DE69706203T2 - Leuchtemittierender Stoff für organische Elektrolumineszensvorrichtung, und organische Elektrolumineszensvorrichtung mit diesem leuchtemittierenden dafür geeigneten Stoff - Google Patents

Leuchtemittierender Stoff für organische Elektrolumineszensvorrichtung, und organische Elektrolumineszensvorrichtung mit diesem leuchtemittierenden dafür geeigneten Stoff

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Material für ein Organoelektrolumineszenz-(im folgenden "EL")-Element, das als eine flache Lichtquelle oder Flachbidlschirm Anwendung findet, als auch ein lichtemittierendes Element von hoher Helligkeit.
  • Die Einsatzfähigkeit eines EL-Elements unter Verwendung einer organischen Substanz als einem preiswerten Lichtemissionskörper für ein Vollfarben-Großbildschirmgerät steht in hohem Maße zu erwarten, weshalb vielfältige Entwicklungen unternommen werden. Allgemein besteht ein EL-Element aus einer lichtemittierenden Schicht und einem Paar einander gegenüber liegender Elektroden, die die lichtemittierende Schicht umschließen. Bei der Lichtemission eines EL-Elements handelt es sich um folgendes Phänomen: Wird zwischen diesen beiden Elektroden ein elektrisches Feld angelegt, so injiziert die Kathode Elektronen in die lichtemittierende Schicht und die Anode Löcher (Defektelektronen) in die lichtemittierende Schicht. Vereinigen sich nun die Elektronen mit den Löchern in der lichtemittierenden Schicht, so verschiebt sich ihr Energieniveau zu einem Band der Valenzbindungen, wodurch Energie als fluoreszierendes Licht freigesetzt wird.
  • Im Vergleich zu anorganischen EL-Elementen erfordern herkömmliche organische EL-Elemente eine hohe Betriebsspannung und erbringen zugleich lediglich eine geringe Helligkeit und Wirkungsgrad ihrer Lichtemission. Darüber hinaus verschlechtern sich die Eigenschaften herkömmlicher organischer EL-Elemente enorm, weshalb kein organisches EL-Element jemals in die praktische Anwendung übernommen wurde.
  • Vor einigen Jahren wurde ein organisches EL-Element vorgeschlagen, das durch Aufschichten eines Dünnfilms hergestellt wird, der eine organische Verbindung mit einer hohen Fluoreszenz-Quantenausbeute der Lichtemission bei einer geringen elektrischen Spannung von weniger als 10 V enthält, welches EL-Element Beachtung fand (Appl. Phy. Lett., Bd. 51, Seite 913, 1987). Das obige organische EL-Element weist eine fluoreszierende Schicht auf, enthaltend einen Metallchelat-Komplex, und eine Löcher-injizierende Schicht, enthaltend eine Verbindung auf Amin-Basis, die grünes Licht von hoher Helligkeit ausstrahlt. Das obige organische EL-Element erreicht eine praktisch nahezu annehmbare Leistung, da es eine Helligkeit von 1.000 cd/m² und einen maximalen Wirkungsgrad der Lichtemission von 1,5 Im/W bei einer Gleichstromspannung von 6 oder 7 V erzielt.
  • Allerdings sind die herkömmlichen organischen EL-Elemente einschließlich des obigen organischen EL-Elements hinsichtlich ihrer Helligkeit bisher noch nicht zufriedenstellend, obschon diesbezüglich bereits gewisse Verbesserungen vorgenommen wurden. Außerdem besteht ein ernsthaftes Problem darin, dass die Beständigkeit ihrer Lichtemission im kontinuierlichen Betrieb über lange Zeiträume hinweg unzureichend ist. Das liegt daran, dass zum Beispiel ein Metallchelat- Komplex wie etwa Tris(8-hydroxychinolinat)aluminium-Komplex (Alq³) zum Zeitpunkt der Feldlichtemission chemisch instabil ist, er schlecht an einer Kathode haftet und sich bereits nach kurzer Emissionsdauer extrem abbaut.
  • Als ein blaues lichtemittierendes Material für ein organisches EL-Element wurden außerdem Materialien mit einer Struktur aus Anthracen, Tetraphenylbutadien, Stilben, Bisstyryl, Cyclopentadien oder Oxadiazol vorgeschlagen, wobei diese Materialien hinsichtlich ihres Wirkungsgrads und der maximalen Helligkeit der Lichtemission ungenügend sind und Probleme in der praktischen Anwendung zeigen ("Yuuki EL Sosi Kaihatsu Senryaku (Strategy for Development of Organic EL Devices)", herausgegeben von K. K. Science Forum, Seite 169, 1992).
  • Aus den vorangegangenen Gründen ist die Entwicklung eines lichtemittierenden Materials mit einem ausgezeichneten Wirkungsgrad und Beständigkeit der Lichternission zur Entwicklung eines organischen EL-Elements mit hoher Helligkeit und Beständigkeit der Lichtemission über lange Zeiträume hinweg erwünscht.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines organischen EL- Elements mit hoher Helligkeit und langer Dauer der Lichtemission.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindung bereitgestellt, die zur Verwendung in einem Elektrolumineszenz-Element geeignet ist, welche Verbindung die folgende Formel [1] aufweist
  • worin A bis D gleich oder verschieden sind und jedes eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte monocyclische Gruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte verschmolzene polycyclische Gruppe ist, oder A und B und/oder C und D, zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Ring bilden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird außerdem eine Verbindung zur Verwendung in einem Elektrolumineszenz-Element bereitgestellt, welche Verbindung die Formel [2] aufweist,
  • worin R¹ bis R²&sup0; gleich oder verschieden sind und jedes ist:
  • - ein Wasserstoffatom;
  • - ein Halogenatom;
  • - eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe;
  • - eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe;
  • - eine substituierte oder unsubstituierte Aminogruppe;
  • - eine substituierte oder unsubstituierte monocyclische Gruppe; oder
  • - eine substituierte oder unsubstituierte verschmolzene polycyclische Gruppe,
  • oder das, zusammen mit einem benachbarten Substituenten, einen gesättigten oder ungesättigten Ring bildet, und X¹ bis X&sup4; gleich oder verschieden sind und jedes ist:
  • - eine direkte Bindung;
  • - O;
  • - S;
  • - C=O;
  • - SO&sub2;;
  • -(CH&sub2;)v-O-(CH&sub2;)w oder (CH&sub2;)x-S-(CH&sub2;)y, worin v, w, x und y gleich oder verschieden sind und jedes eine ganze Zahl von 0 bis 20 ist, vorausgesetzt, dass weder x + y noch v + w gleich 0 ist;
  • - P;
  • - P=O;
  • - SiR²¹(R²²) oder NHR²³, worin R²¹ bis R²³, die gleich oder verschieden sein können, dieselben Bedeutungen wie obige R¹ bis R²&sup0; aufweisen;
  • - eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe; oder
  • - ein substituierter oder unsubstituierter aliphatischer Ring-Rest.
  • Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Elektrolumineszenz-Element bereitgestellt, das als ein lichtemittierendes Material eine Verbindung der Erfindung enthält.
  • In Abb. 1 ist ein Infrarot-Absorptionsspektrum der Verbindung (5) gezeigt.
  • In Abb. 2 ist ein Infrarot-Absorptionsspektrum der Verbindung (6) gezeigt.
  • In Abb. 3 ist ein Infrarot-Absorptionsspektrum der Verbindung (7) gezeigt.
