JPH0841452A - 電界発光素子 - Google Patents

電界発光素子

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JPH0841452A
JPH0841452A JP6178263A JP17826394A JPH0841452A JP H0841452 A JPH0841452 A JP H0841452A JP 6178263 A JP6178263 A JP 6178263A JP 17826394 A JP17826394 A JP 17826394A JP H0841452 A JPH0841452 A JP H0841452A
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雄一 橋本
Norihiro Kikuchi
憲裕 菊地
Akihiro Senoo
章弘 妹尾
Teigo Sakakibara
悌互 榊原
Kiyoshi Sakai
清志 酒井
Noriyoshi Ogawa
典慶 小川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低い印加電圧で極めて輝度の高い発光を得る
ことができ、且つ耐久性にも極めて優れ、しかも比較的
安価で大面積の素子を容易に作成できる電界発光素子を
提供する。 【構成】 陽極及び陰極と、これらの間に挟持された一
層または複数層の有機化合物より構成される電界発光素
子において、前記有機化合物層のうち少なくとも一層
が、電荷輸送性の基を少なくとも側鎖に有するポリカー
ボネート重合体を含有する電界発光素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発光性物質からなる発光
層を有し、電界を印加することにより電界印加エネルギ
ーを直接光エネルギーに変換できる電界発光素子に関す
る。
【0002】詳しくは従来の白熱灯、蛍光灯あるいは発
光ダイオード等と異なり大面積、高分解能、薄型、軽
量、高速動作、完全な固体デバイスという特徴を有し、
高度な要求を満たす可能性のあるエレクトロルミネッセ
ンス(EL)パネルに使用する電界発光素子に関する。
【0003】
【従来の技術】有機材料の電界発光現象は1963年P
ope等によってアントラセン単結晶で観測され(J.
Chem.Phys.38(1963)2042)、そ
れに続き1965年HelfinchとSchneid
erは注入効率の良い溶液電極系を用いる事により比較
的強い注入型ELの観測に成功している(Phys.R
ev.Lett.14(1965)229)。
【0004】それ以来、米国特許3,172,862、
米国特許3,173,050、米国特許3,710,1
67、J.Chem.Phys.44(1966)29
02、J.Chem.Phys.50(1969)14
364、J.Chem.Phys.58(1973)1
542、あるいはChem.Phys.Lett.36
(1975)345等に報告されている様に、共役の有
機ホスト物質と縮合ベンゼン環を持つ共役の有機活性化
剤とで有機発光性物質を形成した研究が行われた。ナフ
タレン、アンスラセン、フェナンスレン、テトラセン、
ピレン、ベンゾピレン、クリセン、ピセン、カルバゾー
ル、フルオレン、ビフェニル、ターフェニル、トリフェ
ニレンオキサイド、ジハロビフェニル、トランス−スチ
ルベン及び1,4−ジフェニルブタジエン等が有機ホス
ト物質の例として示され、アンスラセン、テトラセン、
及びペンタセン等が活性化剤の例として挙げられた。し
かしこれらの有機発光性物質いずれも1μm以上をこえ
る厚さを持つ単一層として存在し、発光には高電界が必
要であった。この為、真空蒸着法による薄膜素子の研究
が進められた(例えばThin Solid Film
s 94(1982)171、Polymer 24
(1983)748、Jpn.J.Appl.Phy
s.25(1986)L773)。しかし、薄膜化は駆
動電圧の低減には有効ではあったが、実用レベルの高輝
度の素子を得るには至らなかった。
【0005】しかし近年Tangsらにより(App
l.Phys.Lett.51(1987)913ある
いは米国特許4,356,429)陽極と陰極との間に
2つの極めて薄い層(電荷輸送層と発光層)を真空蒸着
で積層したEL素子を考案し、低い駆動電圧で高輝度を
実現した。この種の積層型有機ELデバイスはその後も
活発に研究され、例えば特開昭59−194393、米
国特許4,539,507、特開昭59−19439
3、米国特許4,720,432、特開昭63−264
692、Appl.Phys.Lett.55(198
9)1467、特開平3−163188等に記載されて
いる。
【0006】また更にJpn.J.Appl.Phy
s.27(1988)L269,L713にはキャリア
輸送と発光の機能を分離した3層構造のEL素子が報告
されており、発光色を決める発光層の色素の選定に際し
てもキャリア輸送性能の制約が緩和され選択の自由度が
かなり増し、更には中央の発光層にホールと電子(ある
いは励起子)を有効に閉じ込めて発光の向上をはかる可
能性も示唆される。
【0007】積層型有機EL素子作成には、一般に真空
蒸着法が用いられているが、キャスティング法によって
もかなりの明るさの素子が得られる事が報告されている
(例えば、第50回応物学会学術講演会講演予稿集10
