JP2001210472A - 1,2−ジチオフェン−イル−エチレン誘導体を用いた有機el素子 - Google Patents

1,2−ジチオフェン−イル−エチレン誘導体を用いた有機el素子

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JP2001210472A
JP2001210472A JP2000017332A JP2000017332A JP2001210472A JP 2001210472 A JP2001210472 A JP 2001210472A JP 2000017332 A JP2000017332 A JP 2000017332A JP 2000017332 A JP2000017332 A JP 2000017332A JP 2001210472 A JP2001210472 A JP 2001210472A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】強い青色蛍光および高い量子収率を発揮する青
色発光材料およびそれを用いた高効率・高輝度・長寿命
有機EL素子を目的とする。 【解決手段】下記化学式(1)に記載の化学構造を有す
る1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘導体を発光材料
として用いることを特徴とする有機EL素子。 【化1】 ただし、X、Yは炭素、窒素原子のいずれかであり、
R、R’は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、トリ
スアルキルシロキシ基あるいはトリスアルキルシロキシ
メチル基である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有機EL素子に関わ
り、有機エレクトロルミネセンス素子の発光材料に適用
可能な有機発光材料およびそれらを用いた有機EL素子
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】有機エレクトロルミネセンス素子は、有
機物の電界発光現象(以下EL)を利用した自発光型素
子であり、次世代の平面表示素子や平面光源として期待
されている。有機EL素子に関する研究は1960年代
のアントラセン単結晶のEL現象の研究を起源とし、イ
ーストマン・コダック社のC. W. Tangらによる薄膜積層
型素子が(特開昭59−194393号公報、特開昭63−264692
号公報、特開昭63−295695号公報、アプライド・フィジ
ックス・レター第51巻、913 頁(1987年)[Appl.Phys.
Lett., 51, 913 (1987)] 、およびジャーナル・オブ・
アプライドフィジックス第65巻、3610頁(1989年)[J.
Appl. Phys., 65, 3610 (1989)] 等)に開示されている
【0003】前述したC. W. Tangらが考案した積層型薄
膜EL素子はその後、広く研究・改良が重ねられ、今日
では以下のような素子構成、作製法が知られている。す
なわち、透明基板上に陽極、有機正孔注入・輸送層、有
機発光層、及び陰極を積層させた素子構成で、素子の作
製方法としては、ガラスや樹脂フィルム等の透明な絶縁
性の基板上に、インジウムとスズの複合酸化物(以下、
ITO という)からなる透明導電膜を陽極として蒸着法ま
たはスパッタリング法等により形成し、この上に銅フタ
ロシアニンや芳香族アミン化合物等に代表される有機正
孔注入・輸送材料の単層膜または多層膜を、有機正孔注
入・輸送層として100nm 程度以下の厚さで蒸着法により
形成する。次に、トリス(8-キノリノール)アルミニウ
ム(以下AlQ という)等の有機蛍光材料を、有機発光層
として100nm 程度以下の厚さで蒸着法により形成する。
この有機発光層上に、アルミニウム- リチウム(AlL
i)、マグネシウム- 銀(MgAg)等の合金を、共蒸着法
により厚さ200nm 程度の陰極として形成することにより
有機薄膜EL素子が作製される。
【0004】以上のようにして作製される有機薄膜積層
型EL素子の両電極間に直流電圧を印加することによ
り、陽極からプラスの電荷(正孔)が、陰極からはマイ
ナスの電荷(電子)が有機層に注入される。注入された
正孔と電子は印加された電場により有機薄膜中を移動
し、ある確率で有機発光層中で再結合して励起子を形成
する。形成された励起子は有機発光層を構成する有機蛍
光材料固有の発光量子収率にしたがって外部に光を放出
