JP2000182772A - 有機系エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents
有機系エレクトロルミネセンス素子Info
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Abstract
L素子を提供する。 【解決手段】 アノードと、カソードと、下式の化合物
を含有する少なくとも一つの有機発光層とを含んで成る
有機系エレクトロルミネセンス素子。 【化1】 (上式中、XはS又はOを表し、R1 及びR2 は、各々
独立に、炭素原子数1〜20のアルキル基、アリール基
又は炭素環式系を表し、R3 及びR4 は、各々独立に、
炭素原子数1〜10のアルキル基又はそれぞれR1 、R
2 と結合している分岐したもしくは分岐していない5員
もしくは6員の置換基環を表し、そしてR 5 及びR
6 は、各々独立に、分岐した又は分岐していない炭素原
子数1〜20のアルキル基を表す。)
Description
ミネセンス(EL)素子に関する。より詳細には、本発
明は非常に効率の高い緑色EL素子に関する。
知られており、しかも広範囲の発色が可能である。フラ
ットパネル型ディスプレーのような用途が企図されてい
る。初期の有機系EL素子の代表例が、Gurneeらの米国
特許第3,172,862号(1965年3月9日発行)、
Gurneeの米国特許第3,173,050号(1965年3月
9日発行)、Dresner の「Double Injection Electrolu
minescence in Anthracene」(RCA Review, Vol. 30, p
p. 322-334, 1969)、及びDresner の米国特許第3,7
10,167号(1973年1月9日発行)に記載されてい
る。典型的な有機系発光材料は、共役系有機ホスト物質
と縮合ベンゼン環を有する共役系有機活性化剤とで形成
されたものである。有機ホスト物質の例として、ナフタ
レン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾ
ピレン、クリセン、ピセン、カルバゾール、フルオレ
ン、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、ト
リフェニレンオキシド、ジハロビフェニル、トランス−
スチルベン及び1,4−ジフェニルブタジエンが提案さ
れている。活性化剤の例としてはアントラセン、テトラ
セン及びペンタセンが挙げられている。有機系発光材料
は、1μmよりもはるかに厚い単層媒体として存在する
ものであった。このため、このような有機系EL媒体は
高抵抗であり、当該EL素子の動作には比較的高い電圧
(>100ボルト)が必要であった。
子構造についての発見により、極めて薄い複数の層(全
体厚として<1.0μm)からなる有機系EL媒体でア
ノードとカソードを分離した素子がもたらされた。本明
細書中、「有機系EL媒体」とはアノード電極とカソー
ド電極との間の有機組成物をさすものとする。基本的な
二層型EL素子構造では、一方の有機層が正孔を注入し
且つ輸送するように具体的に選ばれ、そして他方の有機
層が電子を注入し且つ輸送するように具体的に選ばれ
る。これら二つの層の間の界面が、注入された正孔−電
子対の再結合及び生じるエレクトロルミネセンスのため
の効率部位を提供する。有機系EL媒体が極めて薄いた
め、抵抗が下がり、バイアス電圧レベルを一定とした場
合の電流密度の向上が可能となる。発光は有機系EL媒
体中の電流密度に直接関連するため、薄層は、電荷の注
入及び輸送効率の向上と相まって、電界効果型トランジ
スタのような集積回路ドライバと適合する範囲の低い印
加電圧による許容できる発光レベル(例、周囲光下で視
認できる輝度レベル)の実現を可能にした。
色、安定性、効率及び製造法が、米国特許第4,35
6,429号、同第4,539,507号、同第4,7
20,432号、同第4,885,211号、同第5,
151,629号、同第5,150,006号、同第
5,141,671号、同第5,073,446号、同
第5,061,569号、同第5,059,862号、
同第5,059,861号、同第5,047,687
号、同第4,950,950号、同第4,769,29
2号、同第5,104,740号、同第5,227,2
52号、同第5,256,945号、同第5,069,
975号、同第5,122,711号、同第5,36
6,811号、同第5,126,214号、同第5,1
42,343号、同第5,389,444号及び同第
5,458,977号に記載されている。
には、適切な色度と十分な発光効率を有する高効率の
赤、緑及び青(RGB)の各EL材料を入手する必要が
ある。このような目的を達成するのに便利な手段として
ゲスト−ホストドープ系が挙げられる。その主な理由
は、輸送特性及び発光特性を最適化したホスト単体を、
所望の色相のELをもたらす各種ゲストドーパントと一
緒に使用できるということである。
ルミニウム(Alq)からドーパント分子への分光シフ
トを起こさせるゲスト−ホストエネルギー伝達の原理に
基づくドープ型EL系が、Tangらの譲受人共通の米国特
許第4,769,292号に記載されている。Alq
は、その530nmにおける発光が赤色分光領域におけ
るゲストEL発光を十分に増感するため、赤色EL発光
体にとって好適なホストである。当該従来技術において
緑色発光を提供するように選ばれた好ましいドーパント
は、一般にクマリン−6(又はC−6)として知られて
いる3−(2’−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルア
ミノクマリン及びクマリン−545T(又はC−545
T)としての方が知られている10−(2−ベンゾチア
ゾリル)−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,
