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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Triarylaminverbindung
und auf eine Lumineszenzvorrichtung vom Ladungsinjektions-Typ, die
diese verwendet. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf eine Triarylaminverbindung, die auf eine Lumineszenzvorrichtung
vom Ladungsinjektions-Typ anwendbar ist, welche die injizierte Ladung
direkt durch ein angelegtes elektrisches Feld in optische Energie
umwandelt, und bezieht sich auf eine Lumineszenzvorrichtung, die
diese verwendet.
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Beschreibung des verwandten
Standes der Technik
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Pope
et al. entdeckten im Jahr 1963 als erste die Elektrolumineszenz
(EL) in einem organischen Material, d. h. einkristallinem Anthracen
(J. Chem. Phys., 38, 2042 (1963)). Danach beobachteten Helfinch
und Schneider im Jahr 1965 eine relativ starke EL in einem Injektions-EL-Material, das über ein
Lösungssystem mit
hoher Injektionseffizienz verfügte
(Phys. Rev. Lett., 14, 229 (1965)).
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Zahlreiche
Untersuchungen von organischen Lumineszenzmaterialien, die konjugierte
organische Wirte und konjugierte organische Aktivatoren mit kondensierten
Benzolringen enthalten, sind offenbart worden in U.S. Patent. Nr.
3,172,862, 3,173,050, und 3,710,167; J. Chem. Phys, 44, 2902 (1966);
J. Chem. Phys, 58, 1542 (1973); und Chem. Phys. Lett., 36, 345 (1975).
Beispiele für offenbarte
organische Wirte beinhalten Naphthalen, Anthracen, Phenanthren,
Tetracen, Pyren, Benzpyren, Chrysen, Picen, Carbazol, Fluoren, Biphenyl,
Terphenyl, Triphenylenoxid, Dihalogenbiphenyl, trans-Stilben und
1,4-Diphenylbutadien. Beispiele für offenbarte Aktivatoren beinhalten
Anthracen, Tetracen und Pentacen. Da diese organischen Lumineszenzmaterialien
als einzelne Schichten mit einer Dicke von mehr als 1 μm vorliegen,
ist für
die Lumineszenz ein hohes elektrisches Feld erforderlich. Unter
diesen Umständen
wurden Vorrichtungen aus dünnen
Filmen vorgeschlagen, die durch ein Vakuumabscheidungs-Verfahren
gebildet werden (z. B. „Thin
Solid Films" Seite
94 (1982); Polymer, 24, 748, (1983); und J. Appl. Phys., 25, L773
(1986)). Auch wenn die Vorrichtungen aus dünnen Filmen zur Senkung der
Steuerspannung wirksam sind, ist ihre Leuchtdichte weit entfernt
von einem praktisch nutzbaren Grad.
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In
den letzten Jahren haben Tang et al. eine EL-Vorrichtung mit hoher Leuchtdichte bei
niedriger Steuerspannung entwickelt (Appl. Phys. Lett., 51, 913
(1987) und U.S. Patent Nr. 4,356,429). Die EL-Vorrichtung wird hergestellt
durch Abscheiden zweier bedeutend dünner Schichten, d. h. einer
Ladungstransportschicht und einer Lumineszenzschicht, zwischen der
Anode und der Kathode mittels eines Vakuumabscheidungs-Verfahrens.
Solche laminierten organischen EL-Vorrichtungen sind offenbart in
z. B. der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 59-194393,
59-194393, 63-264692, und 3-163188, U.S. Patent Nr. 4,539,507 und 4,720,432,
und Appl. Phys. Lett., 55, 1467 (1989).
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Ebenfalls
wurde eine EL-Vorrichtung mit einer unabhängig voneinander Ladungstransportfunktion
und Lumineszenzfähigkeit
aufweisenden Dreischicht-Struktur offenbart in Jpn. J. Apply. Phys.,
27, L269 und L713 (1988). Da die Ladungstransportfähigkeit
in einer solchen EL-Vorrichtung verbessert ist, wird die vielseitige Verwendbarkeit
von möglichen
Farbstoffen in der Lumineszenzschicht beträchtlich erhöht. Ferner deutet der Aufbau
der Vorrichtung die Möglichkeit
zu verbesserter Lumineszenz durch wirksames Trapping von Löchern und
Elektronen (oder Excimeren) in der zentralen Lumineszenzschicht
an.