して基底状態に失活する。このときの外部への発光を利
用した素子が有機薄膜積層型EL素子である。なお、こ
の素子に印可する直流電圧は、通常、数V 〜30V 程度で
あり、有機蛍光材料としてAlQ 、陰極にMgAg合金を用い
たEL素子では、10000cd/m2以上の輝度が得られてい
る。
【0005】しかしながら、上述の有機薄膜EL素子は
連続使用時における安定性に問題があり、発光輝度にお
いても向上させる必要があった。さらにはフルカラー表
示をさせるために、青、緑、赤の3原色発光をさせる必
要があった。素子の発光輝度および安定性を向上させ、
発光色を制御する試みとして発光層に強い蛍光を示す色
素をドープする方法が知られている。
【0006】これは、例えば、緑色発光素子の場合、顔
料系色素であるキナクリドンをゲスト物質としてAlQ に
ドープした素子を作製する。この素子は緑あるいは黄緑
色に発光し、有機発光層としてAlQ 単独膜を用いた素子
よりも、輝度、発光効率および安定性の向上が見られて
いる(特開平05-70773号公報、特開平08-188772 号公
報)。
【0007】また、青色や赤色発光素子についてもドー
ピング法によって得られることが知られている。例え
ば、青色発光素子としては、ジスチリルアリーレン誘導
体に別のジスチリルアリーレン誘導体をドープしたもの
を有機発光層とする方法が知られているし(アプライド
・フィジックス・レター第67巻、3853頁(1995年)[App
l. Phys. Lett., 67, 3853(1995)] 、特開平08-333283
号公報、特開平06-100857 号公報)、赤色発光素子とし
ては、レーザー色素の一つであるDCM 誘導体をAlQ にド
ープしたものを有機発光層とする方法が知られている
(ジャーナル・オブ・アプライドフィジックス第65巻、
3610頁(1989年)[J. Appl. Phys., 65, 3610 (1989)]
)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、青色発
光材料としてジスチリルアリーレン誘導体を用いた有機
EL素子や赤色発光材料としてDCM 誘導体を用いた有機
EL素子の輝度および発光効率は緑色発光材料であるAl
Q やキナクリドンをドープしたAlQ に比べ低い。そのた
め、実用上充分な輝度を得るために、青色発光素子では
有機発光層にCsなどの低仕事関数金属をさらに添加して
素子を最適化する必要があり、製造工程が複雑になると
いう欠点があった。その為、有機物単独で実用上十分な
輝度および発光効率を得るため、さらに強い青色あるい
は赤色蛍光を有する材料が求められている。また、素子
の輝度半減寿命においてもジスチリルアリーレン誘導体
を用いた有機EL素子は500 〜5000時間とされている
が、これは低輝度50cd/m2 (初期輝度100cd/m2)での値
で、本発明人らの実験によると実用輝度100cd/m2(初期
輝度200cd/m2)での輝度半減寿命は30時間程度であっ
た。
【0009】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、強い青色蛍光および高い量子収率を発揮する
青色発光材料およびそれを用いた高効率・高輝度・長寿
命有機EL素子を目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の有
機発光材料を鋭意検討した結果、ジスチリルアリーレン
誘導体の基本構造であるスチリルアリーレン部分の2重
結合に結合するベンゼン環をチオフェン環に置換した本
発明に係る1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘導体
(以下DTE 誘導体)が、同一濃度の溶液中において、ジ
スチリルアリーレン誘導体の2 〜4 倍程度の蛍光強度、
傾向量子収率においてもジスチリルアリーレン誘導体の
1.6 〜2.1 倍と高効率で蛍光を発することを見いだすと
ともにDTE誘導体を用いた有機EL素子が高輝度・高効
率・長寿命となることを明らかにし、本発明に至った。
【0011】本発明は上記の課題を解決するために、請
求項1に係る有機EL素子は下記化学式(1)に記載の
化学構造を有する1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘
導体を発光材料として用いることを特徴とするものであ
る。
【0012】
【化4】
【0013】ただし、X、Yは炭素、窒素原子のいずれ
かであり、R、R’は水素原子、アルキル基、アルコキ