  • Typischerweise ist in der Formel [1] jedes von A bis D eine substituierte oder unsubstituierte monocyclische Gruppe.
  • In den Definitionen von A bis D der Formel [1] oder in den Definitionen der Formel [2] umfasst die Alkylgruppe lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie etwa Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl und Stearyl.
  • In den Definitionen der Formel [2] umfasst das Alkylen lineare oder verzweigte Alkyilengruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie etwa Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen, sec-Butylen, tert-Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen und Stearylen.
  • In den Definitionen von A bis D der Formel [1] oder in den Definitionen der Formel [2] umfasst: die monocyclische Gruppe eine monocyclische Cycloalkylgruppe, eine monocyclische Arylgruppe und eine monocyclische heterocyclische Ring-Gruppe.
  • Die monocyclische Cycloalkylgruppe umfasst Cycloalkylgruppen mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie etwa Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl.
  • Die monocyclische Arylgruppe umfasst Phenyl.
  • Die monocyclische heterocyclische Ring-Gruppe umfasst Thionyl, Thiophenyl, Furanyl, Pyrrolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Pyridyl, Pyrazinyl, Pyrimidyl, Pyridiazinyl, Oxazolyl, Thiolyl, Oxadiazolyl und Thiadiazolyl.
  • In den Definitionen von A bis D der Formel [1] oder in den Definitionen der Formel [2] umfasst die verschmolzene polycyclische Gruppe eine verschmolzene polycyclische Arylgruppe und eine verschmolzene polycyclische heterocyclische Gruppe und eine verschmolzene Cycloalkylgruppe.
  • Die verschmolzene polycyclische Arylgruppe umfasst Naphthyl, Anthranyl, Phenanthrenyl, Fluorenyl, Acenaphthyl, Azulenyl, Heptanlenyl, Acenaphthylenyl und Pyrenyl.
  • Der verschmolzene polycyclische heterocyclische Ring umfasst Indolyl, Chinolyl, Isochinolyl, Phthrazinyl, Chinoxalinyl, Chinazolinyl, Carbozolyl, Acridinyl, Phenazinyl, Furfuryl, Isothiazolyl, Isoxazolyl, Furazanyl, Phenoxazinyl, Benzoxazolyl, Benzothiazolyl und Benzoimidazolyl.
  • Beispiele des Substituenten am obigen Alkyl, an der obigen monocyclischen Gruppe, der obigen verschmolzenen polycyclischen Gruppe oder dem heterocyclischen Ring, der durch die Kombination von A und B oder die Kombination von C und D gebildet wird und ein Stickstoffatom enthält, das an einen benachbarten Benzolring bindet, und R¹ und R²&sup0; in der Formel [2] sind die folgenden:
  • Halogenatome, z. B. Fluor, Chlor, Brom und Iod.
  • Substituierte oder nicht-substituierte Alkylgruppen, z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Stearyl, Trichlormethyl, Trifluormethyl, Cyclopropyl, Cyclohexyl, 1,3-Cyclohexadienyl, 2-Cyclopenten-1-yl, 2,4-Cycbopentadien-1-ylidenyl, Benzyl, Dimethylbenzyl und Di(trifluormethyl)benzyl.
  • Substituierte oder nicht-substituierte Alkoxygruppen, z. B. Methoxy, Ethoxy, Propoxy, n-Butoxy, tert-Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy, Stearyloxy und Trifluormethoxy.
  • Substituierte oder nicht-substituierte Thioalkoxygruppen, z. B. Methylthio, Ethylthio, Propylthio, Butylthio, sec-Butylthio, tert-Butylthio, Pentylthio, Hexylthio, Heptylthio und Octylthio.
  • Mono- oder disubstituierte Aminogruppen, z. B. Methylamino, Dimethylamino, Ethylamino, Diethylamino, Dipropylamino, Dibutylamino, Phenylmethylamino, Diphenylamino, Ditolylamino, Dibenzylamino, Bis(acetoxymethyl)amino, Bis(acetoxyethylamino) und Bis(acetoxypropylamino).
  • Substituierte oder nicht-substituierte Aryloxygruppen, z. B. Phenoxy, p-tert- Butylphenoxy und 4-Methylphenoxy.
  • Substituierte oder nicht-substituierte Arylthiogruppen, z. B. Phenylthio und 4- Methylphenylthio.
  • Substituierte oder nicht-substituierte Arylgruppen, z. B. Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, 4-Methylthiphenyl, 3,5-Dicyanophenyl, o-, m- oder p-Tolyl, Xylyl, Benzylphenyl, Dimethylbenzylphenyl, o-, m- oder p-Cumenyl, Mesityl, Pentalenyl, Indenyl, Naphthyl, Azulenyl, Heptalenyl, Acenaphthylenyl, Phenanthrenyl, Fluorenyl, Anthryl, Anthrachinolyl, 3-Methylanthryl, Triphenylenyl, Pyrenyl, Chrysenyl, Picenyl, Perylenyl, Pentaphenyl, Pentacenyl, Tetraphenylenyl, Hexaphenyl, Hexacenyl, Rubicenyl, Coronenyl, Trinaphthylenyl, Heptaphenyl, Heptacenyl, Pyranthrenyl und Ovalenyl.
  • Substituierte oder nicht-substituierte heterocyclische Ring-Gruppen, z. B. Thionyl, Thiplhenyl, Furanyl, Pyrrolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Pyridyl, Pyrazinyl, Pyrimidyl, Pyridiazinyl, Isoindolyl, Chinolyl, Isochinolyl, Phthalzinyl, Chinoxalinyl, Chinazolinyl, Carbozolyl, Acridinyl, Phenazinyl, Furfuryl, Isothiazolyl, Isoxazolyl, Furazanyl, Phenoxazinyl, Benzoxazolyl, Benzothiazolyl, Benzoimidazolyl, 2-Methylpyridyl, 3-Cyanopyridyl, Oxazolyl, Thiazolyl, Oxadiazolyl, Thiadiazolyl und Imidazolyl.
  • Die Verlbindung der Formel [1] oder [2], die einen Substituenten mit einem aromatischen Ring oder Substituenten, die einen aromatischen Ring bilden, aufweist, besitzt eine hohe Glasübergangstemperatur und einen hohen Schmelzpunkt, und ergibt daher bei Verwendung als ein lichtemittierendes Material für ein organisches EL-Element ein solches organisches EL-Element von hoher Helligkeit der Lichtemission und weist den Vorteil auf, gegen eine Zersetzung des Elements unter Joule'scher Wärme beständig zu sein, wenn das organische EL-Element zur Lichtemission über lange Zeiträume hinweg angewandt wird.
  • Die Verbindung der Formel [1] oder [2], wie durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt, wird beispielsweise mittels der folgenden Methode synthetisiert.
  • 9,10-Bis(4-halogenophenyl)anthracen und ein Diamin-Derivat, das einen Substituenten aufweisen kann, oder 9,10-Bis(4-aminophenyl)anthracen und ein halogeniertes Derivat, das einen Substituenten aufweisen kann, werden in einem Lösungsmittel in Gegenwart einer Base und eines Katalysators umgesetzt. Das obige Anthracen-Derivat kann durch ein Anthrachinon-Derivat ersetzt werden. Die Base wird gewählt aus Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid oder wässrigem Ammoniak. Der Katalysator wird gewählt aus einem Kupferpulver, Kuprochlorid, Zinn, Stannochlorid, Pyridin, Aluminiumtrichlorid oder Titantetrachlorid. Das Lösungsmittel wird gewählt aus beliebigen Lösungsmitteln mit hohen Siedepunkten, z. B. Nitrobenzol, Dimethylformamid, 1,3-Dimethyl-2- imidazolidinon, Benzol, Toluol und Xylol.
