(57)【要約】【課題】本発明は、蛍光物質の低い量子効率の問題を解決することを目的とする。【解決手段】本発明は、カルバゾールまたはトリフェニルアミンから選択される電子供与体部位と、ピリミジン、トリフェニルトリアジンまたはトリアゾールから選択される電子受容体部位とが直接または置換若しくは非置換されたベンゼンリンカーを介してパラシクロファンのコアにそれぞれ結合する構造の分子式を有する空間電荷移動化合物を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルバゾールまたはトリフェニルアミンから選択される電子供与体部位と、ピリミジン、トリフェニルトリアジンまたはトリアゾールから選択される電子受容体部位とが直接または置換若しくは非置換されたベンゼンリンカーを介してパラシクロファンのコア（中心部）にそれぞれ結合する構造の分子式を有する空間電荷移動化合物。
【請求項２】
下記化学式（１）で表され、Ｄは、下記化学式（２）から選択され、Ａは、下記化学式（３）から選択され、Ｌ１とＬ２のそれぞれは、置換若しくは非置換されたベンゼンから選択され、ｎ１とｎ２のそれぞれは、０若しくは１である空間電荷移動化合物。
【化１】
2016108337.tif 000041
【化２】
2016108337.tif 000042
【化３】
2016108337.tif 000043
【請求項３】
前記空間電荷移動化合物の一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差は、０．３ｅＶ以下である、請求項１または２に記載の空間電荷移動化合物。
【請求項４】
第１電極と、
前記第１電極と対向する第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発光層とを含み、
前記有機発光層は、カルバゾールまたはトリフェニルアミンから選択される電子供与体部位と、ピリミジン、トリフェニルトリアジンまたはトリアゾールから選択される電子受容体部位とが直接または置換若しくは非置換されたベンゼンリンカーを介してパラシクロファンのコアにそれぞれ結合する構造の分子式を有する空間電荷移動化合物を含む有機発光ダイオード素子。
【請求項５】
第１電極と、
前記第１電極と対向する第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発光層とを含み、
前記有機発光層は、下記化学式（１）で表され、Ｄは、下記化学式（２）から選択され、Ａは、下記化学式（３）から選択され、Ｌ１とＬ２のそれぞれは、独立に置換若しくは非置換されたベンゼンから選択され、ｎ１とｎ２のそれぞれは、０若しくは１である空間電荷移動化合物を含む有機発光ダイオード素子。
【化４】
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【化５】
2016108337.tif 000045
【化６】
2016108337.tif 000046
【請求項６】
前記空間電荷移動化合物の一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差は、０．３ｅＶ以下である、請求項４または５に記載の有機発光ダイオード素子。
【請求項７】
前記空間電荷移動化合物はドーパントとして利用され、前記有機発光層はホストをさらに含む、請求項４または５に記載の有機発光ダイオード素子。
【請求項８】
前記ホストの最高被占軌道のレベル（ＨＯＭＯＨｏｓｔ）と前記ドーパントの最高被占軌道のレベル（ＨＯＭＯＤｏｐａｎｔ）との差（|ＨＯＭＯＨｏｓｔ−ＨＯＭＯＤｏｐａｎｔ|）、または前記ホストの最低空軌道のレベル（ＬＵＭＯＨｏｓｔ）と前記ドーパントの最低空軌道のレベル（ＬＵＭＯＤｏｐａｎｔ）との差（|ＬＵＭＯＨｏｓｔ−ＬＵＭＯＤｏｐａｎｔ|）は、０．５ｅＶ以下である、請求項７に記載の有機発光ダイオード素子。
【請求項９】
前記空間電荷移動化合物はホストとして利用され、前記有機発光層はドーパントをさらに含む、請求項４または５に記載の有機発光ダイオード素子。
【請求項１０】
前記空間電荷移動化合物は第１ドーパントとして利用され、前記有機発光層はホスト及び第２ドーパントをさらに含み、
前記第１ドーパントの第１三重項エネルギーは、前記ホストの第２三重項エネルギーより小さく、かつ前記第２ドーパントの第３三重項エネルギーより大きい、請求項４または５に記載の有機発光ダイオード素子。
【請求項１１】
前記有機発光層は、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光物質層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、
前記正孔注入層と、前記正孔輸送層と、前記発光物質層と、前記電子輸送層と、前記電子注入層のうち、少なくとも一つが前記空間電荷移動化合物を含む、請求項４または５に記載の有機発光ダイオード素子。
【請求項１２】
基板と、
前記基板上に位置する請求項４または５に記載の有機発光ダイオード素子と、