6,7−テトラヒドロ−1H,5H,11H−〔l〕ベ
ンゾピラノ〔6,7,8−ij〕キノリジン−11−オ
ンであった。これらの緑色蛍光色素をエレクトロルミネ
センス素子に使用することは、米国特許第4,769,
292号及び特開平6−9952号公報に記載されてい
る。一般に、これらの分子は希薄溶液において高いフォ
トルミネセンス(PL)量子収率を示し、そしてその緑
色エレクトロルミネセンス効率は、Alqをホスト発光
体として用いたEL素子において適当な濃度レベルでド
ープされた場合に高くなる。
れらのクマリン誘導体はガラス転移温度(Tg )が比較
的低く、このことが素子の熱安定性に影響を及ぼす。ク
マリン−6はDSCで観測できるようなTg を示さな
い。これは結晶化度が高いためで、このことが最終的に
は素子の発光層の薄膜形態に影響を及ぼす。さらに、E
L用途の場合、素子のEL効率を高めて電力消費量を節
約するためにドーパントの構造を改変する必要が常にあ
る。素子の構造及び駆動条件が一定である場合にcd/
Aで表すEL効率が高ければ高いほど、所望の1931 CIE
x, y 座標の組合せを示す所望の緑色発光を生ぜしめる
に必要な電力は小さくなる。したがって、発光色に大き
な影響を及ぼすことなくEL素子の熱安定性を高めるた
めに、緑色クマリン系ドーパントのTg を上昇させる特
殊な置換基が必要である。また、発光色の CIE x, y 座
標に大きな影響を及ぼすことなくクマリン/Alq(ゲ
スト/ホスト)発光体系の一定の緑色発光性EL素子の
EL効率を高める特殊な置換基も必要である。したがっ
て、EL用途に有用なクマリン系の高Tg 蛍光性化合物
であって、EL効率を高め且つそれぞれC−6又はC−
545Tと同様の色である緑色の所望のEL発光を示す
ものを提供することが望まれる。本発明の目的は、熱安
定性の高い改良型の緑色発光性有機系EL素子を提供す
ることにある。
と、カソードと、下式の化合物を含有する少なくとも一
つの有機発光層とを含んで成る有機系エレクトロルミネ
センス素子によって達成される。
2 は、各々独立に、炭素原子数1〜20のアルキル基、
アリール基又は炭素環式系を表し、R3 及びR4 は、各
々独立に、炭素原子数1〜10のアルキル基又はそれぞ
れR1 、R2 と結合している分岐したもしくは分岐して
いない5員もしくは6員の置換基環を表し、そしてR5
及びR6 は、各々独立に、分岐した又は分岐していない
炭素原子数1〜20のアルキル基を表す。
ぞれC−6又はC−545Tが示すTg よりも高いTg
を示すことにある。本発明の別の特徴として、当該化合
物を一定のEL素子に適用した場合に、同様の CIE x,
y 色度を有する同一の緑色EL発光が得られることがあ
る。本発明のさらに別の特徴は、当該化合物が、ベンゾ
チアゾール環又はベンゾキサゾール環にt−ブチル基が
結合されていない化合物と比較して、意外にも高いエレ
クトロルミネセンス効率を示すことである。その上、当
該蛍光性化合物は、濃度消光(concentration quenchin
g) に対する抵抗性が高く、しかも嵩高いt−ブチル置
換が母体化合物の色度特性を顕著に変化させることはな
い。
0を概略的に示す。支持体を層102で示すが、これは
電気絶縁性であって光透過性の材料、例えばガラス又は
プラスチックである。アノード104とカソード106
は、図示したように累置された二つの有機薄膜層からな
る有機系EL媒体108によって分離されている。アノ
ードの上に位置する層110は有機系EL媒体の正孔輸
送層を形成する。この正孔輸送層110の上には、有機
系EL媒体の電子輸送層を形成する層112が位置す
る。アノード104とカソード106は、それぞれ導線
116、118によって外部のAC又はDC電源114
に接続されている。電源114はパルス式、間欠式又は
連続式であることができる。
よりも高い電位にある時は、EL素子100を、フォワ
ードバイアスされるダイオードと見ることができる。こ
の条件下では、正孔120(正帯電キャリヤ)がアノー
ド104から正孔輸送層110に注入され、そして電子
が電子輸送層112に注入される。注入された正孔と電
子は、矢印120及び122で示したように、それぞれ
逆帯電した電極に向けて移動する。その結果、正孔−電
子の再結合が起こり、エネルギーの一部が光として放出
されてエレクトロルミネセンスが発生する。
として知られている。二層型素子の構造は、エレクトロ
ルミネセンスが生じる可能性が最も高い正孔輸送層11
0と電子輸送層112との界面の近傍に当該再結合が閉
じ込められるように具体的に設計される。この再結合を
閉じ込めるスキームについては、Tang及びVan Slyke[Ap
plied Physics Letters, Vol. 51, p. 913, 1987]に記
載されており、適当な仕事関数のキャリヤ注入電極と適
当なキャリヤ移動度の輸送材料とを選ぶことにより行わ
れる。当該有機層間の界面から離れると、特に注入電極
において又はその付近では、一般に導電性表面による放
射消光効果のため放射は非常に少なくなる。
発明の別の好適な具体的態様を例示するものである。絶
縁性且つ透明な支持体は層202である。アノード20
4とカソード206は、図示したように累置された三つ
の有機薄膜層からなる有機系EL媒体208によって分
離されている。アノード204に隣接した層210は正
孔輸送層である。カソード206に隣接した層214は
電子輸送層である。正孔輸送層210と電子輸送層21
4との間に位置する層212は発光層である。この発光
層212は、正孔と電子が再結合する再結合層としても
働く。
が、素子200には、主として正孔−電子再結合、すな
わちエレクトロルミネセンスのための部位として機能す
る発光層が追加導入されている。このため、個々の有機
層の機能は区別され、したがってそれぞれ個別に最適化
することができる。すなわち、発光層又は再結合層を、
所望のEL色及び高い発光効率が得られるように選ぶこ
