KR101425378B1 - 스틸벤 유도체, 발광 소자 및 발광 장치 - Google Patents

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사토시 세오
료지 노무라
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 청색으로서 뛰어난 색순도를 부여하는 신규 물질 및 이것을 사용한 발광 소자 및 발광 장치를 제공한다. 스틸벤 유도체는 일반식 (1)로 나타내는 구조를 가지는 것이다. 일반식 (1)에 있어서, R1은 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, R2는 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 각 R3∼R5는 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. Ar1은 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다.

Description

스틸벤 유도체, 발광 소자 및 발광 장치{STILBENE DERIVATIVES, LIGHT-EMITTING ELEMENT AND LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 스틸벤 유도체, 스틸벤 유도체를 사용한 발광 소자 및 발광 소자를 가지는 발광 장치에 관한 것이다.
박형, 경량, 고속 응답성 등의 특징을 지니는 발광 소자는, 차세대의 플랫 패널 디스플레이에 응용될 것으로 기대되고 있다. 또한 발광 소자를 매트릭스 모양으로 배치한 발광 장치는, 종래의 액정표시장치와 비교하여, 시야각이 넓어 시인성이 뛰어나다는 점에 우수성이 있다고 할 수 있다.
발광 소자는, 한 쌍의 전극(양극과 음극) 사이에 발광 물질을 포함하는 층을 끼움으로써 이루어지고, 그 발광 메커니즘은, 양쪽 전극 사이에 전압을 인가했을 때 양극으로부터 주입되는 홀과, 음극으로부터 주입되는 전자가, 발광 물질을 포함하는 층의 발광층에서 재결합함으로써 발광중심에서 재결합하여 분자 여기자(勵起子)를 형성하고, 그 분자 여기자가 기저상태로 되돌아올 때에 에너지를 방출하여 발광하는 것으로 되어 있다. 이러한 메커니즘으로부터, 이러한 발광 소자는, 전류여기형 발광 소자라고 불린다. 발광 물질이 형성하는 여기상태의 종류로서는, 1중항 여기상태와 3중항 여기상태가 가능하다. 1중항 여기상태로부터의 발광이 형광, 3중항 여기상태로부터의 발광이 인광이라고 불리고 있다.
발광 소자의 발광 파장은, 발광 소자에 포함되는 발광 분자의 여기상태와 기저상태의 에너지 차이, 즉 밴드갭에 의해 결정된다. 따라서, 발광 분자의 구조를 연구하는 것으로, 여러 가지의 발광색을 얻는 것이 가능하다. 빛의 삼원색인 빨강, 파랑, 초록의 발광이 가능한 발광 소자를 사용하여 발광 장치를 제조함으로써, 풀컬러 발광 장치를 제조할 수 있다.
그러나, 신뢰성이 높고, 색순도가 뛰어난 발광 소자의 실현이 곤란하다는 문제가 있는 것이 현 실정이다. 최근의 재료 개발의 결과, 적색 및 녹색의 발광 소자에 대해서는, 높은 신뢰성과 뛰어난 색순도가 달성되었다. 그러나, 특히 청색의 발광 소자에 대해서는, 충분한 신뢰성과 색순도를 가지는 발광 소자가 실현되지 않아, 많은 연구가 이루어지고 있다(예를 들면, 특허문헌 1: 일본국 공개특허공보 특개 2004-75580호).
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어졌다. 본 발명은 청색으로서 뛰어난 색순도를 부여하는 신규 물질 및 이것을 사용한 발광 소자 및 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구성은, 새로운 스틸벤 유도체를 제공하는 것이다. 본 발명의 스틸벤 유도체는 하기 일반식 (1)에 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00001

일반식 (1)에 있어서, R1은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 R2는, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 각 R3∼R5는, 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. 또한 Ar1은, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다.
또한 본 발명의 스틸벤 유도체는, 하기 일반식 (2)에 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00002
일반식 (2)에 있어서, R1은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 R2는, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 각 R3∼R5는, 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. 또한 각 R6∼R10은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다.
또한 본 발명의 스틸벤 유도체는, 하기 일반식 (3)에 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00003

일반식 (3)에 있어서, R1은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. R2는, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. Ar1은, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다.
또한 본 발명의 스틸벤 유도체는, 하기 일반식 (4)에 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00004

일반식 (4)에 있어서, R1은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 R2는, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 각 R6∼R10은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다.
또한 본 발명의 스틸벤 유도체는, 하기 일반식 (5)에 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00005

일반식 (5)에 있어서, 각 R1, R2는, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 각 R3∼R5는, 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. Ar1은, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다.
또한 본 발명의 스틸벤 유도체는, 하기 일반식 (6)에 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00006
일반식 (6)에 있어서, 각 R1, R2는, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 각 R3∼R5는, 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타내고, 각 R6∼R10은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다.
또한 본 발명의 스틸벤 유도체는, 하기 일반식 (7)에 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00007
일반식 (7)에 있어서, 각 R1, R2는, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 Ar1은, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다.
또한 본 발명의 스틸벤 유도체는, 하기 일반식 (8)에 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00008

일반식 (8)에 있어서, 각 R1, R2는, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다. 또한 R6∼R10은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고, 이 아릴기는 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지고 있어도 된다.
본 발명은 전술한 스틸벤 유도체를 포함하는 발광층을 가지는 발광 소자의 구성을 포함한다. 본 발명에 따른 스틸벤 유도체는, 색순도가 높은 청색발광을 나타내는 특징이 있기 때문에, 주로 게스트 재료로 사용하고, 다른 호스트 재료와 함께 발광층을 형성한다.
상기 구성에 있어서, 본 발명의 스틸벤 유도체는, 호스트 재료의 극성에 따라 그 발광색의 미세 조정이 가능하기 때문에, 호스트 재료를 적절히 선택함으로써 원하는 발광색을 얻을 수 있다.
또한 본 발명은 전술한 스틸벤 유도체를 포함하는 발광층을 가지는 발광 소자를 포함하는 발광 장치의 구성을 포함한다.
본 발명을 실시함으로써, 색순도가 좋은 청색발광이 얻어지고, 발광 효율이 뛰어난 스틸벤 유도체를 얻을 수 있다. 또한 상기 스틸벤 유도체를 사용하여 발광 소자를 제작함으로써, 색순도가 좋은 청색발광 소자 및 그것을 사용한 발광 장치를 제공할 수 있다. 또한 발광 효율이 뛰어난 발광 소자 및 발광 장치를 제공할 수 있다. 또한 수명이 긴 발광 소자 및 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자에 대하여 설명하는 도.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자에 대하여 설명하는 도.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자에 대하여 설명하는 도.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치에 대하여 설명하는 도.
도 5a 내지 5e는 본 발명의 일 형태에 따른 전자기기에 대하여 설명하는 도.
도 6a 및 6b는 ＰＣＡ의 1ＮＭＲ차트.
도 7은 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡＳ의 1ＮＭＲ차트.
도 8은 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡＳ의 흡수 스펙트럼.
도 9는 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡＳ의 발광 스펙트럼.
도 10은 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡＴＢＳ의 1ＮＭＲ차트.
도 11은 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡＴＢＳ의 흡수 스펙트럼.
도 12는 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡＴＢＳ의 발광 스펙트럼.
도 13은 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡ2S의 1ＮＭＲ차트.
도 14는 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡ2S의 흡수 스펙트럼.
도 15는 본 발명의 일 형태에 따른 ＰＣＡ2S의 발광 스펙트럼.
도 16a 및 16b는 ＹＧＡ의 1ＮＭＲ차트.
도 17은 본 발명의 일 형태에 따른 ＹＧＡＳ의 1ＮＭＲ차트.
도 18은 본 발명의 일 형태에 따른 ＹＧＡＳ의 흡수 스펙트럼.
도 19는 본 발명의 일 형태에 따른 ＹＧＡＳ의 발광 스펙트럼.
도 20은 본 발명의 일 형태에 따른 ＹＧＡ2S의 1ＮＭＲ차트.
도 21은 본 발명의 일 형태에 따른 ＹＧＡ2S의 흡수 스펙트럼.
도 22는 본 발명의 일 형태에 따른 ＹＧＡ2S의 발광 스펙트럼.
도 23은 ＰＣＡＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 24는 ＰＣＡＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 25는 ＰＣＡＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 26은 ＰＣＡＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 27은 ＰＣＡＴＢＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 28은 ＰＣＡＴＢＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 29는 ＰＣＡＴＢＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 30은 ＰＣＡＴＢＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 31은 ＰＣＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 32는 ＰＣＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 33은 ＰＣＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 34는 ＰＣＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 35는 ＹＧＡＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 36은 ＹＧＡＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 37은 ＹＧＡＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 38은 ＹＧＡＳ를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 39는 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 40은 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 41은 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 42는 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 43은 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 44는 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 45는 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 46은 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 47은 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 48은 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 49는 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 50은 ＹＧＡ2S를 사용하여 제작된 발광 소자의 소자 특성을 나타내는 그래프.
도 51은 ＹＧＡ2S를 사용하여 작성된 발광 소자의 신뢰성 시험의 결과를 도시한 도면.
도 52a 및 52b는 ＰＣＡ의 1ＮＭＲ차트.
도 53a 및 53b는 ＰＣＡ의 1ＮＭＲ차트.
이하에, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 많은 다른 양태로 실시하는 것이 가능하다. 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어나지 않고 그 형태 및 상세한 내용을 여러 가지로 변경할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 이해될 것이다. 따라서, 본 발명이 이하의 실시의 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되어서는 안 된다.
(실시의 형태 1)
본 발명에 있어서의 스틸벤 유도체는, 하기 일반식 (1)∼(8)로 나타내는 구조를 가지는 것이다.
Figure 112013061777073-pat00009

식 중, R1은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기나, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, R2는, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기나, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, 각 R3∼R5는, 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다.
Ar1은, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
Figure 112013061777073-pat00010
식 중, R1은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, R2는, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, 각 R3∼R5는, 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다.
식 중, 각 R6∼R10은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
Figure 112013061777073-pat00011
식 중, R1은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, R2는, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, Ar1은, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
Figure 112013061777073-pat00012
식 중, R1은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, R2는, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, 각 R6∼R10은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
Figure 112013061777073-pat00013
식 중, 각 R1, R2는, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, 각 R3∼R5는, 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다.
식 중, Ar1은, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
Figure 112013061777073-pat00014
식 중, 각 R1, R2는, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, 각 R3∼R5는, 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다.
식 중, 각 R6∼R10은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
Figure 112013061777073-pat00015
식 중, 각 R1, R2는, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
식 중, Ar1은, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
Figure 112013061777073-pat00016
식 중, 각 R1, R2, R6∼R10은, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다. 탄소수 1∼4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼25의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐일기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다. 이들 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다. 이들 아릴기가 치환기를 가질 경우, 해당 아릴기가 가지는 치환기는, 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 이 중, 메틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한 플루오레닐기는, 9,9-디메틸 플루오렌-2-일 기 또는 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일 기인 것이 바람직하다.
전술한 일반식 (1)∼(8)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 구체적인 일 양태로서, 하기 구조식 (9)∼(152)로 나타내는 스틸벤 유도체를 들 수 있다. 이때, 본 발명의 스틸벤 유도체가 이것에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013061777073-pat00017

Figure 112013061777073-pat00018

Figure 112013061777073-pat00019

Figure 112013061777073-pat00020

Figure 112013061777073-pat00021

Figure 112013061777073-pat00022

Figure 112013061777073-pat00023

Figure 112013061777073-pat00024

Figure 112013061777073-pat00025

Figure 112013061777073-pat00026

Figure 112013061777073-pat00027

Figure 112013061777073-pat00028

Figure 112013061777073-pat00029

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Figure 112013061777073-pat00031

Figure 112013061777073-pat00032

Figure 112013061777073-pat00033

Figure 112013061777073-pat00034

Figure 112013061777073-pat00035

Figure 112013061777073-pat00036

Figure 112013061777073-pat00037

Figure 112013061777073-pat00038

Figure 112013061777073-pat00039

본 발명의 스틸벤 유도체는, 색순도가 좋은 청색발광을 얻을 수 있고, 또 발광 효율이 뛰어난 특징이 있다.
(실시의 형태 2)
[일반식 (1)의 합성 방법]
이하에서는, 하기 일반식 (1)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성 방법의 일례를 개시한다.
Figure 112013061777073-pat00040

[스텝 1;4위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ1)의 합성]
우선, 하기 합성 스킴 (A)에 나타내는 바와 같이, 4위가 할로겐화된 벤질의 트리페닐 포스포늄염(α1)과 벤즈 알데히드 유도체(β1)를 염기 존재 하에서 반응시키는, 소위 위팅(Ｗｉｔｔｉｇ) 반응에 의해, 4위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ1)를 얻는다. 이 스틸벤 유도체(Ｓｔ1)는, 합성 스킴 (A')에 나타내는 바와 같이, 트리페닐 포스포늄염(α1) 대신에 포스폰산 에스테르(α2)를 사용하는 호르너-엠몬스(Ｈｏｒｎｅｒ-Ｅｍｍｏｎｓ) 반응에 의해서도 얻을 수 있다. 염기로서는, 탄산칼륨, 탄산나트륨 등의 무기염기나, 금속 알콕시드 등의 유기염기 등을 사용할 수 있다.
또한 스틸벤 유도체(Ｓｔ1)는, 하기 합성 스킴 (A'')에 나타내는 바와 같이, 무치환 또는 3,4,5위의 적어도 1개가 치환된 벤질의 트리페닐 포스포늄염(α3)과 4위가 할로겐화된 벤즈 알데히드(β2)를 염기 존재 하에서 반응시키는, 소위 위팅(Ｗｉｔｔｉｇ) 반응에 의해 얻을 수도 있다. 또는, 합성 스킴 (A''')에 나타내는 바와 같이, 트리페닐 포스포늄염(α3) 대신에 포스폰산 에스테르(α4)를 사용하는 호르너-엠몬스(Ｈｏｒｎｅｒ-Ｅｍｍｏｎｓ) 반응에 의해서도 얻을 수 있다.
Figure 112013061777073-pat00041

Figure 112013061777073-pat00042

[스텝 2;3-아미노카르바졸 유도체(Ｃｚ1)의 합성]
다음에 하기 합성 스킴 (B)에 나타내는 바와 같이, 3위가 할로겐화된 카르바졸 유도체(γ1)와 아릴 아민을, 염기 존재 하에서 금속촉매를 사용하여 커플링함으로써, 3-아미노카르바졸 유도체(Ｃｚ1)를 얻는다. 커플링 시의 금속촉매로서는, 아세트산 팔라듐, 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐, 또는 비스(디벤질리덴아세톤) 팔라듐 등의 팔라듐 촉매나, １가의 구리 등을 사용할 수 있다. 염기로서는, 탄산칼륨, 탄산나트륨 등의 무기염기나, 금속 알콕시드 등의 유기염기 등을 사용할 수 있다.
Figure 112013061777073-pat00043