前記有機発光ダイオード素子を覆う封止フィルムと、
前記封止フィルム上のカバーガラスとを含む表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光物質に関するものであり、さらに具体的には、電子供与体部位（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｏｎｏｒ  ｍｏｉｅｔｙ）と電子受容体部位（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ａｃｃｅｐｔｏｒ  ｍｏｉｅｔｙ）との間の電荷移動が分子内の空間を通じて直接行われる空間電荷移動化合物、これを含む有機発光ダイオード素子及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、表示装置の大型化に伴い、スペース占有の少ない平面表示素子に対する要求が増大している。かかる平面表示素子の一つとして、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）と呼ばれる有機発光ダイオード素子に関する技術が急速に発展している。
【０００３】
有機発光ダイオード素子とは、電子注入電極（陰極）と正孔注入電極（陽極）との間に形成された発光物質層に、陰極及び陽極から電子と正孔が注入されると、電子と正孔が一対になった後、消滅しながら発光する素子である。プラスチックのようなフレキシブルな透明基板上にも素子を形成することができるだけでなく、低電圧（１０Ｖ以下）で駆動可能であり、さらに電力消耗が比較的に少なく、色感に優れるというメリットがある。
【０００４】
有機発光ダイオード素子は、基板上部に形成され、陽極である第１電極と、前記第１電極と離隔し、対向する第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発光層とを含む。
【０００５】
発光効率を向上させるため、前記有機発光層は、前記第１電極に順次に積層される正孔注入層（ＨＩＬ：ｈｏｌｅ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）、正孔輸送層（ＨＴＬ：ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ）、発光物質層（ＥＭＬ：ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ＥＴＬ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ）、電子注入層（ＥＩＬ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）を含むことができる。
【０００６】
正孔が、陽極である第１電極から正孔注入層、正孔輸送層を通じて発光物質層に移動し、電子は、陰極である第２電極から電子注入層、電子輸送層を通じて発光物質層に移動する。
【０００７】
前記発光物質層に移動した正孔と電子は結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、不安定なエネルギー状態に励起した後、安定したエネルギー状態に戻る際、光を放出する。
【０００８】
発光物質層に用いられる発光物質の外部量子効率（ηext）は、下記式で得られる。
【０００９】
【数１】
2016108337.tif 000003
【００１０】
ここで、ηintは内部量子効率、гはキャリアバランス（ｃｈａｒｇｅ  ｂａｌａｎｃｅ  ｆａｃｔｏｒ）、Φは輻射量子効率（ｒａｄｉａｔｉｖｅ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）、ηout−couplingはアウトカップリング効率（ｏｕｔ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）である。
【００１１】
キャリアバランス（г）は、励起子を形成する正孔（ｈｏｌｅ）と電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）のバランスを意味する。一般的にすべての正孔と電子が１：１で結合することを仮定し、「１」の値を有する。輻射量子効率（Φ）は、実質的な発光物質の発光効率に関与する値であり、ホスト（ｈｏｓｔ）・ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）システムでは、ドーパントの蛍光量子効率に依存する。
【００１２】
内部量子効率（ηint）は、生成された励起子が光の形に転換される割合であり、蛍光物質の場合、最大０．２５という限られた値を有する。正孔と電子が結合して励起子が形成されるとき、スピンの配列によって一重項励起子（ｓｉｎｇｌｅｔ  ｅｘｃｉｔｏｎ）と三重項励起子（ｔｒｉｐｌｅｔ  ｅｘｃｉｔｏｎ）が１：３の割合で生成されるが、蛍光物質では、一重項励起子だけが発光に関与し、残る７５％の三重項励起子は発光に関与できないためである。