とができる。同様に、電子輸送層214及び正孔輸送層
210を、主としてキャリヤ輸送特性について最適化す
ることができる。
発明のさらに別の好ましい具体的態様を示すものであ
る。絶縁性且つ透明な支持体は層302である。アノー
ド304とカソード306は、図示したように累置され
た五つの有機薄膜層からなるEL媒体308によって分
離されている。アノード304の上には、順に、正孔注
入層310、正孔輸送層312、発光層314、電子輸
送層316及び電子注入層318が配置されている。素
子300の構造は素子200と似ているが、アノード3
04及びカソード306の注入効率を改良するためにそ
れぞれ正孔注入層310及び電子注入層318が追加さ
れている。EL素子は、その性能を不当に損なうことな
く有機系EL媒体に正孔注入層又は電子注入層(それぞ
れ310及び318)のいずれかを有するものとして構
築できることが理解される。有効な特定の化合物の一種
を以下に示す。
2 は、各々独立に、炭素原子数1〜20のアルキル基、
アリール基又は炭素環式系を表し、そしてR3 及びR4
は、各々独立に、炭素原子数1〜10のアルキル基又は
それぞれR1 、R2 と結合している分岐したもしくは分
岐していない5員もしくは6員の置換基環を表す。
4 は、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、i−プ
ロピル又はアリールであることができる。また、R3 及
びR 4 をそれぞれR1 及びR2 と共に、R1 、R2 =R
3 、R4 が〔CH2 CH2 〕、〔CH2 CH2 C
H2 〕、〔CH2 CH2 C(CH3 )2 〕となるように
配置することもできる。EL素子においては下記構造式
の化合物が特に有効であることがわかった。
々独立に、炭素原子数1〜10のアルキル基又はアリー
ル基を表し、そしてXはO又はSを表す。EL素子10
0、200及び300の支持体層は電気絶縁性且つ光透
過性である。光透過性は、EL発光を支持体層を通して
観察するために望まれる。EL発光を上部電極を通して
観察するような用途の場合には、支持体の透過性は重要
ではなく、したがって適当な任意の支持体、例えば不透
明半導体やセラミックウェハを使用することができる。
もちろん、このような素子構成の場合には光透過性の上
部電極が必要となる。
に素子構造300を参照しながら説明する。ポルフィリ
ン系化合物を含有する層が有機系EL素子の正孔注入層
を形成する。ポルフィリン系化合物とは、天然物である
か合成物であるかを問わず、ポルフィン自体をはじめと
する、ポルフィリン構造体から誘導された又はこれを含
むすべての化合物をさす。Adler の米国特許第3,93
5,031号又はTangの米国特許第4,356,429
号(これらの開示事項を本明細書の一部とする)に開示
されているいずれのポルフィリン系化合物でも使用する
ことができる。好適なポルフィリン系化合物は下記構造
式(II)で表されるものである。
し、Mは金属、金属酸化物又は金属ハロゲン化物を表
し、Rは水素、アルキル、アラルキル、アリール又はア
ルカリールを表し、そしてT1 及びT2 は、水素を表す
か、又は共同してアルキルもしくはハロゲンのような置
換基を含んでもよい不飽和六員環を完成する。好適な六
員環は炭素、硫黄及び窒素の各環原子から構成されたも
のである。好適なアルキル部分は約1〜6個の炭素原子
を含有し、またフェニルが好適なアリール部分を構成す
る。別の代わりとなる好適な態様として、下記構造式(I
II)に示すように、上記構造式(II)における金属原子を
二つの水素に置き換えたポルフィリン系化合物がある。
好適な例として、金属不含フタロシアニン類及び含金属
フタロシアニン類が挙げられる。ポルフィリン系化合物
は一般に、またフタロシアニン類は特に、任意の金属を
含有することができるが、当該金属は2以上の正の原子
価を示すことが好ましい。好適な金属の例として、コバ
ルト、マグネシウム、亜鉛、パラジウム、ニッケル、そ
してとりわけ銅、鉛及び白金が挙げられる。有用なポル
フィリン系化合物の具体例として、ポルフィン、1,1
0,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポ
ルフィン銅(II)、1,10,15,20−テトラフェニ
ル−21H,23H−ポルフィン亜鉛(II)、銅フタロシ
アニン及びクロムフタロシアニンフルオリドが挙げられ
る。
一種の正孔輸送性芳香族第三アミンを含有する。当該ア
ミンは、少なくとも一つが芳香族環の員である複数の炭
素原子にのみ結合されている三価の窒素原子を1個以上
含有する化合物であると理解される。芳香族第三アミン
は、一形態として、アリールアミン、例えばモノアリー
ルアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又は
高分子量アリールアミンであることができる。単量体の
トリアリールアミンはKlupfel らの米国特許第3,18
0,730号に記載されている。ビニルもしくはビニル
基で置換された及び/又は少なくとも一種の活性水素含
有基を含有する他の好適なトリアリールアミンが、Bran
tleyらの米国特許第3,567,450号及び同第3,
658,520号に記載されている。別の部類の芳香族
第三アミンは2以上の芳香族第三アミン部分を含むもの
である。このような化合物は下記構造式(IV)で表され
るものを含む。
香族第三アミン部分を表し、そしてGは結合基、例え
ば、アリーレン基、シクロアルキレン基もしくはアルキ
レン基又は炭素−炭素結合を表す。上記構造式(IV)を
満たし且つ二つのトリアリールアミン部分を含有する好
適な部類のトリアリールアミンは、下記構造式(V)を
満たすものである。
素原子、アリール基もしくはアルキル基を表すか、又は
R1 とR2 が共同してシクロアルキル基を完成する原子
団を表し、そしてR3 及びR4 は、各々独立に、アリー
ル基を表すが、このアリール基は下記構造式(VI)に示
