KR20120068724A - 유기 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

유기 EL용 발광 재료로서 양호한 신규 안트라센 화합물을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다.
하기 일반식 (G1)로 나타내어지는 신규 안트라센 화합물을 제공한다.
[일반식 (G1)]
Figure pat00054

(식중, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. α1?α3은, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다.)

Description

유기 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치{ORGANIC COMPOUND, LIGHT-EMITTING ELEMENT, LIGHT-EMITTING DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND LIGHTING DEVICE}
본 발명은, 발광 소자에 적용할 수 있는 신규 재료에 관한 것이다. 또한, 이 재료를 이용한 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치에 관한 것이다.
근년, 일렉트로 루미네선스(Electro Luminescence：EL)를 이용한 발광 소자의 연구개발이 활발히 행해지고 있다. 이들 발광 소자의 기본적인 구성은, 한쌍의 전극간에 발광성의 물질을 포함하는 층을 끼운 것이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광성의 물질로부터 발광을 얻을 수 있다.
이러한 발광 소자는 자기 발광형이기 때문에, 액정 디스플레이에 비해 화소의 시인성이 높고, 백 라이트가 불필요하다는 등의 이점이 있고, 플랫 패널 디스플레이 소자로서 적합하다고 여겨지고 있다. 또한, 이러한 발광 소자는 박형 경량으로 제작할 수 있다는 것도 큰 이점이다. 또한, 응답 속도가 매우 빠르다는 것도 특징의 하나이다.
그리고, 이들 발광 소자는 막상(膜狀)으로 형성하는 것이 가능하기 때문에, 면상(面狀)의 발광을 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 면상의 발광을 이용한 대면적의 소자를 형성할 수 있다. 이것은, 백열 전구나 LED로 대표되는 점광원, 혹은 형광등으로 대표되는 선광원에서는 얻기 어려운 특색이기 때문에, EL을 이용한 발광 소자는, 조명 등에 응용할 수 있는 면광원으로서의 이용가치도 높다.
그 EL을 이용한 발광 소자는, 발광성의 물질이 유기 화합물인지 무기 화합물인지에 따라 크게 나눌 수 있다. 발광성의 물질에 유기 화합물을 이용하여 한쌍의 전극간에 이 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층을 형성한 유기 EL 소자의 경우, 발광 소자에 전압을 인가함으로써, 음극으로부터 전자가, 양극으로부터 홀(정공)이 각각 유기 화합물을 포함하는 층에 주입되어 전류가 흐른다. 그리고, 전자 및 홀의 양쪽 모두가 주입됨으로써, 발광성의 유기 화합물이 여기 상태가 되고, 그 여기 상태가 기저 상태로 복귀할 때에 발광성의 유기 화합물로부터 발광을 얻는 것이다.
이러한 메카니즘으로부터, 상술한 발광 소자는 전류 여기형의 발광 소자라고 불린다. 또한, 유기 화합물이 형성하는 여기 상태의 종류로서는, 일중항 여기 상태와 삼중항 여기 상태가 있고, 일중항 여기 상태로부터의 발광이 형광, 삼중항 여기 상태로부터의 발광이 인광이라고 불리고 있다.
이러한 발광 소자에 관해서는, 그 소자 특성을 향상시키는데 있어서, 물질에 의존한 문제가 많고, 이것들을 극복하기 위해 소자 구조의 개선이나 물질 개발 등이 행해지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 안트라센 골격을 가지는 화합물을 발광 재료로서 이용한 발광 소자가 개시되어 있지만, 이 발광 소자는 충분한 신뢰성을 가지고 있다고는 할 수 없다.
또한, 전류 여기된 캐리어의 재결합에 의한 발광 외에, 전류 여기된 유기 화합물의 여기 에너지가 다른 유기 화합물로 이동함으로써, 그 유기 화합물을 여기하여, 발광하는 방법도 있다. 이 방법은, 발광시키고자 하는 유기 분자가 고농도라면 스태킹(stacking) 상호 작용을 일으키고, 발광 효율이 나빠지게 되는 경우(농도 소광)에 유효하고, 유기 EL에 있어서는 일반적으로 발광층 중에 발광 재료를 분산(도핑)시켜 이용하는 소자 구조로서 적용되고 있다. 발광시키고자 하는 유기 분자를 호스트 재료에 도핑하여, 스태킹 상호 작용을 억제함으로써, 발광 소자를 고효율화시킬 수 있다. 이 발광 소자에 있어서는, 전류 여기에 의해 여기한 호스트 재료로부터 도펀트 재료에 여기 에너지가 이동함으로써 도펀트 재료가 발광한다. 또한, 물질 A를 다른 물질 B로 이루어지는 매트릭스 중에 분산하는 경우, 매트릭스를 구성하는 물질 B를 호스트 재료라고 부르고, 매트릭스 중에 분산되는 물질 A를 도펀트 재료라고 부르기로 한다.
이들 도펀트 재료 중에서, 청색의 발광색을 나타내는 재료는, 장파장(적색, 오렌지색, 황색이나 녹색 등)의 발광색을 나타내는 재료와 비교하여 종류가 적고, 그 중에서도 양호한 재료가 적다. 그것은, 청색 발광을 나타내기 위해서는, 공액이 작은 재료를 선택해야 하고, 따라서 선택할 수 있는 골격이 한정되어 있기 때문이라고 생각된다. 또한, 청색 발광을 나타내기 위한 에너지가, 장파장의 발광을 나타내기 위한 에너지보다 높고, 그 에너지에 의해 도펀트 재료가 열화하기 쉽기 때문이라고 생각된다.
그 때문에, 양호한 청색을 나타내고, 신뢰성이 높은 유기 EL 소자를 얻기 위한, 청색 발광 소자용 재료가 바람직하다.
국제공개 제2005/113531호
상기 문제를 감안하여, 본 발명의 일 양태는, 신규 소자용 재료를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 또한, 본 발명의 일 양태는, 청색 발광을 나타내는 신규 물질을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다.
또한, 이들 신규 물질을 이용한 발광 소자, 발광 장치, 조명 장치, 및 전자기기를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다.
본 발명의 일 양태는, 하기 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물이다.
[일반식 (G1)]
Figure pat00001
일반식 (G1) 중, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. α1?α3은, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
일반식 (G1) 중의 α1?α3은 각각 독립적으로, 하기 구조식 (α-1) 내지 (α-3)으로 나타내어지는 구조의 어느 하나이어도 좋다.
[구조식 (α-1) 내지 구조식 (α-3)]
Figure pat00002
본 발명의 일 양태는, 하기 일반식 (G2)로 나타내어지는 안트라센 화합물이다.
[일반식 (G2)]
Figure pat00003
일반식 (G2) 중, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. α2 및 α3은, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
본 발명의 일 양태는, 하기 일반식 (G3)으로 나타내어지는 안트라센 화합물이다.
[일반식 (G3)]
Figure pat00004
일반식 (G3) 중, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. α2는, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j는, 0 또는 1이다.
일반식 (G1) 내지 (G3) 중의 Ar1은, 하기 구조식 (Ar1-1) 내지 (Ar1-4)로 나타내어지는 구조의 어느 하나이어도 좋다.
[구조식 (Ar1-1) 내지 구조식 (Ar1-4)]
Figure pat00005
일반식 (G1) 내지 (G3) 중의 Ar2는, 하기 구조식 (Ar2-1) 또는 하기 일반식 (Ar2-2)로 나타내어지는 구조이어도 좋다.
[구조식 (Ar2-1) 및 일반식 (Ar2-2)]
Figure pat00006
일반식 (Ar2-2) 중, Q2는, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R21?R27은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또한, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다.
일반식 (G1) 내지 (G3) 중의 R1?R7, R11?R14는, 각각 독립적으로, 하기 구조식 (R-1) 내지 (R-9)로 나타내어지는 구조의 어느 하나이어도 좋다.
[구조식 (R-1) 내지 구조식 (R-9)]
Figure pat00007
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기의 안트라센 화합물을 이용한 발광 소자이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기의 발광 소자를 이용한 발광 장치이다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는, 상기의 발광 장치를 이용한 조명 장치이다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는, 상기의 발광 장치를 이용한 전자기기이다.
또한, 본 명세서 중에 있어서의 발광 장치란, 화상 표시 디바이스, 발광 디바이스, 광원, 전자기기를 포함한다. 또한, 패널에 커넥터, 예를 들면 FPC(Flexible Printed Circuit) 혹은 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 혹은 TCP(Tape Carrier Package)가 부착된 모듈, TAB 테이프나 TCP의 끝에 프린트 배선판이 설치된 모듈, 또는 발광 소자에 COG(Chip On Glass) 방식에 의해 IC(집적회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 발광 장치에 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 일 양태의 안트라센 화합물은, 단파장의 가시광의 발광이 가능하고, 색순도가 좋은 청색 발광을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태의 안트라센 화합물을 이용함으로써 발광 효율, 및 신뢰성이 높은 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 이 발광 소자를 이용함으로써, 신뢰성이 높은 발광 장치, 전자기기, 및 조명 장치를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 양태의 발광 소자를 설명한 도면.
도 2는 본 발명의 일 양태의 발광 소자를 설명한 도면.
도 3은 본 발명의 일 양태의 발광 소자를 설명한 도면.
도 4는 본 발명의 일 양태의 발광 장치를 설명한 도면.
도 5는 본 발명의 일 양태의 발광 장치를 설명한 도면.
도 6은 본 발명의 일 양태의 전자기기를 설명한 도면.
도 7은 본 발명의 일 양태의 전자기기를 설명한 도면.
도 8은 본 발명의 일 양태의 조명 장치를 설명한 도면.
도 9는 본 발명의 일 양태의 조명 장치를 설명한 도면.
도 10은 차에 탑재하는 표시 장치 및 조명 장치를 설명한 도면.
도 11은 FrAPA의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 12는 FrAPA의 박막의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 13은 FrBAPA의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 14는 FrBAPA의 박막의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 15는 ThAPA의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 16은 ThAPA의 박막의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 17은 실시예의 발광 소자를 설명한 도면.
도 18은 발광 소자 1의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 19는 발광 소자 2의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 20은 발광 소자 3의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 21은 발광 소자 1의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 22는 발광 소자 2의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 23은 발광 소자 3의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 24는 발광 소자 1의 전압-전류 특성을 나타낸 도면.
도 25는 발광 소자 2의 전압-전류 특성을 나타낸 도면.
도 26은 발광 소자 3의 전압-전류 특성을 나타낸 도면.
도 27은 발광 소자 1의 전류 효율-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 28은 발광 소자 2의 전류 효율-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 29는 발광 소자 3의 전류 효율-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 30은 발광 소자 1의 색도-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 31은 발광 소자 2의 색도-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 32는 발광 소자 3의 색도-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 33은 발광 소자 1의 신뢰성 시험의 결과를 나타낸 도면.
도 34는 발광 소자 3의 신뢰성 시험의 결과를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 벗어나지 않고, 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 양태인 안트라센 화합물에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 안트라센 화합물은, 하기 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물이다.
[일반식 (G1)]
Figure pat00008
일반식 (G1) 중, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. α1?α3은, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
k = 0인 경우, 합성이 간편하게 되는 점에서 바람직하다.
또한, 일반식 (G1)의 R1?R7 혹은 R11?R14가 치환기로서 알킬기를 가지는 경우, 또는, 일반식 (G1)의 Ar1 혹은 Ar2가 치환기로서 알킬기를 가지는 경우, 유기용제에 대한 용해성이 향상되기 때문에, 정제가 용이하게 되어 바람직하다. 또한, 용해성이 향상됨으로써, 습식으로 유기 EL을 제작하는 경우에, 성막한 막의 균일성도 향상되기 때문에 바람직하다.
한편, 일반식 (G1)의 R1?R7 혹은 R11?R14가 수소인 경우, 또는, 일반식 (G1)의 Ar1 혹은 Ar2가 무치환인 경우는, 합성이 간편하게 되는 점에서 바람직하다.
또한, 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물은, 분자 내에 디벤조프라닐기, 또는, 디벤조티오페닐기와 같은 입체적이고 부피가 있는 구조를 가지고 있기 때문에, 분자들간의 상호 작용이 억제되어 모르폴로지(분자 형태)가 개선된다. 이것에 의해, 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물을 이용한 막은, 막질이 향상되어, 발광층에 이용한 경우에는 농도 소광이나 엑시머의 형성을 억제하기 쉬워진다.
또한, 디벤조푸라닐기 및 디벤조티오페닐기는, 이들의 골격의 분자량이 작기 때문에, 공액이 크지 않다. 그 때문에, 분자내에 이들의 골격을 가지고 있어도, 공액이 커지기 어렵기 때문에, 단파장의 발광색을 얻을 수 있다.
또한, 일반식 (G1)의 R1?R7 또는 R11?R14가 치환기로서 페닐기나 비페닐기 등 아릴기나, 알킬기를 가짐으로써, 보다 입체적인 구조가 되어 분자들간의 상호 작용이 억제된다. 따라서, 모르폴로지(분자 형태)를 개선할 수 있기 때문에 바람직하다. 마찬가지로, 일반식 (G1)의 Ar1 또는 Ar2가 치환기로서 페닐기나 비페닐기 등 아릴기나, 알킬기를 가짐으로써, 보다 입체적인 구조가 되어 분자들간의 상호 작용이 억제되기 때문에 바람직하다.
또한, 아민의 질소 원자에 대하여 2위에서 치환하고 있는 디벤조푸라닐기 또는 디벤조티오페닐기는, 홀(정공)에 대하여 안정적이고, 정공 주입성, 정공 수송성이 양호한 골격이다. 또한, 안트라센 골격은 캐리어에 대하여 안정적인 골격이며, 캐리어의 수송이 양호한 골격이다. 따라서, 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물과 같이, 분자 내에 디벤조푸라닐기 또는 디벤조티오페닐기를 가지는 안트라센 화합물은, 발광 소자로서 이용한 경우에 고효율, 장수명을 얻을 수 있는 화합물이라고 할 수 있고, 발광 소자용 재료로서 적합하다.
또한, 형광 양자 수율이 높은 안트라센 골격을 이용하고 있기 때문에, 높은 발광 효율을 얻을 수 있다.
또한, 안트라센 골격은, 9위와 10위의 반응성이 높고, 이들 9위와 10위에 각각 α1을 포함하는 골격과 Ar1이 결합하고 있는 것이 화학적으로 안정(캐리어나 여기에 대하여 안정)적이며, 바람직한 구성이다.
일반식 (G1) 중의 α1?α3으로 나타내어지는 치환기로서 구체적으로는, 하기 구조식 (α-1) 내지 구조식 (α-3) 등을 들 수 있다.
[구조식 (α-1) 내지 구조식 (α-3)]
Figure pat00009
또한, 하기 일반식 (G2)로 나타내는 바와 같이, 일반식 (G1)에 있어서α1로서 구조식 (α-1)로 나타내어지는 치환기를 가지는 안트라센 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 안트라센 골격과 아민의 질소와의 사이에, 페닐렌기를 이용함으로써, 안트라센의 공액이 아민에까지 퍼지기 어렵고, 단파장의 발광(청색)을 얻을 수 있다.
또한, 이 때, α1로서 구조식 (α-1)과 같은 파라페닐렌기를 이용하면, 여기 상태가 보다 안정적이라고 생각되어 바람직하다.
또한, α1로서 구조식 (α-2)와 같은 메타페닐렌기, 구조식 (α-3)과 같은 오르토 페닐렌기를 이용하면, 이 페닐렌기에 결합하고 있는 아릴기로부터 다른 한쪽에 결합하고 있는 아민까지 공액이 퍼지기 어렵고, 보다 단파장 발광의 재료가 되어, 보다 바람직하다.
[일반식 (G2)]
Figure pat00010
일반식 (G2) 중, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. α2 및 α3은, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
또한, 일반식 (G2) 중의 α2 및 α3으로 나타내어지는 치환기로서 구체적으로는, 앞의 구조식 (α-1) 내지 (α-3)을 들 수 있다.
또는, 하기 일반식 (G3)으로 나타내어지는 바와 같이, 일반식 (G2)에 있어서 α3으로서 구조식 (α-1)로 나타내어지는 치환기를 가지는 안트라센 화합물을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
[일반식 (G3)]
Figure pat00011
일반식 (G3) 중, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. α2는, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j는, 0 또는 1이다.
또한, 일반식 (G3) 중의 α2로 나타내어지는 치환기로서 구체적으로는, 앞의 구조식 (α-1) 내지 (α-3)을 들 수 있다.
일반식 (G1) 내지 일반식 (G3) 중의 Ar1로 나타내어지는 치환기로서 구체적으로는, 하기 구조식 (Ar1-1) 내지 (Ar1-4) 등을 들 수 있다.
[구조식 (Ar1-1) 내지 구조식 (Ar1-4)]
Figure pat00012
또한, 일반식 (G1) 내지 일반식 (G3) 중의 Ar2로 나타내어지는 치환기로서 구체적으로는, 하기 구조식 (Ar2-1) 또는 하기 일반식 (Ar2-2) 등을 들 수 있다.
[구조식 (Ar2-1) 및 일반식 (Ar2-2)]
Figure pat00013
일반식 (Ar2-2) 중, Q2는, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R21?R27은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다.
또한, Ar2로 나타내어지는 치환기가, 상기 일반식 (Ar2-2)인 경우, j는 1이고, α2는 구조식 (α-1)과 같이 파라페닐렌기인 것이 보다 바람직하다. 또한, 일반식 (G1) 내지 일반식 (G3) 중의 Q1과 일반식 (Ar2-2) 중의 Q2는, 같은 원소인 것이 바람직하고, 이들 복소환이 치환기를 가지는 경우, Q1을 포함하는 복소환과 Q2를 포함하는 복소환의 같은 위치(예를 들면, R5와 R25, R6과 R26 등)에 동일한 치환기를 가지는 것이, 보다 바람직하다.
또한, Q1을 포함하는 복소환이나, Q2를 포함하는 복소환이 무치환이면 합성이 간편하게 되어, 더욱 바람직하다.
또한, 일반식 (G1) 내지 일반식 (G3) 중의 R1?R7, R11?R14 및 일반식 (Ar2-2) 중의 R21?R27로 나타내어지는 치환기로서 구체적으로는, 하기 구조식 (R-1) 내지 (R-9) 등을 들 수 있다.
