JP2007318101A - 有機発光素子および有機発光素子を備える平板表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板200と、第1電極210と、第2電極260と、第1電極210と第2電極260との間に配置され、少なくとも発光層を備える有機層とを備え、第1電極210および第2電極260のうち何れか一つは、反射型電極であり、他の一つは、半透明電極または透明電極であり、有機層は、特定の化合物を含む層を備える有機発光素子を提供する。
【選択図】図2
Description
つまり、本発明の実施形態に係る平板表示装置は、上述の本発明の実施形態に係る少なくとも一つ以上の有機発光素子を備える。当該有機発光素子の第1電極は、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結される。そして本発明の実施形態に係る平板表示装置は、基板と有機発光素子との間に、薄膜トランジスタ、バッファ層、ゲート絶縁層、層間絶縁層、平坦化層なども具備する。薄膜トランジスタは、半導体層と、ゲート電極と、ソース電極およびゲート電極とを具備する。ゲート電極は、半導体層に絶縁された状態で半導体層上部に位置する。ソース電極およびゲート電極は、ゲート電極と絶縁された状態でゲート電極上部に位置し、半導体層に電気的に連結される。本発明の実施形態の薄膜トランジスタの配置構成は、上記に限定されない。
下記化学反応式2の反応経路を経て化合物8を合成した。
カルバゾール(16.7g、100mmol)、ヨードベンゼン(26.5g、130mmol)、CuI(1.9g、10mmol)、K2CO3(138g、1mol)および18−クラウン−6(530mg、2mmol)を、DMPU(1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−(1H)−ピリミジノン)(500mL)に溶かした後に、170℃で8時間加熱した。
13C NMR(CDCl3、100MHz)δ(ppm)141.0、137.9、130.0、127.5、127.3、126.0、123.5、120.4、120.0、109.9。
中間体A2.433g(10mmol)を80%の酢酸100mLに入れた後、ヨード(I2)1.357g(5.35mmol)およびオルト−過ヨウ素酸(H5IO6)0.333g(1.46mmol)を固体状態で加えた後、窒素雰囲気で80℃、2時間攪拌した。
4,4’−ジブロモジフェニル3.12g(10mmol)、アニリン2.3mL(25mmol)、t−BuONa2.9g(30mmol)、Pd2(dba)3183mg(0.2mmol)、P(t−Bu)320mg(0.1mmol)をトルエン30mLに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。
13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ(ppm)145.7、144.3、133.7、131.4、128.7、121.2、119.2、118.9。
中間体B912mg(2.47mmol)、中間体C336.4mg(1mmol)、t−BuONa300mg(3mmol)、Pd2(dba)340mg(0.02mmol)、P(t−Bu)33mg(0.01mmol)をトルエン5mLに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。
13C NMR(CDCl3、100MHz)δ(ppm)148.4、147.3、141.3、140.4、138.0、137.6、133.9、129.9、129.1、127.4、127.1、127.0、126.1、125.6、124.3、123.0、122.9、122.8、121.7、120.5、119.9、118.5、110.7、109.9。
下記化学反応式3の反応経路を経て化合物9を合成した。
13C NMR(C6D6、100MHz)δ(ppm)149.0、147.5、142.6、142.2、139.1、138.9、135.1、132.6、130.1、130.7、128.1、127.9、127.2、126.5、125.9、125.0、124.5、123.6、121.8、121.1、119.2、111.8、110.8、21.5。
下記化学反応式4の反応経路を経て化合物10を合成した。
中間体B3.69g(10mmol)、4−アミノベンゾニトリル1.42g(12mmol)、t−BuONa1.44g(15mmol)、Pd2(dba)3183mg(0.2mmol)、P(t−Bu)340mg(0.2mmol)をトルエン50mLに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。
合成例1の化合物8の反応において、中間体Bおよび中間体Cの代わりに、中間体Eおよび4,4’−ジブロモジフェニルを使用したという点を除いて、合成例1の化合物8の合成と同じ方法で、化合物10を黄色固体として2.2g(収率86%)得た。