すジアリール置換アミノ基で置換されている。
れたアリール基を表す。別の好適な部類の芳香族第三ア
ミンはテトラアリールジアミンである。好適なテトラア
リールジアミンは、下記構造式(VII)で示すように、ア
リーレン基を介して結合された二つのジアリールアミノ
基を含む。
は1〜4の整数を表し、そしてAr、R7 、R8 及びR
9 は、各々独立に選ばれたアリール基を表す。
種アルキル、アルキレン、アリール及びアリーレン部分
は、それぞれ自身が置換されていてもよい。典型的な置
換基にはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリ
ールオキシ基、そしてフッ化物、塩化物及び臭化物のよ
うなハロゲンが含まれる。各種アルキル及びアルキレン
部分は、典型的には約1〜6個の炭素原子を含有する。
シクロアルキル部分は3〜約10個の炭素原子を含有す
ることができるが、典型的には、シクロペンチル、シク
ロヘキシル及びシクロヘプチルの各環構造体のように5
個、6個又は7個の環炭素原子を含有する。アリール部
分及びアリーレン部分はそれぞれフェニル部分及びフェ
ニレン部分であることが好ましい。有用な正孔輸送性化
合物の具体例は以下の通りである。
性の材料を含み、その領域で電子−正孔対が再結合する
結果、エレクトロルミネセンスが発生する。最も単純な
構成は、発光層が、蛍光効率の高い高純度材料を単一成
分として含むものである。周知の材料に、優れた緑色エ
レクトロルミネセンスを発するトリス(8−キノリナ
ト)アルミニウム(Alq)がある。好適な態様の発光
層は、ホスト材料に一種以上の蛍光色素成分をドープし
たものからなる多成分系材料を有する。この方法を用い
て高効率EL素子を構築することができる。同時に、共
通のホスト材料において発光波長の異なる蛍光色素を使
用することによってEL素子の色を調節することができ
る。このドーパントの計画については、Tangら [J. App
lied Physics, Vol. 65, pp. 3610-3616, 1989; 米国特
許第4,769,292号] が、ホスト材料としてAl
qを使用したEL素子について相当詳しく説明してい
る。
相を調節することができるドーパントとして蛍光色素を
選択する際の重要な関係は、当該分子の最高被占軌道と
最低空軌道との間のエネルギー差として定義されるそれ
ぞれのバンドギャップポテンシャルを比較することであ
る。ホスト材料からドーパント分子への効率的なエネル
ギー伝達に必要な条件は、当該ドーパントのバンドギャ
ップがホスト材料のそれよりも小さいことである。Al
qのような緑色ホスト材料を使用する利点は、そのバン
ドギャップが、C−6やC−545T及び本発明による
改良された緑色蛍光性化合物のような緑色発光する蛍光
色素へのエネルギー伝達を行わせるに十分な大きさを有
することである。
発光層を形成し、そこでAlqを含む電子−正孔再結合
に応じて発光が起こる。ホストAlqのドーパントに
は、上記構造式に示した緑色蛍光色素が含まれる。この
緑色ドーパントを図1の層112、図2の層212又は
図3の層314に使用すると、明澄な色相の高効率の緑
色エレクトロルミネセンスを容易に得ることができる。
下記の分子構造体は、本発明の要件を満たす好適な緑色
蛍光性化合物(色素)の具体例を構成する。
構造を例示する。
素の合成経路を示すものである。
ーパントとして使用した場合の熱的特性及びEL性能
を、それぞれ表1及び表2において比較した。
較
は検出されなかった。
れもが、それぞれ対応するC−6、C−545T及びC
−525Tよりも高いガラス転移温度(Tg )、融解温
度(Tm )及び分解温度(Tdec )を示していることで
ある。Tdec のしきい値が高いことも、発光材料の蒸発
時の熱分解が防止されるという点で有利である。
トC−6やC−545Tの代わりに新規緑色ドーパント
を使用すると、EL効率が一段と向上することである。
この意外な向上は、正孔注入層CuPcの有無とは無関
係に、A、Bいずれのセル構成においても証明された。
その上、高Tg ドーパントのC−6DB及びC−545
TBによる緑色発光と、それぞれ対応するC−6及びC
−545Tによる緑色発光とに顕著な差はない。換言す
れば、ベンゾチアゾール環又はベンゾキサゾール環を二
つのt−ブチル基で置換しても、発光色には影響がな
い。当該置換は、色素のTg を高くし且つEL効率を向
上するという利点を与えるのみである。
成するのに使用される好適な材料は、オキシン(一般に
8−キノリノール又は8−ヒドロキシキノリンとも称さ
れる)自身のキレートをはじめとする金属キレート化オ
キシノイド系化合物である。当該化合物は、高い性能レ
ベルを示すと同時に、薄膜形態で容易に製造される。企
図されるオキシノイド系化合物の例として、下記構造式
を満たすものが挙げられる。
整数を表し、そしてZは、各々独立に、二以上の縮合芳
香族環を有する核を完成する原子団を表す。上記より、
当該金属が一価、二価又は三価の金属であることができ
るということは明白である。当該金属は、例えば、リチ
ウム、ナトリウムもしくはカリウムのようなアルカリ金
属、マグネシウムもしくはカルシウムのようなアルカリ
土類金属、又はホウ素もしくはアルミニウムのような土
類金属であることができる。一般に、有用なキレート化
金属であることが知られている任意の一価、二価又は三
価の金属を使用することができる。
ジン環である二以上の縮合芳香族環を含有する複素環式
核を完成する。必要があれば、二つの必須環に、脂肪族
環及び芳香族環の両方を含む追加の環を縮合させてもよ
い。機能の改良を伴わずに分子がさらに嵩高くなること
がないように、環原子の数を18以下に維持しておくこ
とが好ましい。有用なキレート化オキシノイド系化合物
の例として、アルミニウムトリスオキシン〔別名トリス
(8−キノリノール)アルミニウム〕、マグネシウムビ
スオキシン〔別名ビス(8−キノリノール)マグネシウ
ム〕、インジウムトリスオキシン〔別名トリス(8−キ