[구조식 (R-1) 내지 구조식 (R-9)]
Figure pat00014
일반식 (G1) 내지 일반식 (G3)으로 나타내어지는 안트라센 화합물의 구체예로서, 구조식 (100) 내지 구조식 (115)로 나타내어지는 안트라센 화합물을 들 수 있다. 단, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.
[구조식 (100) 내지 구조식 (115)]
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
또한, 본 실시형태에 나타내는 안트라센 화합물을 합성할 때에 이용되는 유기 화합물도 신규 재료이기 때문에, 이 유기 화합물도 본 발명의 일 양태에 포함되는 것으로 한다.
따라서, 본 발명의 일 양태는, 구조식 (B-1-1)로 나타내어지는 유기 화합물이다.
[구조식 (B-1-1)]
Figure pat00019
또한, 본 발명의 일 양태는, 구조식 (B-2-1)로 나타내어지는 유기 화합물이다.
[구조식 (B-2-1)]
Figure pat00020
또한, 본 발명의 일 양태는, 구조식 (C-1-1)로 나타내어지는 유기 화합물이다.
[구조식 (C-1-1)]
Figure pat00021
또한, 본 발명의 일 양태는, 구조식 (C-2-1)로 나타내어지는 유기 화합물이다.
[구조식 (C-2-1)]
Figure pat00022
또한, 본 발명의 일 양태는, 구조식 (D-2-1)로 나타내어지는 유기 화합물이다.
[구조식 (D-2-1)]
Figure pat00023
본 실시형태의 안트라센 화합물의 합성 방법으로서는, 여러 가지의 반응을 적용할 수 있다. 예를 들면, 이하에 나타내는 합성 반응을 행하는 것에 의해, 일반식 (G1)로 나타내어지는 본 발명의 일 양태인 안트라센 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 양태인 안트라센 화합물의 합성 방법은, 이하의 합성 방법에 한정되지 않는다.
＜일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물의 합성 방법 1＞
먼저, 합성 스킴 (A-1)로 나타내는 바와 같이, 디벤조푸란 화합물 또는 디벤조티오펜 화합물 (a1)을 할로겐화시킴으로써, 할로겐화 디벤조푸란 화합물 또는 할로겐화 디벤조티오펜 화합물 (a2)을 얻을 수 있다.
[합성 스킴 (A-1)]
Figure pat00024
또한, 합성 스킴 (A-1)에 있어서, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다.
또한, 식중, X1은 할로겐을 나타내고, 할로겐으로서는, 염소, 브롬 또는 요오드를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 저렴하게 합성하기 위해서는, 브롬을 이용하는 것이 바람직하고, 염소를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 발생한 할로겐화 디벤조푸란 화합물 또는 할로겐화 디벤조티오펜 화합물 (a2)의 할로겐기의 활성을 높게 하기 위해서는, 브롬을 이용하는 것이 바람직하고, 요오드를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 할로겐화 디벤조푸란 화합물 또는 할로겐화 디벤조티오펜 화합물 (a2)의 할로겐기의 활성을 높게 함으로써, 다음 반응에서의 반응성이 향상되기 때문에 바람직하다.
또한, 이용할 수 있는 할로겐화제로서는, 요오드와 오르토과요오드산의 혼합물이나, 브롬을 들 수 있다. 요오드와 오르토과요오드산의 혼합물을 이용하는 경우는, 이용할 수 있는 반응 촉진제로서 황산, 이용할 수 있는 용매로서 빙초산을 들 수 있다. 브롬을 이용하는 경우는, 이용할 수 있는 용매로서는 클로로포름이나 디클로로메탄, 사염화탄소 등을 들 수 있다.
다음에, 합성 스킴 (A-2)에 나타낸 바와 같이, 할로겐화 디벤조푸란 화합물 또는 할로겐화 디벤조티오펜 화합물 (a2)을, 리튬화(lithiation) 또는 그리냐르 시약화(Grignard reagent)로 한 후, 붕산 에스테르와 반응시킴으로써, 디벤조푸란의 2-붕소 화합물 또는 디벤조티오펜의 2-붕소 화합물 (a3)을 얻을 수 있다.
[합성 스킴 (A-2)]
Figure pat00025
또한, 합성 스킴 (A-2)에 있어서, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. 또한, X1은 할로겐을 나타내고, 할로겐으로서는, 염소, 브롬 또는 요오드를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, B1은 붕소산 또는 디알콕시보론을 나타낸다.
리튬화제로서 이용할 수 있는 시약으로서는, n-부틸리튬이나, tert-부틸리튬, 메틸리튬 등의 알킬리튬 시약을 들 수 있다. 그리냐르 시약으로서는, 에틸렌 브로마이드 등으로 활성화시킨 마그네슘을 이용할 수 있다. 용매로서는 디에틸 에테르 등의 에테르류나 테트라하이드로퓨란(THF)을 이용할 수 있고, 탈수 용매를 이용한다.
다음에, 합성 스킴 (A-3)에 나타낸 바와 같이, 디벤조푸란의 2-붕소 화합물 또는 디벤조티오펜의 2-붕소 화합물 (a3)과, 디할로겐화 아렌(a4)을 염기 존재하에서 금속 촉매를 이용하여 커플링 반응시킴으로써, 할로겐화 디벤조푸란 붕소 화합물 또는 할로겐화 디벤조티오펜 붕소 화합물 (a5)을 얻을 수 있다.
[합성 스킴 (A-3)]
Figure pat00026
또한, 합성 스킴 (A-3)에 있어서, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. 또한, α3은, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다.
합성 스킴 (A-3)에 있어서, 디할로겐화 아렌(a4)의 X2 및 X3은, 각각 독립적으로, 할로겐을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 또는 요오드를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응성의 높이를 고려하면 브롬을 이용하는 것이 바람직하고, 요오드를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 디벤조푸란의 2-붕소 화합물 또는 디벤조티오펜의 2-붕소 화합물 (a3)의 B1과 디할로겐화 아렌(a4)의 X2를 보다 선택적으로 반응시키기 위해서는, X2는 X3보다 반응성이 높은 할로겐인 것이 바람직하다. 예를 들면, X3이 염소 원자인 경우, X2는 브롬 원자 또는 요오드 원자로 하는 것이 바람직하고, X3이 브롬 원자인 경우, X2는 요오드 원자로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 디벤조푸란의 2-붕소 화합물 또는 디벤조티오펜의 2-붕소 화합물 (a3)의 B1이 X2와 X3의 양쪽 모두와 반응하는 것에 의한 부생성물의 생성을 줄일 수 있다.
합성 스킴 (A-3)에 있어서, 스즈키?미야우라 반응을 행하는 경우, 이용할 수 있는 팔라듐 촉매로서는, 초산 팔라듐(II), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0), 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)디클로라이드 등을 들 수 있다. 또한, 이용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(오르토-톨릴)포스핀이나, 트리페닐포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 또한, 이용할 수 있는 염기로서는, 나트륨-tert-부톡시드(약칭：tert-BuONa) 등의 유기 염기나, 탄산칼륨, 탄산나트륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있다. 이용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔과 물의 혼합 용매, 톨루엔과 에탄올 등의 알코올과 물의 혼합 용매, 크실렌과 물의 혼합 용매, 크실렌과 에탄올 등의 알코올과 물의 혼합 용매, 벤젠과 물의 혼합 용매, 벤젠과 에탄올 등의 알코올과 물의 혼합 용매, 에틸렌글리콜 디메틸 에테르 등의 에테르류와 물의 혼합 용매 등을 들 수 있다. 또한, 톨루엔과 물의 혼합 용매, 톨루엔과 에탄올과 물의 혼합 용매, 또는 에틸렌글리콜 디메틸 에테르 등의 에테르류와 물의 혼합 용매가 보다 바람직하다.
합성 스킴 (A-3)에 나타내는 반응에 있어서, 붕소 화합물 이외에도, 유기 알루미늄이나, 유기 지르코늄, 유기 아연, 유기 주석 화합물 등을 이용하는 크로스 커플링 반응을 이용해도 좋다. 또한, 이 커플링에 있어서, 할로겐 이외에도 트리플레이트기 등을 이용해도 좋다.
또한, 하나의 디할로겐화 아렌(a4)에 대하여 디벤조푸란의 2-붕소 화합물 또는 디벤조티오펜의 2-붕소 화합물 (a3)이 2개 반응하여 생성한 부생성물은, 목적의 할로겐화 디벤조푸란 붕소 화합물 또는 할로겐화 디벤조티오펜 붕소 화합물 (a5)보다 분자량이 충분히 크고, 칼럼 정제에 의해 용이하게 나눌 수 있다. 또한, 이 부생성물은 활성 부위를 가지지 않기 때문에, 이후의 반응에 있어서, 다른 화합물과 반응하는 일이 없고, 새로운 부생성물을 생성하는 일이 없다. 따라서, 이 부생성물이 섞인 상태의 화합물로부터, 이 부생성물을 이후의 반응 후에 제거하는 것도 가능하다.
다음에, 합성 스킴 (A-4)에 나타낸 바와 같이, 할로겐화 디벤조푸란붕소 화합물 또는 할로겐화 디벤조티오펜 붕소 화합물 (a5)과 아릴아민 화합물 (a6)을 커플링시킴으로써, 디아릴아민 화합물 (a7)을 얻을 수 있다.
[합성 스킴 (A-4)]
Figure pat00027
또한, 합성 스킴 (A-4)에 있어서, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고, R1?R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. 또한, α2 및 α3은, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타낸다. 또한, Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다. X3은, 할로겐을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 또는 요오드를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응성의 높이 때문에 브롬을 이용하는 것이 바람직하고, 요오드를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, Ar2로 나타내어지는 치환기가, 상기 일반식 (Ar2-2)인 경우, j는 1이고, α2는 구조식 (α-1)과 같은 파라페닐렌기인 것이 보다 바람직하다. 또한, 일반식 (G1) 중의 Q1과 일반식 (Ar2-2) 중의 Q2는, 같은 원소인 것이 바람직하고, 이들 복소환이 치환기를 가지는 경우, Q1을 포함하는 복소환과 Q2를 포함하는 복소환의 같은 위치(예를 들면, R5와 R25, R6과 R26 등)에 동일한 치환기를 가지는 것이, 보다 바람직하다. 그와 같이 하면, Q1을 포함하는 복소환(디벤조푸라닐기 또는 디벤조티오페닐기)과 Q2를 포함하는 복소환을 같은 공정으로 디페닐아민 화합물과 커플링시킬 수 있어, 합성이 간편하게 되어, 보다 바람직하다.
또한, Q1을 포함하는 복소환이나, Q2를 포함하는 복소환이 무치환이면 합성이 간편하게 되어, 더욱 바람직하다.
합성 스킴 (A-4)에 있어서, 할로겐기를 가지는 아릴 화합물과 아민을 가지는 아릴 화합물 (1급 아릴아민 화합물)과의 커플링 반응은 다양한 반응 조건이 있지만, 그 일례로서 염기 존재하에서 금속 촉매를 이용한 합성 방법을 적용할 수 있다.
합성 스킴 (A-4)에 있어서, 하트위그?부흐발트 반응(Hartwig-Buchwald reaction)을 이용하는 경우에 대하여 나타낸다. 금속 촉매로서는 팔라듐 촉매를 이용할 수 있고, 팔라듐 촉매로서는 팔라듐 착체와 그 배위자의 혼합물을 이용할 수 있다. 팔라듐 착체로서는, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 초산 팔라듐(II) 등을 들 수 있다. 또한, 배위자로서는, 트리(tert-부틸)포스핀이나, 트리(n-헥실)포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀이나, 1,1-비스(디페닐포스피노) 페로센(약칭：DPPF) 등을 들 수 있다. 또한, 염기로서 이용할 수 있는 물질로서는, 나트륨-tert-부톡시드(약칭：tert-BuONa) 등의 유기 염기나, 탄산칼륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있다. 또한, 반응은 용액 중에서 행하는 것이 바람직하고, 이용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 단, 이용할 수 있는 촉매 및 그 배위자, 염기, 용매는 이것들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 반응은 질소나 아르곤 등 불활성 분위기하에서 행하는 것이 보다 바람직하다.
합성 스킴 (A-4)에 있어서, 울만 반응을 이용하는 경우에 대하여 나타낸다. 금속 촉매로서는 구리 촉매를 이용할 수 있고, 요오드화구리(I), 또는 초산구리(II)를 들 수 있다. 또한, 염기로서 이용할 수 있는 물질로서는, 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다. 또한, 반응은 용액 중에서 행하는 것이 바람직하고, 이용할 수 있는 용매로서는, 1,3-디메틸-3,4,5,6-테트라하이드로-2(1H)피리미디논(DMPU), 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 단, 이용할 수 있는 촉매, 염기, 용매는 이것들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 반응은 질소나 아르곤 등 불활성 분위기하에서 행하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 울만 반응에서는, 반응 온도가 100℃ 이상인 것이 보다 단시간에 고수율로 목적물을 얻을 수 있기 때문에, DMPU, 크실렌 등 끓는 점이 높은 용매를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응 온도는 150℃ 이상보다 높은 온도가 더욱 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 DMPU를 이용한다.
다음에, 합성 스킴 (A-5)에 나타낸 바와 같이, 디아릴아민 화합물 (a7)과 할로겐화 안트라센 화합물 (a8)을 커플링시킴으로써, 상기 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물을 얻을 수 있다.
[합성 스킴 (A-5)]
Figure pat00028
또한, 합성 스킴 (A-5)에 있어서, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타낸다. R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는, 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다. X3 및 X4는, 할로겐을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 또는 요오드를 이용하는 것이 바람직하다. X4는, 반응성의 높이 때문에 브롬을 이용하는 것이 바람직하고, 요오드를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
합성 스킴 (A-5)에 있어서, 할로겐기를 가지는 아릴 화합물과 아민을 가지는 아릴 화합물 (2급 아릴아민 화합물)과의 커플링 반응은 다양한 반응 조건이 있지만, 그 일례로서 염기 존재하에서 금속 촉매를 이용한 합성 방법을 적용할 수 있다. 그 조건으로서는, 합성 스킴 (A-4)와 마찬가지로 행할 수 있기 때문에, 상세한 것은 합성 스킴 (A-4)를 참작하기로 한다.
또한, 상기 합성 스킴 (A-5)에서는, 디아릴아민 화합물 (a7)과 할로겐화 안트라센 화합물 (a8)을 커플링함으로써, 목적물인 상기 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물을 합성하고 있지만, 본 실시형태는 예외로 한다.
＜일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물의 합성 방법 2＞
디아릴아민 화합물 (a7)과, 디할로겐화 아릴 (a9)을 커플링시킴으로써, 할로겐화 트리아릴아민 화합물 (a10)을 얻을 수 있다.
[합성 스킴 (A-6)]
Figure pat00029
또한, 합성 스킴 (A-6)에 있어서, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타낸다. R1?R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는, 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
이 때, 디할로겐화 아릴 (a9)의 X4 및 X5는, 각각 독립적으로, 할로겐을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 또는 요오드를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응성의 높이 때문에 브롬을 이용하는 것이 바람직하고, 요오드를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 디아릴아민 화합물 (a7)과 디할로겐화 아릴 (a9)의 X4를 보다 선택적으로 반응시키기 위해서는, X4는 반응성의 높이 때문에 브롬을 이용하는 것이 바람직하고, 요오드를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
합성 스킴 (A-6)에 있어서, 할로겐기를 가지는 아릴 화합물과 아민을 가지는 아릴 화합물 (2급 아릴아민 화합물)과의 커플링 반응은 다양한 반응 조건이 있지만, 그 일례로서 염기 존재하에서 금속 촉매를 이용한 합성 방법을 적용할 수 있다. 그 조건으로서는, 합성 스킴 (A-4)와 마찬가지로 할 수 있기 때문에, 상세한 것은 합성 스킴 (A-4)을 참작하기로 한다.
다음에, 합성 스킴 (A-7)로 나타내는 바와 같이, 할로겐화 트리아릴아민 화합물 (a11)과 안트라센 붕소 화합물 (a12)을 커플링시킴으로써, 상기 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물을 얻을 수 있다.
[합성 스킴 (A-7)]
Figure pat00030
또한, 합성 스킴 (A-7)에 있어서, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타낸다. B2는 붕소산 또는 디알콕시보론을 나타낸다. R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다. Ar1은, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타낸다. Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는, 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타낸다. j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
또한, 합성 스킴 (A-7)의 커플링 반응은 다양한 반응 조건이 있지만, 그 일례로서 염기 존재하에서 금속 촉매를 이용한 합성 방법을 적용할 수 있다.
합성 스킴 (A-7)에 있어서, 할로겐기를 가지는 아릴 화합물과, 아릴 붕소 화합물과의 커플링 반응은 다양한 반응 조건이 있지만, 그 일례로서 염기 존재하에서 금속 촉매를 이용한 합성 방법을 적용할 수 있다. 그 조건으로서는, 합성 스킴(A-3)과 마찬가지로 행할 수 있기 때문에, 상세한 것은 합성 스킴 (A-3)을 참작하기로 한다.
또한, 합성 스킴 (A-7)에서는, 할로겐화 트리아릴아민 화합물 (a11)의 할로겐기 X5와, 안트라센 붕소 화합물 (a12)의 붕소 화합물기 B2를 반응시켰지만, 할로겐화 트리아릴아민 화합물 (a11)을 붕소 화합물, 안트라센 붕소 화합물 (a12)을 할로겐화물로 하여(할로겐기 X5와 B2를 역으로 하여) 커플링시켜도, 상기 일반식 (G1)로 나타내어지는 안트라센 화합물을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 안트라센 화합물은, 형광성을 나타내고, 단파장의 발광이 가능하다. 따라서, 본 실시형태의 안트라센 화합물을 발광 재료로서 이용함으로써, 청색의 발광을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태의 안트라센 화합물은, 발광 소자에 있어서의 발광층의 호스트 재료로서도 적합하다. 즉, 본 실시형태의 안트라센 화합물로 구성되는 층 중에, 이 안트라센 화합물보다 작은 밴드 갭을 가지는 발광 물질(도펀트 재료라고도 기재함)을 첨가하여, 도펀트 재료로부터의 발광을 얻을 수 있다. 이 때, 본 실시형태의 안트라센 화합물은, 넓은 밴드 갭을 가지기 때문에, 적어도 녹색으로부터 장파장측의 가시역의 형광성 화합물의 호스트 재료로서 이용할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 안트라센 화합물은, 정공 수송성을 가지기 때문에, 발광 소자의 정공 주입층의 재료 또는 정공 수송층의 재료로서 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 안트라센 화합물(전자 공여체)과, 전자 수용체(억셉터)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 발광 소자의 정공 주입층으로서 이용할 수 있다. 또한, 전자 수용체나 전자 공여체는, 적어도 전계의 어시스트에 의해, 전자를 수수하는 것이면 좋다.