06(1989)及び第50回応物学会学術講演会講演
予稿集1041(1990))。
【0008】更には、ホール輸送化合物としてポリビニ
ルカルバゾール、電子輸送化合物としてオキサジアゾー
ル誘導体及び発光体としてクマリン6を混合した溶液か
ら浸漬塗布法で形成した混合1層型EL素子でもかなり
高い発光効率が得られる事が報告されている(例えば、
第38回応物関係連合講演会講演予稿集1086(19
91))。
【0009】上述の様に有機ELデバイスにおける最近
の進歩は著しく広汎な用途の可能性を示唆している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、それらの研究
の歴史はまだまだ浅く、未だその材料研究やデバイス化
への研究は十分なされていない。現状では更なる高輝度
の光出力や長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰
囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面に未だ問
題がある。更にはフルカラーデスプレー等への応用を考
えた場合の青、緑、赤の発光色相を精密に選択できる為
の発光波長の多様化等の問題も未だ十分に解決されてい
ない。
【0011】本発明の目的は、第一に極めて高輝度の光
出力を有する電界発光素子を提供する事にある。
【0012】第二に発光波長に多様性があり、種々の発
光色相を呈するとともに極めて耐熱性及び耐久性のある
電界発光素子を提供する事にある。
【0013】第三に製造が容易でかつ比較的安価に提供
できる電界発光素子材料を提供する事にある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成する為に鋭意研究をした結果、陽極及び陰極と、こ
れらの間に挟持された一層または複数層の有機化合物よ
り構成される電界発光素子において、前記有機化合物層
のうち少なくとも一層が、電荷輸送性の基を少なくとも
側鎖に有するポリカーボネート重合体を含む事を特徴と
する電界発光素子が極めて好適である事を見出し本発明
に至った。
【0015】以下、このポリカーボネート重合体を電荷
輸送性ポリカーボネート重合体という。
【0016】電荷輸送性の基を側鎖とすることにより、
電荷の輸送能力が向上する。電荷輸送性の基としては、
例えば窒素とベンゼン環とが結合した構造を有するもの
が好ましく、例えばトリフェニルアミン構造を有する
基、ヒドラゾン構造を有する基あるいはビフェニルジア
ミン構造を有する基が好ましい。
【0017】トリフェニルアミン構造を有する基として
は、例えば下記一般式(C)で表わされるものが好まし
い。
【0018】
【外10】 (一般式(C)中、R21〜R26のうちいずれかが二価基
となり、−(CH2 c−を介してポリカーボネート重
合体の主鎖中の炭素に結合する。cは0〜5の整数を示
す。R21〜R26は水素、ハロゲン、置換基を有しても良
いアルキル基、置換基を有しても良いアルケニル基、置
換基を有しても良いアリール基、置換基を有しても良い
アルコキシ基、置換基を有しても良いアリールアミノ
基、置換基を有しても良いアリールエーテル基または置
換基を有しても良いアミノアリールエーテルを示す。ま
たはR21とR22とが、あるいはR23とR24とが、あるい
はR25とR26とが結合して炭素環あるいは複素環を形成
してもよい。R21〜R26に結合する置換基としては、例
えばアミノ基、ハロゲン等が好ましい。) R21〜R26としては、特に炭素数1〜4のアルキル基あ
るいはアルコキシ基、又は塩素あるいは臭素が好まし
い。
【0019】好ましい一般式(C)の化合物を以下に示
す。
【0020】
【外11】
【0021】
【外12】
【0022】
【外13】
【0023】
【外14】
【0024】
【外15】
【0025】
【外16】
【0026】ヒドラゾン構造を有する基としては、例え
ば下記一般式(D)で表わされるものが好ましい。
【0027】
【外17】 (一般式(D)中、R27〜R30のうちいずれかが二価基
となり、−(CH2 d−を介して前記ポリカーボネー
ト重合体の主鎖の炭素に結合する。dは0〜5の整数を
示す。R27及びR28は水素、ハロゲン、置換基を有して
も良いアルキル基、置換基を有しても良いアルケニル
基、置換基を有しても良いアリール基、置換基を有して
も良いアルコキシ基、置換基を有しても良いアルキリデ
ン基、または縮合多環式炭化水素を含む一価基を示し、
29及びR30は置換基を有しても良いアルキル基、置換
基を有しても良いアルケニル基、置換基を有しても良い
アリール基、置換基を有しても良いアルコキシ基、置換
基を有しても良いアルキリデン基、または縮合多環式炭
化水素を含む一価基を示し、R29及びR30のうち少なく
とも一方はアリール基である。R27〜R30に結合する置
換基としては、例えばアミノ基、ハロゲン等が好まし
い。) R27及びR28としては、特に炭素数1〜4のアルキル基
あるいはアルコキシ基又は塩素あるいは臭素が好まし
い。R29及びR30としては、特に炭素数1〜4のアルキ
ル基あるいはアルコキシ基が好ましい。
【0028】好ましい一般式(D)の化合物を以下に示
す。
【0029】
【外18】
【0030】
【外19】
【0031】
【外20】
【0032】ビフェニルジアミン構造を有する基として
は、例えば下記一般式(E)で表わされるものが好まし
い。
【0033】
