JP2000143558A - 発光化合物及びこれを発色材料として採用している表示素子 - Google Patents
発光化合物及びこれを発色材料として採用している表示素子Info
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Abstract
ている表示素子を提供する。 【解決手段】 発光化合物は青色発光材料として発光効
率に優れる。このような発光化合物を利用して発光層の
ような有機膜を形成すれば青色を具現する有機電子発光
素子を製造できる。
Description
の発光化合物を発色材料として採用している表示素子に
関する。
て、高度の性能を有する表示素子が要求されている。表
示素子は一般的に発光型表示素子と非発光型表示素子に
分けうる。発光型表示素子としては陰極線管、発光ダイ
オード(LED)などがあり、非発光型表示素子として
は液晶表示素子などがある。
動電圧、消費電力、輝度、コントラスト、応答時間、寿
命、表示色などがある。
は軽くて消費電力が少ない利点があって現在最も広く使
われている。しかし、応答時間、コントラスト、視野角
などの特性が満足できる水準に到達できなくてまだ改善
の余地が多い。それで、このような問題点を補完できる
次世代表示素子として電子発光素子が注目されている。
発発光型表示素子として視野角が広くてコントラストが
優秀なだけでなく応答時間が速い長所がある。
EL素子と有機EL素子とに区分される。ここで有機E
L素子は無機EL素子に比べて輝度、駆動電圧及び応答
速度特性に優れて多色化が可能という長所がある。
断面図である。これを参照すれば、基板11の上部にア
ノード12が形成されている。そしてこのアノード12
の上部にはホール輸送層13、発光層14、電子輸送層
15及びカソード16が順次に形成されている。ここで
ホール輸送層13、発光層14及び電子輸送層15は有
機化合物よりなる有機薄膜である。
の駆動原理は次の通りである。
圧を印加すれば、アノード12から注入されたホールは
ホール輸送層13を経由して発光層14に移動される。
一方、電子はカソード16から電子輸送層15を経由し
て発光層14に注入され、発光層14領域でキャリアが
再結合して励起子(exciton)を生成する。この
励起子が励起状態から基底状態に変化し、これにより発
光層の蛍光性分子が発光することによって画像が形成さ
れる。
(Eastman Kodak Co.)では発光層形
成用材料として低分子の芳香族ジアミンとアルミニウム
錯体を利用している有機電子発光素子を開発した(Ap
pl.Phys.Lett.51,913,198
7)。
−フェニレンビニレン)(PPV)、ポリ(2−メトキ
シ−5−(2’−エチルへキシルオキシ)−1,4−フ
ェニレンビニレン)のような高分子を使用している有機
電子発光素子が発表された(Nature,347,5
39,1990 & Appl.Phys.Lett.
58,1982,1991)。
に対する溶解度特性が不良でスピンコーティング法によ
る膜形成時多くの難しさがある。このような問題点を解
決させるためにPPVに有機溶媒に対する溶解度特性を
改善させうる作用基を導入させた可溶性PPVが開発さ
れた。PPVまたはその誘導体を発光層材料として採用
している有機電子発光素子は緑色からオレンジ色までの
色を具現する。
他の色相の発光化合物に比べて発光効率が低下する問題
点があり、これによって新しい青色発光化合物開発に対
する必要性がだんだん高まっている。
問題点を解決して発光効率と輝度特性が改善された青色
発光化合物を提供することである。
として採用している表示素子を提供することである。
するために本発明では、化学式1で表示される発光化合
物を提供する。
されたフェニル、非置換されたまたは置換されたナフタ
リン、非置換されたまたは置換されたアントラセン、非
置換されたまたは置換されたジフェニルアントラセン、
非置換されたまたは置換されたフェナントレン、非置換