또한, 본 실시형태는, 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 이용하여 형성한 발광 소자에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 있어서의 발광 소자는, 양극으로서 기능하는 제 1 전극, 음극으로서 기능하는 제 2 전극, 및 제 1 전극과 제 2 전극과의 사이에 형성된 EL층으로 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 발광 소자는, 제 1 전극이 제 2 전극보다 전위가 높아지도록, 각각 전압을 인가했을 때에, 발광을 얻을 수 있는 것으로 한다.
본 실시형태에 있어서의 발광 소자의 구조를, 도 1을 이용하여 설명한다. 기판(101)은 발광 소자의 지지체로서 이용된다. 기판(101)으로서는, 예를 들면, 유리, 석영, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 또한, 가요성 기판을 이용해도 좋다. 가요성 기판이란, 접어 구부릴 수 있는(flexible) 기판을 말하고, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰으로 이루어지는 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또한, 필름(폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리불화비닐, 폴리염화비닐 등으로 이루어짐), 무기 증착 필름을 이용할 수도 있다.
또한, 상기 기판(101)은, 본 실시형태의 발광 소자를 이용하는 제품인 발광 장치 중에 잔존시켜도 좋지만, 최종 제품 중에 잔존시키지 않고, 발광 소자의 제작 공정에 있어서의 지지체로서의 기능만을 가지고 있어도 좋다.
기판(101) 위에 형성되는 제 1 전극(102)에는, 일 함수가 큰(구체적으로는 4.0 eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 산화인듐-산화주석(ITO：Indium Tin Oxide), 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐, 그라펜 등을 들 수 있다. 이 외에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti), 또는 금속 재료의 질화물(예를 들면, 질화티탄) 등을 들 수 있다.
이들 재료는, 통상, 스퍼터링법에 의해 성막된다. 예를 들면, 산화인듐-산화아연은, 산화인듐에 대하여 1?10 wt%의 산화아연을 더한 타겟을, 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐은, 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5?5 wt%, 산화아연을 0.1?1 wt% 함유한 타겟을 이용함으로써, 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 외, 진공 증착법, 도포법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등에 의해 제작해도 좋다.
또한, 제 1 전극(102) 위에 형성되는 EL층(103) 중, 제 1 전극(102)에 접하여 형성되는 제 1 층(정공 주입층)(111)은, 제 1 전극(102)의 일 함수에 관계없이 정공(홀) 주입이 용이한 복합 재료를 이용하여 형성되기 때문에, 전극 재료로서 가능한 재료(예를 들면, 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물, 그 외, 원소 주기표의 제1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소도 포함함)이면, 모든 공지의 재료를 이용할 수 있다.
또한, 후술하는 복합 재료를 포함하는 층을 이용한 경우, 제 1 전극(102)에 이용하는 재료는, 일 함수의 대소에 상관없이, 다양한 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄을 포함하는 합금(예를 들면, AlSi) 등도 이용할 수 있다.
또한, 일 함수가 작은 재료인, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이것들을 포함하는 합금(예를 들면, MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이것들을 포함하는 합금 등을 이용할 수도 있다.
또한, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 및 이것들을 포함하는 합금을 이용하여 제 1 전극(102)을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
제 1 전극(102) 위에 형성되는 EL층(103)에는, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 적어도 포함하고, 그 외에 공지의 재료를 이용할 수 있다. 또한, 공지의 재료로서는, 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물의 어느 것을 이용할 수도 있다. 또한, EL층(103)을 형성하는 물질에는, 유기 화합물로만 이루어지는 것뿐만 아니라, 무기 화합물을 일부에 포함하는 구성도 포함하는 것으로 한다.
EL층(103)은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하여 이루어지는 정공 주입층, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하여 이루어지는 정공 수송층, 발광성 물질로 이루어지는 발광층, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하여 이루어지는 전자 수송층, 전자 주입성이 높은 물질을 포함하여 이루어지는 전자 주입층 등을 적절히 조합하여 적층함으로써 형성된다. 단, EL층(103)은 적어도 발광층을 포함하고 있으면 좋다.
또한, 도 1(A)에 나타낸 EL층(103)은, 제 1 전극(102)측으로부터 제 1 층(정공 주입층)(111), 제 2 층(정공 수송층)(112), 제 3 층(발광층)(113), 제 4 층(전자 수송층)(114), 및 제 5 층(전자 주입층)(115)의 순으로 적층되어 있다.
제 1 층(정공 주입층)(111)은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는, 몰리브덴 산화물, 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등을 이용할 수 있다. 이 외, 저분자의 유기 화합물로서는, 프탈로시아닌(약칭：H2Pc), 구리(II)프탈로시아닌(약칭：CuPc) 등의 프탈로시아닌계의 화합물을 들 수 있다.
또한, 저분자의 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭：TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭：MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭：DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭：DPA3B), 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등도 들 수 있다. 또한, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 이용할 수도 있다.
또한, 고분자 화합물 (올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭：PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭：PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭：PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭：Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌설폰산)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌설폰산)(PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.
또한, 제 1 층(정공 주입층)(111)으로서, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 이용할 수 있다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 것을 이용함으로써, 전극의 일 함수에 의하지 않고 전극을 형성하는 재료를 선택할 수 있다. 즉, 제 1 전극(102)으로서 일 함수가 큰 재료뿐만 아니라, 일 함수가 작은 재료도 이용할 수 있다. 이들 복합 재료는, 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터 물질을 공증착함으로써 형성할 수 있다. 또한, 본 명세서 중에 있어서, 복합이란, 단지 2개의 재료를 혼합시킬 뿐만 아니라, 복수의 재료를 혼합하는 것에 의해 재료간에서의 전하의 수수가 행해질 수 있는 상태가 되는 것을 말한다.
복합 재료에 이용하는 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 여러 가지의 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 복합 재료에 이용하는 유기 화합물로서는, 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 10-6 cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질인 것이 바람직하다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이것들 이외의 것을 이용해도 좋다. 이하에서는, 복합 재료에 이용할 수 있는 유기 화합물을 구체적으로 열거한다.
복합 재료에 이용할 수 있는 유기 화합물로서는, 예를 들면, MTDATA, TDATA, DPAB, DNTPD, DPA3B, PCzPCA1, PCzPCA2, PCzPCN1, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：NPB), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭：TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭：BPAFLP) 등의 방향족 아민 화합물이나, 4,4'-디(N-카르바졸릴) 비페닐(약칭：CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸릴)페닐]벤젠(약칭：TCPB), 9-[4-(N-카르바졸릴)페닐]-10-페닐안트라센(약칭：CzPA), 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭：PCzPA), 1,4-비스[4-(N-카르바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등의 카르바졸 유도체를 들 수 있다.
또한, 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭：DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭：t-BuDBA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭：DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭：t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭：DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센 등의 방향족 탄화수소 화합물을 들 수 있다.
또한, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 9,9'-비안트릴, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌, 펜타센, 코로넨 등의 방향족 탄화수소 화합물이나, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭：DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭：DPVPA) 등의 비닐기를 가지고 있는 방향족 탄화수소 화합물도 들 수 있다. 또한, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 이용할 수도 있다.
또한, 복합 재료에 이용할 수 있는 억셉터성 물질로서는, 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭：F4-TCNQ), 클로라닐 등의 유기 화합물이나, 천이 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, 원소 주기표에 있어서의 제 4 족?제 8 족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화바나듐, 산화니오브, 산화탄탈, 산화크롬, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화망간, 산화레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 그 중에서도 특히, 산화몰리브덴은 대기 중에서도 안정적이며, 흡습성이 낮고, 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.
또한, 상술한 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물과, 상술한 억셉터성 물질을 이용하여 복합 재료를 형성하여, 제 1 층(정공 주입층)(111)에 이용해도 좋다.
제 2 층(정공 수송층)(112)은, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송성이 높은 물질로서는, 예를 들면, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：NPB)이나 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭：TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭：BPAFLP), 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：DFLDPBi), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭：TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭：MTDATA), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N?페닐아미노]비페닐(약칭：BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10-6 cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질이다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이것들 이외의 것을 이용해도 좋다. 또한, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물도 이용할 수 있다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은, 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층한 것으로 해도 좋다.
또한, 제 2 층(정공 수송층)(112)에는, CBP, CzPA, PCzPA와 같은 카르바졸 유도체나, t-BuDNA, DNA, DPAnth와 같은 안트라센 유도체를 이용해도 좋다.
또한, 제 2 층(정공 수송층)(112)으로서, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭：PVK)나 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭：PVTPA) 등의 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.
제 3 층(발광층)(113)은, 발광성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 본 실시형태에서는, 제 3 층(발광층)(113)은 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 발광 물질로서 포함하는 층이다.
또한, 제 3 층(발광층)(113)은, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 주구성 성분으로 해도 좋고, 또는, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 도펀트 재료로서, 다른 물질(호스트 재료)에 분산시키는 구성으로 해도 좋다. 또한, 분산시키는 경우에는, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물의 농도가, 질량비로 전체의 10% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 호스트 재료로서는, 공지의 물질을 이용할 수 있지만, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물보다 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 얕고(절대값이 작고), 최고 피점유 궤도 준위(HOMO 준위)가 깊은(절대값이 큰) 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 호스트 재료는 S1 준위가 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물보다 높은 것이 바람직하다.
또한, 2-(4-비페니릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭：PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭：OXD-7), 3-(비페닐-4-일)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭：TAZ), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스(1-페닐-1H-벤조이미다졸)(약칭：TPBI), 바소페난트롤린(약칭：BPhen), 바소큐프로인(약칭：BCP) 등의 복소환 화합물을 이용할 수 있다.
그 외, 9-[4-(N-카르바졸릴)페닐]-10-페닐안트라센(약칭：CzPA), 9-[4-(3,6-디페닐-N-카르바졸릴)페닐]-10-페닐안트라센(약칭：DPCzPA), 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭：DPPA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：DNA), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：t-BuDNA), 9,9'-비안트릴(약칭：BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-디일)디페난트렌(약칭：DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-디일)디페난트렌(약칭：DPNS2), 3,3',3''-(벤젠-1,3,5-트리일)트리피렌(약칭：TPB3) 등의 축합 방향족 화합물을 이용할 수도 있다.
또한, 발광 물질을 분산시키기 위한 물질은 복수종 이용할 수 있다. 예를 들면, 결정화를 억제하기 위해 루브렌 등의 결정화를 억제하는 물질을 더 첨가해도 좋다. 또한, 발광 물질로의 에너지 이동을 보다 효율 좋게 행하기 위해 홀 수송성이 높은 물질이나 전자 수송성이 높은 물질 등을 첨가해도 좋다. 이와 같이, 발광 물질을 다른 물질에 분산시킨 구성으로 함으로써, 제 3 층(발광층)(113)의 결정화를 억제할 수 있다. 또한, 발광성이 높은 물질의 농도가 높은 것에 의한 농도 소광을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 물질 중, 특히 전자 수송성의 물질을 이용하여 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 분산시켜 제 3 층(발광층)(113)을 형성하는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는, 상술한 금속 착체, 복소환 화합물, 축합 방향족 화합물 중 CzPA, DNA, t-BuDNA, 또한, 후에 나타내는 제 4 층(전자 수송층)(114)에 이용할 수 있는 물질로서 예로 든 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물을 발광 물질로서 이용하는 예를 나타냈지만, 본 발명의 실시형태는 이것에 한정되지 않는다. 실시형태 1에 나타낸 안트라센 화합물은, 넓은 밴드 갭을 가지기 때문에, 적어도 녹색으로부터 장파장측의 가시역의 형광성 화합물의 호스트 재료로서 이용할 수 있다.
구체적으로는, 녹색계의 발광 재료로서 N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭：2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭：2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭：2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭：2DPABPhA), 9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-N-[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭：2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭：DPhAPhA) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계의 발광 재료로서, 루브렌, 5,12-비스(1,1'-비페닐-4-일)-6,11-디페닐테트라센(약칭：BPT) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계의 발광 재료로서, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭：p-mPhTD), 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭：p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