[스텝 3;일반식 (1)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성]
이어서, 하기 합성 스킴 (C)에 나타내는 바와 같이, 스텝 1에서 얻은 스틸벤 유도체(Ｓｔ1)와 스텝 2에서 얻은 3-아미노카르바졸 유도체(Ｃｚ1)를, 염기 존재 하에서 금속촉매를 사용하여 커플링함으로써, 일반식 (1)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체를 얻을 수 있다. 금속촉매 및 염기로서는, 앞서 서술한 물질을 사용할 수 있다.
Figure 112013061777073-pat00044

[일반식 (3)의 합성 방법]
이하에서는, 하기 일반식 (3)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성 방법의 일례를 개시한다.
Figure 112013061777073-pat00045

[스텝 1;4위 및 4'위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ2)의 합성]
우선, 하기 합성 스킴 (D)에 나타내는 바와 같이, 4위가 할로겐화된 벤질의 트리페닐 포스포늄염(α5)과 4위가 할로겐화된 벤즈 알데히드(β3)를 염기 존재 하에서 반응시키는, 소위 위팅(Ｗｉｔｔｉｇ) 반응에 의해, 4위 및 4'위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ2)를 얻는다. 또는, 합성 스킴 (D')로 나타내는 바와 같이, 트리페닐 포스포늄염(α5) 대신에 포스폰산 에스테르(α6)를 사용하는 호르너-엠몬스(Ｈｏｒｎｅｒ-Ｅｍｍｏｎｓ) 반응에 의해서도 얻을 수 있다.
Figure 112013061777073-pat00046

[스텝 2;3-아미노카르바졸 유도체(Ｃｚ1)의 합성]
다음에 합성 스킴 (B)에 따라, 3-아미노카르바졸 유도체(Ｃｚ1)를 합성한다.
[스텝 3;일반식 (3)으로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성]
이어서, 하기 합성 스킴 (E)에 나타내는 바와 같이, 4위 및 4'위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ2)와 3-아미노카르바졸 유도체(Ｃｚ1)를, 염기 존재 하에서 금속촉매를 사용하여 커플링함으로써, 일반식 (1)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체를 얻을 수 있다. 금속촉매 및 염기로서는, 앞서 서술한 물질을 사용할 수 있다.
Figure 112013061777073-pat00047

[일반식 (5)의 합성 방법]
이하에서는, 하기 일반식 (5)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성 방법의 일례를 개시한다.
Figure 112013061777073-pat00048

[스텝 1;4위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ1)의 합성]
우선, 앞서 서술한 합성 스킴 (A)∼(A''') 중 어느 하나에 따라, 4위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ1)를 합성한다.
[스텝 2;9-(4-아미노 페닐)카르바졸 유도체(Ｃｚ2)의 합성]
다음에 하기 합성 스킴 (F)로 나타내는 바와 같이, 페닐기의 4위가 할로겐화된 9-페닐카르바졸 유도체(γ2)와 아릴 아민을, 염기 존재 하에서 금속촉매를 사용하여 커플링함으로써, 9-(4-아미노 페닐)카르바졸 유도체(Ｃｚ2)를 얻는다. 금속촉매 및 염기로서는, 앞서 서술한 물질을 사용할 수 있다.
Figure 112013061777073-pat00049

[스텝 3;일반식 (5)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성]
이어서, 하기 합성 스킴 (G)로 나타내는 바와 같이, 4위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ1)와 9-(4-아미노 페닐)카르바졸 유도체(Ｃｚ2)를, 염기 존재 하에서 금속촉매를 사용하여 커플링함으로써, 일반식 (5)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체를 얻을 수 있다.
Figure 112013061777073-pat00050

[일반식 (7)의 합성 방법]
이하에서는, 하기 일반식 (7)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성 방법의 일례를 개시한다.
Figure 112013061777073-pat00051