【外21】 (一般式(E)中、R31〜R34のうちいずれかが二価基
となり、−(CH2 e−を介してポリカーボネート重
合体の主鎖中の炭素に結合する。eは0〜5の整数を示
す。R31及びR33は置換基を有しても良いアルキル基、
置換基を有しても良いアルケニル基または置換基を有し
ても良いアルコキシ基を示し、R32及びR 34は置換基を
有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアルケ
ニル基、置換基を有しても良いアリール基または置換基
を有しても良いアルコキシ基を示す。R31〜R34に結合
する置換基としては、例えばアミノ基、ハロゲン等が好
ましい。) R31〜R34としては、特に1〜4のアルキル基あるいは
アルコキシ基が好ましい。
【0034】好ましい一般式(E)の化合物を以下に示
す。
【0035】
【外22】
【0036】
【外23】
【0037】本発明で使用する電荷輸送性ポリカーボネ
ート重合体としては、例えば下記一般式(A)で表わさ
れる繰り返し単位を有するものが好ましい。
【0038】
【外24】 (一般式(A)中、R1 〜R8 は水素、ハロゲン、置換
基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いア
ルケニル基、置換基を有しても良いアリール基または置
換基を有しても良いアルコキシ基を示す。R9 及びR10
は、一方が前記一般式(C)、(D)及び(E)から選
ばれたものを含む基を示し、他方が水素、置換基を有し
ても良いアルキル基、置換基を有しても良いアルケニル
基または置換基を有しても良いアリール基を示すか、ま
たはR9 及びR10が両方とも前記一般式(C)、(D)
及び(E)から選ばれたものを含む基を示す。) 更に、本発明で使用する電荷輸送性ポリカーボネート重
合体としては、前記一般式(A)で表わされる繰り返し
単位と、下記一般式(B)で表わされる繰り返し単位と
を有するものが好ましい。
【0039】
【外25】 (一般式(B)中、R11〜R18は水素、ハロゲン、置換
基を有しても良いアルキル基または置換基を有しても良
いアリール基を示す。Xは
【0040】
【外26】 から選ばれたものであり、ここでR19及びR20は水素、
ハロゲン、置換基を有しても良いアルキル基あるいは置
換基を有しても良いアリール基を示すか、またはR19
びR20が結合して、炭素環または複素環を形成してもよ
い。aは0〜2000の整数、bは0〜20の整数を示
す。R11〜R20に結合する置換基としては、例えばアミ
ノ基、ハロゲン等が好ましい。) 前記一般式(A)の繰り返し単位と、前記一般式(B)
の繰り返し単位との組成比は、モル比で0<(A)/
((A)+(B))≦1、更には0.1≦(A)/
((A)+(B))≦1が好ましい。
【0041】一般式(B)で表される二価フェノール型
ポリカーボネートユニット化合物としては、具体的には
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ス
ルホキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルファ
イド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、1,1
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノー
ルA;BPA)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)ブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
シクロヘキサン(ビスフェノールZ;BPZ)、2,2
−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)
プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
クロロフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロ
キシ−3−ブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)
プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)ジフェニルメタン、α,ω−ビス[3
−(0−ヒドロキシフェニル)プロピル]ポリジメチル
シロキサン等が好ましい。
【0042】また、本発明の電界発光素子で使用する電
荷輸送性ポリカーボネート重合体の分子量は、重量平均
で1000〜100万、更には2000〜70万が好ま
しい。本発明において分子量は、GPC法により測定し
た値である。
【0043】次に、本発明で使用する電荷輸送性ポリカ
ーボネート重合体の合成例を示す。
【0044】合成例1 8.8%(w/v)の水酸化ナトリウム水溶液580m
lに、次の構造式(1)のトリフェニルアミン構造を有
する二価フェノール188.4g及びハイドロサルファ
イト0.1gを加え溶解した。これにメチレンクロライ
ド360mlを加え、15℃に保ちながら攪拌しつつ、
p−t−ブチルフェノール(PTBP)2.0gを加
え、ついでホスゲン51gを60分かけて吹き込んだ。
【0045】
【外27】
【0046】吹き込み終了後、激しく攪拌して、反応液