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Schichtförmige organische
EL-Vorrichtungen werden im Allgemeinen durch Vakuumabscheidungs-Verfahren
gebildet. EL-Vorrichtungen mit beachtlicher Leuchtdichte werden
auch durch Giessverfahren gebildet (beschrieben in z. B. Extended
Abstracts (The 50th Autumn Meeting (1989), Seite 1006 und The 51st Autumn
Meeting (1990), Seite 1041; The Japan Society of Applied Physics).
Eine beachtlich hohe Leuchtdichte wird ebenso erreicht in einer
einschichtigen, gemischartigen EL-Vorrichtung, bei welcher die Schicht
durch Tauchbeschichten einer Lösung
gebildet wird, die Polyvinylcarbazol als Lochtransport-Verbindung, ein Oxadiazol-Derivat
als Elektronentransport-Verbindung und Cumarin-6 als Lumineszenz-Material
enthält,
wie beschrieben ist in Extended Abstracts of the 38th Spring Meeting
1991, Seite 1086; The Japan Society of Applied Physics and Related
Societies.
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Wie
oben beschrieben wurde, sind die organischen EL-Vorrichtungen beträchtlich verbessert worden und
haben die Möglichkeit
einer breiten Anwendungsvielfalt angedeutet; allerdings weisen diese
EL-Vorrichtungen beim praktischen Gebrauch einige Probleme auf,
z. B. ungenügende
Leuchtdichte, Änderungen
der Leuchtdichte bei ausgedehntem Gebrauch und Verschlechterung
durch Sauerstoff und Feuchtigkeit enthaltendes atmosphärisches
Gas. Ferner decken die EL-Vorrichtungen nicht ausreichend den Bedarf
nach verschiedenen Wellenlängen
des Lumineszenzlichts ab, um Lumineszenz-Farbtöne von blauen, grünen und
roten Farben in Vollfarb-Displays u. s. w. genau zu bestimmen.
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Gemäss Patent
Abstracts of Japan, vol. 018, Nr. 591 (C-1272), 11 November 1994
und
JP 06 220437 ist
ein Elektrolumineszenz-Element offenbart mit langandauernden Lumineszenzeigenschaften
und ausgezeichneter Beständigkeit,
was durch Einbetten einer speziellen Verbindung in mindestens eine
organische Verbindungsschicht erreicht wird. Unter den offenbarten
speziellen Verbindungen sind Triaryldiamin-Verbindungen, bei welchen
die beiden Amingruppen durch eine wahlweise substituierte Fluorengruppe
verknüpft
sind. Jedes der Amin-Stickstoffatome hat einen Pyren-Substituenten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine organische Verbindung
bereitzustellen, die auf eine über
eine optische Leistung mit bedeutend hoher Effizienz und Leuchtdichte
verfügende
Lumineszenzvorrichtung anwendbar ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine auf eine
Lumineszenzvorrichtung anwendbare organische Verbindung bereitzustellen,
welche über
verschiedene Lumineszenz-Wellenlängen, eine
Vielzahl von lumineszenten Farbtönen
und eine bedeutend hohe Beständigkeit
verfügt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bei relativ
niedrigen Produktionskosten und hoher Sicherheit einfach hergestellte
Lumineszenzvorrichtung bereitzustellen.
