JPH05271166A - テトラアリールジアミン化合物 - Google Patents

テトラアリールジアミン化合物

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JPH05271166A JP4066876A JP6687692A JPH05271166A JP H05271166 A JPH05271166 A JP H05271166A JP 4066876 A JP4066876 A JP 4066876A JP 6687692 A JP6687692 A JP 6687692A JP H05271166 A JPH05271166 A JP H05271166A
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壽彌 佐藤
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光律 杉原
Yuichi Ito
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】有機薄膜EL素子、有機薄膜光電池の正孔輸送
材料等に用いることができ、耐熱性および耐溶剤性を高
めるため架橋可能な化合物を提供する。 【構成】一般式 (ただし、式中のRは水素またはメチル基である。)で
示されるテトラアリールジアミン化合物は、成膜後に架
橋することができ、平滑透明で高い耐熱性と耐溶剤性を
有する薄膜を得られるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機薄膜EL(エレク
トロルミネセンス)素子用や有機薄膜光電池用の正孔輸
送材料、あるいは電子写真用のキャリア輸送材料として
ふさわしい新規なテトラアリールジアミン化合物に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】イーストマン・コダック社のC.W.T
angらに開発された有機薄膜EL素子は、特開昭59
−194393号公報、特開昭63−264692号公
報、特開昭63−295695号公報、アプライド・フ
ィジックス・レター第51巻第12号第913頁(19
87年)、およびジャーナル・オブ・アプライドフィジ
ックス第65巻第9号第3610頁(1989年)等に
よれば一般的には陽極、有機正孔注入輸送層、電子輸送
発光層、陰極の順に構成され、以下のように作られてい
る。
【0003】まず、ガラスや樹脂フィルム等の透明絶縁
性の基板上に蒸着又はスパッタリング法等でインジウム
とスズの複合酸化物(以下ITOという)の透明導電性
被膜の陽極が形成される。次に有機正孔注入輸送層とし
て銅フタロシアニン、あるいは(化2)で示される化合
物:
【0004】
【化2】
【0005】1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノ
フェニル)シクロヘキサン(融点181.4℃〜18
2.4℃)、あるいは(化3)で示される化合物:
【0006】
【化3】
【0007】N,N,N’,N’−テトラ−p−トリル
−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(融点1
20℃)等のテトラアリールジアミンを、0.1μm程
度以下の厚さに単層または積層して蒸着して形成する。
【0008】次に、有機正孔注入輸送層上にトリス(8
−キノリノール)アルミニウム等の有機蛍光体を0.1
μm程度以下の厚さで蒸着し、有機電子輸送発光層を形
成する。最後に、その上に陰極としてMg:Ag,A
g:Eu,Mg:Cu,Mg:In,Mg:Sn等の合
金を共蒸着により2000Å程度蒸着している。
【0009】また、アプライド・フィズィックス・レタ
ー第57巻第6号第531頁(1990年)によると、
安達らは有機電子輸送発光層を、2種類の材料を積層す
ることにより有機発光層と有機電子注入輸送層とに分け
た素子を作製した。この素子は、ITOの陽極上に有機
正孔注入輸送層として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(融点159〜163℃)、有機
発光層として1−〔4−N,N−ビス(p−メトキシフ
ェニル)アミノスチリル〕ナフタレン、有機電子注入輸
送層として2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−
ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(以
下、単にBPBDという)、陰極としてMgとAgの合
金を順に積層している。
【0010】しかし、上記で示した有機正孔注入輸送材
料は、銅フタロシアニンは耐熱性ではあるが可視光線波
長領域の吸収が大きく、また結晶性であるために蒸着膜
が凸凹になり素子が電気短絡し易くなる問題があった。
(化2)(化3)で示した化合物は、非晶質で平滑な蒸
着膜が得られ、可視光線波長領域での吸収もないが、融
点が低く、素子作成プロセスや素子駆動時の発熱により
融解しやすい問題があった。また、スピンコート法等の
溶剤を用いた塗布法で正孔注入輸送層上に発光層を形成
しようとする場合、従来の3次元架橋していない正孔注
入輸送層は発光層材料の溶剤により溶けてしまいやすい
問題もあった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記で述べたように、
有機薄膜EL素子の正孔注入輸送層材料の性質として求
められている項目は次の3点があげられる。 1.無色透明で平滑な0.1μm以下の厚さの膜が形成
できること。 2.陽極から発光層への正孔注入輸送能力が高いこと。 3.200℃以上の高い耐熱性と一般の有機溶媒に対し
難溶化できること。 本発明では、以上の課題を解決し、耐熱性が高く、溶剤
を用いた成膜法にも適した有機薄膜EL素子用正孔注入
輸送材料、および有機薄膜光電池用正孔輸送材料、電子
写真用キャリア輸送材料にも応用できる新規なテトラア
リールジアミン化合物を提供することを目的としてなさ
れたものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題に
鑑みてなされたものであって、3次元的に架橋させるこ
とのできる上述の一般式(化1)で示される新規なテト
ラアリールジアミン化合物である。
【0013】一般式(化1)で示されるテトラアリール
ジアミン化合物(以下STTPDという)は、可視領域
で無色透明であって、非晶質で平滑な膜を形成でき、正
孔移動度が10-3cm2 /V.sec程度と大きいN,
N,N’,N’−テトラフェニルベンジジンを骨格とし
た分子であり、そのフェニル基に3次元的に架橋させる
ための基としてスチリルメトキシ基を2つ導入した分子
構造とした。さらに正孔移動度を向上させるためにN,
N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン骨格上にメ
チル基を導入した分子構造としても良い。
【0014】STTPDは以下の方法により製造するこ
とができる。N,N’−ジフェニルベンジジンまたは
N,N’−ジトリルベンジジンとヨードアニソールを銅
粉、酸化銅、あるいはハロゲン化銅等と塩基性物質の存
在下150℃〜250℃程度の温度で反応させる。次
に、生じたN,N’−ビス(メトキシフェニル)−N,
N’−ジアリールベンジジンをトリメチルシランクロラ
イドで処理することによりN,N’−ビス(ヒドロキシ
フェニル)−N,N’−ジアリールベンジジンを得る。
これにクロロメチルスチレンを塩基性物質存在下で反応
させることにより目的化合物のSTTPDが得られる。
【0015】このようにして得られたSTTPDを、I
TOの透明陽極上に真空蒸着またはトルエン等の有機溶
媒に溶かしてスピンコートすることにより成膜後、紫外
線および熱により3次元架橋させ正孔注入輸送層とし、
さらに発光層としてアルミニウムオキシン錯体を蒸着
し、陰極としてMg合金を蒸着することにより1000
cd/m2 以上の緑色発光する高輝度EL素子を得るこ
とができる。
【0016】また、逆に、有機薄膜EL素子に有機薄膜
の吸収波長の光を照射すると光起電力を発生し光電池と
して機能する。発光層の有機蛍光体の代わりに太陽光線
吸収に適したフタロシアニン系やペリレン系有機色素を
用いれば太陽電池にもなる。
【0017】また、本発明におけるSTTPDを電子写
真における機能分離型感光体におけるキャリア輸送材料
として用いる場合には、コロナ社刊、電子写真学会編
「電子写真技術の基礎と応用」第441頁に有機系のキ
ャリア発生材料として記載されているペリレン系、多環
キノン系、フタロシアニン系、アゾ系等の有機色素やS
e,Se−Te,CdS,アモルファスSi等の無機材
料を含むキャリア発生層上にSTTPDを含む、多重結
合を有する反応性オリゴマーやポリマー等からなるバイ
ンダー溶液を塗布した後、紫外線および熱で3次元硬化
することにより表面硬度の高いキャリア輸送層を形成す
ることができると期待できる。
【0018】また、STTPDを合成する際に用いたク
ロロメチルスチレンのかわりに、アクリロイルクロライ
ド、メタクリロイルクロライド、プロピオロイルクロラ
イド、アリルクロライド、プロパルギルクロライド等を
反応させても、3次元架橋可能な多重結合を含む基を導
入することができる。
【0019】
【作用】このテトラアリールジアミン化合物成膜した
後、3次元的に架橋させることで、高温に対し不融化お
よび溶剤に対し不溶化させ、課題を解決した。すなわ
ち、無色透明で平滑な0.1μm以下の厚さの膜が形成
でき、陽極から発光層への正孔注入輸送能力が高く、2
00℃以上の高い耐熱性と一般の有機溶媒に対し難溶化
できる。
【0020】
【実施例】
<実施例>(STTPDの合成) N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−ヒドロキ
シフェニル)−ベンジジン33.0g(63.4mモ
ル)と4−クロロメチルスチレン19.26g(12
6.74mモル)と水酸化ナトリウム6.08g(15
2mモル)を水−テトラヒドロフラン2相系溶媒中40
℃で48時間反応させた後、0.1N水酸化ナトリウム
水溶液を加えてベンゼンで抽出した後、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフィーで精製すると白色のSTTPDが
30g(収率74%)得られた。
【0021】1H−NMR(CDCl3 ) 4.
9ppm,S,4H 5.2ppm,D,2H 5.7ppm,D,2H 6.5〜6.8ppm,m,8H 6.9〜7.5ppm,m,28H 得られた化合物の赤外線吸収スペクトル(kBr錠剤
法)を図1に、紫外可視吸収スペクトル(蒸着膜)を図
2に示した。
【0022】このようにして得られたSTTPDを石英
上の0.05μm真空蒸着し、平滑な蒸着膜を得た。こ
の膜を真空中で90〜200℃の温度で約1時間水銀キ
セノンランプ(150W)の光を照射した。その結果、
STTPDは架橋しエタノールで洗浄しても流れ落ち
ず、200℃以上の耐熱性を持つ正孔輸送材料であるこ
とがわかった。
【0023】
【発明の効果】本発明による新規なテトラアリールジア
ミン化合物は、成膜後に架橋することにより、従来の低
分子化合物からなる正孔輸送材と同様に平滑で透明であ
りながら耐熱性および耐溶剤性が高く、有機薄膜EL素
子および有機薄膜光電池に、有用であり、また電子写真
の機能分離型感光体におけるキャリア輸送材料としても
優れた特性を持っている。
【0024】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のテトラアリールジアミン化合物の赤外
線吸収スペクトルを示すグラフ図である。
【図2】本発明のテトラアリールジアミン化合物の紫外
〜可視光線吸収スペクトルを示すグラフ図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の一般式(化1)で表されるテトラア
    リールジアミン化合物。 【化1】
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