シ基、トリスアルキルシロキシ基あるいはトリスアルキ
ルシロキシメチル基である。
【0014】請求項2に係る有機EL素子は下記化学式
(2)に記載の化学構造を有する1,2-ジチオフェン- イ
ル- エチレン誘導体を発光材料として用いることを特徴
とするものである。
【0015】
【化5】
【0016】ただし、X、Yは酸素、窒素、イオウ原子
のいずれかであり、R、R’は水素原子、アルキル基、
アルコキシ基、トリスアルキルシロキシ基あるいはトリ
スアルキルシロキシメチル基である。
【0017】請求項3に係る有機EL素子は下記化学式
(3)に記載の化学構造を有する1,2-ジチオフェン- イ
ル- エチレン誘導体を発光材料として用いることを特徴
とするものである。
【0018】
【化6】
【0019】ただし、Xは酸素、窒素、イオウ原子のい
ずれかであり、Yは炭素、窒素原子のいずれかである。
R、R’は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、トリ
スアルキルシロキシ基あるいはトリスアルキルシロキシ
メチル基である。
【0020】請求項4に係る有機EL素子は、発光層に
おける1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘導体の占め
る割合が0.1 から20% であることを特徴とする請求項1
から3の何れかに記載のものである。
【0021】本発明者らは、種々の有機発光材料を鋭意
検討した結果、ジスチリルアリーレン誘導体の基本構造
であるスチリルアリーレン部分の2重結合に結合するベ
ンゼン環をチオフェン環に置換した本発明に係る1,2-ジ
チオフェン- イル- エチレン誘導体(以下DTE 誘導体)
が、同一濃度の溶液中において、ジスチリルアリーレン
誘導体の2 〜4 倍程度の蛍光強度、蛍光量子収率につい
てもジスチリルアリーレン誘導体の1.6 〜1.8 倍と高効
率で蛍光を発することを見いだすとともにこれらのDTE
誘導体が単独あるいはドーパントとして有機EL素子用
発光材料として機能することを見いだした。尚、ドーパ
ントして用いる場合、発光層におけるDTE 誘導体の占め
る割合が、0.1 〜20% 、好ましくは0.1 〜5%である。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
上記化学式(1)において、X は炭素原子または窒素原
子であり、また、Y も炭素原子または窒素原子であり、
X とY は同じであっても異なってもよい。R とR ’は水
素原子、アルキル基、アルコキシ基、トリスアルキルシ
ロキシ基あるいはトリスアルキルシロキシメチル基のい
ずれかであり、R とR ’は同じであっても又異なってい
てもよい。中でも、水素原子、トリスアルキルシロキシ
基あるいはトリスアルキルシロキシメチル基が好まし
い。アルキル基としては、炭素数が1 〜4 個のものが良
く、例えば、メチル、エチル、プロピル、t-ブチルが好
適である。アルコキシ基としては炭素数が1 〜4 個のも
のが良く、例えば、メチル、エチル、プロピル、t-ブチ
ルが好適である。
【0023】上記化学式(2)においては、X は酸素原
子、窒素原子またはイオウ原子であり、また、Y も酸素
原子、窒素原子またはイオウ原子であり、X とY は同じ
であっても異なってもよい。R とR ’は水素原子、アル
キル基、アルコキシ基、トリスアルキルシロキシ基ある
いはトリスアルキルシロキシメチル基のいずれかであ
り、R とR ’は同じであっても又異なっていてもよい。
中でも、水素原子、トリスアルキルシロキシ基あるいは
トリスアルキルシロキシメチル基が好ましい。アルキル
基としては、炭素数が1 〜4 個のものが良く、例えば、
メチル、エチル、プロピル、t-ブチルが好適である。ア
ルコキシ基としては炭素数が1 〜4 個のものが良く、例
えば、メチル、エチル、プロピル、t-ブチルが好適であ
る。
【0024】上記化学式(3)においては、X は酸素原
子、窒素原子またはイオウ原子であり、また、Y は炭素
原子または窒素原子であり、X とY は同じであっても異
なってもよい。R とR ’は水素原子、アルキル基、アル
コキシ基、トリスアルキルシロキシ基あるいはトリスア
ルキルシロキシメチル基のいずれかであり、R とR ’は
同じであっても又異なっていてもよい。中でも、水素原
子、トリスアルキルシロキシ基あるいはトリスアルキル
シロキシメチル基が好ましい。アルキル基としては、炭
素数が1 〜4 個のものが良く、例えば、メチル、エチ