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Ein
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine durch die folgende
allgemeine Formel [1] dargestellte Triarylaminverbindung:
in der:
R
1 und
R
2 unabhängig
voneinander ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte
oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte
Alkoxygruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe
sind,
Ar
1, Ar
2,
Ar
3 und Ar
4 jeweils
eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder heterocyclische
Gruppe sind, welche dieselbe oder unterschiedlich voneinander sein
können,
gewählt
aus Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, Naphthyl, Anthryl, Phenanthryl,
Pyridyl, Furyl, Thienyl und Carbazolyl;
und mindestens eine
Gruppe von Ar
1, Ar
2,
Ar
3 und Ar
4 ein
kondensierter aromatischer Ring ist, gewählt aus Naphthyl, Anthryl,
Acenaphthyl, Phenanthryl, Naphthathenyl und Fluoranthenyl.
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Ein
weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine durch
die folgende allgemeine Formel [2] dargestellte Triarylaminverbindung:
in der:
R
3 und
R
4 unabhängig
voneinander ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte
oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte
Alkoxygruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe
sind;
Ar
5, Ar
6,
Ar
7 und Ar
8 jeweils
eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder heterocyclische
Gruppe sind, welche dieselbe oder unterschiedlich voneinander sein
können,
gewählt
aus Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, Naphthyl, Anthryl, Phenanthryl,
Pyridyl, Furyl, Thienyl und Carbazolyl;
und mindestens eine
Gruppe von Ar
5, Ar
6,
Ar
7 und Ar
8 ein π-konjugierter
aromatischer Kohlenwasserstoff mit 12 oder mehr Kohlenstoffatomen
ist, gewählt
aus Polyphenylen und Stilben-Derivaten.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Lumineszenzvorrichtung,
umfassend ein Elektrodenpaar und dazwischen angeordnet mindestens
eine Verbindung unter den durch die allgemeinen Formeln [1] und
[2] dargestellten Verbindungen.
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Die
organische Lumineszenzvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung
ist eine dünne,
leichtgewichtige, feste Vorrichtung, die eine grosse Fläche und
eine hohe Auflösung
hat und fähig
ist zu Hochgeschwindigkeits-Betrieb,
im Gegensatz zu konventionellen Glühlampen, Fluoreszenzlampen
und anorganischen Lumineszenzdioden, und damit fortgeschrittene
Anforderungen erfüllt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnitt-Ansicht
einer Ausführungsform
einer Lumineszenzvorrichtung gemäss
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Querschnitt-Ansicht
einer weiteren Ausführungsform
einer Lumineszenzvorrichtung gemäss
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine Querschnitt-Ansicht
einer weiteren Ausführungsform
einer Lumineszenzvorrichtung gemäss
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine Querschnitt-Ansicht
einer Lumineszenzvorrichtung gemäss
Beispiel 7 der vorliegenden Erfindung; und
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5 ist ein Infrarotspektrum
einer organischen Verbindung gemäss
der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGFORM
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Die
vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch eine neue Triarylaminverbindung,
dargestellt durch die allgemeine Formel [1] oder [2]:
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In
der allgemeinen Formel [1] sind R1 und R2 unabhängig
voneinander ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte
oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte
Alkoxygruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe.
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Beispiele
für Alkylgruppen
beinhalten Methyl-, Ethyl-, n-Propyl- und Isopropyl-Gruppen; Beispiele
für Alkoxygruppen
beinhalten Methoxy-, Ethoxy- und Phenoxy-Gruppen; und Beispiele für Arylgruppen
beinhalten Phenyl- , Biphenyl- und Naphthyl-Gruppen.
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Beispiele
für die
Substituenten-Gruppen beinhalten Halogenatome, z. B. Fluor, Chlor,
Brom und Iod; Alkylgruppen, z. B. Methyl-, Ethyl-, n-Propyl- und
Isopropyl-Gruppen; Alkoxygruppen, z. B. Methoxy-, Ethoxy- und Phenoxy-Gruppen;
Arylalkylgruppen, z. B. Benzyl-, Phenethyl- und Propylphenyl-Gruppen;
Nitrogruppe; Cyanogruppe; substituierte Aminogruppen, z. B. Dimethylamino-,
Dibenzylamino-, Diphenylamino- und Morpholino-Gruppen; Arylgruppen,
z. B. Phenyl-, Tolyl-, Biphenyl-, Naphthyl-, Anthryl- und Pyrenyl-Gruppen;
und heterocyclische Gruppen, z B. Pyridyl-, Thienyl-, Furyl-, Chinolyl-
und Carbazolyl-Gruppen.