【００１３】
アウトカップリング効率（ηout−coupling）は、発光された光のうち、外部へ取り出される光の割合である。一般的に、等方性（        ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）の分子を熱蒸着して薄膜を形成する場合、個々の発光分子は、一定の方向性を持たず無秩序状態で存在する。このような無秩序な配列（ｒａｎｄｏｍ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）状態におけるアウトカップリング効率を一般的に０．２と仮定する。
【００１４】
したがって、蛍光物質を利用する有機発光ダイオード素子の最大発光効率は、約５％以下となる。
【００１５】
このような蛍光物質の低効率問題を克服するため、一重項励起子と三重項励起子のすべてを光に転換させる発光メカニズムを有する燐光物質が開発された。
【００１６】
赤色及び緑色の場合、高発光効率を有する燐光物質が開発されているが、青色の場合は、求められる発光効率及び信頼性を満たす燐光物質が開発されていない。
【００１７】
したがって、信頼性を満たす蛍光物質において、量子効率を増加させることにより発光効率を増加させることができる物質の開発が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、蛍光物質の低い量子効率の問題を解決するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前述のような課題を解決するため、本発明は、パラシクロファンのコア（中心部）に電子供与体部位と電子受容体部位とが、直接若しくはリンカーを介して結合する構造を有する空間電荷移動化合物を提供する。
【００２０】
電子供与体部位は、カルバゾールまたはトリフェニルアミンから選択され、電子受容体部位は、ピリミジン、トリフェニルトリアジンまたはトリアゾールから選択されて、リンカーは、置換若しくは非置換されたベンゼンである。
【００２１】
すなわち、本発明の空間電荷移動化合物は、下記化学式（１）で表され、Ｄは、カルバゾールまたはトリフェニルアミンから選択され、Ａは、ピリミジン、トリフェニルトリアジンまたはトリアゾールから選択され、Ｌ１とＬ２のそれぞれは、置換若しくは非置換されたベンゼンから選択され、ｎ１とｎ２のそれぞれは、０若しくは１である。
【００２２】
【化１】
2016108337.tif 000004
【００２３】
また、本発明は、有機発光層が前述の空間電荷移動化合物を含む有機発光ダイオード素子及び表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の空間電荷移動化合物は、電子供与体部位と電子受容体部位とが分子内で結合されており、最高被占軌道（ＨＯＭＯ：ｈｉｇｈｅｓｔ  ｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）と最低空軌道（ＬＵＭＯ：ｌｏｗｅｓｔ  ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）の重なりが減少することにより、電荷移動（ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）錯体が形成され、化合物の発光効率が向上する。
【００２５】
すなわち、本発明の空間電荷移動化合物において三重項状態の励起子が発光に利用されるため、発光効率が向上する。
【００２６】
また、電子供与体部位と電子受容体部位とがパラシクロファン（ｐａｒａｃｙｃｌｏｐｈａｎｅ）のベンゼンに結合されることにより、電子供与体部位と電子受容体部位との間隔が最小化される。したがって、電子供与体部位と電子受容体部位との間の空間を通じて電荷の移動が直接行われるため、分子の結合性軌道（ｂｏｎｄｉｎｇ  ｏｒｂｉｔａｌ）を通じて電荷が移動する電荷移動錯体に比べて、共役長（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ  ｌｅｎｇｔｈ）が短縮し化合物から放出される光のレッドシフト問題を最小化することができる。すなわち、ディープブルー（ｄｅｅｐ  ｂｌｕｅ）発光特性を有する青色の化合物を提供することができる。
【００２７】
さらに、電子供与体部位と電子受容体部位との間の立体障害（ｓｔｅｒｉｃ  ｈｉｎｄｅｒａｎｃｅ）を最小化するベンゼンリンカー（ｌｉｎｋｅｒ）が導入されることにより、安定化された構造の化合物を得ることができる。
【００２８】
したがって、本発明の空間電荷移動化合物を含む有機発光ダイオード素子及び表示装置の発光効率が向上し、高品質の映像を具現化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかる空間電荷移動化合物の発光メカニズムを説明するための図面である。
【図２Ａ】本発明にかかる空間電荷移動化合物の遅延蛍光特性を示すグラフである。
【図２Ｂ】本発明にかかる空間電荷移動化合物の遅延蛍光特性を示すグラフである。
