JPH08239656A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
化することのない熱安定性の良好な化合物を含有する薄
膜性に優れ、かつ高輝度化,長寿命化が図られた有機エ
レクトロルミネッセンス素子を提供すること。 【構成】 一般式(I) 【化1】 〔式中の各記号は明細書に定義したとおりである。〕で
表されるブタジエン構造を有する化合物を含有してなる
有機エレクトロルミネッセンス素子である。
Description
センス(以下、ELと略記する)素子に関し、さらに詳
しくは、発光性に優れるとともに、素子化しても結晶化
することのない熱安定性の良好な、特定のブタジエン構
造を有する化合物を含有する薄膜性に優れ、かつ光輝度
化及び長寿命化が図られた有機EL素子に関する。
光のため視認性が高く、また完全固体素子であるため耐
衝撃性に優れるという特徴を有しており、薄型ディスプ
レイ素子,液晶ディスプレイのバックライト,平面光源
などに用いられている。現在実用化されているEL素子
は、分散型EL素子である。この分散型EL素子は、数
10V,10kHz以上の交流電圧を必要とするため駆
動回路が複雑である上、製造コストが高く、かつ輝度や
耐久性が不充分であるなどの欠点を有している。
0V程度まで低下させることができ、高輝度に発光する
ため近年盛んに研究が行われ、多くの有機薄膜EL素子
が開発されており、例えば、「Appl. Phys. Lett. 」第
151巻,第913〜915ページ(1987年)、特
開昭59−194393号公報、米国特許第4,53
9,507号明細書、特開昭63−295695号公
報、米国特許第4,720,432号明細書、特開昭6
3−264692号公報などが報告又は提案されてい
る。これらにおいては、陽極,正孔注入輸送層,発光層
及び陰極からなる電界発光素子が開示されており、具体
的には、正孔注入輸送材料として芳香族第三級アミン
が、また発光材料としてアルミニウムキレート錯体が代
表的な例として挙げられている。
特開平5−105638号公報記載のジスチリル化合物
を用いた例があるが、この場合、素子の輝度及び耐久性
が不充分である。さらに、正孔輸送性の発光材料も知ら
れており、このようなものの代表例としてトリフェニル
アミン骨格を有するスチリルアミン化合物を挙げること
ができる。しかしながら、このスチリルアミン化合物は
正孔輸送性に優れているものの、結晶化しやすく、薄膜
性に優れる有機EL素子が得られにくいという欠点を有
している。
状況下で、電界発光性に優れるとともに、素子化しても
結晶化することのない熱安定の良好な化合物を含有する
薄膜性に優れ、かつ高輝度化及び長寿命化が図られた有
機EL素子を提供することを目的とするものである。
ましい性質を有する有機EL素子を開発すべく鋭意研究
を重ねた結果、特定のブタジエン構造を有する化合物
を、有機EL素子における発光層や正孔注入輸送層など
の有機機能層に含有させることにより、その目的を達成
しうることを見出した。本発明は、かかる知見に基づい
て完成したものである。すなわち、本発明は、一般式
しない炭素数6〜20のアリール基又は炭素数2〜18
の芳香族複素環式基、R1 〜R4 は、それぞれ独立に水
素原子,置換基を有する若しくは有しない炭素数6〜2
0のアリール基,炭素数2〜18の芳香族複素環式基又
は炭素数1〜6のアルキル基を示し、またArとR1 と
がたがいに結合して飽和若しくは不飽和の5員環又は6
員環を形成していてもよい。Qは一般式(II)
ーレン基,あるいは置換基を有する若しくは有しないナ
フチレン基,アントラセニレン基,ピレニレン基,ビナ
フチレン基又は2価の炭素数2〜18の芳香族複素環式
基、あるいは置換基を有する若しくは有しない炭素数6
〜20のアリール基3個をもつ2価又は3価のトリアリ
ールアミノ基を示し、nは1又は2を示す。なお、ここ
でいう置換基とはハロゲン原子,炭素数6〜20のアリ
ール基,炭素数1〜6のアルキル基,炭素数1〜6のア
ルコキシ基,炭素数7〜20のアラルキル基,炭素数6
〜18のアリールオキシ基,置換若しくは無置換のアミ
ノ基又は水酸基を示す。〕で表されるブタジエン構造を
有する化合物を含有することを特徴とする有機EL素子
を提供するものである。
(I)
が用いられる。上記一般式(I)において、Arは置換
基を有する若しくは有しない炭素数6〜20のアリール
基又は炭素数2〜18の芳香族複素環式基を示すが、こ
れらの中で置換基を有する若しくは有しない炭素数6〜
20のアリール基が好ましい。また、R1 〜R4 は、そ
れぞれ水素原子,置換基を有する若しくは有しない炭素
数6〜20のアリール基,炭素数2〜18の芳香族複素
環式基又は炭素数1〜6のアルキル基を示し、それらは
たがいに同一でも異なっていてもよいが、R1 は置換基
を有する若しくは有しない炭素数6〜20のアリール基
又は炭素数2〜18の芳香族複素環式基が好ましく、特
に置換基を有する若しくは有しない炭素数6〜20のア
リール基が好適である。また、ArとR1 はたがいに結
合して飽和若しくは不飽和の5員環又は6員環を形成し
ていてもよい。Qは、一般式(II)
ーレン基、あるいは置換基を有する若しくは有しないナ
フチレン基,アントラセニレン基,ピレニレン基,ビナ
フチレン基又は2価の炭素数2〜18の芳香族複素環式
基、あるいは置換基を有する若しくは有しない炭素数6
〜20のアリール基3個をもつ2価又は3価のトリアリ
ールアミノ基を示し、nは1又は2を示す。nは1が好
ましく、そしてQとしては、上記一般式(II)で表され
る置換基を有していてもよいアリーレン基、あるいは置
換基を有する若しくは有しないナフチレン基,アントラ
セニレン基,ピレニレン基又はビナフチレン基が好まし
いが、特に上記一般式(II) で表される置換基を有して
いてもよいアリーレン基、すなわちp−位に結合手を有
するフェニレン基,ビフェニレン基,ターフェニレン基
又はクォーターフェニレン基が好適である。
ては、例えばフェニル基,ナフチル基,アントラセニル
基,ビナフチル基,ピレニル基などが、炭素数2〜18
の芳香族複素環式基としては、例えばピリジル基,キノ
リル基,カルバゾリル基,オキサジアゾリル基,チアジ
アゾリル基,トリアゾリル基,チエニル基などが、炭素
数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基,エチ