ノリノール)インジウム〕及びリチウムオキシン〔別名
8−キノリノールリチウム〕が挙げられる。
は、それぞれ薄膜形成が可能である、すなわち、厚さ5
000Å未満の連続層として製造することができる。有
機系EL媒体を形成するための好適な方法は真空蒸着法
である。この方法により極めて薄く欠陥のない連続層を
形成することができる。具体的には、十分なEL素子性
能を実現しつつ個々の層厚を約50Åという薄さで構築
することができる。一般には、有機系EL媒体の全体厚
を約1000Å以上にすることが好ましい。
他の方法として、EL材料を含む溶液の回転塗布法が挙
げられる。多層EL素子の製造には、回転塗布法と真空
蒸着法を組み合わせることも有用である。
は、それぞれ常用の便利ないずれの形態でもとることが
できる。有機系EL素子の光をアノードを透過させたい
場合には、透明又は実質的に透明なガラス板又はプラス
チックフィルムのような光透過性支持体層の上に薄い導
電性層をコーティングすることによって便利に達成する
ことができる。本発明の有機系EL素子は、一態様とし
て、先に引用したGurneeらの米国特許第3,172,8
62号、Gurneeの米国特許第3,173,050号、Dr
esner の「Double Injection Electroluminescence in
Anthracene」(RCAReview, Vol. 30, pp. 322-334, 196
9)、及びDresner の米国特許第3,710,167号に
記載されているように、酸化錫又はインジウム錫酸化物
をガラス板の上にコーティングして形成された光透過性
アノードをはじめとする沿革的慣例に従うことができ
る。
は低仕事関数の金属をはじめとし、これまで当該目的に
有用であるとされている任意の金属で構築されたカソー
ドを使用することができる。低仕事関数金属とその他の
金属の少なくとも一種とを組み合わせてなるカソードを
形成することによって、製造、性能及び安定性に関して
意外な利点が実現されている。その詳細については、Ta
ng及びVan Slyke の米国特許第4,885,211号
(その開示事項を本明細書の一部とする)を参照された
い。
の具体例で本発明とその利点をさらに説明する。例1:C−545TBの合成 1.5gのp−トルエンスルホン酸を含む1.2Lのメ
タノールに40gの3,5−ジ(t−ブチル)−2−メ
ルカプトアニリン〔文献に従い3,5−ジ(t−ブチ
ル)安息香酸から合成したもの〕と75mLの3−(ト
リメトキシ)プロピオン酸エチルとを含む混合物を室温
で18時間攪拌した。メタノールの過剰分をロータリー
エバポレーターで除去した。析出した固形分を濾過し、
そして冷メタノールで洗浄した。その粗生成物をシリカ
ゲル系フラッシュクロマトグラフィーにかけてヘプタン
で溶離して精製したところ、20gの2−〔5,7−ジ
(t−ブチル)ベンゾチアゾリル〕酢酸エチルが得られ
た。これを、4mLのピペリジンを含む200mLのア
セトニトリルにおいて16gの1,1,7,7−テトラ
メチル−8−ヒドロキシ−9−ホルミルジュロリジンと
共に18時間還流させた。反応混合物を冷却し、析出し
た明るいオレンジ色の固形分を濾過したところ、13g
の所望の色素C−545TB(融点=275〜276
℃;Tg =140℃)が得られた。
ルに4gの2−〔5,7−ジ(t−ブチル)ベンゾチア
ゾリル〕酢酸エチルと2.32gのN,N−ジ(エチ
ル)サリチルアルデヒドとを含む混合物を20時間還流
した。その混合物を冷却し、析出した明るい黄色の固形
分を濾過し、そして少量の冷アセトニトリルで洗浄した
ところ、1.86gの高純度C−6DB〔融点=28
5.4〜287℃;Tg =107℃;ES+ マススペク
トル:m/e=463(M+ −1)〕が得られた。
エタノールに2.6gの3,5−ジ(t−ブチル)−2
−アミノフェノールと5gの3−(トリメトキシ)プロ
ピオン酸エチルとを含む混合物を18時間還流した。エ
タノールをロータリーエバポレーターで除去し、その残
留物をエーテルに溶かし、重炭酸ナトリウム水溶液で中
性になるまで洗浄した。有機相を分離し、硫酸マグネシ
ウムで乾燥させ、そしてロータリーエバポレーターにか
けると褐色の油状物が得られ、これを減圧蒸留(152
〜154℃/0.5mm)によって精製したところ、
2.1g(収率56%)の2−〔5,7−ジ(t−ブチ
ル)ベンゾキサゾリル〕酢酸エチルが得られた。これ
を、塩基触媒として0.3mLのピペリジンを含む25
mLのアセトニトリルにおいて1.81gの1,1,
7,7−テトラメチル−8−ヒドロキシ−9−ホルミル
ジュロリジンと共に18時間還流させた。冷却時、反応
混合物は明るい黄色の固形分を析出し、これを濾過して
少量の冷アセトニトリルで洗浄したところ、1.92g
の高純度色素C−525TB(融点=251.5℃;T
g =118℃)が得られた。
合物を、塩基触媒として0.3mLのピペリジンを含む
25mLのアセトニトリルにおいて2.74gの1,
1,7,7−テトラメチル−8−ヒドロキシ−9−ホル
ミルジュロリジンと共に18時間還流させた。冷却時、
その混合物からアセトニトリルをロータリーエバポレー
タで除去した。その残留物にエーテルを加えたところ、
明るいオレンジ色の固形分が析出した。これを濾過し、
エーテルで洗浄し、そして50mLのトルエンから再結
晶化したところ、1.35gの高純度色素C−525T
(融点=274〜275℃;Tg =95℃)が得られ
た。
を、塩基触媒として2mLのピペリジンを含む120m
Lのアセトニトリルにおいて15gの1,1,7,7−
テトラメチル−8−ヒドロキシ−9−ホルミルジュロリ
ジンと共に15時間還流させた。冷却時、析出した明る
いオレンジ色の固形分を濾過して少量のアセトニトリル
で洗浄したところ、19g(収率79%)の高純度色素
C−545T(融点=229〜230℃;Tg =100
℃)が得られた。
た。比較用として、本例は、EL媒体に緑色蛍光性のC
