トリアリールアミン系化合物とその製造方法および有機発光表示素子
【課題】トリアリールアミン系化合物、その製造方法及びそれを利用した有機発光表示素子を提供する。
【解決手段】下記化学式で表示されるトリアリールアミン系化合物。
Ar1〜Ar4は、アリール基、またはヘテロ環基であり、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【解決手段】下記化学式で表示されるトリアリールアミン系化合物。
Ar1〜Ar4は、アリール基、またはヘテロ環基であり、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トリアリールアミン系化合物とその製造方法および有機発光表示素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機発光表示素子は、自発光型表示素子であって、視野角が広く、コントラストが優秀であるだけでなく、応答時間が速いという長所を有するために注目されている。
【0003】
有機発光表示素子は、一般的にアノード/発光層/カソードの積層構造を有し、前記アノードと発光層との間または発光層とカソードとの間に正孔注入層、正孔輸送層及び電子注入層をさらに積層して、アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/カソード及びアノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/カソードなどの積層構造を有する。
【0004】
上記正孔輸送層の形成材料として、トリフェニルアミン誘導体またはアントラセン誘導体が知られている(特許文献1及び2)。
【0005】
【特許文献1】米国特許第6,646,164号明細書
【特許文献2】米国特許第6,465,115号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、これまで知られた正孔輸送層の形成材料からなる正孔輸送層を備えた有機発光表示素子は、寿命、効率、消費電力などの特性が満足すべきレベルに達せずに改善の余地が多いという問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、電気的な安定性及び高い電荷輸送能力を有し、ガラス転移温度が高く、結晶化を防止できる材料の開発に係り、赤色、緑色、青色、白色などのあらゆるカラーの蛍光及び燐光素子に適した正孔輸送及び/または正孔注入材料となることが可能な、新規かつ改良されたトリアリールアミン系化合物とその製造方法を提供するところにある。
【0008】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、前述したトリアリールアミン系化合物からなる有機膜を採用して、効率、駆動電圧、輝度及び寿命特性が向上した有機発光表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の第1の観点によれば、下記化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物が提供される。
【0010】
【化1】
【0011】
ここで、上記化学式1において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0012】
上記のAr1〜Ar4は、互いに独立的にフェニル基、メチルフェニル基、ジメチル基、トリメチル基、エチルフェニル基、エチルビフェニル基、o−,m−もしくはp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、o−,m−もしくはp−トリル基、o−,m−もしくはp−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、(α,α−ジメチルベンゼン)フェニル基、(N,N’−ジメチル)アミノフェニル基、(N,N’−ジフェニル)アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、フェリレニル基、クロロフェリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビーセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基、カルバゾリル基、C1〜C5アルキル基が置換されたカルバゾリル基、ビフェニル基、C1〜C5アルキル基が置換されたビフェニル基、C1〜C5アルコキシ基が置換されたビフェニル基、チオフェニル基、インドリル基、またはピリジル基であってもよい。
【0013】
上記のAr1〜Ar4は、互いに独立的にC1〜C5アルキル基、C1〜C5アルコキシ基、シアノ基、フェノキシ基、フェニル基及びハロゲン原子からなる群より選択された1〜3個の置換基を有するアリール基であり、上記アリール基は、フェニル基及びナフチル基の中から選択された1〜3環の芳香族環であってもよい。ここで、上記のアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基などであってもよい。
【0014】
上記の化合物は、下記化学式2で表示される化合物であってもよい。
【0015】
【化2】
【0016】
上記の化学式2において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0017】
上記のAr1〜Ar4は、互いに同一にフェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0018】
また、Ar1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、Ar3及びAr4は、互いに同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0019】
上記の化合物は、下記化学式3で表示される化合物であってもよい。
【0020】
【化3】
【0021】
上記の化学式3において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0022】
上記のAr1〜Ar4は、同一にフェニル基、O−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0023】
上記のAr1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、Ar3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0024】
上記の化合物は、下記化学式4で表示される化合物であってもよい。
【0025】
【化4】
【0026】
上記の化学式4において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0027】
上記Ar1〜Ar4は、互いに同一にフェニル基、O−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0028】
上記のAr1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、Ar3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0029】
上記の化合物は、下記化学式で表示される化合物であってもよい。
【0030】
【化5】
【0031】
上記課題を解決するために、本発明の第2の観点によれば、下記化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物の製造方法であって、化学式1の化合物は、下記化学式5〜7で表示される化合物を反応させて得られることを特徴とするトリアリールアミン系化合物の製造方法が提供される。
【0032】
【化6】
【0033】
【化7】
【0034】
【化8】
【0035】
【化9】
【0036】
上記の化学式において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、または置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0037】
上記の化学反応は、Pd2(dba)3(dba:ジベンジリデンアセトン)、ナトリウムtert−ブトキシド及びトリ(tert−ブチル)ホスフィン存在下で実施され、この反応の反応温度は、50〜150℃であってもよい。
【0038】
上記の化学式5で表示される化合物は、下記化学式9で表示される化合物をブチルリチウムと反応させた後、反応後の化合物を塩化銅と反応させて得るものであってもよい。
【0039】
【化10】
【0040】
上記の化学式9において、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、または置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0041】
上記の反応温度は、−78〜0℃であってもよい。
【0042】
上記課題を解決するために、本発明の第3の観点によれば、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に位置する有機膜と、を備える有機発光表示素子において、上記の有機膜は、上記に記載のトリアリールアミン系化合物を含むことを特徴とする、有機発光表示素子が提供される。
【0043】
上記の有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層として機能しても良い。
【0044】
上記の有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であり、上記有機発光表示素子は、第1電極/正孔輸送層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極、または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の積層構造を有してもよい。
【0045】
上記のように、本願発明は、電気的な安定性及び高い電荷輸送能力を有し、ガラス転移温度が高く、結晶化を防止できる材料であるトリアリールアミン系化合物とその製造方法、及び、トリアリールアミン系化合物を含んだ有機膜を採用して、効率、電圧、輝度及び寿命特性が向上した有機発光表示素子に関する。
【発明の効果】
【0046】
本発明によれば、上記化学式1によるトリアリールアミン系化合物は、優秀な電気的特性及び高い電荷輸送能力を有し、赤色、緑色、青色、白色などのあらゆるカラーの蛍光及び燐光素子に適した正孔注入及び正孔輸送材料として有効である。かかるトリアリールアミン系化合物からなる有機膜を採用すれば、効率、電圧、輝度及び寿命特性が向上した有機発光表示素子を製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0047】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0048】
本発明の第1の実施形態においては、下記化学式1で表示される分子内に少なくとも二つ以上、さらに望ましくは、四つ以上のトリアリールアミン誘導体及び少なくとも二つ以上のハロゲン原子またはアルキル基を側鎖として有する有機発光化合物及びその製造方法、それらの化合物を正孔注入層、正孔輸送層、発光層などの有機膜形成材料として使用した有機発光表示素子を提供する。
【0049】
【化11】
【0050】
上記の化学式1において、Ar1〜Ar4は、例えば、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、例えば1〜3の整数であり、mは、例えば1〜3の整数である。
【0051】