[스텝 1;4위 및 4'위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ2)의 합성]
우선, 앞서 서술한 합성 스킴 (D)∼(D') 중 어느 하나에 따라, 4위 및 4'위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ2)를 합성한다.
[스텝 2;9-(4-아미노 페닐)카르바졸 유도체(Ｃｚ2)의 합성]
다음에 앞서 서술한 합성 스킴 (F)에 따라, 9-(4-아미노 페닐)카르바졸 유도체(Ｃｚ2)를 합성한다.
[스텝 3;일반식 (7)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성]
이어서, 하기 합성 스킴 (H)에 나타내는 바와 같이, 4위 및 4'위가 할로겐화된 스틸벤 유도체(Ｓｔ2)와 9-(4-아미노 페닐)카르바졸 유도체(Ｃｚ2)를, 염기 존재 하에서 금속촉매를 사용하여 커플링함으로써, 일반식 (7)로 나타내는 본 발명의 스틸벤 유도체를 얻을 수 있다.
Figure 112013061777073-pat00052
(실시의 형태 3)
본 발명에서는, 실시예 1에 나타내는 스틸벤 유도체를 사용하여 발광 소자를 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서의 발광 소자의 소자구성은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(101)과 제2 전극(102) 사이에 발광 물질을 포함하는 층(103)이 끼워진 구조를 가진다. 발광 물질을 포함하는 층(103)에는, 본 발명의 스틸벤 유도체를 포함하고 있다. 여기에서는, 제1 전극이 양극으로서 기능하는 전극이며, 제2 전극이 음극으로서 기능하는 전극인 경우에 대하여 설명한다. 이때, 양극은, 발광 물질을 포함하는 층에 정공을 주입하는 전극을 말하고, 음극은, 발광 물질을 포함하는 층에 전자를 주입하는 전극을 말한다.
발광 물질을 포함하는 층(103)의 구성은 적어도 발광층을 포함한다. 이 구성의 예로, 정공 주입층, 발광층, 전자 수송층 순의 적층구조, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 순의 적층구조, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층 순의 적층구조, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층 순의 적층구조 등을 들 수 있다. 본 발명의 스틸벤 유도체는, 발광층에 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광 소자는 기판 위에 지지되어 있는 것이 바람직하다. 기판에 대해 특별히 제한은 없으며, 종래의 발광 소자에 이용되고 있는 것, 예를 들면 유리, 석영, 투명 플라스틱 등으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 발광 소자의 양극 재료로서는, 일함수가 큰(일함수 4.0ｅＶ 이상) 금속, 합금, 도전성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 양극 재료의 구체예로서는, 인듐 주석 산화물(ＩＴＯ:Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ), 산화 규소를 포함한 산화 인듐에 2∼20ａｔｏｍｉｃ％의 산화아연(ＺｎＯ)을 혼합한 ＩＺＯ(ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ) 외, 금(Ａｕ), 백금(Ｐｔ), 티타늄(Ｔｉ), 니켈(Ｎｉ), 텅스텐(W), 크롬(Ｃｒ), 몰리브덴(Ｍｏ), 철(Ｆｅ), 코발트(Ｃｏ), 구리(Ｃｕ), 팔라듐(Ｐｄ) 또는 금속재료의 질화물(ＴｉＮ) 등을 사용할 수 있다.
반면에, 음극 재료로서는, 일함수가 작은(일함수 3.8ｅＶ 이하) 금속, 합금, 도전성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 음극 재료의 구체적인 예로서, 주기율표의 1족이나 2족 원소, 즉 Li, Cs 등의 알칼리 금속, Mg, Ca, Sr과 같은 알칼리 토금속과, 이것들을 포함하는 합금(Mg:Ag, Al:Li), 화합물(LiF, CsF, CaF2)뿐만 아니라, 희토류 금속을 포함하는 전이 금속과, Al, Ag, 또는 ITO 등의 금속(합금을 포함)을 더 적층시킨 것이 포함된다.
단, 제1 버퍼층이 양극의 발광측에 양극과 접해서 설치되어 있는 경우에는, 폭넓은 범위의 일함수를 가지는 전극 재료에 대한 옴 접촉이 가능하다. 따라서 일반적으로 일함수가 작은 재료로 알려진 알루미늄(Ａｌ), 은(Ａｇ), 알칼리 금속, 마그네슘(Ｍｇ) 등의 알칼리 토금속 및 이들을 포함하는 합금(Ｍｇ:Ａｇ, Ａｌ:Ｌｉ) 등도 양극 재료로 사용할 수 있다.
여기에서 말하는 제1 버퍼층은, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 비닐 골격을 적어도 1개 포함하는 방향족 탄화수소를 포함하는 방향족 탄화수소 등의 유기 화합물 중 어느 하나와, 금속 화합물의 조합으로 구성된다.
상기 방향족 아민 화합물로서는, 예를 들면 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐 아미노]비페닐(약칭:ＮＰＢ), 4,4'-비스[N-(3-메틸 페닐)-N-페닐 아미노]비페닐(약칭:ＴＰＤ), 4,4'，4''-트리스(N, N-디페닐 아미노) 트리페닐 아민(약칭:ＴＤＡＴＡ), 4,4'， 4''-트리스[N-(3-메틸 페닐)-N-페닐 아미노] 트리페닐 아민(약칭:ＭＴＤＡＴＡ), 4,4'-비스(N- {4- [N, N-비스(3-메틸 페닐)아미노]페닐}-N-페닐 아미노)비페닐(약칭:ＤＮＴＰＤ), 1,3,5-트리스[N, N-디(m-톨릴)아미노]벤젠(약칭:m-ＭＴＤＡＢ), 4,4'，4''-트리(N-카르바졸일) 트리페닐 아민(약칭:ＴＣＴＡ), 2,3-비스(4-디페닐 아미노페닐) 퀸옥살린(약칭:ＴＰＡＱｎ), 2,2'， 3,3'-테트라키스(4-디페닐 아미노페닐)-6,6'-비퀸옥살린(약칭:D-ＴｒｉＰｈＡＱｎ), 2,3-비스 {4-[N-(1-나프틸)-N-페닐 아미노]페닐} 디벤조[f, h] 퀸옥살린(약칭:ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ) 등을 들 수 있다.
카르바졸 유도체로서는, 예를 들면 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]-9-페닐카르바졸(약칭:ＰＣｚＰＣＡ1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]-9-페닐카르바졸(약칭:ＰＣｚＰＣＡ2), N-(2-나프틸)카르바졸(약칭:ＮＣｚ), 4,4'-디(N-카르바졸일) 비페닐(약칭:ＣＢＰ), 9,10-비스[4-(N-카르바졸일)페닐] 안트라센(약칭:ＢＣＰＡ), 3,5-비스 [4-(N-카르바졸일)페닐]비페닐(약칭:ＢＣＰＢｉ), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸일)페닐]벤젠(약칭:ＴＣＰＢ) 등을 들 수 있다.
방향족 탄화수소(비닐 골격을 적어도 1개 포함하는 방향족 탄화수소를 포함한다)로서는, 안트라센, 9,10-디페닐 안트라센(약칭:ＤＰＡ), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭:t-ＢｕＤＮＡ), 테트라센, 루브렌, 펜타센, 4,4'-비스(2,2-디페닐 비닐)비페닐(약칭:ＤＰＶＢｉ) 등의 방향족 탄화수소 등을 들 수 있다.
상기 금속 화합물로서는, 전이 금속의 산화물이나 질화물이 바람직하고, 4∼8족에 속하는 금속의 산화물 혹은 질화물이 더욱 바람직하다. 또한 전술한 방향족 아민, 카르바졸 유도체 및 방향족 탄화수소(비닐 골격을 적어도 1개 포함하는 방향족 탄화수소를 포함한다)에 대해 모두 전자 수용성을 나타내는 것이 바람직하다. 이러한 금속 화합물로서, 예를 들면 몰리브덴 산화물, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 레늄 산화물, 티탄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 텅스텐 산화물, 은 산화물 등의 금속 화합물을 들 수 있다.
제1 버퍼층에 있어서, 금속 화합물은, 방향족 아민, 카르바졸 유도체 및 방향족 탄화수소(비닐 골격을 적어도 1개 포함하는 방향족 탄화수소를 포함한다) 등의 유기 화합물에 질량비가 0.5∼2, 혹은 몰비가 1∼4(=금속 화합물/유기 화합물)가 되도록 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또한 제1 버퍼층은 도전율이 높기 때문에 50ｎｍ 이상의 막 두께로 하면 된다.
한편, 음극 재료로서는, 일함수가 작은(일함수 3.8ｅＶ 이하) 금속, 합금, 도전성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 음극 재료의 구체적인 예로서는, 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 원소, 즉 Ｌｉ나 Ｃｓ 등의 알칼리 금속 및 Ｍｇ, Ｃａ, Ｓｒ 등의 알칼리 토금속 및 이들을 포함하는 합금(Ｍｇ:Ａｇ, Ａｌ:Ｌｉ)이나 화합물(ＬｉＦ, ＣｓＦ, ＣａＦ2), 희토류 금속을 포함하는 전이 금속뿐만 아니라, Ａｌ, Ａｇ, ＩＴＯ(ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ) 등의 금속(합금을 포함한다)을 적층 한 것을 사용할 수 있다.
단, 제2 버퍼층이 음극의 발광층 측에 음극과 접해서 설치되어 있는 경우에는, 폭넓은 범위의 일함수를 가지는 전극 재료에 대한 옴 접촉이 가능하게 되므로, 일반적으로 일함수가 큰 재료로 알려진 ＩＴＯ(ｉｎｄｉｕｍｔｉｎ ｏｘｉｄｅ), 산화 규소를 포함하는 인듐 주석 산화물, 산화 규소를 포함한 산화 인듐에 2∼20ａｔｏｍｉｃ％의 산화아연(ＺｎＯ)을 혼합한 ＩＺＯ(ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ) 등도 음극 재료로 사용할 수 있다.
여기에서 말하는 제2 버퍼층은, 전자 수송성 물질 및 바이폴러성 물질로부터 선택되는 적어도 하나의 물질과, 이들 물질에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질(도너)의 조합으로 구성된다. 전자 수송성 물질 및 바이폴러성 물질로서는, 1×10-6cm2/Ｖｓ 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 바람직하다. 전자 수송성 물질 및 바이폴러성 물질로서는, 각각 후술하는 재료를 사용할 수 있다.
전술한 양극 재료 및 음극 재료는, 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 박막을 형성함으로써, 각각 양극 및 음극을 형성한다. 양극과 음극의 막 두께는 각각 10∼500ｎｍ로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광 소자에 있어서, 발광 물질을 포함하는 층에 있어서의 캐리어의 재결합에 의해 발생한 빛은, 양극 또는 음극의 한쪽 또는 양쪽으로부터 외부로 사출되는 구성이 된다. 즉, 양극으로부터 빛을 사출시킬 경우에는, 양극을 투광성의 재료로 형성한다. 음극측으로부터 빛을 사출시킬 경우에는, 음극을 투광성의 재료로 형성한다.
발광 물질을 포함하는 층에는 공지의 재료를 사용할 수 있고, 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 어느 것을 사용할 수도 있다. 발광 물질을 포함하는 층을 형성하는 재료에는, 유기 화합물만으로 이루어지는 것뿐만 아니라, 무기화합물을 일부에 포함하는 구성도 포함하는 것으로 한다.
발광 물질을 포함하는 층은, 정공 주입성 물질로 이루어지는 정공 주입층, 정공 수송성 물질 또는 바이폴러성 물질로 이루어지는 정공 수송층, 발광성 물질로 이루어지는 발광층, 홀 블록킹 물질로 이루어지는 정공 저지층(홀 블록킹층), 전자 수송성 물질로 이루어지는 전자 수송층, 전자 주입성 물질로 이루어지는 전자 주입층 외에도, 전술한 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층 등을 조합하여 적층함으로써 형성된다.
본 발명에 있어서, 스틸벤 유도체를 발광층에 사용할 경우에는, 한 쌍의 전극 사이에 형성되는 발광 물질을 포함하는 층에 발광층과, 그 이외의 층(예를 들면 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층, 제1 버퍼층, 제2 버퍼층 등)을 조합하여 적층 형성함으로써 발광 소자를 형성할 수도 있다. 이들 층의 형성에 사용하는 구체적인 물질을 이하에 나타낸다. 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층에 대해서는, 앞서 설명했기 때문에 여기에서는 설명을 생략한다.
정공 주입층은, 정공 주입성 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 정공 주입성 물질로서는, 유기 화합물이면 포르피린계 화합물이 효율적이다. 예를 들면, 프탈로시아닌(이하, H2-Ｐｃ로 나타낸다), 구리 프탈로시아닌(이하, Ｃｕ-Ｐｃ로 나타낸다) 등을 사용할 수 있다. 또한 폴리스티렌설폰산(이하, ＰＳＳ로 나타낸다)을 도프한 폴리에틸렌 디옥시티오펜(이하, ＰＥＤＯＴ로 나타낸다) 등 도전성 고분자 화합물에 화학 도핑을 실시한 재료도 사용할 수도 있다.
정공 수송층은 정공의 수송성이 뛰어난 층으로, 특히 1×10-6cm2/Ｖｓ 이상의 정공 이동도를 나타내는 정공 수송성 물질 또는 바이폴러성 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 정공 수송성 물질은, 전자보다도 정공의 이동도가 높은 물질이며, 바람직하게는 전자의 이동도에 대한 정공 이동도의 비(=정공 이동도/전자 이동도)가 100보다 큰 물질을 말한다.
정공 수송성 물질로서는, 예를 들면 방향족 아민계(즉, 벤젠 환-질소의 결합을 가지는 것)의 화합물이 적합하다. 널리 이용되고 있는 물질로서, 예를 들면 4,4'-비스[N-(3-메틸 페닐)-N-페닐 아미노] 비페닐(이하, ＴＰＤ로 나타낸다), 그 유도체인 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐 아미노] 비페닐(이하, ＮＰＢ로 나타낸다)이나, 4,4'，4''-트리(N-카르바졸일) 트리페닐 아민(이하, ＴＣＴＡ로 나타낸다), 4,4'，4''-트리스(N, N-디페닐 아미노) 트리페닐 아민(이하, ＴＤＡＴＡ로 나타낸다), 4,4'，4''-트리스[N-(3-메틸 페닐)-N-페닐 아미노]트리페닐 아민(이하, ＭＴＤＡＴＡ로 나타낸다) 등의 스타 버스트형 방향족 아민 화합물을 들 수 있다.
바이폴러성 물질이라 함은, 전자의 이동도와 정공의 이동도를 비교했을 때, 한쪽의 캐리어의 이동도에 대한 다른 쪽의 캐리어 이동도의 비의 값이 100 이하, 바람직하게는 10 이하인 물질을 말한다. 바이폴러성 물질로서, 예를 들면 2,3-비스(4-디페닐 아미노페닐) 퀸옥살린(약칭:ＴＰＡＱｎ), 2,3-비스{4-[N-(1-나프틸)-N-페닐 아미노]페닐}디벤조[f, h] 퀸옥살린(약칭:ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ) 등을 들 수 있다. 바이폴러성 물질 중에서도 특히, 정공 및 전자의 이동도가 1×10-6cm2/Ｖｓ 이상인 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
발광층은, 적어도 한 종류의 발광 물질을 포함한다. 여기에서 말하는 발광 물질이라 함은, 발광 효율이 양호하여, 원하는 파장의 발광을 얻을 수 있는 물질이다. 본 실시의 형태에 있어서의 발광층은, 게스트 물질이 되는 본 발명의 하나인 스틸벤 유도체가 가지는 밴드갭(LUMO 준위와 ＨＯＭＯ준위 사이의 에너지 격차를 말한다)보다도 큰 밴드갭을 가지는 물질(호스트 물질)로 이루어지는 층 안에, 스틸벤 유도체가 분산하도록 혼합된 층(소위, 호스트와 게스트의 관계에 있는 물질을 각각 포함하는 층)이다.
이에 따라, 본 발명의 스틸벤 유도체를 발광층에 사용함으로써, 색순도가 좋은 청색발광을 얻을 수 있다.
본 발명의 스틸벤 유도체와 조합하여 발광층을 형성하는 호스트 물질로서는, 9-[4-(N-카르바졸일)페닐]-10-페닐 안트라센(약칭:ＣｚＰＡ), 4,4'-디(N-카르바졸일) 비페닐(약칭:ＣＢＰ), 비스[2-(2-히드록시 페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭: Ｚｎ(ＢＯＸ)2), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭:ＤＮＡ), 4,4'，4''-트리(N-카르바졸일)트리페닐 아민(약칭:ＴＣＴＡ), 2,2'，2''-（1,3,5-벤젠 트리일)-트리스(1-페닐-1H-벤조이미다졸)(약칭:ＴＰＢｉ) 등을 사용할 수 있다.
전자 수송층은, 전자의 수송성이 뛰어난 층으로, 특히 1×10-6cm2/Ｖｓ 이상의 전자 이동도를 나타내는 전자 수송성 물질 또는 바이폴러성 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 전자 수송성 물질은, 정공보다도 전자의 이동도가 높은 물질이며, 바람직하게는 정공의 이동도에 대한 전자 이동도의 비(=전자 이동도/정공 이동도)가 100보다 큰 물질을 말한다.
구체적인 전자 수송성 물질로서는, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(이하, Ａｌｑ3으로 나타낸다), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리노라토) 알루미늄(이하, Ａｌｍｑ3으로 나타낸다), 비스(10-히드록시 벤조 [h]퀴놀리라토)베릴륨(이하, ＢｅＢｑ2로 나타낸다) 등의 퀴놀린 골격 또는 벤조 퀴놀린 골격을 가지는 금속착체나, 혼합 배위자 착체인 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토) (4-페닐 페놀라토) 알루미늄(이하, ＢＡｌｑ로 나타낸다) 등이 적합하다. 또한 비스[2-(2-히드록시 페닐)-벤조옥사졸라토]아연(이하, Ｚｎ(ＢＯＸ)2로 나타낸다), 비스 [2-(2-히드록시 페닐)-벤조티아졸라토]아연(이하, Ｚｎ(ＢＴＺ)2로 나타낸다) 등의 옥사졸계, 티아졸계 배위자를 가지는 금속착체도 있다. 또한, 금속착체 이외에도, 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸 페닐)-1,3,4-옥사 디아졸(이하, ＰＢＤ로 나타낸다), 1,3-비스 [5-(p-tert-부틸 페닐)-1,3,4-옥사 디아졸-2-일]벤젠(이하, ＯＸＤ-7로 나타낸다) 등의 옥사 디아졸 유도체, 3-(4-tert-부틸 페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐일)-1,2,4-트라이졸(이하, ＴＡＺ으로 나타낸다), 3-(4-tert-부틸 페닐)-4-(4-에틸 페닐)-5-(4-비페닐일)-1,2,4-트라이졸 (이하, p-ＥｔＴＡＺ으로 나타낸다) 등의 트라이졸 유도체, 바소페난트로린(이하, ＢＰｈｅｎ으로 나타낸다), 바소큐프로인(이하, ＢＣＰ로 나타낸다) 등의 페난트로린 유도체, 그 외, 4,4-비스(5-메틸벤즈옥사졸일-2-일)스틸벤 (이하, ＢｚＯｓ로 나타낸다) 등을 사용할 수 있다. 이때, 바이폴러성 물질로서는, 전술한 물질을 사용할 수 있다.
또한 홀 블록킹 물질로서는, 위에서 서술한 ＢＡｌｑ, ＯＸＤ-7, ＴＡＺ, p-ＥｔＴＡＺ, ＢＰｈｅｎ, ＢＣＰ 등을 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 스틸벤 유도체를 발광층에 사용한 발광 소자를 제조함으로써, 색순도가 좋은 청색발광 소자를 얻을 수 있다. 또한 발광 효율이 뛰어난 발광 소자를 얻을 수 있다. 또한 수명이 긴 발광 소자를 얻을 수 있다.
(실시의 형태 4)
본 실시의 형태에서는, 본 발명의 스틸벤 유도체를 포함하는 발광 소자와 조합하여 발광 장치를 제작할 수 있는 박막 트랜지스터(ＴＦＴ)의 일례로서, 톱 게이트 구조를 가지는 단일 게이트형 ＴＦＴ에 대해, 도 2를 사용하여 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, ＴＦＴ(208)는, 기판(201) 위에 형성된다. ＴＦＴ(208)의 드레인 전극(207b)과 발광 소자의 제1 전극(209)은, 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(209) 위에는, 발광 물질을 포함하는 층을 사이에 두고 제2 전극이 형성되어, 실시예 2에서 설명한 바와 같은 발광 소자가 형성된다. 따라서, ＴＦＴ(208)는, 발광 소자의 구동을 제어할 수 있다.
기판(201)에 대해 특별히 한정은 없으며, 유리, 석영 외, 폴리에틸렌테레프탈레이트(ＰＥＴ), 폴리에틸렌나프타레이트(ＯＥＮ), 또는 폴리에테르설폰(ＰＥＳ) 등의 유연성을 가지는 것도 사용할 수 있다.
또한 여기에서는 도시하지 않지만, 기판(201) 위에 플라즈마 CVD법이나 스퍼터링법 등의 공지의 성막 방법에 의해, 산화 규소 또는 질화 규소 등의 절연물로 이루어지는 절연막을 형성해도 좋다. 이때, 절연막은, 단막이거나 또는 복수의 막을 적층한 다층막으로 해도 된다. 절연막을 기판(201)과 ＴＦＴ(208) 사이에 설치함으로써, 기판(201)에서 ＴＦＴ(208)로 불순물이 확산하는 것을 방지할 수 있다.
도 2에 있어서의 소스 영역(202a), 드레인 영역(202b) 및 채널 형성 영역(203)은 반도체막으로 형성된다. 반도체막으로서는, 실리콘, 실리콘·게르마늄(ＳｉＧｅ) 등을 주성분으로 하여, 결정 상태가 각각 다른 비정질 반도막, 결정 상태를 일부에 포함하는 비정질 반도체막 및 결정질 반도체막 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 결정질 반도체막을 사용하여 형성하는 경우에 대하여 설명한다. 또한 반도체막은, 플라즈마 CVD법이나 스퍼터링법 등의 공지의 성막 방법을 사용하여 성막할 수 있다. 반도체막의 두께는, 10∼150ｎｍ로 하는 것이 바람직하고, 30∼70ｎｍ로 하는 것이 더 바람직하다.
결정질 반도체막은, 비정질 반도체막을 가열 또는 레이저조사에 의해 결정화하여 형성할 수 있다. 또는 처음부터 결정질 반도체막을 형성할 수도 있다. 구체적으로는, ＧｅＦ4 또는 F2 등의 불소계 가스와, ＳｉＨ4 또는 Ｓｉ2H6 등의 실란계 가스를 사용하고, 열 또는 플라즈마를 이용함으로써 결정질 반도체막을 형성할 수 있다.
소스 영역(202a) 및 드레인 영역(202b)은, 결정질 반도체막 안에 불순물원소가 첨가된 영역이다. 불순물 원소는, 반도체막에 1도전형을 부여할 수 있는 원소이며, ｎ형의 도전형을 부여하는 불순물로서는 인(P), ｐ형의 도전형을 부여하는 불순물 원소로서는, 붕소(B) 등을 대표적으로 들 수 있다. 제1 전극(209)을 양극으로서 기능시킬 경우에는, ｐ형이 되도록 불순물을 첨가하는 것이 바람직하다. 반면, 제1 전극(209)을 음극으로서 기능시킬 경우에는, ｎ형이 되도록 불순물을 첨가하는 것이 바람직하다. 본 실시의 형태에서 나타내는 ＴＦＴ구조의 경우에는, 결정질 반도체막을 형성한 후, 후에 형성되는 게이트 전극(205)을 마스크로 삼아 결정질 반도체막 내에 불순물을 첨가한다.
소스 영역(202a), 드레인 영역(202b) 및 채널 형성 영역(203)을 덮어 형성되는 게이트 절연막(204)은, 플라즈마 CVD법이나 스퍼터링법 등의 성막 방법에 의해, 산화 규소, 질화 규소, 산화 질화 규소, 질화 산화 규소 등의 절연물을 사용하여 형성된다. 게이트 절연막(204)은, 1층의 절연막으로 형성되어도 되고, 복수의 절연막이 적층된 적층막으로 형성되어도 된다. 게이트 절연막(204)의 두께는, 10∼150ｎｍ로 하는 것이 바람직하고, 30∼70ｎｍ로 하는 것이 더 바람직하다.
게이트 전극(205)은, 텅스텐(W), 알루미늄(Ａｌ), 몰리브덴(Ｍｏ), 탄탈(Ｔａ), 티타늄(Ｔｉ), 구리(Ｃｕ), 크롬(Ｃｒ), 니오브(Ｎｂ) 등의 금속뿐만 아니라, 질화 탄탈(ＴａＮ), 질화 티타늄(ＴｉＮ) 등의 금속 질화물로 이루어지는 도전막을 사용하여 형성할 수 있다. 또한 게이트 전극(205)은, 1층의 도전막으로 형성되어도 되고, 복수의 도전막이 적층 된 구조여도 된다. 또한, 상기 도전막은, 스퍼터링법 등의 공지의 성막 방법을 사용할 수 있다. 게이트 전극(205)을 형성하는 도전막의 막 두께는, 200ｎｍ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 300∼700ｎｍ로 하는 것이 더 바람직하다.
소스 영역(202a), 드레인 영역(202b), 채널 형성 영역(203) 및 게이트 전극(205)을 덮어 형성되는 층간 절연막(206)은, 산화 규소, 질화 규소, 산화 질화 규소, 질화 산화 규소 등의 절연물을 사용하여 형성할 수 있다. 그 밖에도 아크릴, 폴리이미드 또는 실록산 등의 절연물을 사용할 수도 있다. 이때, 상기 실록산은, 규소(Ｓｉ), 산소(O), 수소(H) 등의 원소를 포함하고, 또한 Ｓｉ-O-Ｓｉ결합(실록산 결합)을 포함하는 화합물이다. 이때, 상기 절연막은, 플라즈마 CVD법, 스퍼터링법, 도포법, 스핀 코트법 등의 공지의 성막 방법에 의해 형성할 수 있다. 이때, 층간 절연막(206)의 두께는, 300ｎｍ∼2μm로 하는 것이 바람직하고, 500ｎｍ∼1μm로 하는 것이 더 바람직하다.
층간 절연막(206) 위에 형성된 소스 전극(207a)은 소스 영역(202a)과, 드레인 전극(207b)은 드레인 영역(202b)과, 각각 전기적으로 접속하도록 형성되어 있다. 소스 전극(207a) 및 드레인 전극(207b)은, 은(Ａｇ), 금(Ａｕ), 구리(Ｃｕ), 니켈(Ｎｉ), 백금(Ｐｔ), 팔라듐(Ｐｄ), 이리듐(Ｉｒ), 루테늄(Ｒｕ), 텅스텐(W), 알루미늄(Ａｌ), 탄탈(Ｔａ), 몰리브덴(Ｍｏ), 카드뮴(Ｃｄ), 아연(Ｚｎ), 철(Ｆｅ), 티타늄(Ｔｉ), 실리콘(Ｓｉ), 게르마늄(Ｇｅ), 지르코늄(Ｚｒ), 바륨(Ｂａ) 등의 금속 원소로 이루어지는 막 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금재료로 이루어지는 막(예를 들면 Ａｌ과 탄소(C)와 Ｎｉ을 포함하는 합금, Ａｌ과 탄소(C)와 Ｍｏ을 포함하는 합금) 또는 상기 원소로 이루어지는 적층막(예를 들면 Ｍｏ과 Ａｌ과 Ｍｏ의 적층막, Ｔｉ와 Ａｌ과 Ｔｉ의 적층막, Ｔｉ과 질화 티타늄(ＴｉＮ)과 Ａｌ과 Ｔｉ의 적층막) 또는 금속 질화물 등의 화합물 재료로 이루어지는 막 등을 들 수 있다. 상기 도전막은, 스퍼터링법 등의 공지의 성막 방법을 사용할 수 있다. 소스 전극(207a) 및 드레인 전극(207b)의 막 두께는, 200ｎｍ이상으로 하는 것이 바람직하고, 300∼700ｎｍ로 하는 것이 더 바람직하다.
또한 드레인 전극(207b)에는, 발광 소자의 제1 전극(209)이 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(209)을 형성하는 재료에 관해서는, 실시예 3에서 설명했기 때문에, 그것을 참조하는 것으로 한다. 여기에서 제1 전극(209)을 형성하는 재료에 대한 설명은 생략한다.
절연체(210)는, 소스 전극(207a), 드레인 전극(207b)을 덮고, 또한 제1 전극(209)의 단부를 덮도록 형성된다. 또한 절연체(210)는, 측벽에 곡률을 가지는 형상이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 절연체(210)는, 아크릴, 폴리이미드, 레지스트, 산화 규소, 질화 규소, 실록산 등을 사용하여 형성할 수 있다.
본 실시의 형태에서는, ＴＦＴ(208)가 톱 게이트 구조를 가지는 단일 게이트형 ＴＦＴ인 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 보텀 게이트 구조를 가지는 ＴＦＴ이거나, 복수의 게이트 전극을 가지는 멀티 게이트형 ＴＦＴ여도 된다. 또한 채널 형성 영역과 드레인 영역 사이에 드레인 영역보다도 저농도의 불순물을 포함하는 저농도 불순물 영역을 가지는 ＬＤＤ(Ｌｉｇｈｔ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ) 구조의 ＴＦＴ여도 된다. 또한 채널 형성 영역과 드레인 사이에 설치되는 저농도 불순물 영역이 게이트 전극과 중첩한 게이트 오버랩 ＬＤＤ구조의 트랜지스터라도 된다.
이상과 같은 ＴＦＴ와, 본 발명의 스틸벤 유도체를 포함하는 발광 소자를 조합하여 발광 장치를 제작함으로써, 색순도가 좋은 청색을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 발광 효율이 뛰어나고, 수명이 긴 발광 장치를 얻을 수 있다.
(실시의 형태 5)
본 실시의 형태에서는, 본 발명의 스틸벤 유도체를 포함하는 발광 소자와 조합하여 발광 장치를 제작할 수 있는 박막 트랜지스터(ＴＦＴ)의 일례로서, 채널 에치형의 보텀 게이트 구조를 가지는 ＴＦＴ에 대해 도 3a를 사용하고, 채널 스톱형의 보텀 게이트 구조를 가지는 ＴＦＴ에 대해, 도 3b를 사용하여 설명한다.
도 3a에 나타내는 바와 같이, 채널 에치형의 보텀 게이트 구조를 가지는 ＴＦＴ(308)는, 기판(301) 위에 형성된다. ＴＦＴ(308)의 드레인 전극(306b)과 발광 소자의 제1 전극(309)은, 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(309) 위에는, 발광 물질을 포함하는 층을 사이에 두고 제2 전극이 형성되어, 실시예 3에서 설명한 바와 같은 발광 소자가 형성된다. 따라서, ＴＦＴ(308)는, 발광 소자의 구동을 제어할 수 있다.
기판(301)에 대해서는, 특별히 한정은 없으며 실시예 3에서 나타낸 기판(201)과 동일한 재료를 사용할 수 있다. 또한 기판(301)과 ＴＦＴ(308) 사이에 설치하는 것이 가능한 절연막에 대해서도 실시예 4에서 예로 든 것과 같은 방법 및 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 이때, 그 효과는 같다.
기판(301) 위에는, 게이트 전극(302)이 형성되어 있다. 게이트 전극(302) 위에는, 게이트 절연막(303)이 형성되어 있다. 이때, 게이트 전극(302) 및 게이트 절연막(303)은, 실시예 4에서 나타낸 게이트 전극(205) 및 게이트 절연막(204)과 각각 동일한 방법 및 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
게이트 절연막(303) 위의 게이트 전극(302)과 겹치는 위치에, 제1 반도체막으로 이루어지는 채널 형성 영역(304)이 형성되어 있다. 제1 반도체막에는, 실리콘, 실리콘·게르마늄(ＳｉＧｅ) 등을 주성분으로 하는 비정질 반도체막, 결정 상태를 일부에 포함하는 비정질 반도체막 및 결정질 반도체막 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 제1 반도체막으로서, 비정질 반도체막을 사용하는 것으로 한다. 또한, 제1 반도체막은, 플라즈마 CVD법이나 스퍼터링법 등의 공지의 성막 방법을 사용하여 성막할 수 있다. 제1 반도체막의 두께는, 10∼150ｎｍ로 하는 것이 바람직하고, 30∼70ｎｍ로 하는 것이 더 바람직하다.
제1 반도체막 위에는, 제2 반도체막으로 이루어지는 소스 영역(305a) 및 드레인 영역(305b)이 각각 형성되어 있다. 제2 반도체막에는, 실리콘, 실리콘·게르마늄(ＳｉＧｅ) 등을 주성분으로 하고, ｎ형 혹은 ｐ형의 도전형을 부여하는 불순물을 포함하는 비정질 반도체막, 결정 상태를 일부에 포함하는 비정질 반도체막 및 결정질 반도체막 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 제2 반도체막으로서, 비정질 반도체막을 사용하는 것으로 한다. 또한 제2 반도체막은, 미리 ｎ형 혹은 ｐ형의 도전형을 부여하는 불순물을 포함하는 비정질 반도체막이다. 또한, 제2 반도체막은, 플라즈마 CVD법 등의 공지의 성막 방법을 사용하여 성막할 수 있다. 제2 반도체막의 두께는, 10∼150ｎｍ로 하는 것이 바람직하고, 30∼70ｎｍ로 하는 것이 더 바람직하다.
소스 영역(305a) 위에는, 소스 영역(305a)과 접촉하여 소스 전극(306a)이 형성되고, 드레인 영역(305b) 위에는, 드레인 영역(305b)과 접촉하여 드레인 전극(306b)이 형성되어 있다. 이때, 소스 전극(306a) 및 드레인 전극(306b)은, 실시예 3에서 나타낸 소스 전극(207a) 및 드레인 전극(207b)과 같은 방법, 재료 및 막 두께로 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이 ＴＦＴ(308)는, 게이트 전극(302), 게이트 절연막(303), 채널 형성 영역(304), 소스 영역(305a), 드레인 영역(305b), 소스 전극(306a), 드레인 전극(306b)을 포함하고 있으며, 또한 ＴＦＴ(308)를 덮어 층간 절연막(307)이 형성되어 있다. 이때, 층간 절연막(307)은, 실시예 3에서 나타낸 층간 절연막(206)과 같은 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
층간 절연막(307)의 일부에 형성된 개구부를 통해, 드레인 전극(306b)과 발광 소자의 제1 전극(309)이 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(309)을 형성하는 방법, 재료 및 막 두께에 대해서는, 실시예 3에 설명했기 때문에, 그것들을 참조하기로 한다. 여기에서 제1 전극(309)을 형성하는 방법, 재료 및 막 두께에 대한 설명은 생략한다.
ＴＦＴ(308) 및 제1 전극(309)의 단부를 덮도록 형성되는 절연체(310)는, 실시예 3에서 나타낸 절연체(310)와 같은 방법, 재료 및 막 두께로 형성할 수 있다.
채널 스톱형의 보텀 게이트 구조를 가지는 ＴＦＴ(328)는, 도 3b에 나타내는 바와 같은 구조를 가지고 있다. 즉, ＴＦＴ(328)는, 기판(321) 위에 형성되고, ＴＦＴ(328)의 드레인 전극(326b)과 발광 소자의 제1 전극(329)은, 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(329) 위에는, 발광 물질을 포함하는 층을 사이에 두고 제2 전극이 형성되어, 실시예 2에서 설명한 바와 같은 발광 소자가 형성된다. 따라서, ＴＦＴ(328)는, 발광 소자의 구동을 제어할 수 있다.
도 3b에 나타내는 채널 스톱형의 보텀 게이트 구조를 가지는 ＴＦＴ(328)에서는, 채널 형성 영역(324) 위의 게이트 전극과 겹치는 위치에 보호막(331)이 설치된다.
이때, 보호막(331)은, 제2 반도체막 및 도전막을 가공하여, 소스 영역(325a), 드레인 영역(325b), 소스 전극(326a), 드레인 전극(326b)을 형성할 때에, 채널 형성 영역(324)을 형성하는 제1 반도체막이 에칭되지 않도록, 보호하는 기능을 가지는 막이다. 보호막(331)은, 플라즈마 CVD법이나 스퍼터링법 등의 성막 방법에 의해, 산화 규소, 질화 규소, 산화 질화 규소, 질화 산화 규소 등의 절연막을 사용하여 형성하면 된다.
또한 도 3b에 나타내는 ＴＦＴ(328)의 경우에 있어서, 게이트 전극(322), 게이트 절연막(323), 채널 형성 영역(324), 소스 영역(325a), 드레인 영역(325b), 소스 전극(326a), 드레인 전극(326b), 층간 절연막(327), 제1 전극(329) 및 절연체(330)는, 도 3a에서 설명한 게이트 전극(302), 게이트 절연막(303), 채널 형성 영역(304), 소스 영역(305a), 드레인 영역(305b), 소스 전극(306a), 드레인 전극(306b), 층간 절연막(307), 제1 전극(309) 및 절연체(310)와 같은 방법, 재료 및 막 두께로 형성하면 되므로, 도 3a의 설명을 참조하기로 하고, 여기에서 그 방법, 재료 및 막 두께에 관한 설명은 생략한다.
이상과 같은 ＴＦＴ와, 본 발명의 스틸벤 유도체를 포함하는 발광 소자를 조합하여 발광 장치를 제작함으로써, 색순도가 좋은 청색을 얻을 수 있을 뿐아니라, 발광 효율이 뛰어나고, 수명이 긴 발광 장치를 얻을 수 있다.
(실시의 형태 6)
본 실시의 형태 6에서는, 화소부에 본 발명에 의해 형성되는 발광 소자를 가지는 발광 장치에 대해 도 4a 및 4b를 사용하여 설명한다. 이때, 본 발명에 있어서의 발광 장치는, 본 발명의 발광 소자와 함께 발광 소자를 구동하는 구동회로 등의 제어 수단을 구성에 포함하는 것으로 한다. 도 4a는, 발광 장치를 나타내는 평면도, 도 4b는 도 4a를 A-A'로 절단한 단면도다. 점선으로 표시된 401은 구동 회로부(소스측 구동회로), 402는 화소부, 403은 구동 회로부(게이트측 구동회로)이다. 또한 404는 밀봉기판, 405는 씰재이며, 씰재(405)로 둘러싸인 내측은, 공간(407)으로 되어 있다.
408은 소스측 구동회로(401) 및 게이트측 구동회로(403)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부입력 단자가 되는 ＦＰＣ(플렉시블 프린트 서킷)(409)으로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋트 신호 등을 받는다. 또한, 여기에서는 ＦＰＣ만 도시하고 있지만, 이 ＦＰＣ에는 프린트 배선 기반(ＰＷＢ)이 부착되어 있어도 된다. 본 명세서에 있어서의 발광 장치에는, 발광 장치 본체뿐만 아니라, 거기에 ＦＰＣ 혹은 ＰＷＢ가 부착된 상태도 포함하는 것으로 한다.
다음에 단면구조에 대해서 도 4b를 사용하여 설명한다. 소자 기판(410) 위에는 구동 회로부 및 화소부가 형성되어 있다. 여기에서는, 구동 회로부인 소스측 구동회로(401)와, 화소부(402)가 도시되어 있다.
소스측 구동회로(401)는 n채널형 ＴＦＴ(423)와 p채널형 ＴＦＴ(424)를 조합한 ＣＭＯＳ회로로 형성된다. 구동회로를 형성하는 ＴＦＴ는, 공지의 ＣＭＯＳ회로, ＰＭＯＳ회로 혹은 ＮＭＯＳ회로로 형성해도 된다. 본 실시예에서는, 기판 위에 구동회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 기판의 외부에 형성할 수도 있다.
화소부(402)는 스위칭용 ＴＦＴ(411)와, 전류 제어용 ＴＦＴ(412)와 그 드레인에 전기적으로 접속된 제1 전극(413)을 포함하는 복수의 화소로 형성된다. 제1 전극(413)의 단부를 덮어 절연물(414)이 형성되어 있다. 여기에서는, 포지티브형의 감광성 아크릴 수지막을 사용하여 형성한다.
제1 전극(413) 위에는, 발광 물질을 포함하는 층(416) 및 제2 전극(417)이 각각 형성되어 있다. 여기에서, 양극으로서 기능하는 제1 전극(413)에 사용하는 재료로서는, 일함수가 큰 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 인듐 주석 산화물(ＩＴＯ:ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ)막, 인듐 아연 산화물(ＩＺＯ:ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ)막, 질화 티타늄 막, 크롬 막, 텅스텐 막, Ｚｎ막, Ｐｔ막 등의 단층막 외에, 질화 티타늄과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과의 적층, 질화 티타늄 막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화 티타늄 막의 3층 구조 등을 사용할 수 있다. 적층구조로 하면, 배선으로서의 저항도 낮고, 양호한 오믹콘택을 얻을 수 있어, 더욱 양극으로서 기능시킬 수 있다.
발광 물질을 포함하는 층(416)은, 증착 마스크를 사용한 증착법 또는 잉크젯법에 의해 형성된다. 발광 물질을 포함하는 층(416)에는, 발광층, 전자 발생층, 정공 수송층, 전자 수송층, 정공 저지층(홀 블록킹층), 정공 주입층, 전자 주입층, 버퍼층 등이 포함된다. 이때, 이들 층을 형성할 때는, 저분자계 재료, 중분자 재료(올리고머, 덴드리머를 포함한다) 또는 고분자계 재료를 사용할 수 있다. 또한 발광 물질을 포함하는 층을 형성할 경우에는, 통상, 유기 화합물을 단층 혹은 적층으로 사용하는 경우가 많지만, 본 발명에 있어서는, 유기 화합물로 이루어지는 막의 일부에 무기 화합물을 사용하는 구성도 포함하는 것으로 한다.
본 발명에 있어서, 버퍼층은, 발광 소자의 두 전극의 한쪽의 전극(양극 또는 음극의 한쪽) 또는 양쪽의 전극에 접촉하여 설치하거나, 양쪽의 전극에 모두 접촉하지 않고 설치된다.
발광 물질을 포함하는 층(416) 위에는, 제2 전극(음극)(417)이 형성되어 있다.
씰재(405)로 밀봉기판(404)을 소자 기판(410)과 접착함으로써, 소자 기판(410), 밀봉기판(404) 및 씰재(405)로 둘러싸인 공간(407)에 발광 소자(418)가 구비된 구조로 되어있다. 공간(407)에는, 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 외에, 씰재(405)로 충전되는 구성도 포함하는 것으로 한다.
씰재(405)에는 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이들의 재료는 가능한 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다. 또한 밀봉기판(404)에 사용하는 재료로서 유리 기판이나 석영기판 외에, ＦＲＰ(Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ-Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ), ＰＶＦ(폴리비닐 플로라이드), 마일라, 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어지는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 스틸벤 유도체를 포함하는 발광 장치를 제작함으로써, 색순도가 좋은 청색을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 발광 효율이 뛰어나고, 수명이 긴 발광 장치를 얻을 수 있다.
본 실시의 형태에 나타내는 발광 장치는, 실시의 형태 1∼5에 나타낸 구성을 자유로이 조합하여 실시하는 것이 가능하다.
(실시의 형태 7)
실시의 형태 7에서는, 스틸벤 유도체를 포함하는 전자기기의 예를 도 5a 내지 5b를 참조하여 설명한다.
도 5a에 나타내는 텔레비전은, 본체(8001), 표시부(8002) 등을 포함하고 있다. 표시부(8002)는, 스틸벤 유도체를 발광 물질을 포함하는 층에 포함하는 발광 소자를 사용하여 화소가 형성되고, 그 화소를 매트릭스 모양으로 배열하여 구성하고 있다. 예를 들면 실시의 형태 6의 발광 장치를 표시부(8002)에 적용할 수 있다. 스틸벤 유도체를 포함하여 구성되는 표시부(8002)를 구비함으로써, 청색의 색채 재현이 뛰어나고, 소비 전력이 낮으며, 또한 장기 수명화를 실현시킨 텔레비전을 제공할 수 있다.
도 5b에 나타내는 정보단말기기는, 본체(8101), 표시부(8102) 등을 포함하고 있다. 표시부(8102)는, 스틸벤 유도체를 발광 물질을 포함하는 층에 포함하는 발광 소자를 사용하여 화소가 형성되고, 그 화소를 매트릭스 모양으로 배열시켜서 구성되고 있다. 예를 들면 실시의 형태 6의 발광 장치를 표시부(8102)에 적용할 수 있다. 스틸벤 유도체를 포함하여 구성되는 표시부(8102)를 구비함으로써, 청색의 색채 재현이 뛰어나고, 소비 전력이 낮으며, 또한 장기 수명화를 실현시킨 정보단말기기를 제공할 수 있다.
도 5c에 나타내는 비디오 카메라는, 본체(8201), 표시부(8202) 등을 포함하고 있다. 표시부(8202)는 스틸벤 유도체를 발광 물질을 포함하는 층에 포함하는 발광 소자를 사용하여 화소가 형성되어, 그 화소를 매트릭스 모양으로 배열하여 구성되고 있다. 예를 들면 실시예 6의 발광 장치를 표시부(8202)에 적용할 수 있다. 스틸벤 유도체를 포함하여 구성되는 표시부(8202)를 구비함으로써, 청색의 색채 재현이 뛰어나고, 소비 전력이 낮으며, 또한 장기 수명화를 실현시킨 비디오 카메라를 제공할 수 있다.
도 5d에 나타내는 전화기는, 본체(8301), 표시부(8302)등을 포함하고 있다. 표시부(8302)는, 스틸벤 유도체를 발광 물질을 포함하는 층에 포함하는 발광 소자를 사용하여 화소가 형성되고, 그 화소를 매트릭스 모양으로 배열하여 구성하고 있다. 예를 들면 실시의 형태 6의 발광 장치를 표시부(8302)에 적용할 수 있다. 스틸벤 유도체를 포함하여 구성되는 표시부(8302)를 구비함으로써, 청색의 색채 재현이 뛰어나고, 소비 전력이 낮으며, 또한 장기 수명화를 실현시킨 전화기를 제공할 수 있다.
도 5e에 나타내는 휴대형 텔레비전은, 본체(8401), 표시부(8402) 등을 포함하고 있다. 표시부(8402)는, 스틸벤 유도체를 발광 물질을 포함하는 층에 포함하는 발광 소자를 사용하여 화소가 형성되고, 그 화소를 매트릭스 모양으로 배열하여 구성하고 있다. 예를 들면 실시예 6의 발광 장치를 표시부(8402)에 적용할 수 있다. 스틸벤 유도체를 포함하여 구성되는 표시부(8402)를 구비함으로써, 청색의 색채 재현이 뛰어나고, 소비 전력이 낮으며, 또한 장기 수명화를 실현시킨 휴대형의 텔레비전을 제공할 수 있다. 또 텔레비전으로서는, 휴대전화기 등의 휴대 단말에 탑재하는 소형부터, 휴대할 수 있는 중형, 또한 대형의 것(예를 들면 40인치 이상)까지, 폭넓은 것에, 본 발명의 발광 장치를 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 전자기기는, 도 5a∼도 5e에 한정되지 않고, 표시부 또는 발광부에 스틸벤젠 유도체를 포함하는 것이 포함된다. 예를 들면 스위치의 포지션 혹은 스테이터스를 나타내는 조명용으로서 스틸벤 유도체를 포함하는 발광 소자를 사용한 전자기기를 제공할 수 있다. 또한 교통 신호기의 발광 광원에, 스틸벤 유도체를 포함하는 발광 소자를 사용할 수도 있다.
이와 같이, 스틸벤 유도체를 포함하여 구성되는 표시부 등을 구비하는 것으로, 청색의 색채 재현이 뛰어나고, 소비 전력이 낮으며, 수명이 긴 전자기기를 제공할 수 있다.
[실시예 1]
이하에, 본 발명의 스틸벤 유도체의 합성예 및 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명이 이러한 예에 한정되는 것은 아니다.
(합성예 1)
합성예 1에서는, 본 발명의 스틸벤 유도체의 일례로서, 구조식 (9)로 나타내는 4-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡＳ)의 합성 방법에 관하여 설명한다.
[스텝 1;4-브로모스틸벤의 합성]
(i) 4-브로모벤질 트리페닐 포스포늄브로미드의 합성 방법을 이하에 나타낸다.
우선, 4-브로모벤질 브로미드 25.36g (101.5mmol), 아세톤 100ｍＬ을 100ｍＬ 삼각 플라스크에 넣고, 트리페닐 포스핀 29.28g(111.6mmol)을 첨가했다. 그 혼합물을 실온에서 24시간 동안 교반했다. 반응 후, 반응 혼합물 안의 석출물을 흡인 여과에 의해 회수하고, 4-브로모벤질 트리페닐 포스포늄브로미드의 백색분말형 고체를 50g, 수율 96%로 얻었다.
(ii) 4-브로모스틸벤의 합성 방법을 이하에 나타낸다.
(i)에서 얻은 4-브로모벤질 트리페닐 포스포늄브로미드 25.3g(49.5mmol), 벤즈 알데히드 5.25g(49.5mmol)을 500ｍＬ 삼각 플라스크에 넣고 질소 치환을 행했다. 그리고 거기에 탈수 테트라히드로푸란(약칭:ＴＨＦ) 150ｍＬ을 가하고 냉각했다. 그리고 여기에 탈수 ＴＨＦ 50ｍＬ에 용해시킨 칼륨 tert-부톡시드 6.10g(54.4mmol)을 적하한 후, 실온에서 24시간 동안 교반했다. 반응 후, 용액을 물로 세정하고, 유기층과 수층으로 구분했다. 이 수층을 아세트산 에틸로 추출하고, 얻어진 추출 용액을 상기 유기층과 혼합하고 황산 마그네슘으로 건조했다. 혼합 용액을 흡인 여과하고, 여과액을 농축했다. 얻어진 잔류물을 메탄올로 세정한 후, 혼합물 안의 석출물을 흡인 여과에 의해 회수하고, 목적물인 백색 고체를 3.75g, 수율 29%로 얻었다.
4-브로모스틸벤의 합성 스킴 (a-1)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00053

