JP2012180354A - 芳香族アミン化合物 - Google Patents

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Abstract

【課題】新規芳香族アミン化合物を提供することを目的とする。また、発光効率の高い発
光素子および発光装置、電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】一般式(1)で表される芳香族アミン化合物および一般式(1)で表される
芳香族アミン化合物を用いて形成された発光素子、発光装置、電子機器を提供する。一般
式(1)で表される芳香族アミン化合物を発光素子、発光装置、電子機器に用いることに
より、発光効率の高い発光素子、発光装置、電子機器を得ることができる。

【選択図】なし

Description

本発明は、芳香族アミン化合物、および芳香族アミン化合物を用いた発光素子、発光装
置、電子機器に関する。
近年、発光性の化合物を用いた発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素
子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟んだものである。
この素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光性
の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア(電子および
正孔)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態
が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電
流励起型の発光素子と呼ばれる。
このような発光素子は、例えば0.1μm程度の有機薄膜で形成されるため、薄型軽量に
作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの
時間は1μ秒程度あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長の一つ
である。これらの特性は、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられ
ている。
また、これらの発光素子は膜状に形成されるため、大面積の素子を形成することにより、
面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やLEDに代表される点光
源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる
面光源としての利用価値も高い。
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に依存した問題
が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
例えば、非特許文献1では、青色の発光材料を用いた発光素子について記載されている
Meng−Huan Ho,Yao−Shan Wu and Chin H. Chen, 2005 SID International Symposium Digest of Technical Papers, Vol.XXXVI. p802−805
非特許文献1に記載の発光素子では、発光層と接する層として、4,4’−ビス[N−
(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)が用いられている。しか
しながら、NPBは一重項励起エネルギーが低く、励起状態の発光材料からエネルギーが
移動してしまう可能性がある。特に、短波長である青色を発光する発光材料の場合には、
励起状態のエネルギー準位が高いため、NPBへエネルギーが移動してしまう可能性がよ
り高い。NPBへエネルギーが移動してしまうと、発光素子の発光効率が低下してしまう
という問題があった。
よって、本発明は、新規芳香族アミン化合物を提供することを目的とする。
また、発光効率の高い発光素子および発光装置、電子機器を提供することを目的とする
本発明の一は、一般式(1)で表される芳香族アミン化合物である。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Aは、炭素数6〜25のアリーレ
ン基を表し、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。また、αは、一般式(1−
1)〜一般式(1−4)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(1−1)〜一般式
(1−4)において、R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4
のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R13〜R19
よびR21〜R29およびR31〜R39およびR41〜R49は、それぞれ、水素原子
、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
一般式(1)で表される芳香族アミン化合物のうち、一般式(3)で表される芳香族ア
ミン化合物であることが好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Arは、炭素数6〜25のアリー
ル基を表す。また、αは、一般式(3−1)〜一般式(3−4)で表されるいずれかの置
換基を表し、一般式(3−1)〜一般式(3−4)において、R11およびR12は、そ
れぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール
基のいずれかを表し、R13〜R19およびR21〜R29およびR31〜R39および
41〜R49は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
より好ましくは、一般式(5)で表される芳香族アミン化合物であることが好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R〜Rは、水素原子、または炭
素数1〜4のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表す。また、αは、一般式(5
−1)〜一般式(5−4)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(5−1)〜一般
式(5−4)において、R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜
4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R13〜R19
およびR21〜R29およびR31〜R39およびR41〜R49は、それぞれ、水素原
子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
さらに好ましくは、一般式(7)で表される芳香族アミン化合物であることが好ましい
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。また、αは、一般式(7−1)〜一
般式(7−4)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(7−1)〜一般式(7−4
)において、R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキ
ル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R13〜R19およびR
〜R29およびR31〜R39およびR41〜R49は、それぞれ、水素原子、または
炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
また、一般式(9)または一般式(10)で表される芳香族アミン化合物であることが
好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R11およびR12は、それぞれ、
水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいず
れかを表す。)
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R30は、水素原子、または炭素数
1〜4のアルキル基のいずれかを表す。)
また、本発明の一は、一般式(2)で表される芳香族アミン化合物である。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Aは、炭素数6〜25のアリーレ
ン基を表し、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。また、αは、一般式(2−
1)〜一般式(2−2)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(2−1)〜一般式
(2−2)において、R51およびR52は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4
のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R53〜R58
よびR61〜R68は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。
一般式(2)で表される芳香族アミン化合物のうち、一般式(4)で表される芳香族ア
ミン化合物であることが好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Arは、炭素数6〜25のアリー
ル基を表す。また、αは、一般式(4−1)〜一般式(4−2)のいずれかで表される置
換基を表し、一般式(4−1)〜一般式(4−2)において、R51およびR52は、そ
れぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール
基のいずれかを表し、R53〜R58およびR61〜R68は、それぞれ、水素原子、ま
たは炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
より好ましくは、一般式(6)で表される芳香族アミン化合物であることが好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R〜Rは、水素原子、または炭
素数1〜4のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表す。また、αは、一般式(6
−1)〜一般式(6−2)のいずれかで表される置換基を表し、一般式(6−1)〜一般
式(6−2)において、R51およびR52は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜
4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R53〜R58
およびR61〜R68は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す
。)
さらに好ましくは、一般式(8)で表される芳香族アミン化合物であることが好ましい
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。また、αは、一般式(8−1)〜一
般式(8−2)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(8−1)〜一般式(8−2
)において、R51およびR52は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキ
ル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R53〜R58およびR
〜R68は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
また、一般式(11)または一般式(12)で表される芳香族アミン化合物であること
が好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R51およびR52は、それぞれ、
水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいず
れかを表す。)
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。)
また、本発明の一は、一対の電極間に、上記の芳香族アミン化合物を有する発光素子で
ある。
また、本発明の一は、一対の電極間に、発光層と、上記の芳香族アミン化合物を含む層
を有し、芳香族アミン化合物を含む層は、前記発光層と接することを特徴とする発光素子
である。
また、本発明の一は、一対の電極間に、発光層と、上記の芳香族アミン化合物を有し、
芳香族アミン化合物は、発光層に含まれていることを特徴とする発光素子である。
上記構成において、発光層は、燐光を発光する燐光材料を含むことを特徴とする。特に
、緑色の発光をする燐光材料を含む場合、より本発明の効果を得ることができる。
また、上記構成において、発光層は、蛍光を発光する蛍光材料を含むことを特徴とする
。特に、青色の発光をする蛍光材料を含む場合、より本発明の効果を得ることができる。
また、本発明の発光装置は、上記の芳香族アミン化合物を含む発光素子と、発光素子の
発光を制御する制御手段を有することを特徴とする。なお、本明細書中における発光装置
とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を含む。また、
パネルにコネクター、例えばFPC(Flexible printed circui
t)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくは
TCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、T
ABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にC
OG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジ
ュールも全て発光装置に含むものとする。
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする
。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光
素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の芳香族アミン化合物は、バンドギャップが大きく、発光材料に接する層に用い
ることができる。また、発光材料を分散させるための材料として用いることができる。本
発明の芳香族アミン化合物を発光材料に接するように設けることにより、発光材料の励起
エネルギーの移動を防ぐことができ、発光効率を向上させることができる。また、本発明
の芳香族アミン化合物が励起されても、本発明の芳香族アミン化合物から発光材料にエネ
ルギーが移動することができ、発光効率を向上させることができる。
また、本発明の芳香族アミン化合物を発光素子、発光装置、電子機器に用いることによ
り、発光効率の高い発光素子、発光装置、電子機器を得ることができる。
本発明の発光素子を説明する図。 本発明の発光素子を説明する図。 本発明の発光装置を説明する図。 本発明の発光装置を説明する図。 本発明の電子機器を説明する図。 本発明の電子機器を説明する図。 本発明の発光装置を説明する図。 本発明の発光装置を説明する図。 本発明の発光素子を説明する図。 9−[4−(N−フェニルアミノ)フェニル]カルバゾールのH NMRチャートを示す図。 N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミンのH NMRチャートを示す図。 N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミンのDSCチャートを示す図。 N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミンのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。 N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミンの薄膜の吸収スペクトルを示す図。 N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミンのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。 N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミンの薄膜の発光スペクトルを示す図。 N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミンのCV測定結果を示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−4’−フェニルトリフェニルアミンH NMRチャートを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−4’−フェニルトリフェニルアミンのDSCチャートを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−4’−フェニルトリフェニルアミンのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミンのH NMRチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミンのDSCチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミンのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミンの薄膜の吸収スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミンのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミンの薄膜の発光スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミンのCV測定結果を示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−4,4’−ビフェニル−ジアミンのH NMRチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−4,4’−ビフェニル−ジアミンのDSCチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−4,4’−ビフェニル−ジアミンのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−4,4’−ビフェニル−ジアミンの薄膜の吸収スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−4,4’−ビフェニル−ジアミンのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−4,4’−ビフェニル−ジアミンの薄膜の発光スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−4,4’−ビフェニル−ジアミンのCV測定結果を示す図。 実施例5の発光素子を説明する図。 実施例5で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。 実施例5で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。 実施例5で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。 実施例6で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。 実施例6で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。 実施例6で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。 本発明の芳香族アミン化合物の三重項励起エネルギーを示す図。 2−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}フェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾールのH NMRチャートを示す図。 9−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}フェニル)−10−フェニルアントラセンのH NMRチャートを示す図。 9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセンのH NMRチャートを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−3’−フェニルトリフェニルアミン(略称:mYGA1BP)のH NMRチャートを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−3’−フェニルトリフェニルアミン(略称:mYGA1BP)のトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−3’−フェニルトリフェニルアミン(略称:mYGA1BP)の薄膜の吸収スペクトルを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−3’−フェニルトリフェニルアミン(略称:mYGA1BP)のトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−3’−フェニルトリフェニルアミン(略称:mYGA1BP)の薄膜の発光スペクトルを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−2’−フェニルトリフェニルアミン(略称:oYGA1BP)のH NMRチャートを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−2’−フェニルトリフェニルアミン(略称:oYGA1BP)のトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−2’−フェニルトリフェニルアミン(略称:oYGA1BP)の薄膜の吸収スペクトルを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−2’−フェニルトリフェニルアミン(略称:oYGA1BP)のトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。 4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−2’−フェニルトリフェニルアミン(略称:oYGA1BP)の薄膜の発光スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジ(1−ナフチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:YGNBP)のH NMRチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジ(1−ナフチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:YGNBP)の13C NMRチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジ(1−ナフチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:YGNBP)の吸収スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジ(1−ナフチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:YGNBP)の発光スペクトルを示す図。 9−(4−ブロモ−1−ナフチル)カルバゾールのH NMRチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジフェニルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNABP)のH NMRチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジフェニルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNABP)の吸収スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジフェニルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNABP)の発光スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジ−1−ナフチルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNNBP)のH NMRチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジ−1−ナフチルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNNBP)の吸収スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジ−1−ナフチルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNNBP)の発光スペクトルを示す図。 実施例12の発光素子を説明する図。 実施例12で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。 実施例12で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。 実施例12で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。 実施例12で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジ−(1−ナフチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:YGNBP)のDSCチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジフェニルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNABP)のDSCチャートを示す図。 N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’− ジ−1−ナフチルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNNBP)のDSCチャートを示す図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示
す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の芳香族アミン化合物について説明する。
本発明の芳香族アミン化合物は、一般式(1)で表される芳香族アミン化合物である。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Aは、炭素数6〜25のアリーレ
ン基を表し、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。また、αは、一般式(1−
1)〜一般式(1−4)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(1−1)〜一般式
(1−4)において、R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4
のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R13〜R19