上記の化学式1において、Ar1〜Ar4は、例えば、互いに独立的にフェニル基、メチルフェニル基、ジメチル基、トリメチル基、エチルフェニル基、エチルビフェニル基、o−,m−もしくはp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、o−,m−もしくはp−トリル基、o−,m−もしくはp−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、(α,α−ジメチルベンゼン)フェニル基、(N,N’−ジメチル)アミノフェニル基、(N,N’−ジフェニル)アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、フェリレニル基、クロロフェリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビーセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基、カルバゾリル基、低級アルキルカルバゾリル基、ビフェニル基、低級アルキルフェニル基、低級アルコキシフェニル基、チオフェニル基、インドリル基またはピリジル基である。上記の低級アルキルとしては、例えばC1〜C5のアルキルが望ましく、低級アルコキシとしては、例えばC1〜C5のアルコキシが望ましい。
【0052】
上記のAr1〜Ar4は、さらに望ましくは、C1〜C5の低級アルキル、C1〜C5の低級アルコキシ基、シアノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子が1〜3個が置換されたアリール基であり、このアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基およびアントラセニル基の中から選択され、全体として芳香族環を1〜3個有するものである。
【0053】
本実施形態に係る化学式1において、Rは、例えば、メチル、エチル、ブチルのようなC1〜C10アルキル基であることが望ましい。
【0054】
本実施形態に係る化学式で用いられる置換基の定義について、以下に説明する。
【0055】
本実施形態に係る化学式で用いられるアリール基は、単独または組み合わせて用いられ、一つ以上の環を含むC6〜C30のカーボンシクロ芳香族基を意味し、この環は、ペンダント方法で共に付着または融合されうる。アリールという用語は、フェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチルのような芳香族基を含む。このアリール基は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、C1〜C10のアルコキシ基、C1〜C10のアルキル基の中から選択された置換基を有しうる。
【0056】
本実施形態において使用されるヘテロ環基は、ヘテロアリール基とヘテロ原子とを含有する炭素環基をいずれも通称する用語である。また、ヘテロ環基のうち一つ以上の水素原子は、前述したアリール基の場合と同様な置換基に置換可能である。
【0057】
上記のヘテロアリール基は、例えば、N,O,PまたはSの中から選択された1〜3個のヘテロ原子を含み、残りの環原子がCである芳香族環を意味し、その例としてピリジル基などがある。
【0058】
上記のヘテロ原子を含有する炭素環は、例えば、N,O,PまたはSの中から選択された1〜3個のヘテロ原子を含むシクロアルキル基を意味し、その例としてテトラヒドロフラニル基などがある。
【0059】
本実施形態において定義されたC1〜C30のアルキル基の具体的な例としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、ペンチル、iso−アミル、ヘキシルなどが挙げられ、このアルキル基のうち一つ以上の水素原子は、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、C1〜C10のアルコキシ基、C1〜C10のアルキル基の中から選択された置換基に置換されてもよい。
【0060】
前述した基以外の基は、当業者に通用された意味として解釈される。
【0061】
本実施形態に係る化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物は、立体効果の高い少なくとも二つ以上、さらに望ましくは、四つ以上のトリアリールアミン基及び少なくとも二つ以上のアルキル基またはハロゲン原子をその構造中に有するため、それらの影響によりガラス転移点や融点が高くなる。したがって、発光時に有機膜内、有機膜間または有機膜と金属電極との間で発生する熱に対する耐熱性、及び、高温環境下での耐性が向上するので、それらの化合物を有機発光表示素子の正孔注入層、正孔輸送層または発光材料、特に発光層のホスト材料として使用した場合、高い発光輝度を表し、長時間発光させるときにも有利である。特に、基本分子であるビフェニル内に少なくとも二つ以上、さらに望ましくは、四つ以上のバルキなトリアリールアミン構造及び少なくとも二つ以上のアルキル基またはハロゲン原子を有するため、立体効果による結晶化防止により前記効果をさらに向上させることが可能である。
【0062】
本実施形態に係る有機発光表示素子は、有機膜形成材料として少なくとも二つ以上のトリアリールアミン誘導体を有することによって、ガラス転移温度が高い化合物を使用するので、保存時及び駆動時の耐久性が高い。
【0063】
上記の化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物は、特に下記化学式2〜4で表示される化合物であってもよい。
【0064】
【化12】
【0065】
上記の化学式2において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0066】
【化13】
【0067】
上記の化学式3において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0068】
【化14】
【0069】
上記の化学式4において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0070】
望ましくは、上記の化学式2〜4において、Ar1〜Ar4は、同一にフェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基である。
【0071】
また、上記の化学式2〜4において、Ar1及びAr2は、同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、上記のAr3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であることが望ましい。
【0072】
以下、化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物のさらに具体的な例を説明するが、本発明がそれらの化合物に限定されることを意味するものではない。
【0073】
【化15】
【0074】
【表1】
【0075】
【化16】
【0076】
【表2】
【0077】
【化17】
【0078】
【表3】
【0079】
【化18】
【0080】
【表4】
【0081】
【化19】
【0082】
【表5】
【0083】
【化20】
【0084】
【表6】
【0085】
上記の化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物の合成方法を説明すれば、次の通りである。
【0086】
まず、化学式5の化合物、化学式6の化合物及び化学式7の化合物の反応を通じて、前述した化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物を合成できる。
【0087】
【化21】
【0088】
【化22】
【0089】
【化23】
【0090】
上記の化学式において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0091】
かかる反応は、Pd2(dba)3(dba=dibenzyliden−acetone)、ナトリウムtert−ブトキシド及びトリ(tert−ブチル)ホスフィン存在下で実施され、反応温度は、50〜150℃で行われる。
【0092】
上記の化学式5で表示される化合物は、下記化学式9で表示される化合物をブチルリチウムと反応した後、それを塩化銅と反応して得る。かかるカップリング反応において、反応温度は、−78〜0℃であることが望ましい。
【0093】
【化24】
【0094】
上記の化学式9において、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0095】
本実施形態に係る有機発光表示素子について説明すれば、化学式1のトリアリールアミン系化合物を含有する有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であり、正孔注入及び正孔輸送機能を同時に有する単一膜であってもよい。
【0096】
また、上記の有機発光表示素子は、第1電極/正孔輸送層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極、または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の積層構造を有する。
【0097】
上記の発光層は、燐光または蛍光材料からなる。
【0098】
また、本実施形態に係る有機発光表示素子において、化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物を発光層の形成用蛍光または燐光ホストとして使用できる。
【0099】
以下、本実施形態に係る有機発光表示素子の製造方法を説明する。
【0100】
図1A〜図1Cは、本実施形態に係る有機発光表示素子の構造を示す断面図である。
【0101】
図1Aに示すように、有機発光表示素子は、第1電極の上部に正孔輸送層と発光層とが順次に積層されており、発光層の上部に第2電極が積層された構造を有する。
【0102】
図1Bの有機発光表示素子は、図1Aの有機発光表示素子において、第1電極と正孔輸送層との間に正孔注入層がさらに形成され、発光層と第2電極との間に電子輸送層がさらに形成された積層構造を有する。
【0103】
図1Cの有機発光表示素子は、図1Bの有機発光表示素子において、電子輸送層と第2電極との間に電子注入層がさらに形成された積層構造を有する。
【0104】
以下、前述した積層構造を有する有機発光表示素子の製造方法を説明する。
【0105】
まず、基板の上部に高い仕事関数を有するアノード電極用物質を蒸着法またはスパッタリング法により形成し、第1電極であるアノードとして使用する。ここで、基板としては、通常的な有機発光表示素子で使われる基板を使用するが、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれた有機基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明かつ伝導性にすぐれた酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)などを使用する。
【0106】
次いで、上記アノード電極の上部に、正孔注入層を選択的に形成する。
【0107】
上記正孔注入層の形成時に、正孔注入層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法により形成できるが、均一な膜質を得やすく、かつピンホールが発生し難いというなどの点で真空蒸着法により形成することが望ましい。
【0108】
真空蒸着法により正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性などによって異なるが、一般的に蒸着温度50〜500℃、真空度10−8〜10−3torr、蒸着速度0.01〜100Å/sec、膜厚は、通常10Å〜5μm範囲で適切に選択することが望ましい。
【0109】
上記の正孔注入層の物質としては、特別に制限されず、本発明に係る化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物を使用でき、正孔注入層に使われている公知のものから任意のものを選択して使用できる。例えば、米国特許第4,356,429号明細書に開示された銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、またはAdvanced Materials,6,p.677(1994)に記載されているスターバスト型アミン誘導体類であるTCTA,m−MTDATA,m−MTDAPBなどを使用できる。