を乳化させ、乳化後0.2mlのトリエチルアミンを加
え、約1時間攪拌し重合させた。
【0047】重合液を水相と有機相に分離し、有機相を
リン酸で中和し、洗液のpHが中性になるまで水洗を繰
り返した後、イソプロパノール470mlを加え、重合
物を沈殿させた。沈殿物を濾過後、乾燥して粉末重合体
を得た。
【0048】この重合体は、塩化メチレンを溶媒とする
濃度0.5g/dlの溶液の温度20℃における極限粘
度[η]は0.46dl/gであった。
【0049】得られた上記重合体を赤外線吸収スペクト
ルより分析した結果、1650cm -1の位置にカルボニ
ル基による吸収、1240cm-1の位置にエーテル結合
による吸収が認められ、カーボネート結合を有すること
が確認された。また、3650〜3200cm-1の位置
に水酸基由来の吸収はほとんど認められなかった。
【0050】よって、この重合体は下記繰り返し単位か
らなるポリカーボネート重合体と認められた。
【0051】
【外28】
【0052】合成例2 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、次の構造式
(2)の二価フェノールを199.6g用いた以外は、
合成例1と同様に行った。
【0053】
【外29】 得られた重合体の極限粘度[η]は0.46dl/g
で、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体は下記繰り
返し単位を有するポリカーボネート重合体と認められ
た。
【0054】
【外30】
【0055】合成例3 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、次の構造式
(3)の二価フェノールを194g用いた以外は、合成
例1と同様に行った。
【0056】
【外31】 得られた重合体の極限粘度[η]は0.46dl/g
で、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体は下記繰り
返し単位を有するポリカーボネート重合体と認められ
た。
【0057】
【外32】
【0058】合成例4 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、次の構造式
(4)の二価フェノールを205.2g用いた以外は、
合成例1と同様に行った。
【0059】
【外33】 得られた重合体の極限粘度[η]は0.46dl/g
で、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体は下記繰り
返し単位を有するポリカーボネート重合体と認められ
た。
【0060】
【外34】
【0061】合成例5 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、次の構造式
(5)の二価フェノールを308g用いた以外は、合成
例1と同様に行った。
【0062】
【外35】 得られた重合体の極限粘度[η]は0.48dl/g
で、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体は下記繰り
返し単位を有するポリカーボネート重合体と認められ
た。
【0063】
【外36】
【0064】合成例6 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(2)の二価フェノール99.8gとビスフェノールA
45.6gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0065】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0066】
【外37】
【0067】合成例7 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(2)の二価フェノール20.0gとビスフェノールA
82.1gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0068】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0069】
【外38】
【0070】合成例8 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(2)の二価フェノール59.9gとビスフェノールA
63.8gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0071】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0072】
【外39】
【0073】合成例9 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、次の構造式
(6)の二価フェノールを188g用いた以外は、合成
例1と同様に行った。
【0074】
【外40】 この重合体は、塩化メチレンを溶媒とする濃度0.5g
/dlの溶液の温度20℃における極限粘度[η]は
0.46dl/gであった。
【0075】得られた上記重合体を赤外線吸収スペクト
ルより分析した結果、1650cm -1の位置にカルボニ
ル基による吸収、1240cm-1の位置にエーテル結合
による吸収が認められ、カーボネート結合を有すること
が確認された。また、3650〜3200cm-1の位置