ル、プロピル、t-ブチルが好適である。アルコキシ基と
しては炭素数が1 〜4 個のものが良く、例えば、メチ
ル、エチル、プロピル、t-ブチルが好適である。
【0025】上記化学式(1)に示す化合物の合成は、
下記化学式(4)に示すホスホニウム塩と化学式(5)
に示すアルデヒドとをt-ブトキシカリウム存在下で縮合
させて得られる粗製物を濾取した後、溶媒で洗浄して簡
易精製を行う。得られた試料を乾燥させた後、昇華法を
用いて高純度精製物とすることで得られる。
【0026】
【化7】
【0027】
【化8】
【0028】上記化学式(2)に示す化合物の合成につ
いても、同様に下記化学式(6)に示すホスホニウム塩
と化学式(7)に示すアルデヒドとをt-ブトキシカリウ
ム存在下で縮合させて得られる粗製物を濾取した後、溶
媒で洗浄して簡易精製を行う。得られた試料を乾燥させ
た後、昇華法を用いて高純度精製物とすることで得られ
る。
【0029】
【化9】
【0030】
【化10】
【0031】上記化学式(3)に示す化合物の合成につ
いても、上記化学式(4)に示すホスホニウム塩と上記
化学式(7)に示すアルデヒドとをt-ブトキシカリウム
存在下で縮合させて得られる粗製物を濾取した後、溶媒
で洗浄して簡易精製を行う。得られた試料を乾燥させた
後、昇華法を用いて高純度精製物とすることで得られ
る。
【0032】上述した化学式(1)〜(3)で示される
1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘導体は、溶液中に
おいて、従来の青色発光材料であるジスチリルアリーレ
ン誘導体の2 〜4 倍の強い青色蛍光および1.6 〜2.1 倍
と高い量子収率を発揮することができ、有機EL素子の
青色発光材料あるいは紫外線励起の蛍光表示材料として
有用である。
【0033】次に有機EL素子の作製について述べる。
図16に示した構成の素子の作製を例に説明するが、こ
の構成に限定されるものではない。
【0034】金属あるいは金属酸化物、例えば、インジ
ウム- すず酸化物(ITO )、スズ酸化物等(ネサ)、か
ら成る透明または半透明陽極付き透明基板上(160
1)に正孔注入材料(1602)、例えば、銅フタロシ
アニンやトリス(3-メチルフェニルフェニルアミノ)ト
リフェニルアミン(m-MTDATA)等のイオン化ポテンシャ
ルが比較的低い有機物質、次に正孔輸送材料(160
3)、例えば、4,4 ’- ビス[N- (3-メチルフェニル-N
- フェニル- アミノ)ビフェニル(TPD )や4,4 ’- ビ
ス[N- (1-ナフチル-N- フェニル- アミノ)ビフェニル
(α-NPD)に代表される芳香族アミン化合物を順次蒸着
する。
【0035】引き続いて、発光材料(1604)として
本発明の合成で得られた化学式(1)〜(3)の化合物
の内少なくとも1 種類の化合物を単独であるいは化学式
(1)〜(3)の化合物よりも最高占有準位(HOMO)と
最低非占有準位(LUMO)のエネルギー差が大きな化合
物、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体やアントラセ
ン誘導体等、と任意の割合で共蒸着する。
【0036】その後電子注入材料(1605)、例え
ば、AlQ を蒸着する。陰極(1607)には陽極よりも
小さな仕事関数を有する金属あるいは金属酸化物、例え
ば、Li、Ca、Al、Mg、LiAl、MgAgを用いることができ
る。必要に応じて電子注入材料を蒸着した後に陰極との
間に誘電体(1606)、例えば、LiF 、MgO 等、を蒸
着することができる。
【0037】
【実施例】以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に
説明する。
【0038】<実施例1> <2-{6 ’-(t-ブチルジメチルシロキシ) ナフト[2,1-
b] チオフェン-2’- イルエテニル}- ナフト[2,1-b]
チオフェン[DTE-BB]の合成>まず、化学式(12)に示
す化合物を還元して、化学式(13)に示す化合物を得
た後、その水酸基をt-ブチルジメチルシロキシ(TBDMS
O)基に置換(化学式(14))し、さらに、アルデヒ
ド基を付加して化学式(15)に示すアルデヒドを得
た。このアルデヒド0.34g と、文献(テトラヘドロン:
アシンメトリー,4 巻, 1843頁 1993 年[Tetrahedron: A
symmetry, 4, 1843 (1993)])に記載されているホスホ
ニウム塩(2-ナフト[2,1-b] チエニルメチルトリフェニ
