專利名稱：層疊結構體、其制造方法和含有其的電子元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及在電致發光元件、光電轉換元件等中使用的層疊結構體。
背景技術：
為了提高含層疊結構體的電致發光元件的特性，研究了在導電性有機材料層和電 極之間插入與電極表面化學鍵合的芳香族有機化合物的結合層的方法。例如，已知有在陽 極和導電性有機材料層之間插入含有具有能夠與陽極表面存在的反應性基團化學鍵合的 基團的三苯基胺骨架、噻吩骨架的結合層而成的層疊結構體(專利文獻1、非專利文獻1和 非專利文獻2)。然而，這些芳香族有機化合物都是聚苯乙烯換算的數均分子量低于1000的低分 子化合物或寡聚化合物，其分子鏈長為5nm以下。在如此使用聚合度小的化合物的情況下， 制作已與電極表面化學鍵合的結合層時，化合物會發生結晶化，因此難以制造再現性好、均 勻的結合層，存在電致發光元件的驅動電壓高、耗電大的問題。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2005-310469號公報非專利文獻非專利文獻1 J. Am. Chem. Soc.，2005 年，127 卷，10058 10062 頁非專利文獻2 :J. Mater. Chem.，2003 年，13 卷，38 43 頁
發明內容
發明欲解決的課題本發明是鑒于上述以往技術存在的問題而研發的，其目的在于，提供能降低電致 發光元件的驅動電壓、減小耗電的層疊結構體。用于解決課題的方法本發明人等為了實現上述目的不斷深入研究，結果發現，在層疊結構體中的電極 和導電性有機材料層之間，插入含歐具有特定的數均分子量且能夠與上述電極的表面化學 鍵合的芳香族高分子化合物的高分子結合層，由此這樣的層疊結構體能夠提高電致發光元 件、光電轉換元件的特性，從而完成了本發明。S卩，本發明的層疊結構體具備電極、在該電極上配置的高分子結合層以及在該高 分子結合層上配置的導電性有機材料層，上述高分子結合層含有具有下述式(I)所表示的結構且聚苯乙烯換算的數均分 子量為IXio3以上IXlO8以下的芳香族高分子化合物，化1
權利要求
1. 一種層疊結構體，其具備電極、在該電極上配置的高分子結合層以及在該高分子結 合層上配置的導電性有機材料層，所述高分子結合層含有具有下述式(I)所表示的結構且聚苯乙烯換算的數均分子量 為IXlO3以上IXlO8以下的芳香族高分子化合物，化1
2.根據權利要求1所述的層疊結構體，其中，所述高分子結合層的膜厚為0. Inm ΙΟΟμπι，所述導電性有機材料層中的與所述高分 子結合層鄰接的層的膜厚為0. Inm 1cm。
3.根據權利要求1或2所述的層疊結構體，其中，所述芳香族高分子化合物的最低非占 有分子軌道即LUMO的軌道能量為-4. OeV以上-0. 5eV以下，和/或所述芳香族高分子化合 物的最高占有分子軌道即HOMO的軌道能量為-6. OeV以上-4. OeV以下。
4.根據權利要求1 3中任意一項所述的層疊結構體，其中，所述芳香族高分子化合物 的LUMO的軌道能量與構成所述導電性有機材料層中的和所述高分子結合層鄰接的層的導 電性有機材料的LUMO的軌道能量之差為-2. 5eV以上+2. 5eV以下，和/或所述芳香族高分 子化合物的HOMO的軌道能量與構成所述導電性有機材料層中的和所述高分子結合層鄰接 的層的導電性有機材料的HOMO的軌道能量之差為-1. 5eV以上+1. 5eV以下。
5.根據權利要求1 4中任意一項所述的層疊結構體，其中，所述芳香族高分子化合物的末端基團與所述電極表面存在的反應性基團化學鍵合。
6.根據權利要求1 5中任意一項所述的層疊結構體，其中，所述電極是含有從賤金屬、貴金屬和它們的氧化物中選出的至少1種導電性化合物的 電極。
7.根據權利要求1 6中任意一項所述的層疊結構體，其中，所述高分子結合層是通過將電極浸漬在含有濃度為0.0001質量％以上的下述式(II) 所表示的共軛高分子的溶液中而形成的高分子結合層、和/或通過將所述溶液涂布在電極 上而形成的高分子結合層，