よびR21〜R29およびR31〜R39およびR41〜R49は、それぞれ、水素原子
、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
一般式(1)において、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4
のアルキル基、または炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。具体的には、構造
式(13−1)〜構造式(13−12)に示す置換基が挙げられる。
一般式(1)において、Aは、炭素数6〜25のアリーレン基を表す。具体的には、
構造式(14−1)〜構造式(14−6)に示す置換基が挙げられる。
一般式(1)において、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。具体的には、
構造式(15−1)〜構造式(15−6)に示す置換基が挙げられる。
一般式(1)で表される芳香族アミン化合物のうち、一般式(3)で表される芳香族ア
ミン化合物であることが好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Arは、炭素数6〜25のアリー
ル基を表す。また、αは、一般式(3−1)〜一般式(3−4)で表されるいずれかの置
換基を表し、一般式(3−1)〜一般式(3−4)において、R11およびR12は、そ
れぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール
基のいずれかを表し、R13〜R19およびR21〜R29およびR31〜R39および
41〜R49は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
より好ましくは、一般式(5)で表される芳香族アミン化合物であることが好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R〜Rは、水素原子、または炭
素数1〜4のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表す。また、αは、一般式(5
−1)〜一般式(5−4)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(5−1)〜一般
式(5−4)において、R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜
4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R13〜R19
およびR21〜R29およびR31〜R39およびR41〜R49は、それぞれ、水素原
子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
さらに好ましくは、一般式(7)で表される芳香族アミン化合物であることが好ましい
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。また、αは、一般式(7−1)〜一
般式(7−4)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(7−1)〜一般式(7−4
)において、R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキ
ル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R13〜R19およびR
〜R29およびR31〜R39およびR41〜R49は、それぞれ、水素原子、または
炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
また、一般式(9)または一般式(10)で表される芳香族アミン化合物であることが
好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R11およびR12は、それぞれ、
水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいず
れかを表す。)
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R30は、水素原子、または炭素数
1〜4のアルキル基のいずれかを表す。)
また、本発明の芳香族アミン化合物は、一般式(2)で表される芳香族アミン化合物で
ある。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Aは、炭素数6〜25のアリーレ
ン基を表し、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。また、αは、一般式(2−
1)〜一般式(2−2)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(2−1)〜一般式
(2−2)において、R51およびR52は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4
のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R53〜R58
よびR61〜R68は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。
一般式(2)において、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4
のアルキル基、または炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。具体的には、構造
式(13−1)〜構造式(13−12)に示す置換基が挙げられる。
一般式(2)において、Aは、炭素数6〜25のアリーレン基を表す。具体的には、
構造式(14−1)〜構造式(14−6)に示す置換基が挙げられる。
一般式(2)において、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。具体的には、
構造式(15−1)〜構造式(15−6)に示す置換基が挙げられる。
一般式(2)で表される芳香族アミン化合物のうち、一般式(4)で表される芳香族ア
ミン化合物であることが好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Arは、炭素数6〜25のアリー
ル基を表す。また、αは、一般式(4−1)〜一般式(4−2)のいずれかで表される置
換基を表し、一般式(4−1)〜一般式(4−2)において、R51およびR52は、そ
れぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール
基のいずれかを表し、R53〜R58およびR61〜R68は、それぞれ、水素原子、ま
たは炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
より好ましくは、一般式(6)で表される芳香族アミン化合物であることが好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R〜Rは、水素原子、または炭
素数1〜4のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表す。また、αは、一般式(6
−1)〜一般式(6−2)のいずれかで表される置換基を表し、一般式(6−1)〜一般
式(6−2)において、R51およびR52は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜
4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R53〜R58
およびR61〜R68は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す
。)
さらに好ましくは、一般式(8)で表される芳香族アミン化合物であることが好ましい
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。また、αは、一般式(8−1)〜一
般式(8−2)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(8−1)〜一般式(8−2
)において、R51およびR52は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキ
ル基、または炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R53〜R58およびR
〜R68は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
また、一般式(11)または一般式(12)で表される芳香族アミン化合物であること
が好ましい。
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R51およびR52は、それぞれ、
水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基のいず
れかを表す。)
(式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たは炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。)
本発明の芳香族アミン化合物の具体例としては、構造式(21)〜(119)に示され
る芳香族アミン化合物を挙げることができる。ただし、本発明はこれらに限定されない。
一般式(1)で表される本発明の芳香族アミン化合物は、合成スキーム(A−1)およ
び合成スキーム(B−1)〜合成スキーム(B−4)で表される合成方法によって合成す
ることができる。
まず、カルバゾールを骨格に含む化合物(化合物A)と芳香族化合物のジハロゲン化物
とを金属触媒を用いたカップリング反応により反応させて、N−(ハロゲン化アリール)
カルバゾールを骨格に含む化合物(化合物B)を合成した後、さらにパラジウムなどの金
属触媒を用いてアリールアミンとのカップリング反応を行うことによって化合物Cを得る
。合成スキーム(A−1)において、芳香族化合物のジハロゲン化物のハロゲン元素(X
、X)は、ヨウ素又は臭素であることが好ましい。また、XとXとは、同じであ
っても異なっていてもよい。また、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素
数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。また、芳
香族化合物は、炭素数6〜25の化合物であることが好ましい。また、アリールアミンは
、炭素数6〜25のアリールアミンであることが好ましい。
パラジウム触媒を用いたカップリング反応または銅を用いたウルマン反応により、化合
物Cと、フルオレン誘導体のハロゲン化物またはビフェニル誘導体のハロゲン化物とを反
応させ、本発明の芳香族アミン化合物を合成することができる。
合成スキーム(B−1)〜合成スキーム(B−4)において、X〜Xは、それぞれ
、ハロゲン原子を表す。また、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1
〜4のアルキル基、または炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Aは、炭素
数6〜25のアリーレン基を表し、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。また
、R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、また
は炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R13〜R19およびR21〜R29
およびR31〜R39およびR41〜R49は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜
4のアルキル基を表す。
また、合成スキーム(B−1)〜合成スキーム(B−4)において、一般式(1−1a
)で表される化合物は、上述した一般式(1)におけるαが一般式(1−1)である場合
に対応し、一般式(1−2a)で表される化合物は、上述した一般式(1)におけるαが
一般式(1−2)である場合に対応し、一般式(1−3a)で表される化合物は、上述し
た一般式(1)におけるαが一般式(1−3)である場合に対応し、一般式(1−4a)
で表される化合物は、上述した一般式(1)におけるαが一般式(1−4)である場合に
対応する。
合成スキーム(B−1)において、フルオレン誘導体のハロゲン化物と、化合物Cとを
パラジウム触媒を用いてカップリング反応を行う、または、銅を用いたウルマン反応によ
りカップリングさせることで、一般式(1−1a)で表される化合物を合成することがで
きる。フルオレン誘導体のハロゲン化物のハロゲン元素は、ヨウ素または臭素であること
が好ましい。
同様に、合成スキーム(B−2)〜合成スキーム(B−4)において、ビフェニル誘導
体のハロゲン化物と、化合物Cとをパラジウム触媒を用いてカップリング反応を行う、ま
たは、銅を用いたウルマン反応によりカップリングさせることで、一般式(1−2a)〜
一般式(1−4a)で表される化合物を合成することができる。ビフェニル誘導体のハロ
ゲン化物のハロゲン元素は、ヨウ素または臭素であることが好ましい。
また、一般式(2)で表される本発明の芳香族アミン化合物は、合成スキーム(B−5
)〜合成スキーム(B−6)で表される合成方法によって合成することができる。
合成スキーム(B−5)〜合成スキーム(B−6)において、X〜Xは、それぞれ
、ハロゲン原子を表す。また、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1
〜4のアルキル基、または炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Aは、炭素
数6〜25のアリーレン基を表し、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。また
、R51およびR52は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、また
は炭素数6〜12のアリール基のいずれかを表し、R53〜R58およびR61〜R68
は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。
また、(B−5)〜合成スキーム(B−6)において、一般式(2−1a)で表される
化合物は、上述した一般式(2)におけるαが一般式(2−1)である場合に対応し、一
般式(2−2a)で表される化合物は、上述した一般式(2)におけるαが一般式(2−
2)である場合に対応する。
合成スキーム(B−5)において、フルオレン誘導体のハロゲン化物と、化合物Cとを
パラジウム触媒を用いてカップリング反応を行う、または、銅を用いたウルマン反応によ
りカップリングさせることで、一般式(2−1a)で表される化合物を合成することがで
きる。フルオレン誘導体のハロゲン化物のハロゲン元素は、ヨウ素または臭素であること
が好ましい。
同様に、合成スキーム(B−6)において、ビフェニル誘導体のハロゲン化物と、化合
物Cとをパラジウム触媒を用いてカップリング反応を行う、または、銅を用いたウルマン
反応によりカップリングさせることで、一般式(2−2a)で表される化合物を合成する
ことができる。ビフェニル誘導体のハロゲン化物のハロゲン元素は、ヨウ素または臭素で
あることが好ましい。
また、合成スキーム(B−5)〜(B−6)において、化合物Cをハロゲン化物に対し
て2等量反応させることにより、一般式(2)の本発明の芳香族アミン化合物を一段階の
反応で得ることができる。
上述した合成スキームにおいて、パラジウム触媒を用いたカップリング反応は、トリ(
tert−ブチル)ホスフィン((tert−Bu)P)を配位子として用いることが
できる。Pd触媒としては、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(略称:
Pd(dba))と(tert−Bu)Pを混合することにより、(tert−Bu
Pがビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)に配位した触媒を用いること
ができる。なお、パラジウム触媒を用いる場合の配位子として、(tert−Bu)
以外の配位子を用いても構わない。例えば、(tert−Bu)P以外にもDPPFを
用いることができる。また、パラジウム触媒としては、Pd(dba)、パラジウム
ジアセテート(Pd(OAc))等を用いることができる。好ましくは、Pd(dba
を用いると良い。反応温度は、室温から130℃が好ましい。より好ましくは、加熱
温度を60℃から110℃とすることが好ましい。なお、dbaとはtrans,tra
ns−dibenzylideneacetoneを示す。また、DPPFとは、1,1
―ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンを示す。溶媒としては、トルエンやキシレン
等を用いることができる。塩基としてはtert−BuONa等のアルカリ金属アルコキ
シドや、炭酸カリウム(KCO)等の塩基を用いることができる。
本発明の芳香族アミン化合物は、バンドギャップが大きいため、短波長の発光を示す発
光材料のホスト材料として用いることができる。また、短波長の発光を示す発光材料と接
する層に用いることができる。
より具体的には、本発明の芳香族アミン化合物は、青色などの短波長の蛍光を示す蛍光
材料に対してホスト材料として用いることが有効である。また、短波長の蛍光を示す蛍光
材料が含まれる層に接する層に用いることが有効である。なぜならば、本発明の芳香族ア
ミン化合物は三重項準位および一重項準位が高いため、励起された蛍光材料からの本発明
の芳香族アミン化合物へのエネルギー移動が起こりにくい。よって、蛍光材料の励起エネ
ルギーを効率よく発光として取り出すことができる。また、本発明の芳香族アミン化合物
が励起された場合、励起された芳香族アミン化合物の三重項準位または一重項準位から蛍
光材料へエネルギー移動することが可能であり、発光素子の発光効率を向上させることが
できる。なお、本発明の芳香族アミン化合物を、蛍光材料が含まれる層に接する層に用い
る場合には、発光領域が本発明の芳香族アミン化合物を含む層と距離が近くなるようにす
るとより効果的である。また、より長波長の発光を示す蛍光材料であれば、本発明の芳香
族アミン化合物を用いることにより、同様の効果を得ることができる。
また、具体的には、本発明の芳香族アミン化合物は、緑色などの比較的短波長の燐光を示
す燐光材料に対してホスト材料として用いることが有効である。また、比較的短波長の燐
光を示す燐光材料が含まれる層に接する層に用いることが有効である。なぜならば、本発
明の芳香族アミン化合物は三重項準位が高いため、励起された燐光材料からの本発明の芳
香族アミン化合物へのエネルギー移動が起こりにくい。よって、燐光材料の励起エネルギ
ーを効率よく発光として取り出すことができる。また、本発明の芳香族アミン化合物が励
起された場合、励起された芳香族アミン化合物の三重項準位から燐光材料の三重項準位へ
エネルギー移動することが可能であり、発光素子の発光効率を向上させることができる。
なお、本発明の芳香族アミン化合物を、燐光材料が含まれる層に接する層に用いる場合に
は、発光領域が本発明の芳香族アミン化合物を含む層と距離が近くなるようにするとより
効果的である。また、より長波長の発光を示す燐光材料であれば、本発明の芳香族アミン
化合物を用いることにより、同様の効果を得ることができる。
特に、本発明の芳香族アミン化合物のうち、非対称構造である一般式(1)で表される
芳香族アミン化合物は、よりバンドギャップが大きいため好ましい。また、三重項準位も
高いため好ましい。
また、本発明の芳香族アミン化合物は、正孔輸送性に優れている。よって、発光素子の
正孔輸送層として用いることができ、良好な特性を有する発光素子を得ることができる。
また、一般式(2)で表される芳香族アミン化合物は耐熱性に優れている。よって、一
般式(2)で表される芳香族アミン化合物を用いることにより、耐熱性に優れたデバイス
を得ることができる。
(実施の形態2)
本発明の芳香族アミン化合物を用いた発光素子の一態様について図1(A)を用いて以
下に説明する。
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離
れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリアの再結
合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層
を組み合わせて積層されたものである。
本形態において、発光素子は、第1の電極102と、第1の電極102の上に順に積層
した第1の層103、第2の層104、第3の層105、第4の層106と、さらにその
上に設けられた第2の電極107とから構成されている。なお、本形態では第1の電極1
02は陽極として機能し、第2の電極107は陰極として機能するものとして以下説明を
する。
基板101上は発光素子の支持体として用いられる。基板101としては、例えばガラ
ス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子を作製工程において
支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
第1の電極102としては、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合
金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例
えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素
若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(I
ZO:Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有し
た酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常ス
パッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、
酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO)は、酸化インジウムに対し1〜20wt%の酸化亜
鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸
化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウム
に対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したター
ゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金(Au)、白
金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(M
o)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、または金属材
料の窒化物(例えば、窒化チタン:TiN)等が挙げられる。
第1の層103は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物(MoO
x)やバナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化
物(WOx)、マンガン酸化物(MnOx)等を用いることができる。この他、フタロシ
アニン(略称:HPc)や銅フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合
物、或いはポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PED
OT/PSS)等の高分子等によっても第1の層103を形成することができる。
また、第1の層103として、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用
いることができる。特に、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合
物とを含む複合材料は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリア
密度が増大するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。
また、第1の層103として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いた
場合、第1の電極102とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に関わらず
第1の電極を形成する材料を選ぶことができる。
複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。また
元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体
的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸
化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも
特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳
香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化
合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の
高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm/Vs以上の正孔移
動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であ
れば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機
化合物を具体的に列挙する。
例えば、芳香族アミン化合物としては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフ
ェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−
ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4
,4’−ビス(N−{4−[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]フェニ
ル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N
−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3
B)等を挙げることができる。
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−
(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバ
ゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3
−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)
、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]
−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等を挙げることができる。
また、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−
トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−
(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)、1
,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベ
ンゼン等を用いることができる。
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、2−tert