ルホスホニウムクロリド:化学式(11))0.49g とを20
mlのメタノールに入れて攪拌したところに0.12g のt-ブ
トキシカリウムを添加した。その後、0 ℃で1 晩攪拌し
たところで、塩化アンモニウム- アンモニア水(1:1 混
合物) を加えて反応を停止させた。黄色の反応物を濾取
した後、エーテルとヘキサンで洗浄し、減圧乾燥させて
黄色の粉末状結晶を得た。収量0.49g 、収率90% であっ
た。化合物の融点は303 ℃(DSC) であった。
【0039】
【化11】
【0040】
【化12】
【0041】
【化13】
【0042】得られた化合物の質量分析の結果、分子イ
オンピークが522 に見られた(図1)ことと赤外吸収ス
ペクトル(図2)において原料のアルデヒド化合物のC=
O 伸縮に基づく1700cm-1付近の特性吸収帯が消失してい
ることから、得られた化合物の構造は化学式(8)であ
ることが同定できた。
【0043】さらに、昇華法によって高純度精製した試
料について蛍光測定を行ったところ、図3に示したよう
に、DTE-BBは、トルエン溶液中でピーク波長435nm と46
2nmの強い青色蛍光を示した。このときの蛍光強度およ
び量子収率はジスチリルアリーレン誘導体の一つである
DPVBi のそれぞれ2.2 倍、1.8 倍であった(表1)。
【0044】
【表1】
【0045】<実施例2> <2-( トリイソプロピルシロキシメチル)-5-{5 ’-(ト
リイソプロピルシロキシメチル) ベンゾ[1,2-b:4,3-
b’] ジチオフェン-2’- イル- エテニル}- ベンゾ[1,
2-b:4,3-b’] ジチオフェン[DTE-TT]の合成>文献(ジ
ャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティー パーキン
・トランザクション 1, 935 頁1998年[J. Chem. So
c., Perkin Trans 1, 935 (1998)] )に記載の方法に従
って化学式(9)に示す2-( トリイソプロピルシロキシ
メチル)-5-{5 ’-(トリイソプロピルシロキシメチル)
ベンゾ[1,2-b:4,3-b’] ジチオフェン-2’- イル- エテ
ニル}- ベンゾ[1,2-b:4,3-b’] ジチオフェンを合成し
た。即ち、まず、化学式(16)に示す2-(ヒドロキシ
メチル)ベンゾ[1,2-b:4,3-b’] ジチオフェンの水酸基
をシリルエーテルに置換して化学式(17)に示す化合
物を経た後、化学式(18)に示すアルデヒドを得た。
さらにまた、得られたアルデヒドに対して、常温でNaBH
4 を用いて還元し、2-(ヒドロキシメチル)-7- (トリ
イソプロピルシロキシメチル)ベンゾチオフェンを得、
その水酸基を塩素化し、さらに、トリフェニルホスフィ
ンを用いてホスホニウム塩(化学式(19))を得た。
【0046】そして、得られたホスホニウム塩を18.19g
と上記得られた化学式(18)に示すアルデヒド10.71g
をテトラヒドロフラン(90ml)とエタノール(380ml )
混合溶媒に入れて攪拌したところに4.45g のt-ブトキシ
カリウムを溶かしたエタノール溶液(80ml)を室温で添
加した。このとき得られた黄色の懸濁液を16時間反応さ
せた。その後、水と10% 塩酸を加えて反応を停止させ
た。沈殿物を濾過して取り除いた後、残留物をエタノー
ルとヘキサンで洗浄し、減圧乾燥させて黄色の粉末を得
た。収量17.69g、収率86% であった。得られた化合物の
融点は194 ℃(DSC) であった。
【0047】
【化14】
【0048】実施例1と同様に、質量分析の結果分子イ
オンピークが776 に見られた(図4)ことと赤外吸収ス
ペクトル(図5)において原料のアルデヒド化合物のC=
O 伸縮に基づく1700cm-1付近の特性吸収帯が消失してい
ることから、得られた化合物の構造は化学式(9)で示
されるものと同定できた。
【0049】さらに、昇華法によって高純度精製した試
料について実施例1と同様に蛍光測定を行ったところ、
図6に示したように、DTE-TTはトルエン溶液中でピーク
波長431nm 、456nm の強い青色蛍光を示した。このとき
の蛍光強度および量子収率はジスチリルアリーレン誘導
体の一つであるDPVBi のそれぞれ3.5 倍、1.6 倍であっ
た(表1)。
【0050】<実施例3> <2-{( トリイソプロピルシロキシメチル) ベンゾ[1,2
-b:4,3-b’] ジチオフェン-5- イル- エテニル}- ナフ
ト[2,1-b] チオフェン[DTE-BT]の合成>実施例1で用い