  • Die folgende Tabelle 1 zeigt spezifisch typische Beispiele der Verbindung der vorliegenden Erfindung, wobei die vorliegende Erfindung aber nicht auf diese Verbindungen beschränkt sein soll. Tabelle 1 Tabelle 1 (Forts.) Tabelle 1 (Forts.) Tabelle 1 (Forts.) Tabelle 1 (Forts.) Tabelle 1 (Forts.) Tabelle 1 (Forts.) Tabelle 1 (Forts.) Tabelle 1 (Forts.) Tabelle 1 (Forts.)
  • Die Verbindung der Formel [1] oder [2] in der vorliegenden Erfindung zeigt im festen Zustand keine starke Abnahme der Dichte der Lichtemission und ist bei Anlegen eines elektrischen Feldes stabil. Daher eignet sie sich als ein lichtemittierendes Material für ein Feldemissions-Element ausgezeichnet. Außerdem ist die Verbindung der Formel [1] oder [2] in hohem Maße zum Empfang von Löchern fähig und daher auch als ein lichtemittierendes Löcherladungstransportmaterial verwendbar. Darüber hinaus kann die aus der Verbindung der Formel [1] oder [2] gebildete lichtemittierende Schicht auch ein anderes Löcher-injizierendes Material, Elektronen-injizierendes Material, lichtemittierendes Material oder Dotiermittel enthalten.
  • Das organische EL-Element weist eine Struktur auf, bei der sich ein ein- oder viellagider organischer Dünnfilm zwischen einer Anode und einer Kathode befindet. Bei einem einlagigen Element wird eine lichtemittierende Schicht zwischen der Anode und der Kathode gebildet. Die lichtemittierende Schicht enthält ein lichtemittierendes Material, und darüber hinaus kann sie ein Löcherladungstransportmaterial zum Transport von Löchern enthalten, die von der Anode in das lichtemittierende Material injiziert werden, oder ein Elektronentransportmaterial zum Transport von Elektroren, die von der Kathode in das lichtemittierende Material injiziert werden. Bei einem viellagigen Element weist das organische EL-Element eine Struktur aus laminierten Schichten auf, wie zum Beispiel (Anode/Löcher-injizierende Schicht/lichtemittierende Schicht/Kathode), (Anode/lichtemittierende SchichtlElektronen-injizierende Schicht/Kathode) und (Anode/Löcher-injizierende Schicht/lichtemittierende Schicht/Elektronen-injizierende Schicht/Kathode). Die Verbindung der Formel [1] oder [2] kann als ein wirksames lichtemittierendes Material in der lichtemittierenden Schicht Verwendung finden. Typischerweise umfasst daher das Elektrolumineszenz- Element der Erfindung eine Anode und eine Kathode, und dazwischen eine lichtemitterende Schicht oder eine Vielzahl von Dünnschichten aus einer organischen Verbindung, einschließlich einer lichtemittierenden Schicht, wobei die lichtemittierende Schicht eine Verbindung gemäß der Erfindung umfasst.
  • Die lichtemittierende Schicht kann, je nach Erfordernissen, ein anderes lichtemittierendes Material, ein Dotiermittel, ein Löcher-injizierendes Material und ein Elektronen-injizierendes Material zusätzlich zur Verbindung der Formel [1] oder [2] enthalten, Die obige viellagige Struktur des organischen EL-Elements kann der Vermeidung einer durch Löschung herbeigeführten Abnahme von Helligkeit und Lebensspanne des Elements dienen. Bei obigem viellagigen Element können, je nach Erfordernissen, ein lichtemittierendes Material, ein Dotiermittel, ein Löcherladungstransportmaterial zum Transport eines Trägers und ein Elektronentransportmaterial kombiniert verwendet werden. Außerdem können einige Dotiermittel dazu dienen, die Helligkeit und den Wirkungsgrad der Lichtemission des Elements zu verbessern und eine Lichtemission in den Farben blau bis rot zu erhalten. Darüber hinaus können sowohl die Löcher-injizierende Schicht und die lichtemittierende Schicht als auch die Elektronen-injizierende Schicht in einer Struktur von mindestens zwei Schichten bestehen.
  • Das für die Anode des organischen EL-Elements verwendete elektrisch leitfähige Material wird geeigneterweise gewählt aus Materialien mit einer Arbeitsfunktion von größer 4 eV. Dieses elektrisch leitfähige Material umfasst Kohlenstoff, Aluminium, Vanadium, Eisen, Kobalt, Nickel, Wolfram, Silber, Gold, Platin, Palladium, Legierungen von diesen Stoffen, Metalloxide, wie z. B. Zinnoxid und lndiumoxid, wie für ITO-Substrate oder NESA-Substrate verwendet, und organische, elektrisch leitfähige Harze, wie z. B. Polythiophen und Polypyrrol.
  • Das für die Kathode verwendete elektrisch leitfähige Material wird geeigneterweise gewählt: aus Materialien mit einer Arbeitsfunktion von kleiner 4 eV. Dieses elektrisch leitfähige Material umfasst Magnesium, Calcium, Zinn, Blei, Titan, Yttrium, Lithium, Ruthenium, Mangan und Legierungen von diesen Stoffen. Zu typischen Beispielen dieser Legierungen zählen Magnesium/Silber, Magnesium/Indium und Lithium/- Aluminium, wobei die Legierungen nicht auf diese beschränkt sind. Sowohl Anode als auch Kathode können je nach Bedarf aus zwei Schichten oder mehr bestehen.
  • Für eine wirksame Lichtemission des organischen EL-Elements ist erwünschwerterweise mindestens eine der Elektroden im Wellenlängenbereich der Lichtemission des Elements transparent. Das Substrat ist erwünschwerterweise ebenfalls transparent. Die transparente Elektrode wird aus dem oben genannten elektrisch leitfähigen Material mittels einer Bedampfungsmethode oder einer Zerstäubungsmethode so hergestellt, dass eine zuvor festgelegte Transparenz gewährleistet ist. Die Elektrode, die die lichtemittierende Fläche bildet, weist vorzugsweise eine Lichtdurchlässigkeit von mindestens 10% auf. Das Substrat unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, solange es eine geeignete mechanische und thermische Beständigkeit aufweist und transparent ist. Es wird beispielsweise gewählt aus Glassubstraten und Substraten aus transparenten Harzen, wie z. B. Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon und Polypropylen.
  • Jede der das organische EL-Element der vorliegenden Erfindung bildende Schicht kann mittels eines Trockenfilm-bildenden Verfahrens, z. B. einer Vakuumbedampfungsmethode, einer Zerstäubungsmethode, einer Plasmamethode und einer Ionenplattiermethode, und eines Nassfilm-bildenden Verfahrens, z. B. einer Spinnbeschichtungsmethode, einer Tauchmethode und einer Fließbeschichtungsmethode, hergestellt werden. Die Dicke jeder Schicht unterliegt keiner speziellen Beschränkung, wobei aber jede Schicht geeignet dick sein muss. Ist eine Schicht zu dick, so ist ineffizienterweise eine hohe Betriebsspannung zur Erzielung der zuvor festgelegten Lichtemission erforderlich. Ist eine Schicht zu dünn, so neigt sie zu Nadellöchern etc., so dass eine ausreichende Helligkeit der Lichtemission bei Anelgen eines elektrischen Feldes nur schwer erzielt werden kann. Allgemein liegt die Dicke jeder Schicht vorzugsweise im Bereich von 5 nm bis 10 um, bevorzugter von 10 nm bis 0,2 um.