[스텝 2;3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸(약칭:ＰＣＡ)의 합성]
(i) 3-브로모-9-페닐카르바졸의 합성 방법에 대해 이하에 나타낸다.
우선, N-페닐카르바졸 24.3g(100mmol)을 빙초산 600ｍＬ에 용해시키고, N-브로모 호박산 이미드 17.8g(100mmol)을 거기에 천천히 가했다. 그리고 그 혼합물을 실온에서 24시간 동안 교반했다. 이 빙초산 용액을 빙수 1L에 교반하면서 적하했다. 석출한 백색 고체를 물로 3회 세정했다. 이 고체를 디에틸 에테르 150ｍＬ에 용해하고, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 물 순으로 세정했다.
이 유기층을 황산마그네슘으로 건조하고 여과하여 여과액을 얻었다. 그 여과액을 농축했다. 얻어진 잔류물에 메탄올 약 50ｍＬ을 가하고, 초음파를 조사하여 균일하게 용해시켰다. 이 용액을 가만히 둠으로써, 백색 고체를 석출했다. 이 용액을 여과하고, 여과물을 건조함으로써, 백색분말의 3-브로모-9-페닐카르바졸 28.4g(수율 88%)을 얻었다.
(ii) 3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸 (약칭:ＰＣＡ)의 합성 방법에 대해 이하에 나타낸다.
질소 분위기 하에서, (i)에서 얻은 3-브로모-9-페닐카르바졸 19g(60mmol), 비스(디벤질리덴아세톤) 팔라듐(0)(약칭:Ｐｄ(ｄｂａ)2) 340mg(0.6mmol), 1,1-비스(디페닐 포스피노)페로센(약칭:ＤＰＰＦ) 1.6g(3.0mmol), 나트륨tert-부톡시드(약칭:tert-ＢｕＯＮａ) 13g(180mmol)의 혼합물에, 탈수 크실렌 110ｍＬ, 아닐린 7.0g(75mmol)을 가했다. 이 혼합 용액을 질소분위기 하에서 90℃, 7.5시간 가열 교반했다.
반응 종료 후, 이 현탁액에 50℃로 가열한 한 톨루엔을 약 500mL 가하고, 이것을 플로리실, 알루미나, 셀라이트를 통해 여과했다. 얻어진 여과액을 농축하고, 이 잔류물을 헥산-아세트산 에틸을 가하여 초음파를 조사했다. 얻어진 현탁액을 여과하고, 이 여과물을 건조하여, 크림색의 분말을 15g 얻었다(수율75%). 핵자기 공명법(1H ＮＭＲ)에 의해, 이 크림색 분말이 3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸 (약칭:ＰＣＡ)임을 확인했다.
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 다음에 나타낸다. 또한 1H ＮＭＲ차트를 도 6a, 도 6b에 나타낸다. 도 6b는, 도 6a에 있어서의 5ｐｐｍ∼9ｐｐｍ의 범위를 확대하여 나타낸 차트다.
1H ＮＭＲ(300MHz, ＣＤＣｌ3);δ=6.84 (t, J=6.9Hz, 1H), 6.97(d, J=7.8Hz, 2H), 7.20-7.61 (m, 13H), 7.90(s, 1H), 8.04(d, J=7.8Hz, 1H).
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 다음에 나타낸다. 또한 1H ＮＭＲ차트를 도 52a, 도 52b에 나타낸다. 도 52b는, 도 52a에 있어서의 6.5ｐｐｍ∼8.5ｐｐｍ의 범위를 확대하여 나타낸 차트다.
1H ＮＭＲ(300MHz, ＤＭＳＯ-d6);δ=6.73(t,J=7.5Hz, 1H), 7.02(d, J=8.1Hz, 2H), 7.16-7.70(m, 12H), 7.95(s, 1H), 8.06(s, 1H), 8.17(d, J=7.8Hz).
또한, 13C ＮＭＲ을 다음에 나타낸다. 또한 13C ＮＭＲ차트를 도 53a, 도 53b에 나타낸다. 도 53b는, 도 53a에 있어서의 100ｐｐｍ∼150ｐｐｍ의 범위를 확대하여 나타낸 차트다.
13C ＮＭＲ(75.5MHz, ＤＭＳＯ-d6);δ=109.55, 110.30, 110.49, 114.71, 118.22, 119.70, 120.14, 120.61, 122.58, 123.35, 126.18, 126.48, 127.37, 129.15, 130.14, 135.71, 136.27, 137.11, 140.41, 145.61.
3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸(약칭:ＰＣＡ)의 합성 스킴 (b-1)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00054

