JP4351698B2 - 有機電界発光素子 - Google Patents

Description

本発明は、有機電界発光素子に係わり、より詳しくは正孔阻止層(hole blocking layer)に関するものである。

近年、表示装置の大型化に伴い、空間に占める割合が少ない平面表示素子に対する要求
が増大している。このような平面表示素子の一つとして、有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)とも呼ばれる有機電界発光素子がある。そして、有機電界発光素子の技術は急速に発展しており、既に様々な試作品が市場にて発表されている。
有機電界発光素子は、エキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ：励起子）を発生させるための電子
と正孔の一対を形成するために、電荷が陽極と陰極の間に形成された有機層に注入され、励起状態のエキシトンが光を放射するために基底状態に落ちる、という形で光を放射する。
有機電界発光素子は、プラスチックのようなフレキシブルな透明基板上に素子を形成で
き、プラズマディスプレイパネルや無機電界発光ディスプレイに比べて低電圧(１０Ｖ未
満)で駆動するという利点を有する。
また、有機電界発光素子は、電力消耗が比較的少なく、多用な色が得られるという利点
を有する。

さらに、有機電界発光素子は緑、青、赤の３色を表すことができる。さらに、有機電界
発光素子は、次世代のフルカラーディスプレイとして、多くの人々の関心を集めている。
有機電界発光素子は、正孔輸送層から出た正孔と、電子輸送層から出た電子と結合する
ことによりエキシトンを発生させ、エキシトンは発光領域に対応する。

しかしながら、正孔の移動速度が速いと、エキシトンは発光領域以外の領域で発生する
こともある。
発光領域以外の領域で発生したエキシトンはその領域でのみ発光するので、色純度及び
輝度が低下するという問題が発生する。
従って、素子の性能、および輝度の向上のためには、このような正孔の移動を遮断する
物質を発光層の周辺に形成しなければならない。

したがって、本発明は、従来技術の限界と不利点に起因する一つ以上の問題を実質的に
除去する有機電界発光素子を示すものである。
本発明の目的は、高輝度を有する有機電界発光素子を提供することであり、色純度は、
発光層と陰極の間に形成された正孔阻止層の形成によって得られる。
本発明の更なる利点、目的、特徴は、後述に部分的に記述され、部分的に以下の実施例
を見れば当業者には明らかであり、若しくは発明の実施から確認し得る。本発明の目的と他の利点は、ここに書かれた説明及び請求項、及び添付図面において特に指摘された構造によって、実現し到達し得る。

ここに具体化され広く記述されるように、上記目的と他の利点を得るために、そして本
発明の目的にしたがって、本発明による有機電界発光素子は、基板と、第１、第２電極と、第１電極と第２電極との間に形成される発光層と、下記の化学式Ｂ−６０の物質から形成された正孔阻止層を含む。

本発明における前述の概略的な説明と後述の詳細な説明のどちらも典型的及び説明的で
あって、権利請求されるような発明のさらなる説明を提供することを意図したものであることが理解される。

本発明の好ましい実施態様が詳細に言及され、それらの実施例は添付の図面にて示され
る。可能な限り、同一の参照番号が、同一又は類似部分を言及するために、一連の図面中に用いられる。
本発明において、第１電極と第２電極は垂直方向に形成され、第１電極と第２電極との間に発光層が形成される。
発光層と第２電極との間に正孔阻止層が形成され、前記正孔阻止層は下記の化学式Ｂ−６０で表される物質を用いる。

本発明の有機電界発光素子によって、正孔阻止層として用いられる前記のＢ−６０であ
る９−[４−(２，２−ジフェニル−ビニル)−フェニル]−１０−(４−トリチル−フェニ
ル)−アントラセンは次のように合成される。

（１） テトラフェニルメチルホウ酸の合成

先ず、良く乾燥した３口丸底フラスコ中で、４-ブロモテトラフェニルメタン(１．６２g、０.００５ｍｏｌ)をＴＨＦ(１２０ｍｌ)に溶解する。ヘキサンに融解させた１．６Ｍのｎ-ＢｕＬｉ(３．９ｍＬ、０．００６ｍｏｌ)を１０分間かけて約−７８℃のバスに徐々に添加し、溶液を室温にて３０分間撹拌する。
バスを−７８℃に準備した後、トリメチルボレート(０．９２ｍｌ、 ０．００８１ｍｏｌ)を−７８℃のバスに徐々に添加し、室温で１２時間撹拌する。

次いで、約１０％の塩酸をｐＨ２又は３にするために、０℃のバスに徐々に添加し、得
られた溶液をジエチルエーテルを用いて抽出し、減圧下で蒸溜する。
そして、石油エーテルにより析出物を形成させた場合、溶媒を濾過すると、テトラフェ
ニルメチルホウ酸の白色固体物質(１．２５ｇ、８４％)を得た。