  • Beim Nassfilm-bildenden Verfahren wird ein Material zur Herstellung einer angestrebten Schicht in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert und ein Dünnfilm aus der Lösung oder Dispersion geformt. Das Lösungsmittel wird gewählt aus Ethanol, Chloroform, Tetrahydrofuran und Dioxan, wobei das Lösungsmittel aber nicht auf diese beschränkt ist. Zur Verbesserung der Filmformbarkeit und Vermeidung des Auftretens von Nadellöchern kann die obige Lösung oder Dispersion zur Herstellung der Schicht ein geeignetes Harz und einen geeigneten Zusatzstoff enthalten. Das zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignete Harz umfasst Isolierharze, wie z. B. Polystyrol, Polycarbonat, Polyacrylat, Polyester, Polyamid, Polyurethan, Polysulfon, Polymethylmethacrylat, Polymethylacrylat und Cellulose, Copolymere von diesen, lichtleitende Harze, wie z. B. Poly-N-vinylcarbozol und Polysilan, und elektrisch leitfähige Harze, wie z. B. Polythiophen und Polypyrrol. Der oben genannte Zusatzstoff umfasst ein Antioxidationsmittel, ein Ultraviolettlicht- Absorbens und einen Weichmacher.
  • Typischerweise umfasst das organische EL-Element der Erfindung zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Anode außerdem eine Schicht, die ein Löcherinjizierendes Material enthält. Außerdem kann das Element zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Kathode eine Schicht umfassen, die ein Elektronen-injizierendes Material enthält.
  • Das Elektronen-injizierende Material kann ein bekanntes lichtemittierendes Material, ein bekanntes Dotiermittel, ein bekanntes Löcher-injizierendes Material oder ein bekanntes Elektronen-injizierendes Material enthalten.
  • Das lichtemittierende Material oder Dotiermittel, das in der lichtemittierenden Schicht zusammen mit der Verbindung der Formel [1] oder [2] verwendet werden kann, umfasst Anthracen, Naphthalen, Phenanthren, Pyren, Tetracen, Coronen, Chrysen, Fluorescein, Perylen, Phthaloperylen, Naphthaloperylen, Perinon, Naphthaloperinon, Diphenylbutadien, Tetraphenylbutadien, Cumann, Oxadiazol, Aldazin, Bisbenzoxazolin, Bisstyryl, Pyrazin, Cyclopentadien, Chinolin-Metallkomplex, Aminochinolin- Metallkomplex, Benzochinolin-Metallkomplex, Imin, Diphenylethylen, Vinylanthracen, Diaminocarbazol, Pyran, Thiopyran, Polymethin, Merocyanin, eine Imidazolchelatierte oxynoide Verbindung, Chinacridon, Rubren, Benzidin-artiges Triphenylamin, Styrylamin-artiges Triphenylamin, Diamin-artiges Triphenylamin und bekannte fluoreszierende Farbstoffe, doch sind obige Materialien nicht auf diese beschränkt.
  • Das Löcherladungstransportmaterial wird gewählt aus Verbindungen, die zum Transport von Löchern in der Lage sind, die die Aufnahme von Löchern von der Anode beeinflussen können, eine ausgezeichnete Wirkung beim Injizieren von Löchern in die lichtemittierende Schicht oder das lichtemittierende Material erzielen, die Bewegung von Exitonen, die in der lichtemittierenden Schicht erzeugt werden, zur Elektronen-injizierenden Schicht oder das Elektronen-injizierenden Material verhindern und in ausgezeichneter Weise zu einem Dünnfilm formbar sind. Zu spezifischen Beispielen für das obige Löcher-injizierende Material zählen ein Phtlhalocyanin-Derivat, ein Naphthalocyanin-Derivat, ein Porphyrin-Derivat, Oxazol, Oxadiazol, Triazol, Imidazol, Imidazolon, lmidazolthion, Pyrazolin, Pyrazolon, Tetrahydroimidazol, Oxazol, Oxadiazol, Hydrazon, Acylhydrazon, Polyarylalkan, Stilben, Butadien, Benzidin-artiges Triphenylamin, Styrylamin-artiges Triphenylamin, Diamin-artiges Triphenylamin, Derivate von diesen, und polymere Materialien, wie z. B. Polyvinylcarbazol, Polysilan und ein elektrisch leitfähiges Polymer. Das Löcherladungstransportmaterial ist allerdings nicht auf diese Materialien beschränkt.
  • Beim organischen EL-Element der vorliegenden Erfindung besteht ein Löcherinjizüerendes Material von höherem Wirkungsgrad in einem aromatischen tertiären Amin-Derivat oder einem Phthalocyanin-Derivat. Obschon nicht speziell eingeschränkt, umfassen spezielle Beispiele des tertiären Amin-Derivats Triphenylamin, Tritolylamin, Tolyldiphenylamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-(3-methylphenyl)-1,1-biphenyl- 4,4'-diamin, N,N-N',N'-(4-Methylphenyl)-1,1'-phenyl-4,4'-diamin, N,N-N',N'-(4-Methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-dinaphthyl-1,1'-biphenyl-4,4'- diamin, N,N'-(Methylphenyl)-N,N'-(4-n-butylphenyl)-phenanthren-9,10-diamin, N,N- Bis(4-di-4-tolylaminophenyl)-4-phenyl-cyclohexan, und Oligomere oder Polymere mit aromatischen tertiären Amin-Strukturen davon. Obschon nicht speziell eingeschränkt, zählen zu spezifischen Beispielen des Phthalocyanin-(Pc)-Derivats solche Phthalocyanin-Derivate oder Naphthalocyanin-Derivate wie H&sub2;Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, FePc, FePc, MnPc, ClAlPc, ClGaPc, ClInPc, ClSnPc, Cl&sub2;SiPc, (HO)AlPc, (HO)GaPc, VOPc, TiOPc, MoOPc und GaPc-O-GaPc.
  • Beim Elektronen-injizierenden Material handelt es sich um ein solches Material, das zum Transportieren von Elektronen, Empfangen von Elektronen von der Kathode, Injizieren von Elektronen in die lichtemittierende Schicht oder das lichtemittierende Material, Verhindern dessen, dass in der lichtemittierenden Schicht erzeugte Exitonen in die lichtemittierende Schicht wandern, und Bilden eines Dünnfilms fähig ist. Das Elektronen-injizierende Material unterliegt zwar keiner speziellen Beschränkung, doch zählen zu Beispielen dafür Fluorenon, Anthrachinodimethan, Diphenochinon, Thiopyran, Dioxid, Oxazol, Oxadiazol, Triazol, Imidazol, Perylentetracarbonsäure, Fluorenylidenmethan, Anthrachinodimethan, Anthron, ein Metallkomplex und Derivate von diesen. Außerdem ist das Löcher-injizierende Material durch Aufnahme eines Elektronen-Akzeptor-Materials in seiner Empfindlichkeit steigerbar, ebenso wie das Elektronen-injizierende Material durch Aufnahme eines Elektronen-Donor-Materials in seiner Empfindlichkeit erhöhbar ist.