【0110】
次いで、上記正孔注入層の上部に、正孔輸送層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法により形成できるが、均一な膜質を得やすく、かつピンホールが発生し難いというなどの点で真空蒸着法により形成することが望ましい。真空蒸着法により正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲の中から選択される。
【0111】
上記の正孔輸送層物質は、特別に制限されず、本発明に係る化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物を使用するか、または正孔輸送層に使われている公知のものから任意のものを選択して使用できる。例えば、N−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(TPD)、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(α−NPD)などの芳香族縮合環を有する通常的なアミン誘導体などが使われる。
【0112】
次いで、上記の正孔輸送層の上部に、発光層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法により形成できるが、均一な膜質を得やすく、かつピンホールが発生し難いというなどの点で真空蒸着法により形成することが望ましい。真空蒸着法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲の中から選択される。
【0113】
発光層材料は、特別に制限されず、蛍光または燐光ホストとして化学式1のトリアリールアミン系化合物を使用してもよく、その他に蛍光ホストとしては、公知の物質であるトリス(8−キノリノレート)アルミニウム(Alq3)などを使用してもよい。そして、ドーパントの場合、蛍光ドーパントとしては、出光社から購入可能なIDE102、IDE105及び林原社から購入可能なC545Tなどを使用でき、燐光ドーパントとしては、緑色燐光ドーパントであるIr(PPy)3(PPy=2−フェニルピリジン)、青色燐光ドーパントであるF2IrpicまたはUDC(Universal Display Corporation)社の赤色燐光ドーパントであるRD61が使われる。
【0114】
【化25】
【0115】
【化26】
【0116】
ドーピング濃度は、特別に制限されず、通常的にホストとドーパントの総質量100質量部を基準として、ドーパントの含量は0.01〜15質量部である。
【0117】
発光層の形成時に燐光ドーパントを使用する場合、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散される現象を防止するために、発光層の上部に正孔ブロッキング層物質を真空蒸着法またはスピンコーティング法によって積層させて正孔ブロッキング層を形成することが望ましい。このとき、使用可能な正孔ブロッキング層物質は、特別に制限されず、正孔ブロッキング層材料として使われている公知のものから任意のものを選択して利用できる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、または特開平11−329734(A1)号公報に記載されている正孔阻止材料などが挙げられ、代表的にBalq、BCPなどが使われる。
【0118】
次いで、電子輸送層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、またはキャスト法などの方法によって積層して、電子輸送層を形成するが、真空蒸着法により形成することが望ましい。この電子輸送層物質は、カソードから注入された電子を安定に輸送する機能を行うものであって、特別に制限されず、キノリン誘導体、特にAlq3を使用できる。また、電子輸送層の上部にカソードから電子の注入を容易にする機能を有する物質である電子注入層が積層されうる。
【0119】
電子注入層の形成時、LiF,NaCl,CsF,Li2O,BaOなどの物質を利用できる。前記正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層の蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲のうち選択される。
【0120】
最後に、電子注入層の上部にカソード形成用金属を真空蒸着法やスパッタリング法などの方法により第2電極であるカソードを形成する。ここで、カソード形成用金属としては、低い仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性の化合物及びそれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−リチウム(Al−Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)、マグネシウム−銀(Mg−Ag)などが挙げられる。また、前面発光素子を得るために、ITO,IZOを使用した透過型カソードを使用することもできる。
【0121】
以下、本発明を、下記の実施例を挙げて説明するが、本発明が下記実施例にのみ限定されるものではない。
【0122】
(合成例1.化合物2の製造)
下記反応式1の反応経路を経て、化合物2を合成した。
【0123】
【化27】
【0124】
(中間体AとBとの合成)
2,4,6−トリブロモトルエン3.3g(10mmol)をジエチルエーテル30mLに溶かし、−78℃に冷却した後、ノマルブチルリチウム4.4mL(11mmol,2.5M in Hexane)を徐々に添加した。−78℃で1時間ほど攪拌した後、塩化銅(II)1.48g(11mmol)を同じ温度で添加した。
【0125】
反応混合物を5時間攪拌した後、常温で蒸溜水とエチルアセテートで洗浄した。洗浄されたエチルアセテート層をMgSO4に乾燥させた後、減圧乾燥して粗生性物を得、シリカゲル管クロマトグラフィで分離精製し、得られた生成物をジクロロメタンとヘキサンで再結晶して、白色固体としてそれぞれ中間体A 622mg(収率25%)及び中間体B 746mg(収率30%)を得た。
【0126】
中間体A:1H NMR(CDCl3,400MHz)δ(ppm)7.74(d,4H),7.18(d,4H),2.06(s,6H);13C NMR(CDCl3,100MHz)δ(ppm)142.8,134.9,134.5,131.1,126.4,119.4,19.9
【0127】
中間体B:1H NMR(CDCl3,400MHz)δ(ppm)7.60(s,4H),2.61(s,6H);13C NMR(CDCl3,100MHz)δ(ppm)138.3,137.2,129.9,125.8,23.5
【0128】
(化合物2の合成)
中間体A 380mg(0.76mmol)、ジ−パラトリルアミン903mg(4.6mmol)、t−BuONa 900mg(9.4mmol)、Pd2(dba)3 56mg(0.06mmol)、P(t−Bu)3 13mg(0.06mmol)をトルエン5mLに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。
【0129】
常温に冷却した後、蒸溜水とエチルアセテートとで3回抽出した後、集められた有機層を硫酸マグネシウムに乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲル管クロマトグラフィで分離精製して、化合物2を白色固体として670mg(収率91%)を得た。
【0130】
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)δ(ppm)6.95−6.80(m,24H),6.76(d,8H),6.64(s,4H),2.26(s,24H),2.24(s,6H);13C NMR(CD2Cl2,100MHz)δ(ppm)147.4,147.2,146.1,146.0,145.0,132.6,131.1,130.0,130.3,128.6,124.8,123.8,122.3,121.0,21.6,21.5,15.8
【0131】
上記の過程によって得た化合物2をCHCl3に0.2mM濃度で希釈してUVスペクトルを得、最大吸収波長228nm,302nmを観察した(図2)。
【0132】
また、化合物2に対するTGA(Thermo Gravimetric Analysis)及びDSC(Differential Scanning Calorimetry)を利用した熱分析(N2雰囲気、温度区間:常温〜600℃(10℃/min)−TGA、常温〜400℃−DSC、Pan Type:Pt Pan in 使い捨てのAl Pan(TGA)、使い捨てのAl pan(DSC))を通じて、Td 364℃、Tg 114℃、Tc 171℃、Tm 272℃を得た(図3及び図4)。
【0133】
UV吸収スペクトル及びイオン化ポテンシャル測定器であるAC−2を通じて、HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)エネルギー準位5.35eV及びLUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital)エネルギー準位2.11eVを得た。
【0134】
(合成例2.化合物59の製造)
中間体Aの代わりに中間体Bを使用した点を除いては、合成例1と同じ方法によって実施して化合物59を合成した(収率95%)。
【0135】
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)δ(ppm)6.96−6.85(m,22H),6.78(d,14H),2.25(s,30H);13C NMR(CD2Cl2,100MHz)δ(ppm)148.7,145.9,140.6,134.4,131.4,130.3,125.1,122.3,20.7,14.4
【0136】
上記の過程によって得た化合物59をCHCl3に0.2mM濃度で希釈してUVスペクトルを得、最大吸収波長228.5nm,297nmを観察した(図5)。
【0137】
また、化合物59に対するTGA及びDSCを利用した熱分析(N2雰囲気、温度区間:常温〜600℃(10℃/min)−TGA、常温〜400℃−DSC、Pan Type:Pt Pan in 使い捨てのAl Pan(TGA)、使い捨てのAl pan(DSC))を通じて、Td 387℃、Tg 122℃、Tc 204℃、Tm 255℃を得た(図6及び図7)。
【0138】
UV吸収スペクトル及びイオン化ポテンシャル測定器であるAC−2を通じて、HOMOエネルギー準位5.35eV及びLUMOエネルギー準位2.24eVを得た。
【0139】
(実施例1)
アノードとしてITO電極が形成されたガラス基板(コーニング社製の表面抵抗が15Ω/cm2であり、厚さが1200Å)を50mm×50mm×0.7mmのサイズにカットして、イソプロピルアルコール及び純水内で各5分間超音波洗浄した後、30分間紫外線を照射し、オゾンに露出させて洗浄し、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。
【0140】
まず、上記基板の上部に正孔注入層としてIDE406を真空蒸着して、600Åの厚さに形成した。次いで、正孔輸送層物質として化合物2を300Åの厚さに真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。
【0141】
上記の正孔輸送層の上部に、緑色蛍光ホストであるAlq3と緑色蛍光ドーパントであるC545Tとを質量比98:2に同時蒸着して、200Åの厚さに発光層を形成した。次いで、Alq3を300Åの厚さに蒸着して電子輸送層を形成した後、前記電子輸送層の上部に電子注入層としてLiFを10Åの厚さに蒸着し、Alを3000Å(負極)の厚さに真空蒸着してLiF/Al電極を形成して、有機発光表示素子を製造した。
【0142】
(比較例1)
正孔輸送層の形成時、上記の化合物2の代わりにNPBを使用して蒸着した点を除いては、実施例1と同じ方法によって実施して有機発光表示素子を製作した。
【0143】
上記実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、駆動電圧、電流密度、発光輝度、発光効率特性を評価した。