ル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル
基,イソブチル基,sec−ブチル基,t−ブチル基,
ネオペンチル基,n−ヘキシル基,イソヘキシル基など
が挙げられる。また、ここでいう置換基とは、ハロゲン
原子,炭素数6〜20のアリール基,炭素数1〜6のア
ルキル基,炭素数1〜6のアルコキシ基,炭素数7〜2
0のアラルキル基,炭素数6〜18のアリールオキシ
基,置換若しくは無置換のアミノ基又は水酸基を示す。
上記ハロゲン原子としては、F,Cl,Br,Iが挙げ
られ、炭素数6〜20のアリール基としては、例えばフ
ェニル基,ナフチル基,アントラセニル基,ビナフチル
基,ピレニル基などが挙げられる。炭素数1〜6のアル
キル基としては、例えばメチル基,エチル基,n−プロ
ピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル
基,sec−ブチル基,t−ブチル基,ペンチル基,ネ
オペンチル基,n−ヘキシル基,イソヘキシル基など
が、炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えばメト
キシ基,エトキシ基,n−プロポキシ基,イソプロポキ
シ基,n−ブチルオキシ基,イソブチルオキシ基,se
c−ブチルオキシ基,t−ブチルオキシ基,ペンチルオ
キシ基,ネオペンチルオキシ基,n−ヘキシルオキシ
基,イソヘキシルオキシ基などが、炭素数7〜20のア
ラルキル基としては、例えばベンジル基,トルイルメチ
ル基,フェニルエチル基などが、炭素数6〜18のアリ
ールオキシ基としては、例えばフェノキシ基,ナフトキ
シ基などが、置換アミノ基としては、例えばメチルアミ
ノ基,ジメチルアミノ基,ジフェニルアミノ基などが挙
げられる。これらの置換基は1個導入されていてもよ
く、2個以上導入されていてもよい。また、上記一般式
(I)で表される化合物においては、Qに結合する複数
のAr−C(R1 )=C(R2 )−C(R3 )=C(R
4 )−基は、たがいに同一であっても異なっていてもよ
い。この一般式(I)で表される化合物の製造方法につ
いては特に制限はなく、種々の公知の方法によって製造
することができるが、次の二つの方法で製造するのが有
利である。
はフェニル基を示し、Q及びR4 は前記と同じであ
る。〕で表されるホスホン酸エステルと、一般式(IV)
と同じである。〕で表されるカルボニル化合物とを、塩
基の存在下に縮合させる(Wittig反応又はWittig-Horno
r 反応)ことにより、製造することができる。
る。〕で表されるカルボニル化合物と、一般式(VI)
前記と同じである。〕で表されるホスホン酸エステルと
を、塩基の存在下に縮合させる(Wittig反応又は Witti
g-Hornor反応)ことにより、製造することができる。こ
れらの製造方法においては、通常反応溶媒が用いられ
る。この反応溶媒としては、炭化水素類,アルコール
類,エーテル類が好ましく、具体的にはメタノール;エ
タノール;イソプロパノール;ブタノール;2−メトキ
シエタノール;1,2−ジメトキシエタン;ビス(2−
メトキシエチル)エーテル;ジオキサン;テトラヒドロ
フラン;トルエン;キシレン;ジメチルスホキシド;
N,N−ジメチルホルムアミド;N−メチルピロリド
ン;1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどが挙
げられる。特にテトラヒドロフラン及びジメチルスルホ
キシドが好適である。また、縮合剤としては、例えば水
酸化ナトリウム,水酸化カリウム,ナトリウムアミド,
水酸化ナトリウム,n−ブチルリチウム,ナトリウムメ
チラート,カリウムt−ブトキシドなどが好ましく用い
られ、特にn−ブチルリチウム及びカリウムt−ブトキ
シドが好適である。反応温度は、使用する原料の種類な
どにより異なり、一概に定めることはできないが、通常
0〜100℃の範囲、好ましくは0℃〜室温の範囲で選
ばれる。
造を有する化合物の具体例としては、以下に示す化合物
(1)〜(22)などを挙げることができるが、もちろ
んこれらに限定されるものではない。
造を有する化合物(以下、ブタジエン化合物と称す。)
は、有機EL素子における発光材料,正孔注入輸送材
料,電子注入輸送材料,電荷注入補助剤などとして有効
である。このブタジエン化合物を発光層とする場合は、
例えば蒸着法,スピンコート法,キャスト法などの公知
の方法によって、一般式(I)のブタジエン化合物を薄
膜化することにより形成することができるが、特に分子
堆積膜とすることが好ましい。ここで、分子堆積膜と
は、該化合物の気相状態から沈着され形成された薄膜
や、該化合物の溶液状態又は液相状態から固体化され形
成された膜のことであり、例えば蒸着膜などを示すが、
通常この分子堆積膜はLB法により形成された薄膜(分
子累積膜)とは区別することができる。また、該発光層
は、特開昭59−194393号公報などに開示されて
いるように、樹脂などの結着剤と該化合物とを、溶剤に
溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法などに
より薄膜化し、形成することができる。このようにして
形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、適
宜状況に応じて選ぶことができるが、通常5nmないし
5μmの範囲で選定される。
界印加時に、陽極又は正孔注入輸送層により正孔を注入
することができ、かつ陰極又は電子注入層より電子を注
入することができる注入機能、(2)注入した電荷(電
子と正孔)を電界の力で移動させる輸送機能、(3)電
子と正孔の再結合の場を発光層内部に提供し、これを発
光につなげる発光機能などを有している。なお、正孔の
注入されやすさと、電子の注入されやすさに違いがあっ
てもよいし、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大
小があってもよいが、どちらか一方の電荷を移動するこ
とが好ましい。この発光層に用いる前記一般式(I)で
表される化合物は、一般にイオン化エネルギーが6.0e
V程度より小さいので、適当な陽極金属又は陽極化合物
を選べば、比較的正孔を注入しやすい。また電子親和力
は2.8eV程度より大きいので、適当な陰極金属又は陰
極化合物を選べば、比較的電子を注入しやすい上、電
子,正孔の輸送能力も優れている。さらに固体状態の蛍
光性が強いため、該化合物やその会合体又は結晶などの