されたまたは置換されたインデン、非置換されたまたは
置換されたアセナフテン、非置換されたまたは置換され
たビフェニル、非置換されたまたは置換されたフルオレ
ン、非置換されたまたは置換されたカルバゾール、非置
換されたまたは置換されたチオフェン、非置換されたま
たは置換されたピリジン、非置換されたまたは置換され
たオキサジアゾール、非置換されたまたは置換されたオ
キサゾール、非置換されたまたは置換されたトリアゾー
ル、非置換されたまたは置換されたベンゾチオフェン、
非置換されたまたは置換されたジベンゾフラン、非置換
されたまたは置換されたチアジアゾールよりなる群から
選択され、R1及びR2は水素、炭素数1乃至20のアル
キル基または炭素数1乃至20のアルコキシ基であり、
R3及びR4は水素またはフェニル基であり、nは0また
は1で、Mは下記構造式
いに関係なく水素、炭素数1乃至20のアルキル基及び
炭素数1乃至20のアルコキシ基よりなる群から選択さ
れる。
発色材料として採用していることを特徴とする表示素子
によりなる。このような本発明の望ましい一面として、
前記発光化合物を発色材料として採用している有機電子
発光素子を挙げられる。
の電極間に備えられている有機膜を含んでいる有機電子
発光素子において、前記有機膜が化学式1の発光化合物
を含んでいることを特徴とする有機電子発光素子を提供
する。
されたフェニル、非置換されたまたは置換されたナフタ
リン、非置換されたまたは置換されたアントラセン、非
置換されたまたは置換されたジフェニルアントラセン、
非置換されたまたは置換されたフェナントレン、非置換
されたまたは置換されたインデン、非置換されたまたは
置換されたアセナフテン、非置換されたまたは置換され
たビフェニル、非置換されたまたは置換されたフルオレ
ン、非置換されたまたは置換されたカルバゾール、非置
換されたまたは置換されたチオフェン、非置換されたま
たは置換されたピリジン、非置換されたまたは置換され
たオキサジアゾール、非置換されたまたは置換されたオ
キサゾール、非置換されたまたは置換されたトリアゾー
ル、非置換されたまたは置換されたベンゾチオフェン、
非置換されたまたは置換されたジベンゾフラン、非置換
されたまたは置換されたチアジアゾールよりなる群から
選択され、R1及びR2は水素、炭素数1乃至20のアル
キル基または炭素数1乃至20のアルコキシ基であり、
R3及びR4は水素またはフェニル基であり、nは0また
は1で、Mは下記構造式
いに関係なく水素、炭素数1乃至20のアルキル基及び
炭素数1乃至20のアルコキシ基よりなる群から選択さ
れる。
発明の望ましい実施の形態に対して詳細に説明する。
発光材料として両末端に立体障害を与えられる大きなグ
ループ、例えばトリフェニルシリルフェニル基、トリフ
ェニルメチルフェニル基、フルオレングループなどを導
入して分子間パックキングを防止する。その結果、分子
間相互作用によって励起子が消光されることが抑制でき
発光効率が向上する。
されたフェニル、非置換されたまたは置換されたナフタ
リン、非置換されたまたは置換されたアントラセン、非
置換されたまたは置換されたジフェニルアントラセン、
非置換されたまたは置換されたフェナントレン、非置換
されたまたは置換されたインデン、非置換されたまたは
置換されたアセナフテン、非置換されたまたは置換され
たビフェニル、非置換されたまたは置換されたフルオレ
ン、非置換されたまたは置換されたカルバゾール、非置
換されたまたは置換されたチオフェン、非置換されたま
たは置換されたピリジン、非置換されたまたは置換され
たオキサジアゾール、非置換されたまたは置換されたオ
キサゾール、非置換されたまたは置換されたトリアゾー
ル、非置換されたまたは置換されたベンゾチオフェン、
非置換されたまたは置換されたジベンゾフラン、非置換
されたまたは置換されたチアジアゾールよりなる群から
選択され、R1及びR2は水素、炭素数1乃至20のアル
キル基または炭素数1乃至20のアルコキシ基であり、