【0144】
評価結果、実施例1の有機発光表示素子は、駆動電圧2.5V、駆動電圧6.0Vで電流密度32.77mA/cm2、発光輝度4247cd/m2を表し、色座標は(0.31,0.64)であり、発光効率は12.96cd/Aであった。そして、比較例1の有機発光表示素子は、駆動電圧3.0V、駆動電圧6.0Vで電流密度7.76mA/cm2、発光輝度905.5cd/m2を表し、色座標は(0.30,0.64)であり、発光効率は11.56cd/Aであった。
【0145】
前記したように、本発明による化合物2を正孔輸送層として使用した結果、正孔の注入及び輸送能力の向上により駆動電圧が0.5V低くなり、同じ電流値での印加電圧が大幅低くなり、電流密度値の増加による輝度値の増加を確認できた。同じ印加電圧下での電流密度値及び輝度値の比較結果を図8及び図9に示し、これを参照すれば、実施例1の有機発光表示素子が、比較例1の場合と比較して電流密度及び輝度特性が改善されるということを確認できた。
【0146】
また、図10及び図11に示したように、実施例1の有機発光表示素子は、正孔輸送物質であるNPBを使用した比較例1の場合と比較して電流効率及び電力効率も向上するということが分かった。
【0147】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0148】
本発明は、有機発光表示素子関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0149】
【図1A】本発明に係る有機発光表示素子の構造を示す図面である。
【図1B】本発明に係る有機発光表示素子の構造を示す図面である。
【図1C】本発明に係る有機発光表示素子の構造を示す図面である。
【図2】本発明の実施例によって得た化合物2のUVスペクトルを示す図面である。
【図3】本発明の実施例によって得た化合物2のTGA分析結果を示す図面である。
【図4】本発明の実施例によって得た化合物2のDSC分析結果を示す図面である。
【図5】本発明の実施例によって得た化合物59のUVスペクトルを示す図面である。
【図6】本発明の実施例によって得た化合物59のTGA分析結果を示す図面である。
【図7】本発明の実施例によって得た化合物59のDSC分析結果を示す図面である。
【図8】本発明の実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、電圧による電流密度変化を示すグラフ図である。
【図9】本発明の実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、電圧による輝度変化を示すグラフ図である。
【図10】本発明の実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、輝度による発光効率変化を示すグラフ図である。
【図11】本発明の実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、輝度による電力効率変化を示すグラフ図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、トリアリールアミン系化合物とその製造方法および有機発光表示素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機発光表示素子は、自発光型表示素子であって、視野角が広く、コントラストが優秀であるだけでなく、応答時間が速いという長所を有するために注目されている。
【0003】
有機発光表示素子は、一般的にアノード/発光層/カソードの積層構造を有し、前記アノードと発光層との間または発光層とカソードとの間に正孔注入層、正孔輸送層及び電子注入層をさらに積層して、アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/カソード及びアノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/カソードなどの積層構造を有する。
【0004】
上記正孔輸送層の形成材料として、トリフェニルアミン誘導体またはアントラセン誘導体が知られている(特許文献1及び2)。
【0005】
【特許文献1】米国特許第6,646,164号明細書
【特許文献2】米国特許第6,465,115号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、これまで知られた正孔輸送層の形成材料からなる正孔輸送層を備えた有機発光表示素子は、寿命、効率、消費電力などの特性が満足すべきレベルに達せずに改善の余地が多いという問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、電気的な安定性及び高い電荷輸送能力を有し、ガラス転移温度が高く、結晶化を防止できる材料の開発に係り、赤色、緑色、青色、白色などのあらゆるカラーの蛍光及び燐光素子に適した正孔輸送及び/または正孔注入材料となることが可能な、新規かつ改良されたトリアリールアミン系化合物とその製造方法を提供するところにある。
【0008】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、前述したトリアリールアミン系化合物からなる有機膜を採用して、効率、駆動電圧、輝度及び寿命特性が向上した有機発光表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の第1の観点によれば、下記化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物が提供される。
【0010】
【化1】
【0011】
ここで、上記化学式1において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0012】
上記のAr1〜Ar4は、互いに独立的にフェニル基、メチルフェニル基、ジメチル基、トリメチル基、エチルフェニル基、エチルビフェニル基、o−,m−もしくはp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、o−,m−もしくはp−トリル基、o−,m−もしくはp−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、(α,α−ジメチルベンゼン)フェニル基、(N,N’−ジメチル)アミノフェニル基、(N,N’−ジフェニル)アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、フェリレニル基、クロロフェリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビーセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基、カルバゾリル基、C1〜C5アルキル基が置換されたカルバゾリル基、ビフェニル基、C1〜C5アルキル基が置換されたビフェニル基、C1〜C5アルコキシ基が置換されたビフェニル基、チオフェニル基、インドリル基、またはピリジル基であってもよい。
【0013】
上記のAr1〜Ar4は、互いに独立的にC1〜C5アルキル基、C1〜C5アルコキシ基、シアノ基、フェノキシ基、フェニル基及びハロゲン原子からなる群より選択された1〜3個の置換基を有するアリール基であり、上記アリール基は、フェニル基及びナフチル基の中から選択された1〜3環の芳香族環であってもよい。ここで、上記のアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基などであってもよい。
【0014】
上記の化合物は、下記化学式2で表示される化合物であってもよい。
【0015】
【化2】
【0016】
上記の化学式2において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0017】
上記のAr1〜Ar4は、互いに同一にフェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0018】
また、Ar1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、Ar3及びAr4は、互いに同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0019】
上記の化合物は、下記化学式3で表示される化合物であってもよい。
【0020】
【化3】
【0021】
上記の化学式3において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0022】
上記のAr1〜Ar4は、同一にフェニル基、O−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0023】
上記のAr1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、Ar3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0024】
上記の化合物は、下記化学式4で表示される化合物であってもよい。
【0025】
【化4】
【0026】
上記の化学式4において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0027】
上記Ar1〜Ar4は、互いに同一にフェニル基、O−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0028】
上記のAr1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、Ar3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であってもよい。
【0029】
上記の化合物は、下記化学式で表示される化合物であってもよい。
【0030】
【化5】
【0031】
上記課題を解決するために、本発明の第2の観点によれば、下記化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物の製造方法であって、化学式1の化合物は、下記化学式5〜7で表示される化合物を反応させて得られることを特徴とするトリアリールアミン系化合物の製造方法が提供される。
【0032】
【化6】
【0033】
【化7】
【0034】
【化8】
【0035】
【化9】
【0036】
上記の化学式において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、または置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0037】
上記の化学反応は、Pd2(dba)3(dba:ジベンジリデンアセトン)、ナトリウムtert−ブトキシド及びトリ(tert−ブチル)ホスフィン存在下で実施され、この反応の反応温度は、50〜150℃であってもよい。
【0038】
上記の化学式5で表示される化合物は、下記化学式9で表示される化合物をブチルリチウムと反応させた後、反応後の化合物を塩化銅と反応させて得るものであってもよい。
【0039】
【化10】
【0040】
上記の化学式9において、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、または置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0041】
上記の反応温度は、−78〜0℃であってもよい。
【0042】
上記課題を解決するために、本発明の第3の観点によれば、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に位置する有機膜と、を備える有機発光表示素子において、上記の有機膜は、上記に記載のトリアリールアミン系化合物を含むことを特徴とする、有機発光表示素子が提供される。
【0043】
上記の有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層として機能しても良い。
【0044】