13C NMR(CDCl3、100MHz)δ(ppm)152.1、145.6、141.5、138.9、138.2、137.3、136.3、133.2、130.0、127.9、127.8、127.0、126.6、125.8、125.5、124.6、122.7、120.5、120.2、119.9、119.4、118.9、111.2、110.1、101.8。
下記化学反応式5の反応経路を経て化合物11を合成した。
下記化学反応式6の反応経路を経て化合物14を合成した。
13C NMR(CD2Cl2、100MHz)δ(ppm)148.2、147.6、141.8、141.0、140.6、138.6、137.9、134.5、134.4、130.3、129.1、127.9、127.8、127.4、127.3、127.0、126.8、126.6、126.1、124.7、123.5、123.4、123.0、120.8、120.3、119.0、111.1、110.3。
下記化学反応式7の反応経路を経て化合物28を合成した。
13C NMR(C6D6、100MHz)δ(ppm)150.4、142.1、141.9、141.8、138.8、138.2、138.0、130.0、129.9、129.4、128.3、128.0、127.8、127.7、127.3、127.2、127.1、126.4、126.3、125.2、125.1、125.0、123.8、121.0、120.7、120.4、120.2、119.0、117.7、111.2、110.9、109.9。
下記化学反応式8の反応経路を経て化合物35を合成した。
中間体B0.316g(0.856mmol)と4−アミノベンゾニトリル0.142g(1.2mmol)とをトルエン5mLに溶かした後、t−BuONa0.144g(1.5mmol)、Pd2(dba)30.018g(0.02mmol)、(t−Bu)3P0.004〜0.006g(0.02〜0.03mmol)を加えて80℃で5時間攪拌した。反応液をエチルエーテル20mLで3回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで分離精製して中間体J0.218g(収率71%)を得た。
中間体J0.221g(0.614mmol)と中間体B0.332g(0.9mmol)とをトルエン10mLに溶かした後、t−BuONa0.144g(1.5mmol)、Pd2(dba)30.018g(0.02mmol)、(t−Bu)3P0.004〜0.006g(0.02〜0.03mmol)を加えて90℃で6時間攪拌した。反応液をエチルエーテル30mLで3回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで分離精製して化合物350.236g(収率64%)を得た。化合物35の構造を1H−NMRで確認し、その結果を次に示す。1H−NMR(CDCl3、400MHz)δ(ppm)8.05(d、2H)、8.03(dd、2H)、7.58(m、8H)、7.47(m、2H)、7.39(m、8H)、7.33(dd、2H)、7.24(m、2H)、6.94(d、2H)。化合物35のTgは、143℃であった。
下記化学反応式9の反応経路を経て化合物56を合成した。
2−ブロモフルオレン13g(53mmol)を酢酸60mLに溶かし、重クロム酸ナトリウム60g(200mmol)を0℃で徐々に添加した。12時間後に混合物に蒸溜水200mLを添加してよく攪拌した。生成された黄色固体を濾過し、乾燥して中間体Kを10g(収率78%)で得た。
中間体K8g(31.6mmol)をTHF60mLに溶かして−78℃で1M(mol/L)の臭化フェニルマグネシウム38mL(38mmol)を徐々に添加した。2時間後に温度を常温に維持して5時間攪拌した。塩化アンモニウム水溶液50mLに希釈した後、酢酸エチル(40mL)で3回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで分離精製して中間体L10g(収率95%)を得た。中間体Lの構造は、1H NMRで確認し、その結果を次に示す。1H NMR(CDCl3、400MHz)δ(ppm)7.64(d、1H)、7.54〜7.47(m、2H)、7.44(d、1H)、7.39〜7.33(m、3H)、7.30〜7.23(m、5H)、2.46(s、1H)。
中間体L10g(30mmol)をベンゼン60mLに溶かして、濃硫酸2.4mL(45mmol)を少量のベンゼンに希釈して添加した。80℃で5時間攪拌した後、ベンゼンを蒸発させて残った濾液に1N水酸化ナトリウム水溶液を添加して、反応液をPH7にした後に、酢酸エチル(40mL)で3回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥して溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで分離精製して中間体M6g(収率50%)を得た。
