JP4263267B2 - 金属キレート化合物及びエレクトロルミネッセントデバイス - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機材料エレクトロルミネッセント(EL)デバイスに関し、更に詳細には、動作安定性が強化され且つ性能特性が改善された、エネルギー効率のよい有機材料ELデバイスに関する。本発明の有機材料ELデバイスは、実施の形態において、高い輝度、優れた安定性、及び寿命の長期化を達成している。またこれらのELデバイスは、TVスクリーンやコンピュータスクリーン等のフラットパネル電子放射ディスプレイに利用され、及びデジタルコピー機やプリンタのための画像バー部品に使用することができる。更に詳細には、本発明は、電荷注入特性が改良され、低い駆動電圧でも、例えば均一且つ十分な輝度の光を発光することができる、有機材料ELデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の有機ELデバイスの研究の進歩により、有機ELデバイを幅広く応用する可能性が高まった。しかし、現在ある多くのデバイスの性能は、未だ期待されているレベルには達しておらず、改良の余地がある。更に、可視ディスプレイに応用する場合、ブルー、グリーン、レッドに対応する、約460nm、550nm、630nmの可視光域に発光極大を有する有機発光体が必要となる。最も一般的な有機材料ELデバイスでは、発光領域又は層はトリス(8−ヒドロキシキノリネート)アルミニウムからなるグリーン発光蛍光体より形成される。これまでのブルー発光ELデバイスは、発光色相が乏しい、操作電圧が高い、輝度が低い、及び動作の安定性が乏しい等の多くの欠点を有していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、十分な発光色および輝度を有する、新規な青色の発光材料を提供することにある。また、ELデバイスに応用された場合に、優れた電子輸送性を有する材料を提供することにある。更に、高い熱安定性を有し、有機ELデバイスに利用された場合に、真空蒸着による薄膜形成が可能で、電子と正孔の再結合を維持し得る発光材料を提供することにある。また、この新規な発光材料を用いた高い電子輸送特性および動作安定性を有する有機ELデバイスを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の構造式(I)で表わされる金属キレート化合物である。
【0005】
【化5】
【0006】
構造式(I)中、Mは金属を示し、nは1〜3の数を示す。Lは以下の構造式(II)で表わされる配位子を示す。
【0007】
【化6】
【0008】
構造式(II)中、Arは好適なアリール基または芳香族複素環基、即ち構造式(II)を完成するのに十分なアリール基または芳香族複素環基を示す。例えば、炭素原子数約6〜約30のアリール基等である。Xは酸素、硫黄およびセレンからなる群より選ばれる原子を示す。Nは窒素原子、Oは酸素を示す。Zは、芳香族性の基もしくはアリール基を示す。例えば、1,2−フェニレン、1,2−ナフチレン、2,3−ナフチレン、3,4−ピリジンイル、3,4−キノリンジイル、およびこれらの置換類似体等が挙げられる。好適な置換基としては、炭素原子数1〜約5のアルキル基、フェニル基、ハロゲン原子またはアルキル基の置換基を有するアリール基または芳香族複素環基、例えば炭素原子数1〜約5のアルコキシ基、ハロゲン、カルボキシル基、シアノ基等が挙げられる。
【0009】
また、本発明は、構造式(I)で表わされる金属キレート化合物を、電子輸送性分子および電子注入性分子として利用した、即ち、前記金属キレート化合物が発光領域を形成している有機ELデバイスである。
【0010】
これらの金属キレート化合物は幾つかの利点を有する。例えば、これらの化合物は優れた熱安定性を有するので真空蒸着によって薄膜フィルムを形成することができる。また、これらの金属キレート化合物は可視光域のブルー又はこれより長い波長領域において蛍光発光し、電子を輸送する。従って、本発明の金属キレート化合物は有機材料ELデバイスにおいて単一発光領域に使用することができる。特に、これらの金属キレートはELデバイスにおいて電子輸送領域に使用することもできる。または、このELデバイスは、アノードに接触する正孔注入層、この正孔注入層に接触する正孔輸送層、その上に構造式(I)の金属キレートを含有する電子輸送層、その上にはこの電子輸送層とカソードとに挟まれて、電子輸送層に接触する電子注入層から形成されていてもよい。
【0011】
本発明の他の態様では、アノード、単一の公知の有機正孔注入/正孔輸送領域又は有機正孔注入/正孔輸送層、単一の電子注入/電子輸送領域又は単一の電子注入/電子輸送層、及びカソードをこの順番で含み、電子注入/電子輸送領域又は電子注入/電子輸送領域層が構造式(I)によって表される金属キレート化合物を含有し、この化合物が主に電子輸送、即ち発光成分として機能する、有機材料ELデバイスに関する。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明のELデバイス又は有機発光ダイオードの一態様を示したものである。例えばガラス等でできた支持基体2と、アノード3と、真空蒸着により形成された有機正孔注入及び正孔輸送領域4と、構造式(I)の金属キレートを含有する真空蒸着により形成された電子注入及び電子輸送領域5と、及びこれに接触するカソード6とからなる。このELデバイスにおいて、正孔注入/輸送領域と電子注入/輸送領域との間に接合部を形成することができる。駆動の際に、アノードがカソードに対して正電位に電気的にバイアスされると、有機正孔注入/輸送領域に正孔が注入され、正孔はこの領域を通って接合部に輸送される。同時に、電子は、カソードから電子注入/輸送領域の中へ注入され、この接合部へと輸送される。この電子注入/輸送領域の中で正孔及び電子の再結合が行われ、発光する。このデバイスは、アノードとカソードとの間に別々の、公知の正孔注入層、公知の正孔輸送層、カソードに接触する公知の電子注入層、及び構造式(I)の金属キレート化合物を含有する電子輸送層から構成されていてもよい。更に、電子注入/電子輸送領域はその上に第2の電子注入層(例えば本明細書中に記載されているトリスアルミニウム化合物等)を設けてもよい。