上記の有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であり、上記有機発光表示素子は、第1電極/正孔輸送層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極、または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の積層構造を有してもよい。
【0045】
上記のように、本願発明は、電気的な安定性及び高い電荷輸送能力を有し、ガラス転移温度が高く、結晶化を防止できる材料であるトリアリールアミン系化合物とその製造方法、及び、トリアリールアミン系化合物を含んだ有機膜を採用して、効率、電圧、輝度及び寿命特性が向上した有機発光表示素子に関する。
【発明の効果】
【0046】
本発明によれば、上記化学式1によるトリアリールアミン系化合物は、優秀な電気的特性及び高い電荷輸送能力を有し、赤色、緑色、青色、白色などのあらゆるカラーの蛍光及び燐光素子に適した正孔注入及び正孔輸送材料として有効である。かかるトリアリールアミン系化合物からなる有機膜を採用すれば、効率、電圧、輝度及び寿命特性が向上した有機発光表示素子を製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0047】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0048】
本発明の第1の実施形態においては、下記化学式1で表示される分子内に少なくとも二つ以上、さらに望ましくは、四つ以上のトリアリールアミン誘導体及び少なくとも二つ以上のハロゲン原子またはアルキル基を側鎖として有する有機発光化合物及びその製造方法、それらの化合物を正孔注入層、正孔輸送層、発光層などの有機膜形成材料として使用した有機発光表示素子を提供する。
【0049】
【化11】
【0050】
上記の化学式1において、Ar1〜Ar4は、例えば、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、例えば1〜3の整数であり、mは、例えば1〜3の整数である。
【0051】
上記の化学式1において、Ar1〜Ar4は、例えば、互いに独立的にフェニル基、メチルフェニル基、ジメチル基、トリメチル基、エチルフェニル基、エチルビフェニル基、o−,m−もしくはp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、o−,m−もしくはp−トリル基、o−,m−もしくはp−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、(α,α−ジメチルベンゼン)フェニル基、(N,N’−ジメチル)アミノフェニル基、(N,N’−ジフェニル)アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、フェリレニル基、クロロフェリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビーセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基、カルバゾリル基、低級アルキルカルバゾリル基、ビフェニル基、低級アルキルフェニル基、低級アルコキシフェニル基、チオフェニル基、インドリル基またはピリジル基である。上記の低級アルキルとしては、例えばC1〜C5のアルキルが望ましく、低級アルコキシとしては、例えばC1〜C5のアルコキシが望ましい。
【0052】
上記のAr1〜Ar4は、さらに望ましくは、C1〜C5の低級アルキル、C1〜C5の低級アルコキシ基、シアノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子が1〜3個が置換されたアリール基であり、このアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基およびアントラセニル基の中から選択され、全体として芳香族環を1〜3個有するものである。
【0053】
本実施形態に係る化学式1において、Rは、例えば、メチル、エチル、ブチルのようなC1〜C10アルキル基であることが望ましい。
【0054】
本実施形態に係る化学式で用いられる置換基の定義について、以下に説明する。
【0055】
本実施形態に係る化学式で用いられるアリール基は、単独または組み合わせて用いられ、一つ以上の環を含むC6〜C30のカーボンシクロ芳香族基を意味し、この環は、ペンダント方法で共に付着または融合されうる。アリールという用語は、フェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチルのような芳香族基を含む。このアリール基は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、C1〜C10のアルコキシ基、C1〜C10のアルキル基の中から選択された置換基を有しうる。
【0056】
本実施形態において使用されるヘテロ環基は、ヘテロアリール基とヘテロ原子とを含有する炭素環基をいずれも通称する用語である。また、ヘテロ環基のうち一つ以上の水素原子は、前述したアリール基の場合と同様な置換基に置換可能である。
【0057】
上記のヘテロアリール基は、例えば、N,O,PまたはSの中から選択された1〜3個のヘテロ原子を含み、残りの環原子がCである芳香族環を意味し、その例としてピリジル基などがある。
【0058】
上記のヘテロ原子を含有する炭素環は、例えば、N,O,PまたはSの中から選択された1〜3個のヘテロ原子を含むシクロアルキル基を意味し、その例としてテトラヒドロフラニル基などがある。
【0059】
本実施形態において定義されたC1〜C30のアルキル基の具体的な例としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、ペンチル、iso−アミル、ヘキシルなどが挙げられ、このアルキル基のうち一つ以上の水素原子は、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、C1〜C10のアルコキシ基、C1〜C10のアルキル基の中から選択された置換基に置換されてもよい。
【0060】
前述した基以外の基は、当業者に通用された意味として解釈される。
【0061】
本実施形態に係る化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物は、立体効果の高い少なくとも二つ以上、さらに望ましくは、四つ以上のトリアリールアミン基及び少なくとも二つ以上のアルキル基またはハロゲン原子をその構造中に有するため、それらの影響によりガラス転移点や融点が高くなる。したがって、発光時に有機膜内、有機膜間または有機膜と金属電極との間で発生する熱に対する耐熱性、及び、高温環境下での耐性が向上するので、それらの化合物を有機発光表示素子の正孔注入層、正孔輸送層または発光材料、特に発光層のホスト材料として使用した場合、高い発光輝度を表し、長時間発光させるときにも有利である。特に、基本分子であるビフェニル内に少なくとも二つ以上、さらに望ましくは、四つ以上のバルキなトリアリールアミン構造及び少なくとも二つ以上のアルキル基またはハロゲン原子を有するため、立体効果による結晶化防止により前記効果をさらに向上させることが可能である。
【0062】
本実施形態に係る有機発光表示素子は、有機膜形成材料として少なくとも二つ以上のトリアリールアミン誘導体を有することによって、ガラス転移温度が高い化合物を使用するので、保存時及び駆動時の耐久性が高い。
【0063】
上記の化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物は、特に下記化学式2〜4で表示される化合物であってもよい。
【0064】
【化12】
【0065】
上記の化学式2において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0066】
【化13】
【0067】
上記の化学式3において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0068】
【化14】
【0069】
上記の化学式4において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【0070】
望ましくは、上記の化学式2〜4において、Ar1〜Ar4は、同一にフェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基である。
【0071】
また、上記の化学式2〜4において、Ar1及びAr2は、同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、上記のAr3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、Rは、メチル基であることが望ましい。
【0072】
以下、化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物のさらに具体的な例を説明するが、本発明がそれらの化合物に限定されることを意味するものではない。
【0073】
【化15】
【0074】
【表1】
【0075】
【化16】
【0076】
【表2】
【0077】
【化17】
【0078】
【表3】
【0079】
【化18】
【0080】
【表4】
【0081】
【化19】
【0082】
【表5】
【0083】
【化20】
【0084】
【表6】
【0085】
上記の化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物の合成方法を説明すれば、次の通りである。
【0086】
まず、化学式5の化合物、化学式6の化合物及び化学式7の化合物の反応を通じて、前述した化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物を合成できる。
【0087】
【化21】
【0088】
【化22】
【0089】
【化23】
【0090】
上記の化学式において、Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0091】
かかる反応は、Pd2(dba)3(dba=dibenzyliden−acetone)、ナトリウムtert−ブトキシド及びトリ(tert−ブチル)ホスフィン存在下で実施され、反応温度は、50〜150℃で行われる。
【0092】
上記の化学式5で表示される化合物は、下記化学式9で表示される化合物をブチルリチウムと反応した後、それを塩化銅と反応して得る。かかるカップリング反応において、反応温度は、−78〜0℃であることが望ましい。
【0093】
【化24】
【0094】
上記の化学式9において、Rは、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数である。
【0095】
本実施形態に係る有機発光表示素子について説明すれば、化学式1のトリアリールアミン系化合物を含有する有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であり、正孔注入及び正孔輸送機能を同時に有する単一膜であってもよい。
【0096】
また、上記の有機発光表示素子は、第1電極/正孔輸送層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極、または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の積層構造を有する。
【0097】
上記の発光層は、燐光または蛍光材料からなる。
【0098】
また、本実施形態に係る有機発光表示素子において、化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物を発光層の形成用蛍光または燐光ホストとして使用できる。
【0099】
以下、本実施形態に係る有機発光表示素子の製造方法を説明する。
【0100】
図1A〜図1Cは、本実施形態に係る有機発光表示素子の構造を示す断面図である。
【0101】
図1Aに示すように、有機発光表示素子は、第1電極の上部に正孔輸送層と発光層とが順次に積層されており、発光層の上部に第2電極が積層された構造を有する。