[스텝 3;4-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡＳ)의 합성]
4-브로모스틸벤 1.00g(3.86mmol), 3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸 (약칭:ＰＣＡ) 1.29g (3.86mmol), 비스(디벤질리덴아세톤) 팔라듐 0.11g (0.193mmol), 나트륨tert-부톡시드 1.85g(19.3mmol)을 100ｍＬ 삼각 플라스크에 넣고 질소 치환을 행했다. 그리고 거기에 톨루엔 20ｍＬ, 트리(tert-부틸)포스핀(10% 헥산 용액) 0.39g(0.193mmol)을 가하고, 80℃로 7시간 가열하여 교반했다.
반응 후, 용액을 물로 세정하고, 유기층과 수층으로 구분했다. 이 수층을 톨루엔으로 추출하고, 얻어진 추출 용액을 상기 유기층과 함께 황산마그네슘으로 건조했다. 혼합 용액을 여과하고, 여과액을 농축했다. 얻어진 잔류물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(톨루엔, 헥산 혼합액)에 의해 정제하고, 톨루엔, 헥산 혼합액에 의해 재결정한 결과 목적물인 황색 고체를 1.34g, 수율 68%로 얻었다. 핵자기 공명법 (1H ＮＭＲ)에 의해, 이 화합물이 4-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡＳ)임을 확인했다.
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 이하에 나타낸다. 또한 1H ＮＭＲ차트를 도 7에 나타낸다.
1H ＮＭＲ(300MHz, ＣＤＣｌ3);δ=7.90(d,J=7.8Ｈｚ,1H), 7.94(s,1H), 7.61-7.31(m,14H), 7.25-7.00(m,12H)
4-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡＳ)의 합성 스킴 (c-1)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00055