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In
der allgemeinen Formel [1] sind Ar1, Ar2, Ar3 und Ar4 jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe
oder heterocyclische Gruppe, welche dieselbe oder unterschiedlich
voneinander sein können,
gewählt
aus Phenyl-, Biphenyl-, Terphenyl-, Naphthyl-, Anthryl-, Phenanthryl-,
Pyridyl-, Furyl-, Thienyl- und Carbazolyl-Gruppen.
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Mindestens
eine Gruppe von Ar1, Ar2,
Ar3 und Ar4 ist
ein kondensierter aromatischer Ring, gewählt aus Naphthyl-, Anthryl-,
Acenaphthyl-, Phenanthryl-, Naphthathenyl- und Fluoranthenyl-Gruppen.
Diese kondensierten aromatischen Ringe können Substituenten-Gruppen haben. Beispiele
für Substituenten-Gruppen
beinhalten Halogenatome, z. B. Fluor, Chlor, Brom und Iod; Alkylgruppen,
z. B. Methyl-, Ethyl-, n-Propyl- und Isopropyl-Gruppen; Alkoxygruppen,
z. B. Methoxy-, Ethoxy- und
Phenoxy-Gruppen; Arylalkylgruppen, z. B. Benzyl-, Phenethyl- und
Propylphenyl-Gruppen; Nitrogruppe; Cyanogruppe; substituierte Aminogruppen,
z. B. Dimethylamino-, Dibenzylamino-, Diphenylamino- und Morpholino-Gruppen;
Arylgruppen, z. B. Phenyl-, Tolyl-, Biphenyl-, Naphthyl-, Anthryl-
und Pyrenyl-Gruppen; und heterocyclische Gruppen, z. B. Pyridyl-,
Thienyl-, Furyl-, Chinolyl- und Carbazolyl-Gruppen.
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In
der allgemeinen Formel [2] sind R3 und R4 jeweils dieselben wie R1 und
R2 in der allgemeinen Formel [1], und Ar5, Ar6, Ar7 und Ar8 sind jeweils
dieselben wie Ar1, Ar2,
Ar3 und Ar4 in der
allgemeinen Formel [1]. Mindestens eines von Ar5,
Ar6, Ar7 und Ar8 ist ein π-konjugierter
aromatischer Kohlenwasserstoff mit 12 oder mehr Kohlenstoffen, gewählt aus
Polyphenylen; d. h. Biphenyl, p-Terphenyl und Quaterphenyl; und
Stilbenderivaten, d. h. Styryl und Phenylstyryl.
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Die
folgenden Beispiele sind typische, nichteinschränkende Beispiele für die Verbindungen,
die durch die allgemeine Formel [1] oder [2] dargestellt sind.
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Verbindungen,
dargestellt durch die allgemeine Formel [1]
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Verbindungen,
dargestellt durch die allgemeine Formel [2]
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Die
Lumineszenzvorrichtung gemäss
der vorliegenden Erfindung hat eine Schicht oder eine Vielzahl von
Schichten, bestehend aus einer organischen Verbindung, die zwischen
Anode und Kathode angeordnet ist, und mindestens eine Schicht unter
den obigen organischen Schichten enthält eine Verbindung, die durch die
allgemeine Formel [1] oder [2] dargestellt wird.
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Die
Schicht der organischen Verbindung, die durch die allgemeine Formel
[1] oder [2] dargestellt ist, wird zwischen der Anode und der Kathode
durch ein Vakuumabscheidungs-Verfahren oder ein Lösungs-Überzugsverfahren gebildet.