【0013】
図1に関し、層4を2つの層(即ちアノードに接触する正孔注入が可能な既知の組成物からなる正孔注入層4a、及び正孔輸送が可能な既知の正孔輸送層4b)に置き換えたり、層5を2つの層(即ち構造式(I)の電子輸送性金属キレート化合物を含有する層5a、及びその上でカソードに接触する既知の電子注入層5b)に置き換えることもできる。
【0014】
支持基体の例としては、重合組成物、ガラス及び擬ガラス体、ポリマー(例えばMYLAR(登録商標)等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスルホン)、及び水晶等が挙げられる。例えば本質的に化学的に影響を与えるものでなく、且つ他の層を支持することができるものであれば、他の基体を選択してもよい。基体の厚みは例えば約25〜1,000ミクロンを超えてもよいし、より詳細には約100〜約1,000ミクロンであってもよく、そのデバイスの構造上の要請等により異なる。
【0015】
本発明の有機材料ELデバイスにおいてアノードは基体に隣接している。アノードは、金属、合金、導電性化合物、又はこれらの混合物からなってもよい。特に、仕事関数が約4eV以上、例えば約4eV〜約8eVのものが好ましい。アノードの具体的な例としては、酸化インジウム錫、酸化錫、酸化亜鉛、金、白金、導電性カーボン及び共役ポリマー(例えばポリアニリンやポリピロール等)等のような、正電荷注入電極が挙げられる。アノードの厚みは例えば約10ナノメーター〜1ミクロンであってもよく、好適な範囲は例えばアノード材料の光学定数に依存する。厚さの好適な範囲は約10〜約200ナノメーターであるが、これに限定されるものではない。
【0016】
正孔注入/輸送領域4は、所望により種々の形態をとることが可能である。例えば、この領域又は層は1つ、又は2以上の正孔輸送成分を含む1つの層からなっていてもよい。他の形態としては、領域4が、アノードに接触する正孔注入成分を含む層と、この正孔注入層と電子注入及び電子輸送領域との間に正孔輸送成分を含む層とを積層して形成されたものであってもよい。正孔注入及び輸送領域を形成するために、発光領域に正孔を注入及び輸送することができる従来のあらゆる既知材料を使用してもよい。好適な正孔注入及び正孔輸送材料としては、ポルフィリン誘導体及び芳香族第3級アミン(米国特許第4,720,432号に開示されており、当該特許の開示内容は全て本明細書中に参考として完全に組み込まれている)が挙げられる。
【0017】
ポルフィリン及びその誘導体の代表的な例は、1,10,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィリン銅(II)、銅フタロシアニン、銅テトラメチルフタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、酸化チタニウムフタロシアニン、マグネシウムフタロシアニン等である。
【0018】
芳香族第3級アミンの代表的な例は、ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン、N,N,N−トリ(p−トリル)アミン、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(4−メトキシフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’,N’−テトラ−p−トリル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジ−1−ナフチル−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン等である。また、正孔注入及び正孔輸送領域を構成する芳香族第3級アミンは、多核芳香族アミンであってもよい。
【0019】
電子注入/輸送層又は電子注入/輸送領域5は、以下の構造式(I)の新規なキレート化合物からなる。
【0020】
【化7】
【0021】
式中Mは金属を表し、nは1〜3の数であり、Lは以下の構造式(II)で主に表されるような配位子である。
【0022】
【化8】
【0023】
式中の置換基は本明細書に開示された置換基である。Arは例えば炭素原子数約6〜約30個のアリール基または芳香族複素環基、又は例えばピリジル、キノリル、チエニル等の芳香族複素環基である。また、上記式中、Xは酸素、硫黄、及びセレンからなる群より選択される原子である。Nは窒素、Oは酸素を示す。Zは好適な芳香族性の基であって例えば、1,2−フェニレン、1,2−ナフチレン、2,3−ナフチレン、3,4−ピリジンジイル、3,4−キノリンジイル、これらの置換類似体である。置換基としては、例えば炭素原子数1〜約5個のアルキル基、フェニル基、ハロゲン、アルキル、又は例えば炭素原子数1〜5個のアルコキシ基(例えば炭素原子数1〜3個のハロゲンアルコキシ基も含む。)等により置換されたアリール基または芳香族複素環基である。これらの金属キレートが1つの層5を形成をしてもよいし、層5をそれぞれ本明細書中に記載されている2つの層5a(金属キレート化合物の電子輸送層)及び5b(電子注入層)に置き換えることもできる。