또한, 제 3 층(발광층)(113)은 2층 이상의 복수층으로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 제 1 발광층과 제 2 발광층을 정공 수송층측으로부터 순차로 적층하여, 제 3 층(발광층)(113)으로 하는 경우, 제 1 발광층의 호스트 재료로서 정공 수송성을 가지는 물질을 이용하고, 제 2 발광층의 호스트 재료로서 전자 수송성을 가지는 물질을 이용할 수 있다. 보다 바람직하게는 제 1 발광층의 호스트 재료는 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 재료를 이용하고, 제 2 발광층의 호스트 재료는 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 재료가 바람직하다. 상기 구성으로 함으로써 제 1 발광층과 제 2 발광층 사이가 발광 영역이 되고, 보다 고효율의 소자를 얻을 수 있다.
이상과 같은 구조를 가지는 발광층은, 복수의 재료로 구성되어 있는 경우, 진공 증착법에서의 공증착 또는 혼합 용액으로서 잉크젯법, 스핀 코트법, 혹은 딥 코트법 등을 이용하여 제작할 수 있다.
제 4 층(전자 수송층)(114)은, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 제 4 층(전자 수송층)(114)에는, 예를 들면, 저분자의 유기 화합물로서, Alq, Almq3, BeBq2, BAlq, Znq, ZnPBO, ZnBTZ 등의 금속 착체 등을 이용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, PBD, OXD-7, TAZ, TPBI, BPhen, BCP 등의 복소환 화합물을 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10-6 cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이다. 또한, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이면, 상기 이외의 물질을 전자 수송층으로서 이용해도 좋다. 또한, 전자 수송층은 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층한 것으로 해도 좋다.
또한, 제 4 층(전자 수송층)(114)에는, 고분자 화합물을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)](약칭：PF-Py), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭：PF-BPy) 등을 이용할 수 있다.
또한, 제 5 층(전자 주입층)(115)은 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 제 5 층(전자 주입층)(115)에는 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2) 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 또는 그들의 화합물을 이용할 수 있다. 그 외, 전자 수송성을 가지는 물질에 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 또는 그들의 화합물을 함유시킨 것, 구체적으로는 Alq 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 것 등을 이용해도 좋다. 또한, 이 경우에는, 제 2 전극(104)으로부터의 전자 주입을 보다 효율 좋게 행할 수 있다.
제 2 전극(104)에는, 일 함수가 작은(구체적으로는 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 음극 재료의 구체예로서는, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이것들을 포함하는 합금(예를 들면, MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이것들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다.
또한, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 이것들을 포함하는 합금을 이용하여 제 2 전극(104)을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
또한, 제 5 층(전자 주입층)(115)을 형성함으로써, 일 함수의 대소에 상관없이, Al, Ag, ITO, 그라펜, 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석 등 다양한 도전성 재료를 이용하여 제 2 전극(104)을 형성할 수 있다. 이들 도전성 재료는, 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코트법 등을 이용하여 성막할 수 있다.
또한, 제 1 층(정공 주입층)(111), 제 2 층(정공 수송층)(112), 제 3 층(발광층)(113), 제 4 층(전자 수송층)(114), 및 제 5 층(전자 주입층)(115)이 순차 적층하여 형성되는 EL층(103)의 제작 방법으로서는, 건식법, 습식법을 불문하고, 다양한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 진공 증착법, 잉크젯법 또는 스핀 코트법 등을 이용할 수 있다. 또한, 각층마다 다른 성막 방법을 이용하여 형성해도 좋다.
제 2 전극(104)에 대해서도, 스퍼터링법이나 진공 증착법 등의 건식법뿐만 아니라, 금속 재료의 페이스트를 이용하여 습식법에 의해 형성할 수 있다.
또한, 각각 제 1 전극(102), 제 1 층(정공 주입층)(111), 제 2 층(정공 수송층)(112), 제 3 층(발광층)(113) 사이는 주로 정공을 흘리기 때문에, 인접하는 층간의 캐리어 주입 장벽을 작게 하기 위해 HOMO 준위(금속의 경우는 일 함수)가 같거나 동일한 정도인 것이 바람직하다. 마찬가지로, 각각 제 3 층(발광층)(113), 제 4 층(전자 수송층)(114), 제 5 층(전자 주입층)(115), 제 2 전극(104) 사이는, 주로 전자를 흘리기 때문에, 인접하는 층간의 캐리어 주입 장벽을 작게 하기 위해 LUMO 준위(금속의 경우는 일 함수)가 같거나 동일한 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 그 차는 0.2 eV 이내, 보다 바람직하게는 0.1 eV 이내인 것이 바람직하다.
또한, 각각 제 2 층(정공 수송층)(112), 제 3 층(발광층)(113) 간의 HOMO 준위, 제 3 층(발광층)(113), 제 4 층(전자 수송층)(114) 간의 LUMO 준위의 차를 크게 함으로써, 발광층에서의 캐리어를 가두어, 보다 효율이 좋은 발광 소자가 되기 때문에 바람직하다. 단, 이 경우, 장벽이 너무 크면 구동 전압이 높아져 소자에 부담이 되기 때문에, 바람직하게는 그 차이는 0.4 eV 이내, 보다 바람직하게는 0.2 eV 이내인 것이 바람직하다.
상술한 본 실시형태의 발광 소자는, 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)과의 사이에 발생한 전위차에 의해 전류가 흐르고, EL층(103)에 있어서 정공과 전자가 재결합함으로써, 발광성의 유기 화합물은 여기 상태를 형성하고, 그 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀할 때의 완화 에너지로서 발광한다. 그리고, 이 발광은, 제 1 전극(102) 또는 제 2 전극(104)의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 통하여 외부로 취출된다. 따라서, 제 1 전극(102) 또는 제 2 전극(104)의 어느 한쪽, 또는 양쪽 모두가 투광성을 가지는 전극이 된다.
또한, 제 1 전극(102)만이 투광성을 가지는 전극인 경우에는, 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, EL층(103)에서 발생한 발광은 제 1 전극(102)을 통하여 기판(101)측으로부터 취출된다. 또한, 제 2 전극(104)만이 투광성을 가지는 전극인 경우에는, 도 2(B)에 나타낸 바와 같이, EL층(103)에서 발생한 발광은 제 2 전극(104)을 통하여 기판(101)과 반대측으로부터 취출된다. 또한, 제 1 전극(102) 및 제 2 전극(104)이 모두 투광성을 가지는 전극인 경우에는, 도 2(C)에 나타낸 바와 같이, EL층(103)에서 발생한 발광은 제 1 전극(102) 및 제 2 전극(104)을 통하여, 기판(101)측 및 기판(101)과 반대측의 양쪽 모두로부터 취출된다.
또한, 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)과의 사이에 형성되는 층의 구성은, 상기의 것에 한정되는 것은 아니다. 적어도 정공 수송층인 제 2 층(정공 수송층)(112), 및 발광층인 제 3 층(발광층)(113)을 가지는 구성이라면, 상기 이외의 것이어도 좋다.
또한, 도 1(B)에 나타낸 바와 같이, 기판(101) 위에 음극으로서 기능하는 제 2 전극(104), EL층(103), 양극으로서 기능하는 제 1 전극(102)이 순차 적층된 구조로 해도 좋다. 또한, 이 경우의 EL층(103)은, 제 2 전극(104) 위에 제 5 층(전자 주입층)(115), 제 4 층(전자 수송층)(114), 제 3 층(발광층)(113), 제 2 층(정공 수송층)(112), 제 1 층(정공 주입층)(111), 제 1 전극(102)이 순차 적층된 구조가 된다.
또한, 본 실시형태의 발광 소자를 이용함으로써, 패시브 매트릭스형의 발광 장치나, 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 발광 소자의 구동이 제어된 액티브 매트릭스형의 발광 장치를 제작할 수 있다.
또한, 액티브 매트릭스형의 발광 장치를 제작하는 경우에 있어서의 TFT의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 스태거형이나 역스태거형의 TFT를 적절히 이용할 수 있다. 또한, TFT 기판에 형성되는 구동용 회로에 대해서도, N형 및 P형의 TFT로 이루어지는 것이어도 좋고, N형의 TFT 또는 P형의 TFT의 어느 한쪽으로만 이루어지는 것이어도 좋다. 또한, TFT에 이용되는 반도체막의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않는다. 비정질 반도체막을 이용해도 좋고, 결정성 반도체막을 이용해도 좋다.
이상으로부터, 본 실시형태에 나타낸 발광 소자는, 실시형태 1의 안트라센 화합물을 포함하여 형성되기 때문에, 소자 효율이 향상되고, 또한, 장수명의 발광 소자로 할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태는, 복수의 발광 유닛(EL층이라고도 기재함)을 적층한 구성의 발광 소자(이하, 적층형 소자라고 함)의 양태에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 이 발광 소자는, 제 1 전극과 제 2 전극과의 사이에, 복수의 발광 유닛을 가지는 적층형 발광 소자이다. 각 발광 유닛의 구성으로서는, 실시형태 2에 나타낸 EL층의 구성과 같은 구성을 이용할 수 있다. 즉, 실시형태 2에 나타낸 발광 소자는 하나의 발광 유닛을 가지는 발광 소자이다. 본 실시형태에서는, 복수의 발광 유닛을 가지는 발광 소자에 대하여 설명한다.
도 3(A)에 있어서, 제 1 전극(321)과 제 2 전극(322)과의 사이에는, 제 1 발광 유닛(311)과 제 2 발광 유닛(312)이 적층되어 있다. 제 1 전극(321)과 제 2 전극(322)은 실시형태 2와 같은 것을 적용할 수 있다. 또한, 제 1 발광 유닛(311)과 제 2 발광 유닛(312)은 같은 구성이어도 다른 구성이어도 좋고, 그 구성은 실시형태 2와 같은 것을 적용할 수 있다.
전하 발생층(313)은, 제 1 전극(321)과 제 2 전극(322)에 전압을 인가했을 때에, 한쪽의 발광 유닛에 전자를 주입하고, 다른 한쪽 발광 유닛에 정공을 주입하는 층이다. 즉, 정공 수송성이 높은 유기 화합물과 전자 수용체(억셉터)를 포함하는 구성이어도, 전자 수송성이 높은 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 포함하는 구성이어도, 단층이어도 복수의 층을 적층한 구성이어도 좋다. 복수의 층을 적층한 구성으로서는, 정공을 주입하는 층과 전자를 주입하는 층을 적층하는 구성인 것이 바람직하다.
정공을 주입하는 층으로서는, 산화몰리브덴, 산화바나듐, 산화레늄, 산화루테늄 등의 반도체나 절연체를 이용할 수 있다. 혹은, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터 물질이 첨가된 구성이어도 좋다. 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터성 물질을 포함하는 층은, 억셉터 물질로서 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭：F4-TCNQ)이나, 산화바나듐이나 산화몰리브덴이나 산화텅스텐 등의 금속 산화물을 포함한다. 정공 수송성이 높은 물질로서는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물, 올리고머, 덴드리머, 폴리머 등 다양한 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 실시형태 1에 나타낸 본 발명의 안트라센 화합물도 마찬가지로 이용할 수 있다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질로서는, 정공 이동도가 10-6 cm2/Vs 이상인 것을 적용하는 것이 바람직하다. 단, 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 물질이면, 이것들 이외의 것을 이용해도 좋다. 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터성 물질을 포함하는 복합 재료는, 캐리어 주입성, 캐리어 수송성이 뛰어나기 때문에, 저전압 구동, 저전류 구동을 실현할 수 있다.
전자를 주입하는 층으로서는, 산화리튬, 불화리튬, 탄산세슘 등의 절연체나 반도체를 이용할 수 있다. 혹은, 전자 수송성이 높은 물질에, 도너성 물질이 첨가된 구성이어도 좋다. 도너성 물질로서는, 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속 또는 희토류 금속 또는 원소 주기표에 있어서의 제 13 족에 속하는 금속 및 그 산화물, 탄산염을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 리튬(Li), 세슘(Cs), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 이테르븀(Yb), 인듐(In), 산화리튬, 탄산세슘 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 테트라티아나프타센과 같은 유기 화합물을 도너성 물질로서 이용해도 좋다. 전자 수송성이 높은 물질로서는, 전자 이동도가 10-6 cm2/Vs 이상인 것을 적용하는 것이 바람직하다. 단, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이면, 이것들 이외의 것을 이용해도 좋다. 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질을 가지는 복합 재료는, 캐리어 주입성, 캐리어 수송성이 우수하기 때문에, 저전압 구동, 저전류 구동을 실현할 수 있다.
또한, 전하 발생층(313)으로서 실시형태 2에 나타낸 전극 재료를 이용할 수도 있다. 예를 들면, 정공 수송성이 높은 물질과 금속 산화물을 포함하는 층과 투명 도전막을 조합하여 형성해도 좋다. 또한, 광취출 효율의 점으로부터, 전하 발생층은 투광성이 높은 층으로 하는 것이 바람직하다.
어쨌든, 제 1 발광 유닛(311)과 제 2 발광 유닛(312)에 끼워지는 전하 발생층(313)은, 제 1 전극(321)과 제 2 전극(322)에 전압을 인가했을 때에, 한쪽의 발광 유닛에 전자를 주입하고, 다른 한쪽의 발광 유닛에 정공을 주입하는 것이면 좋다. 예를 들면, 제 1 전극의 전위가 제 2 전극의 전위보다 높아지도록 전압을 인가한 경우, 전하 발생층(313)은 제 1 발광 유닛(311)에 전자를 주입하고, 제 2 발광 유닛(312)에 정공을 주입하는 것이면 어떠한 구성이어도 좋다.
본 실시형태에서는, 2개의 발광 유닛을 가지는 발광 소자에 대하여 설명했지만, 도 3(B)에 나타낸 바와 같이, 3개 이상의 발광 유닛을 적층한 발광 소자에 대해서도, 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관한 발광 소자와 같이, 한쌍의 전극간에 복수의 발광 유닛을 전하 발생층에서 나누어 배치함으로써, 전류 밀도를 낮게 유지한 채로, 고휘도 영역에서의 발광이 가능하다. 전류 밀도를 낮게 유지할 수 있기 때문에 장수명 소자를 실현할 수 있다. 또한, 조명을 응용예로 한 경우는, 전극 재료의 저항에 의한 전압 강하를 작게 할 수 있으므로, 대면적에서의 균일 발광이 가능하게 된다. 또한, 저전압 구동이 가능하여 소비 전력이 낮은 발광 장치를 실현할 수 있다.
또한, 각각의 발광 유닛의 발광색을 다른 것으로 함으로써, 발광 소자 전체적으로, 소망의 색의 발광을 얻을 수 있다. 예를 들면, 2개의 발광 유닛을 가지는 발광 소자에 있어서, 제 1 발광 유닛의 발광색과 제 2 발광 유닛의 발광색을 보색의 관계가 되도록 함으로써, 발광 소자 전체적으로 백색 발광하는 발광 소자를 얻는 것도 가능하다. 또한, 보색이란, 혼합하면 무채색이 되는 색들간의 관계를 말한다. 즉, 보색의 관계에 있는 색을 발광하는 물질로부터 얻어진 광을 혼합하면 백색 발광을 얻을 수 있다. 또한, 3개의 발광 유닛을 가지는 발광 소자의 경우에도 마찬가지이고, 예를 들면, 제 1 발광 유닛의 발광색이 적색이며, 제 2 발광 유닛의 발광색이 녹색이며, 제 3 발광 유닛의 발광색이 청색인 경우, 발광 소자 전체적으로는 백색 발광을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 다른 실시형태와 적절히 조합하는 것이 가능하다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는, 화소부에 실시형태 2 또는 실시형태 3의 발광 소자를 가지는 발광 장치에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 또한, 도 4(A)는, 발광 장치를 나타낸 상면도, 도 4(B)는 도 4(A)를 A1-A2 및 B1-B2로 절단한 단면도이다.
도 4(A)에 나타낸 발광 장치는, 구동 회로부(소스측 구동 회로(401)), 화소부(402), 구동 회로부(게이트측 구동 회로(403)), 봉지 기판(404), 씰재(405)를 가지고, 씰재(405)로 둘러싸인 내측은, 공간(407)으로 되어 있다.
또한, 리드 배선(408)은 소스측 구동 회로(401), 및 게이트측 구동 회로(403)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부 입력 단자가 되는 FPC(Flexible Printed Circuit)(409)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 받는다. 또한, 여기에서는 FPC밖에 도시하지 않았지만, 이 FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 부착되어 있어도 좋다. 또한, 본 명세서에서의 발광 장치에는, 발광 장치 본체뿐만 아니라, 거기에 FPC 혹은 PWB가 부착된 상태도 포함하는 것으로 한다.
다음에, 단면 구조에 대하여 도 4(B)를 이용하여 설명한다. 소자 기판(410) 위에는 구동 회로부, 및 화소부가 형성되어 있지만, 여기에서는, 구동 회로부인 소스측 구동 회로(401)와 화소부(402) 중의 하나의 화소가 도시되어 있다. 또한, 소스측 구동 회로(401)는 N 채널형 TFT(423)와 P 채널형 TFT(424)를 조합한 CMOS 회로가 형성된다. 또한, 구동 회로는, 여러가지의 CMOS 회로, PMOS 회로 혹은 NMOS 회로로 형성해도 좋다. 본 실시형태에서는, 기판 위에 구동 회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 구동 회로를 기판 위가 아니라 외부에 형성할 수도 있다.
또한, 화소부(402)는 스위칭용 TFT(411)와, 전류 제어용 TFT(412)와, 그 드레인에 전기적으로 접속된 제 1 전극(413)을 포함하는 복수의 화소에 의해 형성된다. 또한, 제 1 전극(413)의 단부를 덮어 절연물(414)이 형성된다.
또한, 피복성을 양호한 것으로 하기 위해, 절연물(414)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 가지는 곡면이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 절연물(414)의 재료로서 포지티브형의 감광성 아크릴을 이용함으로써, 절연물(414)의 상단부에만 곡률 반경(0.2μm?3μm)을 가지는 곡면을 갖게 할 수 있다. 또한, 절연물(414)로서 광의 조사에 의해 에천트에 불용해성이 되는 네거티브형, 혹은 광의 조사에 의해 에천트에 용해성이 되는 포지티브형의 감광성 재료를 이용할 수 있다.
제 1 전극(413) 위에는, EL층(416), 및 제 2 전극(417)이 각각 형성된다. 여기서, 제 1 전극(413)에 이용하는 재료로서는, 다양한 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 또한, 구체적인 재료로서는, 실시형태 2에 있어서 제 1 전극에 이용할 수 있는 것으로 나타낸 재료를 이용할 수 있는 것으로 한다.