【0102】
図1Bの有機発光表示素子は、図1Aの有機発光表示素子において、第1電極と正孔輸送層との間に正孔注入層がさらに形成され、発光層と第2電極との間に電子輸送層がさらに形成された積層構造を有する。
【0103】
図1Cの有機発光表示素子は、図1Bの有機発光表示素子において、電子輸送層と第2電極との間に電子注入層がさらに形成された積層構造を有する。
【0104】
以下、前述した積層構造を有する有機発光表示素子の製造方法を説明する。
【0105】
まず、基板の上部に高い仕事関数を有するアノード電極用物質を蒸着法またはスパッタリング法により形成し、第1電極であるアノードとして使用する。ここで、基板としては、通常的な有機発光表示素子で使われる基板を使用するが、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれた有機基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明かつ伝導性にすぐれた酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)などを使用する。
【0106】
次いで、上記アノード電極の上部に、正孔注入層を選択的に形成する。
【0107】
上記正孔注入層の形成時に、正孔注入層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法により形成できるが、均一な膜質を得やすく、かつピンホールが発生し難いというなどの点で真空蒸着法により形成することが望ましい。
【0108】
真空蒸着法により正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性などによって異なるが、一般的に蒸着温度50〜500℃、真空度10−8〜10−3torr、蒸着速度0.01〜100Å/sec、膜厚は、通常10Å〜5μm範囲で適切に選択することが望ましい。
【0109】
上記の正孔注入層の物質としては、特別に制限されず、本発明に係る化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物を使用でき、正孔注入層に使われている公知のものから任意のものを選択して使用できる。例えば、米国特許第4,356,429号明細書に開示された銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、またはAdvanced Materials,6,p.677(1994)に記載されているスターバスト型アミン誘導体類であるTCTA,m−MTDATA,m−MTDAPBなどを使用できる。
【0110】
次いで、上記正孔注入層の上部に、正孔輸送層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法により形成できるが、均一な膜質を得やすく、かつピンホールが発生し難いというなどの点で真空蒸着法により形成することが望ましい。真空蒸着法により正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲の中から選択される。
【0111】
上記の正孔輸送層物質は、特別に制限されず、本発明に係る化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物を使用するか、または正孔輸送層に使われている公知のものから任意のものを選択して使用できる。例えば、N−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(TPD)、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(α−NPD)などの芳香族縮合環を有する通常的なアミン誘導体などが使われる。
【0112】
次いで、上記の正孔輸送層の上部に、発光層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法により形成できるが、均一な膜質を得やすく、かつピンホールが発生し難いというなどの点で真空蒸着法により形成することが望ましい。真空蒸着法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲の中から選択される。
【0113】
発光層材料は、特別に制限されず、蛍光または燐光ホストとして化学式1のトリアリールアミン系化合物を使用してもよく、その他に蛍光ホストとしては、公知の物質であるトリス(8−キノリノレート)アルミニウム(Alq3)などを使用してもよい。そして、ドーパントの場合、蛍光ドーパントとしては、出光社から購入可能なIDE102、IDE105及び林原社から購入可能なC545Tなどを使用でき、燐光ドーパントとしては、緑色燐光ドーパントであるIr(PPy)3(PPy=2−フェニルピリジン)、青色燐光ドーパントであるF2IrpicまたはUDC(Universal Display Corporation)社の赤色燐光ドーパントであるRD61が使われる。
【0114】
【化25】
【0115】
【化26】
【0116】
ドーピング濃度は、特別に制限されず、通常的にホストとドーパントの総質量100質量部を基準として、ドーパントの含量は0.01〜15質量部である。
【0117】
発光層の形成時に燐光ドーパントを使用する場合、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散される現象を防止するために、発光層の上部に正孔ブロッキング層物質を真空蒸着法またはスピンコーティング法によって積層させて正孔ブロッキング層を形成することが望ましい。このとき、使用可能な正孔ブロッキング層物質は、特別に制限されず、正孔ブロッキング層材料として使われている公知のものから任意のものを選択して利用できる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、または特開平11−329734(A1)号公報に記載されている正孔阻止材料などが挙げられ、代表的にBalq、BCPなどが使われる。
【0118】
次いで、電子輸送層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、またはキャスト法などの方法によって積層して、電子輸送層を形成するが、真空蒸着法により形成することが望ましい。この電子輸送層物質は、カソードから注入された電子を安定に輸送する機能を行うものであって、特別に制限されず、キノリン誘導体、特にAlq3を使用できる。また、電子輸送層の上部にカソードから電子の注入を容易にする機能を有する物質である電子注入層が積層されうる。
【0119】
電子注入層の形成時、LiF,NaCl,CsF,Li2O,BaOなどの物質を利用できる。前記正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層の蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲のうち選択される。
【0120】
最後に、電子注入層の上部にカソード形成用金属を真空蒸着法やスパッタリング法などの方法により第2電極であるカソードを形成する。ここで、カソード形成用金属としては、低い仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性の化合物及びそれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−リチウム(Al−Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)、マグネシウム−銀(Mg−Ag)などが挙げられる。また、前面発光素子を得るために、ITO,IZOを使用した透過型カソードを使用することもできる。
【0121】
以下、本発明を、下記の実施例を挙げて説明するが、本発明が下記実施例にのみ限定されるものではない。
【0122】
(合成例1.化合物2の製造)
下記反応式1の反応経路を経て、化合物2を合成した。
【0123】
【化27】
【0124】
(中間体AとBとの合成)
2,4,6−トリブロモトルエン3.3g(10mmol)をジエチルエーテル30mLに溶かし、−78℃に冷却した後、ノマルブチルリチウム4.4mL(11mmol,2.5M in Hexane)を徐々に添加した。−78℃で1時間ほど攪拌した後、塩化銅(II)1.48g(11mmol)を同じ温度で添加した。
【0125】
反応混合物を5時間攪拌した後、常温で蒸溜水とエチルアセテートで洗浄した。洗浄されたエチルアセテート層をMgSO4に乾燥させた後、減圧乾燥して粗生性物を得、シリカゲル管クロマトグラフィで分離精製し、得られた生成物をジクロロメタンとヘキサンで再結晶して、白色固体としてそれぞれ中間体A 622mg(収率25%)及び中間体B 746mg(収率30%)を得た。
【0126】
中間体A:1H NMR(CDCl3,400MHz)δ(ppm)7.74(d,4H),7.18(d,4H),2.06(s,6H);13C NMR(CDCl3,100MHz)δ(ppm)142.8,134.9,134.5,131.1,126.4,119.4,19.9
【0127】
中間体B:1H NMR(CDCl3,400MHz)δ(ppm)7.60(s,4H),2.61(s,6H);13C NMR(CDCl3,100MHz)δ(ppm)138.3,137.2,129.9,125.8,23.5
【0128】
(化合物2の合成)
中間体A 380mg(0.76mmol)、ジ−パラトリルアミン903mg(4.6mmol)、t−BuONa 900mg(9.4mmol)、Pd2(dba)3 56mg(0.06mmol)、P(t−Bu)3 13mg(0.06mmol)をトルエン5mLに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。
【0129】
常温に冷却した後、蒸溜水とエチルアセテートとで3回抽出した後、集められた有機層を硫酸マグネシウムに乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲル管クロマトグラフィで分離精製して、化合物2を白色固体として670mg(収率91%)を得た。
【0130】
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)δ(ppm)6.95−6.80(m,24H),6.76(d,8H),6.64(s,4H),2.26(s,24H),2.24(s,6H);13C NMR(CD2Cl2,100MHz)δ(ppm)147.4,147.2,146.1,146.0,145.0,132.6,131.1,130.0,130.3,128.6,124.8,123.8,122.3,121.0,21.6,21.5,15.8
【0131】
上記の過程によって得た化合物2をCHCl3に0.2mM濃度で希釈してUVスペクトルを得、最大吸収波長228nm,302nmを観察した(図2)。
【0132】
また、化合物2に対するTGA(Thermo Gravimetric Analysis)及びDSC(Differential Scanning Calorimetry)を利用した熱分析(N2雰囲気、温度区間:常温〜600℃(10℃/min)−TGA、常温〜400℃−DSC、Pan Type:Pt Pan in 使い捨てのAl Pan(TGA)、使い捨てのAl pan(DSC))を通じて、Td 364℃、Tg 114℃、Tc 171℃、Tm 272℃を得た(図3及び図4)。
【0133】
UV吸収スペクトル及びイオン化ポテンシャル測定器であるAC−2を通じて、HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)エネルギー準位5.35eV及びLUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital)エネルギー準位2.11eVを得た。
【0134】
(合成例2.化合物59の製造)
中間体Aの代わりに中間体Bを使用した点を除いては、合成例1と同じ方法によって実施して化合物59を合成した(収率95%)。
【0135】