に水酸基由来の吸収はほとんど認められなかった。
【0076】よって、この重合体は下記繰り返し単位か
らなるポリカーボネート重合体と認められた。
【0077】
【外41】
【0078】合成例10 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、次の構造式
(7)の二価フェノールを236.4g用いた以外は、
合成例1と同様に行った。
【0079】
【外42】 得られた重合体の極限粘度[η]は0.47dl/g
で、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体は下記繰り
返し単位を有するポリカーボネート重合体と認められ
た。
【0080】
【外43】
【0081】合成例11 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(6)の二価フェノール94gとビスフェノールA4
5.6gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0082】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0083】
【外44】
【0084】合成例12 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(6)の二価フェノール18.8gとビスフェノールA
82.1gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0085】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0086】
【外45】
【0087】合成例13 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(6)の二価フェノール56.4gとビスフェノールA
63.8gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0088】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0089】
【外46】
【0090】合成例14 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、次の構造式
(8)の二価フェノール197.6gを用いた以外は、
合成例1と同様に行った。
【0091】
【外47】 この重合体は、塩化メチレンを溶媒とする濃度0.5g
/dlの溶液の温度20℃における極限粘度[η]は
0.47dl/gであった。
【0092】得られた上記重合体を赤外線吸収スペクト
ルより分析した結果、1650cm -1の位置にカルボニ
ル基による吸収、1240cm-1の位置にエーテル結合
による吸収が認められ、カーボネート結合を有すること
が確認された。また、3650〜3200cm-1の位置
に水酸基由来の吸収はほとんど認められなかった。
【0093】よって、この重合体は、下記繰り返し単位
からなるポリカーボネート重合体と認められた。
【0094】
【外48】
【0095】合成例15 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、次の構造式
(2)の二価フェノールを236g用いた以外は、合成
例1と同様に行った。
【0096】
【外49】 得られた重合体の極限粘度[η]は0.47dl/g
で、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体は下記繰り
返し単位を有するポリカーボネート重合体と認められ
た。
【0097】
【外50】
【0098】合成例16 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(8)の二価フェノール98.8gとビスフェノールA
45.6gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0099】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0100】
【外51】
【0101】合成例17 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(9)の二価フェノール23.6gとビスフェノールA
82.1gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0102】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0103】
【外52】
【0104】合成例18 構造式(1)の二価フェノールの代わりに、構造式
(9)の二価フェノール70.8gとビスフェノールA
63.8gを用いた以外は、合成例1と同様に行った。
【0105】得られた重合体の極限粘度[η]は0.4
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析よりこの重合体
は下記繰り返し単位を有するポリカーボネート重合体と
認められた。
【0106】
【外53】 本発明の発光素子は、上述の様な電荷輸送性ポリカーボ
ネート重合体よりなる化合物を溶液塗布法、ホットプレ
ス法等により陽極及び陰極の間に形成する。その有機層