  • Beim organischen EL-Element der vorliegenden Erfindung besteht ein Elektroneninjizierendes Material von höherem Wirkungsgrad in einem Metallkomplex oder einem Stickstoffhaltigen fünfgliedrigen Ring oder einem Derivat davon. Obschon nicht speziell eingeschränkt, zählen zu spezifischen Beispielen der Metallkomplex- Verbindung Lithium-8-hydroxychinolinat, Zink-bis(8-hydroxychinolinat), Kupfer-bis(8- hydroxychinolinat), Mangan-bis(8-hydroxychinolinat), Aluminium-tris(8-hydroxychinolinat), Aluminium-tris(2-methyl-8-hydroxychinoünat), Gallium-tris(8-hydroxychinolinat), Berrylium-bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinat), Zink-bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinat), Chlorgallium-bis(2-methyl-8-chinolinat), Gallium-bis(2-methyl-8-chinolinat)(o-cresolat), Aluminium-bis(2-methyl-8-chinolinat)(1-naphtholat) und Gallium-bis(2-methyl-8- chinolinat)(2-naphtholat). Das Stickstoff-haltige fünfgliedrige Derivat ist vorzugsweise Oxazol, Thiazol, Thiadiazol oder ein Triazol-Derivat. Obschon nicht speziell eingeschränkt, sind spezifische Beispiele für das obige Stickstoff-haltige fünfgliedrige Derivat 2,5-Bis(1-phenyl)-1,3,4-oxazol, Dimethyl-POPOP, 2,5-Bis(1-phenyl)-1,3,4- thiazol, 2,5-Bis(1-phenyl)-1,3,4-oxadiazol, 2-(4'-tert-Butylphenyl)-5-(4"-biphenyl)- 1,3,4-oxadiazol, 2,5-Bis(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazol, 1,4-Bis[2-(5-phenyloxadiazolyl)benzol, 1,4-Bis[2-(5-phenyloxadiazolyl)-4-tert-butylbenzol], 2-(4'-tert-Butylphenyl)-5-(4"-biphenyl)-1,3,4-thiadiazol, 2,5-Bis(1-naphthyl)-1,3,4-thiadiazol, 1,4- Bis[2-(5-phenylthiazolyl)]benzol, 2-(4'-tert-Butylphenyl)-5-(4"-biphenyl)-1,3,4-triazol, 2,5-Bis(1-naphthyl)-1,3,4-triazol und 1,4-Bis[2-(5-phenyltriazolyl)benzol.
  • Beim organischen EL-Element der vorliegenden Erfindung kann die die Verbindung der Formel [1] oder [2] enthaltende Schicht mindestens eines von lichtemittierendem Material, Dotiermittel, Löcher-injizierendem Material und Elektronen-injizierendem Material enthalten. Zur Verbesserung des organischen EL-Elements der vorliegenden Erfindung hinsichtlich seiner Beständigkeit gegenüber Temperatur, Feuchtigkeit und Umgebungsatmosphäre kann eine Schutzschicht auf der Oberfläche des Elements erzeugt werden, oder das Element insgesamt mit einem Siliconöl oder ähnlichem versiegelt werden.
  • Wie oben erörtert, kann durch die vorliegende Erfindung der Wirkungsgrad und die Helligkeit der Lichtemission durch die Verwendung der Verbindung der Formel [1] oder [2] im organischen EL-Element erhöht werden. Ferner ist das organische EL- Element der vorliegenden Erfindung hochgradig beständig gegenüber Wärme und elektrischem Strom und kann eine für die Praxis geeignete Helligkeit der Lichtemission bei geringer Betriebsspannung bereitstellen, womit das Element bezüglich einer Helligkeitsabnahme, einem großen Problem der herkömmlichen Elemente, stark verbessert ist.
  • Das organische EL-Element der vorliegenden Erfindung ist von großem industriellem Nutzen, da es bei einem Flachbildschirm eines wandhängbaren Fernsehgeräts, einem flachen lichtemittierenden Element, einer Lichtquelle für ein Kopiergerät oder einem Drucker, einer Lichtquelle für eine Flüssigkristallanzeige oder -zählwerk, einer Anzeigentafel und einem Lignallicht einsetzbar ist.
  • Das Material der vorliegenden Erfindung kann in den Bereichen von organischem EL-Element, elektrophotographischem Photorezeptor, photoelektrischem Konverter, Solarzelle, Bildsensor und ähnlichem Anwendung finden.
  • Beispiele
  • Die vorlliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele ausführlicher erläutert werden, in denen "Teil" für "Gewichtsanteil" steht.
  • Synthesebeispiele Synthese der Verbindung (3)
  • 7,9 Teile 9,10-Bis(4-bromphenyl)anthracen, 5,5 Teile N-Phenylbenzylamin, 4 Teile Kaliumcarbonat und 0,5 Teile Kupferpulver wurden 30 Teilen Nitrobenzol zugegeben und das Gemisch in einer Stickstoff-Atmosphäre bei 205ºC über 15 Stunden hinweg gerührt. Daraufhin wurde der entstandene braune Feststoff mit Toluol extrahiert, konzentriert und mittels Kieselgel-Säulenchromatographie gereinigt und das gereinigte Produkt aus n-Hexan rekristallisiert, was 3,8 Teile eines Pulvers mit einer Fluoreszenz in gelblich-grüner Farbe ergab. Das Pulver wurde auf sein Molekulargewicht analysiert, was ergab, dass es sich um Verbindung (3) handelte.
  • Das Ergebnis der Elementaranalyse des gebildeten Produkts war das folgende.
  • Ergebnis der Elementaranalyse
  • als C&sub5;&sub2;H&sub4;&sub0;N&sub2;
  • Berechnet (%): C: 90,14, H: 5,82, N: 4,04
  • Festgestellt (%): C: 90,26, H: 5,95, N: 3,79
  • Synthese der Verbindung (5)
  • 18 Teile 9,10-Bis(4-aminophenyl)anthracen, 100 Teile Iodobenzol, 0,5 Teile Kupfer(I)-chlorid und 22 Teile Kaliumhydroxid wurden 100 Teilen 1,3-Dimethyl-2- imidazolidinon zugegeben und das Gemisch bei 205ºC über 30 Stunden hinweg gerührt. Daraufhin wurde das Reaktionsgemisch mit 500 Teilen Wasser verdünnt, ein entstandenes Wachs durch Filtration abgesammelt und mit Wasser gewaschen. Dann wurde das Produkt mit Toluol extrahiert, konzentriert und mittels Kieselgel- Säulenchromatographie gereinigt, was 21 Teile eines Pulvers mit einer Fluoreszenz in blauer Farbe ergab. Das Pulver wurde auf sein Molekulargewicht analysiert, was ergab, dass es sich um Verbindung (5) handelte.
  • Das Ergebnis der Elementaranalyse des gebildeten Produkts war das folgende.
  • Ergebnis der Elementaranalyse
  • als C&sub5;&sub0;H&sub3;&sub6;N&sub2;
  • Berechnet (%): C: 90,37, H: 5,42, N: 4,21
  • Festgestellt (%): C: 90,49, H: 5,53, N: 3,98
  • In Abb. 1 ist das Infrarot-Absorptionsspektrum (KBr-Tablettenmethode) der obigen Verbindung gezeigt.