또한, EL층(416)은, 증착 마스크를 이용한 증착법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등의 다양한 방법에 의해 형성된다. EL층(416)은, 실시형태 2 또는 실시형태 3에 나타낸 구성을 가지고 있다. 또한, EL층(416)을 구성하는 다른 재료로서는, 저분자 화합물, 또는 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머를 포함함)이어도 좋다. 또한, EL층에 이용하는 재료로서는, 유기 화합물뿐만 아니라, 무기 화합물을 이용해도 좋다.
또한, 제 2 전극(417)에 이용하는 재료로서는, 다양한 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 제 2 전극(417)을 음극으로서 이용하는 경우에는, 그 중에서도, 일 함수가 작은(일 함수 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이것들을 포함하는 합금(예를 들면, MgAg, AlLi) 등을 들 수 있다.
또한, EL층(416)에서 발생한 광이 제 2 전극(417)을 투과하는 구성으로 하는 경우에는, 제 2 전극(417)으로서 막두께를 얇게 한 금속 박막과, 투명 도전막(산화인듐-산화주석(ITO), 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐, 그라펜 등)과의 적층을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 씰재(405)로 봉지 기판(404)을 소자 기판(410)과 부착시킴으로써, 소자 기판(410), 봉지 기판(404), 및 씰재(405)로 둘러싸인 공간(407)에 발광 소자(418)가 구비된 구조로 되어 있다. 또한, 공간(407)에는, 충전재가 충전되어 있고, 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 외에, 씰재(405)로 충전되는 경우도 있다.
또한, 씰재(405)에는 에폭시계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 재료는 가능한 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다. 또한, 봉지 기판(404)에 이용하는 재료로서 유리 기판이나 석영 기판 외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플루오라이드), 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어지는 플라스틱 기판을 이용할 수 있다.
이상과 같이 하여, 실시형태 2 또는 실시형태 3의 발광 소자를 가지는 액티브 매트릭스형의 발광 장치를 얻을 수 있다.
또한, 실시형태 2 또는 실시형태 3의 발광 소자는, 상술한 액티브 매트릭스형의 발광 장치뿐만 아니라 패시브 매트릭스형의 발광 장치에 이용할 수도 있다. 도 5에 상기 실시형태에 나타낸 발광 소자를 이용한 패시브 매트릭스형의 발광 장치의 사시도 및 단면도를 나타낸다. 또한, 도 5(A)는, 발광 장치를 나타낸 사시도, 도 5(B)는 도 5(A)를 X-Y로 절단한 단면도이다.
도 5에 있어서, 기판(501) 위의 제 1 전극(502)과 제 2 전극(503)과의 사이에는 EL층(504)이 형성되어 있다. 제 1 전극(502)의 단부는 절연층(505)으로 덮여 있다. 그리고, 절연층(505) 위에는 격벽층(506)이 형성되어 있다. 격벽층(506)의 측벽은, 기판면에 가까워짐에 따라, 한쪽의 측벽과 다른 한쪽의 측벽과의 간격이 좁아지는 듯한 경사를 가진다. 즉, 격벽층(506)의 단변 방향의 단면은, 사다리꼴 형상이며, 바닥변(절연층(505)의 면방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(505)과 접하는 변)이 윗변(절연층(505)의 면방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(505)과 접하지 않는 변)보다 짧다. 이와 같이, 격벽층(506)을 형성함으로써, 정전기 등에 기인한 발광 소자의 불량을 막을 수 있다.
이상에 의해, 실시형태 2 또는 실시형태 3의 발광 소자를 가지는 패시브 매트릭스형의 발광 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에 나타낸 발광 장치(액티브 매트릭스형, 패시브 매트릭스형)는, 모두 상기 실시형태에 나타낸 발광 효율이 높고, 장수명의 발광 소자를 이용하여 형성되기 때문에, 소비 전력이 저감되어, 신뢰성이 높은 발광 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 다른 실시형태에 나타낸 구성을 적절히 조합하여 이용할 수 있는 것으로 한다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는, 실시형태 4에 나타낸 발광 장치를 그 일부에 포함하는 전자기기에 대하여 설명한다. 실시형태 4에 기재된 발광 장치는, 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하는 발광 소자를 이용하기 때문에, 소비 전력이 저감된 발광 장치이며, 그 결과, 본 실시형태에 기재한 전자기기는 소비 전력이 저감된 표시부를 가지는 전자기기로 하는 것이 가능하다. 또한, 구동 전압이 작은 전자기기로 하는 것이 가능하다. 또한, 신뢰성이 높은 전자기기로 하는 것이 가능하다.
발광 장치를 적용한 전자기기로서 예를 들면, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대전화기(휴대전화, 휴대전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파칭코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다. 이들 전자기기의 구체예를 이하에 나타낸다.
도 6(A)은, 텔레비전 장치의 일례를 나타낸다. 텔레비전 장치는 케이스(7101)에 표시부(7103)가 짜넣어져 있다. 또한, 여기에서는, 스탠드(7105)에 의해 케이스(7101)를 지지한 구성을 나타내고 있다. 표시부(7103)에 의해, 영상을 표시하는 것이 가능하고, 표시부(7103)는 실시형태 2 또는 3에 설명한 것과 같은 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되어 있다. 이 발광 소자는, 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하기 때문에 발광 효율이 양호한 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 또한, 구동 전압이 작은 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 또한, 신뢰성이 높은 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 그 때문에, 이 발광 소자로 구성되는 표시부(7103)를 가지는 텔레비전 장치는 소비 전력이 저감된 텔레비전 장치로 할 수 있다. 또한, 구동 전압이 작은 텔레비전 장치로 하는 것이 가능하다. 또한, 신뢰성이 높은 텔레비전 장치로 하는 것이 가능하다.
텔레비전 장치의 조작은, 케이스(7101)가 구비하는 조작 스위치나, 별체의 리모콘 조작기(7110)에 의해 행할 수 있다. 리모콘 조작기(7110)가 구비하는 조작 키(7109)에 의해, 채널이나 음량의 조작을 행할 수 있고, 표시부(7103)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다. 또한, 리모콘 조작기(7110)에, 이 리모콘 조작기(7110)로부터 출력하는 정보를 표시하는 표시부(7107)를 형성하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 텔레비전 장치는, 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의해 일반 텔레비전 방송의 수신을 행할 수 있고, 또한, 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 한방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 혹은 수신자들간 등)의 정보통신을 행하는 것도 가능하다.
도 6(B)은 컴퓨터이며, 본체(7201), 케이스(7202), 표시부(7203), 키보드(7204), 외부 접속 포트(7205), 포인팅 디바이스(7206) 등을 포함한다. 또한, 이 컴퓨터는, 실시형태 2 또는 3에 설명한 것과 같은 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 표시부(7203)에 이용함으로써 제작된다. 이 발광 소자는, 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하기 때문에 발광 효율이 양호한 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 또한, 구동 전압이 작은 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 또한, 신뢰성이 높은 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 따라서, 이 발광 소자로 구성되는 표시부(7203)를 가지는 컴퓨터는 소비 전력이 저감된 컴퓨터로 할 수 있다. 또한, 구동 전압이 작은 컴퓨터로 하는 것이 가능하다. 또한, 신뢰성이 높은 컴퓨터로 하는 것이 가능하다.
도 6(C)은 휴대형 유기기이며, 케이스(7301)와 케이스(7302)의 2개의 케이스로 구성되어 있고, 연결부(7303)에 의해 개폐 가능하게 연결되어 있다. 케이스(7301)에는, 실시형태 2 또는 3에 설명한 것과 같은 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부(7304)가 짜넣어지고, 케이스(7302)에는 표시부(7305)가 짜넣어져 있다. 또한, 도 6(C)에 나타낸 휴대형 유기기는, 그 외에, 스피커부(7306), 기록 매체 삽입부(7307), LED 램프(7308), 입력 수단(조작 키(7309), 접속 단자(7310), 센서(7311)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액, 자기, 온도, 화학물질, 음성, 시간, 경도, 전장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경도, 진동, 냄새나 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(7312)) 등을 구비하고 있다. 물론, 휴대형 유기기의 구성은 상술한 것에 한정되지 않고, 적어도 표시부(7304) 및 표시부(7305)의 양쪽 모두, 또는 한쪽에 실시형태 2 또는 3에 설명한 것과 같은 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부를 이용하면 좋고, 그 외 부속 설비가 적절히 설치된 구성으로 할 수 있다. 도 6(C)에 나타낸 휴대형 유기기는, 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 표시부에 표시하는 기능이나, 다른 휴대형 유기기와 무선 통신을 행하여 정보를 공유하는 기능을 가진다. 또한, 도 6(C)에 나타낸 휴대형 유기기가 가지는 기능은 이것에 한정되지 않고, 여러가지 기능을 가질 수 있다. 상술한 바와 같은 표시부(7304)를 가지는 휴대형 유기기는, 표시부(7304)에 이용되고 있는 발광 소자가 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하는 것에 의해, 양호한 발광 효율을 가지기 때문에, 소비 전력이 저감된 휴대형 유기기로 할 수 있다. 또한, 표시부(7304)에 이용되고 있는 발광 소자가 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하는 것에 의해, 낮은 구동 전압으로 구동시킬 수 있기 때문에, 구동 전압이 작은 휴대형 유기기로 할 수 있다. 또한, 표시부(7304)에 이용되고 있는 발광 소자가 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하는 것에 의해 높은 신뢰성을 가지기 때문에, 신뢰성이 높은 휴대형 유기기로 할 수 있다.
도 6(D)은, 휴대전화기의 일례를 나타낸다. 휴대전화기는, 케이스(7401)에 짜넣어진 표시부(7402) 외에, 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크(7406) 등을 구비하고 있다. 또한, 휴대전화기는, 실시형태 2 또는 3에 설명한 바와 같은 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부(7402)를 가지고 있다. 이 발광 소자는, 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하기 때문에 발광 효율이 양호한 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 또한, 구동 전압이 작은 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 또한, 신뢰성이 높은 발광 소자로 하는 것이 가능하다. 따라서, 이 발광 소자로 구성되는 표시부(7402)를 가지는 휴대전화기는 소비 전력이 저감된 휴대전화기로 할 수 있다. 또한, 구동 전압이 작은 휴대전화기로 하는 것이 가능하다. 또한, 신뢰성이 높은 휴대전화기로 하는 것이 가능하다.
도 6(D)에 나타낸 휴대전화기는, 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써, 정보를 입력할 수 있는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 전화를 걸거나, 혹은 메세지를 작성하는 등의 조작은 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 행할 수 있다.
표시부(7402)의 화면은 주로 3개의 모드가 있다. 제 1은, 화상의 표시를 주로 하는 표시 모드이며, 제 2는, 문자 등의 정보의 입력을 주로 하는 입력 모드이다. 제 3은 표시 모드와 입력 모드의 2개의 모드가 혼합된 표시＋입력 모드이다.
예를 들면, 전화를 걸거나, 혹은 메세지를 작성하는 경우는, 표시부(7402)를 문자의 입력을 주로 하는 문자 입력 모드로 하고, 화면에 표시시킨 문자의 입력 조작을 행하면 좋다. 이 경우, 표시부(7402)의 화면의 대부분에 키보드 또는 번호 버튼을 표시시키는 것이 바람직하다.
또한, 휴대전화기 내부에, 자이로스코프, 가속도 센서 등의 기울기를 검출하는 센서를 가지는 검출 장치를 형성함으로써, 휴대전화기의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여, 표시부(7402)의 화면 표시를 자동적으로 바꾸도록 할 수 있다.
또한, 화면 모드의 전환은 표시부(7402)를 터치하는 것, 또는 케이스(7401)의 조작 버튼(7403)의 조작에 의해 행해진다. 또한, 표시부(7402)에 표시되는 화상의 종류에 따라 바꾸도록 할 수도 있다. 예를 들면, 표시부에 표시하는 화상 신호가 동영상의 데이터라면 표시 모드, 텍스트 데이터라면 입력 모드로 전환한다.
또한, 입력 모드에 있어서, 표시부(7402)의 광 센서로 검출되는 신호를 검지하여, 표시부(7402)의 터치 조작에 의한 입력이 일정 기간 없는 경우에는, 화면의 모드를 입력 모드로부터 표시 모드로 전환하도록 제어해도 좋다.
표시부(7402)는, 이미지 센서로서 기능시킬 수도 있다. 예를 들면, 표시부(7402)에 손바닥이나 손가락으로 터치하여 장문(掌紋), 지문(指紋) 등을 촬상함으로써, 본인 인증을 행할 수 있다. 또한, 표시부에 근적외광을 발광하는 백 라이트 또는 근적외광을 발광하는 센싱용 광원을 이용하면, 손가락 정맥, 손바닥 정맥 등을 촬상할 수도 있다.
이상과 같이, 실시형태 4에 설명한 바와 같은, 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하는 발광 소자를 구비한 발광 장치의 적용 범위는 매우 넓고, 이 발광 장치를 모든 분야의 전자기기에 적용하는 것이 가능하다. 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 이용함으로써, 소비 전력이 저감된 전자기기를 얻을 수 있다. 또한, 구동 전압이 작은 전자기기를 얻을 수 있다. 또한, 신뢰성이 높은 전자기기를 얻을 수 있다.
또한, 실시형태 4에 기재된 발광 장치는, 조명 장치로서 이용할 수도 있다. 실시형태 4에 기재된 발광 장치를 조명 장치로서 이용하는 일 양태를, 도 7을 이용하여 설명한다.
도 7은, 실시형태 4에 기재된 발광 장치를 백 라이트로서 이용한 액정 표시 장치의 일례이다. 도 7에 나타낸 액정 표시 장치는, 케이스(901), 액정층(902), 백 라이트(903), 케이스(904)를 가지고, 액정층(902)은 드라이버 IC(905)와 접속되어 있다. 또한, 백 라이트(903)는 실시형태 4에 기재된 발광 장치가 이용되고, 단자(906)에 의해, 전류가 공급된다.
실시형태 4에 기재된 발광 장치를 액정 표시 장치의 백 라이트로서 이용함으로써, 소비 전력이 저감된 백 라이트가 얻어진다. 또한, 실시형태 4에 기재된 발광 장치는, 면발광의 조명 장치이며 대면적화도 가능하기 때문에, 백 라이트의 대면적화가 가능하고, 액정 표시 장치의 대면적화도 가능하게 된다. 또한, 실시형태 4에 기재된 발광 장치는 박형이기 때문에, 표시 장치의 박형화도 가능하게 된다.
도 8은, 실시형태 4에 기재된 발광 장치를 조명 장치인 전기 스탠드로서 이용한 예이다. 도 8에 나타낸 전기 스탠드는 케이스(2501)와 광원(2502)을 가지고, 광원(2502)으로서 실시형태 4에 기재된 발광 장치가 이용되고 있다.
도 9는, 실시형태 4에 기재된 발광 장치를 실내의 조명 장치(3001)로서 이용한 예이다. 실시형태 4에 기재된 발광 장치는 소비 전력이 저감된 발광 장치이기 때문에, 소비 전력이 저감된 조명 장치로 할 수 있다. 또한, 실시형태 4에 기재된 발광 장치는 대면적화가 가능하기 때문에, 대면적의 조명 장치로서 이용할 수 있다. 또한, 실시형태 4에 기재된 발광 장치는, 박형이기 때문에, 박형화한 조명 장치로서 이용하는 것이 가능하게 된다.
실시형태 4에 기재된 발광 장치는, 자동차의 앞유리나 계기반에도 이용할 수 있다. 도 10에 실시형태 4에 기재된 발광 장치를 자동차의 앞유리나 계기반에 이용하는 일 양태를 나타낸다. 표시(5000) 내지 표시(5005)는 실시형태 4에 기재된 발광 장치를 이용하여 제공된 표시이다.
표시(5000)와 표시(5001)는 자동차의 앞유리에 설치된 실시형태 4에 기재된 발광 장치이다. 실시형태 4에 기재된 발광 장치는, 제 1 전극과 제 2 전극을 투광성을 가지는 전극으로 제작하는 것에 의해, 반대측이 비쳐 보이는, 소위 시스루(see-through) 상태의 표시 장치로 할 수 있다. 시스루 상태의 표시라면, 자동차의 앞유리에 설치했다고 하더라도, 시야에 방해가 되지 않게 설치할 수 있다. 또한, 구동을 위한 트랜지스터 등을 설치하는 경우에는, 유기 반도체 재료에 의한 유기 트랜지스터나, 산화물 반도체를 이용한 트랜지스터 등 투광성을 가지는 트랜지스터를 이용하면 좋다.
표시(5002)는 필러(pillar) 부분에 설치된 표시 장치이다. 표시(5002)에는, 차체에 설치된 촬상 수단으로부터의 영상을 비추는 것에 의해, 필러로 차단된 시야를 보완할 수 있다. 또한, 마찬가지로 계기반 부분에 제공된 표시(5003)는 차체에 의해 차단된 시야를 자동차의 외측에 설치된 촬상 수단으로부터의 영상을 비추는 것에 의해, 사각(死角)을 보충하여, 안전성을 높일 수 있다. 보이지 않는 부분을 보완하도록 영상을 투영하는 것에 의해, 보다 자연스럽게 위화감 없이 안전 확인을 행할 수 있다.
표시(5004)나 표시(5005)는 네비게이션 정보, 스피드미터나 타코미터, 주행거리, 급유량, 기어 상태, 에어콘의 설정 등, 그 외 다양한 정보를 제공할 수 있다. 표시는 사용자의 기호에 맞추어 적절히 그 표시 항목이나 레이아웃을 변경할 수 있다. 또한, 이들 정보는 표시(5000) 내지 표시(5003)에도 형성할 수 있다. 또한, 표시(5000) 내지 표시(5005)는 전면을 발광시키는 것에 의해 조명으로서도 이용하는 것이 가능하다.
실시형태 4에 기재된 발광 장치는 실시형태 1에 기재된 안트라센 화합물을 포함하는 것에 의해, 구동 전압이 작은 발광 소자로 할 수 있고, 혹은 소비 전력이 작은 발광 장치로 할 수 있고, 큰 화면을 많이 형성해도, 배터리에 부하가 가는 것을 저감하여, 쾌적하게 사용할 수 있다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 실시형태 1에서 구조식 (100)으로 나타낸 N-(디벤조푸란-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：FrAPA)을 제조하는 합성예를 나타낸다.
[구조식 (100)]
Figure pat00031
[스텝 1：2-요오드디벤조푸란의 합성 방법]
500 mL의 3구 플라스크에서, 디벤조푸란 8.4 g(50 mmol), 요오드 6.2 g(25 mmol), 오르토과요오드산 5.7 g(25 mmol), 빙초산 150 mL, 물 30 mL, 황산 500μL의 현탁액을 60℃에서 4.5시간 가열 교반하여 반응시켰다.
반응 후, 이 반응 혼합액을 16시간 실온에서 더 교반했다. 발생한 석출물을 여과하고, 이 여과물을 톨루엔 150 mL에 녹이고, 그 후, 물에서 3회 세정했다. 이 톨루엔 용액에 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다.
이것을 여과하여, 얻어진 여과액을 농축한 후, 여기에 헥산을 첨가하여 초음파를 조사했다. 발생한 고체를 여과하여 건조시킨 결과, 목적물인 백색 분말을 11.3 g, 수율 77%로 얻었다. 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (B-1)에 나타낸다.
[반응 스킴 (B-1)]
Figure pat00032
상기 스텝 1에 의해 얻어진 화합물을 핵자기 공명법(NMR)에 의해 측정했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다.