−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−
tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,
5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−9
,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,1
0−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラ
セン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAn
th)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)
、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセ
ン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−
テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメ
チル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,1
0’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェニ
ル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフ
ェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、
ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。ま
た、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、1×10−6
cm/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14〜42である芳香族炭化水素を用いる
ことがより好ましい。
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよ
い。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−
ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−
ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェ
ニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
第2の層104は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。実施の形態1で示した本発
明の芳香族アミン化合物は正孔輸送性に優れているため、第2の層104に好適に用いる
ことができる。本発明の芳香族アミン化合物を第2の層104に用いることにより、良好
な特性の発光素子を得ることができる。
第3の層105は、発光性の物質を含む層である。発光性の物質については、特に制限
させることなく各種のものが使用できる。例えば、蛍光を発光する蛍光材料としては、ク
マリン6やクマリン545Tなどのクマリン誘導体、N,N’−ジメチルキナクリドンや
N、N’−ジフェニルキナクリドンなどのキナクリドン誘導体、N−フェニルアクリドン
やN−メチルアクリドンなどのアクリドン誘導体、2−tert−ブチル−9,10−ジ
(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジフェニルアント
ラセン(略称:DPhA)、ルブレン、ペリフランテン、2,5,8,11−テトラ(t
ert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)などの縮合芳香族化合物、4−ジシアノメチ
レン−2−[p−(ジメチルアミノ)スチリル]−6−メチル−4H−ピランなどのピラ
ン誘導体、4−(2,2−ジフェニルビニル)トリフェニルアミン、9−(4−{N−[
4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}フェニル)−10−
フェニルアントラセン(略称:YGAPA)などのアミン誘導体などが挙げられる。燐光
を発光する燐光材料としては、トリス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)
(略称:Ir(ppy))、ビス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)ア
セチルアセトナート(略称:Ir(ppy)(acac)),ビス{2−(p−トリル
)ピリジナト}イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(tpy)
acac))、ビス{2−(2’−ベンゾチエニル)ピリジナト}イリジウム(III)
アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)(acac))、ビス{2−(4、6−
ジフルオロフェニル)ピリジナト}イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrp
ic)などのイリジウム錯体、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル
−21H,23H−ポルフィリン−白金錯体(pt(OEP))などの白金錯体、4,7
−ジフェニル−1,10−フェナントロリントリス(2−テノイルトリフルオロアセトナ
ト)ユーロピウム(III)などの希土類錯体などが挙げられる。
本発明は、第3の層105に含まれる発光性の物質が青色の蛍光を発光する材料である
ときに効果的である。具体的には、上述したt−BuDNA、DPhA、TBP、YGA
PAなどの青色を発光する蛍光材料を用いることが好ましい。
また、本発明は、第3の層105に含まれる発光性の物質が緑色の燐光を発光する材料
であるときに効果的である。具体的には、上述したIr(ppy)、Ir(ppy)
(acac)、Ir(tpy)(acac)などの緑色を発光する燐光材料、FIrp
icなどの青緑色を発光する燐光材料を用いることが好ましい
また、第3の層105は上述した発光性の物質を分散させて構成してもよい。発光性の
物質を分散させるための材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よ
りもLUMO準位が高く、HOMO準位が低い物質を用いることが好ましい。具体的には
、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:N
PB)、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、ビス(2−メチル
−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)、ビ
ス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)
)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−
BuDNA)、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセ
ン(略称:CzPA)、2−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]
−N−フェニルアミノ}フェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール(略
称:YGAO11)等を用いることができる。また、発光性の物質を分散させるための材
料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を
抑制する物質をさらに添加してもよい。また、発光性の物質へのエネルギー移動をより効
率良く行うためにNPB、あるいはAlq等をさらに添加してもよい。
第4の層106は、電子輸送性の高い物質を用いることができる。例えば、トリス(8
−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラ
ト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナ
ト)ベリリウム(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フ
ェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)など、キノリン骨格またはベンゾキ
ノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他、ビス[2−(2−ヒド
ロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX))、ビス[2−(
2−ヒドロキシフェニル)ベンズチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ))などのオ
キサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに
、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル
)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3−ビス[5−(p−te
rt−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:
OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチル
フェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、バソフェナントロリン(略称
:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)なども用いることができる。ここに
述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、
正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いて
も構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以
上積層したものとしてもよい。
第2の電極107を形成する物質としては、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV
以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる
。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の1族または2族に属する元素、す
なわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(M
g)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれ
らを含む合金(MgAg、AlLi)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)
等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第2の電極10
7と第4の層106との間に、電子注入を促す機能を有する層を、当該第2の電極と積層
して設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、珪素を含むI
TO等様々な導電性材料を第2の電極107として用いることができる。
なお、電子注入を促す機能を有する層としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セ
シウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)等のようなアルカリ金属又はアルカリ
土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質か
らなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、
例えばAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いることができる。なお
、電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ
土類金属を含有させたものを用いることにより、第2の電極107からの電子注入が効率
良く行われるためより好ましい。
また、第1の層103、第2の層104、第3の層105、第4の層106の形成方法
は、蒸着法の他、例えばインクジェット法またはスピンコート法などの種々の方法を用い
ることができる。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わな
い。
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第1の電極102と第2の電極107
との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第3の層10
5において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第3の層105に発光
領域が形成されるような構成となっている。
発光は、第1の電極102または第2の電極107のいずれか一方または両方を通って
外部に取り出される。従って、第1の電極102または第2の電極107のいずれか一方
または両方は、透光性を有する物質で成る。第1の電極102のみが透光性を有する物質
からなるものである場合、図1(A)に示すように、発光は第1の電極102を通って基
板側から取り出される。また、第2の電極107のみが透光性を有する物質からなるもの
である場合、図1(B)に示すように、発光は第2の電極107を通って基板と逆側から
取り出される。第1の電極102および第2の電極107がいずれも透光性を有する物質
からなるものである場合、図1(C)に示すように、発光は第1の電極102および第2
の電極107を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
なお第1の電極102と第2の電極107との間に設けられる層の構成は、上記のもの
には限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるよ
うに、第1の電極102および第2の電極107から離れた部位に正孔と電子とが再結合
する発光領域を設けた構成であれば、上記以外のものでもよい。
つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送
性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性(電子及び
正孔の輸送性の高い物質)の物質、正孔ブロック材料等から成る層を、本発明の芳香族ア
ミン化合物と自由に組み合わせて構成すればよい。
図2に示す発光素子は、陰極として機能する第1の電極302の上に電子輸送性の高い
物質からなる第1の層303、発光性物質を含む第2の層304、正孔輸送性の高い物質
からなる第3の層305、正孔注入性の高い物質からなる第4の層306、陽極として機
能する第2の電極307とが順に積層された構成となっている。なお、301は基板であ
る。
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製
している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の発光装置
を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄
膜トランジスタ(TFT)を形成し、TFTと電気的に接続された電極上に発光素子を作
製してもよい。これにより、TFTによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリ
クス型の発光装置を作製できる。なお、TFTの構造は、特に限定されない。スタガ型の
TFTでもよいし逆スタガ型のTFTでもよい。また、TFTに用いる半導体の結晶性に
ついても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい
。また、TFT基板に形成される駆動用回路についても、N型およびP型のTFTからな
るものでもよいし、若しくはN型またはP型のいずれか一方からのみなるものであっても
よい。
本発明の芳香族アミン化合物は、バンドギャップが大きいため、発光素子に適用するこ
とにより、良好な特性を有する発光素子を得ることができる。
本発明の芳香族アミン化合物は、短波長の蛍光を示す蛍光材料が含まれる層に接する層
に用いることが有効である。なぜならば、本発明の芳香族アミン化合物は三重項準位およ
び一重項準位が高いため、励起された蛍光材料からの本発明の芳香族アミン化合物へのエ
ネルギー移動が起こりにくい。よって、蛍光材料の励起エネルギーを効率よく発光として
取り出すことができる。また、本発明の芳香族アミン化合物が励起された場合、励起され
た芳香族アミン化合物の三重項準位または一重項準位から蛍光材料へエネルギー移動する
ことが可能であり、発光素子の発光効率を向上させることができる。なお、本発明の芳香
族アミン化合物を、蛍光材料が含まれる層に接する層に用いる場合には、発光領域が本発
明の芳香族アミン化合物を含む層と距離が近くなるようにするとより効果的である。また
、より長波長の発光を示す蛍光材料であれば、本発明の芳香族アミン化合物を用いること
により、同様の効果を得ることができる。
また、本発明の芳香族アミン化合物は、比較的短波長の燐光を示す燐光材料が含まれる層
に接する層に用いることが有効である。なぜならば、本発明の芳香族アミン化合物は三重
項準位が高いため、励起された燐光材料からの本発明の芳香族アミン化合物へのエネルギ
ー移動が起こりにくい。よって、燐光材料の励起エネルギーを効率よく発光として取り出
すことができる。また、本発明の芳香族アミン化合物が励起された場合、励起された芳香
族アミン化合物の三重項準位から燐光材料の三重項準位へエネルギー移動することが可能
であり、発光素子の発光効率を向上させることができる。なお、本発明の芳香族アミン化
合物を、燐光材料が含まれる層に接する層に用いる場合には、発光領域が本発明の芳香族
アミン化合物を含む層と距離が近くなるようにするとより効果的である。また、より長波
長の発光を示す燐光材料であれば、本発明の芳香族アミン化合物を用いることにより、同
様の効果を得ることができる。
特に、本発明の芳香族アミン化合物のうち、非対称構造である一般式(1)で表される
芳香族アミン化合物は、よりバンドギャップが大きいため好ましい。また、三重項準位も
高いため好ましい。
また、本発明の発光素子は、発光効率が高いため、消費電力を低減することができる。
また、本発明の芳香族アミン化合物は、正孔輸送性に優れている。よって、発光素子の
正孔輸送層として用いることができ、良好な特性を有する発光素子を得ることができる。
また、一般式(2)で表される芳香族アミン化合物は耐熱性に優れている。よって、一
般式(2)で表される芳香族アミン化合物を用いることにより、耐熱性に優れたデバイス
を得ることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態2で示した構成と異なる構成の発光素子について説明す
る。
本発明の芳香族アミン化合物はバンドギャップが大きく、三重項準位および一重項準位
が高いため、発光性の材料を分散させるためのホストとして用いることができる。つまり
、実施の形態2で示した第3の層105に用いることができる。本発明の芳香族アミン化
合物に分散する発光性の物質としては、種々の蛍光材料、燐光材料を用いることができる
本発明の芳香族アミン化合物を第3の層105に用いた場合、第2の層104を形成す
る物質としては、種々の材料を用いることができる。例えば、種々の芳香族アミン化合物
を用いることができる。広く用いられている材料として、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、その誘導体である4,4’−ビス[
N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(以下、NPBと記す)、4,
4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)トリフェニルアミン、4,4’,
4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミ
ンなどのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。ここに述べた物質は、主に
10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸
送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、第2の層104は、
単層のものだけでなく、上記物質の混合層、あるいは二層以上積層したものであってもよ
い。
本発明の芳香族アミン化合物は、バンドギャップが大きいため、短波長の発光を示す発
光材料のホスト材料として用いることができる。
本発明の芳香族アミン化合物は、青色などの短波長の蛍光を示す蛍光材料に対してホス
ト材料として用いることが有効である。なぜならば、本発明の芳香族アミン化合物は三重
項準位および一重項準位が高いため、励起された蛍光材料からの本発明の芳香族アミン化
合物へのエネルギー移動が起こりにくい。よって、蛍光材料の励起エネルギーを効率よく
発光として取り出すことができる。また、本発明の芳香族アミン化合物が励起された場合
、励起された芳香族アミン化合物の三重項準位または一重項準位から蛍光材料へエネルギ
ー移動することが可能であり、発光素子の発光効率を向上させることができる。また、よ
り長波長の発光を示す蛍光材料であれば、本発明の芳香族アミン化合物を用いることによ
り、同様の効果を得ることができる。
また、本発明の芳香族アミン化合物は、緑色などの比較的短波長の燐光を示す燐光材料に
対してホスト材料として用いることが有効である。なぜならば、本発明の芳香族アミン化
合物は三重項準位が高いため、励起された燐光材料からの本発明の芳香族アミン化合物へ
のエネルギー移動が起こりにくい。よって、燐光材料の励起エネルギーを効率よく発光と
して取り出すことができる。また、本発明の芳香族アミン化合物が励起された場合、励起
された芳香族アミン化合物の三重項準位から燐光材料の三重項準位へエネルギー移動する
ことが可能であり、発光素子の発光効率を向上させることができる。また、より長波長の
発光を示す燐光材料であれば、本発明の芳香族アミン化合物を用いることにより、同様の
効果を得ることができる。
特に、本発明の芳香族アミン化合物のうち、非対称構造である一般式(1)で表される
芳香族アミン化合物は、よりバンドギャップが大きいため好ましい。また、三重項準位も
高いため好ましい。
また、本発明の発光素子は、発光効率が高いため、消費電力を低減することができる。
また、一般式(2)で表される芳香族アミン化合物は耐熱性に優れている。よって、一
般式(2)で表される芳香族アミン化合物を用いることにより、耐熱性に優れたデバイス
を得ることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態2〜実施の形態3で示した構成と異なる構成の発光素子
について説明する。
実施の形態2で示した第3の層105に本発明の芳香族アミン化合物を用いることによ
り、本発明の芳香族アミン化合物からの発光を得ることができる。本発明の芳香族アミン
化合物は紫〜青色の発光を示すため、紫〜青色の発光を示す発光素子を得ることができる
第3の層105は、本発明の芳香族アミン化合物のみで構成してもよいし、本発明の芳
香族アミン化合物を他の物質に分散させて構成してもよい。本発明の芳香族アミン化合物
を分散させる物質としては、種々の材料を用いることができ、実施の形態2で述べた正孔
輸送の高い物質や電子輸送性の高い物質の他、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル
−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)
、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)や、2,2’,2”−
(1,3,5−ベンゼントリ−イル)−トリス[1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾー
ル](略称:TPBI)などが挙げられる。
本発明の芳香族アミン化合物はガラス転移点が高いため、発光素子に用いることで、耐
熱性に優れた発光素子を得ることができる。
また、本発明の芳香族アミン化合物は、酸化反応および引き続く還元反応を繰り返して
も安定である。つまり、繰り返しの酸化反応に安定である。よって、本発明の芳香族アミ
ン化合物を発光素子に用いることにより、長寿命な発光素子を得ることができる。
なお、第3の層105以外は、実施の形態2〜実施の形態3に示した構成を適宜用いる
ことができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態2〜実施の形態4で示した構成と異なる構成の発光素子
について説明する。
本発明の芳香族アミン化合物は正孔注入性を有するため、実施の形態2で示した第1の
層103に用いることができる。また、本発明の芳香族アミン化合物と無機化合物とを複
合した複合材料を第1の層103に用いることができる。複合材料に用いる無機化合物と
しては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。また元素周期表における第4族乃至第
8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニ
オブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、
酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中で
も安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
本発明の芳香族アミン化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料は、有機化合物と
無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリア密度が増大するため、正孔注入性、正
孔輸送性に優れている。また、第1の層103として本発明の芳香族アミン化合物と無機
化合物とを複合してなる複合材料を用いた場合、第1の電極102とオーム接触をするこ
とが可能となるため、仕事関数に関わらず第1の電極を形成する材料を選ぶことができる
本発明の芳香族アミン化合物を第1の層103に用いた場合、第2の層104を形成す
る物質としては、種々の材料を用いることができる。例えば、芳香族アミン(すなわち、
ベンゼン環−窒素の結合を有するもの)の化合物を用いることができる。広く用いられて
いる材料として、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、その誘導体である4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルア
ミノ]ビフェニル(以下、NPBと記す)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェ
ニル−アミノ)トリフェニルアミン、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェ
ニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミンなどのスターバースト型芳香族アミン
化合物が挙げられる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度
を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の
ものを用いてもよい。なお、第2の層104は、単層のものだけでなく、上記物質の混合
層、あるいは二層以上積層したものであってもよい。