  • Synthese der Verbindung (6)
  • 15 Teile 9,10-Bis(4-aminophenyl)anthracen, 150 Teile m-Iodotoluol, 0,5 Teile Kupfer(I)-chlorid und 20 Teile Kaliumhydroxid wurden 50 Teilen 1,3-Dimethyl-2- imidazolidinon zugegeben und das Gemisch bei 205ºC über 30 Stunden hinweg gerührt. Daraufhin wurde das Reaktionsgemisch mit 500 Teilen Wasser verdünnt, ein entstandenes Wachs durch Filtration abgesammelt und mit Wasser gewaschen. Dann wurde das Produkt mit Toluol extrahiert, konzentriert und mittels Kieselgel- Säulenchromatographie gereinigt, was 25 Teile eines Pulvers mit einer Fluoreszenz in blauer Farbe ergab. Das Pulver wurde auf sein Molekulargewicht analysiert, was ergab, dass es sich um Verbindung (6) handelte.
  • Das Ergebnis der Elementaranalyse des gebildeten Produkts war das folgende.
  • Ergebnis der Elementaranalyse
  • als C&sub5;&sub4;H&sub4;&sub4;N&sub2;
  • Berechnet (%): C: 89,96, H: 6,15, N: 3,89
  • Festgestellt (%): C: 90,05, H: 6,21, N: 3,74
  • In Abb. 2 ist das Infrarot-Absorptionsspektrum (KBr-Tablettenmethode) der obigen Verbindung gezeigt.
  • Synthese der Verbindung (7)
  • 8,9 Teile 9,10-Bis(4-iodophenyl)anthracen, 5,9 Teile 4,4,-Dimethyldiphenylamin, 4 Teile Kaliumcarbonat und 0,5 Teile eines Kupferpulvers wurden 20 Teilen Nitrobenzol zugegeben und das Gemisch in einer Stickstoff-Atmosphäre bei 205ºC über 10 Stunden hinweg gerührt. Daraufhin wurde der entstandene braune Feststoff mit Toluol extrahiert, konzentriert und mittels Kieselgel-Säufenchromatographie gereinigt und das gereinigte Produkt aus n-Hexan rekristallisiert, was 3,5 Teile eines Pulvers mit einer Fluoreszenz in bläulich-grüner Farbe ergab. Das Pulver wurde auf sein Molekulargewicht analysiert, was ergab, dass es sich um Verbindung (7) handelte.
  • Das Ergebnis der Elementaranalyse des gebildeten Produkts war das folgende.
  • Ergebnis der Elementaranalyse
  • als C&sub5;&sub4;H&sub4;&sub4;N&sub2;
  • Berechnet (%): C: 89,96, H: 6,15, N: 3,89
  • Festgestellt (%): C: 89, 90, H: 6,23, N: 3,87
  • In Abb. 3 ist das Infrarot-Absorptionsspektrum (KBr-Tablettenmethode) der obigen Verbindung gezeigt.
  • Synthese der Verbindung (24)
  • 8,9 Teile 9,10-Bis(4-iodophenyl)anthracen, 12,2 Teile 4,4,-Diisopropyl(2-phenyl)diphenylamin, 4 Teile Kaliumcarbonat und 0,5 Teile eines Kupferpulvers wurden 30 Teilen Nitrobenzol zugegeben und das Gemisch in einer Stickstoff-Atmosphäre bei 205ºC über 15 Stunden hinweg gerührt. Daraufhin wurde der entstandene braune Festwachs mit Toluol extrahiert, konzentriert und mittels Kieselgel-Säulenchromatographie gereinigt und das gereinigte Produkt aus n-Hexan rekristallisiert, was 4,8 Teile eines Pulvers mit einer Fluoreszenz in gelblich-grüner Farbe ergab. Das Pulver wurde auf sein Molekulargewicht analysiert, was ergab, dass es sich um Verbindung (24) handelte.
  • Das Ergebnis der Elementaranalyse des gebildeten Produkts war das folgende.
  • Ergebnis der Elementaranalyse
  • als C&sub8;&sub6;H&sub7;&sub6;N&sub2;
  • Berechnet (%): C: 90,81, H: 6,73, N: 2,46
  • Festgestellt (%): C: 90,95, H: 6,82, N: 2,77
  • Beispiel 1
  • Verbindung (7), 2,5-Bis(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazol und ein Polycarbonatharz (Panlite K-1300, bezogen von Teijin Chemical Ltd.) in einem Gewichtsverhältnis von Verbindung (7)/Oxadiazol/Polycarbonatharz von 2/3/5 wurden in Tetrahydrofuran gelöst und dann die resultierende Lösung auf ein gesäubertes Glassubstrat mit einer ITO-Elektrode mittels einer Spinnbeschichtungsmethode zum Erhalt einer lichtemittierenden Schicht mit einer Dicke von 100 nm aufgebracht. Darauf wurde eine Elektrode mit einer Dicke von 150 nm aus einer Magnesium/Silber-Legierung in einem Mischungsverhältnis von Magnesium/Silber von 10/l zum Erhalt eines organischen EL-Elements gebildet. Das organische EL-Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 90 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 7.500 (cd/m²) und einen Wirkungsgrad der Lichtemission von 0,7 (Im/W).
  • Beispiel 2
  • Verbindung (9) wurde in Methylenchlorid gelöst und die resultierende Lösung auf ein gesäubertes Glassubstrat mit einer ITO-Elektrode mittels einer Spinnbeschichtungsmethode zum Erhalt einer lichtemittierenden Schicht mit einer Dicke von 50 nm aufgebracht. Dann wurde Tris(8-hydroxychinolinat)aluminium-Komplex (Alq³) auf die lichtemittierende Schicht zum Erhalt einer Elektronen-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 30 nm vakuumaufgedampft. Darauf wurde eine Elektrode mit einer Dicke von 100 nm aus einer Magnesium/Silber-Legierung in einem Mischungsverhältnis von Magnesium/Silber von 10/l zum Erhalt eines organischen EL-Elements gebildet. Hierauf wurden eine Löcher-injizierende Schicht und die lichtemittierende Schicht unter Vakuum bei 1,33 · 104 Pa (1 06 Torr) bei einer Substrattemperatur von Raumtemperatur aufgedampft. Das organische EL-Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 200 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 13,000 (cd/m²) und einen Wirkungsgrad der Lichtemission von 1,2 (Im/VV).