1H NMR(CDCl3, 300 MHz)：δ(ppm) = 7.33-7.38(m, 2H), 7.48(dt, J = 1.5 Hz, 8.4 Hz, 1H), 7.56(d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.72(dd, J = 2.1 Hz, 8.4 Hz, 1H), 7.95(d, J = 7.8 Hz, 1H), 8.27(d, J = 1.5 Hz, 1H).
측정 결과로부터, 목적물인 2-요오드디벤조푸란이 얻어진 것을 확인했다.
[스텝 2：N-(디벤조푸란-2-일)-페닐아민(약칭：FrA)의 합성 방법]
100 mL의 3구 플라스크 중에서, 2-요오드디벤조푸란을 4.5 g(15 mmol), 아닐린을 2.0 g(20 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)을 45 mg(0.1 mmol), 나트륨-tert-부톡시드(약칭：tert-BuONa)를 3.0 g(30 mmol), 탈수 크실렌 30 mL를 첨가하여, 3분간 기포가 나오지 않게 될 때까지 탈기를 행하였다. 이 현탁액에 트리-tert-부틸포스핀(10 wt% 헥산 용액)을 0.5 mL(0.3 mmol)를 첨가하여 질소 분위기하에서 5시간동안 120℃에서 가열 교반하여 반응시켰다.
이 반응 현탁액에 톨루엔 약 200 mL를 첨가하여 플로리실(와코 순약 공업 주식회사(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 카탈로그 번호：540-00135), 알루미나, 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호：531-16855)를 통하여 여과를 행하였다. 얻어진 여과액을 물로 세정하고, 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다.
이 현탁액을 플로리실, 알루미나, 셀라이트를 통해 더 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여, 여기에 메탄올을 더한 후, 초음파를 조사했다. 발생한 고체를 여과하여 건조시킨 결과, 목적물인 백색 분말을 1.6 g, 수율 39%로 얻었다. 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (B-2)에 나타낸다.
[반응 스킴 (B-2)]
Figure pat00033
실리카 겔 박층 크로마토그래피(TLC)에서의 Rf값(전개 용매 초산에틸：헥산 = 1：10)은, 목적물은 0.28, 2-요오드디벤조푸란은 0.59, 아닐린은 0.07이었다.
상기 스텝 2에 의해 얻어진 화합물을 핵자기 공명법(NMR)에 의해 측정했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다.
1H NMR(CDCl3, 300 MHz)：δ(ppm) = 5.80(s, 1H), 6.94-7.68(m, 10H), 8.99(d, J = 7.8 Hz, 1H), 8.11(s, 1H).
측정 결과로부터, 목적물인 N-(디벤조푸란-2-일)-페닐아민(약칭：FrA)이 얻어진 것을 확인했다.
[스텝 3：N-(디벤조푸란-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：FrAPA)의 합성 방법]
100 mL의 3구 플라스크 중에서, N-(디벤조푸란-2-일)-페닐아민을 1.1 g(4.3 mmol), 9-(4-브로모페닐)-10-페닐안트라센을 1.6 g(4.2 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)을 10 mg(20μmol), 나트륨-tert-부톡시드(약칭：tert-BuONa)를 1.0 g(10 mmol), 탈수 크실렌 20 mL를 첨가하여, 3분간 기포가 나오지 않게 될 때까지 탈기를 행하였다. 이 현탁액에 트리-tert-부틸포스핀(10 wt% 헥산 용액)을 100μL(50μmol) 첨가하여, 질소 분위기하에서 4시간동안 110℃에서 가열 교반하여 반응시켰다.
이 반응 현탁액에 톨루엔 약 150 mL를 첨가하여 플로리실, 알루미나, 셀라이트를 통하여 여과를 행하였다. 얻어진 여과액을 물로 세정하고, 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다.
이 현탁액을 플로리실, 알루미나, 셀라이트를 통하여 더 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여, 아세톤, 메탄올을 첨가한 후, 초음파를 조사했다. 발생한 고체를 여과하여 건조시킨 결과, 목적물인 담황색 분말을 2.2 g, 수율 90%로 얻었다. 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (B-3)에 나타낸다.
[반응 스킴 (B-3)]
Figure pat00034
실리카 겔 박층 크로마토그래피(TLC)에서의 Rf값(전개 용매 초산에틸：헥산 = 1：10)은, 목적물은 0.58, 9-(4-브로모페닐)-10-페닐안트라센은 0.72, N-(디벤조푸란-2-일)-페닐아민은 0.37이었다.
상기 스텝 3으로 얻어진 화합물을 핵자기 공명법(NMR)에 의해 측정했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다.
1H NMR(CDCl3, 300 MHz)：δ(ppm) = 7.07(t, J = 7.2 Hz, 1H), 7.28-7.49(m, 17 H), 7.54-7.63(m, 5 H), 7.69(d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.87-7.93(m, 4H).
측정 결과로부터, 목적물인 N-(디벤조푸란-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：FrAPA)이 얻어진 것을 확인했다.
상기 화합물의 분자량을 GC/MS 검출기(Thermo Fisher사 제조, ITQ1100 이온 트랩형 GCMS 시스템)에 의해 측정했다. 이것에 의해, 분자량 587.3(모드는 EI＋)을 메인으로 하는 피크를 검출하여, 측정 결과로부터 목적물인 N-(디벤조푸란-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：FrAPA)이 얻어진 것을 확인했다.
또한, FrAPA의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼을 도 11(A)에, 발광 스펙트럼을 도 11(B)에 나타낸다. 또한, FrAPA의 박막의 흡수 스펙트럼을 도 12(A)에, 발광 스펙트럼을 도 12(B)에 나타낸다. 흡수 스펙트럼의 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사(JASCO Corporation) 제조, V550형)를 이용했다. 발광 스펙트럼의 측정에는 형광 광도계((주)하마마츠 포토닉스(Hamamatsu Photonics Corporation)사 제조 FS920)를 이용했다. 용액은 석영 셀에 넣고, 박막은 석영 기판에 증착하여 샘플을 제작하여 측정을 행하였다. 흡수 스펙트럼은 용액에 대해서는 석영 셀에 톨루엔만을 넣고 측정한 흡수 스펙트럼을, 박막에 대해서는 석영 기판의 스펙트럼을 각각 뺀 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 도 11 및 도 12에 있어서, 종축은 흡수 강도(임의 단위) 또는 발광 강도(임의 단위), 횡축은 파장(nm)을 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는, 395 nm, 374 nm 부근에 흡수 피크가 관측되고, 최대 발광 파장은 457 nm(여기 파장 375 nm)였다. 또한, 박막의 경우에는 402 nm, 375 nm 부근에 흡수 피크가 관측되고, 최대 발광 파장은 475 nm(여기 파장 402 nm)였다.
흡수 스펙트럼으로부터, 본 실시예에 나타내는 FrAPA는 가시역에 흡수가 거의 없는 재료인 것을 알 수 있었다. 또한, 발광 스펙트럼으로부터, 청색의 발광을 나타내는 것을 알 수 있었다.
산화 환원 반응 특성을 사이클릭 볼타메트리(CV) 측정에 의해 조사했다. 측정에는, 전기 화학 애널라이저((주)비?에이?에스(BAS Inc.)사 제조, 제품번호：ALS 모델 600A 또는 600C)를 이용했다.
산화 반응 특성의 측정은, 참조 전극에 대한 작용 전극의 전위를 -0.13 V에서 0.80 V까지 주사한 후, 0.80 V에서 -0.13 V까지 주사하여 행하였다. 이 주사를 100 사이클 행한 후에도 산화 피크가 같은 값이 되었다. 이것으로부터, 본 실시예의 화합물은 산화 상태와 중성 상태간의 산화 환원의 반복에 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
환원 반응 특성의 측정은, 참조 전극에 대한 작용 전극의 전위를 -0.25 V에서 -2.50 V까지 주사한 후, -2.50 V에서 -0.25 V까지 주사하여 행하였다. 이 주사를 100 사이클 행한 후에도 환원 피크가 같은 값이 되었다. 이것으로부터, 본 실시예의 화합물은, 환원 상태와 중성 상태간의 산화 환원의 반복에 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 실시형태 1에 있어서 구조식 (101)로 나타낸 4-(디벤조푸란-2-일)-4'-(10-페닐안트라센-9-일)트리페닐아민(약칭：FrBAPA)을 제조하는 합성예를 나타낸다.
[구조식 (101)]
Figure pat00035
[스텝 1：디벤조푸란-2-붕소산(boronic Acid)의 합성 방법]
500 mL의 3구 플라스크에서, 2-요오드디벤조푸란을 8.8 g(30 mmol) 넣어 플라스크내의 분위기를 질소 치환한 후, 탈수 테트라하이드로퓨란(약칭：THF) 200 mL를 첨가하여 -78℃로 했다. 이 혼합액에 1.63 mol/L의 n-부틸리튬 헥산 용액 22 mL(36 mmol)를 적하하고, 4시간 교반하여 반응시켰다.
이 반응 혼합물에 붕산 트리메틸(trimethyl borate) 4.6 mL(45 mmol)를 첨가하여 -78℃에서 2시간, 실온에서 20시간 교반하여 반응시켰다. 반응 후, 이 반응 용액에 희염산을 산성이 될 때까지 첨가한 후 2시간 교반했다.
교반한 용액을 초산에틸로 추출하여, 얻어진 유기층을 포화 식염수로 세정했다. 세정 후, 유기층에 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다. 이 현탁액을 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여, 목적물을 얻었다. 또한, 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (C-1)에 나타낸다.
[반응 스킴 (C-1)]
Figure pat00036
[스텝 2：4-(디벤조푸란-2-일)디페닐아민(약칭：FrBA)의 합성 방법]
500 mL의 3구 플라스크에서, 4-브로모디페닐아민을 7.3 g(30 mmol), 디벤조푸란-2-붕소산을 6.3 g(30 mmol), 초산 팔라듐(II)을 67 mg(0.3 mmol), 트리(o-톨릴)포스핀을 180 mg(0.6 mmol), 톨루엔 40 mL, 에탄올 20 mL, 2 mol/L 탄산칼륨 수용액 20 mL의 혼합물을 감압하에서 교반하면서 탈기한 후, 질소 분위기하, 80℃에서 20시간 가열 교반하여 반응시켰다.
이 반응 현탁액에 초산에틸을 첨가하여 물로 세정했다. 얻어진 유기층에 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다. 이 현탁액을 플로리실, 알루미나, 실리카 겔, 셀라이트를 통하여 여과를 행하였다. 얻어진 여과액을 농축하여, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(전개 용매：초산에틸：헥산 = 1：10)에 의해 정제했다. 얻어진 용액의 재결정을 행하여, 목적물인 담황색 분말을 1.8 g, 수율 18%로 얻었다. 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (C-2)에 나타낸다.
[반응 스킴 (C-2)]
Figure pat00037
[스텝 3：4-(디벤조푸란-2-일)-4'-(10-페닐안트라센-9-일)트리페닐아민(약칭：FrBAPA)의 합성 방법]
100 mL의 3구 플라스크 중에서, 4-(디벤조푸란-2-일)-디페닐아민을 0.5 g(1.5 mmol), 9-(4-브로모페닐)-10-페닐안트라센을 0.6 g(1.5 mmol), 초산 팔라듐(II)을 4.0 mg(20μmol), 1,1-비스(디페닐포스피노)페로센(약칭：DPPF)을 10 mg(20μmol), 나트륨-tert-부톡시드를 0.3 g(3.0 mmol), 탈수 크실렌 20 mL를 첨가하여, 3분간 기포가 나오지 않게 될 때까지 탈기를 행하였다. 이 현탁액에 트리-tert-부틸포스핀(10 wt% 헥산 용액)을 100μL(50μmol) 첨가하여 질소 분위기하에서 4시간동안 110℃에서 가열 교반하여 반응시켰다.
이 반응 현탁액에 톨루엔 약 150 mL를 첨가하여 플로리실, 알루미나, 셀라이트를 통하여 여과를 행하였다. 얻어진 여과액을 물로 세정하고, 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다. 얻어진 여과액을 농축하여, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(전개 용매：초산에틸：헥산 = 1：10)에 의해 정제했다. 얻어진 용액에 헥산을 더한 후, 초음파를 조사했다. 발생한 고체를 여과하여 건조시킨 결과, 목적물인 담황색 분말을 340 mg, 수율 34%로 얻었다. 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (C-3)에 나타낸다.
[반응 스킴 (C-3)]
Figure pat00038
실리카 겔 박층 크로마토그래피(TLC)에서의 Rf값(전개 용매 초산에틸：헥산 = 1：10)은, 목적물은 0.48, 9-(4-브로모페닐)-10-페닐안트라센은 0.67, 4-(디벤조푸란-2-일)-디페닐아민은 0.30이었다.
상기 스텝 3에 의해 얻어진 화합물을 핵자기 공명법(NMR)에 의해 측정했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다.
1H NMR(CDCl3, 300 MHz)：δ(ppm) = 7.12(t, J = 6.6 Hz, 1H), 7.23-7.73(m, 28H), 7.87(d, J = 7.87 Hz, 2H), 8.00(d, J = 6.9Hz, 1H), 8.17(d, J = 1.5 Hz, 1H).
상기 화합물의 분자량을 GC/MS 검출기(Thermo Fisher사 제조, ITQ1100 이온 트랩형 GCMS 시스템)에 의해 측정했다. 이것에 의해, 분자량 662.5(모드는 EI＋)를 메인으로 하는 피크를 검출하고, 측정 결과로부터 목적물인 4-(디벤조푸란-2-일)-4'-(10-페닐안트라센-9-일)트리페닐아민(약칭：FrBAPA)이 얻어진 것을 확인했다.
또한, FrBAPA의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼을 도 13(A)에, 발광 스펙트럼을 도 13(B)에 나타낸다. 또한, FrBAPA의 박막의 흡수 스펙트럼을 도 14(A)에, 발광 스펙트럼을 도 14(B)에 나타낸다. 흡수 스펙트럼의 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사 제조, V550형)를 이용했다. 발광 스펙트럼의 측정에는 형광 광도계((주)하마마츠 포토닉스사 제조 FS920)를 이용했다. 용액은 석영 셀에 넣고, 박막은 석영 기판에 증착하여 샘플을 제작하여 측정을 행하였다. 흡수 스펙트럼은, 용액에 대해서는 석영 셀에 톨루엔만을 넣어 측정한 흡수 스펙트럼을, 박막에 대해서는 석영 기판의 스펙트럼을 각각 뺀 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 도 13 및 도 14에 있어서, 종축은 흡수 강도(임의 단위) 또는 발광 강도(임의 단위), 횡축은 파장(nm)을 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는, 398 nm, 375 nm, 319 nm 부근에 흡수 피크가 관측되고, 최대 발광 파장은 455 nm(여기 파장 375 nm)이었다. 또한, 박막의 경우에는 403 nm, 381 nm, 322 nm 부근에 흡수 피크가 관측되고, 최대 발광 파장은 478 nm(여기 파장 404 nm)였다.
흡수 스펙트럼으로부터, 본 실시예에 나타낸 FrBAPA는, 가시역에 흡수가 거의 없는 재료인 것을 알 수 있었다. 또한, 발광 스펙트럼으로부터 청색의 발광을 나타내는 것을 알 수 있었다.
산화 환원 반응 특성을 사이클릭 볼타메트리(CV) 측정에 의해 조사했다. 측정에는, 전기 화학 애널라이저((주)비?에이?에스사 제조, 제품번호：ALS 모델 600A 또는 600C)를 이용했다.
산화 반응 특성의 측정은, 참조 전극에 대한 작용 전극의 전위를 0.32 V에서 1.00 V까지 주사한 후, 1.00 V로부터 0.32 V까지 주사하여 행하였다. 이 주사를 100 사이클 행한 후에도 산화 피크가 같은 값이 되었다. 이것으로부터, 본 실시예의 화합물은 산화 상태와 중성 상태간의 산화 환원의 반복에 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
환원 반응 특성의 측정은, 참조 전극에 대한 작용 전극의 전위를 -1.30 V에서 -2.50 V까지 주사한 후, -2.50 V에서 -1.30 V까지 주사하여 행하였다. 이 주사를 100 사이클 행한 후에도 환원 피크가 같은 값이 되었다. 이것으로부터, 본 실시예의 화합물은 환원 상태와 중성 상태간의 산화 환원의 반복에 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[실시예 3]
본 실시예에서는, 실시형태 1에서 구조식 (112)로 나타낸 N-(디벤조티오펜-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：ThAPA)을 제조하는 합성예를 나타낸다.
[구조식 (112)]
Figure pat00039
[스텝 1：2-요오드디벤조티오펜의 합성 방법]
500 mL의 3구 플라스크에서, 디벤조티오펜을 9.2 g(50 mmol), 요오드 6.2 g(25 mmol), 오르토과요오드산 5.7 g(25 mmol), 빙초산 150 mL, 물 30 mL, 황산 500μL의 현탁액을 60℃에서 4.5시간 가열 교반하여 반응시켰다.
반응 후, 이 반응 혼합액을 16시간 실온에서 더 교반했다. 발생한 석출물을 여과하여, 이 여과물을 톨루엔 150 mL에 녹이고, 그 후, 물에서 3회 세정했다. 이 톨루엔 용액에 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다.
이것을 여과하여, 여과액을 농축한 후, 헥산을 첨가하여 초음파를 조사했다. 발생한 고체를 여과하여 건조시킨 결과, 목적물인 백색 분말을 11.3 g, 수율 77%로 얻었다. 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (D-1)에 나타낸다.
[반응 스킴 (D-1)]
Figure pat00040
[스텝 2：N-(디벤조티오펜-2-일)-페닐아민의 합성 방법]
500 mL의 3구 플라스크 중에서, 2-요오드디벤조티오펜을 7.4 g(24 mmol)과, 아닐린을 25 g(25 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)을 280 mg(0.5 mmol), 나트륨-tert-부톡시드(약칭：tert-BuONa)를 8.0 g(80 mmol), 탈수 크실렌 30 mL를 첨가하여, 3분간 기포가 나오지 않게 될 때까지 탈기를 행하였다. 이 현탁액에 트리-tert-부틸포스핀(10 wt% 헥산 용액)을 2.0 mL(1.0 mmol) 첨가하여 질소 분위기하에서 6.5시간동안 110℃에서 가열 교반하여 반응시켰다.
이 반응 현탁액에 톨루엔 약 200 mL를 첨가하여 플로리실, 알루미나, 셀라이트를 통하여 여과를 행하였다. 얻어진 여과액을 물로 세정하고, 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다. 이 현탁액을 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(전개 용매：톨루엔：헥산 = 3：7)에 의해 정제했다. 얻어진 용액을 농축하여, 헥산을 더한 후, 초음파를 조사했다. 발생한 고체를 여과하여 건조시킨 결과, 목적물인 담황색 분말을 2.9 g, 수율 44%로 얻었다. 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (D-2)에 나타낸다.
[반응 스킴 (D-2)]
Figure pat00041
실리카 겔 박층 크로마토그래피(TLC)에서의 Rf값(전개 용매 초산에틸：헥산 = 1：10)은, 목적물은 0.26, 2-요오드디벤조티오펜은 0.61이었다.
[스텝 3：N-(디벤조티오펜-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：ThAPA)의 합성 방법]
50 mL의 3구 플라스크 중에서, N-(디벤조티오펜-2-일)-페닐아민을 0.8 g(3.0 mmol), 9-(4-브로모페닐)-10-페닐안트라센을 1.2 g(3.0 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)을 5.0 mg(10μmol), 나트륨-tert-부톡시드(약칭：tert-BuONa)를 0.8 g(8.0 mmol), 탈수 크실렌 10 mL를 3분간 기포가 나오지 않게 될 때까지 탈기를 행하였다. 이 현탁액에 트리-tert-부틸포스핀(10 wt% 헥산 용액)을 100μL(50μmol) 첨가하여 질소 분위기하에서 5시간동안 110℃에서 가열 교반하여 반응시켰다.
이 반응 현탁액에 톨루엔 약 300 mL를 첨가하여 플로리실, 알루미나, 셀라이트를 통하여 여과를 행하였다. 얻어진 여과액을 물로 세정하고, 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 흡착시켰다.
이 현탁액을 플로리실, 알루미나, 셀라이트를 통하여 더 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(전개 용매：톨루엔：헥산 = 2：3)로 정제했다. 얻어진 용액을 농축하여, 아세톤, 메탄올을 첨가한 후, 초음파를 조사했다. 발생한 고체를 여과하여 건조시킨 결과, 목적물인 담황색 분말을 1.0 g, 수율 56%로 얻었다. 상기 합성 방법의 반응 스킴을 하기 (D-3)에 나타낸다.