また、本発明の芳香族アミン化合物を、第1の層103および第2の層104として用
いてもよい。
本発明の芳香族アミン化合物は、正孔注入性を有するため、発光素子の正孔注入層とし
て用いることができる。
また、本発明の芳香族アミン化合物はガラス転移点が高いため、発光素子に用いること
で、耐熱性に優れた発光素子を得ることができる。
また、本発明の芳香族アミン化合物は、酸化反応および引き続く還元反応を繰り返して
も安定である。つまり、繰り返しの酸化反応に安定である。よって、本発明の芳香族アミ
ン化合物を発光素子に用いることにより、長寿命な発光素子を得ることができる。
なお、第1の層103以外は、実施の形態2〜実施の形態4に示した構成を適宜用いる
ことができる。
(実施の形態6)
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(以下、積
層型素子という)の態様について、図9を参照して説明する。この発光素子は、第1の電
極と第2の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。発光ユニットと
しては、実施の形態2で示した発光物質を含む層と同様な構成を用いることができる。つ
まり、実施の形態2で示した発光素子は、1つの発光ユニットを有する発光素子であり、
本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
図9において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニット5
11と第2の発光ユニット512が積層されている。第1の電極501と第2の電極50
2は実施の形態2と同様なものを適用することができる。また、第1の発光ユニット51
1と第2の発光ユニット512は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構
成は実施の形態2〜実施の形態5と同様なものを適用することができる。
電荷発生層513には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化
合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態2で示した有機化合物と酸化バナジウムや酸
化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族ア
ミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンド
リマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物とし
ては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が10−6cm/Vs以上であるものを
適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以
外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合体は、キャリア注入性、キャリ
ア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
なお、電荷発生層513は、有機化合物と金属酸化物の複合体と他の材料とを組み合わせ
て形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合体を含む層と、電子供与性物
質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形
成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合体を含む層と、透明導電膜とを組み
合わせて形成してもよい。
いずれにしても、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512に挟まれる電荷
発生層513は、第1の電極501と第2の電極502に電圧を印加したときに、一方の
側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれ
ば良い。
本実施の形態では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に
、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能で
ある。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷
発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素
子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小
さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力
が低くい発光装置を実現することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明の芳香族アミン化合物を用いて作製された発光装置について
説明する。
本実施の形態では、本発明の芳香族アミン化合物を用いて作製された発光装置について
図3を用いて説明する。なお、図3(A)は、発光装置を示す上面図、図3(B)は図3
(A)をA−A’およびB−B’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の
発光を制御するものとして、点線で示された601は駆動回路部(ソース側駆動回路)、
602は画素部、603は駆動回路部(ゲート側駆動回路)を含んでいる。また、604
は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607に
なっている。
なお、引き回し配線608はソース側駆動回路601及びゲート側駆動回路603に入
力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプ
リントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号
等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント
配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光
装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものと
する。
次に、断面構造について図3(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路601
と、画素部602中の一つの画素が示されている。
なお、ソース側駆動回路601はnチャネル型TFT623とpチャネル型TFT62
4とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路は、種々のCMOS回路
、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板
上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を
基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部602はスイッチング用TFT611と、電流制御用TFT612とその
ドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成される。
なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ
型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有
する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性ア
クリルを用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有
する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、光の照射によってエッ
チャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となる
ポジ型のいずれも使用することができる。
第1の電極613上には、発光物質を含む層616、および第2の電極617がそれぞ
れ形成されている。ここで、陽極として機能する第1の電極613に用いる材料としては
、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ITO膜、または珪素を含有
したインジウム錫酸化物膜、2〜20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チ
タン膜、クロム膜、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタンとア
ルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と
窒化チタン膜との3層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線とし
ての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させること
ができる。
また、発光物質を含む層616は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、ス
ピンコート法等の種々の方法によって形成される。発光物質を含む層616は、実施の形
態1で示した本発明の芳香族アミン化合物を含んでいる。また、発光物質を含む層616
を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物(オリゴマー、デンド
リマーを含む)であっても良い。
さらに、発光物質を含む層616上に形成され、陰極として機能する第2の電極617
に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料(Al、Mg、Li、Ca、またはこれら
の合金や化合物MgAg、MgIn、AlLi、LiF、CaF等)を用いることが好
ましい。なお、発光物質を含む層616で生じた光が第2の電極617を透過させる場合
には、第2の電極617として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO、2〜
20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化
亜鉛(ZnO)等)との積層を用いるのが良い。
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、
素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素
子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されてお
り、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填され
る場合もある。
なお、シール材605にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料
はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板604
に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Rei
nforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステル
またはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明の芳香族アミン化合物を用いて作製された発光装置を得るこ
とができる。
本発明の発光装置は、実施の形態1で示した芳香族アミン化合物を用いているため、良
好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、発光効率の高い発光装置を
得ることができる。
また、一般式(2)で表される芳香族アミン化合物は耐熱性に優れている。よって、一
般式(2)で表される芳香族アミン化合物を用いることにより、耐熱性に優れた発光装置
を得ることができる。
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するア
クティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特
に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図4には本発明
を適用して作製したパッシブ型の発光装置の斜視図を示す。図4において、基板951上
には、電極952と電極956との間には発光物質を含む層955が設けられている。電
極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層95
4が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と
他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺
方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層
953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層95
3と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、静電気等に起
因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブ型の発光装置においても、発
光効率の高い本発明の発光素子を含むことによって、発光効率の高い発光装置を得ること
ができる。また、耐熱性に優れた発光装置を得ることができる。また、発光効率が高いた
め、消費電力を低減することも可能である。
(実施の形態8)
本実施の形態では、実施の形態7に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器に
ついて説明する。本発明の電子機器は、実施の形態1に示した本発明の芳香族アミン化合
物を含み、耐熱性が高い表示部を有する。また、発光効率の高い表示部を有する。また、
発光効率が高いため、消費電力を低減できるという効果もある。
本発明の芳香族アミン化合物を用いて作製された発光素子を有する電子機器として、ビ
デオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシス
テム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機
器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等
)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile
Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置
)などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図5に示す。
図5(A)は本発明に係るテレビ装置であり、筐体9101、支持台9102、表示部
9103、スピーカー部9104、ビデオ入力端子9105等を含む。このテレビ装置に
おいて、表示部9103は、実施の形態2〜6で説明したものと同様の発光素子をマトリ
クス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有して
いる。また、耐熱性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9
103も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が少なく、低消費電力化
が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能回路や電源
回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体9101や支持台9102
の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質
及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することが
できる。
図5(B)は本発明に係るコンピュータであり、本体9201、筐体9202、表示部
9203、キーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングデバイス92
06等を含む。このコンピュータにおいて、表示部9203は、実施の形態2〜6で説明
したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、
発光効率が高いという特徴を有している。また、耐熱性が高いという特徴を有している。
その発光素子で構成される表示部9203も同様の特徴を有するため、このコンピュータ
は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュ
ータにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができ
るので、本体9201や筐体9202の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係
るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合
した製品を提供することができる。
図5(C)は本発明に係る携帯電話であり、本体9401、筐体9402、表示部94
03、音声入力部9404、音声出力部9405、操作キー9406、外部接続ポート9
407、アンテナ9408等を含む。この携帯電話において、表示部9403は、実施の
形態2〜6で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。また、耐熱性が高いという特
徴を有している。その発光素子で構成される表示部9403も同様の特徴を有するため、
この携帯電話は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴によ
り、携帯電話において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小するこ
とができるので、本体9401や筐体9402の小型軽量化を図ることが可能である。本
発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に
適した製品を提供することができる。
図5(D)は本発明の係るカメラであり、本体9501、表示部9502、筐体950
3、外部接続ポート9504、リモコン受信部9505、受像部9506、バッテリー9
507、音声入力部9508、操作キー9509、接眼部9510等を含む。このカメラ
において、表示部9502は、実施の形態2〜6で説明したものと同様の発光素子をマト
リクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有し
ている。また、耐熱性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部
9502も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が少なく、低消費電力化が
図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を
大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9501の小型軽量化を図ること
が可能である。本発明に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られてい
るので、携帯に適した製品を提供することができる。
以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野
の電子機器に適用することが可能である。本発明の芳香族アミン化合物を用いることによ
り、発光効率が高く、耐熱性の高い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる
また、本発明の発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明の発光素子を
照明装置として用いる一態様を、図6を用いて説明する。
図6は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図
6に示した液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライト903、筐体90
4を有し、液晶層902は、ドライバIC905と接続されている。また、バックライト
903は、本発明の発光装置が用いられおり、端子906により、電流が供給されている
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、発光効率の
高いバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面
積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化
も可能になる。さらに、本発明の発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄
型化、低消費電力化も可能となる。また、本発明の発光装置は耐熱性に優れているため、
本発明の発光装置を用いた液晶表示装置も耐熱性に優れている。
図7は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例で
ある。図7に示す電気スタンドは、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002
として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は、高輝度の発光が可能
であるため、細かい作業をする場合など、手元を明るく照らすことが可能である。
図8は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置3001として用いた例である
。本発明の発光装置は大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることが
できる。また、本発明の発光装置は、薄型で低消費電力であるため、薄型化、低消費電力
化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を
、室内の照明装置3001として用いた部屋に、図5(A)で説明したような、本発明に
係るテレビ装置3002を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような
場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある
映像を鑑賞することができる。
本実施例では、構造式(21)で表されるN−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニ
ル]−N−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミン(略称:YGAF)の
合成方法について説明する。
[ステップ1]
9−[4−(N−フェニルアミノ)フェニル]カルバゾール(略称:YGA)の合成方法
について説明する。
(i)N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールの合成
N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールの合成スキーム(C−1)を以下に示す。
まず、N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールの合成方法について説明する。300
mLの三口フラスコに、1,4−ジブロモベンゼンを56.3g(0.24mol)、カ
ルバゾールを31.3g(0.18mol)、よう化銅を4.6g(0.024mol)
、炭酸カリウムを66.3g(0.48mol)、18−クラウン−6−エーテルを2.
1g(0.008mol)入れ、窒素置換し、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テト
ラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン(略称:DMPU)を8mL加え、180℃で6時
間撹拌した。反応混合物を室温まで冷ましてから、吸引ろ過により沈殿物を除去し、ろ液
を希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄し、硫酸マグネシウム
により乾燥した。乾燥後、反応混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮して、得られた油状物質
をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=9:1)により精製し
て得られた固体を、クロロホルム、ヘキサンにより再結晶したところ、目的物であるN−
(4−ブロモフェニル)カルバゾールの淡褐色プレート状結晶を20.7g、収率35%
で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物がN−(4−ブロモフェニル)カ
ルバゾールであることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz,CDC
):δ=8.14(d,J=7.8Hz,2H),δ=7.73(d,J=8.7H
z,2H),δ=7.46(d,J=8.4Hz,2H),δ=7.42−7.26(m
,6H)。
(ii)9−[4−(N−フェニルアミノ)フェニル]カルバゾール(略称:YGA)の
合成
YGAの合成スキーム(C−2)を以下に示す。
200mLの三口フラスコに、上記(i)で得たN−(4−ブロモフェニル)カルバゾ
ールを5.4g(17.0mmol)、アニリンを1.8mL(20.0mmol)、ビ
ス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を100mg(0.17mmol)、ナ
トリウム tert−ブトキシドを3.9g(40mmol)入れ、窒素置換し、トリ(
tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)を0.1mL、トルエンを5
0mL加えて、80℃、6時間撹拌した。反応混合物を、フロリジールおよびセライトお
よびアルミナを通してろ過し、ろ液を水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥
した。反応混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮して得られた油状物をシリカゲルカラムクロ
マトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=9:1)により精製したところ目的物である9
−[4−(N−フェニルアミノ)フェニル]カルバゾール(略称:YGA)を4.1g、
収率73%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物が9−[4−(N−フ
ェニルアミノ)フェニル]カルバゾール(略称:YGA)であることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz,DMS
O−d):δ=8.47(s,1H),δ=8.22(d,J=7.8Hz,2H),
δ=7.44−7.16(m,14H),δ=6.92−6.87(m,1H)。また、
H NMRチャートを図10(A)、(B)に示す。なお、図10(B)は、図10(
A)における6.7ppm〜8.6ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
[ステップ2]
構造式(21)で表されるN−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェ
ニル−9,9−ジメチルフルオレニル−2−アミン(略称:YGAF)の合成方法につい
て説明する。合成スキームを(D−1)に示す。
2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレン2.9g(10mmol)、4−(カルバゾ
ール−9−イル)ジフェニルアミン3.34g(10mmol)、ビス(ジベンジリデン
アセトン)パラジウム(0)115mg(0.2mmol)tert−ブトキシナトリウ
ム3.0g(31.2mmol)を300mL三口フラスコへ入れ窒素置換し、トルエン
100mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.2m
Lを加え、80℃で5時間撹拌した。反応後、反応溶液を、セライトおよびフロリジール
およびアルミナを通してろ過し、ろ液を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出した。抽出溶
液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄してから硫酸マグネシウムにより乾燥した。反応
混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮して得られた個体を、シリカゲルカラムクロマトグラフ
ィー(ヘキサン:トルエン=7:3)により精製したところ目的物の白色固体を、3.6
g収率64%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物が構造式(21)で
表されるN−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−ジ
メチルフルオレニル−2−アミン(略称:YGAF)であることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz,DMS
O−d):δ=1.40(s、6H)、7.09−7.53(m、20H)、7.75
−7.77(m、1H)、7.81(d、J=8.4Hz,1H)、8.23(d、J=
7.5Hz,2H)。また、H NMRチャートを図11(A)、(B)に示す。なお
、図11(B)は、図11(A)における6.0ppm〜9.0ppmの範囲を拡大して
表したチャートである。
得られたYGAF635mgを、アルゴンガスを20.0mL/minで流しながら、
200Pa、230℃、12時間昇華精製を行ったところ、YGAFの淡黄色固体485
mgが得られ、回収率は76%であった。
なお、YGAFの分解温度(Td)を示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子株式会
社製、TG/DTA320型)により測定したところ、313℃であった。
また、示差走査熱量測定装置(DSC、パーキンエルマー社製、Pyris1)を用い
てガラス転移点を測定した。まず、サンプルを40℃/minで300℃まで加熱した後
、40℃/minで室温まで冷却した。その後10℃/minで300℃まで昇温し、1

℃/minで室温まで冷却することにより、図12のDSCチャートを得た。図12にお
いて、X軸に温度、Y軸に熱流が示されている。Y軸においては、上向きが吸熱を示して
いる。このチャートから、YGAFのガラス転移点(Tg)は91℃であることがわかっ
た。
また、YGAFのトルエン溶液の吸収スペクトルを図13に示す。また、YGAFの薄
膜の吸収スペクトルを図14に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製
、V550型)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを
作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図13および図1
4に示した。図13および図14において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単
位)を表す。トルエン溶液の場合では326〜362nm付近に吸収が見られ、薄膜の場
合では343nm付近に吸収が見られた。また、YGAFのトルエン溶液(励起波長34
0nm)の発光スペクトルを図15に示す。また、YGAFの薄膜(励起波長343nm
)の発光スペクトルを図16に示す。図15および図16において横軸は波長(nm)、
縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では384nm
(励起波長340nm)、薄膜の場合で396nm(励起波長343nm)であった。
また、YGAFの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社
製、AC−2)で測定した結果、−5.39eVであった。さらに、図14のYGAFの
薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、Taucプロットから吸収端を求め、その吸収端
を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは3.2
5eVであった。したがって、LUMO準位は−2.14eVである。
また、YGAFの酸化反応特性を測定した。酸化反応特性は、サイクリックボルタンメ
トリ(CV)測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー(ビー・エー・
エス(株)製、型番:ALSモデル600A)を用いた。
CV測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)((株)ア
ルドリッチ製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用い、支持電解質である
過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−BuNClO)((株)東京化成製
、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるように溶解させ、さら
に測定対象を1mmol/Lの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極と
しては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、補助電極としては白
金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参
照電極としてはAg/Ag電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電
極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
YGAFの酸化反応特性については次のようにして調べた。基準電極に対する作用電極
の電位を−0.12Vから0.8Vまで変化させた後、0.8Vから−0.12Vまで変
化させる走査を1サイクルとし、100サイクル測定した。なお、CV測定のスキャン速
度は0.1V/sに設定した。
YGAFの酸化反応特性について調べた結果を図17に示す。図17において、横軸は
基準電極に対する作用電極の電位(V)を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れ
た電流値(μA)を表す。
図17から、0.62V付近(vs.Ag/Ag電極)に酸化を示す電流が観測され
た。また、100サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応において
はCV曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発
明の芳香族アミン化合物は酸化反応および引き続く還元反応(すなわち酸化の繰り返し)
に対して極めて安定であることが分かった。
また、YGAFの基底状態における最適分子構造を、密度汎関数法(DFT)のB3L
YP/6−311(d,p)により計算した。DFTは、電子相関を考慮しないハートリ
ー・フォック(HF)法に比較して計算精度が良く、同レベルの計算精度である摂動法(
MP)法よりも計算コストが小さいため、本計算で採用した。計算は、ハイパフォーマン
スコンピュータ(HPC)(SGI社製、Altix3700 DX)を用いて行った。
また、DFTで構造最適化した分子構造において時間依存密度汎関数法(TDDFT)の
B3LYP/6−311(d,p)を適用することにより、YGAFの三重項励起エネル
ギー(エネルギーギャップ)を算出したところ、三重項励起エネルギーは2.70eVと
算出された。よって、計算結果から本発明の芳香族アミン化合物は、高い三重項励起エネ
ルギーを有することがわかった。
本実施例では、構造式(52)で表される4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−4
’−フェニルトリフェニルアミン(略称:YGA1BP)の合成方法について説明する。
合成スキームを(D−2)に示す。
4−ブロモビフェニル2.33g(10mmol)、4−(カルバゾール−9−イル)ジ
フェニルアミン3.30g(10mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウ
ム(0)56mg(0.1mmol)tert−ブトキシナトリウム3.0g(31.2
mmol)を300mL三口フラスコへ入れ窒素置換し、トルエン20mL、トリ(te
rt−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.1mLを加え、80℃で5時
間撹拌した。反応後、反応溶液を、セライトおよびフロリジールおよびアルミナを通して
ろ過し、ろ液を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出した。抽出溶液と有機層を合わせて飽
和食塩水で洗浄してから硫酸マグネシウムにより乾燥した。反応混合物を自然ろ過し、ろ
液を濃縮して得られた個体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエ
ン=7:3)により精製し、得られた固体をトルエン、ヘキサンにより再結晶したところ
目的物の粉末状白色固体4.2g収率86%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、
この化合物が構造式(52)で表される4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−4’
−フェニルトリフェニルアミン(略称:YGA1BP)であることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、DMS
O−d):δ=7.12−7.47(m、18H)、7.53(d、J=8.7Hz、
2H)、7.68−7.64(m、4H)、8.23(d、J=7.8Hz、2H)。ま
た、H NMRチャートを図18(A)、(B)に示す。なお、図18(B)は、図1
8(A)における6.0ppm〜9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
得られたYGA1BP694mgを、アルゴンガスを20.0mL/minで流しなが
ら、200Pa、280℃、5時間昇華精製を行ったところ、YGA1BPの無色固体5
44mgが得られ、回収率は78%であった。
また、YGA1BPの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravi
metry−Differential Thermal Analysis)を、高真
空差動型示差熱天秤(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、DTA2410SA)を
用いて行った。常圧下で、10℃/minの昇温速度で測定したところ、重量と温度の関
係(熱重量測定)から、測定開始時における重量に対し95%以下の重量になる温度は、
398℃であった。
また、YGA1BPのトルエン溶液の吸収スペクトルを図19に示す。測定には紫外可
視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液は石英セルに入れ、石
英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図19に示した。図19において横軸
は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では324n
m付近に吸収が見られた。また、YGA1BPのトルエン溶液(励起波長340nm)の
発光スペクトルを図20に示す。図20において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(
任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では387nm(励起波長340
nm)であった。
また、YGA1BPの基底状態における最適分子構造を、密度汎関数法(DFT)のB
3LYP/6−311(d,p)により計算した。DFTは、電子相関を考慮しないハー
トリー・フォック(HF)法に比較して計算精度が良く、同レベルの計算精度である摂動
法(MP)法よりも計算コストが小さいため、本計算で採用した。計算は、ハイパフォー
マンスコンピュータ(HPC)(SGI社製、Altix3700 DX)を用いて行っ
た。
また、DFTで構造最適化した分子構造において時間依存密度汎関数法(TDDFT)の
B3LYP/6−311(d,p)を適用することにより、YGA1BPの三重項励起エ
ネルギー(エネルギーギャップ)を算出したところ、三重項励起エネルギーは2.87e
Vと算出された。よって、計算結果から本発明の芳香族アミン化合物は、高い三重項励起
エネルギーを有することがわかった。
本実施例では、構造式(71)で表されるN,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イ
ル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミ
ン(略称:YGA2F)の合成方法について説明する。合成スキームを(D−3)に示す
2、7−ジヨード−9,9−ジメチルフルオレン1.7g(3.8mmol)、4−(
カルバゾール−9−イル)ジフェニルアミン2.5g(7.6mmol)、ビス(ジベン
ジリデンアセトン)パラジウム(0)44mg(0.2mmol)、tert−ブトキシ
ナトリウム2.0g(20mmol)を300mL三口フラスコへ入れ窒素置換し、トル
エン30mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.1
mLを加え、80℃で12時間撹拌した。反応後、反応溶液を、セライトおよびフロリジ
ールおよびアルミナを通してろ過し、ろ液を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出した。抽
出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄してから有機層を硫酸マグネシウムにより乾
燥した。反応混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮して得られた個体を、シリカゲルカラムク
ロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=6:4)により精製した。得られた化合物をト
ルエン、ヘキサンにより再結晶したところ目的物の淡黄色粉末状固体を2.9g収率89
%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物が構造式(71)で表されるN
,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9
,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミン(略称:YGA2F)であることを確認し
た。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz,DMS
O−d):δ=1.37(s、6H)、7.06−7.51(m、34H)、7.76
(d、J=8.4Hz,2H)、8.22(d、J=7.8Hz,4H)。また、
NMRチャートを図21(A)、(B)に示す。なお、図21(B)は、図21(A)に
おける6.0ppm〜9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
得られたYGA2F670mgを、アルゴンガスを3.0mL/minで流しながら、
200Pa、420℃の条件で15時間昇華精製を行ったところ、YGA2Fの淡黄色固
体511gが得られ、回収率は76%であった。
なお、YGA2Fの分解温度(Td)を示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子株
式会社製、TG/DTA320型)により測定したところ、500℃以上であり、YGA
2Fは高いTdを示すことが分かった。
また、示差走査熱量測定装置(DSC、パーキンエルマー社製、Pyris1)を用い
てガラス転移点を測定した。まず、サンプルを40℃/minで400℃まで加熱した後
、40℃/minで室温まで冷却した。その後10℃/minで400℃まで昇温し、1
0℃/minで室温まで冷却することにより、図22のDSCチャートを得た。図22に
おいて、X軸に温度、Y軸に熱流が示されている。Y軸においては、上向きが吸熱を示し
ている。このチャートから、YGA2Fのガラス転移点(Tg)は150℃であることが
わかった。よって、本発明の芳香族アミン化合物は耐熱性に優れていることがわかった。
また、YGA2Fのトルエン溶液の吸収スペクトルを図23に示す。また、YGA2F
の薄膜の吸収スペクトルを図24に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会
社製、V550型)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着してサンプ
ルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図23および
図24に示した。図23および図24において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任
意単位)を表す。トルエン溶液の場合では327nmおよび377nm付近に吸収が見ら
れ、薄膜の場合では383nm付近に吸収が見られた。また、YGA2Fのトルエン溶液
(励起波長340nm)の発光スペクトルを図25に示す。また、YGA2Fの薄膜(励
起波長383nm)の発光スペクトルを図26に示す。図25および図26において横軸
は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では400n
mおよび422nm(励起波長340nm)、薄膜の場合で410nmおよび430nm
および537nm(励起波長383nm)に発光スペクトルのピークが観察された。
また、YGA2Fの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器
社製、AC−2)で測定した結果、−5.27eVであった。さらに、図24のYGA2
Fの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、Taucプロットから吸収端を求め、その吸
収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは3
.05eVであった。したがって、LUMO準位は−2.22eVである。
また、YGA2Fの酸化反応特性を測定した。酸化反応特性は、サイクリックボルタン
メトリ(CV)測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー(ビー・エー
・エス(株)製、型番:ALSモデル600A)を用いた。
CV測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)((株)ア
ルドリッチ製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用い、支持電解質である
過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−BuNClO)((株)東京化成製
、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるように溶解させ、さら
に測定対象を1mmol/Lの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極と
しては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、補助電極としては白
金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参
照電極としてはAg/Ag電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電
極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
YGA2Fの酸化反応特性については次のようにして調べた。基準電極に対する作用電
極の電位を−0.31Vから1.0Vまで変化させた後、1.0Vから−0.31Vまで
変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル測定した。なお、CV測定のスキャン
速度は0.1V/sに設定した。
YGA2Fの酸化反応特性について調べた結果を図27に示す。図27において、横軸
は基準電極に対する作用電極の電位(V)を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流
れた電流値(μA)を表す。
図27から、0.40V付近(vs.Ag/Ag電極)に酸化を示す電流が観測され
た。また、100サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応において
はCV曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発
明の芳香族アミン化合物は酸化反応および引き続く還元反応(すなわち酸化の繰り返し)
に対して極めて安定であることが分かった。
本実施例では、構造式(102)で表されるN,N’−ビス(4−(カルバゾール−9−
イル)フェニル)−N,N’−ジフェニルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:YG
ABP)の合成方法について説明する。合成スキームを(D−4)に示す。
4,4’−ジヨード−1,1’−ビフェニル2.0g(5.0mmol)、4−(カル
バゾール−9−イル)ジフェニルアミン3.3g (10.0mmol)、ビス(ジベン
ジリデンアセトン)パラジウム(0)65mg(0.1mmol)、tert−ブトキシ
ナトリウム2.0g(21.0mmol)を200mL三口フラスコへ入れ、窒素置換を
してからトルエン50mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン
溶液)0.1mLを加えて80℃で6時間攪拌した。反応溶液を室温までさましてから、
セライトおよびフロリジールおよびアルミナを通してろ過し、ろ液を水、飽和食塩水によ
り洗浄した。混合物を自然ろ過して、硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮して得られ
た白色個体を、クロロホルム、ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の白色粉末状固
体を1.8g収率45%で得た。この化合物が構造式(102)で表されるN,N’−ビ
ス(4−(カルバゾール−9−イル)フェニル)−N,N’−ジフェニルビフェニル−4
,4’−ジアミン(略称:YGABP)であることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz,DMS
O−d):δ=7.12−7.17(m、2H)、7.20−7.30(m、16H)
、7.38−7.47(m、12H)、7.52(d、J=8.7Hz,4H)、7.6
7(d、J=9.0Hz,4H)、8.22(d、J=7.8Hz,4H)。また、
NMRチャートを図28(A)、(B)に示す。なお、図28(B)は、図28(A)
における6.0ppm〜9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
得られたYGABP1.8gを、アルゴンガスを3.0mL/minで流しながら7.
8Pa、300℃の条件で15時間昇華精製を行ったところ、YGABPの淡黄色固体1
.6gが得られ、回収率は89%であった。
また、YGABPの分解温度(Td)を示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子株式
会社製、TG/DTA320型)により測定したところ、500℃以上であり、YGAB
Pは高いTdを示すことが分かった。
また、示差走査熱量測定装置(DSC、パーキンエルマー社製、Pyris1)を用い
てガラス転移点を測定した。まず、サンプルを40℃/minで350℃まで加熱した後
、40℃/minで室温まで冷却した。その後10℃/minで350℃まで昇温し、1
0℃/minで室温まで冷却することにより、図29のDSCチャートを得た。図29に
おいて、X軸に温度、Y軸に熱流が示されている。Y軸においては、上向きが吸熱を示し
ている。このチャートから、YGABPのガラス転移点(Tg)は144℃であることが
わかった。よって、本発明の芳香族アミン化合物は耐熱性に優れていることがわかった。
また、YGABPのトルエン溶液の吸収スペクトルを図30に示す。また、YGABP
の薄膜の吸収スペクトルを図31に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会
社製、V550型)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着してサンプ
ルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図30および
図31に示した。図30および図31において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任
意単位)を表す。トルエン溶液の場合では328nmおよび346nm付近に吸収が見ら
れ、薄膜の場合では349nm付近に吸収が見られた。また、YGABPのトルエン溶液
(励起波長350nm)の発光スペクトルを図32に示す。また、YGABPの薄膜(励
起波長350nm)の発光スペクトルを図33に示す。図32および図33において横軸
は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場
合では400nm(励起波長350nm)、薄膜の場合で410nm(励起波長350n
m)であった。
また、YGABPの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器
社製、AC−2)で測定した結果、−5.41eVであった。さらに、図31のYGAB
Pの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、Taucプロットから吸収端を求め、その吸
収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは3
.13eVであった。したがって、LUMO準位は−2.28eVである。
また、YGABPの酸化反応特性を測定した。酸化反応特性は、サイクリックボルタン
メトリ(CV)測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー(ビー・エー
・エス(株)製、型番:ALSモデル600A)を用いた。
CV測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)((株)ア
ルドリッチ製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用い、支持電解質である
過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−BuNClO)((株)東京化成製
、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるように溶解させ、さら
