JPH09506646A - エレクトロルミネセンス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、１個または数個の有機層を含有し、その際１個または数個の層が液晶電荷輸送化合物を含有する、エレクトロルミネセンス装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 エレクトロルミネセンス装置 エレクトロルミネセンス（ＥＬ）装置は、電流で電圧の印加下に発光すること により特徴づけられる。このような装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）なる名称 で工業において久しく公知である。発光は、正電荷（ｈｏｌｅ，正孔）と負電荷 （ｅｌｅｃｔｒｏｎ，電子）とが光の放出下に再結合することにより出現する。 工業において慣用のＬＥＤは、すべて大部分無機の半導体材料からなる。しか し、数年来、その主要成分が有機材料であるＥＬ装置が公知である。 これらの有機Ｅｌ装置は、通例有機の電荷輸送化合物からなる１個または数個 の層を含有する。原理的構造は、図１に示されている。図中、数１〜１０は次の 物を表わす： １ 基板 ２ ベース電極 ３ 正孔注入層 ４ 正孔輸送層 ５ エミッタ層 ６ 電子輸送層 ７ 電子注入層 ８ 頂部電極 ９ 接点 １０ 被覆 この構造は、最も一般的な事例であり、個々の層を省略して１個の層が幾つか の課題を引き受けることにより簡略にすることができる。最も簡単な事例におい ては、ＥＬ装置は２個の電極からなり、その間にすべての機能（発光を包含する ）を達成する有機層が存在する。このような系は、たとえばＰＣＴ特許（ＷＯ） ９０１３１４８号においては、ポリ−［ｐ−フェニレンビニレン］を主体とする ことが記載されている。 刊行物（Ｄ．Ａｄａｍ，Ｆ．Ｃｌｏｓｓ，Ｔ．Ｆｒｅｙ，Ｄ．Ｆｕｎｈｏｆｆ ，Ｄ．Ｈａａｒｅｒ，Ｈ．Ｒｉｎｇｓｄｏｒｆ，Ｐ．Ｓｃｈｕｈｍａｃｈｅｒ， Ｋ．Ｓｉｅｍｅｎｓｍｅｙｅｒ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．７０，４５７（ １９９３））からは、液晶相中にとくに高い電荷移動度が存在しうることが公知 である。 本発明は、少なくとも１個の層中に１種または数種の液晶性電荷輸送化合物を 含有する１個または数個の有機層を有するエレクトロルミネセンス装置に関する 。 これらの有機層は、図１中で層３〜７に一致し；ＥＬ装置を構成する場合には 、たとえば電子輸送層および電子注入層を省略することができる。ＥＬ装置は、 たとえば層３〜５からなる。 本発明によれば、電荷輸送化合物は、何らかのやり方で電荷（正孔および／ま たは電子）を輸送するすべての液晶化合物を表わす。これには、エミッタ層の成 分であり、従ってホトルミネセンス材料であるような化合物、たとえば蛍光染料 も明瞭に入る。液晶の光導体は、たとえばヨーロッパ特許出願５２７３７６Ａｌ およびＰ９３１０４８３２．６号に記載されている。 この場合、本発明による電荷輸送化合物は、低分子（モノマー）液晶化合物、 オリゴマー、オリゴマー混合物、ポリマーまたはポリマーの網状体ならびに上記 化合物の混合物であってもよい。 このような電荷輸送化合物の例は、トリフェニレン、フタロシアニン、トリシ クロキナゾリン、ペリレン、ペリレンイミド、デカシクレン、またはポルフィリ ンの系列からのデイスコチック（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）液晶化合物ならびにオキサ ジアゾール、チアジアゾール、ビスフェニレン、スチルベン、ピリミジン、テル フェニレン、クアテルフェニレンまたはオキサゾリンの系列からのカラミチック （ｃａｌａｍｉｔｉｃ）液晶化合物である。 ドイツ国特許出願Ｐ４３３９７１１．５号およびＰ４３２５２３８．９号に記 載されているようなデイスコチック液晶トリフェニレンおよびトリシクロキナゾ リンが殊に好ましい。 本発明の実施においては、液晶性電荷輸送化合物は ４および６または３および７に使用される。このため、これらの化合物は液晶相 中でのその高い移動度のためにとくに適当である。本発明により、液晶性電荷輸 送化合物は液晶相中に存在する分子秩序で使用される。この秩序は、たとえば試 料を加熱することによって調節することができる。この秩序の固定は、結晶性で なく、ガラス様に凝固するポリマーの場合には、ガラス状態に凍結することによ って行われる。同様に、ドイツ国特許出願０４３３９７１１．５号に記載された 方法による液晶秩序の固定も可能である。 本発明によるＥＬ装置の層状構成においては、液晶性電荷輸送化合物を含有し ないような層が、通常の方法で、たとえば低分子電荷輸送化合物の蒸着によるか 、またはポリマー結合剤中の低分子電荷輸送化合物の溶液の注ぎかけまたは振飛 ばしによるか、または直接ポリマーの電荷輸送化合物またはその前駆物質の溶液 から製造される。