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)δ(ppm)6.96−6.85(m,22H),6.78(d,14H),2.25(s,30H);13C NMR(CD2Cl2,100MHz)δ(ppm)148.7,145.9,140.6,134.4,131.4,130.3,125.1,122.3,20.7,14.4
【0136】
上記の過程によって得た化合物59をCHCl3に0.2mM濃度で希釈してUVスペクトルを得、最大吸収波長228.5nm,297nmを観察した(図5)。
【0137】
また、化合物59に対するTGA及びDSCを利用した熱分析(N2雰囲気、温度区間:常温〜600℃(10℃/min)−TGA、常温〜400℃−DSC、Pan Type:Pt Pan in 使い捨てのAl Pan(TGA)、使い捨てのAl pan(DSC))を通じて、Td 387℃、Tg 122℃、Tc 204℃、Tm 255℃を得た(図6及び図7)。
【0138】
UV吸収スペクトル及びイオン化ポテンシャル測定器であるAC−2を通じて、HOMOエネルギー準位5.35eV及びLUMOエネルギー準位2.24eVを得た。
【0139】
(実施例1)
アノードとしてITO電極が形成されたガラス基板(コーニング社製の表面抵抗が15Ω/cm2であり、厚さが1200Å)を50mm×50mm×0.7mmのサイズにカットして、イソプロピルアルコール及び純水内で各5分間超音波洗浄した後、30分間紫外線を照射し、オゾンに露出させて洗浄し、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。
【0140】
まず、上記基板の上部に正孔注入層としてIDE406を真空蒸着して、600Åの厚さに形成した。次いで、正孔輸送層物質として化合物2を300Åの厚さに真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。
【0141】
上記の正孔輸送層の上部に、緑色蛍光ホストであるAlq3と緑色蛍光ドーパントであるC545Tとを質量比98:2に同時蒸着して、200Åの厚さに発光層を形成した。次いで、Alq3を300Åの厚さに蒸着して電子輸送層を形成した後、前記電子輸送層の上部に電子注入層としてLiFを10Åの厚さに蒸着し、Alを3000Å(負極)の厚さに真空蒸着してLiF/Al電極を形成して、有機発光表示素子を製造した。
【0142】
(比較例1)
正孔輸送層の形成時、上記の化合物2の代わりにNPBを使用して蒸着した点を除いては、実施例1と同じ方法によって実施して有機発光表示素子を製作した。
【0143】
上記実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、駆動電圧、電流密度、発光輝度、発光効率特性を評価した。
【0144】
評価結果、実施例1の有機発光表示素子は、駆動電圧2.5V、駆動電圧6.0Vで電流密度32.77mA/cm2、発光輝度4247cd/m2を表し、色座標は(0.31,0.64)であり、発光効率は12.96cd/Aであった。そして、比較例1の有機発光表示素子は、駆動電圧3.0V、駆動電圧6.0Vで電流密度7.76mA/cm2、発光輝度905.5cd/m2を表し、色座標は(0.30,0.64)であり、発光効率は11.56cd/Aであった。
【0145】
前記したように、本発明による化合物2を正孔輸送層として使用した結果、正孔の注入及び輸送能力の向上により駆動電圧が0.5V低くなり、同じ電流値での印加電圧が大幅低くなり、電流密度値の増加による輝度値の増加を確認できた。同じ印加電圧下での電流密度値及び輝度値の比較結果を図8及び図9に示し、これを参照すれば、実施例1の有機発光表示素子が、比較例1の場合と比較して電流密度及び輝度特性が改善されるということを確認できた。
【0146】
また、図10及び図11に示したように、実施例1の有機発光表示素子は、正孔輸送物質であるNPBを使用した比較例1の場合と比較して電流効率及び電力効率も向上するということが分かった。
【0147】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0148】
本発明は、有機発光表示素子関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0149】
【図1A】本発明に係る有機発光表示素子の構造を示す図面である。
【図1B】本発明に係る有機発光表示素子の構造を示す図面である。
【図1C】本発明に係る有機発光表示素子の構造を示す図面である。
【図2】本発明の実施例によって得た化合物2のUVスペクトルを示す図面である。
【図3】本発明の実施例によって得た化合物2のTGA分析結果を示す図面である。
【図4】本発明の実施例によって得た化合物2のDSC分析結果を示す図面である。
【図5】本発明の実施例によって得た化合物59のUVスペクトルを示す図面である。
【図6】本発明の実施例によって得た化合物59のTGA分析結果を示す図面である。
【図7】本発明の実施例によって得た化合物59のDSC分析結果を示す図面である。
【図8】本発明の実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、電圧による電流密度変化を示すグラフ図である。
【図9】本発明の実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、電圧による輝度変化を示すグラフ図である。
【図10】本発明の実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、輝度による発光効率変化を示すグラフ図である。
【図11】本発明の実施例1及び比較例1によって製作された有機発光表示素子において、輝度による電力効率変化を示すグラフ図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記化学式1で表示されることを特徴とする、トリアリールアミン系化合物。
【化1】
前記化学式1において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、
前記nは、1〜3の整数であり、
前記mは、1〜3の整数である。
【請求項2】
前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的にフェニル基、メチルフェニル基、ジメチル基、トリメチル基、エチルフェニル基、エチルビフェニル基、o−,m−もしくはp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、o−,m−もしくはp−トリル基、o−,m−もしくはp−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、(α,α−ジメチルベンゼン)フェニル基、(N,N’−ジメチル)アミノフェニル基、(N,N’−ジフェニル)アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、フェリレニル基、クロロフェリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビーセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基、カルバゾリル基、C1〜C5アルキル基が置換されたカルバゾリル基、ビフェニル基、C1〜C5アルキル基が置換されたビフェニル基、C1〜C5アルコキシ基が置換されたビフェニル基、チオフェニル基、インドリル基、またはピリジル基であることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項3】
前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的にC1〜C5アルキル基、C1〜C5アルコキシ基、シアノ基、フェノキシ基、フェニル基及びハロゲン原子からなる群より選択された1〜3個の置換基を有するアリール基であり、
前記アリール基は、フェニル基及びナフチル基の中から選択された1〜3環の芳香族環であることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項4】
前記化合物は、下記化学式2で表示されることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物
【化2】
前記化学式2において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【請求項5】
前記Ar1〜Ar4は、互いに同一にフェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項4に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項6】
前記Ar1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、
前記Ar3及びAr4は、互いに同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項4に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項7】
前記化合物は、下記化学式3で表示されることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【化3】
前記化学式3において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【請求項8】
前記Ar1〜Ar4は、同一にフェニル基、O−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項7に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項9】
前記Ar1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、
前記Ar3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする請求項7に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項10】
前記化合物は、下記化学式4で表示されることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【化4】
前記化学式4において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【請求項11】
前記Ar1〜Ar4は、互いに同一にフェニル基、O−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項10に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項12】
前記Ar1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、
前記Ar3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項10に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項13】
前記化合物は、下記化学式で表示されることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【化5】
【請求項14】
下記化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物の製造方法であって、
前記化学式1の化合物は、下記化学式5〜7で表示される化合物を反応させて得られることを特徴とする、トリアリールアミン系化合物の製造方法。
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
前記化学式において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、ハロゲン原子、シアノ基、または置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、
前記nは、1〜3の整数であり、