8.根據權利要求1 6中任意一項所述的層疊結構體，其中，所述高分子結合層是，在 溶液中、在表面結合有下述式(III)所表示的基團的電極的存在下，使用聚合催化劑或當 量反應劑使下述式(IV)所表示的芳香族化合物縮聚而形成，式中，G為具有芳香環的r+p價基團，Xa為鹵原子或-SO3Qa所示的基團，這里Qa表示烷 基或芳基，所述烷基和所述芳基可以具有取代基，r為1以上10以下的整數，ρ為1以上的 整數，在P為2以上時，存在的多個^可以相同也可以不同，E為通過選自巰基、羥基、羧基、 磺酸基、膦酸基、三烷氧基甲硅烷基、三羥基甲硅烷基、氯羰基、氯膦酸基、氯磺酸基、氰酸酯 基、異氰酸酯基、氨基、取代氨基和取代二硫醚基中的1價基團與所述電極表面存在的反應 性基團的化學鍵而形成的結合基，化4
9.根據權利要求1 8中任意一項所述的層疊結構體，其中， 所述高分子結合層為具有下述式(V)所表示的結構的高分子結合層，化5
10.根據權利要求9所述的層疊結構體，其中，所述式(V)中的結合基E為通過所述1價基團與所述電極表面存在的反應性基團的選 自共價鍵、配位鍵、氫鍵和離子鍵中的至少1種來形成的結合基。
11.根據權利要求9或10所述的層疊結構體，其中，所述1價基團為選自巰基、羧基、磺酸基、膦酸基、氯羰基、氯膦酸基和氯磺酸基中的1 價基團。
12.根據權利要求9 11中任意一項所述的層疊結構體，其中，所述式(V)中的G為選自可以具有取代基的單環、可以具有取代基的稠環、可以具有取 代基的集合環和可以具有取代基的橋聯多環中的至少一種的r+p價基團。
13.根據權利要求12所述的層疊結構體，其中，所述r+p價基團是含有下述式(1) (16)所表示的雜環和芳香環中的至少1個的基團，化6:
14.根據權利要求13所述的層疊結構體，其中，所述r+p價基團為含有1個所述式( 所表示的雜環的基團。
15.根據權利要求9 14中任意一項所述的層疊結構體，其中，所述式(V)中的!·為1以上3以下的整數，其中，所述式(V)中的G為單環性芳香環結 構且構成該環結構的碳原子為2個時，r為1，所述碳原子為3個時，！·為1或2。
16.根據權利要求9 15中任意一項所述的層疊結構體，其中，所述式(V)中的Ar1，相對于構成所述高分子結合層的芳香族高分子化合物中的全部 重復單元數的合計質量含有0. 1質量％以上的下述式(VI)所表示的重復單元，和/或相對 于構成所述高分子結合層的芳香族高分子化合物中的全部重復單元數的合計質量含有0. 1 質量％以上的下述式(VII)所表示的重復單元，化7
17.根據權利要求16所述的層疊結構體，其中，相對于構成所述高分子結合層的芳香族高分子化合物中的全部重復單元的合計，所述 式(VI)所表示的重復單元的摩爾百分率與所述式(VII)所表示的重復單元的摩爾百分率 合計為10摩爾％以上100摩爾％以下。
18.一種層疊結構體的制造方法，其包括在電極上形成高分子結合層的工序，所述高分子結合層含有具有下述式(I)所表示的 結構且聚苯乙烯換算的數均分子量為1 X IO3以上1 X IO8以下的芳香族高分子化合物，并且 該芳香族高分子化合物與所述電極表面化學鍵合，以及在所述高分子結合層上形成含有聚苯乙烯換算的數均分子量為3X102以上IXlO8以 下的導電性有機材料的層的工序；化9
19.一種電子元件，其包含權利要求1 17中任意一項所述的層疊結構體。
20.根據權利要求19所述的電子元件，其為發光元件。
21.根據權利要求19所述的電子元件，其為光電轉換元件。
22.—種共軛高分子，其用下述式(VIII)表示，化10
23. 一種共軛化合物，其用下述式(IX)表示，化11
全文摘要
一種層疊結構體，其具備電極、在該電極上配置的高分子結合層以及在該高分子結合層上配置的導電性有機材料層，所述高分子結合層含有具有下述式(I)所表示的結構且聚苯乙烯換算的數均分子量為1×103以上1×108以下的芳香族高分子化合物，化1(式中，Ar是可以具有取代基的共軛系的2價基團，存在多個時，它們可以相同或不同，n為1以上的整數。)所述高分子結合層通過所述芳香族高分子化合物與所述電極的表面(以下，也稱為電極表面)的化學鍵合來與所述電極接合，且構成所述導電性有機材料層中的和所述高分子結合層鄰接的層的導電性有機材料的聚苯乙烯換算的數均分子量為3×102以上1×108以下。
文檔編號H01L51/50GK102132438SQ20098013348
公開日2011年7月20日 申請日期2009年7月29日 優先權日2008年7月30日
發明者東村秀之, 天間知久, 田中健太, 石川壘 申請人:住友化學株式會社