個々の層の成分が設けられた後熱または化学線（ＵＶ光、可視 光、電子線またはＸ線）で架橋される層がとくに好ましい。これはたとえばドイ ツ国特許出願Ｐ４３２５８８５．９号またはＰ４３３９７１１．５号に記載され た方法と同様に行うことができる。 液晶性電荷輸送化合物を含有する層を製造するためには、幾つかの方法がある 。たとえば、ガラスのような固体基板からセルを構成することができる。その際 、（たとえばアルミニウムまたはＩＴＯ＝インジウム−スズ酸化物で）導電性被 膜を設けたガラスを使用し、これをスペーサを用いて相互間隔を調節する。次に 、空所中へ液晶性電荷輸送化合物を、等方相で、たとえば希液状溶融液として充 填する。これは狭い相互間隔に存在する小ガラス板の毛管作用によって達成され る。小ガラス板は、導電性皮膜の他に、別の層（たとえば配向層）を有すること ができるが、これらの層は場合により熱い液晶性電荷輸送化合物を注入する際に 破壊しないように熱に安定でなければならない。ドイツ国特許出願Ｐ４３２５８ ８５．９号に記載されているような架橋された層は、たいてい適当である。 熱をかけることのできない基板またはフィルムのような撓み基板では、高い温 度が必要である限り、上記の方法は適用することができない。これらの場合には 、液晶性電荷輸送化合物は、有利には溶液から基板上に、たとえば流込みまたは 振飛ばしによって設けられ；融点が十分に低い場合には固体で設けることも可能 である。 液晶秩序の調節は、一般に試料を単に加熱することにより等方性状態に変え、 引き続き液晶層を形成するため冷却を行うことができる。液晶秩序が調節された 場合、急冷によりガラス状態に凍結するかまたは架橋により固定することができ る（ドイツ国特許出願Ｐ４３３９７１１．５号参照）。 本発明による液晶化合物１種または数種を含有する層は、付加的に１種または 数種の補助物質を含有することができる。これには、たとえば非液晶性電荷輸送 化合物、たとえばエミッタ染料、または重合開始剤および塗料技術から当業者に 公知であるような流展剤が入る。 次の例は、本発明による実施形を説明するものである。 例１ 図２は、装置の概略を示し、記号は下記に説明されている： アルミニウム（２０ｎｍ，図２における“２”）を蒸着したガラス基板（“１ ”）上に、まずトルエン１０７０ｍｇ中のオキサジアゾール５０ｍｇおよびポリ ［ケイ皮酸ビニルエステル］１００ｍｇからなる溶液を塗布した。次に、層をＨ ＢＯランプで５分照射することにより架橋した（“３”）。 この層上に引き続き、トルエン１３４８ｍｇ中のＤＣＭ１ｍｇおよびポリ［ケ イ皮酸ビニルエステル］１００ｍｇの溶液を振飛ばした（“４”）。こうして得 た層上に、厚さ１２μｍのスペーサを設け（“５”）、その後このスペーサをＩ ＴＯ（“６”）を塗布したガラス（“１”）で覆った。その次に、生じた構造物 を接着し、真空乾燥器中で１００℃で２３時間乾燥した；層の全厚は約１３μｍ であった。 引き続き、こうして生じた構造物の空所に１３０℃でヘキサペンチルオキシト リフェニレンを充填した（“７”）。 この試料のエレクトロルミネセンスを８０℃で観察した。この温度で、ヘキサ ペンチルオキシトリフェニレンは液晶Ｄ_ho相で存在する。確かめられた光は、電 圧１５０ｖでオレンジ赤であった。 例２ セル（図３参照）中へ、ヘキサペンチルオキシトリフェニレン（層配列ｃ６９ ℃Ｄ_ho１２２℃ｉ）を、温度１３０℃で拡散させた。セルは、ガラス基板上に２ つの電極を十字形に配置してなり（図３参照）、そのうち一方の電極は透明なイ ンジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなり、他方はアルミニウム（厚さ：６０ｎ ｍ）からなる。作用面積は、厚さ約１．３μｍで約２ｍｍ×２ｍｍである。セル を充填した後、双方の電極を導電性ので２成分接着剤で接触させる。温度８０℃ で６９Ｖの電圧を印加した後（ＩＴＯに正）、装置は青みがかった光を発した。 発光は、暗室中で明瞭に認められる。数時間の発光時間後も、明るさの減衰は知 覚できない。 例３ セル（図３参照）中へ、液晶相を構成しうる物質２を温度１２０℃で拡散させ る。相配列は、ｇ３４℃ｋ ６６℃ｎ１０２℃ｉであった。セルは、２つの電極を十字形に配置してなり、そ のうち一方の電極は透明なインジウム・スズ酸化物からなり、他方はアルミニウ ム（厚さ：６０ｎｍ）からなる。作用面積は、厚さ約３．０μｍで約２ｍｍ×２ ｍｍである。セルを充填した後、双方の電極を導電性の２成分接着剤で接触させ る。温度８５℃で２００Ｖの直流電圧（ＩＴＯに正）を印加した後、装置は青み がかった光を発する。 