電子と正孔の再結合時に形成された励起状態を光に変換
する能力が大きい。
構成は、各種の態様があるが、基本的には、一対の電極
(陽極と陰極)間に、前記発光層を挟持した構成とし、
これに必要に応じて、正孔注入輸送層や電子注入層を介
在させればよい。介在方法としては、ポリマーへの混ぜ
込みや同時蒸着がある。具体的には、(1)陽極/発光
層/陰極,(2)陽極/正孔注入輸送層/発光層/陰
極,(3)陽極/正孔注入輸送層/発光層/電子注入層
/陰極,(4)陽極/発光層/電子注入層/陰極などの
構成を挙げることができる。該正孔注入輸送層や電子注
入層は、必ずしも必要ではないが、これらの層があると
発光性能が一段と向上する。また、前記構成の素子にお
いては、いずれも基板に支持されていることが好まし
く、該基板については特に制限はなく、従来EL素子に
慣用されているもの、例えば、ガラス,透明プラスチッ
ク,石英などからなるものを用いることができる。
関数の大きい(4eV以上)金属,合金,電気伝導性化
合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好まし
く用いられる。このような電極物質の具体例としてはA
uなどの金属,CuI,インジウムチンオキシド(以下
ITOと略記する),SnO2 ,ZnOなどの誘電性透
明材料が挙げられる。該陽極は、これらの電極物質を蒸
着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させ
ることにより作製することができる。この電極より発光
を取り出す場合には、透過率を10%より大きくするこ
とが望ましく、また、電極としてのシート抵抗は数百Ω
/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通
常10nmないし1μm,好ましくは10〜200nm
の範囲で選ばれる。
(4eV以下)金属,合金,電気伝導性化合物及びこれ
らの混合物を電極物質とするものが用いられる。このよ
うな電極物質の具体例としては、ナトリウム,ナトリウ
ム−カリウム合金,マグネシウム,リチウム,マグネシ
ウム−銀合金,Al/AlO2 ,インジウムなどが挙げ
られる。該陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタ
リングなどの方法により、薄膜を形成させることによ
り、作製することができる。また、電極としてのシート
抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm
ないし1μm,好ましくは50〜200nmの範囲で選
ばれる。なお、このEL素子においては、該陽極又は陰
極のいずれか一方が透明又は半透明であることが、発光
を透過するため、発光の取出し効率がよく好都合であ
る。
は、前記したように、各種の態様があり、前記(2)又
は(3)の構成のEL素子における正孔注入輸送層は、
正孔伝達化合物からなる層であって、陽極より注入され
た正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入輸
送層を陽極と発光層との間に介在させることにより、よ
り低い電界で多くの正孔が発光層に注入される。その
上、発光層に陰極又は電子注入層より注入された電子
は、発光層と正孔注入輸送層の界面に存在する電子の障
壁により、この発光層内の界面付近に蓄積されEL素子
の発光効率を向上させ、発光性能の優れたEL素子とす
る。
化合物は、電界を与えられた2個の電極間に配置されて
陽極から正孔が注入された場合、該正孔を適切に発光層
へ伝達しうる化合物であって、例えば104 〜106 V
/cmの電界印加時に、少なくとも10-6cm2 /(V
・秒)の正孔移動度をもつものが好適である。このよう
な正孔伝達化合物については、前記の好ましい性質を有
するものであれば特に制限はなく、本発明のブタジエン
化合物,及び従来、光導電材料において、正孔の電荷輸
送材として慣用されているものやEL素子の正孔注入輸
送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択
して用いることができる。
ばトリアゾール誘導体(米国特許第3,112,197号明
細書などに記載のもの)、オキサジアゾール誘導体(米
国特許第3,189,447号明細書などに記載のもの)、
イミダゾール誘導体(特公昭37−16096号公報な
どに記載のもの)、ポリアリールアルカン誘導体(米国
特許第3,615,402 号明細書,同3,820,989 号明
細書,同3,542,544 号明細書,特公昭45−555
号公報,同51−10983号公報,特開昭51−93
224号公報,同55−17105号公報,同56−4
148号公報,同55−108667号公報,同55−
156953号公報,同56−36656号公報などに
記載のもの)、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体
(米国特許第3,180,729 号明細書,同4,278,74
6 号明細書,特開昭55−88064号公報,同55−
88065号公報,同49−105537号公報,同5
5−51086号公報,同56−80051号公報,同
56−88141号公報,同57−45545号公報,
同54−112637号公報,同55−74546号公
報などに記載のもの)、フェニレンジアミン誘導体(米
国特許第3,615,404 号明細書,特公昭51−101
05号公報,同46−3712号公報,同47−253
36号公報,特開昭54−53435号公報,同54−
110536号公報,同54−119925号公報など
に記載のもの)、アリールアミン誘導体(米国特許第
3,567,450 号明細書,同3,180,703 号明細書,
同3,240,597 号明細書,同3,658,520 号明細
書,同4,232,103 号明細書,同4,175,961 号明
細書,同4,012,376号明細書,特公昭49−357
02号公報,同39−27577号公報,特開昭55−
144250号公報,同56−119132号公報,同
56−22437号公報,西独特許第1,110,518号
明細書などに記載のもの)、アミノ置換カルコン誘導体
(米国特許第3,526,501 号明細書などに記載のも
の)、オキサゾール誘導体(米国特許第3,257,203
号明細書などに記載のもの)、スチリルアントラセン誘
導体(特開昭56−46234号公報などに記載のも