R3及びR4は水素またはフェニル基であり、nは0また
は1で、Mは下記構造式
いに関係なく水素、炭素数1乃至20のアルキル基及び
炭素数1乃至20のアルコキシ基よりなる群から選択さ
れる。
ルの例としてはメトキシフェニル、メチルフェニル、ト
リフェニルシリルフェニル、エチルへキシルオキシフェ
ニルがあり、置換されたナフタリンの例としてはメトキ
シナフタリン、フェニルナフタリンがあり、置換された
アントラセンの例としてはフェニルアントラセンがあ
り、置換されたジフェニルアントラセンの例としては2
−フェノキシ−9,10ジフェニルアントラセンがあ
り、置換されたフェナントレンの例としてはフェニルフ
ェナントレンがあり、置換されたインデンの例としては
ジへキシルインデンがあり、置換されたアセナフテンの
例としてはフェニルアセナフテンがあり、置換されたビ
フェニルの例としてはメトキシビフェニル、フェノキシ
ビフェニルがあり、置換されたフルオレンの例としては
ジメチルフルオレン、ジエチルフルオレン、ジへキシル
フルオレン、ジへプチルフルオレン、ジオクチルフルオ
レン、ジノニルフルオレン、ジデシルフルオレン、ジド
デシルフルオレン、ジフェニルフルオレンがあり、置換
されたカルバゾールの例としてはN−エチルへキシルカ
ルバゾールがあり、置換されたチオフェンの例としては
5−フェニルチオフェンがあり、置換されたピリジンの
例としてはフェニルピリジンがあり、置換されたオキサ
ジアゾールの例としてはフェニルオキサジアゾール、ジ
フェニルオキサジアゾールがあり、置換されたオキサゾ
ールの例としてはベンゾオキサゾールがあり、置換され
たトリアゾールの例としては2,5−ジフェニル−1−
(3’−トリフルオロメチルフェニル)トリアゾールが
あり、置換されたベンゾチオフェンの例としてはフェニ
ルベンゾチオフェンがあり、置換されたジベンゾフラン
の例としてはフェニルジベンゾフランがあり、置換され
たチアジアゾールの例としてはフェニルチアジアゾー
ル、ジフェニルチアジアゾールがある。
料として利用でき、特に有機電子発光素子の発光層のよ
うな有機膜形成時有用である。
な例として、前記Arがフェニル基で、R3とR4が水素
で、Mがトリフェニルシリルフェニル基で、R1が2−
エチルへキシルオキシ基で、R2がメトキシ基で、nが
1である化学式2の化合物、前記Arが1,3,4−オ
キサジアゾールで、R1、R2、R3及びR4が全て水素
で、Mがトリフェニルシリルフェニル基で、nが1であ
る化学式3の化合物及び前記Arがビフェニル基で、R
3とR4がフェニル基で、Mが9,9’−ジヘキシルフル
オレンで、R1とR2が水素で、nが0である化学式4の
x化合物がある。
造方法を調べる。
ーティングする。ここで基板としては通常的な有機EL
素子で用いられる基板を使用するが、透明性、表面平滑
性、取扱容易性及び防水性に優れたガラス基板または透
明プラスチック基板が望ましい。そしてアノード電極用
物質としては透明で伝導性に優れた酸化インジウム錫、
酸化錫、酸化亜鉛などを使用する。
用物質を真空蒸着してホール輸送層を形成する。このホ
ール輸送層の上部に化学式1の化合物を真空蒸着して発
光層を形成する。
用金属を真空蒸着またはスパッタリングしてカソードを
形成することによって有機EL素子が完成される。ここ
でカソード形成用金属としてはリチウム、マグネシウ
ム、アルミニウム、アルミニウム−リチウム、カルシウ
ム、マグネシウム−インジウム、マグネシウム−銀など
が利用される。
前に電子輸送層を形成する場合もある。この電子輸送層
は通常的な電子輸送層形成用物質を使用して形成する。
N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジ
フェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジア
ミン(TPD)のようなトリフェニルアミン誘導体が使
われる。