（２）９-ブロモ−１０−(４-トリチル-フェニル)-アントラセンの合成

まず、トルエン(５０ｍｌ)、ＴＨＦ(５０ｍＬ)、及び水(５０ｍＬ)に溶解させたテトラフェニルメチルホウ酸(１.１９ｇ、０.００３ｍｏｌ)、９，１０−ジブロモアントラセン(２.７４g、０.００８ｍｏｌ)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム (０)(０．１９ｇ、０.０５ｅｑ)、炭酸カリウム(１．８１ｇ、０.０１３ｍｏｌ)を２口丸底フラスコに入れる。溶液を約１００℃のホットオイルバスにて加熱し、２４時間撹拌する。反応終了後、ＴＨＦとトルエンを除去する。
ジクロロメタンと水を用いて得られた溶液を抽出した後、得られた溶液を減圧下で蒸溜し、シリカゲルカラムを得る。溶液をジクロロメタンとメタノールを用いて再結晶化し、濾過することで、９−ブロモ−１０−(４−トリチル−フェニル)−アントラセン (０.９８ｇ、５３％)の黄色固体物質を得た。

（３）９−[４−(２，２−ジフェニル−ビニル)−フェニル]−１０−(４−トリチル−フェニル)−アントラセンの合成

トルエン(３０ｍｌ)、ＴＨＦ(３０ｍｌ)、および水（３０ｍｌ）に溶解させた９−ブロモ−１０−(４−トリチル−フェニル)−アントラセン(０.３５ｇ、０.０００６ｍｏｌ)、４−(２、２−ジフェニル−ビニル)−フェニルホウ酸(０.２６ｇ、０.０００９ｍｏｌ)、テトラキス (トリフェニルホスフィン)パラジウム(０)(０.０３５ｇ、０.０５ｅｑ)、炭酸カリウム(０.２５g、０.００２ｍｏｌ)を２口丸底フラスコに入れる。溶液を約１００℃のホットオイルバスにて加熱し、２４時間撹拌する。反応終了後、ＴＨＦとトルエンを除去する。

ジクロロメタン：ヘキサン＝１：５０の比率で用いて得られた溶液からシリカゲルカラ
ムを得る。
溶媒を減圧下で蒸留すると、９−ブロモ−１０−（４−トリチル−フェニル）−アント
ラセン（０．９８ｇ、５３％）が得られる。
溶媒を減圧下で蒸溜し、メタノールを用いて濾過すると、９−[４−(２，２−ジフェニ
ル−ビニル)−フェニル]−１０−(４−トリチル−フェニル)−アントラセン (０.４２g、９１％)の黄色固体物質を得た。

以下、本発明に係る有機電界発光素子の好適な実施態様を説明する。
実施例
ＩＴＯ基板を２ｍｍ×２ｍｍの大きさとなるようにパターニングした。その後、パター
ン化ＩＴＯ基板を洗浄した。
基板を真空チャンバーに装着し、基礎圧力を１×１０^-6Ｔｏｒｒに設定し、 そしてＩＴＯ上にＣｕＰＣ(２００Å)、ＮＰＤ(４００Å)、ＣＢＰ＋（ｂｔｐ）₂ｌｒ（ａｃａｃ）
（８％）（２００Å）、正孔阻止層（１００Å)、Ａｌｑ₃（３００Å)、ＬｉＦ(５Å)、
Ａｌ(１０００Å)の順序で成膜した。
正孔阻止層として前記化学式Ｂ−６０を用いた場合、約１ｍＡで１１３５ｃｄ/ｍ²（９
．３０Ｖ)を示し、輝度は約３．２ｃｍ／Ａを示し、この時ＣＩＥはｘ＝０．６６１、ｙ
＝０．３２８を示した。

比較例
ＩＴＯ基板を３ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるようにパターニングした。その後、パター
ン化ＩＴＯ基板を洗浄した。
基板を真空チャンバーに装着し、基礎圧力を１×１０^-6Ｔｏｒｒに設定し、ＩＴＯ上に
ＣｕＰＣ（２００Å）、ＮＰＤ（４００Å）、ＣＢＰ＋（ｂｔｐ)₂ｌｒ(ａｃａｃ)(８％)(２００Å)、 正孔阻止層(１００Å)、 Ａｌｑ₃(３００Å)、ＬｉＦ（５Å)、Ａｌ(１０
００Å)の順序で成膜した。
正孔阻止層としてＢａｌｑを用いた場合、約１ｍＡで１０１８ｃｄ/ｍ²（９．９７Ｖ）
１１３５ｃｄ／ｍ²（９．３０Ｂ）を示し、輝度は１０１８ｃｄ／ｍ²（９．９７Ｖ）を示し、この時ＣＩＥはｘ＝０．６５９、ｙ＝０．３２９を示した。寿命(初期輝度の半分)は約１ｍＡで２０００ｃｄ／ｍ²を示した。

本発明は陽極と陰極との間に正孔阻止層を有する有機電界発光素子である。該正孔阻止
層を介して高輝度で、優れた色純度の有機電界発光素子を得る。

本発明の精神又は範囲から離れることなくして、本発明において多様な変更及び変形を
為すことが可能であることは、当業者にとって明らかである。
したがって、本発明は、添付された請求項及びその均等物の範囲内で定まることを条件
にこの発明の変更及び変形を包含することを、意味するものである。

Claims (1)

1. 基板と、
   前記基板の上に形成された第１電極及び第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に形成された発光層と、
   前記発光層と前記第２電極との間に形成され、
   下記の化学式Ｂ−６０
   

   

   で表される物質から形成された正孔阻止層と、
   からなることを特徴とする有機電界発光素子。