中間体M340mg(0.856mmol)および4−アミノベンゾニトリル142mg(1.2mmol)をトルエン5mLに溶かした後、t−BuONa0.144g(1.5mmol)、Pd(dba)20.018g(0.02mmol)、(t−Bu)3P0.004〜0.006g(0.02〜0.03mmol)を加えて80℃で5時間攪拌した。反応液をエチルエーテル20mLで3回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥して溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで分離精製して中間体O0.27g(収率73%)を得た。
中間体O267mg(0.614mmol)および中間体B(合成例1参照)0.332g(0.9mmol)をトルエン10mLに溶かした後、ここにt−BuONa0.144g(1.5mmol)、Pd(dba)20.018g(0.02mmol)、(t−Bu)3P0.004〜0.006g(0.02〜0.03mmol)を加えて90℃で6時間攪拌した。反応液をエチルエーテル30mLで3回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで分離精製して化合物56を0.236g(収率57%)で得た。化合物56の構造は、1H NMRで確認し、その結果を次に示す。1H NMR(CDCl3、400MHz)δ(ppm)7.97(d、1H)、7.90(d、1H)、7.69(d、1H)、7.65(d、1H)、7.60(d、2H)、7.56(dd、2H)、7.48(m、1H)、7.40(d、2H)、7.35(m、6H)、7.24(m、3H)、7.16(m、10H)、7.11(dd、1H)、6.93(d、2H)。
反射型電極(第1電極)として、130nmの厚さのアルミニウム基板およびITO(SDI社製)基板を、50mm×50mm×0.7mmサイズに切断してイソプロピルアルコールおよび純水の中で各5分間超音波洗浄した後、30分間UV、オゾン洗浄して使用した。
正孔注入層の形成時に、化合物8の代わりに化合物9を利用したことを除いては、実施例1と同じ方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入層の形成時に、化合物8の代わりにIDE406(出光社製)を利用したことを除いては、実施例1と同じ方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入層の形成時に、化合物8の代わりにLi273(ドイツ、Sensient社)を利用したことを除いては、実施例1と同じ方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入層の形成時に、化合物8の代わりにHI102(米国UDC社)を利用したことを除いては、実施例1と同じ方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入層の形成時に、化合物8の代わりに、ELM180(韓国、ELM社)を利用したことを除いては、実施例1と同じ方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入層として化合物11を利用して160nmの厚さの正孔注入層を蒸着した後、正孔注入層の上部に正孔輸送物質であるNPBを蒸着させて30nmの厚さの正孔輸送層を形成した。青色発光層の代わりに、緑色発光物質としてCBPとIr(ppy)3とを利用して30nmの厚さに緑色発光層を形成したという点を除いては、実施例1と同じ方法で有機発光素子を形成した。
正孔注入層の形成時に、化合物11の代わりに、IDE406(出光社)を利用したことを除いては、実施例7と同じ方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入層として化合物14を利用して200nmの厚さの正孔注入層を蒸着した後、正孔注入層の上部に正孔輸送物質であるNPBを蒸着させて30nmの厚さの正孔輸送層を形成した。青色発光層の代わりに、赤色発光物質としてCBPとBTPIrとを利用して30nmの厚さに赤色発光層を形成したという点を除いては、実施例1と同じ方法で有機発光素子を形成した。
正孔注入層の形成時に、化合物14の代わりに、IDE406(出光社)を利用したことを除いては、実施例9と同じ方法で有機発光素子を製作した。
次のような方法によって、赤色発光層、緑色発光層および青色発光層を何れも備える有機発光素子を製作した。
正孔注入層の形成時に、化合物8の代わりに、IDE406(出光社)を利用したことを除いては、実施例11と同一の方法で有機発光素子を製作した。その発光効率および色座標の評価結果は、下記表2に示す。
薄膜トランジスタが備えられた基板を準備した後、アルミニウムから形成される100nmの厚さの第1電極をストライプ状に形成した。このとき、第1電極は、基板の下部に備えられた薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されるように形成した。
210 第1電極
214 画素定義膜
216 正孔注入層
218 正孔輸送層
220、225、230 発光層
240 電子輸送層
250 電子注入層
260 第2電極
Claims (30)
- 基板と;
第1電極と;
第2電極と;