  • Beispiel 3
  • Verbindung (41) mit der folgenden chemischen Struktur wurde auf eine gesäuberte Glasplatte mit einer ITO-Elektrode zum Erhalt einer Löcher-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft. Dann wurde Verbindung (24) zum Erhalt einer lichtemittierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft und darauf Alq³ zum Erhalt einer Elektronen-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft. Hierauf wiederum wurde eine Elektrode mit einer Dicke von 100 nm aus einer Magnesium/Silber-Legierung in einem Mischungsverhältnis von Magnesium/Silber von 10/1 zum Erhalt eines organischen EL-Elements gebildet. Jede Schicht wurde unter Vakuum bei 1,33 · 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup4; Torr) bei einer Substrattemperatur von Raumtemperatur aufgedampft. Das organische EL-Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 380 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 18,500 (cd/m²) und einen Wirkungsgrad der Lichtemission von 1,9 (Im/W). Verbindung (41)
  • Beispiele 4-43
  • Verbindung (42) mit der folgenden chemischen Struktur wurde auf ein gesäubertes Glassubstrat mit einer ITO-Elektrode zum Erhalt einer Löcher-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft. Darauf wurde die in Tabelle 2 als ein lichtemittierendes Material gezeigte Verbindung zum Erhalt einer lichtemittierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft. Dann wurde Verbindung (43) mit der folgenden chemischen Struktur zum Erhalt einer Elektronen-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft. Hierauf wiederum wurde eine Elektrode mit einer Dicke von 150 nm aus einer Magnesium/Silber-Legierung in einem Mischungsverhältnis von Magnesium/Silber von 10/1 zum Erhalt eines organischen EL-Elements gebildet. Jede Schicht wurde unter Vakuum bei 1,33 · 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) bei einer Substrattemperatur von Raumtemperatur aufgedampft. In Tabelle 2 sind die Eigenschaften der Lichtemission der in obiger Weise erhaltenen organischen EL-Elemente gezeigt. Jeder Wert der Helligkeit der Lichtemission wurde bei einer Gleichstromspannung von 5 V erhalten. Alle in diesen Beispielen erhaltenen organischen EL-Elemente zeigten eine blaue Lichtemission bei einem hohen Wirkungsgrad der Lichtemission. Verbindung (42) Verbindung (43) Tabelle 2
  • Helligkeit und Wirkungsgrad der Lichtemission = Werte bei einer Stromspannung von 5 V. Tabelle 2 (Forts.)
  • Helligkeit und Wirkungsgrad der Lichtemission = Werte bei einer Stromspannung von 5 V.
  • Beispiel 44
  • Verbindung (42) wurde auf ein gesäubertes Glassubstrat mit einer ITO-Elektrode zum Erhalt einer Löcher-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft. Dann wurde Verbindung (25) zum Erhalt einer lichtemittierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft. Darauf wurde 2,5-Bis(1- naphthyl)-1,3,4-oxadiazol zum Erhalt einer Elektronen-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 40 nm vakuumaufgedampft. Hierauf wiederum wurde eine Elektrode mit einer Dicke von 150 nm aus einer Magnesium/Silber-Legierung in einem Mischungsverhältnis von Magnesium/Silber von 10/1 zum Erhalt eines organischen EL- Elements gebildet. Jede Schicht wurde unter Vakuum bei 1,33 · 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) bei einer Substrattemperatur von Raumtemperatur aufgedampft. Das organische EL- Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 900 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 27,300 (cd/m²) und einen Wirkungsgrad der Lichtemission von 2,8 (Im/W).
  • Beispiel 45
  • Ein organisches EL-Element wurde in derselben Weise wie in Beispiel 44 erhalten, außer, dass Alq³ anstelle der Erzeugung einer Elektronen-injizierenden Schicht verwendet wurde. Das organische EL-Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 490 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 15.800 (cd/m²) und eine Helligkeit der Lichtemission von 1,9 (Im/W).
  • Beispiel 46
  • Ein organisches EL-Element wurde in derselben Weise wie in Beispiel 44 erhalten, außer, dass eine Aluminium/Lithium-Legierung mit einem Mischungsverhältnis von Aluminium/Lithium von 30/l anstelle der Erzeugung einer Elektrode als Kathode verwendet wurde. Das organische EL-Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 950 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 29.000 (cd/m²) und eine Helligkeit der Lichtemission von 3,0 (Im/W).
  • Beispiel 47
  • Ein organisches EL-Element wurde in derselben Weise wie in Beispiel 44 erhalten, außer, dass zusätzlich eine Löcher-injizierende Schicht mit einer Dicke von 5 nm aus metallfreiem Phthalocyanin zwischen der ITO-Elektrode und Verbindung (42) gebildet wurde. Das organische EL-Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 900 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 22.200 (cd/m²) und einen Wirkungsgrad der Lichtemission von 2,5 (Im/W). Im Vergleich zum in Beispiel 44 erhaltenen organischen EL-Element zeigte das in diesem Beispiel erhaltene organische EL- Element eine hohe Helligkeit der Lichtemission und erwies sich bei Betrieb bei geringer Spannung als vorteilhaft.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Verbinclung (42) wurde auf ein gesäubertes Glassubstrat mit einer ITO-Elektrode zum Erhalt einer Löcher-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 50 nm vakuumaufgedampft. Dann wurde Alq³ zum Erhalt einer lichtemittierenden Schicht mit einer Dicke von 50 nm vakuumaufgedampft. Darauf wurde eine Elektrode mit einer Dicke von 100 nm aus einer Magnesium/Silber-Legierung in einem Mischungsverhältnis von Magnesium/Silber von 10/l zum Erhalt eines organischen EL-Elements gebildet. Jede Schicht wurde unter Vakuum bei 1,33 · 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) bei einer Substrattemperatur von Raumtemperatur aufgedampft. Das organische EL-Element zeigte eine Lichtemission mit einer Helligkeit von 15 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 12,000 (cd/m²) und einen Wirkungsgrad der Lichtemission von 1,1 (Im/W).
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Verbindung (42) wurde auf ein gesäubertes Glassubstrat mit einer ITO-Elektrode zum Erhalt einer Löcher-injizierenden Schicht mit einer Dicke von 50 nm vakuumaufgedampft. Dann wurde 9,10-Diphenylanthracen zum Erhalt einer lichtemittierenden Schicht mit einer Dicke von 50 nm vakuumaufgedampft. Darauf wurde eine Elektrode mit einer Dicke von 100 nm aus einer Magnesium/Silber- Legierung in einem Mischungsverhältnis von MagnesiumlSilber von 10/l zum Erhalt eines organischen EL-Elements gebildet. Jede Schicht wurde unter Vakuum bei 1,33 · 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) bei einer Substrattemperatur von Raumtemperatur aufgedampft. Das organische EL-Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 2 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichternission von 2,500 (cd/m²) und einen Wirkungsgrad der Lichtemission von 0,15 (Im/W). Allerdings wies die lichtemittierende Oberfläche des Elements viele dunkle Flecken auf, weshalb die Produktqualität als lichtemittierendes Element extrem schlecht war.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Ein organisches EL-Element wurde in derselben Weise wie in Beispiel 4 erhalten, außer, dass statt dessen 9,10-Diphenylanthracen als ein lichtemittierendes Material verwendet wurde. Das organische EL-Element zeigte eine blaue Lichtemission mit einer Helligkeit von 60 (cd/m²) bei einer Gleichstromspannung von 5 V, eine maximale Helligkeit der Lichtemission von 5.800 (cd/m²) und eine Helligkeit der Lichtemission von 0,45 (Im/W).Wie auch in Vergleichsbeispiel 2 wies allerdings die lichtemittierende Oberfläche des Elements viele dunkle Flecken auf, weshalb das Element eine extrem schlechte Produktqualität als lichtemittierendes Element aufwies.