Die Dicke der organischen Schicht beträgt vorzugsweise 2 μm oder weniger,
insbesondere bevorzugt 0,5 μm
oder weniger und weiter bevorzugt 0,05 bis 0,5 μm.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher beschrieben unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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1 ist eine schematische
Querschnitt-Ansicht einer Ausführungsform
für die
Lumineszenzvorrichtung gemäss
der vorliegenden Erfindung. Eine Anode 2, eine Lumineszenzschicht 3 und
eine Kathode 4 sind auf einem Träger 1 in dieser Reihenfolge
gebildet. In einer solchen Anordnung besteht eine einsatzfähige Lumineszenzschicht 3 im
Allgemeinen aus einer einzigen Verbindung mit Lochtransportfähigkeit,
Elektronen-Transportfähigkeit
und Lumineszenz, oder aus einem Gemisch von Verbindungen, wobei
jede eine dieser Eigenschaften aufweist.
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2 ist eine schematische
Querschnitt-Ansicht einer weiteren Ausführungsform für die Lumineszenzvorrichtung
gemäss
der vorliegenden Erfindung. Eine Anode 2, eine Lochtransportschicht 5,
eine Elektronentransportschicht 6 und eine Kathode 4 sind
auf einem Träger 1 in
dieser Reihenfolge gebildet. Die Lochtransportschicht 5 und
die Elektronentransportschicht 6 dienen als Lumineszenzschicht 3.
In einer solchen Anordung besteht eine einsatzfähige Lochtransportschicht 5 im
Allgemeinen aus einem Lumineszenzmaterial mit Lochtransportfähigkeit
oder aus einem Gemisch, das ein solches Material und ein nicht-lumineszierendes Material
mit Lochtransportfähigkeit
beinhaltet. Die lumineszierenden und nicht-lumineszierenden Materialien können auch
Elektronen-Transportfähigkeit
haben. Die Elektronentransportschicht 6 kann aus einem
lumineszierendem Material mit Elektronen-Transportfähigkeit oder aus einem Gemisch
bestehen, das ein solches Material und ein nicht-lumineszierendes
Material mit Elektronen-Transportfähigkeit enthält. Die
lumineszierenden und nicht-lumineszierenden Materialien können auch
Lochtransportfähigkeit
haben.
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3 ist eine schematische
Querschnitt-Ansicht einer weiteren Ausführungsform für die Lumineszenzvorrichtung
gemäss
der vorliegenden Erfindung. Eine Anode 2, eine Lochtransportschicht 5,
eine Lumineszenzschicht 3, eine Elektronentransportschicht 6 und
eine Kathode 4 sind auf einem Träger 1 in dieser Reihenfolge
gebildet. In dieser Anordnung werden Ladungstransport und Lumineszenz
in den einzelnen Schichten vollzogen. Eine solche Anordnung erlaubt
eine hohe Vielfalt an Kombinationen von einem Material mit ausgezeichneter
Lochtransportfähigkeit,
einem Material mit ausgezeichneter Elektronen-Transportfähigkeit
und einem Material mit ausgezeichneter Lumineszenz. Ferner erlaubt
die Anordnung den Einsatz von verschiedenartigen, bei verschiedenen
Wellenlängen
Licht emittierenden Verbindungen; daher kann der Farbton des lumineszierenden
Lichts über
einen breiten Bereich kontrolliert werden. Eine wirkungsvolle Senke
für Löcher und Elektronen
(oder Excimere) in der zentralen Lumineszenzschicht wird die Effizienz
der Lumineszenz erhöhen.
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4 ist eine Querschnitt-Ansicht
einer weiteren Lumineszenzvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung.
Eine Anode 2, eine Lochinjektions-Transportschicht 7,
eine Lochtransportschicht 5, eine Elektronen-Transportschicht 6 und
eine Kathode 4 sind auf einem Träger 1 in dieser Reihenfolge
gebildet. Die Lochinjektions-Transportschicht 7 erleichtert
die Lochinjektion von der Anode 2 aus. Damit kann die Lumineszenzvorrichtung
für lange
Betriebszeiten eine hohe Effizienz aufrechterhalten. In einer solchen
Anordnung dienen die Lochtransportschicht 5 und/oder die
Elektronen-Transportschicht 6 als eine Lumineszenzschicht.