たホスホニウム塩(化学式(11))3.77g と実施例2
で用いたアルデヒド(化学式(18))2.93g とをテト
ラヒドロフラン(50ml)とエタノール(10ml)混合溶媒
に入れたところに1.2gのt-ブトキシカリウムを添加し
た。この混合溶液を60゜C で15時間反応させた後、200m
l の塩水を加えた。粗生成物を濾取した後、水とエタノ
ールで洗浄し、黄色の粉末を得た。収量3.87g 、収率91
% であった。得られた化合物の融点は221 ℃(DSC) であ
った。
【0051】
【化15】
【0052】
【化16】
【0053】
【化17】
【0054】実施例1と同様に、質量分析の結果分子イ
オンピークが584 に見られた(図7)ことと赤外吸収ス
ペクトル(図8)において原料のアルデヒド化合物のC=
O 伸縮に基づく1700cm-1付近の特性吸収帯が消失してい
ることから、得られた化合物の構造は化学式(10)で
あることが同定できた。
【0055】さらに、昇華法によって高純度精製した試
料について実施例1と同様に蛍光測定を行ったところ、
図9に示したように、DTE-BTはトルエン溶液中でピーク
波長431nm 、456nm の強い青色蛍光を示した。このとき
の蛍光強度および量子収率はジスチリルアリーレン誘導
体の一つであるDPVBi のそれぞれ2.9 倍、1.7 倍であっ
た(表1)。
【0056】<実施例4> <1,2-ビス(キノリン[6,5-b] チオフェン-2- イル)エ
チレン[DTE-PP]の合成>文献(ブレタン・ケミカル・ソ
サイエティー・オブ・ジャパン, 70巻891 頁1997年[Bul
l. Chem. Soc. Jpn., 70, 891 (1997)] )に記載の方法
に従って化学式(26)に示すホスホニウム塩と化学式
(27)に示すアルデヒドを得た。即ち、化学式(2
0)に示す2-クロロ-5- ニトロベンズアルデヒドとHSCH
2CO2Etを炭酸カリウムの存在下、室温で反応させて化学
式(21)で示す5-ニトロベンゾ[b] チオフェン-2- カ
ルボン酸エチルを得、さらにニトロ基を還元して化学式
(22)に示す5-アミノベンゾ[b] チオフェン-2- カル
ボン酸エチルを得た。続いて、m-ベンゼンスルホン酸ナ
トリウム及びホウ酸の存在下でグリセリンと濃硝酸の混
合物で環化処理して化学式(23)で示すチエノ[3,2-
f] キノリン-2- カルボン酸エチルを合成した。さら
に、LiAlH4で還元して化学式(24)で示すアルコール
を得た。次に、トリエチルアミンの存在下、SOCl2 で化
学式(25)に示す塩化物に置換した後、トリフェニル
ホスフィンと反応させて化学式(26)で示すホスホニ
ウム塩を得た。
【0057】また、化学式(24)で示すアルコールに
ついて、CH2Cl2中ジクロム酸ピリジニウム(PDC )で酸
化して化学式(27)で示すアルデヒドを得た。
【0058】
【化18】
【0059】
【化19】
【0060】
【化20】
【0061】その後、得られたホスホニウム塩(化学式
(26))0.99g とアルデヒド(化学式(27))0.16
g をテトラヒドロフラン(5ml )とメタノール(10ml)混
合溶媒に入れて攪拌したところに0.17g のt-ブトキシカ
リウムを加えて1晩室温で反応させた。生成した沈殿物
を濾取し、メタノールとベンゼンで洗浄した。これを減
圧乾燥させて目的物を得た。得られた化合物の融点は37
1 ℃(DSC) であった。
【0062】実施例1と同様に、質量分析の結果分子イ
オンピークが394 に見られた(図10)ことと赤外吸収
スペクトル(図11)において原料のアルデヒド化合物
のC=O 伸縮に基づく1700cm-1付近の特性吸収帯が消失し
ていることから、得られた化合物の構造は(化学式(2
8))で示す1,2-ビス(キノリン[6,5-b] チオフェン-2
- イル)エチレンと同定できた。
【0063】
【化21】
【0064】さらに、昇華法によって高純度精製した試
料について実施例1と同様に蛍光測定を行ったところ、
図12に示したように、DTE-PPはトルエン溶液中でピー
ク波長428nm 、455nm の強い青色蛍光を示した。このと
きの蛍光強度および量子収率はジスチリルアリーレン誘
導体の一つであるDPVBi のそれぞれ2.9 倍、2.1 倍であ
った(表1)。
【0065】<実施例5> <5-{2 ’-(n-ブチルジメチルシロキシメチル) ベンゾ
[1,2-b:4,3-b’] ジチオフェン-2’- イル- エテニル}