−6(従来技術)をドープした発光層が含まれる有機系
EL素子を説明するものである。当該有機系EL媒体は
三つの有機層、すなわち、正孔輸送層と、ドープされた
発光層と、電子輸送層とを有する。 (a)インジウム錫酸化物(ITO)を被覆したガラス
基板を、順に、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水
でリンスし、トルエン蒸気で脱脂処理し、そして酸素プ
ラズマに晒した後、CFx プラズマ処理を施した。 (b)処置後のITOガラス基板の上に、タンタルボー
トからの蒸発法によりN,N’−ビス−(1−ナフチ
ル)−N,N’−ジフェニルベンジジンの正孔輸送層
(600Å)を付着させた。 (c)次に、正孔輸送層の上に、0.8(モル%)の緑
色蛍光性ドーパントC−6を混合したAlqの発光層
(375Å)を同時付着させた。 (d)次に、発光層の上にAlqの電子輸送層(375
Å)を付着させた。 (e)Alq層の上に、原子比10:1のMgとAgか
らなるカソード層(2000Å)を付着させた。
その後、EL素子を周囲環境から保護するためにドライ
グローブボックスの中で気密包装した。本EL素子は、
20mA/cm2 の電源及び7.9ボルトのバイアス電
圧で駆動した時に1447cd/m2 の光出力を示し
た。放射輝度は3.08W/Sr/m2 で、EL効率は
2.87lm/Wで、そして収量は7.23cd/Aで
あった。ピーク発光波長は516nmで、その半値幅は
60nmであった。EL色は緑色で、その1931 CIE色度
座標は x=0.286、y=0.625 であった。このELスペクト
ルは、当該緑色EL発光が、ドープされた発光層から生
じたことを示唆するものである。
光層がEL媒体に含まれる有機系EL素子を製造する利
点を説明するものである。当該有機系EL媒体は三つの
有機層、すなわち、正孔輸送層と、ドープされた発光層
と、電子輸送層とを有する。 (a)インジウム錫酸化物(ITO)を被覆したガラス
基板を、順に、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水
でリンスし、トルエン蒸気で脱脂処理し、そして酸素プ
ラズマに晒した後、CFx プラズマ処理を施した。 (b)処置後のITOガラス基板の上に、タンタルボー
トからの蒸発法によりN,N’−ビス−(1−ナフチ
ル)−N,N’−ジフェニルベンジジンの正孔輸送層
(600Å)を付着させた。 (c)次に、正孔輸送層の上に、0.8(モル%)の緑
色蛍光性ドーパントC−6DBを混合したAlqの発光
層(375Å)を同時付着させた。 (d)次に、発光層の上にAlqの電子輸送層(375
Å)を付着させた。 (e)Alq層の上に、原子比10:1のMgとAgか
らなるカソード層(2000Å)を付着させた。
その後、EL素子を周囲環境から保護するためにドライ
グローブボックスの中で気密包装した。本EL素子は、
20mA/cm2 の電源及び8.2ボルトのバイアス電
圧で駆動した時に1683cd/m2 の光出力を示し
た。放射輝度は3.59W/Sr/m2 で、EL効率は
3.24lm/Wで、そして収量は8.42cd/Aで
あった。ピーク発光波長は512nmで、その半値幅は
68nmであった。EL色は緑色で、その1931 CIE色度
座標は x=0.286、y=0.623 であった。このELスペクト
ルは、当該緑色EL発光が、ドープされた発光層から生
じたことを示唆するものである。
がEL媒体に含まれる有機系EL素子を製造する利点を
説明するものである。当該有機系EL媒体は四つの有機
層、すなわち、正孔注入層と、正孔輸送層と、ドープさ
れた発光層と、電子輸送層とを有する。 (a)インジウム錫酸化物(ITO)を被覆したガラス
基板を、順に、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水
でリンスし、トルエン蒸気で脱脂処理し、そして紫外線
及びオゾンに2〜3分間晒した。 (b)ITO被覆基板の上に、タンタルボートからの蒸
発法により銅フタロシアニンの正孔注入層(150Å)
を付着させた。 (c)銅フタロシアニン層の上に、タンタルボートから
の蒸発法によりN,N’−ビス−(1−ナフチル)−
N,N’−ジフェニルベンジジンの正孔輸送層(600
Å)を付着させた。 (d)次に、正孔輸送層の上にドープされたAlq層
(375Å)を付着させた。このドープされた層は、
0.7モル%の緑色蛍光性C−6を含有し、Alqと同
時付着することにより均一なドープされた発光層を形成
したものである。 (e)次に、発光層の上にAlqの電子輸送層(350
Å)を付着させた。 (f)Alq層の上に、原子比10:1のMgとAgか
らなるカソード層(2000Å)を付着させた。
その後、EL素子を周囲環境から保護するためにドライ
グローブボックスの中で気密包装した。本EL素子は、
20mA/cm2 の電源及び9.3ボルトのバイアス電
圧で駆動した時に1615cd/m2 の光出力を示し
た。EL色は緑色で、その1931 CIE色度座標は x=0.27
5、y=0.633 であった。放射輝度は3.39W/Sr/
m2で、EL効率は2.72lm/Wで、そして収量は
8.07cd/Aであった。ELスペクトルのピーク発
光波長は516nmで、その半値幅は60nmであっ
た。このELスペクトルは、当該EL発光が、緑色蛍光
色素をドープしたAlq層から生じたことを示唆するも
のである。
光層がEL媒体に含まれる有機系EL素子を製造する利
点を説明するものである。当該有機系EL媒体は四つの
有機層、すなわち、正孔注入層と、正孔輸送層と、ドー
プされた発光層と、電子輸送層とを有する。 (a)インジウム錫酸化物(ITO)を被覆したガラス
基板を、順に、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水
でリンスし、トルエン蒸気で脱脂処理し、そして紫外線