【0024】
構造式(I)に含まれる金属イオンは1価、2価、又は3価であってもよい。金属イオンの具体例としては、構造式(II)に表された配位子と安定したキレート化合物を形成することができる金属であって、例えばリチウム、ナトリウム、ベリリウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム等が挙げられる。好ましくはベリリウム及び亜鉛である。
【0025】
構造式(II)によって表される配位子の具体的な例としては以下の構造式のものが挙げられる。
【0026】
【化9】
【0027】
【化10】
【0028】
【化11】
【0029】
【化12】
【0030】
【化13】
【0031】
【化14】
【0032】
式中の置換基は本明細書中に記載された置換基である。より具体的には、Xは酸素、硫黄、及びセレンからなる群より選択される原子であり、Nは窒素、Oは酸素を示す。R1 〜R4 は例えば炭素原子数1〜約5個のアルキル基、フェニル基、ハロゲン原子、アルキル基、又は炭素原子数1〜5個のアルコキシ基を置換基として有するアリール基、ハロゲン、カルボキシ基、シアノ基等からなる群より独立して選択される置換基である。
【0033】
これらの金属キレート化合物は本明細書中に記載される合成法により合成することができる。例えば、金属キレート化合物はアルカリ金属の水酸化物やアルカリ金属のアルコキシド等の対応するアルカリ金属の塩基と以下のキレート化合物(III )又はそのエステル誘導体とを反応させて得ることができる。
【化15】
式中Ar、X、及びZは先述の通りである。
【0034】
アルカリ金属キレート化合物以外の金属キレート化合物は、構造式(III )のキレート化合物とこれに対応する金属塩とを処理又は反応させることによって得られる。これらの金属キレート化合物の他の合成方法としては、アルカリ金属キレート化合物を金属塩と金属交換反応させる方法がある。一般的な反応では、周期表の第II族又は第III 族より選択される金属の塩化物塩を、沸騰させたアルコール溶媒中、例えばメタノール中で構造式(III )のナトリウムキレート化合物と混合させる。これを室温(約25°C)まで冷やした後、沈殿した固形金属キレートをろ取する。この金属キレート化合物の構造及び元素組成は、赤外線分光分析や元素分析等の既知の分析技術によって確認することができる。
【0035】
金属キレート化合物の具体的な例には、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−ビフェニル−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[5−ビフェニル−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラートリチウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−トリル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−トリル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−(p−第3ブチルフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[5−(p−第3ブチルフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(3−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−(4−クロロフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−メトキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシ−4−メチルフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−α−(2−ヒドロキシナフチル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−ピリジル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−ピリジル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(2−チオフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾラート]亜鉛、及びビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾラート]ベリリウムが含まれる。
【0036】