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Die
durch die allgemeinen Formeln [1] und [2] dargestellten Verbindungen
haben bedeutend bessere Lumineszenzeigenschaften als herkömmliche
Verbindungen und können
in allen in den 1 bis 4 gezeigten Elektrizitätsfeld-Lumineszenzvorrichtungen
verwendet werden.
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Die
durch die allgemeinen Formeln [1] und [2] dargestellten Verbindungen
haben abhängig
von ihren Strukturen Lochtransportfähigkeit und/oder Elektronentransportfähigkeit.
In allen in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen
können
die durch die allgemeine Formel [1] dargestellten Verbindungen allein
oder zusammen verwendet werden, und die durch die allgemeine Formel
[2] dargestellten Verbindungen können ebenfalls
allein oder zusammen verwendet werden. Alternativ können die
durch die allgemeinen Formeln [1] und [2] dargestellten Verbindungen
zusammen verwendet werden.
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Als
Bestandteile der Lumineszenzschicht in der Lumineszenzvorrichtung
gemäss
der vorliegenden Erfindung können
Lochtransport-Materialien, die auf dem Gebiet der elektrophotographischen,
photoempfindlichen Elemente untersucht wurden, und bekannte lumineszente
Lochtransport-Verbindungen, wie sie in Tabellen 1 bis 5 gezeigt
sind, oder Elektronentransport-Verbindungen und bekannte lumineszente
Elektronentransport-Materialien, wie sie in den Tabellen 6 bis 9
gezeigt sind, mit den durch die allgemeinen Formeln [1] und [2]
dargestellten Verbindungen verwendet werden. Diese Verbindungen
werden allein oder zusammen verwendet.
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Tabelle
10 veranschaulicht Beispiele für
Dotierungs-Farbstoffe.
Der Zusatz einer Spurenmenge eines Dotierungs-Farbstoffs in der
Lumineszenzschicht wird die Lumineszenz-Wirksamkeit bedeutend erhöhen oder die
Lumineszenzfarbe verändern.
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Tabelle
1 Lochtransport-Verbindungen
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Tabelle
2 Lochtransport-Verbindungen
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Tabelle
3 Lochtransport-Verbindungen
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Tabelle
4 Lochtransport-Verbindungen
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Tabelle
5 Lochtransport-Verbindungen
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Tabelle
6 Elektronentransport-Verbindungen
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Tabelle
7 Elektronentransport-Verbindungen
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Tabelle
8 Elektronentransport-Verbindungen
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Tabelle
9 Elektronentransport-Verbindungen
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Tabelle
10 Dotierungs-Farbstoffe
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In
der Lumineszenzvorrichtung gemäss
der vorliegenden Erfindung werden die Lumineszenzschicht, welche
die durch die allgemeinen Formeln [1] und [2] dargestellten Verbindungen
enthält,
und, wenn vorhanden, die weitere-organische Schicht im Allgemeinen
durch ein Vakuumabscheidungs-Verfahren oder durch Verwendung eines
Bindeharzes gebildet.
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Nichteinschränkende Beispiele
für Bindeharze
umfassen Polyvinylcarbazol-Harze, Polycarbonatharze, Polyesterharze,
Polyarylat-Harze, Butyral-Harze, Polystyrol-Harze, Polyvinylacetal-Harze,
Diallylphthalat-Harze,
Acryl-Harze, Methacryl-Harze, Phenol-Harze, Epoxy-Harze, Silicon-Harze,
Polysulfon-Harze und Harnstoff-Harze.
Diese Bindeharze können
allein oder zusammen verwendet werden.
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Bevorzugte
Anoden-Materialien haben grosse Arbeitsfunktionen. Beispiele für solche
Materialien umfassen Nickel, Gold, Platin, Palladium, Selen, Rhenium
und Iridium; Legierungen hiervon; und Zinnoxid, Indium-Zinn-Oxid und Kupferoxid.
Leitfähige
Polymere wie Poly(3-methylthiophen),
Polyphenylensulfid und Polypyrrol sind auch verwendbar.