の厚みは2μmより薄く、好ましくは0.5μmより小
さく薄膜化する事が好ましい。
【0107】以下、図面に沿って本発明を更に詳細に説
明する。
【0108】図1は基盤上に陽極、発光層及び陰極を順
次設けた構成のものである。ここで使用する発光素子は
それ自体でホール輸送能、エレクトロン輸送能及び発光
性の性能を単一で有している場合や、それぞれの特性を
有する化合物を混ぜて使う場合に有用である。
【0109】図2は基盤上に陽極、ホール輸送層、エレ
クトロン輸送層及び陰極を順次設けた構成のものであ
る。この場合は発光物質はホール輸送性かあるいはエレ
クトロン輸送性のいずれかあるいは両方の機能を有して
いる材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い単なるホ
ール輸送物質あるいはエレクトロン輸送物質と組み合わ
せて用いる場合に有用である。
【0110】図3は基盤上に陽極、ホール輸送層、発光
層、エレクトロン輸送層及び陰極を順次設けた構成のも
のである。これはキャリヤ輸送と発光の機能を分離した
ものであり、ホール輸送性、エレクトロン輸送性、発光
性の各特性を有した化合物と適時組み合わせて用いられ
極めて材料の選択の自由度が増すとともに、発光波長を
異にする種々の化合物が使用出来る為、発光色相の多様
化が可能となる。また更に中央の発光層にホールとエレ
クトロン(あるいは励起子)を有効に閉じ込めて発光効
率の向上を図る事も可能になる。
【0111】本発明の化合物は、従来の化合物に比べい
ずれも極めて高い電荷輸送能を有する化合物であり必要
に応じて図1、図2、図3のいずれの形態でも使用する
事が可能である。
【0112】また本発明の化合物は、図1、図2、図3
のいずれの形態の場合でも前記よりなる化合物を必要に
応じ2種類以上使用してもさしつかえない。
【0113】本発明に於ては、電界発光素子を構成する
有機化合物層のうち少なくとも一層に前記の電荷輸送性
ポリカーボネート重合体よりなる化合物を用いるもので
あるが、必要に応じて電子写真感光体分野等で研究され
ているホール輸送性化合物やこれ迄知られているホール
輸送性発光体化合物(例えば表1に示される化合物等)
あるいはエレクトロン輸送性化合物やこれ迄知られてい
るエレクトロン輸送性発光体化合物(例えば表2に挙げ
られる化合物)を必要に応じて2種類以上使用する事も
出来る。
【0114】
【外54】
【0115】
【外55】
【0116】本発明の化合物を用いた電界発光素子は、
一般には重合体単独あるいは適当な結着性樹脂と組み合
わせて薄膜を形成する。
【0117】上記結着剤としては広範囲な結着性樹脂よ
り選択でき、例えばポリビニルカルバゾール樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート
樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニル
アセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
シリコン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。これらは単
独または共重合体ポリマーとして1種または2種以上混
合して用いても良い。
【0118】陽極材料としては仕事関数がなるべく大き
なものが良く、例えば、ニッケル、金、白金、パラジウ
ム、セレン、レニウム、イリジウムやこれらの合金、あ
るいは酸化錫、酸化錫インジウム(ITO)、ヨウ化銅
が好ましい。またポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ
フェニレンスルフィドあるいはポリピロール等の導電性
ポリマーも使用出来る。
【0119】一方、陰極材料としては仕事関数が小さな
銀、鉛、錫、マグネシウム、アルミニウム、カルシウ
ム、マンガン、インジウム、クロムあるいはこれらの合
金が用いられる。
【0120】また、陽極及び陰極として用いる材料のう
ち少なくとも一方は、素子の発光波長領域において50
%より多くの光を透過する事が好ましい。
【0121】本発明の電界発光素子は、従来の白熱灯、
蛍光灯あるいは発光ダイオードなどと異なり、大面積、
高分解能、薄型、軽量、高速動作、完全な固体デバイス
であり、高度な要求を満たす可能性のあるエレクトロル
ミネッセンス(EL)パネルに使用する。
【0122】また、本発明で用いる透明性基盤として
は、ガラス、プラスチックフィルム等が用いられる。
【0123】以下本発明を実施例によって具体的に説明
する。
【0124】
【実施例】
(実施例1)酸化錫インジウム(ITO)被膜(50n
m)ガラスの透明陽極上にキャスティング法により、前
記合成例1のポリカーボネート重合体(重量平均分子量
25000)からなる発光層120nmを設け、そして
Mg/Ag(10/1)合金からなる陰極170nmを
真空蒸着により形成し、第1図に示すような素子を作成
した。
【0125】この様にして作成した素子の陽極と陰極を
リード線で結び直流電源を接続し10Vの電圧を印加し
た所、電流密度10.8mA/cm2 の電流が素子に流
れ、0.20mW/cm2 の光出力が確認された。
【0126】そして、そのままの電流密度(10.8m
A/cm2 )を90時間保った所90時間後でも最終出
力0.17mW/cm2 の光出力が12Vの印加電圧で
得られた。