本発明のELデバイスにおける電子注入及び電子輸送領域は、所望により種々の形態をとり得る。例えば、このデバイスは本明細書中に記載された金属キレート化合物を含む1つの層からなってもよい。他の形態として、電子注入及び電子輸送領域が本明細書中に記載されたような2つの別々の層、即ちカソードに接触する電子注入材料を含む層と、その電子注入層と正孔注入及び正孔輸送領域との間に配置された本発明の金属キレート化合物を含む層とを含む二重層構造を有するものであってもよい。電子注入層は主にELデバイスの電子注入特性を向上させる機能を有する。カソードに接する層(例えば約50オングストローム〜約800オングストロームの様々な有効厚を有することができる)として存在することができる電子注入化合物の具体的な例としては、金属オキシノイド化合物及び10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリンのキレート化合物及びその誘導体が挙げられる。金属キレート化合物の例としては、トリス(8−ヒドロキシキノリネート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリネート)ガリウム、ビス(8−ヒドロキシキノリネート)マグネシウム、ビス(8−ヒドロキシキノリネート)亜鉛、トリス(5−メチル−8−ヒドロキシキノリネート)アルミニウム、トリス(7−プロピル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス[ベンゾ{f}−8−キノリネート]亜鉛、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリネート)ベリリウムが挙げられる。
【0037】
本発明の実施の形態において、正孔注入/正孔輸送領域4及び電子注入/電子輸送領域5を含む有機発光媒体の全厚は、電極に加えられる電圧が比較的低くても有効発光できるように電流密度を維持する等のために、約1ミクロン未満、好ましくは約400オングストローム〜約4000オングストロームである。正孔注入及び正孔輸送領域の好適な厚みは約50〜約2,000オングストローム、好ましくは約400〜1000オングストロームの範囲であってもよい。同様に、電子注入及び電子輸送領域の厚みは約50〜約2,000オングストローム、好ましくは約400〜1,000の範囲である。
【0038】
カソード6にはあらゆる金属を用いることができ、高仕事関数の金属及び低仕事関数の金属のいずれも用いることができる。低仕事関数の金属(約4eV未満、例えば約2eV〜約4eV)と少なくとも1つの、好ましくは他の第二金属とを組み合わせて得られるカソードは、デバイスの性能及び安定性を向上させるという更なる利点を提供することができる。第二金属に対する低仕事関数の金属の好適な量は約0.1重量%未満〜約99.9重量%の範囲であってもよい。低仕事関数の金属の具体的な例としては、アルカリ金属、第2A族即ちアルカリ土類金属、及び第III 族金属(希土類金属及びアクチニド族金属を含む)が挙げられる。リチウム、マグネシウム及びカルシウムが特に好ましい。
【0039】
カソード6の厚みは例えば約10〜約5,000オングストロームである。米国特許第4,885,211号のMg:Agカソードは、1つの好適なカソード構成を示す。他の好適なカソード構成は、米国特許第5,429,884号に開示されたような構成であってもよく、この中で、カソードは他の高仕事関数の金属(例えばアルミニウムやインジウム)とリチウムとの合金で形成されている。これらの2つの特許の各開示内容は、本明細書中に参考として全て組み入れられる。
【0040】
本発明のELデバイスのアノード3及びカソード6は所望により種々の形態をとり得る。例えば約200〜約500オングストロームの薄い層を、光透過性基体、例えば透明又は実質的に透明なガラス板又はプラスチックフィルムの上に被覆することができる。ELデバイスは、酸化錫又は酸化インジウム錫をガラス板にコーティングして形成された光透過性アノード3を含んでも良い。また、例えば約200オングストローム未満、より詳細には100〜約200オングストロームの非常に薄い光透過性金属アノード、例えば金、パラジウム等を使用することもできる。更に、導電性カーボン又はポリアニリンやポリピロール等の共役ポリマー、及びこれらと酸化インジウム錫、酸化錫、及び他の透明電極材料との混合物からなる透明又は半透明の薄い層をアノードとして使用することもできる。アノード3及びカソード6の更に適切な形態については、本明細書中に完全に取り込まれているタング(Tang)らの米国特許に記載されている。
【0041】
実施の形態において、ELデバイスはガラス基体上に酸化インジウム錫からなるアノード(酸化インジウム錫又は同様のものでできたアノードの厚みは例えば約300〜約1,000オングストローム)と、第3級アミン等のアミンからなる正孔注入/輸送層(例えば約100〜約800オングストロームの厚みを有する)と、構造式(I)の金属キレートからなる単一の電子輸送/電子注入層(例えば約100〜約800オングストロームの厚みを有する)と、及びマグネシウム銀合金からなるカソード(例えば約100〜約2,000オングストロームの厚みを有する)と、をこの順番で含む。
【0042】
【実施例】
実施例I
ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛の合成