の)、フルオレノン誘導体(特開昭54−110837
号公報などに記載のもの)、ヒドラゾン誘導体(米国特
許第3,717,462 号明細書,特開昭54−59143
号公報,同55−52063号公報,同55−5206
4号公報,同55−46760号公報,同55−854
95号公報,同57−11350号公報,同57−14
8749号公報などに記載されているもの)、スチルベ
ル誘導体(特開昭61−210363号公報,同61−
228451号公報,同61−14642号公報,同6
1−72255号公報,同62−47646号公報,同
62−36674号公報,同62−10652号公報,
同62−30255号公報,同60−93445号公
報,同60−94462号公報,同60−174749
号公報,同60−175052号公報などに記載のも
の)などを挙げることができる。
用することができるが、次に示すポルフィリン化合物
(特開昭63−295695号公報などに記載のもの)
及び芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合
物(米国特許第4,127,412号明細書,特開昭53−
27033号公報,同54−58445号公報,同54
−149634号公報,同54−64299号公報,同
55−79450号公報,同55−144250号公
報,同56−119132号公報,同61−29555
8号公報,同61−98353号公報,同63−295
695号公報などに記載のもの)、特に該芳香族第三級
アミン化合物を用いることが好ましい。
ポルフィリン;5,10,15,20−テトラフェニル
−21H,23H−ポルフィリン銅(II);5,10,
15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフ
ィリン亜鉛(II);5,10,15,20−テトラキス
(ペンタフルオロフェニル)−21H,23H−ポルフ
ィリン;シリコンフタロシアニンオキシド;アルミニウ
ムフタロシアニンクロリド;フタロシアニン(無金
属);ジリチウムフタロシアニン;銅テトラメチルフタ
ロシアニン;銅フタロシアニン;クロムフタロシアニ
ン;亜鉛フタロシアニン;鉛フタロシアニン;チタニウ
ムフタロシアニンオキシド;マグネシウムフタロシアニ
ン;銅オクタメチルフタロシアニンなどが挙げられる。
また該芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化
合物の代表例としては、N,N,N’,N’−テトラフ
ェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミ
ン;N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’
−ジフェニル−〔1,1’−ビフェニル〕−4,4’−
ジアミン;2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフ
ェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリル
アミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N’,N’
−テトラ−p−トリル−(1,1’−ビフェニル)−
4,4’−ジアミン;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;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;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)
フェニルメタン;N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ
(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’−テトラフ
ェニル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル;4,
4’−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;
N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p
−トリルアミン)−4’−〔4(ジ−p−トリルアミ
ン)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルア
ミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキ
シ−4’−N,N−ジフェニルアミノスチルベン;N−
フェニルカルバゾールなどが挙げられる。
は、これらの正孔伝達化合物一種又は二種以上からなる
一層で構成されてもよいし、あるいは、前記層とは別種
の化合物からなる正孔注入輸送層を積層したものであっ
てもよい。一方、前記(3)の構成のEL素子における
電子注入層(電子注入輸送層)は、電子伝達化合物から
なるものであって、陰極より注入された電子を発光層に
伝達する機能を有している。このような電子伝達化合物
について特に制限はなく、本発明のブタジエン化合物、
及び従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用
いることができる。従来公知の該電子伝達化合物の好ま
しい例としては、
ー・プレプリント( Polymer Preprints),ジャパン」第
37巻,第3号,第681ページ(1988年)などに
記載のもの〕、あるいは
ライド・フィジックス(J.Apply.Phys.)」第27巻,
第269頁(1988年)などに記載のもの〕や、アン
トラキノジメタン誘導体(特開昭57−149259号
公報,同58−55450号公報,同61−22515
1号公報,同61−233750号公報,同63−10
4061号公報などに記載のもの)、フレオレニリデン
メタン誘導体(特開昭60−69657号公報,同61
−143764号公報,同61−148159号公報な
どに記載のもの)、アントロン誘導体(特開昭61−2
25151号公報,同61−233750号公報などに
記載のもの)また、次の一般式(VII) 又は(VIII)
れぞれ独立に置換又は無置換のアリール基を示し、Ar
4 は置換又は無置換のアリーレン基を示す。〕で表され