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Dagegen
haben bevorzugte Kathoden-Materialien geringe Arbeitsfunktionen.
Beispiele für
solche Materialien umfassen Silber, Blei, Zinn, Magnesium, Aluminium,
Calcium, Mangan, Indium und Chrom, und Legierungen hiervon.
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Es
ist bevorzugt, dass mindestens eine Elektrode von Anode und Kathode
50% oder mehr des einfallenden Lichtes über den Wellenlängen-Bereich
des Lumineszenzlichts überträgt.
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Als
transparenter Träger
werden in der vorliegenden Erfindung Glas und Kunststoff-Filme verwendet.
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Beispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele
ausführlicher
beschrieben.
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Synthese von N,N,N',N'-Tetra-(1-naphthyl)-2,7-diamino-9,9-dimethylfluoren
(Verbindung 13)
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In
einen Auberginen-artigen 100-ml Kolben wurden 2,24 g (10 mmol) 2,7-Diamino-9,9-dimethylfluoren, 15,22
g (160 mmol) 1-Iodonaphthalen, 6,91 g (50 mmol) Kaliumcarbonat,
12,71 g (200 mmol) pulverisiertes Kupfer und 50 ml o-Dichlorbenzol
gegeben und das Gemisch unter Rühren
24 Stunden unter Rückfluss
erhitzt.
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Die
Reaktant-Lösung
wurde gekühlt
und dann gefiltert und das Filtrat unter vermindertem Druck eingeengt.
In die konzentrierte Lösung
wurden 35 ml Aceton gegeben und danach filtriert, um die ausgefallenen Rohkristalle
zu sammeln. Die Rohkristalle wurden über eine Silicagel-Säule unter Verwendung eines
Toluol-Hexan-Gemisches gereinigt und 6,13 g (Ausbeute: 84,1%) blassgelbes,
feinkristallines N,N,N',N'-Tetra-(1-naphthyl)-2,7-diamino-9,9-dimethylfluoren
(Verbindung 13) wurden hergestellt.
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Der
Schmelzpunkt (Tm) und die Glasübergangs-Temperatur (Tg) der resultierenden Verbindung waren jeweils
331,0 bis 332,7°C
und 169°C,
gemäss
Differential-Abtastkalorimetrie
unter Verwendung von Pyris 1 von Perkin Elmer Corporation. 5 ist ein IR-Spektrum von
der Verbindung nach einer KBr-Pressling-Methode unter Verwendung
eines FT-IR Spektrophotometers (FT-IR-420) von JASCO.
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BEISPIEL 1
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Ein
Film aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) mit einer Dicke von 100 nm wurde
auf einem Glas-Träger
durch ein Sputter-Verfahren
gebildet. Nachdem der transparente Träger gereinigt worden war, wurde
eine Schicht von Verbindung 12 mit einer Dicke von 65 nm darauf
abgeschieden mit einer Abscheidungsrate von 0,2 bis 0,3 nm/s, und
danach wurde eine Mg-Ag-metallische Elektrode mit einem Atomverhältnis von
Mg : Ag = 10 : 1 durch ein Vakuumabscheidungsverfahren gebildet
mit einer Abscheidungsrate von 2,0 nm/s unter einem Vakuumdruck
von 3 bis 4 × 10–6 Torr.
Eine Lumineszenzvorrichtung wurde dadurch gebildet.
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Ein
Gleichstrom von 10 V wurde zwischen der ITO-Anode und der Mg-Ag-Kathode der Lumineszenzvorrichtung
angelegt. Ein Stromfluss von 175 mA/cm2 und
eine grüne
Lumineszenz mit einer Leuchtdichte von 5300 cd/m2 wurden
beobachtet. Eine Spannung mit einer Stromdichte von 3,0 mA/cm2 wurde 100 Stunden an die Probe angelegt.
Die Leuchtdichte war zu Beginn 160 cd/m2 und
veränderte
sich am Ende auf 140 cd/m2.