に測定対象を1mmol/Lの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極と
しては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、補助電極としては白
金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参
照電極としてはAg/Ag電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電
極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
YGABPの酸化反応特性については次のようにして調べた。基準電極に対する作用電
極の電位を−0.2Vから1.0Vまで変化させた後、1.0Vから−0.2Vまで変化
させる走査を1サイクルとし、100サイクル測定した。なお、CV測定のスキャン速度
は0.1V/sに設定した。
YGABPの酸化反応特性について調べた結果を図34に示す。図34において、横軸
は基準電極に対する作用電極の電位(V)を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流
れた電流値(μA)を表す。
図34から、0.66V付近(vs.Ag/Ag電極)に酸化を示す電流が観測され
た。また、100サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応において
はCV曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発
明の芳香族アミン化合物は酸化反応および引き続く還元反応(すなわち酸化の繰り返し)
に対して極めて安定であることが分かった。
本実施例では、本発明の発光素子について、図35を用いて説明する。本実施例で用い
た材料の化学式を以下に示す。
(発光素子1)
まず、ガラス基板2101上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング
法にて成膜し、第1の電極2102を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極
面積は2mm×2mmとした。
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を
真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4Pa程度まで減圧した後、
第1の電極2102上に、NPBと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、
有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層2103を形成した。その膜
厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=N
PB:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で
複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層2103上に構造式(21)
で表されるN−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−
ジメチルフルオレニル−2−アミン(略称:YGAF)を10nmの膜厚となるように成
膜し、正孔輸送層2104を形成した。
さらに、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(
略称:CzPA)と9−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N
−フェニルアミノ}フェニル)−10−フェニルアントラセン(略称:YGAPA)とを
共蒸着することにより、正孔輸送層2104上に30nmの膜厚の発光層2105を形成
した。ここで、CzPAとYGAPAとの重量比は、1:0.04(=CzPA:YGA
PA)となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層2105上にトリス(8−キノリノラト
)アルミニウム(略称:Alq)を10nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層21
06を形成した。
さらに、電子輸送層2106上に、Alqとリチウムを共蒸着することにより、20n
mの膜厚で電子注入層2107を形成した。ここで、Alqとリチウムとの重量比は、1
:0.01(=Alq:リチウム)となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層2107上にアルミニウムを200
nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極2108を形成することで、発
光素子1を作製した。
(発光素子2)
正孔輸送層2104として、構造式(71)で表されるN,N’−ビス[4−(カルバ
ゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−
2,7−ジアミン(略称:YGA2F)を10nmの膜厚となるように成膜した。正孔輸
送層以外は、発光素子1と同様に形成した。
(発光素子3)
正孔輸送層2104として、構造式(102)で表されるN,N’−ビス(4−(カル
バゾール−9−イル)フェニル)−N,N’−ジフェニルビフェニル−4,4’−ジアミ
ン(略称:YGABP)を10nmの膜厚となるように成膜した。正孔輸送層以外は、発
光素子1と同様に形成した。
(比較発光素子4)
正孔輸送層2104として、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。正孔輸送
層以外は、発光素子1と同様に形成した。
発光素子1〜発光素子3および比較発光素子4の電流密度―輝度特性を図36に示す。
また、電圧―輝度特性を図37に示す。また、輝度―電流効率特性を図38に示す。図3
8からわかるように、本発明の芳香族アミン化合物を用いた発光素子は、高い電流効率を
示している。また、図37から、本発明の発光素子は、ある輝度を得るために必要な電圧
を低減することができる。つまり、駆動電圧を低減することができる。よって、発光素子
の消費電力を低減することができる。
このように、本発明の芳香族アミン化合物と正孔輸送層として用いることにより、良好
な特性の発光素子を得ることができる。
本実施例では、本発明の発光素子について、図35を用いて説明する。本実施例で用い
た材料の化学式を以下に示す。
(発光素子5)
まず、ガラス基板2101上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング
法にて成膜し、第1の電極2102を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極
面積は2mm×2mmとした。
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を
真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4Pa程度まで減圧した後、
第1の電極2102上に、NPBと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、
有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層2103を形成した。その膜
厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=N
PB:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で
複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層2103上に構造式(21)
で表されるN−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル−9,9−
ジメチルフルオレニル−2−アミン(略称:YGAF)を10nmの膜厚となるように成
膜し、正孔輸送層2104を形成した。
さらに、2−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニ
ルアミノ}フェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール(略称:YGAO
11)とビス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(
略称:Ir(ppy)(acac))とを共蒸着することにより、正孔輸送層2104
上に30nmの膜厚の発光層2105を形成した。ここで、YGAO11とIr(ppy
(acac)との重量比は、1:0.05(=YGAO11:Ir(ppy)(a
cac))となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層2105上にビス(2−メチル−8−キ
ノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)を10nmの
膜厚となるように成膜し、電子輸送層2106を形成した。
さらに、電子輸送層2106上に、Alqとリチウムを共蒸着することにより、20n
mの膜厚で電子注入層2107を形成した。ここで、Alqとリチウムとの重量比は、1
:0.01(=Alq:リチウム)となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層2107上にアルミニウムを200
nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極2108を形成することで、発
光素子5を作製した。
(比較発光素子6)
正孔輸送層2104として、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。正孔輸送
層以外は、発光素子5と同様に形成した。
発光素子5および比較発光素子6の電流密度―輝度特性を図39に示す。また、電圧―
輝度特性を図40に示す。また、輝度―電流効率特性を図41に示す。図41からわかる
ように、本発明の芳香族アミン化合物を用いた発光素子は、高い電流効率を示している。
また、図40から、本発明の発光素子は、比較発光素子6とほぼ同じ駆動電圧を示すこと
がわかる。
また、本発明の芳香族アミン化合物であるYGAFおよびYGA1BP、比較発光素子
6で用いたNPBの三重項励起エネルギー(エネルギーギャップ)を算出した。計算方法
としては、基底状態における最適分子構造を、密度汎関数法(DFT)のB3LYP/6
−311(d,p)により計算した。DFTは、電子相関を考慮しないハートリー・フォ
ック(HF)法に比較して計算精度が良く、同レベルの計算精度である摂動法(MP)法
よりも計算コストが小さいため、本計算で採用した。計算は、ハイパフォーマンスコンピ
ュータ(HPC)(SGI社製、Altix3700 DX)を用いて行った。その後、
DFTで構造最適化した分子構造において時間依存密度汎関数法(TDDFT)のB3L
YP/6−311(d,p)を適用することにより、これらの化合物の三重項励起エネル
ギー(エネルギーギャップ)を算出した。また、三重項励起エネルギー(エネルギーギャ
ップ)から、対応する波長を計算した。その結果を表1および図42に示す。
表1および図42からわかるように、本発明の芳香族アミン化合物であるYGAFおよ
びYGA1BPは、比較発光素子6で用いたNPBよりも高い三重項励起エネルギーを有
することがわかる。特に、YGA1BPは、高い三重項励起エネルギーを有することがわ
かる。また、本発明の芳香族アミン化合物の三重項励起エネルギーに対応する波長は、4
50nm前後であり、青色に対応する。また、比較発光素子6で用いたNPBの三重項励
起エネルギーに対応する波長は500nmであり、緑色に対応する。そのため、緑色の燐
光材料に接する層にNPBを用いた場合、緑色の燐光材料が励起されても、NPBにエネ
ルギー移動してしまう可能性がある。そのため、燐光材料からの発光が起こらず、発光効
率が低下してしまう。それに対して、本発明の芳香族アミン化合物を緑色の燐光を発光す
る燐光材料に接する層に用いた場合は、励起された緑色の燐光材料から本発明の芳香族ア
ミン化合物にエネルギー移動は生じない。また、本発明の芳香族アミン化合物が励起され
た場合には、緑色の燐光材料にエネルギー移動することが可能である。そのため、高い発
光効率を実現することができる。
また、一重項励起エネルギーは三重項励起エネルギーよりも高い。そのため、燐光材料
に限らず、蛍光材料についても同様な効果を有する。具体的には、本発明の芳香族アミン
化合物の三重項励起エネルギーに対応する波長は青色に対応するため、一重項励起エネル
ギーに対応する波長は青色よりも短波長となる。よって、青色の蛍光材料に接する層に芳
香族アミン化合物を用いた場合、励起された青色の蛍光材料から本発明の芳香族アミン化
合物にエネルギー移動は生じない。また、本発明の芳香族アミン化合物が励起された場合
には、蛍光材料にエネルギー移動することが可能である。そのため、高い発光効率を実現
することができる。
このように、本発明の芳香族アミン化合物と正孔輸送層として用いることにより、良好
な特性の発光素子を得ることができる。
本実施例では、構造式(69)で表される4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−3
’−フェニルトリフェニルアミン(略称:mYGA1BP)の合成方法について説明する
。mYGA1BPの合成スキームを(J−1)に示す。
4−(N−カルバゾリル)ジフェニルアミン1.9g(5.8mmol)、ナトリウム
tert−ブトキシド2.0g(21mmol)を200mL三口フラスコへ入れ、フ
ラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン30mL、トリ(tert−ブチル)ホ
スフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.1mL、3−ブロモビフェニル1.4g(5.
8mmol)を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス(ジ
ベンジリデンアセトン)パラジウム(0)33mg(0.06mmol)を加えた。この
混合物を、80℃で5時間攪拌した。反応後、反応混合物をフロリジールおよびセライト
およびアルミナを通して吸引濾過し、ろ液を濃縮して白色固体を得た。この固体をジクロ
ロメタン、ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の白色粉末状固体2.1g、収率9
8%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物が構造式(69)で表される
4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−3’−フェニルトリフェニルアミン(略称:
mYGA1BP)であることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz,CDC
):δ=7.07−7.12(m、1H)、7.17−7.20(m、1H)、7.
27−7.47(m、20H)、7.53−7.56(m、2H)、8.14(d、J=
7.8Hz,2H) 。また、H NMRチャートを図46(A)、(B)に示す。な
お、図46(B)は、図46(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大し
て表したチャートである。
得られたmYGA1BP1.9gを、圧力5.9Pa、アルゴン流量3.0mL/mi
n、加熱温度225℃で15時間昇華精製したところ、目的物の白色(無色)針状結晶1
.7gを得て、回収率90%であった。
mYGA1BPの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravim
etry−Differential Thermal Analysis)を行った。
測定には高真空差動型示差熱天秤(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、DTA24
10SA)を用いた。10Paの減圧下で測定したところ、重量と温度の関係(熱重量測
定)から、測定開始時における重量に対し95%以下の重量になる温度は、224℃であ
った。また、常圧で測定したところ、測定開始時における重量に対し95%以下の重量に
なる温度は、391℃であった。なお、昇温速度はいずれの測定においても10℃/mi
nとした。
また、mYGA1BPのトルエン溶液の吸収スペクトルを図47に示す。また、mYG
A1BPの薄膜の吸収スペクトルを図48に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分
光株式会社製、V550型)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着し
てサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図4
7および図48に示した。図47および図48において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収
強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では294nmおよび313nm付近に吸
収が見られ、薄膜の場合では317nm付近に吸収が見られた。また、mYGA1BPの
トルエン溶液(励起波長350nm)の発光スペクトルを図49に示す。また、mYGA
1BPの薄膜(励起波長317nm)の発光スペクトルを図50に示す。図49および図
50において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の
場合では392nm(励起波長350nm)、薄膜の場合で402nm(励起波長317
nm)に発光スペクトルのピークが観察された。
また、mYGA1BPの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研
計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.57eVであった。さらに、図48のmY
GA1BPの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、Taucプロットから吸収端を求め
、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャ
ップは3.45eVであった。したがって、LUMO準位は−2.12eVである。
本実施例では、構造式(70)で表される4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−2
’−フェニルトリフェニルアミン(略称:oYGA1BP)の合成方法について説明する
。合成スキームを(K−1)に示す。
4−(N−カルバゾリル)ジフェニルアミン1.9g(5.8mmol)、ナトリウム
tert−ブトキシド2.0g(21mmol)を200mL三口フラスコへ入れ、フ
ラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン30mL、トリ(tert−ブチル)ホ
スフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.1mL、2−ブロモビフェニル1.4g(5.
8mmol)を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス(ジ
ベンジリデンアセトン)パラジウム(0)33mg(0.06mmol)を加えた。この
混合物を、80℃で5時間攪拌した。反応後、反応混合物をフロリジールおよびセライト
およびアルミナを通して吸引濾過し、ろ液を濃縮して白色固体を得た。この固体をジクロ
ロメタン、ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の白色粉末状固体2.3g、収率8
2%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物が構造式(70)で表される
4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−2’−フェニルトリフェニルアミン(略称:
oYGA1BP)であることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz,CDC
):δ=6.91−6.96(m、3H)、7.06−7.09(m、2H)、7.
12(d、8.7Hz、2H)、7.18−7.44(m、17H)、8.10−8.1
3(m、2H)。また、H NMRチャートを図51(A)、(B)に示す。なお、図
51(B)は、図51(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表し
たチャートである。
得られたoYGA1BP2.0gを、圧力5.9Pa、アルゴン流量3.0mL/mi
n、加熱温度210℃で15時間昇華精製したところ、目的物の白色(無色)針状結晶1
.9gを得て、回収率87%であった。
oYGA1BPの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravim
etry−Differential Thermal Analysis)を行った。
測定には高真空差動型示差熱天秤(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、DTA24
10SA)を用いた。10Paの減圧下で測定したところ、重量と温度の関係(熱重量測
定)から、測定開始時における重量に対し95%以下の重量になる温度は、208℃であ
った。また、常圧で測定したところ、測定開始時における重量に対し95%以下の重量に
なる温度は、370℃であった。なお、昇温速度はいずれの測定においても10℃/mi
nとした。
また、oYGA1BPのトルエン溶液の吸収スペクトルを図52に示す。また、oYG
A1BPの薄膜の吸収スペクトルを図53に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分
光株式会社製、V550型)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着し
てサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図5
2および図53に示した。図52および図53において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収
強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では294nmおよび311nm付近に吸
収が見られ、薄膜の場合では317nm付近に吸収が見られた。また、oYGA1BPの
トルエン溶液(励起波長350nm)の発光スペクトルを図54に示す。また、oYGA
1BPの薄膜(励起波長317nm)の発光スペクトルを図55に示す。図54および図
55において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の
場合では404nm(励起波長350nm)、薄膜の場合で407nm(励起波長317
nm)に発光スペクトルのピークが観察された。
また、oYGA1BPの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研
計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.56eVであった。さらに、図53のoY
GA1BPの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、Taucプロットから吸収端を求め
、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャ
ップは3.46eVであった。したがって、LUMO準位は−2.10eVである。
本実施例では、構造式(107)で表されるN,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−
イル)フェニル]−N,N’−ジ(1−ナフチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(略
称:YGNBP)の合成方法について説明する。
[ステップ1]
N,N’−ジ(1−ナフチル)ベンジジンの合成方法について説明する。N,N`−ジ
(1−ナフチル)ベンジジンの合成スキーム(L−1)を以下に示す。
500mL三口フラスコに4,4’−ジヨードビフェニルを20g(50mmol)、
1−ナフチルアミンを14g(100mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラ
ジウム(0)580mg(1mmol)、ナトリウム tert−ブトキシドを12g(
12mmol)加え、脱水トルエン100mLを加えて3分間三口フラスコ内を減圧して
気泡が出なくなるまで脱気をおこなった。この混合物へ、トリ(tert−ブチル)ホス
フィン(10wt%ヘキサン溶液)6.0mL(3.0mmol)を加えて窒素雰囲気下
にて100℃で加熱撹拌を行った。3時間後加熱を止め、この反応懸濁液に温トルエンと
酢酸エチルの混合溶液約700mLを加えて、この懸濁液をフロリジールおよびアルミナ
およびセライトを通して濾過を行った。得られた濾液を水で洗浄し、有機層に硫酸マグネ
シウムを加えて乾燥させた。この懸濁液をろ過し、得られた濾液を濃縮し、濃縮液にヘキ
サンを加えた後、超音波を照射して再結晶を行った。生じた固体を濾取し、乾燥させた。
白色粉末の目的物13gを収率57%で得た。シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TL
C)でのRf値(展開溶媒はヘキサン:酢酸エチル=2:1)は、目的物は0.53、1
−ナフチルアミンは0.36だった。
[ステップ2]
N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジ(1−ナ
フチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:YGNBP)の合成方法について説明
する。YGNBPの合成スキーム(L−2)を以下に示す。
100mL三口フラスコに4−ブロモフェニルカルバゾールを3.5g(11mmol
)、N,N`−ジ(1−ナフチル)ベンジジンを2.2g(5.0mmol)、ビス(ジ
ベンジリデンアセトン)パラジウム(0)30mg(0.1mmol)、ナトリウム t
ert−ブトキシドを1.5g(15mmol)加え、脱水キシレン20mLを加えて3
分間三口フラスコ内を減圧して気泡が出なくなるまで脱気をおこなった。トリ(tert
−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.6mL(0.3mmol)を加え
て窒素雰囲気下にて130℃加熱撹拌を行った。4時間後加熱を止め、この反応懸濁液に
トルエン約200mLを加えてフロリジールおよびアルミナおよびセライトを通して濾過
を行った。得られた濾液を水で洗浄し、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。
この懸濁液をさらにフロリジールおよびアルミナおよびセライトを通してろ過し、得られ
た濾液を濃縮し、濃縮液にアセトンとヘキサンを加えた後、超音波を照射して再結晶を行
った。生じた固体を濾取し、乾燥させたところ、淡黄色粉末の目的物2.0gを収率43
%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物が構造式(107)で表される
N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジ(1−ナフ
チル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:YGNBP)であることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、CDC
):δ(ppm)=7.19−7.58(m, 36H), 7.84(d, J=
7.8, 2H), 7.93(d, J=7.8, 2H), 8.05(d, J=
8.1, 2H), 8.12(d, J=7.2, 4H)。また、H NMRチャ
ートを図56(A)、(B)に示す。なお、図56(B)は、図56(A)における6.
