、フルフラール、2-メチルフラン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、シオネール、メチラール、ジエチルアセタール、ギ酸プロピル、ギ酸n-ブチル、ギ酸イソブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸第二ブチル、酢酸n-アミル、酢酸イソアミル、酢酸メチルイソアミル、n-ヘキシルアセテート、酢酸第二ヘキシル、酢酸2-エチルブチル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n-ブチル、プロピオン酸イソアミル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸n-ブチル、酪酸イソアミル、オキシイソ酪酸エチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸アミル、アセト酪酸メチル、アセト酪酸エチル、イソ吉草酸イソアミル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル、乳酸イソブチル、乳酸n-アミル、乳酸イソアミル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸イソアミル、安息香酸ベンジル、サリチル酸メチル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、シュウ酸ジアミル、マロン酸ジエチル、クエン酸トリブチル、セバチン酸ジオクチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ-n-ブチル、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル、フタル酸ジ-n-オクチル、メチルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、メチル-n-ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル-n-アミルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチル-n-ブチルケトン、ジ-n-プロピルケトン、ジイソブチルケトン、2,6,8-トリメチルノナン-4-オン、アセトニルアセトン、メシチルオキシド、ホロン、イソホロン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン、2-エチル酸、カプリル酸、2-エチルヘキサン酸、オレイン酸、乳酸、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾールキシレノール、ヘプタン、オクタン、2,2,3-トリメチルヘキサン、デカン、ドデカン、トルエン、キシレン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、クメン、メシチレン、テトラリン、p-シメン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ジペンチルベンゼン、ドデシルベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、p-メンタン、ビシクロヘキセン、α-ピネン、およびジペンテンから選ばれる少なくとも1種である請求項1または2記載の電荷輸送性ワニス。
- 前記良溶媒および前記貧溶媒の組み合わせが、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオール、N,N-ジメチルアセトアミドとシクロヘキサノール、N,N-ジメチルアセトアミドとジエチレングリコールジメチルエーテル、N,N-ジメチルアセトアミドとn-ヘキシルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと2-フェノキシエタノール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N-メチルピロリドンとトリエチレングリコールジメチルエーテル、N-メチルピロリドンと1,3-ブタンジオール、N-メチルピロリドンとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオールとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオールとシクロヘキサノール、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオールとジエチレングリコールジメチルエーテル、N,N-ジメチルアセトアミドと2,3-ブタンジオールとn-ヘキシルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとシクロヘキサノールとジエチレングリコールジメチルエーテル、N,N-ジメチルアセトアミドとシクロヘキサノールとn-ヘキシルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとシクロヘキサノールとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとジエチレングリコールジメチルエーテルとn-ヘキシルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとジエチレングリコールジメチルエーテルとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N,N-ジメチルアセトアミドとn-ヘキシルアセテートとエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートと2-フェノキシエタノール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルと2-フェノキシエタノール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとトリエチレングリコールジメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテルと2-フェノキシエタノール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテルと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテルとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリエチレングリコールジメチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと2-フェノキシエタノールと1,3-ブタンジオール、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと2-フェノキシエタノールとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと2-フェノキシエタノールとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと1,3-ブタンジオールとトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンと1,3-ブタンジオールとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとトリプロピレングリコールモノメチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとジエチレングリコールジエチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとトリエチレングリコールジメチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートと1,3-ブタンジオール、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテルと1,3-ブタンジオール、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとジエチレングリコールジエチルエーテルとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N-メチルピロリドンとトリエチレングリコールジメチルエーテルと1,3-ブタンジオール、N-メチルピロリドンとトリエチレングリコールジメチルエーテルとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンとトリエチレングリコールジメチルエーテルとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N-メチルピロリドンと1,3-ブタンジオールとエチレングリコールモノヘキシルエーテル、N-メチルピロリドンと1,3-ブタンジオールとジエチレングリコールモノエチルエーテル、N-メチルピロリドンとエチレングリコールモノヘキシルエーテルとジエチレングリコールモノエチルエーテルである請求項1~3のいずれか1項記載の電荷輸送性ワニス。
- 前記電荷輸送物質が、式(1)で表されるオリゴアニリン誘導体、または式(1)の酸化体であるキノンジイミン誘導体である請求項1~4のいずれか1項記載の電荷輸送性ワニス。
(式中、R1、R2およびR3は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、シラノール基、チオール基、カルボキシル基、りん酸基、りん酸エステル基、エステル基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基またはスルホン酸基を示し、AおよびBは、それぞれ独立して下記式(2)または(3)
で表される2価の基であり、R4~R11はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、シラノール基、チオール基、カルボキシル基、りん酸基、りん酸エステル基、エステル基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基またはスルホン酸基を示し、mおよびnはそれぞれ独立に1以上の整数で、m+n≦20を満足する。) - スリットコート塗布用である請求項1~5のいずれか1項記載の電荷輸送性ワニス。
- 請求項1~5のいずれか1項記載の電荷輸送性ワニスから作製された電荷輸送性薄膜。
- 請求項7記載の電荷輸送性薄膜を備える有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記電荷輸送性薄膜が、正孔注入層または正孔輸送層である請求項8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項1~5のいずれか1項記載の電荷輸送性ワニスを用いる電荷輸送性薄膜の作製方法。
- 電荷輸送性モノマーまたは数平均分子量200~50万の電荷輸送性オリゴマーもしくはポリマーからなる電荷輸送物質、またはこの電荷輸送物質および電荷受容性ドーパント物質からなる電荷輸送性材料と、溶媒とを含む電荷輸送性ワニスを用いて作製される電荷輸送性薄膜の平坦性向上方法であって、
前記溶媒として、少なくとも1種の良溶媒および少なくとも1種の貧溶媒を含んで構成される混合溶媒を用いるとともに、これら良溶媒および貧溶媒の沸点差ΔT℃の絶対値を|ΔT|<20℃とし、
前記電荷輸送性ワニスの25℃での粘度を7.5mPa・s以下とし、かつ、前記電荷輸送性ワニスの23℃での表面張力を30.0~40.0mN/mとすることを特徴とする電荷輸送性薄膜の平坦性向上方法。
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