前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、少なくとも発光層を備える有機層と;
を備え、
前記第1電極および前記第2電極のうち何れか一つは、反射型電極であり、他の一つは、半透明電極または透明電極であり、
前記有機層は、下記化学式1で表示される化合物、下記化学式2で表示される化合物および下記化学式3で表示される化合物のうち、少なくとも一つ以上の化合物を含む層を備えることを特徴とする、有機発光素子。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7およびR8は、各々独立的に水素原子、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、または置換または非置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、または置換または非置換のアミノ基を表し、
R1、R2、R3のうち2以上、R4、R5、およびR6、R7、R8のうち2以上は、隣接した基と相互結合して、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成でき、
Ar1、Ar2およびAr3は、各々独立的に、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基または置換または非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、
Yは、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環を表し、nは、0〜5の整数である。 - 前記第1電極は、前記基板側に配置され、
前記第1電極は、前記反射型電極であり、前記第2電極は、前記半透明電極または前記透明電極であり、
前記有機層で生成される光は、前記第2電極を介して外部に放出されることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。 - 前記有機発光素子の作動の際に、前記第1電極と前記第2電極との間に共振現象が起きることを特徴とする、請求項1または2に記載の有機発光素子。
- 前記化学式1で表示される前記化合物は、下記化学式1aの構造を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の有機発光素子。
R1、R2およびR3のうち2以上は、隣接した基と相互結合して飽和炭素環または不飽和炭素環を形成でき、
Q1は、水素、シアノ基、フッ素、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、または置換または非置換のアミノ基である。 - 前記化学式1で表示される前記化合物は、下記化学式1bの構造を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の有機発光素子。
R1、R2およびR3は、隣接した基と相互結合して飽和炭素環または不飽和炭素環を形成でき、
Q2は、水素、シアノ基、フッ素、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、または置換または非置換のアミノ基である。 - 前記化学式2で表示される前記化合物は、下記化学式2aの構造を有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の有機発光素子。
R4およびR5は、隣接した基と相互結合して飽和炭素環または不飽和炭素環を形成でき、
Q3は、水素、シアノ基、フッ素、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、または置換または非置換のアミノ基である。 - 前記化学式3で表示される前記化合物は、下記化学式3aの構造を有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の有機発光素子。
R6、R7およびR8のうち2以上は、隣接した基と相互結合して飽和炭素環または不飽和炭素環を形成でき、
Q4は、水素、シアノ基、フッ素、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、または置換または非置換のアミノ基である。 - 前記化学式1で表示される前記化合物、前記化学式2で表示される前記化合物および前記化学式3で表示される前記化合物は、前記化合物8、前記化合物9、前記化合物10、前記化合物11、前記化合物14、前記化合物28、前記化合物35および前記化合物56のうち何れか一つであることを特徴とする、請求項8に記載の有機発光素子。
- 前記有機層において、前記化学式1で表示される前記化合物、前記化学式2で表示される前記化合物および前記化学式3で表示される前記化合物のうち、少なくとも一つ以上を含む層は、正孔注入層、正孔輸送層または正孔注入特性および正孔輸送特性をともに有する単一層であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の有機発光素子。