ール輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードの中で選
択された2個の層間に特性向上のための中間層をさらに
形成することができる。例えば、アノードとホール輸送
層との間にバッファー層をさらに形成できるが、このよ
うにバッファー層を形成すればアノードとホール輸送層
との間の接触抵抗が減少すると同時に、発光層に対する
アノードのホール輸送能力が向上して素子の特性が全般
的に改善する効果を得られる。
はいないが、ポリエチレンジオキシチオフェン(PED
T)、ポリアニリンなどが使われる。
ち、アノード/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/カ
ソード順に製造しても良いし、その反対の順序即ち、カ
ソード/電子輸送層/発光層/ホール輸送層/アノード
順に製造してもよい。
表示される化合物の合成経路を示す図面である。
体的な実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明が下記
実施例に限られることではない。
た後、反応混合物の温度を−40℃にした。ここにn−
ブチルリチウムを徐々に添加して常温で2時間攪拌し
た。次いで、反応混合物の温度を−78℃に調節した
後、1当量のトリフェニルクロロシランを滴加した。こ
の反応混合物を常温で12時間攪拌してトリフェニルシ
リルフェニルブロマイド(A)を得た(収率:78
%)。
ルオキシ)−5−メトキシ−1,4−ジブロムベンゼン
と4−ビニルフェニルボロニクアシッドにテトラヒドロ
フラン(以下、THFと称す)、2M−K2CO3水溶液
及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム
を付加した後、これを混合した。この反応混合物を24
時間反応させて化合物(B)を得た(収率:60%)。
MFと称す)溶媒に化合物(A)と化合物(B)を混合
し、ここにパラジウム(II)ジアセテート(CH3C
O2) 2Pdとトリトリルフォスフィン(CH3C6H
4O)3Pとトリエチルアミンを付加及び混合した。この
反応混合物を100℃に加熱して40時間反応させた。
反応が終わった後、反応混合物をメタノールに入れて沈
殿物を形成させた。得られた沈殿物をクロロホルムに溶
解した後、メタノールを付加して再沈殿させた。得られ
た沈殿物をろ過及び乾燥して化学式2の化合物を得た
(収率:56%)。
した後、窒素ガス雰囲気下でトリ−n−ブチルチンクロ
ライドとTHFを滴加した。この反応混合物を24時間
還流して化合物(C)を得た(収率:80%)。
テルに溶解し、この溶液の温度を−40℃で調節した。
ここにn−ブチルリチウムを滴加して2時間常温で攪拌
した。反応混合物の温度を−78℃に調節した後、1当
量のトリフェニルクロロシランを滴加し常温で12時間
攪拌して化合物(A)を得た(収率:80%)。
2,6−ジ−テルト−ブチル−4−メチルフェノル(B
HT)及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラ
ジウムの混合物を攪拌した後、ここに化合物(C)を付
加した。得られた反応混合物を24時間還流して化合物
(D)を得た(収率:80%)。
香酸ヒドラジドを付加して溶解した。ここに4−ブロモ
ベンゾイルクロライドをアセトンに溶解した溶液を付加
した後、6時間還流して化合物(E)を得た(収率:7
0%)。
エンを付加した後、これを24時間還流させて化合物
2,5−ビス(4’−ブロモフェニル)−1,3,4−
オキサジアゾール(F)を得た(収率:95%)。
ラジウム(II)ジアセテート(CH3CO2)2Pdと
(CH3C6H4O)3P及びトリチルアミンを混合し、こ
の混合物を100℃に調節した。得られた反応混合物を
40時間反応させた。
ルに入れて沈殿物を形成させた。得られた沈殿物をクロ
ロホルムに溶解した後、ここにメタノールを付加して再