引用文献の合成手順(J. Bettenhausen, P. Strohriegl, Macromol. Rapid Commun. 1996, 17, page 623、当該文献の開示内容は本明細書中に全て参考として組み込まれる)に従って合成した2−(2−アセトキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール(4.5g、12.6mmol)と、エタノール(100ml)と、50%の水酸化ナトリウム水溶液3.8mlを、磁気スターラを備えた容量250mlのフラスコに加えた。この反応混合物を3.0時間還流しながら攪拌した。室温まで冷ました後、沈殿した固体をろ取し、得られた固体を更に乾燥することなく反応フラスコに戻した。このフラスコにメタノール(80ml)及び塩化亜鉛(1.0g、7.3mmol)を加え、この混合物を還流して更に3.0時間攪拌した。この反応物を室温(約25°C)に冷まし、沈殿した固体を収集してこれを水とメタノールで洗浄し、真空中で乾燥すると、2.6gの粉末が得られた。この生成物ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛を昇華により更に精製した。IR(Kbr):1607,1531,1471,1439,1342,1285,857,778,756cm-1。元素分析:計算値:C,62.29、H,3.37、N,10.39、実験値:C,62.21、H,3.28、N,10.29。
【0043】
実施例 II
ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛の合成
上記の文献の合成手順に従って合成した2−(2−アセトキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(5.0g、15.1mmol)と、エタノール(150ml)と、50%の水酸化ナトリウム水溶液3.6mlを、磁気スターラを備えた容量200mlのフラスコに加えた。この反応混合物を3.0時間還流しながら攪拌した。室温まで冷ました後、沈殿した固体をろ取し、得られた固体を更に乾燥することなく反応フラスコに戻した。このフラスコにメタノール(80ml)及び塩化亜鉛(1.03g、7.3mmol)を加え、この混合物を更に3.0時間還流しながら攪拌した。この反応物を室温まで冷まし、沈殿した固体を収集してこれを水とメタノールで洗浄し、真空中で乾燥すると、4.2gの粉末が得られた。この生成物を昇華により更に精製した。IR(Kbr):1607,1559,1433,1260,1250,804,754,773cm-1。元素分析:計算値:C,67.56、H,3.47、N,8.76、実験値:C,67.51、H,3.21、N,8.53。
【0044】
実施例 III
ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウムの合成
2−(2−アセトキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(2.2g、6.66mmol)と、エタノール(50ml)と、50%の水酸化ナトリウム水溶液1.6mlを、磁気スターラを備えた容量200mlのフラスコに加えた。この反応混合物を3.0時間還流しながら攪拌した。室温まで冷ました後、沈殿した固体をろ取し、得られた固体を更に乾燥することなく反応フラスコに戻した。このフラスコにメタノール(80ml)及び硫酸ベリリウム四水化物(0.58g、3.27mmol)を加え、この混合物を更に3.0時間還流しながら攪拌した。この反応物を室温まで冷まし、沈殿した固体を収集してこれを水とメタノールで洗浄し、真空中で乾燥すると、1.53gの粉末が得られた。この生成物を昇華により更に精製した。IR(Kbr法):1617,1567,1477,1443,1340,912,778,764cm-1。元素分析:計算値:C,74.08、H,3.81、N,9.60、実験値:C,74.03、H,3.74、N,9.58。
【0045】
実施例IV
ビス[5−ビフェニル−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛の合成
上記の文献の合成手順に従って調製した2−(2−アセトキシフェニル)−5−ビフェニル−1,3,4−オキサジアゾール(4.5g、12.6mmol)と、エタノール(150ml)と、50%の水酸化ナトリウム水溶液3.0mlを、磁気スターラを備えた容量200mlのフラスコに加えた。この反応混合物を3.0時間還流しながら攪拌した。室温まで冷ました後、沈殿した固体をろ取し、得られた固体を更に乾燥することなく反応フラスコに戻した。このフラスコにメタノール(80ml)及び塩化亜鉛(0.86g、6.31mmol)を加え、この混合物を更に3.0時間還流しながら攪拌した。この反応物を室温まで冷まし、沈殿した固体を収集してこれを水とメタノールで洗浄し、真空中で乾燥すると、3.75gの粉末が得られた。この生成物を昇華により更に精製した。IR(Kbr):1613,1530,1484,1480,1472,1513,1433,1342,1259,847,769,759,730cm-1。元素分析:計算値:C,69.41、H,3.79、N,8.10、実験値:C,69.15、H,3.52、N,7.95。
【0046】
実施例V
以下の方法で有機材料ELデバイスを調製した。
1.厚さ500オングストロームの酸化インジウム錫(ITO)をコーティングしたガラス基体(基体は厚さ約1mm)を市販の洗浄剤で洗い、脱イオン水でリンスして、60°Cで1時間真空オーブン中で乾燥した。使用する直前に、このガラスをUVオゾンを用いて0.5時間処理した。
2.次にITO基体を真空蒸着チャンバの中に入れた。蒸着速度及び層の厚みはInficon Model IC/5コントローラによって制御した。5×10-6トルの圧力のもとで、正孔輸送成分N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンを、電気的に加熱したタンタルボートから蒸発させて、ガラス/ITO上に0.6ナノメーター/秒の速度で蒸着させ、厚さ80ナノメーターの層を形成した。