  • Die in den Beispielen erhaltenen organischen EL-Elemente erbrachten eine maximale Helligkeit der Lichtemission von mehr als 10.000 (cd/m²) und einen hohen Wirkungsgrad der Lichtemission. Ließ man die in obigen Beispielen erhaltenen organischen EL-Elemente kontinuierlich Licht bei 3 mA/cm² emittieren, so emittierten alle organischen EL-Elemente Licht mit einer Helligkeit von mehr als 50% gegenüber dem anfänglichen Helligkeitswert über mehr als 1.000 Stunden hinweg. Ließ man die in den Vergleichsbeispielen erhaltenen organischen EL-Elemente kontinuierlich Licht unter denselben Bedingungen emittieren, so nahm die Helligkeit der Lichtemission auf weniger als 50% gegenüber dem anfänglichen Helligkeitswert innerhalb von 500 Stunden ab. Der Grund dafür ist der folgende: Die lichtemittierenden Materialien der Formeln [1] und [2] zeigen eine sehr hohe Fluoreszenz-Quantenwirkung, so dass die Elemente, bei denen diese Materialien eingesetzt werden, eine Lichtemission von hoher Helligkeit in einem niedrigen Spannungsbereich und eine verlängerte Lebensdauer des Elements erbringen können. Das organische EL- Element erzielt Verbesserungen bei Helligkeit und Wirkungsgrad der Lichtemission und eine längere Lebensdauer des Elements, wobei keine Beschränkungen hinsichtlich der in Kombination damit verwendeten lichtemittierenden Materialien, der Dotiermittel, der Löcherladungstransportmaterialien, der Elektronentransportmaterialien, der Sensibilisatoren, der Harze und der Elektrodenmaterialien, ebenso wenig wie hinsichtlich des Herstellungsverfahrens des Elements, auferlegt werden sollen.
  • Das organische EL-Element, bei dem das lichtemittierende Material der vorliegenden Erfindung Anwendung findet, zeigt eine blaue Lichtemission mit einer höheren Helligkeit bei einem höheren Wirkungsgrad der Lichtemission und ergibt eine längere Lebensdauer des Elements, als dies bei einem herkömmlichen organischen EL- Element der Fall ist.
  • Bei dieser Beschreibung, einschließlich der begleitenden Ansprüche, gilt folgendes:
  • Der durch A und B und/oder C und D gebildete heterocyclische Ring kann der monocyclische heterocyclische Ring oder der polycyclische heterocyclische Ring sein.
  • Wie hierin verwendet, ist eine verschmolzene Cycloalkylgruppe typischerweise eine monocyclische Cycloalkylgruppe, die an eine andere monocyclische Cycloallkylgruppe geschmolzen ist.
  • Eine Alkoxygruppe ist typischerweise eine Alkylgruppe, die an ein Sauerstoffatom gebunden ist.
  • Ein aliphatischer Ring-Rest ist typischerweise ein Rest dieser Cycloalkylgruppe oder dieser verschmolzenen Cycloalkylgruppe.
  • Ein Halogen ist typischerweise Fluor, Chlor, Brom oder Iod.
  • Beispiele der Substituenten, die eine substituierte Alkoxygruppe, Alkylengruppe oder einen aliphatischen Ring-Rest tragen können, umfassen die oben als mögliche Substituenten für eine Alkylgruppe, monocyclische Gruppe, polycyclische Gruppe oder heterocyclischen Ring erörterten Substituenten.
  • Eine substituierte Aminogruppe ist typischerweise durch einen der Substituenten mono- oder di-substituiert, die oben als mögliche Substituenten für eine Alkylgruppe, monocyclische Gruppe, polycyclische Gruppe oder heterocyclische Gruppe erörtert sind, mit Ausnahme von Halogen und mono- oder di-substituierten Aminogruppen. Sie kann zum Beispiel auch eine Dibenzylamino-, Bis(acetoxymethyl)amino-, Bis(acetoxyethyl)amino- oder eine Bis(acetoxypropyl)amino-Gruppe sein.

Claims (10)

1. Verbindung, die sich zur Verwendung in einem Elektrolumineszenz-Element eignet, welche Verbindung die folgende Formel [1] aufweist,
worin A bis D gleich oder verschieden sind und jedes eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte monocyclische Gruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte verschmolzene polycyclische Gruppe ist, oder A und B und/oder C und D, zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Ring bilden.
2. Verbindung nach Anspruch 1, worin jedes von A bis D eine substituierte oder unsubstituierte monocyclische Gruppe ist.
3. Verbindung, die sich zur Verwendung in einem Elektrolumineszenz-Element eignet, welche Verbindung die folgende Formel [2] aufweist,
worin R¹ bis R²&sup0; gleich oder verschieden sind und jedes ist:
- ein Wasserstoffatom;
- ein Halogenatom;
- eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe;
- eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe;
- eine substituierte oder unsubstituierte Aminogruppe;
- eine substituierte oder unsubstituierte monocyclische Gruppe; oder
- eine substituierte oder unsubstituierte verschmolzene polycyclische Gruppe,
oder das, zusammen mit einem benachbarten Substituenten, einen gesättigten oder ungesättigten Ring bildet, und X¹ bis X&sup4; gleich oder verschieden sind und jedes ist:
- eine direkte Bindung;
- O;
- S;
- C=O;
- SO&sub2;;
- (CH&sub2;)v-O-(CH&sub2;)w oder (CH&sub2;)x-S-(CH&sub2;)y, worin v, w, x und y gleich oder verschieden sind und jedes eine ganze Zahl von 0 bis 20 ist, vorausgesetzt, dass weder x + y noch v + w gleich 0 ist;
- P;
- P=O;
-SiR²¹(R²²) oder NHR²³, worin R²¹ bis R²³, die gleich oder verschieden sein können, dieselben Bedeutungen wie obiges R¹ bis R²&sup0; aufweisen;
- eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe; oder
- ein substituierter oder unsubstituierter aliphatischer Ring-Rest.
4. Elektrolumineszenz-Element, enthaltend, als lichtemittierendes Material, eine Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
5. Element nach Anspruch 4, umfassend eine Anode und eine Kathode und, dazwischen, eine lichtemittierende Schicht oder eine Vielzahl von Dünnschichten aus einer organischen Verbindung einschließlich einer lichtemittierenden Schicht, wobei die lichtemittierende Schicht eine Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst.
6. Element nach Anspruch 4 oder 5, worin das Element außerdem, zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Anode, eine Schicht umfasst, die ein Löcherinjizierendes Material enthält.
7. Element nach Anspruch 6, worin das Löcher-injizierende Material ein aromatisches tertiäres Amin oder ein Derivat davon, oder ein Phthalocyanin oder ein Derivat davon, umfasst.
8. Element nach einem der Ansprüche 4 bis 7, worin das Element außerdem, zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Kathode, eine Schicht umfasst, die ein Elektronen-injizierendes Material enthält.
9. Element nach Anspruch 8, worin das Elektronen-injizierende Material ein Metallkomplex oder ein Stickstoffhaltiger fünfgliedriger Ring oder ein Derivat davon ist.
10. Fernsehgerät, lichtemittierendes Element, Kopiergerät, Drucker, Flüssigkristallanzeige, Anzeigentafel, elektrophotographischer Photorezeptor, photoelektrischer Konverter, Solarzelle oder Bildsensor, enthaltend ein Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 4 bis 9.
ZUSAMMENFASSUNG
LICHTEMITTIERENDES MATERIAL FÜR EIN ORGANOELEKTROLUMINESZENZ- ELEMENT, ALS AUCH EIN DIESES LICHTEMITTIERENDE MATERIAL VERWENDENDES ORGANOELEKTROLUMINESZENZ-ELEMENT
Verbindung der Formel [1]:
worin A bis D gleich oder verschieden sind und jedes eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte monocyclische Gruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte verschmolzene polycyclische Gruppe ist, oder A und B und/oder C und D, zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Ring bilden,
oder eine Verbindung der Formel [2]
worin R¹ bis R²&sup0; organische Reste sind,
die nützlich als ein lichtemittierendes Material für ein Organoelektrolumineszenz- Element sind.
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