沈殿させた。得られた沈殿物をろ過及び乾燥して化学式
3の化合物を得た(収率:48%)。
ンとベンゼンを付加し、この反応混合物を12時間還流
させて4−ブロモベンジルトリフェニルホスホニウムブ
ロマイド(G)を得た(収率:95%)。
た後、ここに2当量のn−ブチルリチウムを付加した。
次いで、反応混合物に2当量のn−へキシルブロマイド
を付加し反応させて9,9’−ジヘキシルフルオレン
(H)を得た(収率:95%)。
イド、9,9’−ジヘキシルフルオレン(H)及びアル
ミニウムクロライドを付加した。この反応混合物を反応
させて化合物(I)を得た。この化合物(I)を4−ブ
ロモベンジルトリフェニルホスホニウムブロマイド
(G)とウィッティヒ反応を実施して化合物(J)を得
た(収率:60%)。
2’−ピリジン、トリフェニルホスフィン及び亜鉛粉末
を順次に付加した。次いで、前記フラスコ中にアルゴン
ガスをパージした。このようなパージ過程を10回程度
反復した後、無水DMFを付加し反応混合物の温度を5
0℃に調節した。窒素ガス雰囲気下で前記反応混合物に
化合物(J)を速かに添加した後、反応混合物の温度を
90℃に調節した。その後、反応混合物を24時間攪拌
して化学式4の化合物を得た(収率:90%)。
N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジ
フェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジア
ミン(以下、TPDと称す)を真空蒸着してホール輸送
層を400Å厚さで形成した。次いで、前記ホール輸送
層の上部に化学式2の化合物を真空蒸着して600Å厚
さの発光層を形成した。
同時に真空蒸着して1200Å厚さのアルミニウム・リ
チウム電極を形成することによって有機電子発光素子を
製造した。
化合物を使用したことを除いては、実施例1と同じ方法
によって有機電子発光素子を製造した。
化合物を使用したことを除いては、実施例1と同じ方法
によって有機電子発光素子を製造した。
PDを真空蒸着してホール輸送層を400Å厚さで形成
した。次いで、このホール輸送層の上部に化学式3の化
合物を真空蒸着して600Å厚さの発光層を形成した。
−キノリノ)アルミニウム(Alq)を真空蒸着して4
00Å厚さの電子輸送層を形成した。
iを同時に真空蒸着して1200Å厚さのアルミニウム
・リチウム電極を形成することによって有機電子発光素
子を製造した。
電子発光素子において、駆動開始電圧、輝度及びカラー
特性を評価して下記表1に示した。
形成に使われた化学式2−4の化合物が各々ホール輸送
性グループまたは電子輸送性グループを有していて発光
層でホールまたは電子の移動が容易になることによっ
て、実施例1−4によって製造された有機電子発光素子
の駆動開始電圧が3Vで非常に低くて輝度特性に優れる
ことが分かった。
色発光材料として発光効率に優れる。このような発光化
合物は表示素子の発色材料として有用に使用できる。
化学式1の発光化合物を利用して発光層のような有機膜
を形成して青色を具現できる。
である。
合物の合成経路を示す図面である。
合物の合成経路を示す図面である。
合物の合成経路を示す図面である。
Claims (10)
- 【請求項1】 化学式1で表示される発光化合物と、 【化1】 前記式中、Arは非置換されたまたは置換されたフェニ
ル、非置換されたまたは置換されたナフタリン、非置換
されたまたは置換されたアントラセン、非置換されたま
たは置換されたジフェニルアントラセン、非置換された
または置換されたフェナントレン、非置換されたまたは
置換されたインデン、非置換されたまたは置換されたア
セナフテン、非置換されたまたは置換されたビフェニ
ル、非置換されたまたは置換されたフルオレン、非置換
されたまたは置換されたカルバゾール、非置換されたま
たは置換されたチオフェン、非置換されたまたは置換さ
れたピリジン、非置換されたまたは置換されたオキサジ