及びオゾンに2〜3分間晒した。 (b)ITO被覆基板の上に、タンタルボートからの蒸
発法により銅フタロシアニンの正孔注入層(150Å)
を付着させた。 (c)銅フタロシアニン層の上に、タンタルボートから
の蒸発法によりN,N’−ビス−(1−ナフチル)−
N,N’−ジフェニルベンジジンの正孔輸送層(600
Å)を付着させた。 (d)次に、正孔輸送層の上にドープされたAlq層
(375Å)を付着させた。このドープされた層は、
0.7モル%の緑色蛍光性C−6DBを含有し、Alq
と同時付着することにより均一なドープされた発光層を
形成したものである。 (e)次に、発光層の上にAlqの電子輸送層(350
Å)を付着させた。 (f)Alq層の上に、原子比10:1のMgとAgか
らなるカソード層(2000Å)を付着させた。
その後、EL素子を周囲環境から保護するためにドライ
グローブボックスの中で気密包装した。本EL素子は、
20mA/cm2 の電源及び11.8ボルトのバイアス
電圧で駆動した時に2150cd/m2 の光出力を示し
た。EL色は緑色で、その1931CIE色度座標は x=0.28
1、y=0.635 であった。放射輝度は4.47W/Sr/
m 2 で、EL効率は2.86lm/Wで、そして収量は
10.75cd/Aであった。ELスペクトルのピーク
発光波長は516nmで、その半値幅は64nmであっ
た。このELスペクトルは、当該EL発光が、緑色蛍光
色素をドープしたAlq層から生じたことを示唆するも
のである。
発光層がEL媒体に含まれる有機系EL素子の製造を説
明するものである。当該有機系EL媒体は三つの有機
層、すなわち、正孔輸送層と、ドープされた発光層と、
電子輸送層とを有する。 (a)インジウム錫酸化物(ITO)を被覆したガラス
基板を、順に、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水
でリンスし、トルエン蒸気で脱脂処理し、そして酸素プ
ラズマに晒した後、CFx プラズマ処理を施した。 (b)処置後のITOガラス基板の上に、タンタルボー
トからの蒸発法によりN,N’−ビス−(1−ナフチ
ル)−N,N’−ジフェニルベンジジンの正孔輸送層
(600Å)を付着させた。 (c)次に、正孔輸送層の上にドープされたAlq層
(375Å)を付着させた。このドープされた層は、1
モル%の緑色蛍光性C−545Tを含有し、Alqと同
時付着させて均一なドープされた発光層を形成したもの
である。 (d)次に、発光層の上にAlqの電子輸送層(350
Å)を付着させた。 (e)Alq層の上に、原子比10:1のMgとAgか
らなるカソード層(2000Å)を付着させた。
その後、EL素子を周囲環境から保護するためにドライ
グローブボックスの中で気密包装した。本EL素子は、
20mA/cm2 の電源及び6.8ボルトのバイアス電
圧で駆動した時に1748cd/m2 の光出力を示し
た。EL色は緑色で、その1931 CIE色度座標は x=0.32
5、y=0.627 であった。放射輝度は3.38W/Sr/
m2で、EL効率は4.05lm/Wで、そして収量は
8.74cd/Aであった。ELスペクトルのピーク発
光波長は524nmで、その半値幅は68nmであっ
た。このELスペクトルは、当該EL発光が、緑色蛍光
色素をドープしたAlq層から生じたことを示唆するも
のである。
た発光層がEL媒体に含まれる有機系EL素子を製造す
る利点を説明するものである。当該有機系EL媒体は三
つの有機層、すなわち、正孔輸送層と、ドープされた発
光層と、電子輸送層とを有する。 (a)インジウム錫酸化物(ITO)を被覆したガラス
基板を、順に、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水
でリンスし、トルエン蒸気で脱脂処理し、そして酸素プ
ラズマに晒した後、CFx プラズマ処理を施した。 (b)処置後のITOガラス基板の上に、タンタルボー
トからの蒸発法によりN,N’−ビス−(1−ナフチ
ル)−N,N’−ジフェニルベンジジンの正孔輸送層
(600Å)を付着させた。 (c)次に、正孔輸送層の上にドープされたAlq層
(375Å)を付着させた。このドープされた層は、1
モル%の緑色蛍光性C−545TBを含有し、Alqと
同時付着させて均一なドープされた発光層を形成したも
のである。 (d)次に、発光層の上にAlqの電子輸送層(350
Å)を付着させた。 (e)Alq層の上に、原子比10:1のMgとAgか
らなるカソード層(2000Å)を付着させた。
その後、EL素子を周囲環境から保護するためにドライ
グローブボックスの中で気密包装した。本EL素子は、
20mA/cm2 の電源及び6.9ボルトのバイアス電
圧で駆動した時に2014cd/m2 の光出力を示し
た。EL色は緑色で、その1931 CIE色度座標は x=0.32
2、y=0.629 であった。放射輝度は3.89W/Sr/
m2で、EL効率は4.62lm/Wで、そして収量は
10.07cd/Aであった。ELスペクトルのピーク
発光波長は524nmで、その半値幅は64nmであっ
た。このELスペクトルは、当該EL発光が、緑色蛍光
色素をドープしたAlq層から生じたことを示唆するも
のである。
発光層がEL媒体に含まれる有機系EL素子を製造する
利点を説明するものである。当該有機系EL媒体は四つ
の有機層、すなわち、正孔注入層と、正孔輸送層と、ド
ープされた発光層と、電子輸送層とを有する。 (a)インジウム錫酸化物(ITO)を被覆したガラス
基板を、順に、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水
でリンスし、トルエン蒸気で脱脂処理し、そして紫外線
及びオゾンに2〜3分間晒した。 (b)ITO被覆基板の上に、タンタルボートからの蒸
発法により銅フタロシアニンの正孔注入層(150Å)
を付着させた。 (c)銅フタロシアニン層の上に、タンタルボートから
の蒸発法によりN,N’−ビス−(1−ナフチル)−