4-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤 (이하, ＰＣＡＳ로 나타낸다)의 흡수 스펙트럼을 도 8에 나타낸다. 도 8에 있어서 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 강도(단위 없음)를 나타낸다. 이때, 도 8은, ＰＣＡＳ를 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 것이다.
ＰＣＡＳ의 발광 스펙트럼을 도 9에 나타낸다. 도 9에 있어서, 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 이때, 도 9는, ＰＣＡＳ를 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 발광 스펙트럼(여기 파장 393ｎｍ)이다. 도 9에서, ＰＣＡＳ로부터의 발광은, 톨루엔 용액 안에 있어서 451ｎｍ에서 피크를 가지는 것을 알 수 있다. 그리고 이들의 발광은, 청색계의 발광색으로 확인되었다.
얻어진 ＰＣＡＳ를 증착법에 의해 성막했다. 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 이온화 퍼텐셜을, 광전자 분광장치(리켄케이키사제, ＡＣ-2)를 사용하여 측정한 결과, -5.30ｅＶ였다. 또한 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 흡수 스펙트럼을, ＵＶ·가시광 분광 광도계(일본분광사제, V-550)을 사용해서 측정하고, 흡수 스펙트럼의 장파장측의 흡수단을 ｔａｕｃ플롯에 의해 구하고, 그 흡수단의 에너지를 밴드갭(2.91ｅＶ)으로 하여 LUMO 준위를 구했다. LUMO 준위는 -2.39ｅＶ였다.
또한, 얻어진 ＰＣＡＳ의 분해온도 Ｔｄ를 시차열 열중량 동시 측정 장치(세이코 전자주식회사 제품, ＴＧ/ＤＴＡ 320형)에 의해 측정한 결과, Ｔｄ=359℃였다. 이로써, 양호한 내열성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.
ＰＣＡＳ의 기저상태에 있어서의 최적 분자구조를, 밀도범함수이론(ＤＦＴ)의 Ｂ3ＬＹＰ/6-311(d, p)에 의해 계산했다. ＤＦＴ는 전자 상관을 고려하지 않는 하트리·폭(ＨＦ)법과 비교하여 계산 정밀도가 높다. 또한, ＤＦＴ는 동 레벨의 계산 정밀도인 섭동법(ＭＰ)보다도 계산 원가가 낮다. 따라서 ＤＦＴ를 본 계산에 채용했다. 계산은 하이퍼포먼스 컴퓨터(ＨＰＣ)(ＳＧＩ사제, Ａｌｔｉｘ3700ＤＸ)를 사용하여 행했다. 이 계산 결과로 얻어진 ＰＣＡＳ의 ＨＯＭＯ준위의 값은, -5.00ｅＶ였다.
또한 ＤＦＴ로 구조를 최적화한 분자구조에 있어서 시간의존 밀도범함수법(ＴＤＤＦＴ)의 Ｂ3ＬＹＰ/6-311(d, p)을 적용함으로써, ＰＣＡＳ의 1중항 여기 에너지(밴드갭)를 산출하였다. 1중항 여기 에너지는 3.04ｅＶ로 산출되었다.
(합성예 2)
합성예 2에서는, 본 발명의 스틸벤 유도체의 일례로서, 구조식 (55)로 나타내는 4-tert-부틸-4'-［N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡＴＢＳ)의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[스텝 1;4-브로모-4'-tert-부틸스틸벤의 합성]
합성예 1의 스텝 1의 (i)과 같은 방법으로 4-브로모벤질 트리페닐 포스포늄브로미드를 얻었다. 그리고 4-브로모벤질 트리페닐 포스포늄브로미드 15g (29.28mmol), 4-tert-부틸벤즈 알데히드 7.12g (43.92mmol)을 500ｍＬ, 삼각 플라스크에 넣었다. 질소 치환을 한 후, ＴＨＦ150ｍＬ을 가하여 빙냉했다. 여기에, ＴＨＦ50ｍＬ에 용해시킨 칼륨tert-부톡시드 3.94g(35.14mmol)을 적하한 후, 실온에서 24시간 동안 교반했다.
반응 후, 용액을 물로 세정하고, 유기층과 수층으로 분리했다. 수층을 아세트산 에틸로 추출하고, 추출 용액을 상기 유기층과 함께 황산마그네슘으로 건조했다. 혼합 용액을 여과하고, 여과액을 농축했다. 얻어진 잔류물을 메탄올로 세정 후, 혼합물 안의 석출물을 흡인 여과에 의해 회수하였다. 그리고 목적물인 백색 고체를 3.30g, 수율 35%로 얻었다.
4-브로모-4'-tert-부틸스틸벤의 합성 스킴 (a-2)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00056
[스텝 2;3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸 (약칭:ＰＣＡ)의 합성]
합성예 2의 스텝 2에서 합성되는 3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸은, 합성예 1의 스텝 2에 있어서 설명한 물질과 같기 때문에, 여기에서의 설명은 생략하기로 한다.
[스텝 3;4-tert-부틸-4'-［N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡＴＢＳ)의 합성]
4-브로모-4'-tert-부틸스틸벤 1.0g (3.17mmol), 3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸(약칭:ＰＣＡ) 1.06g(3.17mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐0.09g(0.159mmol), 나트륨tert-부톡시드 1.52g(15.86mmol)을 100ｍＬ삼각 플라스크에 넣고 질소 치환을 행한다. 그리고 탈수 톨루엔 20ｍＬ, 트리(tert-부틸)포스핀(10% 헥산 용액) 0.32g(0.159mmol)을 가하여 80℃로 3시간 동안 가열했다.
반응 후, 용액을 물로 세정하고, 유기층과 수층으로 분리하였다. 수층을 톨루엔으로 추출하고, 추출 용액을 상기 유기층과 함께 황산마그네슘으로 건조했다. 혼합 용액을 여과하고, 여과액을 농축하여 잔류물을 얻었다. 얻어진 잔류물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(톨루엔, 헥산)에 의해 정제하고, 톨루엔, 헥산에 의해 재결정한 결과 목적물인 황색 고체를 0.67g, 수율 37%로 얻었다. 핵자기 공명법(1H ＮＭＲ)에 의해, 이 화합물이 4-tert-부틸-4'-［N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡＴＢＳ)임을 확인했다.
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 이하에 나타낸다. 또한 1H ＮＭＲ차트를 도 10에 나타낸다.
1H ＮＭＲ(300MHz, ＣＤＣｌ3);δ=8.00(d, J=7.8Hz,1H),7.94(s,1H),7.64-7.33(m,14H), 7.27-6.99(m,11H), 1.32(s,9H)
4-tert-부틸-4'-［N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡＴＢＳ)의 합성 스킴 (c-2)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00057

4-tert-부틸-4'-［N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(이하, ＰＣＡＴＢＳ로 나타낸다)의 흡수 스펙트럼을 도 11에 나타낸다. 도 11에 있어서 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 강도(단위 없음)를 나타낸다. 이때, 도 11은, ＰＣＡＴＢＳ를 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 것이다.
ＰＣＡＴＢＳ의 발광 스펙트럼을 도 12에 나타낸다. 도 12에 있어서, 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 12는, ＰＣＡＴＢＳ를 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 발광 스펙트럼(여기 파장 391ｎｍ)이다. 도 12에서, ＰＣＡＴＢＳ로부터의 발광은, 톨루엔 용액 안에 있어서 445ｎｍ에서 피크를 가지는 것을 알 수 있다. 그리고 이들의 발광은, 청색계의 발광색으로 확인되었다.
얻어진 ＰＣＡＴＢＳ를 증착법에 의해 성막하고, 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 이온화 퍼텐셜을, 광전자 분광장치(리켄케이키사제, ＡＣ-2)를 사용하여 측정한 결과, -5.26ｅＶ였다. 또한 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 흡수 스펙트럼을, ＵＶ·가시광 분광 광도계(일본분광사제, V-550)를 사용하여 측정하고, 흡수 스펙트럼의 장파장측의 흡수단을 ｔａｕｃ플롯에 의해 구하여, 그 흡수단의 에너지를 밴드갭(2.93ｅＶ)으로 하고, LUMO 준위를 구하였다. LUMO 준위는 -2.33ｅＶ였다.
또한, 얻어진 ＰＣＡＴＢＳ의 분해온도 Ｔｄ를 시차열 열중량 동시 측정 장치(세이코 전자주식회사 제품, ＴＧ/ＤＴＡ 320형)에 의해 측정한 결과, Ｔｄ=381℃였다. 이로써 양호한 내열성을 나타낸다는 것을 알았다.
(합성예 3)
합성예 3에서는, 본 발명의 스틸벤 유도체의 일례로서, 구조식 (57)로 나타내는 4,4'-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡ2S)의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[스텝 1;4,4'-디브로모스틸벤의 합성]
합성예 1의 스텝 1의 (i)와 같은 방법으로 4-브로모벤질 트리페닐 포스포늄브로미드를 얻었다. 그리고 4-브로모벤질 트리페닐 포스포늄브로미드 48.05g(93.80mmol), 4-브로모벤즈 알데히드 20.83g(112.6mmol)을 1L의 삼각 플라스크에 넣고 질소 치환을 행했다. 그 혼합 용액에 탈수 ＴＨＦ 300ｍＬ을 가하고 빙냉했다. 여기에, ＴＨＦ 100ml에 용해시킨 칼륨 tert-부톡시드 12.63g(112.6mmol)를 적하하여 가한 후 실온에서 24시간 동안 교반했다.
반응 후, 용액을 물로 세정하고, 유기층과 수층으로 분리했다. 수층을 아세트산 에틸로 추출하고, 추출 용액을 상기 유기층과 함께 황산마그네슘으로 건조했다. 혼합 용액을 여과하고, 여과액을 농축했다. 얻어진 잔류물을 메탄올로 세정한 후, 혼합물 안의 석출물을 흡인 여과에 의해 회수하였다. 이로써 목적물인 백색 고체를 10.77g, 수율 34%로 얻었다.
4,4'-디브로모스틸벤의 합성 스킴 (d-1)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00058

[스텝 2;3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸(약칭:ＰＣＡ)의 합성]
합성예 3의 스텝 2에서 합성되는 3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸은, 합성예 1의 스텝 2에서 설명한 물질과 동일하므로, 여기에서의 설명은 생략하는 것으로 한다.
[스텝 3;4,4'-비스 [N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡ2S)의 합성]
4,4'-디브로모스틸벤 1.00g(2.95mmol), 3-(N-페닐 아미노)-9-페닐카르바졸 2.19g(6.56mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐 0.189g(0.328mmol), 나트륨tert-부톡시드 3.15g(32.8mmol)을 100ｍＬ 삼각 플라스크에 넣고 질소 치환을 행했다. 거기에 탈수 톨루엔 20ｍＬ, 트리(tert-부틸)포스핀(10% 헥산 용액) 0.66g(0.328mmol)을 가하고 80℃로 7시간 동안 가열했다.
반응 후, 용액을 물로 세정하고, 유기층과 수층으로 구분하였다. 수층을 아세트산 에틸로 추출하고, 추출 용액을 상기 유기층과 함께 황산마그네슘으로 건조했다. 혼합 용액을 여과하고, 여과액을 농축하여 잔류물을 얻었다. 얻어진 잔류물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(톨루엔, 헥산)에 의해 정제하고, 클로로포름, 헥산에 의해 재결정한 결과, 목적물인 황색 고체를 1.19g, 수율 47%로 얻었다. 핵자기 공명법(1H ＮＭＲ)에 의해, 이 화합물이 4,4'-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡ2S)임을 확인했다.
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 이하에 나타낸다. 또한 1H ＮＭＲ차트를 도 13에 나타낸다.
1H ＮＭＲ(300MHz, ＣＤＣｌ3);δ=8.00(d, J=7.8Hz ,2H), 7.94(s,2H), 7.62-7.33(m,20H), 7.24-6.94(m,10H)
4,4'-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(약칭:ＰＣＡ2S)의 합성 스킴 (e-1)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00059