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BEISPIELE 2 BIS 6
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Lumineszenzvorrichtungen
wurden hergestellt wie in BEISPIEL 1 unter Verwendung von Verbindungen
21, 36, 47, 72 und 88 anstatt von Verbindung 12. Tabelle 11 zeigt
die Merkmale dieser Lumineszenzvorrichtungen.
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VERGLEICHSBEISPIEL 1
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Eine
Lumineszenzvorrichtung wurde wie in BEISPIEL 1 hergestellt unter
Verwendung der folgenden Verbindung anstatt von Verbindung 12.
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Ein
Gleichstrom von 15 V wurde zwischen die ITO-Anode und die Mg-Ag-Kathode der Lumineszenzvorrichtung
angelegt. Ein Stromfluss von 15 mA/cm2 und
eine grüne
Lumineszenz mit einer Leuchtdichte von 35 cd/m2 wurden
beobachtet. Eine Spannung mit einer Stromdichte von 27 mA/cm2 wurde 100 Stunden lang an die Probe angelegt.
Die Leuchtdichte war zu Beginn 100 cd/m2 und
verringerte sich am Ende auf 8 cd/m2.
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Die
Resultate der BEISPIELE 1 bis 6 und von VERGLEICHSBEISPIEL 1 zeigen,
dass die Verbindungen gemäss
der vorliegenden Erfindung im Vergleich zur vergleichenden Amin-Verbindung
hohe Leuchtdichte und verlängerte
Lebensdauer haben.
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BEISPIEL 7
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Eine
in 4 gezeigte Lumineszenzvorrichtung
wurde wie folgt hergestellt. Eine Anode 2 aus Indium-Zinn-Oxid
(ITO) mit einer Dicke von 100 nm wurde auf einem Glas-Träger durch
ein Sputter-Verfahren gebildet. Nachdem der transparente Träger gereinigt
worden war, wurde darüber
eine m-MTDATA Lochinjektions-Transportschicht 7 mit einer
Dicke von 20 nm gebildet und darüber
eine Schicht von Verbindung 32 mit einer Dicke von 50 nm als Loch-Transportschicht 5 abgeschieden.
Ferner wurde darüber
eine Elektronen-Transportschicht einer Elektronen- Transportverbindung
(Alq3) mit einer Dicke von 65 nm gebildet
und anschliessend eine Aluminium-Kathode 4 mit einer Dicke
von 140 nm darüber
gebildet.
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Ein
Gleichstrom von 5 V wurde zwischen der ITO-Anode und der Aluminium-Kathode
der Lumineszenzvorrichtung angelegt. Ein Stromfluss von 10 mA/cm2 und eine grüne Lumineszenz mit einer Leuchtdichte von
576 cd/m2 wurden beobachtet. Eine Spannung
mit einer Stromdichte von 3,0 mA/cm2 wurde
100 Stunden lang an die Probe angelegt. Die Leuchtdichte war zu
Beginn 265 cd/m2 und änderte sich am Ende geringfügig auf
250 cd/m2.
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Wie
oben beschrieben, haben Lumineszenzvorrichtungen, welche die durch
die allgemeinen Formeln [1] und [2] dargestellten Verbindungen verwenden,
gemäss
der vorliegenden Erfindung eine bedeutend hohe Leuchtdichte bei
einer niedrigen angelegten Spannung, und eine hohe Beständigkeit.
Eine grosse Vorrichtung kann leicht durch ein Vakuum-Abscheidungsverfahren
oder ein Giess-Verfahren bei relativ niedrigen Produktionskosten
hergestellt werden.
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Während die
vorliegende Erfindung im Hinblick auf die gegenwärtig als bevorzugt erachteten
Ausführungsformen
beschrieben wurde, sollte verständlich
sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen
beschränkt
ist. Im Gegensatz dazu soll die Erfindung verschiedene Abwandlungen
und äquivalente
Anordnungen abdecken, die im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind. Dem Umfang
der folgenden Ansprüche
sollte die breiteste Auslegung zugeordnet werden, so dass alle derartigen
Abwandlungen und äquivalenten
Strukturen und Funktionen umfasst sind.