0ppm〜9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
また、この化合物の13C NMRデータを以下に示す。13C NMR(75.5M
Hz、CDCl):δ(ppm)=109.82, 119.65, 120.23,
122.06, 122.47, 123.15, 124.10, 125.78,
126.34, 126.45, 126.69, 126.99, 127.36,
127.47, 127.86, 128.55, 130.69, 131.26,
134.41, 135.40, 141.12, 143.02, 146.85,
147.53。また、13C NMRチャートを図57(A)、(B)に示す。なお、
図57(B)は、図57(A)における100ppm〜160ppmの範囲を拡大して表
したチャートである。
YGNBPの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravimet
ry−Differential Thermal Analysis)を行った。測定
には高真空差動型示差熱天秤(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、DTA2410
SA)を用いた。10Paの減圧下で測定したところ、重量と温度の関係(熱重量測定)
から、測定開始時における重量に対し95%以下の重量になる温度は、390℃であった
。また、常圧で測定したところ、500℃において、測定開始時における重量に対し99
%の重量を示し、優れた耐熱性を示した。なお、昇温速度はいずれの測定においても10
℃/minとした。
また、示差走査熱量測定装置(DSC、パーキンエルマー社製、Pyris1)を用い
てYGNBPのガラス転移点を測定した。10℃/minで500℃まで昇温することに
より、図72のDSCチャートを得た。図72において、X軸に温度、Y軸に熱流が示さ
れている。Y軸においては、上向きが吸熱を示している。このチャートから、YGNBP
のガラス転移点(Tg)は171℃であり、高いガラス転移点を示すことがわかった。
また、YGNBPのトルエン溶液の吸収スペクトルおよびYGNBPの薄膜の吸収スペ
クトルを図58に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型
)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それ
ぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図58に示した。図58におい
て横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では3
45nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では349nm付近に吸収が見られた。また、
YGNBPのトルエン溶液(励起波長350nm)の発光スペクトルおよびYGNBPの
薄膜(励起波長349nm)の発光スペクトルを図59に示す。図59において横軸は波
長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では435nm(
励起波長350nm)、薄膜の場合で526nm(励起波長349nm)に発光スペクト
ルのピークが観察された。
また、YGNBPの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器
社製、AC−2)で測定した結果、−5.34eVであった。さらに、図58のYGNB
Pの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、Taucプロットから吸収端を求め、その吸
収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは3
.19eVであった。したがって、LUMO準位は−2.15eVである。
本実施例では、構造式(115)で表されるN,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−
イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジフェニルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称
:CNABP)の合成方法について説明する。
[ステップ1]
9−(4−ブロモ−1−ナフチル)カルバゾールの合成方法について説明する。9−(
4−ブロモ−1−ナフチル)カルバゾールの合成スキーム(M−1)を以下に示す。
300mLの三口フラスコに、1,4−ジブロモナフタレンを14g(50mmol)
、カルバゾールを6.7g(40mmol)、よう化銅(I)を1.9g(10mmol
)、18−クラウン−6−エーテルを1.3g(5.0mmol)、炭酸カリウムを10
g(72mmol)、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−
ピリミジノン(略称:DMPU)を8mL加え、窒素雰囲気下170℃で約30時間加熱
撹拌した。この反応懸濁液を室温まで冷ましてから、温トルエン300mLを加えた後セ
ライトを通してろ過を行った。得られたろ液を水、希塩酸、水、炭酸水素ナトリウム水溶
液、水の順で洗浄し、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この懸濁液をフロリ
ジール、セライトを通してろ過し、得られたろ液を濃縮した。濃縮液をシリカゲルクロマ
トグラフィー(トルエン:ヘキサン=1:1)にて分取し、白色粉末の目的物を7.5g
収率50%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物が9−(4−ブロモ−
1−ナフチル)カルバゾールであることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、CDC
):δ(ppm)=6.93−6.96(m, 2H), 7.25−7.33(m
,6H), 7.45(d, J=7.8, 1H), 7.60(t, J=6.9,
1H), 7.94(d, J=7.8, 1H), 8.16−8.19(m, 2
H), 8.38(d, J=8.7, 1H)。また、H NMRチャートを図60
(A)、(B)に示す。なお、図60(B)は、図60(A)における6.0ppm〜9
.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
[ステップ2]
N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジフ
ェニルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNABP)の合成方法について説明す
る。CNABPの合成スキーム(M−2)を以下に示す。
100mL三口フラスコに9−(4−ブロモ−1−ナフチル)カルバゾールを3.4g
(9mmol)、N,N`−ジフェニルベンジジンを1.4g(4mmol)、ビス(ジ
ベンジリデンアセトン)パラジウム(0)60mg(0.1mmol)、ナトリウム t
ert−ブトキシドを1.5g(15mmol)加え、脱水キシレン20mLを加えて3
分間三口フラスコ内を減圧して気泡が出なくなるまで脱気をおこなった。トリ(tert
−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.6mL(0.3mmol)を加え
て窒素雰囲気下にて120℃加熱撹拌を行った。4時間後加熱を止め、この反応懸濁液に
トルエン約200mLを加えてフロリジールおよびアルミナおよびセライトを通して濾過
を行った。得られた濾液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。この懸濁
液をさらにフロリジールおよびアルミナおよびセライトを通してろ過し、得られた濾液を
濃縮し、アセトンとヘキサンを加えた後、超音波を照射して再結晶を行った。生じた固体
を濾取し、乾燥させた。淡黄色の粉末の目的物2.7gを収率73%で得た。核磁気共鳴
法(NMR)によって、この化合物が構造式(115)で表されるN,N’−ビス[4−
(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジフェニルビフェニル−4,
4’−ジアミン(略称:CNABP)であることを確認した。
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、CDC
):δ(ppm)=7.03(t, J=7.2, 2H), 7.09(d, J
=7.8, 4H), 7.15−7.19(m,8H), 7.25−7.43(m,
18H), 7.48−7.53(m, 6H), 7.63(d, J=7.8,
2H), 8.12(d, J=8.4, 2H), 8.22(d, J=6.9,
4H)。また、H NMRチャートを図61(A)、(B)に示す。なお、図61(B
)は、図61(A)における6.0ppm〜9.0ppmの範囲を拡大して表したチャー
トである。
CNABPの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravimet
ry−Differential Thermal Analysis)を行った。測定
には高真空差動型示差熱天秤(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、DTA2410
SA)を用いた。10Paの減圧下で測定したところ、重量と温度の関係(熱重量測定)
から、測定開始時における重量に対し95%以下の重量になる温度は、380℃であった
。また、常圧で測定したところ、500℃において、測定開始時における重量に対し94
%の重量を示し、優れた耐熱性を示した。なお、昇温速度はいずれの測定においても10
℃/minとした。
また、示差走査熱量測定装置(DSC、パーキンエルマー社製、Pyris1)を用い
てCNABPのガラス転移点を測定した。10℃/minで500℃まで昇温することに
より、図73のDSCチャートを得た。図73において、X軸に温度、Y軸に熱流が示さ
れている。Y軸においては、上向きが吸熱を示している。このチャートから、CNABP
のガラス転移点(Tg)は183℃であり、高いガラス転移点を示すことがわかった。
また、CNABPのトルエン溶液の吸収スペクトルおよびCNABPの薄膜の吸収スペ
クトルを図62に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型
)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それ
ぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図62に示した。図62におい
て横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では3
38nmおよび380nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では340nmおよび383
nm付近に吸収が見られた。また、CNABPのトルエン溶液(励起波長340nm)の
発光スペクトルおよびCNABPの薄膜(励起波長383nm)の発光スペクトルを図6
3に示す。図63において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。ト
ルエン溶液の場合では455nm(励起波長340nm)、薄膜の場合で499nmおよ
び522nm(励起波長383nm)に発光スペクトルのピークが観察された。
また、CNABPの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器
社製、AC−2)で測定した結果、−5.43eVであった。さらに、図62のCNAB
Pの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、Taucプロットから吸収端を求め、その吸
収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは2
.90eVであった。したがって、LUMO準位は−2.53eVである。
本実施例では、構造式(120)で表されるN,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−
イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジ−1−ナフチルビフェニル−4,4’−ジアミン
(略称:CNNBP)の合成方法について説明する。CNNBPの合成スキーム(N−1
)を以下に示す。
100mL三口フラスコに9−(4−ブロモ−1−ナフチル)カルバゾールを3.4g
(9mmol)、N,N`−ジ(1−ナフチル)ベンジジンを1.8g(4mmol)、
ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)60mg(0.1mmol)、ナトリ
ウム tert−ブトキシドを1.5g(15mmol)加え、脱水キシレン20mLを
加えて3分間三口フラスコ内を減圧して気泡が出なくなるまで脱気をおこなった。トリ(
tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.6mL(0.3mmol
)を加えて窒素雰囲気下にて130℃加熱撹拌を行った。4時間後加熱を止め、この反応
懸濁液にトルエン約200mLを加えてフロリジールおよびアルミナおよびセライトを通
して濾過を行った。得られた濾液を水で洗浄し、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥
させた。この懸濁液をさらにフロリジールおよびアルミナおよびセライトを通してろ過し
、得られた濾液を濃縮し、アセトンとヘキサンを加えた後、超音波を照射して再結晶を行
った。生じた固体を濾取し、乾燥させたところ、淡黄色粉末の目的物0.8gを収率20
%で得た。核磁気共鳴法(NMR)によって、この化合物が構造式(120)で表される
N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)−1−ナフチル]−N,N’−ジ−1
−ナフチルビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:CNNBP)であることを確認した
この化合物のH NMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、CDC
):δ(ppm)=6.88(d, J=8.1, 4H), 7.05(d, J
=7.8, 4H), 7.26−7.53(m, 30H), 7.76(d, J=
7.8, 2H), 7.92(d, J=8.4, 2H), 8.14(d, J=
7.8, 2H), 8.19−8.23(m, 6H)。また、H NMRチャート
を図64(A)、(B)に示す。なお、図64(B)は、図64(A)における6.0p
pm〜9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
CNNBPの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravimet
ry−Differential Thermal Analysis)を行った。測定
には高真空差動型示差熱天秤(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、DTA2410
SA)を用いた。10Paの減圧下で測定したところ、重量と温度の関係(熱重量測定)
から、測定開始時における重量に対し95%以下の重量になる温度は、400℃であった
。また、常圧で測定したところ、500℃において、測定開始時における重量に対し98
%の重量を示し、優れた耐熱性を示した。なお、昇温速度はいずれの測定においても10
℃/minとした。
また、示差走査熱量測定装置(DSC、パーキンエルマー社製、Pyris1)を用い
てCNNBPのガラス転移点を測定した。10℃/minで500℃まで昇温することに
より、図74のDSCチャートを得た。図74において、X軸に温度、Y軸に熱流が示さ
れている。Y軸においては、上向きが吸熱を示している。このチャートから、CNNBP
のガラス転移点(Tg)は213℃であり、高いガラス転移点を示すことがわかった。
また、CNNBPのトルエン溶液の吸収スペクトルおよびCNNBPの薄膜の吸収スペ
クトルを図65に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型
)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それ
ぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図65に示した。図65におい
て横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では3
70nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では374nm付近に吸収が見られた。また、
CNNBPのトルエン溶液(励起波長370nm)の発光スペクトルおよびCNNBPの
薄膜(励起波長374nm)の発光スペクトルを図66に示す。図66において横軸は波
長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では450nm(
励起波長370nm)、薄膜の場合で545nm(励起波長374nm)に発光スペクト
ルのピークが観察された。
また、CNNBPの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器
社製、AC−2)で測定した結果、−5.45eVであった。さらに、図65のCNNB
Pの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、Taucプロットから吸収端を求め、その吸
収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは3
.00eVであった。したがって、LUMO準位は−2.45eVである。
本実施例では、本発明の発光素子について、図67を用いて説明する。本実施例で用い
た材料の化学式を以下に示す。
(発光素子7)
まず、ガラス基板2201上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング
法にて成膜し、第1の電極2202を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極
面積は2mm×2mmとした。
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を
真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4Pa程度まで減圧した後、
第1の電極2202上に、NPBと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、
有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層2203を形成した。その膜
厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=N
PB:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で
複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層2203上に構造式(52)
で表される4−(カルバゾール−9−イル)フェニル−4’−フェニルトリフェニルアミ
ン(略称:YGA1BP)を10nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層2204を
形成した。
さらに、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(
略称:CzPA)とN,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]
−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)とを共蒸
着することにより、正孔輸送層2204上に30nmの膜厚の発光層2205を形成した
。ここで、CzPAとYGA2Sとの重量比は、1:0.04(=CzPA:YGA2S
)となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層2205上にAlqを20nmの膜厚と
なるように成膜し、第1の電子輸送層2206aを形成した。
さらに、抵抗加熱による蒸着法を用い、第1の電子輸送層2206a上にバソフェナン
トロリン(略称:BPhen)を10nmの膜厚となるように成膜し、第2の電子輸送層
2206bを形成した。
さらに、抵抗加熱による蒸着法を用い、第2の電子輸送層2206b上に、フッ化リチ
ウムを蒸着することにより、1nmの膜厚で電子注入層2207を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層2207上にアルミニウムを200
nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極2208を形成することで、発
光素子7を作製した。
(発光素子8)
正孔輸送層2204として、構造式(70)で表される4−(カルバゾール−9−イル
)フェニル−2’−フェニルトリフェニルアミン(略称:oYGA1BP)を10nmの
膜厚となるように成膜した。正孔輸送層以外は、発光素子7と同様に形成した。
(発光素子9)
正孔輸送層2204として、構造式(69)で表される4−(カルバゾール−9−イル
)フェニル−3’−フェニルトリフェニルアミン(略称:mYGA1BP)を10nmの
膜厚となるように成膜した。正孔輸送層以外は、発光素子7と同様に形成した。
(比較発光素子10)
正孔輸送層2204として、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。正孔輸送
層以外は、発光素子7と同様に形成した。
発光素子7〜発光素子9および比較発光素子10の電流密度―輝度特性を図68に示す
。また、電圧―輝度特性を図69に示す。また、輝度―電流効率特性を図70に示す。ま
た、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図71に示す。
図69からわかるように、本発明の芳香族アミン化合物を用いた発光素子は、比較発光
素子10と同様な色度座標であるにもかかわらず、高い電流効率を示している。また、図
68から、本発明の発光素子は、比較発光素子10とほぼ同じ駆動電圧を示すことがわか
る。よって、本発明の芳香族アミン化合物を用いることにより、パワー効率が高く、消費
電力の小さい発光素子を得ることができる。
具体的には、比較発光素子10は、輝度930cd/mのときのCIE色度座標は(
x=0.16、y=0.17)であり、青色の発光を示した。また、輝度930cd/m
のときの電流効率は3.9cd/Aであった。また、輝度930cd/mのときの電
圧は4.8V、電流密度は24mA/cm、パワー効率は2.6lm/Wであった。
一方、発光素子7は、輝度1090cd/mのときのCIE色度座標は(x=0.1
6、y=0.17)であり、青色の発光を示した。また、輝度1090cd/mのとき
の電流効率は7.2cd/Aであり、高い効率を示した。また、輝度1090cd/m
のときの電圧は4.6V、電流密度は15mA/cm、パワー効率は4.9lm/Wで
あり、高いパワー効率を示した。
また、発光素子8は、輝度930cd/mのときのCIE色度座標は(x=0.16
、y=0.17)であり青色の発光を示した。また、輝度930cd/mのときの電流
効率は7.6cd/Aであり、高い効率を示した。また、輝度930cd/mのときの
電圧は4.6V、電流密度は12mA/cm、パワー効率は5.2lm/Wであり、高
いパワー効率を示した。
また、発光素子9は、青色の発光を示した。また、輝度930cd/mのときの電流
効率は7.4cd/Aであり、高い効率を示した。また、輝度930cd/mのときの
電圧は4.8V、電流密度は13mA/cm、パワー効率は4.8lm/Wであり、高
いパワー効率を示した。
また、上述したように、本発明の芳香族アミン化合物であるYGA1BPは、比較発光
素子10で用いたNPBよりも高い三重項励起エネルギーを有する。特に、YGA1BP
は、非対称構造である高い三重項励起エネルギーを有する。また、本発明の芳香族アミン
化合物の三重項励起エネルギーに対応する波長は、450nm前後であり、青色に対応す
る。また、比較発光素子10で用いたNPBの三重項励起エネルギーに対応する波長は5
00nmであり、緑色に対応する。また、一重項励起エネルギーは三重項励起エネルギー
よりも高い。つまり、本発明の芳香族アミン化合物の三重項励起エネルギーに対応する波
長は青色に対応するため、一重項励起エネルギーに対応する波長は青色よりも短波長とな
る。よって、青色の蛍光材料に接する層に芳香族アミン化合物を用いた場合、励起された
青色の蛍光材料から本発明の芳香族アミン化合物にエネルギー移動は生じない。また、本
発明の芳香族アミン化合物が励起された場合には、蛍光材料にエネルギー移動することが
可能である。そのため、高い発光効率を実現することができる。
このように、本発明の芳香族アミン化合物を正孔輸送層として用いることにより、良好
な特性の発光素子を得ることができる。
本実施例では、他の実施例で用いた材料について説明する。
≪YGAO11の合成例≫
以下では、構造式(201)で表される2−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−
イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}フェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキ
サジアゾール(略称:YGAO11)の合成方法について説明する。
[ステップ1]
2−(4−ブロモフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール(略称:
O11Br)の合成について説明する。本ステップ1では、以下のような手順(i)〜(
iii)に従って、O11Brを合成した。
(i)4−ブロモベンゾヒドラジドの合成
まず、メチル−4−ブロモベンゾエート3.0g(13.9mmol)を100mL三口
フラスコに入れ、エタノール10mLを加えて撹拌した後、ヒドラジン一水和物4.0m
Lを加え,78℃で5時間加熱撹拌した。得られた固体を水で洗浄し、吸引ろ過により回
収し、目的物である4−ブロモベンゾヒドラジドの白色固体を2.0g得た(収率67%
)。
(ii)1−ベンゾイル−2−(4−ブロモベンゾイル)ヒドラジンの合成
次に、上記(i)で得た4−ブロモベンゾヒドラジド2.0g(13.9mmol)を3
00mL三口フラスコに入れ、N−メチル−2−ピロリドン(略称:NMP)7mLを加
えて撹拌した後、N−メチル−2−ピロリドン2.5mLとベンゾイルクロライド2.5
mL(21.5mmol)の混合物を50mL滴下ロートにより滴下し、80℃で3時間
撹拌した。得られた固体を水、炭酸ナトリウム水溶液の順に洗浄し、吸引ろ過により回収
した。アセトンで再結晶を行ったところ、目的物である1−ベンゾイル−2−(4−ブロ
モベンゾイル)ヒドラジンの白色固体を3.6g得た(収率80%)。
(iii)O11Brの合成
さらに、上記(ii)で示した方法により得られた1−ベンゾイル−2−(4−ブロモベ
ンゾイル)ヒドラジン15g(47mmol)を200mL三口フラスコに入れ、塩化ホ
スホリル100mLを加え、5時間100℃で加熱撹拌した。反応後、塩化ホスホリルを
完全に留去して得られた固体を水、炭酸ナトリウム水溶液の順に洗浄し、吸引ろ過により
回収した。メタノールで再結晶を行ったところ、本ステップ1の目的物であるO11Br
の白色固体を13g得た(収率89%)。以上で述べた本ステップ1の合成スキームを下
記スキーム(E−1)に示す。
[ステップ2]
<2−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミ
ノ}フェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール(略称:YGAO11)
の合成>
ステップ1で得たO11Br3.0g(10.0mmol)、実施例1のステップ1で
得たYGA3.4g(10.0mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド1.9g
(19.9mmol)を100mL三口フラスコに入れて窒素置換し、トルエン45mL
、トリ(tert−ブチル)ホスフィンの10%ヘキサン溶液0.3mL、ビス(ジベン
ジリデンアセトン)パラジウム(0)0.3g(0.6mmol)を加え、120℃で5
時間加熱攪拌した。反応後、セライトを通してろ過し、ろ液を水で洗浄した後、硫酸マグ
ネシウムにより乾燥した。乾燥後、溶液をろ過し、ろ液を濃縮した。得られた固体をトル
エンに溶解し、シリカカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。カラム精製はまず
トルエンを展開溶媒として用い、次いでトルエン:酢酸エチル=1:1の混合溶媒を展開
溶媒として用いることにより行った。クロロホルムとヘキサンで再結晶をしたところ、本
合成例の目的物であるYGAO11の淡黄色固体が4.7g得られた(収率85%)。以
上で述べた本ステップ3の合成スキームを下記スキーム(E−2)に示す。
なお、得られたYGAO11の核磁気共鳴分光法(H NMR)による分析結果を下記
に示す。また、H NMRチャートを図43(a)に、その拡大図を図43(b)に示
す。
H NMR(300MHz, CDCl):δ=7.14−7.53(m,19H)
,δ=8.03(d,J=8.7,2H),δ=8.11−8.15(m,4H)。
≪YGAPAの合成例≫
以下では、構造式(202)で表される9−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イ
ル)フェニル]−N−フェニルアミノ}フェニル)−10−フェニルアントラセン(略称
:YGAPA)の合成方法について説明する。
[ステップ1]
9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセン(略称:PA)の合成方法に
ついて説明する。
(i)9−フェニルアントラセンの合成
9−フェニルアントラセンの合成スキーム(F−1)を以下に示す。
9−ブロモアントラセンを5.4g(21.1mmol)、フェニルボロン酸を2.6g
(21.1mmol)、酢酸パラジウム(Pd(OAc))を60mg(0.21mm
ol)、炭酸カリウム(KCO)水溶液(2mol/L)を10mL(20mmol
)、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tolyl))を263mg(0.84
mmol)、1,2−ジメトキシエタン(略称:DME)を20mL混合し、80℃、9
時間撹拌した。反応後、析出した固体を吸引ろ過で回収してから、トルエンに溶かしフロ
リジールおよびセライトおよびアルミナを通してろ過をした。ろ液を水、飽和食塩水で洗
浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過後、ろ液を濃縮したところ目的物である9
−フェニルアントラセンの淡褐色固体を21.5g収率85%で得た。
(ii) 10−ブロモ−9−フェニルアントラセンの合成
10−ブロモ−9−フェニルアントラセンの合成スキーム(F−2)を以下に示す。
9−フェニルアントラセン6.0g(23.7mmol)を四塩化炭素80mLに溶かし
、その反応溶液へ、滴下ロートにより、臭素3.80g(21.1mmol)を四塩化炭
素10mLに溶かした溶液を滴下した。滴下終了後室温で1時間攪拌した。反応後チオ硫
酸ナトリウム水溶液を加えて反応をストップさせた。有機層を水酸化ナトリウム(NaO
H)水溶液、飽和食塩水で洗浄し硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過後、濃縮しトル
エンに溶かしフロリジールおよびセライトおよびアルミナを通してろ過を行なった。ろ液
を濃縮し、ジクロロメタン、ヘキサンにより再結晶を行なったところ、目的物である10
−ブロモ−9−フェニルアントラセンの淡黄色固体を7.0g、収率89%で得た。
(iii)9−ヨード−10−フェニルアントラセンの合成
9−ヨード−10−フェニルアントラセンの合成スキーム(F−3)を以下に示す。
9−ブロモ−10−フェニルアントラセン3.33g(10mmol)をテトラヒドロフ
ラン(略称:THF)80mLに溶かし、−78℃にしてから、その反応溶液へ滴下ロー
トより、n−BuLi(1.6mol/L)7.5mL(12.0mmol)を滴下し1
時間攪拌した。ヨウ素5g(20.0mmol)をTHF20mLに溶かした溶液を滴下
し−78℃でさらに2時間攪拌した。反応後チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて反応をス
トップした。有機層をチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し硫酸マグネシウム
で乾燥した。自然濾過後ろ液を濃縮し、エタノールにより再結晶したところ目的物である
9−ヨード−10−フェニルアントラセンの淡黄色固体を3.1g、収率83%で得た。
(iv)9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセン(略称:PA)の合

9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセン(略称:PA)の合成スキー
ム(F−4)を以下に示す。
9−ヨード−10−フェニルアントラセンを1.0g(2.63mmol)、p−ブロモ
フェニルボロン酸を542mg(2.70mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフ
ィン)パラジウム(0)(Pd(PPh)を46mg(0.03mmol)、2m
ol/Lの炭酸カルシウム(KCO)水溶液を3mL(6mmol)、トルエンを1
0mL採取して混合し、80℃、9時間撹拌した。反応後、トルエンを加えてからフロリ
ジールおよびセライトおよびアルミナを通してろ過をした。ろ液を水、飽和食塩水で洗浄
後、硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過後、ろ液を濃縮し、クロロホルム、ヘキサン
により再結晶したところ目的物である9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アン
トラセンの淡褐色固体を562mg、収率45%で得た。
[ステップ2]
9−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}
フェニル)−10−フェニルアントラセン(略称:YGAPA)の合成方法について説明
する。YGAPAの合成スキーム(F−5)を以下に示す。
9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセンを409mg(1.0mm
ol)、実施例1のステップ1で得たYGAを339mg(1.0mmol)、ビス(ジ
ベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を6mg(0.01mmol)、ナトリウム
tert−ブトキシドを500mg(5.2mmol)、トリ(tert−ブチル)ホス
フィン(10wt%ヘキサン溶液)を0.1mL、トルエンを10mLを加えて混合し、
80℃で4時間攪拌した。反応後、反応溶液を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出し、有
機層と併せて飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過、濃縮し得ら
れた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=7:3)によ
り精製し、ジクロロメタン、ヘキサンにより再結晶したところ目的物であるYGAPAの
黄色粉末状固体を534mg収率81%で得た。この化合物を核磁気共鳴法(NMR)に
よって測定したところ、9−(4−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]
−N−フェニルアミノ}フェニル)−10−フェニルアントラセン(略称:YGAPA)
であることが確認できた。YGAPAのH NMRを図44(A)、(B)に示す。
≪CzPAの合成例≫
以下では、構造式(203)で表される9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−
10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)の合成方法について説明する。
9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:C
zPA)の合成スキーム(H−1)を以下に示す。
9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセンを1.3g(3.2mmol
)、カルバゾールを578mg(3.5mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パ
ラジウム(0)を50mg(0.10mmol)、tert−ブトキシナトリウムを1.
0g(10mmol)、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液
)を0.1mL、トルエンを30mLを加えて混合し、110℃で10時間加熱還流した
。反応後、反応溶液を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出し、有機層と併せて飽和食塩水
で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過し、ろ液を濃縮し得られた油状物をシ
リカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=7:3)により精製し、ジク
ロロメタン、ヘキサンにより再結晶したところ目的物の9−[4−(N−カルバゾリル)
]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)を1.5g、収率93%で
得た。
得られたCzPAのNMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、CDCl
):δ=8.22(d、J=7.8Hz、2H),7.86−7.82(m、3H)、
7.61−7.36(m、20H)。また、H NMRのチャートを図45に示す。
なお、得られたCzPA5.50gを270℃、アルゴン気流下(流速3.0mL/mi
n)、圧力6.7Paの条件下で20時間昇華精製を行ったところ、3.98gを回収し
回収率は72%であった。
101 基板
102 第1の電極
103 第1の層
104 第2の層
105 第3の層
106 第4の層
107 第2の電極
302 第1の電極
303 第1の層
304 第2の層
305 第3の層
306 第4の層
307 第2の電極
501 第1の電極
502 第2の電極
511 第1の発光ユニット
512 第2の発光ユニット
513 電荷発生層
601 ソース側駆動回路
602 画素部
603 ゲート側駆動回路
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用TFT
612 電流制御用TFT
613 第1の電極
614 絶縁物
616 発光物質を含む層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型TFT
624 pチャネル型TFT
901 筐体
902 液晶層
903 バックライト
904 筐体
905 ドライバIC
906 端子
951 基板
952 電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 発光物質を含む層
956 電極
2001 筐体
2002 光源
2101 ガラス基板
2102 第1の電極
2103 複合材料を含む層
2104 正孔輸送層
2105 発光層
2106 電子輸送層
2107 電子注入層
2108 第2の電極
2201 ガラス基板
2202 第1の電極
2203 複合材料を含む層
2204 正孔輸送層
2205 発光層
2206a 第1の電子輸送層
2206b 第2の電子輸送層
2207 電子注入層
2208 第2の電極
3001 照明装置
3002 テレビ装置
9101 筐体
9102 支持台
9103 表示部
9104 スピーカー部
9105 ビデオ入力端子
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングデバイス
9401 本体
9402 筐体
9403 表示部
9404 音声入力部
9405 音声出力部
9406 操作キー
9407 外部接続ポート
9408 アンテナ
9501 本体
9502 表示部
9503 筐体
9504 外部接続ポート
9505 リモコン受信部
9506 受像部
9507 バッテリー
9508 音声入力部
9509 操作キー
9510 接眼部

Claims (1)

  1. 一般式(1)で表される芳香族アミン化合物。
    (式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Aは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、Arは、炭素数6〜25のアリール基を表す。また、αは、一般式(1−2)〜一般式(1−4)で表されるいずれかの置換基を表し、一般式(1−2)〜一般式(1−4)において、R21〜R29およびR31〜R39およびR41〜R49は、それぞれ、水素原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
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