図３中：１ガラス、２アルミニウム、３ＩＴＯおよび４接着剤。 例４ 例２類似のセル中へ、温度１８５℃で２−ブタノイル−３，６，７，１０，１ １−ペンタペンチルオキシ−トリフェニレンを拡散させ、例２に記載したように 接触させた後、セルを等方相を調節するため１８５℃の温度にまで加熱し、５分 の待合わせ時間後、１Ｋ／ｍｉｎの冷却速度で７０℃に冷却する。４５Ｖの直流 電圧を印加した際（ＩＴＯ電極正、アルミニウム電極負）、装置は赤色光を発す る。５Ｖの電圧では、いか なる発光も観察できない。 例５ 例２類似のセル中へ、温度１５５℃で２，３，６，７，１０，１１−ヘキサブ チルオキシトリフェニレンを拡散させ、例２に記載したように接触させた後、セ ルを等方相を調節するため１５５℃の温度にまで加熱し、５分の待合わせ時間後 、１Ｋ／ｍｉｎの冷却速度で１１８℃に冷却する。４５Ｖの直流電圧を印加した 際（ＩＴＯ電極正、アルミニウム電極負）、装置はオレンジ光を発する。５Ｖの 電圧では、いかなる発光も観察できない。 例６ トルエン１００ｍｇ中の次式の化合物３ｍｇの溶液 を、ＩＴＯを塗布したガラス板上へ振飛ばす。試料を５０℃で３時間乾燥する。 １５０℃に加熱することに より、等方相を調節し、引き続き１Ｋ／ｍｉｎの冷却速度で徐々に冷却すること により試料を配向する。その後、層上にアルミニウム電極を蒸着する。アルミニ ウム電極の厚さは約６０ｎｍである。１０Ｖの直流電圧を印加する際（ＩＴＯ電 極正、アルミニウム電極負）、装置は青みがかった光を発する。３Ｖ以下の電圧 では、いかなる発光も観察できない。 例７ 例２類似のセルを、温度１２０℃で式 の化合物で充填する。例２におけるように接触させた後、１２０℃の温度にまで 加熱することにより等方相を調節し、５分の待合わせ時間後、１Ｋ／ｍｉｎの冷 却速度で６０℃に冷却する。４０Ｖの直流電圧を印加する際（ＩＴＯ電極正、ア ルミニウム電極負）、装置はオレンジ光を発する。５Ｖの電圧では、いかなる発 光も観察できない。 例８ 例２類似のセル中へ、式 の化合物を温度１２０℃で流し込む。例２に記載したように接触させた後、１２ ０℃の温度にまで加熱することにより等方相を調節し、５分の待合わせ時間後、 １Ｋ／ｍｉｎの冷却速度で２０℃に冷却する。６５Ｖの直流電圧を印加する際（ ＩＴＯ電極正、アルミニウム電極負）、装置はオレンジ光を発する。５Ｖの電圧 では、いかなる発光も観察できない。 例９ 例２類似のセル中へ、温度１５０℃で式の化合物 を流し込む。例２に記載したように中間冷却および接触後、１５０℃の温度で等 方相を調節し、５分の待合わせ時間後、１Ｋ／ｍｉｎの冷却速度で１００℃に冷 却する。５０Ｖの直流電圧を印加する際（ＩＴＯ電極 正、アルミニウム電極負）、装置はオレンジ光を発する。５Ｖの電圧では、いか なる発光も観察できない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルーカス ホイスリング ドイツ連邦共和国 Ｄ−67157 ヴァッヘ ンハイム アム ヒュッテンヴィンゲルト 50 (72)発明者 カール−ハインツ エツバッハ ドイツ連邦共和国 Ｄ−67227 フランケ ンタール ジャン−ガンス−シュトラーセ 46 (72)発明者 ディーター ハーラー ドイツ連邦共和国 Ｄ−95448 バイロイ ト ハングヴェーク 30 (72)発明者 ユルゲン ジメラー ドイツ連邦共和国 Ｄ−95447 バイロイ ト ヘーゲルシュトラーセ 18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１個または数個の有機層を含有するエレクトロルミネセンス装置において、 １個または数個の層が液晶性電荷輸送化合物を含有することを特徴とするエレク トロルミネセンス装置。 ２．１個または数個の層がデイスコチック液晶性電荷輸送化合物を含有すること を特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネセンス装置。 ３．１個または数個の層が電荷輸送化合物として、デイスコチック液晶のトリフ ェニレン、フタロシアニン、トリシクロキナゾリン、ペリレン、ペリレンイミド 、デカシクレンまたはポルフィリンを含有することを特徴とする請求項１記載の エレクトロルミネセンス装置。 ４．１個または数個の層が、カラミチック液晶性電荷輸送化合物を含有すること を特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネセンス装置。 ５．１個または数個の層が電荷輸送化合物として、カラミチック液晶のオキサジ アゾール、チアジアゾール、ビフェニル、スチルベン、ピリミジン、テルフェニ ル、クアテルフェニルまたはオキサゾリンを含有することを特徴とする請求項１ 記載のエレクトロルミネセンス装置。