る電子伝達化合物が挙げられる。ここで、アリール基と
してはフェニル基,ナフチル基,ビフェニル基,アント
ラニル基,ペリレニル基,ピレニル基などが挙げられ、
アリーレン基としてはフェニレン基,ナフチレン基,ビ
フェニレン基,オキシビフェニレン基,アントラセニレ
ン基,ペリレニレン基,ピレニレン基などが挙げられ
る。また、置換基としては炭素数1〜10のアルキル
基,炭素数1〜10のアルコキシ基又はシアノ基などが
挙げられる。この一般式(VII)又は(VIII)で表される化
合物は、薄膜形成性のものが好ましい。一般式(VII) 又
は(VIII)で表される化合物の具体例としては、
第1489ページ(1989年)に開示されているオキ
サジアゾール誘導体などを挙げることができる。なお、
正孔注入輸送層及び電子注入層は電荷の注入性,輸送
性,障壁性のいずれかを有する層であり、上記した有機
材料の他にSi系,SiC系,CdS系などの結晶性な
いし非結晶性材料などの無機材料を用いることもでき
る。有機材料を用いた正孔注入輸送層及び電子注入層
は、発光層と同様にして形成することができ、無機材料
を用いた正孔注入輸送層及び電子注入層は真空蒸着法や
スパッタリングなどにより形成できるが、有機及び無機
のいずれの材料を用いた場合でも発光層のときと同様の
理由から真空蒸着法により形成することが好ましい。
方法の例を、各構成の素子それぞれについて説明する。
前記の陽極/発光層/陰極からなるEL素子の作製法に
ついて説明すると、まず適当な基板上に、所望の電極物
質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、1μm以下、好
ましくは10〜200nmの範囲の膜厚になるように、
蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陽極
を作製したのち、この上に発光材料である一般式(I)
で表されるプタジエン化合物の薄膜を形成させ、発光層
を設ける。該発光材料の薄膜化の方法としては、例えば
スピンコート法,キャスト法,蒸着法などがあるが、均
質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい
などの点から、蒸着法が好ましい。該発光材料の薄膜化
に、この蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用
する発光層に用いる有機化合物の種類,分子堆積膜の目
的とする結晶構造,会合構造などにより異なるが、一般
にボート加熱温度50〜400℃,真空度10-5〜10
-3Pa,蒸着速度0.01〜50nm/sec,基板温度
−50〜+300℃,膜厚5nmないし5μmの範囲で
適宜選ぶことが望ましい。次にこの発光層の形成後、そ
の上に陰極用物質からなる薄膜を、1μm以下、好まし
くは50〜200nmの範囲の膜厚になるように、例え
ば蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陰
極を設けることにより、所望のEL素子が得られる。な
お、このEL素子の作製においては、作製順序を逆にし
て、陰極,発光層,陽極の順に作製することも可能であ
る。
発光材料,電子注入材料を混合させた形で電極間に挟持
させ発光層とした、陽極/発光層/陰極からなる素子の
場合の作製方法としては、例えば適当な基板の上に、陽
極用物質からなる薄膜を形成し、正孔注入輸送材料,発
光材料,電子注入材料,ポリビニルカルバゾールなどの
結着剤などからなる溶液を塗布するか、又はこの溶液か
ら浸漬塗工法により薄膜を形成させ発光層とし、その上
に陰極用物質からなる薄膜を形成させるものがある。こ
こで、作製した発光層上に、さらに発光層の材料となる
素子材料を真空蒸着し、その上に陰極用物質からなる薄
膜を形成させてもよい。あるいは、正孔注入輸送材料,
電子注入材料及び発光材料を同時蒸着させ発光層とし、
その上に陰極用物質からなる薄膜を形成させてもよい。
極からなるEL素子の作製法について説明すると、ま
ず、陽極を前記のEL素子の場合と同様にして形成した
のち、その上に、正孔伝達化合物からなる薄膜をスピン
コート法などにより形成し、正孔注入輸送層を設ける。
この際の条件は、前記発光材料の薄膜形成の条件に準じ
ればよい。次に、この正孔注入輸送層の上に、順次発光
層及び陰極を、前記EL素子の作製の場合と同様にして
設けることにより、所望のEL素子が得られる。なお、
このEL素子の作製においても、作製順序を逆にして、
陰極,発光層,正孔注入輸送層,陽極の順に作製するこ
とも可能である。さらに、陽極/正孔注入輸送層/発光
層/電子注入層/陰極からなるEL素子の作製法につい
て説明すると、まず、前記のEL素子の作製の場合と同
様にして、陽極,正孔注入輸送層,発光層を順次設けた
のち、この発光層の上に、電子伝達化合物からなる薄膜
をスピンコート法などにより形成して、電子注入層を設
け、次いでこの上に、陰極を前記EL素子の作製の場合
と同様にして設けることにより、所望のEL素子が得ら
れる。なお、このEL素子の作製においても、作製順序
を逆にして、陽極,電子注入層,発光層,正孔注入輸送
層,陽極の順に作製してもよい。
素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+,陰極
を−の極性として電圧1〜30V程度を印加すると、発
光が透明又は半透明の電極側より観測できる。また、逆
の極性で電圧を印加しても電流は流れず発光は全く生じ
ない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が
+,陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、
印加する交流の波形は任意でよい。
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。
た。
1’−ビフェニル19.0g(55.0ミリモル)と亜リン
酸トリエチル11.0g(66.0ミリモル)とを125℃
で反応させたのち、n−ヘキサン100ミリリットルで
洗浄し、ホスホン酸エステルの白色沈殿9.5g(収率8
0%)を得た。このものの融点は97℃であり、またプ
ロトン核磁気共鳴スペクトル〔1 H−NMR,基準:テ
トラメチルシラン(TMS),溶媒:CDCl3 〕を求
めたところ、次の結果が得られた。 δ=7.6〜7.0ppm(8H,m),4.0ppm(8