【図２Ｃ】本発明にかかる空間電荷移動化合物の遅延蛍光特性を示すグラフである。
【図３】本発明にかかる有機発光ダイオード素子の一例の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、カルバゾールまたはトリフェニルアミンから選択される電子供与体部位と、ピリミジン、トリフェニルトリアジンまたはトリアゾールから選択される電子受容体部位とが直接または置換若しくは非置換されたベンゼンリンカーを介してパラシクロファンのコアにそれぞれ結合する構造の分子式を有する空間電荷移動化合物を提供する。
【００３１】
他の観点から、本発明は、下記化学式（１）で表され、Ｄは、下記化学式（２）から選択され、Ａは、下記化学式（３）から選択され、Ｌ１とＬ２のそれぞれは、置換若しくは非置換されたベンゼンから選択され、ｎ１とｎ２のそれぞれは、０若しくは１である空間電荷移動化合物を提供する。
【００３２】
【化２】
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【００３３】
【化３】
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【００３４】
【化４】
2016108337.tif 000007
【００３５】
本発明の空間電荷移動化合物の一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差は、０．３ｅＶ以下である。
【００３６】
他の観点から、本発明は、第１電極と、前記第１電極と対向する第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発光層とを含み、前記有機発光層は、カルバゾールまたはトリフェニルアミンから選択される電子供与体部位と、ピリミジン、トリフェニルトリアジンまたはトリアゾールから選択される電子受容体部位とが直接または置換若しくは非置換されたベンゼンリンカーを介してパラシクロファンのコアにそれぞれ結合する構造の分子式を有する空間電荷移動化合物を含む有機発光ダイオード素子を提供する。
【００３７】
また他の観点から、本発明は、第１電極と、前記第１電極と対向する第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発光層とを含み、前記有機発光層は、下記化学式（１）で表され、Ｄは、下記化学式（２）から選択され、Ａは、下記化学式（３）から選択され、Ｌ１とＬ２のそれぞれは、独立に置換若しくは非置換されたベンゼンから選択され、ｎ１とｎ２のそれぞれは、０若しくは１である空間電荷移動化合物を含む有機発光ダイオード素子を提供する。
【００３８】
【化５】
2016108337.tif 000008
【００３９】
【化６】
2016108337.tif 000009
【００４０】
【化７】
2016108337.tif 000010
【００４１】
本発明の有機発光ダイオード素子において、前記空間電荷移動化合物の一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差は、０．３ｅＶ以下である。
【００４２】
本発明の有機発光ダイオード素子において、前記空間電荷移動化合物はドーパントとして利用され、前記有機発光層はホストをさらに含むことができる。
【００４３】
本発明の有機発光ダイオード素子において、前記ホストの最高被占軌道のレベル（ＨＯＭＯＨｏｓｔ）と前記ドーパントの最高被占軌道のレベル（ＨＯＭＯＤｏｐａｎｔ）との差（|ＨＯＭＯＨｏｓｔ−ＨＯＭＯＤｏｐａｎｔ|）、または前記ホストの最低空軌道のレベル（ＬＵＭＯＨｏｓｔ）と前記ドーパントの最低空軌道のレベル（ＬＵＭＯＤｏｐａｎｔ）との差（|ＬＵＭＯＨｏｓｔ−ＬＵＭＯＤｏｐａｎｔ|）は、０．５ｅＶ以下である。
【００４４】
本発明の有機発光ダイオード素子において、前記空間電荷移動化合物はホストとして利用され、前記有機発光層はドーパントをさらに含むことができる。
【００４５】
本発明の有機発光ダイオード素子において、前記空間電荷移動化合物は第１ドーパントとして利用され、前記有機発光層はホスト及び第２ドーパントをさらに含むことができる。そして、前記第１ドーパントの第１三重項エネルギーは、前記ホストの第２三重項エネルギーより小さく、かつ前記第２ドーパントの第３三重項エネルギーより大きい。
【００４６】
本発明の有機発光ダイオード素子において、前記有機発光層は、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光物質層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、前記正孔注入層と、前記正孔輸送層と、前記発光物質層と、前記電子輸送層と、前記電子注入層のうち、少なくとも一つが前記空間電荷移動化合物を含むことができる。
【００４７】
また他の観点から、本発明は、基板と、前記基板上に位置する前述の有機発光ダイオード素子と、前記有機発光ダイオード素子を覆う封止フィルムと、前記封止フィルム上のカバーガラスとを含む表示装置を提供する。