前記mは、1〜3の整数である。
【請求項15】
前記反応は、Pd2(dba)3(dba:ジベンジリデンアセトン)、ナトリウムtert−ブトキシド及びトリ(tert−ブチル)ホスフィン存在下で実施され、
前記反応の反応温度は、50〜150℃であることを特徴とする、請求項14に記載のトリアリールアミン系化合物の製造方法。
【請求項16】
前記化学式5で表示される化合物は、下記化学式9で表示される化合物をブチルリチウムと反応させた後、反応後の化合物を塩化銅と反応させて得ることを特徴とする、請求項14に記載のトリアリールアミン系化合物の製造方法。
【化10】
前記化学式9において、前記Rは、ハロゲン原子、シアノ基、または置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、
前記nは、1〜3の整数であり、
前記mは、1〜3の整数である。
【請求項17】
前記反応温度は、−78〜0℃であることを特徴とする、請求項16に記載のトリアリールアミン系化合物の製造方法。
【請求項18】
第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する有機膜と、を備える有機発光表示素子において、
前記有機膜は、請求項1〜13のうちいずれか一項に記載のトリアリールアミン系化合物を含むことを特徴とする、有機発光表示素子。
【請求項19】
前記有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であることを特徴とする、請求項18に記載の有機発光表示素子。
【請求項20】
前記有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であり、
前記有機発光表示素子は、第1電極/正孔輸送層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極、または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の積層構造を有することを特徴とする、請求項18に記載の有機発光表示素子。
【請求項1】
下記化学式1で表示されることを特徴とする、トリアリールアミン系化合物。
【化1】
前記化学式1において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、
前記nは、1〜3の整数であり、
前記mは、1〜3の整数である。
【請求項2】
前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的にフェニル基、メチルフェニル基、ジメチル基、トリメチル基、エチルフェニル基、エチルビフェニル基、o−,m−もしくはp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、o−,m−もしくはp−トリル基、o−,m−もしくはp−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、(α,α−ジメチルベンゼン)フェニル基、(N,N’−ジメチル)アミノフェニル基、(N,N’−ジフェニル)アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、フェリレニル基、クロロフェリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビーセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基、カルバゾリル基、C1〜C5アルキル基が置換されたカルバゾリル基、ビフェニル基、C1〜C5アルキル基が置換されたビフェニル基、C1〜C5アルコキシ基が置換されたビフェニル基、チオフェニル基、インドリル基、またはピリジル基であることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項3】
前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的にC1〜C5アルキル基、C1〜C5アルコキシ基、シアノ基、フェノキシ基、フェニル基及びハロゲン原子からなる群より選択された1〜3個の置換基を有するアリール基であり、
前記アリール基は、フェニル基及びナフチル基の中から選択された1〜3環の芳香族環であることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項4】
前記化合物は、下記化学式2で表示されることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物
【化2】
前記化学式2において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【請求項5】
前記Ar1〜Ar4は、互いに同一にフェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項4に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項6】
前記Ar1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、
前記Ar3及びAr4は、互いに同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項4に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項7】
前記化合物は、下記化学式3で表示されることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【化3】
前記化学式3において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【請求項8】
前記Ar1〜Ar4は、同一にフェニル基、O−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項7に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項9】
前記Ar1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、
前記Ar3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする請求項7に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項10】
前記化合物は、下記化学式4で表示されることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【化4】
前記化学式4において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、C1〜C10のアルキル基である。
【請求項11】
前記Ar1〜Ar4は、互いに同一にフェニル基、O−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−オクチルフェニル基、3−オクチルフェニル基、2−オクチルフェニル基、2,4−ジオクチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,4−トリメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項10に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項12】
前記Ar1及びAr2は、互いに同一にフェニル基、4−ブチルフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基及び2,4,6−トリメチルフェニル基からなる群より選択され、
前記Ar3及びAr4は、いずれも同一にフェニル基、4−メトキシフェニル基、p−トリル基、o−トリル基、m−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基及び2−アントラセニル基からなる群より選択され、
前記Rは、メチル基であることを特徴とする、請求項10に記載のトリアリールアミン系化合物。
【請求項13】
前記化合物は、下記化学式で表示されることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールアミン系化合物。
【化5】
【請求項14】
下記化学式1で表示されるトリアリールアミン系化合物の製造方法であって、
前記化学式1の化合物は、下記化学式5〜7で表示される化合物を反応させて得られることを特徴とする、トリアリールアミン系化合物の製造方法。
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
前記化学式において、前記Ar1〜Ar4は、互いに独立的に置換もしくは非置換されたC6〜C30アリール基、または置換もしくは非置換されたC2〜C30ヘテロ環基であり、
前記Rは、ハロゲン原子、シアノ基、または置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、
前記nは、1〜3の整数であり、
前記mは、1〜3の整数である。
【請求項15】
前記反応は、Pd2(dba)3(dba:ジベンジリデンアセトン)、ナトリウムtert−ブトキシド及びトリ(tert−ブチル)ホスフィン存在下で実施され、
前記反応の反応温度は、50〜150℃であることを特徴とする、請求項14に記載のトリアリールアミン系化合物の製造方法。
【請求項16】
前記化学式5で表示される化合物は、下記化学式9で表示される化合物をブチルリチウムと反応させた後、反応後の化合物を塩化銅と反応させて得ることを特徴とする、請求項14に記載のトリアリールアミン系化合物の製造方法。
【化10】
前記化学式9において、前記Rは、ハロゲン原子、シアノ基、または置換もしくは非置換されたC1〜C30アルキル基であり、
前記nは、1〜3の整数であり、
前記mは、1〜3の整数である。
【請求項17】
前記反応温度は、−78〜0℃であることを特徴とする、請求項16に記載のトリアリールアミン系化合物の製造方法。
【請求項18】
第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する有機膜と、を備える有機発光表示素子において、
前記有機膜は、請求項1〜13のうちいずれか一項に記載のトリアリールアミン系化合物を含むことを特徴とする、有機発光表示素子。
【請求項19】
前記有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であることを特徴とする、請求項18に記載の有機発光表示素子。
【請求項20】
前記有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であり、
前記有機発光表示素子は、第1電極/正孔輸送層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極、または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の積層構造を有することを特徴とする、請求項18に記載の有機発光表示素子。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2007−31435(P2007−31435A)
【公開日】平成19年2月8日(2007.2.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−201239(P2006−201239)
【出願日】平成18年7月24日(2006.7.24)
【出願人】(590002817)三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年2月8日(2007.2.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年7月24日(2006.7.24)
【出願人】(590002817)三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]