- キノリン[6,5-b] チオフェン[DTE-BP]の合成>実施例
4で用いたスホニウム塩(化学式(26))0.38g と実
施例2で合成したアルデヒドと同様の方法で合成したア
ルデヒド(化学式(29))0.52g をテトラヒドロフラ
ン(10ml)とメタノール(10ml)混合溶媒に入れて攪拌し
たところに0.24g のt-ブトキシカリウムを加えて1晩室
温で反応させた。生成した沈殿物を濾取し、メタノール
とベンゼンで洗浄した。これを減圧乾燥させて目的物を
得た。得られた化合物の融点は306 ℃(DSC) であった。
【0066】
【化22】
【0067】実施例1と同様に、質量分析の結果分子イ
オンピークが543 に見られた(図13)ことと赤外吸収
スペクトル(図14)において原料のアルデヒド化合物
のC=O 伸縮に基づく1700cm-1付近の特性吸収帯が消失し
ていることから、得られた化合物の構造は化学式(3
0)で示す5-{2 ’-(n-ブチルジメチルシロキシメチ
ル) ベンゾ[1,2-b:4,3-b’] ジチオフェン-2’- イル-
エテニル}- キノリン[6,5-b] チオフェンであることが
同定できた。
【0068】
【化23】
【0069】さらに、昇華法によって高純度精製した試
料について実施例1と同様に蛍光測定を行ったところ、
図15に示したように、DTE-BPはトルエン溶液中でピー
ク波長431nm 、457nm の強い青色蛍光を示した。このと
きの蛍光強度および量子収率はジスチリルアリーレン誘
導体の一つであるDPVBi のそれぞれ3.6 倍、1.6 倍であ
った(表1)。
【0070】<実施例6> <DTE-BBを用いたEL素子の作製>プラズマ洗浄したIT
O 付きガラス基板上に正孔注入材料として銅フタロシア
ニンを10nm、正孔輸送材料としてα-NPDを40nm順次蒸着
した。引き続いて、発光材料として本発明の合成で得ら
れたDTE-BB(化学式(8))をドーパントとし、ホスト
材料として先述の文献(アプライド・フィジックス・レ
ター第67巻、3853頁(1995年)[Appl. Phys. Lett., 6
7, 3853(1995)] 、特開平08-333283 号公報、特開平06-
100857 号公報)に記載のジスチリルアリーレン誘導体
のDPVBi (化学式(31))、(以下、DPVBi をホスト
材料とする素子を素子1とする)もしくは文献(特願平
10-138829 )記載のアントラセン誘導体のBPh-An(化学
式(32))、(以下、BPh-Anをホスト材料とする素子
を素子2とする)を共蒸着した。このとき、DTE-BBとDP
VBi の割合が1:100 となるように共蒸着した。DTE-BBと
BPh-Anの場合も1:100 となるように共蒸着した。膜厚は
どちらの場合も40nmとなるようにした。その後電子注入
材料としてAlQ を30nm蒸着した。その上にLiF を0.5nm
蒸着し、陰極としてAlを蒸着してEL素子を得た。
【0071】
【化24】
【0072】
【化25】
【0073】得られたEL素子に直流電圧を印加したと
きの、最高輝度、最高ELパワー効率、CIE 色度座標、
200cd/m2からの輝度半減寿命を表2に示した。
【0074】
【表2】
【0075】<実施例7> <DTE-TTを用いたEL素子の作製>DTE-TTをゲスト材料
として用いた以外は実施例5と同様の材料、方法でEL
素子を作製した。得られたEL素子に直流電圧を印加し
たときの最高輝度、最高EL発光効率、CIE 色度座標、
200cd/m2からの輝度半減寿命を表2に示した。
【0076】<実施例8> <DTE-BTを用いたEL素子の作製>DTE-BTをゲスト材料
として用いた以外は実施例5と同様の材料、方法でEL
素子を作製した。得られたEL素子に直流電圧を印加し
たときの最高輝度、最高EL発光効率、CIE 色度座標、
200cd/m2からの輝度半減寿命を表2に示した。
【0077】<実施例9> <DTE-PPを用いたEL素子の作製>DTE-PPをゲスト材料
として用いた以外は実施例5と同様の材料、方法でEL
素子を作製した。得られたEL素子に直流電圧を印加し
たときの最高輝度、最高EL発光効率、CIE 色度座標、
200cd/m2からの輝度半減寿命を表2に示した。
【0078】<実施例10> <DTE-TPを用いたEL素子の作製>DTE-TPをゲスト材料
として用いた以外は実施例5と同様の材料、方法でEL
素子を作製した。得られたEL素子に直流電圧を印加し
たときの最高輝度、最高EL発光効率、CIE 色度座標、
200cd/m2からの輝度半減寿命を表2に示した。