アゾール、非置換されたまたは置換されたオキサゾー
ル、非置換されたまたは置換されたトリアゾール、非置
換されたまたは置換されたベンゾチオフェン、非置換さ
れたまたは置換されたジベンゾフラン、非置換されたま
たは置換されたチアジアゾールよりなる群から選択さ
れ、 R1及びR2は水素、炭素数1乃至20のアルキル基また
は炭素数1乃至20のアルコキシ基であり、 R3及びR4は水素またはフェニル基であり、 nは0または1で、 Mは下記構造式 【化2】 よりなる群から選択され、 R5とR6はお互いに関係なく水素、炭素数1乃至20の
アルキル基及び炭素数1乃至20のアルコキシ基よりな
る群から選択される。 - 【請求項2】 前記Arがフェニル基で、R3とR4が水
素で、Mがトリフェニルシリルフェニル基で、R1が2
−エチルへキシルオキシ基で、R2がメトキシ基で、n
が1であることを特徴とする請求項1に記載の発光化合
物。 - 【請求項3】 前記Arが1,3,4−オキサジアゾー
ルで、R1、R2、R 3及びR4が全て水素で、Mがトリフ
ェニルシリルフェニル基で、nが1であることを特徴と
する請求項1に記載の発光化合物。 - 【請求項4】 前記Arがビフェニル基で、R3とR4が
フェニル基で、Mが9,9’−ジヘキシルフルオレン
で、R1とR2が水素で、nが0であることを特徴とする
請求項1に記載の発光化合物。 - 【請求項5】 一対の電極間に備えられている有機膜を
含んでいる有機電子発光素子において、 前記有機膜が化学式1の発光化合物を含んでいることを
特徴とする有機電子発光素子と、 【化3】 前記式中、Arは非置換されたまたは置換されたフェニ
ル、非置換されたまたは置換されたナフタリン、非置換
されたまたは置換されたアントラセン、非置換されたま
たは置換されたジフェニルアントラセン、非置換された
または置換されたフェナントレン、非置換されたまたは
置換されたインデン、非置換されたまたは置換されたア
セナフテン、非置換されたまたは置換されたビフェニ
ル、非置換されたまたは置換されたフルオレン、非置換
されたまたは置換されたカルバゾール、非置換されたま
たは置換されたチオフェン、非置換されたまたは置換さ
れたピリジン、非置換されたまたは置換されたオキサジ
アゾール、非置換されたまたは置換されたオキサゾー
ル、非置換されたまたは置換されたトリアゾール、非置
換されたまたは置換されたベンゾチオフェン、非置換さ
れたまたは置換されたジベンゾフラン、非置換されたま
たは置換されたチアジアゾールよりなる群から選択さ
れ、 R1及びR2は水素、炭素数1乃至20のアルキル基また
は炭素数1乃至20のアルコキシ基であり、 R3及びR4は水素またはフェニル基であり、 nは0または1で、 Mは下記構造式 【化4】 よりなる群から選択され、 R5とR6はお互いに関係なく水素、炭素数1乃至20の
アルキル基及び炭素数1乃至20のアルコキシ基よりな
る群から選択される。 - 【請求項6】 前記Arがフェニル基で、R3とR4が水
素で、Mがトリフェニルシリルフェニル基で、R1が2
−エチルへキシルオキシ基で、R2がメトキシ基で、n
が1であることを特徴とする請求項5に記載の発光化合
物。 - 【請求項7】 前記Arが1,3,4−オキサジアゾー
ルで、R1、R2、R 3及びR4が全て水素で、Mがトリフ
ェニルシリルフェニル基で、nが1であることを特徴と
する請求項5に記載の発光化合物。 - 【請求項8】 前記Arがビフェニル基で、R3とR4が
フェニル基で、Mが9,9’−ジヘキシルフルオレン
で、R1とR2が水素で、nが0であることを特徴とする
請求項5に記載の発光化合物。 - 【請求項9】 前記有機膜が発光層であることを特徴と
する請求項5に記載の有機電子発光素子。 - 【請求項10】 請求項1乃至請求項4中いずれか一つ
による発光化合物を発色材料として採用していることを
特徴とする表示素子。
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