H,q),3.1ppm〔4H,d(J=20.0Hz,リ
ンと水素との結合定数)〕,1.3ppm(12H,t)
造した。
1.36g(3.0ミリモル),3,3−ジフェニルアクロ
レイン1.37g(6.6ミリモル)及びカリウムt−ブト
キシド786mgをジメチルスルホキシド(DMSO)
30ミリリットルに懸濁し、室温(20〜25℃)にて
反応させた。得られた反応物を一晩放置したのち、メタ
ノール40ミリリットルと水10ミリリットルとの混合
液を添加し、次いで生じた沈殿をろ取し、シリカゲルカ
ラムにて精製することにより、黄色粉末1.43g(収率
85%)が得られた。このものの融点は267℃であっ
た。さらに、この黄色粉末を270℃で昇華精製し、こ
れをトルエンから再結晶したものをサンプルとして用い
た。この化合物は、下記の分析結果よりブタジエン化合
物(2)と同定された。 プロトン核磁気共鳴スペクトル〔 1H−NMR,基
準:テトラメチルシラン(TMS),溶媒,CDC
l3 〕 δ=8.5〜7.0ppm(34H,m) 元素分析 質量分析 m/z=562
4),(11)及び(12)の製造 第1表に示す種類のアルデヒドとホスホン酸エステルを
用い、製造例1−(2)と同様にしてブタジエン化合物
を製造した。
造した。
ル)アクロレイン294mg(1.0ミリモル)及び製造
例1−(1)で得られたホスホン酸エステル453mg
(1.0ミリモル)をジメチルスルホキシド10ミリリッ
トルに溶かし、これにカリウムt−ブトキシド200m
gを加えて一晩攪拌した。反応終了液にメタノール10
ミリリットル及び水5ミリリットルを加え、生じた沈殿
をろ取したのち、シリカゲルで精製した。収量は441
mg(収率60%)であった。このものは、下記の分析
結果よりブタジエン化合物(8)と同定された。 プロトン核磁気共鳴スペクトル〔 1H−NMR,基
準:テトラメチルシラン(TMS),溶媒,CDC
l3 〕 δ=8.5〜7.0ppm(30H,m),2.4ppm(2
4H,m) 元素分析 C H N 実測値(%) 84.95 7.56 7.66 計算値(%) 84.97 7.40 7.62 (C52H54N4 として) 質量分析 m/z=735
造 (1)ビス(ブロモアセチル)ヒドラシドの製造 次に示す反応式に従って、ビス(ブロモアセチル)ヒド
ラジドを製造した。
リモル)をヒドラジン1水和物20ミリリットルに加
え、8時間加熱還流したのち、室温まで冷却し、生じた
沈殿をろ取した。この沈殿をピリジン10ミリリットル
に溶かし、塩化α−ブロモアセチル3.15g(20.0ミ
リモル)を加えた。この反応混合物を3時間加熱還流し
たのち、氷水中に注ぎ、生じた沈殿をろ取し、N,N−
ジメチルホルムアミドから再結晶し、ビス(ブロモアセ
チル)ヒドラシド3.8g(収率70%)を得た。 (2)ホスホン酸エステルの製造 次に示す反応式に従って、ホスホン酸エステルを製造し
た。
ル)ヒドラジド3.8g(14ミリモル)をオキシ塩化リ
ン10ミリリットルに加え、12時間加熱還流したの
ち、反応混合物を氷水中に加え、生じた沈殿をろ取し
た。次いで、これをN,N−ジメチルホルムアミドから
再結晶し、ビス(ブロモメチル)オキサジアゾール1.0
7g(4.2ミリモル,収率30%)を得た。次に、これ
に亜リン酸トリエチル1.0ミリリットルを加え、6時間
加熱還流したのち、室温まで冷却後、冷ヘキサン中に反
応混合物を注ぎ、ホスホン酸エステルを白色固体として
ろ取した。収量は1.55g(収率100%)であった。 (3)ブタジエン化合物(21)の製造 次に示す反応式に従って、ブタジエン化合物(21)を
製造した。
370.2mg(1.0ミリモル)と3,3−ジフェニルア
クロレイン516.4mg(2.0ミリモル)をジメチルス
ルホキシド10ミリリットルに溶かし、これにカリウム
t−ブトキシド350mgを加えて室温で一晩攪拌し
た。次いで、反応終了液にメタノール10ミリリットル
及び水5ミリリットルを加え、生じた沈澱をろ取し、さ
らにN,N−ジメチルホルムアミドから再結晶して白色
結晶290mg(収率60%)を得た。このものは、以
下に示す分析結果より、ブタジエン化合物(21)と同
定された。 プロトン核磁気共鳴スペクトル〔 1H−NMR,基
準:テトラメチルシラン(TMS),溶媒,CDC
l3 〕 δ=8.5〜7.0ppm(26H,m) 元素分析 C H N 実測値(%) 84.55 5.22 5.92 計算値(%) 85.33 5.48 5.85 (C34H26N2 Oとして) 質量分析 m/z=478
により厚さ100nmのITO膜(陽極に相当)を設け
たものを透明支持基板とした。この透明支持基板をイソ
プロピルアルコールで5分間超音波洗浄し、さらに純水
中で5分間超音波洗浄したのち、UVイオン洗浄器(サ
ムコインターナショナル社製)にて基板温度150℃で
20分間洗浄した。この透明支持基板を乾燥窒素ガスで
乾燥して市販の蒸着装置〔日本真空技術(株)製〕の基
板ホルダーに固定し、モリブテン製の抵抗加熱ボートに
銅フタロシアニン錯体(以下、CuPcと略記する)2
00mgを入れた。次いで、真空槽を4×10-4Paま
で減圧したのち、CuPcの入った加熱ボートに通電し
て450℃まで加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で
CuPcを蒸着して正孔注入層にあたる膜厚60nmの
CuPc層を設けた。
別の三つの抵抗加熱ボートを装着し、この三つの抵抗加
熱ボートには、それぞれN,N’−ビス(4−メチルフ
ェニル)−N,N’−ビス(1−ナフチル)−〔1,
1’−ビフェニル〕−4,4’−ジアミン(以下、NP
Dと略記する),製造例1で得られたブタンジエン化合
物(2)(以下、DPBBiと略記する)及び4,4”
−ビス〔2−{4−(N,N’−ジフェニルアミノ)フ
ェニル}ビニル−1,1’:4’,1”〕ビフェニル
(以下、DPAVBiと略記する)を入れた。まず、N
PDの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱してNPDを
蒸着速度0.1〜0.3nm/秒にて蒸着し、膜厚20nm
のNPD層を設けた。次いでDPBBi,DPAVBi
の入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、DPBB
i,DPAVBiをそれぞれ蒸着速度4nm/秒,0.1
nm/秒で同時に蒸着し、電荷注入補助剤としてDPA