【0079】
【発明の効果】以上示したように本発明によって得られ
た1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘導体を発光材料
として用いた有機EL素子は、高効率、高輝度で発光し
かつ実用輝度100cd/m2において従来の青色発光材料であ
るジスチリルアリーレン誘導体を発光材料として用いた
EL素子よりもかつ長寿命となった。
【0080】
【図面の簡単な説明】
【図1】DTE-BB(化学式(8))の質量分析結果を示す
グラフ図。
【図2】DTE-BB(化学式(8))の赤外吸収スペクトル
を示すグラフ図。
【図3】DTE-BB(化学式(8))の蛍光スペクトルを示
すグラフ図。
【図4】DTE-TT(化学式(9))の質量分析結果を示す
グラフ図。
【図5】DTE-TT(化学式(9))の赤外吸収スペクトル
を示すグラフ図。
【図6】DTE-TT(化学式(9))の蛍光スペクトルを示
すグラフ図。
【図7】DTE-BT(化学式(10))の質量分析結果を示
すグラフ図。
【図8】DTE-BT(化学式(10))の赤外吸収スペクト
ルを示すグラフ図。
【図9】DTE-BT(化学式(10))の蛍光スペクトルを
示すグラフ図。
【図10】DTE-PP(化学式(10))の質量分析結果を
示すグラフ図。
【図11】DTE-PP(化学式(10))の赤外吸収スペク
トルを示すグラフ図。
【図12】DTE-PP(化学式(10))の蛍光スペクトル
を示すグラフ図。
【図13】DTE-TP(化学式(10))の質量分析結果を
示すグラフ図。
【図14】DTE-TP(化学式(10))の赤外吸収スペク
トルを示すグラフ図。
【図15】DTE-TP(化学式(10))の蛍光スペクトル
を示すグラフ図。
【図16】有機EL素子構成例を示す説明図。
【符号の説明】
1601…透明陽極付き透明基板 1602…正孔注入材料 1603…正孔輸送材料 1604…発光材料 1605…電子注入材料 1606…誘電体 1607…陰極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長崎 能徳 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 田中 和彦 和歌山県和歌山市神波30−3 紀伊合同宿 舎134号 Fターム(参考) 3K007 AB00 AB02 AB03 AB04 DA00 DA01 DB03 EB00 FA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記化学式(1)に記載の化学構造を有す
    る1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘導体を発光材料
    として用いることを特徴とする有機EL素子。 【化1】 ただし、X、Yは炭素、窒素原子のいずれかであり、
    R、R’は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、トリ
    スアルキルシロキシ基あるいはトリスアルキルシロキシ
    メチル基である。
  2. 【請求項2】下記化学式(2)に記載の化学構造を有す
    る1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘導体を発光材料
    として用いることを特徴とする有機EL素子。 【化2】 ただし、X、Yは酸素、窒素、イオウ原子のいずれかで
    あり、R、R’は水素原子、アルキル基、アルコキシ
    基、トリスアルキルシロキシ基あるいはトリスアルキル
    シロキシメチル基である。
  3. 【請求項3】下記化学式(3)に記載の化学構造を有す
    る1,2-ジチオフェン- イル- エチレン誘導体を発光材料
    として用いることを特徴とする有機EL素子。 【化3】 ただし、Xは酸素、窒素、イオウ原子のいずれかであ
    り、Yは炭素、窒素原子のいずれかである。R、R’は
    水素原子、アルキル基、アルコキシ基、トリスアルキル
    シロキシ基あるいはトリスアルキルシロキシメチル基で
    ある。
  4. 【請求項4】発光層における1,2-ジチオフェン- イル-
    エチレン誘導体の占める割合が0.1から20% であること
    を特徴とする請求項1から3の何れかに記載の有機EL
    素子。
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