4,4'-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐 아미노]스틸벤(이하, ＰＣＡ2S로 나타낸다)의 흡수 스펙트럼을 도 14에 나타낸다. 도 14에 있어서 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 강도(단위 없음)를 나타낸다. 이때, 도 14는, ＰＣＡ2S를 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 것이다.
ＰＣＡ2S의 발광 스펙트럼을 도 15에 나타낸다. 도 15에 있어서, 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 15는, ＰＣＡ2S를 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 발광 스펙트럼(여기 파장 397ｎｍ)이다. 도 15에서, ＰＣＡ2S로부터의 발광은, 톨루엔 용액 안에 있어서 446ｎｍ에서 피크를 가지는 것을 알 수 있다. 발광은, 청색계의 발광색으로 확인되었다.
얻어진 ＰＣＡ2S를 증착법에 의해 성막하였다. 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 이온화 퍼텐셜을, 광전자 분광장치(리켄케이키사제, ＡＣ-2)를 사용하여 측정한 결과, -5.20ｅＶ였다. 또한 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 흡수 스펙트럼을, ＵＶ·가시광 분광 광도계(일본분광사제, V-550)를 사용하여 측정하고, 흡수 스펙트럼의 장파장측의 흡수단을 ｔａｕｃ플롯에 의해 구하여, 그 흡수단의 에너지를 밴드갭(2.74ｅＶ)으로 하고, LUMO 준위를 구했다. LUMO 준위는 -2.46ｅＶ였다.
또한, 얻어진 ＰＣＡ2S의 분해온도 Ｔｄ를 시차열 열중량 동시 측정 장치(세이코 전자주식회사 제품, ＴＧ/ＤＴＡ 320형)에 의해 측정한 결과, Ｔｄ는 484도였다. 이로부터, ＰＣＡ2S가 양호한 내열성을 나타낸다는 것을 알았다.
ＰＣＡ2S의 기저상태에 있어서의 최적 분자구조를, 앞의 합성예 1과 동일한 방법으로 계산했다. 이 계산 결과로부터, ＰＣＡ2S의 ＨＯＭＯ준위의 값은, -4.63ｅＶ였다.
또한 앞의 합성예 1과 같은 방법으로 ＰＣＡ2S의 1중항 여기 에너지(밴드갭)를 산출한 결과, 1중항 여기 에너지는 2.84ｅＶ로 산출되었다.
(합성예 4)
합성예 4에서는, 본 발명의 스틸벤 유도체의 일례로서, 구조식 (96)으로 나타내는 4-{N- [4-(카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐 아미노}스틸벤(약칭:ＹＧＡＳ)의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[스텝 1;4-브로모스틸벤의 합성]
합성예 4의 스텝 1에서 합성되는 4-브로모스틸벤은, 합성예 1의 스텝 1에서 설명한 물질과 동일하므로, 여기에서의 설명은 생략하기로 한다.
[스텝 2;9- [4-(N-페닐 아미노)페닐]카르바졸 (약칭:ＹＧＡ)의 합성]
(i)N-(4-브로모 페닐)카르바졸의 합성 방법에 대해서 이하에 나타낸다.
1,4-디브로모 벤젠을 56.3g (0.24ｍｏｌ), 카르바졸을 31.3g(0.18ｍｏｌ), 요오드화구리 4.6g(0.024ｍｏｌ), 탄산칼륨을 66.3g (0.48ｍｏｌ), 18-크라운-6-에테르를 2.1g(0.008ｍｏｌ), 300ｍＬ의 삼각 플라스크에 넣고 질소 치환하였다. 거기에 1,3-디메틸-3,4,5,6-테트라 히드로-2(1H)-피리미디논(약칭:ＤＭＰＵ)을 8mL 가하고, 질소분위기 하에서 180℃로 6시간 동안 교반했다.
반응 혼합물을 실온까지 식힌 후, 흡인 여과에 의해 침전물을 제거하였다. 여과액을 희염산, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수 순으로 세정하고, 황산마그네슘에 의해 건조했다. 건조 후, 반응 혼합물을 자연 여과하고, 얻어진 액을 농축하여 유상물질을 얻었다. 얻어진 유상물질을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(헥산:아세트산 에틸=9:1)에 의해 정제하고, 클로로포름, 헥산에 의해 재결정하였다. 그리고 목적물인 담갈색 플레이트 형상 결정을 20.7g, 수율 35%로 얻었다. 핵자기 공명법(1H ＮＭＲ)에 의해, 이 화합물이 N-(4-브로모 페닐)카르바졸임을 확인했다.
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 다음에 나타낸다.
1H ＮＭＲ(300MHz, ＤＭＳＯ-d6)δ=8.14(d, J=7.8Hz,2H), 7.73(d,J=8.7Hz, 2H), 7.46(d, J=8.4Hz, 2H), 7.42-7.26(m,6H)
(ii) 9-[4-(N-페닐 아미노)페닐]카르바졸 (약칭:ＹＧＡ)의 합성.
다음에 (i)에서 얻은 Ｎ-(4-브로모 페닐)카르바졸을 5.4g(17.0mmol), 아닐린을 1.8ｍＬ(20.0mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(약칭:Ｐｄ(ｄｂａ)2)을 100mg (0.17mmol), 나트륨tert-부톡시드(약칭:tert-ＢｕＯＮａ) 3.9g(40mmol)을 200ｍＬ의 삼각 플라스크에 넣어 질소 치환하였다. 그리고 거기에 트리(tert-부틸)포스핀(약칭:P (tert-Ｂｕ)3)의 10% 헥산 용액을 0.1ｍＬ, 탈수 톨루엔 50ｍＬ을 가하고, 80℃, 질소분위기 하에서 6시간 동안 교반했다.
반응 혼합물을, 플로리실, 셀라이트, 알루미나를 통해 여과하고, 여과액을 물, 포화 식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조했다. 반응 혼합물을 자연 여과하고, 여과액을 농축하여 유상물질을 얻었다. 얻어진 유상물질을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(헥산:아세트산 에틸=9:1)에 의해 정제한 결과, 목적물을 4.1g, 수율 73%로 얻었다. 핵자기 공명법(1H ＮＭＲ)에 의해, 이 화합물이 9-[4-(N-페닐 아미노)페닐]카르바졸(약칭:ＹＧＡ)임을 확인했다.
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 다음에 나타낸다. 또한 1H ＮＭＲ차트를 도 16a 및 16b에 나타낸다.
1H ＮＭＲ(300MHz,ＤＭＳＯ-d6)δ=8.47(s,1H), 8.22(d, J=7.8Hz, 2H), 7.44-7.16(m,14H), 6.92-6.87(m,1H)
9-[4-(N-페닐 아미노)페닐]카르바졸의 합성 스킴 (f-1)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00060

[스텝 3;4-{N-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐 아미노}스틸벤(약칭:ＹＧＡＳ)의 합성]
4-브로모스틸벤 0.62g(2.38mmol), 9-[4-(N-페닐 아미노)페닐]카르바졸 0.88g (2.62mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐 0.068g (0.119mmol), 나트륨tert-부톡시드 1.14g(11.9mmol)을 100ｍＬ 삼각 플라스크에 넣rh 질소 치환을 행했다. 그리고 거기에 탈수 톨루엔 15ｍＬ, 트리(tert-부틸)포스핀(10% 헥산 용액) 0.24g(0.119mmol)을 가하고 80℃로 7시간 동안 가열했다.
반응 후, 용액을 물로 세정하고, 유기층과 수층으로 구분하였다. 수층을 톨루엔으로 추출하고, 추출 용액을 상기 유기층과 함께 황산마그네슘으로 건조했다. 혼합 용액을 여과하고, 여과액을 농축하여 잔류물을 얻었다. 얻어진 잔류물을 클로로포름에 용해한 후, 셀라이트, 플로리실, 알루미나를 통해 여과했다. 여과액을 농축하고, 톨루엔, 헥산에 의해 재결정하였다. 이로써 목적물인 황색 고체를 1.0g, 수율 80%로 얻었다.
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 이하에 나타낸다. 또한 1H ＮＭＲ차트를 도 17에 나타낸다.
1H ＮＭＲ(300MHz, ＣＤＣｌ3);δ=8.14(d,J=7.8Hz,2H), 7.52-7.26(m,19H),7.22-7.06(m,7H)
4-{N-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐 아미노}스틸벤(약칭:ＹＧＡＳ)의 합성 스킴 (g-1)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00061

4-{N-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐 아미노}스틸벤(이하, ＹＧＡＳ로 나타낸다)의 흡수 스펙트럼을 도 18에 나타낸다. 도 18에 있어서 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 강도(단위 없음)를 나타낸다. 이때, 도 18은, 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 것이다.
ＹＧＡＳ의 발광 스펙트럼을 도 19에 나타낸다. 도 19에 있어서 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 19는, 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 발광 스펙트럼(여기 파장382ｎｍ)이다. 도 19에서, ＹＧＡＳ로부터의 발광은, 톨루엔 용액 안에 있어서 428ｎｍ에서 피크를 가진다는 것을 알 수 있다. 발광은 청색계의 발광색으로 확인되었다.
얻어진 ＹＧＡＳ를 증착법에 의해 성막하였다. 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 이온화 퍼텐셜을, 광전자 분광장치(리켄케이키사제, ＡＣ-2)를 사용하여 측정한 결과, -5.65ｅＶ였다. 또한 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 흡수 스펙트럼을, ＵＶ·가시광 분광 광도계(일본분광사제, V-550)를 사용하여 측정하고, 흡수 스펙트럼의 장파장측의 흡수단을 ｔａｕｃ플롯에 의해 구하고, 그 흡수단의 에너지를 밴드갭(2.99ｅＶ)으로 하여, LUMO 준위를 구하였다. LUMO 준위는 -2.66ｅＶ였다.
또한, 얻어진 ＹＧＡＳ의 분해온도 Ｔｄ를 시차열 열중량 동시 측정 장치(세이코 전자주식회사 제품, ＴＧ/ＤＴＡ 320형)에 의해 측정한 결과, Ｔｄ는 384℃였다. 이로써 ＹＧＡＳ가 양호한 내열성을 나타낸다는 것을 알았다.
ＹＧＡＳ의 기저상태에 있어서의 최적 분자구조를, 앞의 합성예 1과 동일한 방법으로 계산했다. 이 계산 결과로부터, ＹＧＡＳ의 ＨＯＭＯ준위의 값은, -5.10ｅＶ였다.
또한 앞의 합성예 1과 동일한 방법으로 ＹＧＡＳ의 1중항 여기 에너지(밴드갭)를 산출한 결과, 1중항 여기 에너지는 3.09ｅＶ로 산출되었다.
(합성예 5)
합성예 5에서는, 본 발명의 스틸벤 유도체의 일례로서, 구조식 (129)로 나타내는 4,4'-비스{N-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐 아미노}스틸벤(약칭:ＹＧＡ2S)의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[스텝 1;4,4'-디브로모스틸벤의 합성]
본 합성예 5의 스텝 1에서 합성되는 4,4'-디브로모스틸벤은, 합성예 3의 스텝 1에서 설명한 물질과 동일하기 때문에, 여기에서의 설명은 생략하기로 한다.
[스텝 2;9-[4-(N-페닐 아미노)페닐]카르바졸 (약칭:ＹＧＡ)의 합성]
본 합성예 5의 스텝 2에 있어서 합성되는 9-[4-(N-페닐 아미노)페닐]카르바졸은, 합성예 4의 스텝 2에 있어서 설명한 물질과 동일하기 때문에, 여기에서의 설명은 생략하는 것으로 한다.
[스텝 3;4,4'-비스{N-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐 아미노}스틸벤(약칭:ＹＧＡ2S)의 합성]
4,4'-디브로모스틸벤 1.00g (2.95mmol), 9- [4-(N-페닐 아미노)페닐]카르바졸 2.19g (6.56mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐 0.189g(0.328mmol), 나트륨tert-부톡시드 3.15g(32.8mmol)을 100ｍＬ삼각 플라스크에 넣고 질소 치환을 행했다. 그리고 탈수 톨루엔 20mL, 트리(tert-부틸)포스핀(10% 헥산 용액) 0.66g(0.328mmol)을 가하고 80℃로 7시간 동안 가열했다.
반응 후, 용액을 물로 세정하고, 유기층과 수층으로 분리했다. 그리고 혼합 용액 안의 석출물을 흡인 여과에 의해 회수하였다. 여과물을 클로로포름에 용해시킨 후 셀라이트, 플로리실, 알루미나를 통해 여과했다. 여과액을 농축하고, 클로로포름, 헥산에 의해 재결정하였다. 이로써 목적물인 황색 고체를 1.51g, 수율 60%로 얻었다.
이 화합물의 1H ＮＭＲ을 이하에 나타낸다. 또한 1H ＮＭＲ차트를 도 20에 나타낸다.
1H ＮＭＲ(300MHz, ＣＤＣｌ3);δ=8.14(d,J=7.8Hz,4H),7.47-7.28(m,28H), 7.25-7.08(m,10H), 7.02(s,2H)
4,4'-비스{N- [4-(카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐 아미노}스틸벤(약칭:ＹＧＡ2S)의 합성 스킴 (h-1)을 다음에 나타낸다.
Figure 112013061777073-pat00062