[반응 스킴 (D-3)]
Figure pat00042
실리카 겔 박층 크로마토그래피(TLC)에서의 Rf값(전개 용매 초산에틸：헥산 = 1：10)은, 목적물은 0.41, 9-(4-브로모페닐)-10-페닐안트라센은 0.59, N-(디벤조티오펜-2-일)-페닐아민은 0.22였다.
상기 스텝 3에 의해 얻어진 화합물을 핵자기 공명법(NMR)에 의해 측정했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다.
1H NMR(CDCl3, 300 MHz)：δ(ppm) = 7.09(t, 1H), 7.32-7.60(m, 21H), 7.70(d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.82-7.89(m, 4H), 8.07(d, J = 2.1 Hz, 1H).
상기 화합물의 분자량을 GC/MS 검출기(Thermo Fisher사 제조, ITQ1100 이온 트랩형 GCMS 시스템)에 의해 측정했다. 이것에 의해, 분자량 603.3(모드는 EI＋)을 메인으로 하는 피크를 검출하여, 측정 결과로부터 목적물인 N-(디벤조티오펜-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：ThAPA)이 얻어진 것을 확인했다.
또한, ThAPA의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼을 도 15(A)에, 발광 스펙트럼을 도 15(B)에 나타낸다. 또한, ThAPA의 박막의 흡수 스펙트럼을 도 16(A)에, 발광 스펙트럼을 도 16(B)에 나타낸다. 흡수 스펙트럼의 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사 제조, V550형)를 이용했다. 발광 스펙트럼의 측정에는 형광 광도계((주)하마마츠 포토닉스사 제조 FS920)를 이용했다. 용액은 석영 셀에 넣고, 박막은 석영 기판에 증착하고, 샘플을 제작하여 측정을 행하였다. 흡수 스펙트럼은 용액에 대해서는 석영 셀에 톨루엔만을 넣어 측정한 흡수 스펙트럼을, 박막에 대해서는 석영 기판의 스펙트럼을 각각 뺀 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 도 15 및 도 16에 있어서, 종축은 흡수 강도(임의 단위) 또는 발광 강도(임의 단위), 횡축은 파장(nm)을 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는, 395 nm 부근에 흡수 피크가 관측되고, 최대 발광 파장은 456 nm(여기 파장 375 nm)였다. 또한, 박막의 경우에는 403 nm, 382 nm, 313 nm, 부근에 흡수 피크가 관측되고, 최대 발광 파장은 468 nm(여기 파장 380 nm)였다.
흡수 스펙트럼으로부터, 본 실시예에 나타내는 ThAPA는 가시역에 흡수가 거의 없는 재료인 것을 알 수 있었다. 또한, 발광 스펙트럼으로부터, 청색의 발광을 나타내는 것을 알 수 있었다.
산화 환원 반응 특성을 사이클릭 볼타메트리(CV) 측정에 의해 조사했다. 측정에는 전기 화학 애널라이저((주)비?에이?에스사 제조, 제품번호：ALS 모델 600A 또는 600C)를 이용했다.
산화 반응 특성의 측정은, 참조 전극에 대한 작용 전극의 전위를 -0.45 V에서 0.70 V까지 주사한 후, 0.70 V에서 -0.45 V까지 주사하여 행하였다. 이 주사를 100 사이클 행한 후에도 산화 피크가 같은 값이 되었다. 이것으로부터, 본 실시예의 화합물은 산화 상태와 중성 상태간의 산화 환원의 반복에 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
환원 반응 특성의 측정은, 참조 전극에 대한 작용 전극의 전위를 -0.25 V에서 -2.50 V까지 주사한 후, -2.50 V에서 -0.25 V까지 주사하여 행하였다. 이 주사를 100 사이클 행한 후에도 환원 피크가 같은 값이 되었다. 이것으로부터, 본 실시예의 화합물은 환원 상태와 중성 상태간의 산화 환원의 반복하여 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[실시예 4]
본 실시예에서는, 실시예 1 내지 실시예 3에서 합성한 본 발명의 일 양태에 관한 안트라센 화합물의 각각에 대하여, 박막 상태에 있어서의 최고 피점유 궤도 준위(HOMO 준위), 최저 공궤도 준위(LUMO 준위) 및 밴드 갭을 측정한 결과를 나타낸다.
또한, 본 실시예에 있어서, 측정은 이하와 같이 행하였다. HOMO 준위의 값은, 대기중의 광전자 분광법(리켄 케이키사(Riken Keiki Co., Ltd.) 제조, AC-2)으로 측정한 이온화 퍼텐셜의 값을, 부(負)의 값으로 환산하여 얻었다. 또한, LUMO 준위의 값은 상기 실시예에 각각 나타낸 박막의 흡수 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 직접 천이를 가정한 Tauc 플롯으로부터 흡수단을 구하고, 그 흡수단을 광학적 에너지 갭으로서 HOMO 준위의 값에 가산함으로써 얻었다.
측정에 의해 얻어진 FrAPA, FrBAPA 및 ThAPA의 HOMO 준위, LUMO 준위 및 밴드 갭을 이하의 표 1에 나타낸다.
약칭 HOMO 준위(eV) LUMO 준위(eV) 밴드 갭(eV)
FrAPA -5.58 -2.71 2.87
FrBAPA -5.55 -2.68 2.87
ThAPA -5.53 -2.68 2.85
표 1로부터, 본 발명의 일 양태에 관한 안트라센 화합물인 FrAPA, FrBAPA 및 ThAPA는, 비교적 깊은 HOMO 준위와, 얕은 LUMO 준위를 가지고, 넓은 밴드 갭을 가지는 것이 확인되었다.
[실시예 5]
본 실시예에서는, 실시예 1 및 실시예 2에서 합성한 본 발명의 일 양태에 관한 안트라센 화합물을 발광 재료로서 이용한 발광 소자의 제작 방법 및 소자 특성의 측정 결과를 나타낸다.
이하, 발광 소자 1 내지 발광 소자 2의 제작 방법에 대하여 도 17(A)을 이용하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서 이용한 유기 화합물의 구조식을 이하에 나타낸다.
[구조식]
Figure pat00043
(발광 소자 1)
먼저, 도 17(A)에 나타낸 바와 같이, 유리 기판인 기판(2101) 위에, 산화규소를 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법으로 성막하고, 제 1 전극(2102)을 형성했다. 또한, 그 막두께는 110 nm로 하고, 전극 면적은 2 mm×2 mm로 했다. 본 실시예에 있어서, 제 1 전극(2102)은 양극으로서 이용했다.
다음에, 제 1 전극(2102) 위에 복수의 층이 적층된 EL층을 형성했다. 발광 소자 1에 있어서, EL층은 정공 주입층(2103), 정공 수송층(2104), 발광층(2105), 전자 수송층(2106), 전자 주입층(2107)이 순차 적층된 구조를 가진다.
제 1 전극(2102)이 형성된 면이 하방이 되도록, 제 1 전극(2102)이 형성된 기판(2101)을 진공 증착 장치내에 설치된 기판 홀더에 고정하여, 10-4 Pa 정도까지 감압한 후, 제 1 전극(2102) 위에, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：NPB)과 산화몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 정공 주입층(2103)을 형성했다. 그 막두께는 50 nm로 하고, NPB와 산화몰리브덴의 비율은 중량비로 4：1( = NPB：산화몰리브덴)이 되도록 증착 레이트를 조절했다. 또한, 공증착법이란, 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
다음에, 저항 가열을 이용한 증착법에 의해, 정공 주입층(2103) 위에 정공 수송성 재료를 10 nm의 막두께로 성막하여, 정공 수송층(2104)을 형성했다. 또한, 정공 수송층(2104)에는 NPB를 이용했다.
다음에, 저항 가열을 이용한 증착법에 의해, 정공 수송층(2104) 위에, 발광층(2105)을 형성했다. 발광층(2105)에는, 9-[4-(N-카르바졸릴)페닐]-10-페닐안트라센(약칭：CzPA)과 N-(디벤조푸란-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：FrAPA)을 공증착함으로써, 30 nm의 막두께로 형성했다. 여기서, CzPA와 FrAPA와의 중량비는, 1：0.1( = CzPA：FrAPA)이 되도록 증착 레이트를 조절했다.
또한, 발광층(2105) 위에, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭：Alq3)을 막두께 10 nm가 되도록 성막하여 제 1 전자 수송층(2106a)으로 하고, 그 후, 제 1 전자 수송층(2106a) 위에 바소페난트롤린(약칭：BPhen)을 막두께 20 nm가 되도록 성막하여 제 2 전자 수송층(2106b)으로 했다. 이것에 의해, 제 1 전자 수송층(2106a) 및 제 2 전자 수송층(2106b)으로 이루어지는 전자 수송층(2106)을 형성했다.
또한, 제 2 전자 수송층(2106b) 위에, 불화리튬(LiF)을 1 nm의 막두께로 증착하여, 전자 주입층(2107)을 형성했다.
마지막으로, 음극으로서 기능하는 제 2 전극(2108)으로서, 알루미늄을 200 nm의 막두께가 되도록 증착함으로써, 본 실시예의 발광 소자 1을 제작했다.
(발광 소자 2)
발광 소자 2는, 발광층(2105) 이외에는, 발광 소자 1과 마찬가지로 형성했다. 발광 소자 2에 있어서는, 발광층(2105)으로서 9-[4-(N-카르바졸릴)페닐]-10-페닐안트라센(약칭：CzPA)과 4-(디벤조푸란-2-일)-4'-(10-페닐안트라센-9-일)트리페닐아민(약칭：FrBAPA)을 공증착함으로써, 30 nm의 막두께로 형성했다. 여기서, CzPA와 FrBAPA와의 중량비는, 1：0.1( = CzPA：FrBAPA)이 되도록 증착 레이트를 조절했다.
이상에 의해, 본 실시예의 발광 소자 2를 제작했다.
본 실시예에서 제작한 발광 소자 1 및 발광 소자 2의 소자 구성을 표 2에 나타낸다. 표 2에서는, 혼합비는 모두 중량비로 나타내고 있다.
Figure pat00044
*혼합비는 모두 중량비임
이상에 의해, 얻어진 발광 소자 1 및 발광 소자 2를 질소 분위기의 글로브 박스내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 봉지하는 작업을 행한 후, 발광 소자의 동작 특성에 대하여 측정을 행하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광 소자 1 및 발광 소자 2에 있어서, 휘도 1000 cd/m2 부근일 때의 전압(V), 전류(mA), 전류 밀도(mA/cm2), CIE 색도 좌표(x, y), 전류 효율(cd/A), 파워 효율(lm/W), 외부 양자 효율(%)을 각각 표 3에 나타낸다.
전압
(V)		 전류
(mA)		 전류밀도
(mA/cm2)		 색도
(x, y)		 전류효율
(cd/A)		 파워효율
(lm/W)		 외부양자효율(%)
발광소자 1 4.4 0.87 22 (0.16, 0.18) 5.0 3.6 3.7
발광소자 2 4.0 0.80 20 (0.16, 0.18) 4.7 3.7 3.4
발광 소자 1 및 발광 소자 2의 발광 스펙트럼을 각각 도 18, 도 19에 나타낸다. 도 18 및 도 19에 있어서, 종축은 발광 강도(임의 단위), 횡축은 파장(nm)을 나타낸다.
도 18 및 도 19로부터, 발광 소자 1 및 발광 소자 2의 발광 스펙트럼은 모두 460 nm 부근에 피크를 가지고 있다. 또한, 표 3의 CIE 색도 좌표로부터도, 발광 소자 1 및 발광 소자 2는, 각각 FrAPA 및 FrBAPA에 유래하는 청색 발광이 관측되고, 어느 소자도 색순도가 높은 발광 소자인 것을 알 수 있었다.
또한, 발광 소자 1 및 발광 소자 2에 있어서 전류 밀도-휘도 특성을, 각각 도 21, 도 22에 나타낸다. 도 21 및 도 22에 있어서, 종축에 휘도(cd/m2), 횡축에 전류 밀도(mA/cm2)를 나타낸다. 또한, 발광 소자 1 및 발광 소자 2에 있어서 전압-전류 특성을 각각 도 24, 도 25에 나타낸다. 도 24 및 도 25에 있어서, 종축은 전류(mA), 횡축은 전압(V)을 나타낸다. 또한, 발광 소자 1 및 발광 소자 2에 있어서 전류 효율-휘도 특성을 각각 도 27, 도 28에 나타낸다. 도 27 및 도 28에 있어서, 종축은 전류 효율(cd/A), 횡축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다.
도 21, 도 22, 도 24, 도 25, 도 27, 도 28 및 표 3으로부터, 발광 소자 1 및 발광 소자 2는 저전압으로 구동 가능하고, 고효율의 발광 소자인 것을 알 수 있었다.
또한, 발광 소자 1 및 발광 소자 2의 색도-휘도 특성을 각각 도 30, 도 31에 나타낸다. 도 30 및 도 31에 있어서, 종축은 색도(임의 단위), 횡축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다.
도 30 및 도 31로부터, 발광 소자 1 및 발광 소자 2는, 휘도가 변화하더라도 각각 FrAPA 및 FrBAPA에 유래하는 청색의 색도는 변화하고 있지 않는 것을 알 수 있었다. 이것으로부터, 발광 소자 1 및 발광 소자 2는, 캐리어 밸런스가 양호한 소자이며, 조광시에 색이 변형(color shift)되기 어려운 소자인 것을 알 수 있었다. 따라서, 풀 컬러 디스플레이 등에서 양호하게 이용할 수 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 제작한 발광 소자 1의 신뢰성 시험을 행하였다. 신뢰성 시험은 초기 휘도를 1000 cd/m2로 설정하고, 전류 밀도가 일정한 조건에서 이 소자를 구동하여, 어느 시간이 경과할 때마다 휘도를 측정했다. 신뢰성 시험에 의해 얻어진 결과를 도 33에 나타낸다. 도 33에 있어서, 종축은 각각의 시간에 있어서의 초기 휘도에 대한 휘도의 비율, 즉 정규화 휘도(%), 횡축은 통전 시간(hour)을 나타낸다.
도 33으로부터, 발광 소자 1은, 시간 경과에 의한 휘도의 저하가 일어나기 어렵고, 장수명인 것을 알 수 있다. 발광 소자 1은, 380시간의 구동 후에도 초기 휘도의 50% 정도의 휘도를 유지하고 있었다.
이상에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 발광 소자 1 및 발광 소자 2는, 양호한 청색 발광 소자로 하는 것이 가능하고, 그 중에서도, 발광 소자 1은 색순도가 높은 청색 발광 소자로 하는 것이 가능하다고 확인되었다.
[실시예 6]
본 실시예에서는, 실시예 3에 있어서 합성한 본 발명의 일 양태에 관한 안트라센 화합물을 발광 재료로서 이용한 발광 소자의 제작 방법 및 소자 특성의 측정 결과를 나타낸다. 또한, 본 실시예에서 이용한 유기 화합물은 실시예 5와 마찬가지이므로, 기재를 생략한다.
이하, 발광 소자 3의 제작 방법에 대하여 도 17(B)을 이용하여 설명한다.
(발광 소자 3)
발광 소자 3은 발광층(2105), 전자 수송층(2106) 및 전자 주입층(2107) 이외는, 발광 소자 1과 마찬가지로 형성했다. 발광 소자 3에 있어서는, 도 17(B)에 나타낸 바와 같이, 발광층(2105)으로서, 9-[4-(N-카르바졸릴)페닐]-10-페닐안트라센(약칭：CzPA)과 N-(디벤조티오펜-2-일)-4-(10-페닐안트라센-9-일)디페닐아민(약칭：ThAPA)을 공증착함으로써, 30 nm의 막두께로 형성했다. 여기서, CzPA와 ThAPA와의 중량비는, 1：0.04( = CzPA：ThAPA)가 되도록 증착 레이트를 조절했다.
또한, 발광층(2105) 위에 전자 수송성 재료를 10 nm의 막두께로 성막하여, 전자 수송층(2106)을 형성했다. 또한, 전자 수송층(2106)에는, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭：Alq3)을 이용했다.
또한, 제 2 전자 수송층(2106b) 위에 전자 주입층(2107)으로서 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭：Alq3)과 리튬(Li)을 공증착함으로써, 20 nm의 막두께로 형성했다. 여기서, Alq3와 Li와의 중량비는, 1：0.01( = Alq3：Li)이 되도록 증착 레이트를 조절했다.
이상에 의해, 본 실시예의 발광 소자 3을 제작했다.
본 실시예에 의해 제작한 발광 소자 3의 소자 구성을 표 4에 나타낸다. 표 4에서는, 혼합비는 모두 중량비로 나타내고 있다.
Figure pat00045
* 혼합비는 모두 중량비임
이상에 의해, 얻어진 발광 소자 3을, 질소 분위기의 글로브 박스내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 봉지하는 작업을 행한 후, 발광 소자의 동작 특성에 대하여 측정을 행하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광 소자 3에 있어서, 휘도 1000 cd/m2 부근일 때의 전압(V), 전류(mA), 전류 밀도(mA/cm2), CIE 색도 좌표(x, y), 전류 효율(cd/A), 파워 효율(lm/W), 외부 양자 효율(%)을 표 5에 나타낸다.
전압
(V)		 전류
(mA)		 전류밀도
(mA/cm2)		 색도
(x, y)		 전류효율
(cd/A)		 파워효율
(lm/W)		 외부양자효율(%)
발광소자 3 4.2 1.9 49 (0.15, 0.16) 1.9 1.4 1.6
발광 소자 3의 발광 스펙트럼을 도 20에 나타낸다. 도 20에 있어서, 종축은 발광 강도(임의 단위), 횡축은 파장(nm)을 나타낸다.
또한, 도 20으로부터, 발광 소자 3의 발광 스펙트럼은 460 nm 부근에 피크를 가지고 있다. 또한, 표 5의 CIE 색도 좌표로부터도, 발광 소자 3은 ThAPA에 유래하는 청색 발광이 관측되고, 색순도가 높은 발광 재료인 것을 알 수 있었다.
또한, 발광 소자 3에 있어서 전류 밀도-휘도 특성을 도 23에 나타낸다. 도 23에서, 종축에 휘도(cd/m2), 횡축에 전류 밀도(mA/cm2)를 나타낸다. 또한, 발광 소자 3에서 전압-전류 특성을 도 26에 나타낸다. 도 26에서, 종축은 전류(mA), 횡축은 전압(V)을 나타낸다. 또한, 발광 소자 3에서 전류 효율-휘도 특성을 도 29에 나타낸다. 도 29에 있어서, 종축은 전류 효율(cd/A), 횡축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다.
도 23, 도 26, 도 29 및 표 5으로부터, 발광 소자 3에 있어서도 저전압으로 구동 가능하고, 고효율의 발광 소자인 것을 알 수 있었다.
또한, 발광 소자 3의 색도-휘도 특성을 도 32에 나타낸다. 도 32에 있어서, 종축은 색도(임의 단위), 횡축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다.
도 32로부터, 발광 소자 3은 휘도가 변화해도 ThAPA에 유래하는 청색의 색도는 변화하고 있지 않는 것을 알 수 있었다. 이것으로부터, 발광 소자 3은 캐리어 밸런스가 양호한 소자이며, 조광시에 색이 변형되기 어려운 소자인 것을 알 수 있었다. 따라서, 풀 컬러 디스플레이 등에서 양호하게 이용할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
또한, 제작한 발광 소자 3의 신뢰성 시험을 행하였다. 신뢰성 시험은 초기 휘도를 1000 cd/m2로 설정하고, 전류 밀도가 일정한 조건에서 이들 소자를 구동하여, 어느 시간이 경과할 때마다 휘도를 측정했다. 신뢰성 시험에 의해 얻어진 결과를 도 34에 나타낸다. 도 34에 있어서, 종축은 각각의 시간에서의 초기 휘도에 대한 휘도의 비율, 즉 정규화 휘도(%), 횡축은 통전 시간(hour)을 나타낸다.
도 34로부터 발광 소자 3은 시간 경과에 의한 휘도의 저하가 일어나기 어렵고, 장수명이라는 것을 알 수 있다. 발광 소자 3은 120시간의 구동 후에도 초기 휘도의 50% 정도의 휘도를 유지하고 있었다.
이상에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 발광 소자 3은, 양호한 청색 발광 소자로 하는 것이 가능하고, 색순도가 높은 청색 발광 소자로 하는 것이 가능하다는 것이 확인되었다.
101：기판
102：제 1 전극
103：EL층
104：제 2 전극
111：제 1 층(정공 주입층)
112：제 2 층(정공 수송층)
113：제 3 층(발광층)
114：제 4 층(전자 수송층)
115：제 5 층(전자 주입층)
311：제 1 발광 유닛
312：제 2 발광 유닛
313：전하 발생층
321：제 1 전극
322：제 2 전극
401：소스측 구동 회로
402：화소부
403：게이트측 구동 회로
404：봉지 기판
405：씰재
407：공간
408：리드 배선
409：FPC(Flexible Printed Circuit)
410：소자 기판
411：스위칭용 TFT
412：전류 제어용 TFT
413：제 1 전극
414：절연물
416：EL층
417：제 2 전극
418：발광 소자
423：N 채널형 TFT
424：P 채널형 TFT
501：기판
502：제 1 전극
503：제 2 전극
504：EL층
505：절연층
506：격벽층
901：케이스
902：액정층
903：백 라이트
904：케이스
905：드라이버 IC
906：단자
2101：기판
2102：제 1 전극
2103：정공 주입층
2104：정공 수송층
2105：발광층
2106：전자 수송층
2106a：제 1 전자 수송층
2106b：제 2 전자 수송층
2107：전자 주입층
2108：제 2 전극
2501：케이스
2502：광원
3001：조명 장치
7101：케이스
7103：표시부
7105：스탠드
7107：표시부
7109：조작 키
7110：리모콘 조작기
7201：본체
7202：케이스
7203：표시부
7204：키보드
7205：외부 접속 포트
7206：포인팅 디바이스
7301：케이스
7302：케이스
7303：연결부
7304：표시부
7305：표시부
7306：스피커부
7307：기록 매체 삽입부
7308：LED 램프
7309：조작 키
7310：접속 단자
7311：센서
7401：케이스
7402：표시부
7403：조작 버튼
7404：외부 접속 포트
7405：스피커
7406：마이크