VBiを含む膜厚40nmのDPBBi−DPAVBi
層を発光層として設けた。
明支持基板を真空槽から取り出し、発光層の上にステン
レススチール製のマスクを配置して再び基板ホルダーに
固定した。次いで、モリブテン製の抵抗加熱ボートにト
リス(8−キノリノール)アルミニウム(以下、Alq
と略す。)200mgを入れて真空槽に装着した。さら
に、マグネシウムリボン1gを入れたモリブデン製の抵
抗加熱ボートと銀ワイヤー500mgを入れたタングス
テン製バスケットとを真空槽に装着した。その後、真空
槽を1×10-4Paまで減圧した。減圧後、Alqを入
れたボートを270℃まで加熱し、蒸着速度0.1〜0.3
nm/秒で発光層上にAlqを蒸着して膜厚20nmの
Alq層(電子注入層に相当)を設けた。続けて、銀ワ
イヤー入りのバスケットに通電して蒸着速度0.1nm/
秒で銀を蒸着させると同時にマグネシウムリボン入りの
ボートに通電して蒸着速度1.4〜2.0nm/秒でマグネ
シウムを蒸着した。この二元同時蒸着により、Alq層
上に膜厚160nmのマグネシウム−銀層(陰極に相
当)が形成された。この素子のITO電極を陽極とし、
マグネシウム−銀電極を陰極として、直流8.7Vを印加
したところ、13.0mA/cm2 の電流が流れ青色の発
光を得た。この際発光輝度は850cd/m2 であっ
た。
(2)の代わりに、製造例2〜7で得られた第2表に示
すブタジエン化合物を用いた以外は、実施例1と同様に
して実施した。結果を第2表に示す。また、得られた素
子を大気中に放置した結果、いずれも1ヶ月間経過後も
結晶化は観測されなかった。
討) 実施例1と同様の洗浄処理を行った透明支持基板を、乾
燥窒素ガスで乾燥して、市販の蒸着装置〔日本真空技術
(株)製〕の基板ホルダーに固定し、モリブデン製の抵
抗加熱ボートにAlq200mgを入れ、また別のモリ
ブデン製ボートに、正孔注入輸送材料として、製造例8
で得られたブタジエン化合物(8)200mgを入れて
真空槽を4×10-4Paまで減圧した。その後、化合物
(8)の入った加熱ボートに通電して350℃まで加熱
し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で化合物(8)を蒸着
して、膜厚60nmの正孔注入輸送層を設けた。
く、正孔注入輸送層上に、もう一つのボートよりAlq
を発光層として50nm積層蒸着した。この際のボート
温度は250℃、蒸着速度は0.2〜0.4nm/秒、基板
温度は室温であった。このようにして積層蒸着したもの
を真空槽より取り出し、ステンレススチール製のマスク
を配置し、再び基板ホルダーに固定した。次に、モリブ
デン製の抵抗加熱ボートにマグネシウムリボン1gを入
れ、また別のタングステン製バスケットに銀ワイヤー5
00mgを入れて真空槽に装着した。その後真空槽を1
×10-4Paまで減圧したのち、銀ワイヤー入りのバス
ケットに通電して蒸着速度0.1nm/秒で銀を蒸着させ
ると同時に、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着
速度1.4〜2.0nm/秒でマグネシウムを蒸着した。こ
の二元同時蒸着によりAlq層上に膜厚160nmのマ
グネシウム−銀層(陰極に相当)が形成された。この素
子のITO電極を陽極とし、マグネシウム−銀電極を陰
極として、直流8.7Vを印加したところ、12.5mA/
cm2 の電流が流れ、緑色の発光を得た。この際発光輝
度は450cd/m2 であった。
討) 実施例1と同様の洗浄処理を行った透明支持基板を乾燥
窒素ガスで乾燥して市販の蒸着装置〔日本真空技術
(株)製〕の基板ホルダーに固定し、モリブテン製の抵
抗加熱ボートにN,N’−ビス(3−メチルフェニル)
−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−
4,4’−ジアミン(以下、TPDと略記する)200
mgを入れ、また別のモリブテン製ボートに4,4’−
ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(以
下、DPVBiと略記する)200mgを入れ、真空槽
を4×10-4Paまで減圧した。その後、TPDの入っ
たボートを215〜220℃まで加熱し、蒸着速度0.1
〜0.3nm/秒で透明支持基板上に蒸着して膜厚60n
mの正孔注入層を製膜した。この際基板上の温度は室温
であった。これを真空槽より取り出すことなく、正孔注
入層上にDPVBiを発光層として40nm積層した。
次に、この積層蒸着したものを真空槽より取り出し、ス
テンレススチール製のマスクを配置して再び基板ホルダ
ーに固定した。次いで、モリブデン製抵抗加熱ボートに
電子注入輸送材料である製造例9で得られたブタジエン
化合物(21)200mgを入れ、さらに他のモリブデ
ン製抵抗加熱ボートにマグネシウムリボン1gを入れ、
またタングステン製バスケットに銀ワイヤー500mg
を入れ真空槽に装着した。その後、真空槽を1×10-4
Paまで減圧したのち、化合物(21)の入った抵抗加
熱ボートに通電して300〜310℃まで加熱して、化
合物(21)を蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で蒸着し、
電子注入輸送層を発光層上に20nm積層した。
電して蒸着速度0.1nm/秒で銀を蒸着させると同時
に、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度1.4
〜2.0nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この二元同
時蒸着により、電子注入輸送層上に膜厚160nmのマ
グネシウム−銀層(陰極に相当)が形成された。この素
子のITO電極を陽極とし、マグネシウム−銀電極を陰
極として、直流8.7Vを印加したところ、19.0mA/
cm2 の電流が流れ、青色の発光を得た。この際発光輝
度は970cd/m2 であった。
(2)の代わりに、式
1と同様にしてEL素子を作製した。この素子のITO
電極を陽極とし、マグネシウム−銀電極を陰極とし、直
流8.7Vを印加したところ、9.5mA/cm2 の電流が
流れ、青色の発光を得た。この際、発光輝度は316c
d/m2 であった。また、発光効率は1.2ルーメン/w
であり、実施例1の発光効率2.4ルーメン/wに比べて
低かった。
優れるとともに、素子化しても結晶化することのない熱