4,4'-비스{N-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐 아미노}스틸벤(이하, ＹＧＡ2S로 나타낸다)의 흡수 스펙트럼을 도 21에 나타낸다. 도 21에 있어서 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 강도(단위 없음)를 나타낸다. 이때, 도 21은, 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 것이다.
ＹＧＡ2S의 발광 스펙트럼을 도 22에 나타낸다. 도 22에 있어서 가로축은 파장(ｎｍ), 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 22는, 톨루엔 용액에 용해시킨 상태에 있어서의 발광 스펙트럼(여기 파장 395ｎｍ)이다. 도 22에서, ＹＧＡ2S로부터의 발광은, 톨루엔 용액 안에 있어서 435ｎｍ에서 피크를 가지는 것을 알 수 있다. 발광은 청색계의 발광색으로 확인되었다.
ＹＧＡ2S를 증착법에 의해 성막하였다. 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 이온화 퍼텐셜을, 광전자 분광장치(리켄케이키사제, ＡＣ-2)를 사용하여 측정한 결과, -5.77ｅＶ였다. 또한 박막상태에 있어서의 해당 화합물의 흡수 스펙트럼을, ＵＶ·가시광 분광 광도계(일본분광사제, V-550)를 사용하여 측정하고, 흡수 스펙트럼의 장파장측의 흡수단을 ｔａｕｃ플롯에 의해 구하고, 그 흡수단의 에너지를 밴드갭(2.81ｅＶ)으로 하여, LUMO 준위를 구하였다. LUMO 준위는 -2.96ｅＶ였다.
또한, 얻어진 ＹＧＡ2S의 분해온도 Ｔｄ를 시차열 열중량 동시 측정 장치(세이코 전자주식회사 제품, ＴＧ/ＤＴＡ 320형)에 의해 측정한 결과, Ｔｄ는 483℃였다. 이로써 ＹＧＡ2S가 양호한 내열성을 나타낸다는 것을 알았다.
ＹＧＡ2S의 기저상태에 있어서의 최적 분자구조를, 앞의 합성예 1과 같은 방법으로 계산했다. 이 계산 결과에서 얻어진 ＹＧＡ2S의 ＨＯＭＯ준위의 값은, -5.20ｅＶ였다.
또한 앞의 합성예 1과 같은 방법으로 ＹＧＡ2S의 1중항 여기 에너지(밴드갭)를 산출한 결과, 1중항 여기 에너지는 2.87ｅＶ로 산출되었다.
[실시예 2]
실시예 2에서는, 본 발명의 스틸벤 유도체를 발광 물질을 포함하는 층의 일부에 사용하여 발광 소자를 제작하는 경우를 설명한다. 구체적으로는, 본 발명의 스틸벤 유도체를 발광 물질을 포함하는 층의 발광층의 게스트 재료로 사용한 발광 소자에 대하여 설명한다.
우선, 기판 위에 발광 소자의 제1 전극을 형성한다. 본 실시예에서는, 제1 전극의 재료로서 투명 도전막인 ＩＴＳＯ(ＩＴＯ에 산화 규소가 2∼10중량％ 포함된 타겟을 사용하여 스퍼터링법으로 얻어지는 산화 규소를 포함하는 산화 인듐 주석)를 사용하였다. ＩＴＯ를 스퍼터링법에 의해 110ｎｍ의 막 두께로 형성하고, 에칭에 의해 제1 전극의 형상을 2mm×2mm로 했다.
다음에 제1 전극 위에 발광 소자를 형성하기 위한 전처리로서, 다공질의 수지(대표적으로는 ＰＶＡ(폴리비닐알코올)제, 나일론제 등)로 기판 표면을 세정하고, 그 후에 대기하에서, 200℃로 1시간 동안 열처리를 행했다. 그리고 ＵＶ오존처리를 370초 행하고, 감압 상태, 170℃에서 30분 동안 열처리를 더 행했다.
다음에 제1 전극 위에 발광 물질을 포함하는 층을 형성했다. 이때, 본 실시예에 있어서의 발광 물질을 포함하는 층은, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층을 진공 증착법에 의해 순차로 적층하여 형성했다.
우선, 정공 주입층은, 4,4'-비스(N-{4-[N, N-비스(3-메틸 페닐)아미노]페닐}-N-페닐 아미노)비페닐(약칭:ＤＮＴＰＤ)과 몰리브덴 산화물을 질량비로 4:2가 되도록 공증착에 의해 형성하고, 막 두께는 50ｎｍ으로 했다. 정공 수송층에 ＮＰＢ를 막 두께가 10ｎｍ가 되도록 증착하여 형성했다.
다음에 발광층을 형성했다. 발광층의 막 두께는 30ｎｍ가 되도록 했다. 발광층의 구성은 후술한다.
또한 전자 수송층은, 바소큐프로인(약칭:ＢＣＰ)을, 막 두께가 10ｎｍ가 되도록 증착하여 형성했다. 전자 주입층은, Ａｌｑ3과 리튬을 질량비로 1:0.01이 되도록 공증착에 의해 형성하고, 막 두께를 20ｎｍ가 되도록 했다.
계속해서 제2 전극으로서 Ａｌ을 200ｎｍ의 막 두께로 진공증착에 의해 성막하고, 소자를 완성시켰다. 기판 위에 형성된 상기 소자가 대기에 노출되지 않도록 질소분위기 하에서 밀봉기판을 사용하여 밀봉을 행했다.
여기에서, 상기 구성에 있어서의 발광층으로서 4,4'-디(N-카르바졸일)비페닐(약칭:ＣＢＰ)과 본 발명의 스틸벤 유도체인 ＰＣＡＳ를 질량비로 1:0.1이 되도록 공증착한 소자를 소자 1, 상기 구성에 있어서의 발광층으로서 ＣＢＰ와 본 발명의 스틸벤 유도체인 ＰＣＡＴＢＳ를 질량비로 1:0.1이 되도록 공증착한 소자를 소자 2, 상기 구성에 있어서의 발광층으로서 ＣＢＰ와 본 발명의 스틸벤 유도체인 ＰＣＡ2S를 질량비로 1:0.1이 되도록 공증착한 소자를 소자 3, 상기 구성에 있어서의 발광층으로서 ＣＢＰ와 본 발명의 스틸벤 유도체인 ＹＧＡＳ를 질량비로 1:0.05이 되도록 공증착한 소자를 소자 4, 상기 구성에 있어서의 발광층으로서 ＣＢＰ와 본 발명의 스틸벤 유도체인 ＹＧＡ2S를 질량비로 1:0.05가 되도록 공증착한 소자를 소자 5로 한다.
상기한 바와 같이 제작한 발광 소자(소자 1∼소자 5)에 전압을 인가하여 발광 소자를 구동시켜, 각각의 소자 특성을 측정했다.
소자 1의 휘도-전류밀도특성을 도 23에, 휘도-전압특성을 도 24에, 전류효율-휘도특성을 도 25에 및 발광 스펙트럼을 도 26에 각각 나타냈다. 소자 1에서는, 7.4V의 전압을 인가했을 때, 전류밀도가 50.9mA/ｃｍ2이며, 휘도는, 972ｃｄ/ｃｍ2, 전류효율은, 1.91ｃｄ/A였다. 또한 소자 1은 448ｎｍ에서 피크를 가지고, ＣＩＥ표 색계에 있어서의 색도좌표는 (x, y)= (0.15,0.13)로 양호한 색순도로, 청색의 발광을 나타내고 있다.
소자 2의 휘도-전류밀도특성을 도 27에, 휘도-전압특성을 도 28에, 전류효율-휘도특성을 도 29에, 발광 스펙트럼을 도 30에 각각 나타냈다. 소자 2에서는, 7.0V의 전압을 인가했을 때, 전류밀도가 58.7mA/ｃｍ2이며, 휘도는, 957ｃｄ/ｃｍ2, 전류효율은, 1.63ｃｄ/A였다. 또한 442ｎｍ에서 피크를 가지고, ＣＩＥ표 색계에에 있어서의 색도좌표는 (x, y)= (0.15,0.10)로 양호한 색순도로, 청색의 발광을 나타내고 있다.
소자 3의 휘도-전류밀도특성을 도 31에, 휘도-전압특성을 도 32에, 전류효율-휘도특성을 도 33에, 발광 스펙트럼을 도 34에 각각 나타냈다. 소자 3에서는, 8.4V의 전압을 인가했을 때, 전류밀도가 34.9mA/ｃｍ2이며, 휘도는, 1100ｃｄ/ｃｍ2, 전류효율은, 3.16ｃｄ/A였다. 또한 소자 3은 458ｎｍ에서 피크를 가지고, ＣＩＥ표 색계에 있어서의 색도좌표는 (x, y)= (0.16,0.20)으로 청색의 발광을 나타내고 있다.
소자 4의 휘도-전류밀도특성을 도 35에, 휘도-전압특성을 도 36에, 전류효율-휘도특성을 도 37에, 발광 스펙트럼을 도 38에 각각 나타냈다. 소자 4에서는, 12.2V의 전압을 인가했을 때, 전류밀도가 180mA/ｃｍ2이며, 휘도는, 941ｃｄ/ｃｍ2, 전류효율은, 0.522ｃｄ/A였다. 또한 소자 4는 436ｎｍ에서 피크를 가지고, ＣＩＥ표 색계에 있어서의 색도좌표는(x, y)= (0.15,0.07)로 양호한 색순도로, 짙은 청색의 발광을 나타내고 있다.
소자 5의 휘도-전류밀도특성을 도 39에, 휘도-전압특성을 도 40에, 전류효율-휘도특성을 도 41에, 발광 스펙트럼을 도 42에 각각 나타냈다. 소자 5에서는, 10.8V의 전압을 인가했을 때, 전류밀도가 39.4mA/ｃｍ2이며, 휘도는, 922ｃｄ/ｃｍ2, 전류효율은, 2.34ｃｄ/A였다. 또한 443ｎｍ에서 피크를 가지고, ＣＩＥ표 색계에 있어서의 색도좌표는 (x, y)= (0.15,0.11)로 양호한 색순도로, 청색의 발광을 나타내고 있다.
본 실시예에서는, 상기 소자 5 중, 발광층에 있어서, ＣＢＰ 대신에 ＣｚＰＡ를 사용하여, ＣｚＰＡ와 ＹＧＡ2S를 질량비로 1:0.05가 되도록 공증착하고, 또 전자 수송층을 ＢＣＰ에서 Ａｌｑ3으로 바꾼 소자를 소자 6으로서 제작했다. 또한, 정공 주입층에 있어서, ＮＰＢ와 몰리브덴 산화물을 질량비로 4:1이 되도록 공증착을 행하여, 막 두께를 50ｎｍ로 하고, 그 외는 소자 6과 마찬가지로 성막한 소자를 소자 7로 하였다. 그 소자 특성을 마찬가지로 측정했다.
소자 6의 휘도-전류밀도특성을 도 43에, 휘도-전압특성을 도 44에, 전류효율-휘도특성을 도 45에, 발광 스펙트럼을 도 46에 각각 나타냈다. 소자 6에서는, 6.2V의 전압을 인가했을 때, 전류밀도가 16.1mA/ｃｍ2이며, 휘도는, 1040ｃｄ/ｃｍ2, 전류효율은, 6.42ｃｄ/A였다. 또한 소자 6은 444ｎｍ에서 피크를 가지고, ＣＩＥ표 색계에 있어서의 색도좌표는 (x, y)= (0.17,0.18)로 양호한 색순도로, 청색의 발광을 나타내고 있다. 이 결과로부터, 소자 6은, 앞에 나타낸 소자 1∼소자 5와 비교하여 고효율을 가지는 것을 알 수 있다.
소자 7의 휘도-전류밀도특성을 도 47에, 휘도-전압특성을 도 48에, 전류효율-휘도특성을 도 49에, 발광 스펙트럼을 도 50에 각각 나타냈다. 소자 7에서는, 6.4V의 전압을 인가했을 때, 전류밀도가 37.3mA/ｃｍ2이며, 휘도는, 1090ｃｄ/ｃｍ2, 전류효율은, 2.93ｃｄ/A였다. 또한 소자 7은 444ｎｍ에서 피크를 가지고, ＣＩＥ표 색계에 있어서의 색도좌표는 (x, y)= (0.16,0.17)로 양호한 색순도로, 청색의 발광을 나타내고 있다.
소자 7은, 초기 휘도를 500ｃｄ/m2로 설정하고, 전류밀도가 일정한 조건에서 구동했다. 200시간 경과 후에도, 초기 휘도(500ｃｄ/m2)에 대하여 86%의 휘도(상대 휘도)를 유지하고 있었다.
또한, 상기 시험을 계속한 결과, 도 51과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 도 51의 가로축은 구동시간(h), 세로축은 500ｃｄ/m2를 100%로 했을 때의 상대 휘도(％)를 나타낸다. 도 51로부터 초기 휘도를 500ｃｄ/m2로 했을 경우의 예상되는 휘도의 반감기는 2800시간이었다. 이상으로부터, 소자 7은 매우 수명이 긴 소자라고 할 수 있다.
본 출원은 2005년 10월 5일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 No. 2005-292366, 2005년 11월 29일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 No. 2005-343674에 기초한 것으로, 그 모든 내용은 여기에 참조에 의해 인용된다.
101 : 제1 전극 102 : 제2 전극
103 : 발광 물질을 포함하는 층 104 : 발광층
201 : 기판 202a : 소스 영역
202b : 드레인 영역 203 : 채널 형성 영역
204 : 게이트 절연막 205 : 게이트 전극
206 : 층간 절연막 207a : 소스 전극
207b : 드레인 전극 208 : ＴＦＴ
209 : 제1 전극 210 : 절연체
301 : 기판 302 : 게이트 전극
303 : 게이트 절연막 304 : 채널 형성 영역
305a: 소스 영역 305b : 드레인 영역
306a : 소스 전극 306b : 드레인 전극
307 : 층간 절연막 308 : ＴＦＴ
309 : 제1 전극 310 : 절연체
321 : 기판 322 : 게이트 전극
323 : 게이트 절연막 324 : 채널 형성 영역
325a : 소스 영역 325b : 드레인 영역
326a : 소스 전극 326b : 드레인 전극
327 : 층간 절연막 328 : ＴＦＴ
329 : 제1 전극 330 : 절연체
331 : 보호막
401: 구동 회로부(소스측 구동회로)
402 : 화소부
403 : 구동 회로부(게이트측 구동회로)
404 : 밀봉기판 405 : 씰재
407 : 공간 408 : 배선
409 : ＦＰＣ(플렉시블 프린트 서킷) 410 : 소자 기판
411 : 스위칭용 ＴＦＴ 412 : 전류 제어용 ＴＦＴ
413 : 제1 전극 414 : 절연물
416 : 발광 물질을 포함하는 층 417 : 제2 전극(음극)
418 : 발광 소자 423 : n채널형 ＴＦＴ
424 : p채널형 ＴＦＴ 8001 : 본체
8002 : 표시부 8101 : 본체
8102 : 표시부 8201 : 본체
8202 : 표시부 8301 : 본체
8302 : 표시부 8401 : 본체
8402 : 표시부

Claims (7)

  1. 일반식 (5)로 나타내는 스틸벤 유도체:
    Figure 112013061777073-pat00063

    식 중, 각 R1, R2는 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고,
    각 R3∼R5는 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타내고,
    Ar1은 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다.
  2. 일반식 (6)으로 나타내는 스틸벤 유도체:
    Figure 112013061777073-pat00064

    식 중, 각 R1, R2는 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고,
    각 R3∼R5는 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타내고,
    각 R6∼R10은 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다.
  3. 일반식 (7)로 나타내는 스틸벤 유도체:
    Figure 112013061777073-pat00065

    식 중, 각 R1, R2는 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고,
    Ar1은 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다.
  4. 일반식 (8)로 나타내는 스틸벤 유도체:
    Figure 112013061777073-pat00066

    식 중, 각 R1, R2는 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타내고,
    각 R6∼R10은 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼25의 아릴기를 나타낸다.
  5. 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 스틸벤 유도체를 포함하는 층을 구비한, 발광 소자.
  6. 제 5항에 기재된 발광소자를 구비한 발광 장치.
  7. 제 6항에 기재된 발광 장치를 구비한 전자 기기.
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