【0127】(実施例2〜5)上記実施例1で用いた合
成例1のポリカーボネート重合体の代わりに前記合成例
2(実施例2)、合成例3(実施例3)、合成例4(実
施例4)、合成例17(実施例5)を用いた他は実施例
1と同様に素子を作成した。
【0128】そして、それらの得られた素子に、電流密
度11.0mA/cm2 の電流を100時間流した。そ
の時の結果を以下の表3に示す。
【0129】
【0130】(比較例1〜2)上記実施例1で用いた合
成例1のポリカーボネート重合体の代わりに下記構造式
の化合物及びポリカーボネートA樹脂(重量平均分子量
25000)を用いた他は実施例2と同様に素子を形成
した。
【0131】
【外56】
【0132】そして、それらの得られた素子に、実施例
2〜5と同様に電流密度11.0mA/cm2 の電流を
100時間流した。その時の結果を以下の表4に示す。
【0133】
【0134】表3及び表4から明らかな様に、本発明の
化合物を用いた素子は比較化合物を用いた素子に比べ光
出力及び耐久性において極めて優れている事が分かる。
【0135】
【発明の効果】本発明の化合物を用いた電界発光素子
は、低い印加電圧で極めて輝度の高い発光を得ることが
でき且つ耐久性にも極めて優れている。
【0136】また素子の作成もキャスティング法等で作
成でき比較的安価で大面積の素子を容易に作成する事が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかわる電界発光素子の代表的な断面
図である。
【図2】本発明にかかわる電界発光素子の代表的な断面
図である。
【図3】本発明にかかわる電界発光素子の代表的な断面
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊原 悌互 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 酒井 清志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小川 典慶 大阪府豊中市神州町2−12 三菱ガス化学 株式会社大阪工場内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極及び陰極と、これらの間に挟持され
    た一層または複数層の有機化合物より構成される電界発
    光素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも一
    層が、電荷輸送性の基を少なくとも側鎖に有するポリカ
    ーボネート重合体を含有することを特徴とする電界発光
    素子。
  2. 【請求項2】 前記電荷輸送性の基が、窒素とベンゼン
    環とが結合した構造を有するものである請求項1記載の
    電界発光素子。
  3. 【請求項3】 前記電荷輸送性の基が、トリフェニルア
    ミン構造、ヒドラゾン構造またはビフェニルジアミン構
    造を有するものである請求項1記載の電界発光素子。
  4. 【請求項4】 前記電荷輸送性の基が、下記一般式
    (C)、(D)及び(E)の中から選ばれたものである
    請求項1記載の電界発光素子。 【外1】 (一般式(C)中、R21〜R26のうちいずれかが二価基
    となり、−(CH2 c−を介して前記ポリカーボネー
    ト重合体の主鎖に結合する。cは0〜5の整数を示す。
    21〜R26は水素、ハロゲン、置換基を有しても良いア
    ルキル基、置換基を有しても良いアルケニル基、置換基
    を有しても良いアリール基、置換基を有しても良いアル
    コキシ基、置換基を有しても良いアリールアミノ基、置
    換基を有しても良いアリールエーテル基または置換基を
    有しても良いアミノアリールエーテル基を示す。または
    21とR22とが、あるいはR23とR24とが、あるいはR
    25とR26とが結合して炭素環あるいは複数環を形成して
    もよい。) 【外2】 (一般式(D)中、R27〜R30のうちいずれかが二価基
    となり、−(CH2 d−を介して前記ポリカーボネー
    ト重合体の主鎖に結合する。dは0〜5の整数を示す。
    27及びR28は水素、ハロゲン、置換基を有しても良い
    アルキル基、置換基を有しても良いアルケニル基、置換
    基を有しても良いアリール基、置換基を有しても良いア
    ルコキシ基、置換基を有しても良いアルキリデン基、ま
    たは縮合多環式炭化水素を含む一価基を示し、R29及び
    30は置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有し
    ても良いアルケニル基、置換基を有しても良いアリール
    基、置換基を有しても良いアルコキシ基、置換基を有し
    ても良いアルキリデン基、または縮合多環式炭化水素を
    含む一価基を示し、R29及びR30のうち少なくとも一方
    はアリール基である。) 【外3】 (一般式(E)中、R31〜R34のうちいずれかが二価基
    となり、−(CH2 e−を介して前記ポリカーボネー
    ト重合体の主鎖に結合する。eは0〜5の整数を示す。
    31及びR33は置換基を有しても良いアルキル基、置換
    基を有しても良いアルケニル基または置換基を有しても
    良いアルコキシ基を示し、R32及びR34は置換基を有し