安定性の良好なブタジエン構造を有する化合物を含有す
るものであって、薄膜性に優れる、輝度が高い、寿命が
長いなどの特徴を有している。したがって、本発明の有
機EL素子は、例えば情報産業機器のディスプレイなど
として好適に用いられる。
Claims (4)
- 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 〔式中、Arは置換基を有する若しくは有しない炭素数
6〜20のアリール基又は炭素数2〜18の芳香族複素
環式基、R1 〜R4 は、それぞれ独立に水素原子,置換
基を有する若しくは有しない炭素数6〜20のアリール
基,炭素数2〜18の芳香族複素環式基又は炭素数1〜
6のアルキル基を示し、またArとR1 とがたがいに結
合して飽和若しくは不飽和の5員環又は6員環を形成し
ていてもよい。Qは一般式(II) 【化2】 で表される置換基を有していてもよいアリーレン基、あ
るいは置換基を有する若しくは有しないナフチレン基,
アントラセニレン基,ピレニレン基,ビナフチレン基又
は2価の炭素数2〜18の芳香族複素環式基、あるいは
置換基を有する若しくは有しない炭素数6〜20のアリ
ール基3個をもつ2価又は3価のトリアリールアミノ基
を示し、nは1又は2を示す。なお、ここでいう置換基
とはハロゲン原子,炭素数6〜20のアリール基,炭素
数1〜6のアルキル基,炭素数1〜6のアルコキシ基,
炭素数7〜20のアラルキル基,炭素数6〜18のアリ
ールオキシ基,置換若しくは無置換のアミノ基又は水酸
基を示す。〕で表されるブタジエン構造を有する化合物
を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 - 【請求項2】 一般式(I)において、nが1であり、
かつR1 が置換基を有する若しくは有しない炭素数6〜
20のアリール基又は炭素数2〜18の芳香族複素環式
基、及びQが一般式(II) で表される置換基を有してい
てもよいアリーレン基,あるいは置換基を有する若しく
は有しないナフチレン基,アントラセニレン基,ピレニ
レン基又はビナフチレン基である請求項1記載の有機エ
レクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項3】 一般式(I)で表されるブタジエン構造
を有する化合物を、一対の電極の間に挟持する有機機能
層のいずれかに含有させてなる請求項1又は2記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項4】 有機機能層が発光層,正孔注入輸送層及
び/又は電子注入輸送層からなるものである請求項3記
載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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---|---|---|---|
JP04587195A JP3635708B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04587195A JP3635708B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08239656A true JPH08239656A (ja) | 1996-09-17 |
JP3635708B2 JP3635708B2 (ja) | 2005-04-06 |
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ID=12731276
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04587195A Expired - Fee Related JP3635708B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3635708B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000068059A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-03-03 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子 |
JP2001326078A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Toppan Printing Co Ltd | ポリメテン化合物を用いた有機薄膜el素子 |
US6582837B1 (en) | 1997-07-14 | 2003-06-24 | Nec Corporation | Organic electroluminescence device |
JP2016522179A (ja) * | 2013-04-24 | 2016-07-28 | ノイジル、ジリ | 腫瘍性疾患であって特に高her2タンパク質レベルの腫瘍性疾患を治療するためのタモキシフェン誘導体 |
-
1995
- 1995-03-06 JP JP04587195A patent/JP3635708B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2000068059A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-03-03 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子 |
JP2001326078A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Toppan Printing Co Ltd | ポリメテン化合物を用いた有機薄膜el素子 |
JP2016522179A (ja) * | 2013-04-24 | 2016-07-28 | ノイジル、ジリ | 腫瘍性疾患であって特に高her2タンパク質レベルの腫瘍性疾患を治療するためのタモキシフェン誘導体 |
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---|---|
JP3635708B2 (ja) | 2005-04-06 |
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