Claims (12)

  1. 하기 일반식 (G1)로 나타내어지는, 안트라센 화합물.
    [일반식 (G1)]
    Figure pat00046

    (단, 일반식 (G1) 중, Q1은, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고,
    R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타내고,
    α1?α3은, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 페닐렌기를 나타내고,
    Ar1은, 환(換)을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 축합 방향족 탄화수소를 나타내고,
    Ar2는, 환을 형성하는 탄소수 6?12의 치환 또는 무치환의 아릴기, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜-2-일기, 또는 치환 또는 무치환의 디벤조푸란-2-일기의 어느 하나를 나타내며,
    j, k는, 각각 독립적으로 0 또는 1이다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (G1) 중의 α1?α3은 각각 독립적으로, 하기 구조식 (α-1) 내지 (α-3)로 나타내어지는 구조의 어느 하나인, 안트라센 화합물.
    [구조식 (α-1) 내지 구조식 (α-3)]
    Figure pat00047

  3. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (G2)로 나타내어지는, 안트라센 화합물.
    [일반식 (G2)]
    Figure pat00048

  4. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (G3)으로 나타내어지는, 안트라센 화합물.
    [화학식 4]
    Figure pat00049

  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar1은, 하기 구조식 (Ar1-1) 내지 (Ar1-4)로 나타내어지는 구조의 어느 하나인, 안트라센 화합물.
    [구조식 (Ar1-1) 내지 구조식 (Ar1-4)]
    Figure pat00050

  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar2는, 하기 구조식 (Ar2-1) 또는 하기 일반식 (Ar2-2)로 나타내어지는 구조인, 안트라센 화합물.
    [구조식 (Ar2-1) 및 일반식 (Ar2-2)]
    Figure pat00051

    (단, Q2는, 산소 원자 또는 유황 원자를 나타내고,
    R21?R27은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1?6의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 또는, 치환 혹은 무치환의 비페닐기의 어느 하나를 나타낸다.)
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 R1?R7 및 R11?R14는, 각각 독립적으로, 하기 구조식 (R-1) 내지 (R-9)로 나타내어지는 구조의 어느 하나인, 안트라센 화합물.
    [구조식 (R-1) 내지 구조식 (R-9)]
    Figure pat00052

  8. 제 1 항에 기재된 안트라센 화합물을 이용한 발광 소자.
  9. 제 8 항에 기재된 발광 소자를 이용한 발광 장치.
  10. 제 9 항에 기재된 발광 장치를 이용한 조명 장치.
  11. 제 9 항에 기재된 발광 장치를 이용한 전자기기.
  12. 하기 구조식으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 구조식으로 나타내어지는, 유기 화합물.
    Figure pat00053
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101910030B1 (ko) 2010-11-30 2018-10-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 벤조옥사졸 유도체, 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치
EP3312167A1 (en) * 2012-08-30 2018-04-25 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivative, and organic electroluminescent element using same
KR102331669B1 (ko) 2013-11-13 2021-11-25 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 화합물, 발광 소자, 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
GB201405771D0 (en) * 2014-03-31 2014-05-14 Cambridge Display Tech Ltd Iodination process, monomer and polymer
JP6584058B2 (ja) 2014-09-25 2019-10-02 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 有機電界発光素子用材料及びこれを用いた有機電界発光素子
JP6506534B2 (ja) 2014-11-07 2019-04-24 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 有機電界発光素子用材料及びこれを用いた有機電界発光素子
US9997725B2 (en) 2015-06-25 2018-06-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Heterocyclic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
EP3133666B1 (en) 2015-08-21 2020-03-11 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
KR102582797B1 (ko) * 2017-01-10 2023-09-27 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 소자
KR102585186B1 (ko) 2017-11-24 2023-10-06 삼성디스플레이 주식회사 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
CN113636542B (zh) * 2021-08-25 2023-01-10 广西大学 一种自下而上制备三维石墨烯的方法

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627767B2 (en) * 2000-08-29 2003-09-30 Abbott Laboratories Amino(oxo) acetic acid protein tyrosine phosphatase inhibitors
JP4506113B2 (ja) 2002-09-20 2010-07-21 東ソー株式会社 フルオレン骨格を有する新規アリールアミン誘導体、その合成中間体及びこれらの製造方法並びに有機ｅｌ素子
EP1437395B2 (en) 2002-12-24 2015-08-26 LG Display Co., Ltd. Organic electroluminescent device
CN101343234B (zh) 2003-03-20 2012-08-15 出光兴产株式会社 芳香族胺衍生物和用该衍生物制作的有机场致发光元件
US6905788B2 (en) 2003-09-12 2005-06-14 Eastman Kodak Company Stabilized OLED device
KR100573137B1 (ko) 2004-04-02 2006-04-24 삼성에스디아이 주식회사 플루오렌계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
JP4188401B2 (ja) 2004-05-12 2008-11-26 出光興産株式会社 芳香族アミン誘導体、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子及び芳香族アミン誘導体の製造方法
TWI373506B (en) * 2004-05-21 2012-10-01 Toray Industries Light-emitting element material and light-emitting material
JP4677221B2 (ja) * 2004-11-26 2011-04-27 キヤノン株式会社 有機発光素子
CN101894917B (zh) 2004-12-06 2012-08-29 株式会社半导体能源研究所 发光元件和使用该元件的发光装置
US9530968B2 (en) 2005-02-15 2016-12-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element and light emitting device
CN102603688B (zh) * 2005-05-30 2015-11-25 西巴特殊化学品控股有限公司 电致发光器件
JP5017954B2 (ja) * 2005-08-01 2012-09-05 三菱化学株式会社 遷移金属錯体の製造方法
CN101273008A (zh) 2005-09-30 2008-09-24 株式会社半导体能源研究所 螺芴衍生物,发光元件用材料,发光元件,发光设备和电子设备
US20070215889A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Aromatic amine compound, and light-emitting element, light-emitting device, and electronic appliance using the aromatic amine compound
US8623522B2 (en) * 2006-04-26 2014-01-07 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivative and electroluminescence device using the same
WO2007125714A1 (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 芳香族アミン誘導体及びそれらを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2008062636A1 (en) 2006-11-24 2008-05-29 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivative and organic electroluminescent element using the same
JP2008195841A (ja) * 2007-02-14 2008-08-28 Toray Ind Inc 発光素子材料および発光素子
CN101627488B (zh) 2007-02-28 2011-09-07 株式会社半导体能源研究所 使用螺芴衍生物的发光元件及电子设备
EP2163550B1 (en) * 2007-05-21 2015-09-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Anthracene derivative and organic electroluminescent device using the same
JP2009046408A (ja) * 2007-08-17 2009-03-05 Konica Minolta Holdings Inc ジハロ多環芳香族化合物、ピロリル多環芳香族化合物、及びそれらの製造方法
US8216753B2 (en) 2007-12-13 2012-07-10 E I Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
US8067764B2 (en) 2007-12-17 2011-11-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
CN101910147B (zh) 2007-12-28 2014-02-19 出光兴产株式会社 芳胺衍生物及使用该芳胺衍生物的有机电致发光元件
JP5481076B2 (ja) * 2008-05-07 2014-04-23 ケミプロ化成株式会社 新規な９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体、それよりなるホール輸送材料、発光材料およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2010013675A1 (ja) 2008-07-28 2010-02-04 出光興産株式会社 有機発光媒体及び有機ｅｌ素子
WO2010013676A1 (ja) 2008-07-28 2010-02-04 出光興産株式会社 有機発光媒体及び有機ｅｌ素子
JP2010235575A (ja) * 2009-03-09 2010-10-21 Konica Minolta Holdings Inc 含窒素縮合複素環化合物の製造方法
US20120074395A1 (en) * 2009-04-01 2012-03-29 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent element
EP2423206B1 (en) 2009-04-24 2014-01-08 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivative, and organic electroluminescent element comprising same
KR101070223B1 (ko) * 2009-05-14 2011-10-06 덕산하이메탈(주) 아릴아미노 구조를 포함하는 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 단말
US8642190B2 (en) 2009-10-22 2014-02-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Fluorene derivative, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
US10570113B2 (en) 2010-04-09 2020-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Aromatic amine derivative, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device

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