    ても良いアルキル基、置換基を有しても良いアルケニル
    基、置換基を有しても良いアリール基または置換基を有
    しても良いアルコキシ基を示す。)
  5. 【請求項5】 前記ポリカーボネート重合体が、下記一
    般式(A)で表わされる繰り返し単位を有する請求項1
    記載の電界発光素子。 【外4】 (一般式(A)中、R1 〜R8 は水素、ハロゲン、置換
    基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いア
    ルケニル基、置換基を有しても良いアリール基または置
    換基を有しても良いアルコキシ基を示す。R9 及びR10
    は、一方が下記一般式(C)、(D)及び(E)から選
    ばれたものを含む基を示し、他方が水素、置換基を有し
    ても良いアルキル基、置換基を有しても良いアルケニル
    基または置換基を有しても良いアリール基を示すか、ま
    たはR9 及びR10が両方とも下記一般式(C)、(D)
    及び(E)から選ばれたものを含む基を示す。) 【外5】 (一般式(C)中、R21〜R26のうちいずれかが二価基
    となり、−(CH2 c−と結合して一般式(A)中の
    9 またはR10となる。cは0〜5の整数を示す。R21
    〜R26は水素、ハロゲン、置換基を有しても良いアルキ
    ル基、置換基を有しても良いアルケニル基、置換基を有
    しても良いアリール基、置換基を有しても良いアルコキ
    シ基、置換基を有しても良いアリールアミノ基、置換基
    を有しても良いアリールエーテル基または置換基を有し
    ても良いアミノアリールエーテル基を示す。またはR21
    とR22とが、あるいはR23とR24とが、あるいはR25
    26とが結合して炭素環あるいは複素環を形成してもよ
    い。) 【外6】 (一般式(D)中、R27〜R30のうちいずれかが二価基
    となり、−(CH2 d−と結合して一般式(A)中の
    9 またはR10となる。dは0〜5の整数を示す。R27
    及びR28は水素、ハロゲン、置換基を有しても良いアル
    キル基、置換基を有しても良いアルケニル基、置換基を
    有しても良いアリール基、置換基を有しても良いアルコ
    キシ基、置換基を有しても良いアルキリデン基、または
    縮合多環式炭化水素を含む一価基を示し、R29及びR30
    は置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても
    良いアルケニル基、置換基を有しても良いアリール基、
    置換基を有しても良いアルコキシ基、置換基を有しても
    良いアルキリデン基、または縮合多環式炭化水素を含む
    一価基を示し、R29及びR30のうち少なくとも一方はア
    リール基である。) 【外7】 (一般式(E)中、R31〜R34のうちいずれかが二価基
    となり、−(CH2 e−と結合して一般式(A)中の
    9 またはR10となる。eは0〜5の整数を示す。R31
    及びR33は置換基を有しても良いアルキル基、置換基を
    有しても良いアルケニル基または置換基を有しても良い
    アルコキシ基を示し、R32及びR34は置換基を有しても
    良いアルキル基、置換基を有しても良いアルケニル基、
    置換基を有しても良いアリール基または置換基を有して
    も良いアルコキシ基を示す。)
  6. 【請求項6】 前記ポリカーボネート重合体が、前記一
    般式(A)で表わされる繰り返し単位と、下記一般式
    (B)で表わされる繰り返し単位とを有し、前記一般式
    (A)の繰り返し単位と下記一般式(B)の繰り返し単
    位との組成がモル比で 0<(A)/((A)+(B))≦1 である請求項4記載の電界発光素子。 【外8】 (一般式(B)中、R11〜R18は水素、ハロゲン、置換
    基を有しても良いアルキル基または置換基を有しても良
    いアリール基を示す。Xは 【外9】 から選ばれたものであり、ここでR19及びR20は水素、
    ハロゲン、置換基を有しても良いアルキル基または置換
    基を有しても良いアリール基を示すか、またはR 19及び
    20が結合して、炭素環または複素環を形成してもよ
    い。aは0〜200の整数、bは0〜20の整数を示
    す。)
  7. 【請求項7】 前記組成比が 0.1≦(A)/((A)+(B))≦1 である請求項6記載の電界発光素子。
  8. 【請求項8】 前記ポリカーボネート重合体の分子量
    が、重量平均で1000〜100万である請求項1記載
    の電界発光素子。
  9. 【請求項9】 前記分子量が、2000〜70万である
    請求項8記載の電界発光素子。
  10. 【請求項10】 支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層
    を有し、前記ポリカーボネート重合体を前記電荷輸送層
    に含有する請求項1記載の電界発光素子。
  11. 【請求項11】 前記ポリカーボネート重合体の含有量
    が、前記電荷輸送層に対して50〜100重量%である
    請求項10記載の電界発光素子。
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