3.上記の正孔輸送層上に実施例Iで得られたビス[2−(ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキシジアゾレート]亜鉛を0.6ナノメーター/秒の速度で蒸着させ、厚さ80ナノメーターの層を形成した。この化合物は電子注入成分及び主に電子輸送媒体又は層として機能する。
4.Mg及びAgをそれぞれ含む別々に制御された2つのタンタルボートからMg及びAgを同時に蒸発させて、トータル蒸着速度0.5ナノメーター/秒で、上記の電子注入及び輸送層3に蒸着させ、マグネシウム/シルバー合金からなる100ナノメーターのカソードを形成した。配合は、Mg対Agの原子比率が約9対1であった。最後に、主にMgを周囲の湿気から保護する目的で、200ナノメーターのシルバー層をMg:Agカソード上に被覆した。
【0047】
上記デバイスを乾燥ボックスの中に入れ、このボックスに常に窒素ガスをパージした。直流電流測定のもとでその電流−電圧特性及び光出力を測定することにより、その性能を評価した。電流−電圧特性は、Keithly Model 238 の高電流源測定ユニットを用いて測定した。ITO電極は電流源の正端子に常に接続した。同時に、デバイスからの光出力はシリコンフォトダイオードによってモニターした。
【0048】
正バイアス電圧をITO電極に加えたとき、このデバイスは480ナノメーターに発光ピークを有するブルーの光を発光し、14Vで780cd/cm2 の光強度を有していた。25mA/cm2 の定電流で安定性のテストを行うと、このデバイスは350cd/m2 の初期光出力を有していた。この光強度はゆっくりと減少し、150時間連続駆動した後に50%減少していた。
【0049】
実施例VI
ビス[2−(ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキシジアゾレート]亜鉛の代わりにビス[2−(ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキシジアゾレート]亜鉛を使用した以外は実施例Vに従って有機材料ELデバイスを調製した。
【0050】
正バイアス電圧をITO電極に加えたとき、このデバイスは490ナノメーターに発光ピークを有する緑がかったブルーの光を発光し、14Vで980cd/cm2 の光強度を有していた。25mA/cm2 の定電流で安定性のテストを行うと、このデバイスは450cd/m2 の初期光出力を有していた。この光強度はゆっくりと減少し、210時間連続駆動した後に50%減少していた。
【0051】
実施例V II
ビス[2−(ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキシジアゾレート]亜鉛の代わりにビス[5−ビフェニル−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキシジアゾラート]亜鉛を使用した以外は実施例Vに従って有機材料ELデバイスを合成した。
【0052】
正バイアス電圧をITO電極に加えたとき、このデバイスは485ナノメーターに発光ピークを有する緑がかったブルーの光を発光し、14Vで850cd/cm2 の光強度を有していた。25mA/cm2 の定電流で安定性のテストを行うと、このデバイスは420cd/m2 の初期光出力を有していた。この光強度はゆっくりと減少し、145時間連続駆動した後に、50%減少していた。
【0053】
実施例V III
以下のように有機材料ELデバイスを調製した。
【0054】
5×10-6トルの圧力のもと、N,N’−ジ−1−ナフチル−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンからなる80ナノメーターの正孔輸送層を、0.6ナノメーター/秒の蒸発速度で実施例Vのガラス/ITO上に蒸着させた。この正孔輸送層に0.6ナノメーター/秒の速度で、実施例III で得られた電子輸送層ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキシジアゾレート]ベリリウムを蒸着させて50ナノメーターの発光層を形成した。更に、トリス(8−ヒドロキシキノリネート)アルミニウムからなる30ナノメーターの電子輸送層を同様にしてこの発光層上に蒸着させた。実施例Vで述べたようなカソードを蒸着させてこのデバイスを完成させた。
【0055】
正バイアス電圧をITO電極に加えたとき、このデバイスは480ナノメーターに発光ピークを有するブルーの光を発光し、14Vで750cd/cm2 の光強度を有していた。25mA/cm2 の定電流で安定性のテストを行うと、このデバイスは350cd/m2 の初期光出力を有していた。この光強度はゆっくりと減少し、180時間連続駆動した後に50%減少していた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のELデバイスを表す図である。
【符号の説明】
2 支持基体
3 アノード
4 正孔注入及び正孔輸送層
5 電子注入及び電子輸送層
6 カソード
Claims (2)
- ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−ビフェニル−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[5−ビフェニル−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラートリチウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−トリル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−トリル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−(p−第3ブチルフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[5−(p−第3ブチルフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(3−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−(4−クロロフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−メトキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシ−4−メチルフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−α−(2−ヒドロキシナフチル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−ピリジル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−ピリジル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(2−チオフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾラート]亜鉛、及びビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾラート]ベリリウムからなる郡より選択される金属キレート化合物。
- アノードと、カソードと、これらの間に(a)正孔注入および正孔輸送層または正孔注入および正孔輸送領域と、(a)の上に、(b)金属キレート化合物を含有する電子注入および電子輸送層または電子注入および電子輸送領域と、を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスであって、
前記金属化合物が、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−ビフェニル−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[5−ビフェニル−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラートリチウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−トリル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−トリル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−(p−第3ブチルフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[5−(p−第3ブチルフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(3−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−フルオロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[5−(4−クロロフェニル)−2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(4−メトキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシ−4−メチルフェニル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−α−(2−ヒドロキシナフチル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−ピリジル−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−p−ピリジル−1,3,4−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(2−チオフェニル)−1,3,4−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾラート]亜鉛、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾラート]ベリリウム、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾラート]亜鉛、及びビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−5−(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾラート]ベリリウムからなる群より選択される、有機材料エレクトロルミネッセントデバイス。
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