- 前記有機層において、前記化学式1で表示される前記化合物、前記化学式2で表示される前記化合物および前記化学式3で表示される前記化合物のうち、少なくとも一つ以上を含む層は、正孔注入層であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の有機発光素子。
- 前記有機層の発光カラーが赤色である場合、前記正孔注入層の厚さは、160nm〜220nmであることを特徴とする、請求項11に記載の有機発光素子。
- 前記有機層の発光カラーが緑色である場合、前記正孔注入層の厚さは、140nm〜180nmであることを特徴とする、請求項11または12に記載の有機発光素子。
- 前記有機層の発光カラーが青色である場合、前記正孔注入層の厚さは、100nm〜140nmであることを特徴とする、請求項11〜13のいずれかに記載の有機発光素子。
- 前記有機層は、正孔輸送層をさらに備えることを特徴とする、請求項11に記載の有機発光素子。
- 前記有機層の発光カラーが赤色である場合、前記正孔注入層の厚さおよび前記正孔輸送層の厚さの総和は、200nm〜240nmであることを特徴とする、請求項15に記載の有機発光素子。
- 前記正孔注入層の厚さは、160nm〜220nmであることを特徴とする、請求項16に記載の有機発光素子。
- 前記有機層の発光カラーが緑色である場合、前記正孔注入層の厚さおよび前記正孔輸送層の厚さの総和は、160nm〜200nmであることを特徴とする、請求項15に記載の有機発光素子。
- 前記正孔注入層の厚さは、140nm〜180nmであることを特徴とする、請求項18に記載の有機発光素子。
- 前記有機層の発光カラーが青色である場合、前記正孔注入層の厚さおよび前記正孔輸送層の厚さの総和は、120nm〜160nmであることを特徴とする、請求項15に記載の有機発光素子。
- 前記正孔注入層の厚さは、100nm〜140nmであることを特徴とする、請求項20に記載の有機発光素子。
- 基板と;
第1電極と;
第2電極と;
前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、少なくとも発光層および正孔注入層を備える有機層と;
を備え、
前記第1電極および前記第2電極のうち何れか一つは、反射型電極であり、他の一つは、半透明電極または透明電極であり、
前記有機層の発光カラーが赤色である場合、前記正孔注入層の厚さは、160nm〜220nmであることを特徴とする、有機発光素子。 - 基板と;
第1電極と;
第2電極と;
前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、少なくとも発光層および正孔注入層を備える有機層と;
を備え、
前記第1電極および前記第2電極のうち何れか一つは、反射型電極であり、他の一つは、半透明電極または透明電極であり、
前記有機層の発光カラーが緑色である場合、前記正孔注入層の厚さは、140nm〜180nmであることを特徴とする、有機発光素子。 - 基板と;
第1電極と;
第2電極と;
前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、少なくとも発光層および正孔注入層を備える有機層と;
を備え、
前記第1電極および前記第2電極のうち何れか一つは、反射型電極であり、他の一つは、半透明電極または透明電極であり、
前記有機層の発光カラーが青色である場合、前記正孔注入層の厚さは、100nm〜140nmであることを特徴とする、有機発光素子。 - 前記第1電極は、前記基板側に配置され、
前記第1電極は、前記反射型電極であり、前記第2電極は、前記半透明電極または前記透明電極であり、
前記有機層で生成される光は、前記第2電極を介して外部に放出されることを特徴とする、請求項22〜24のいずれかに記載の有機発光素子。 - 前記有機発光素子の作動の際、前記第1電極と前記第2電極との間に共振現象がおきることを特徴とする、請求項22〜25のいずれかに記載の有機発光素子。
- 請求項1〜21のうち少なくとも1項に記載の前記有機発光素子を備え、前記有機発光素子の前記第1電極は、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されることを特徴とする、平板表示装置。
- 請求項22に記載の前記有機発光素子を備え、前記有機発光素子の前記第1電極は、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されることを特徴とする、平板表示装置。
- 請求項23に記載の前記有機発光素子を備え、前記有機発光素子の前記第1電極は、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されることを特徴とする、平板表示装置。
- 請求項24に記載の前記有機発光素子を備え、前記有機発光素子の前記第1電極は、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されることを特徴とする、平板表示装置。
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