N,N’−ジフェニルベンジジンの正孔輸送層(600
Å)を付着させた。 (d)次に、正孔輸送層の上にドープされたAlq層
(375Å)を付着させた。このドープされた層は、1
モル%の緑色蛍光性C−545Tを含有し、Alqと同
時付着させて均一なドープされた発光層を形成したもの
である。 (e)次に、発光層の上にAlqの電子輸送層(350
Å)を付着させた。 (f)Alq層の上に、原子比10:1のMgとAgか
らなるカソード層(2000Å)を付着させた。
その後、EL素子を周囲環境から保護するためにドライ
グローブボックスの中で気密包装した。本EL素子は、
20mA/cm2 の電源及び11.1ボルトのバイアス
電圧で駆動した時に2364cd/m2 の光出力を示し
た。EL色は緑色で、その1931CIE色度座標は x=0.29
5、y=0.648 であった。EL効率は3.34lm/W
で、そして収量は10.45cd/Aであった。ELス
ペクトルのピーク発光波長は524nmで、その半値幅
は56nmであった。このELスペクトルは、当該EL
発光が、緑色蛍光色素をドープしたAlq層から生じた
ことを示唆するものである。
た発光層がEL媒体に含まれる有機系EL素子を製造す
る利点を説明するものである。当該有機系EL媒体は四
つの有機層、すなわち、正孔注入層と、正孔輸送層と、
ドープされた発光層と、電子輸送層とを有する。 (a)インジウム錫酸化物(ITO)を被覆したガラス
基板を、順に、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水
でリンスし、トルエン蒸気で脱脂処理し、そして紫外線
及びオゾンに2〜3分間晒した。 (b)ITO被覆基板の上に、タンタルボートからの蒸
発法により銅フタロシアニンの正孔注入層(150Å)
を付着させた。 (c)銅フタロシアニン層の上に、タンタルボートから
の蒸発法によりN,N’−ビス−(1−ナフチル)−
N,N’−ジフェニルベンジジンの正孔輸送層(600
Å)を付着させた。 (d)次に、正孔輸送層の上にドープされたAlq層
(375Å)を付着させた。このドープされた層は、1
モル%の緑色蛍光性C−545TBを含有し、Alqと
同時付着させて均一なドープされた発光層を形成したも
のである。 (e)次に、発光層の上にAlqの電子輸送層(350
Å)を付着させた。 (f)Alq層の上に、原子比10:1のMgとAgか
らなるカソード層(2000Å)を付着させた。
その後、EL素子を周囲環境から保護するためにドライ
グローブボックスの中で気密包装した。本EL素子は、
20mA/cm2 の電源及び11.5ボルトのバイアス
電圧で駆動した時に2585cd/m2 の光出力を示し
た。EL色は緑色で、その1931CIE色度座標は x=0.30
2、y=0.644 であった。放射輝度は5.0W/Sr/m2
で、EL効率は3.50lm/Wで、そして収量は1
2.93cd/Aであった。ELスペクトルのピーク発
光波長は524nmで、その半値幅は56nmであっ
た。このELスペクトルは、当該EL発光が、緑色蛍光
色素をドープしたAlq層から生じたことを示唆するも
のである。
であり且つ意外な結果をもたらすことがわかった。特に
そのような有機系EL素子は、アノードと、カソード
と、そして下式の化合物を含有する少なくとも一つの有
機発光層とを含む。
2 は、各々独立に、炭素原子数1〜20のアルキル基、
アリール基又は炭素環式系を表し、そしてR3 及びR4
は、各々独立に、炭素原子数1〜10のアルキル基又は
それぞれR1 、R2 と結合している分岐したもしくは分
岐していない5員もしくは6員の置換基環を表す。より
具体的には、R1 、R2 、R3 及びR4 は、メチル、エ
チル、プロピル、n−ブチル、i−プロピル又はアリー
ルであることができる。また、R3 及びR 4 をそれぞれ
R1 及びR2 と共に、R1 、R2 =R3 、R4 が〔CH
2 CH2 〕、〔CH2 CH2 CH2 〕、〔CH2 CH2
C(CH3 )2 〕となるように配置することもできる。
EL素子の多層構造の概略図である。
適なEL素子の多層構造の概略図である。
適なEL素子の多層構造の概略図である。
パントとして使用したEL素子の分光特性及びEL性能
をプロットしたグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 アノードと、カソードと、下式の化合物
を含有する少なくとも一つの有機発光層とを含んで成る
有機系エレクトロルミネセンス素子。 【化1】 (上式中、 XはS又はOを表し、 R1 及びR2 は、各々独立に、炭素原子数1〜20のア
ルキル基、アリール基又は炭素環式系を表し、 R3 及びR4 は、各々独立に、炭素原子数1〜10のア
ルキル基又はそれぞれR1 、R2 と結合している分岐し
たもしくは分岐していない5員もしくは6員の置換基環
を表し、そしてR5 及びR6 は、各々独立に、分岐した
又は分岐していない炭素原子数1〜20のアルキル基を
表す。) - 【請求項2】 アノードと、カソードと、下式の化合物
を含有する少なくとも一つの有機発光層とを含んで成る
有機系エレクトロルミネセンス素子。 【化2】 (上式中、 XはS又はOを表し、 R1 及びR2 は、各々独立に、炭素原子数1〜20のア
ルキル基、アリール基又は炭素環式系を表し、そしてR
3 及びR4 は、各々独立に、炭素原子数1〜10のアル
キル基又はそれぞれR1 、R2 と結合している分岐した
もしくは分岐していない5員もしくは6員の置換基環を
表す。) - 【請求項3】 アノードと、カソードと、下式の化合物
を含有する少なくとも一つの有機発光層とを含んで成る
有機系エレクトロルミネセンス素子。 【化3】 (上式中、 R1 、R2 、R3 及びR4 は、各々独立に、炭素原子数
1〜10のアルキル基又はアリール基を表し、そしてX
はO又はSを表す。)
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