【００４８】
以下、本発明にかかる空間電荷移動化合物の構造及びその合成例、そしてこれを用いる有機発光ダイオード素子について説明する。
【００４９】
本発明にかかる空間電荷移動化合物は、電子供与体部位及び電子受容体部位が置換若しくは非置換されたベンゼンリンカーを介してまたはパラシクロファンのコアにそれぞれ結合する構造を有しており、下記化学式（１）で表される。
【００５０】
【化８】
2016108337.tif 000011
【００５１】
ｎ１とｎ２のそれぞれは、０若しくは１である。
【００５２】
すなわち、上記化学式（１）の化合物は、下記化学式（２−１）〜（２−４）の構造を有することができる。
【００５３】
【化９】
2016108337.tif 000012
【００５４】
【化１０】
2016108337.tif 000013
【００５５】
【化１１】
2016108337.tif 000014
【００５６】
【化１２】
2016108337.tif 000015
【００５７】
すなわち、本発明の空間電荷移動化合物は、電子供与体部位と電子受容体部位とがパラシクロファンのコアにそれぞれ直接結合する構造（ｎ１＝ｎ２＝０、上記化学式（２−１））を有するか、或いは電子供与体部位と電子受容体部位とがパラシクロファンのコアにリンカーを介してそれぞれ結合する構造（ｎ１＝ｎ２＝１、上記化学式（２−２））を有することができる。
【００５８】
また、本発明の空間電荷移動化合物は、電子供与体部位がパラシクロファンのコアにリンカーを介して結合し、電子受容体部位がパラシクロファンのコアに直接結合する構造（ｎ１＝０、ｎ２＝１、上記化学式（２−３））を有するか、或いは電子供与体部位がパラシクロファンのコアに直接結合し、電子受容体部位がパラシクロファンのコアにリンカーを介して結合する構造（ｎ１＝１、ｎ２＝０、上記化学式（２−４））を有することができる。
【００５９】
前記化学式（１）中、電子供与体部位であるＤは、カルバゾールまたはトリフェニルアミンから選択される。例えば、電子供与体部位であるＤは、下記化学式（２）で表される物質から選択される。
【００６０】
【化１３】
2016108337.tif 000016
【００６１】
また、前記化学式（１）中、電子受容体部位であるＡは、ピリミジン、トリフェニルトリアジンまたはトリアゾールから選択される。例えば、電子受容体部位であるＡは、下記化学式（３）で表される物質から選択される。
【００６２】
【化１４】
2016108337.tif 000017
【００６３】
さらに、前記化学式（１）中、リンカーであるＬ１とＬ２のそれぞれは、独立に置換若しくは非置換されたベンゼンから選択される。例えば、リンカーＬ１とＬ２のそれぞれは、下記化学式（４）で表される物質から選択される。
【００６４】
【化１５】
2016108337.tif 000018
【００６５】
前記化学式（４）において、Ｒは、水素またはＣ１〜Ｃ１０のアルキルから選択される。
【００６６】
このような空間電荷移動化合物は、電子供与体部位と電子受容体部位とが分子内で結合されており、最高被占軌道（ＨＯＭＯ：ｈｉｇｈｅｓｔ  ｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）と最低空軌道（ＬＵＭＯ：ｌｏｗｅｓｔ  ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）の重なりが減少することにより、電荷移動（ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）錯体が形成され、化合物の発光効率が向上する。すなわち、本発明の空間電荷移動化合物において三重項状態の励起子が発光に利用されるため、発光効率が向上する。
【００６７】
言い換えると、本発明の空間電荷移動化合物は、電子供与体部位と電子受容体部位とをすべて含むことにより、分子内において電荷の移動が起こりやすく、発光効率が向上する。
【００６８】
特に、本発明の空間電荷移動化合物は、電子供与体部位と電子受容体部位とがパラシクロファン（ｐａｒａｃｙｃｌｏｐｈａｎｅ）のコア（中心部）に結合されることにより、電子供与体部位と電子受容体部位との間隔が最小化される。したがって、電子供与体部位と電子受容体部位との間の空間を通じて電荷の移動が直接行われるため、分子の結合性軌道（ｂｏｎｄｉｎｇ  ｏｒｂｉｔａｌ）を通じて電荷が移動する電荷移動錯体に比べて、共役長（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ  ｌｅｎｇｔｈ）が短縮し化合物から放出される光のレッドシフト問題を最小化することができる。すなわち、ディープブルー（ｄｅｅｐ  ｂｌｕｅ）発光特性を有する青色の化合物を提供することができる。
【００６９】
さらに、電子供与体部位と電子受容体部位との間の立体障害（ｓｔｅｒｉｃ  ｈｉｎｄｅｒａｎｃｅ）を最小化する置換若しくは非置換されたベンゼンリンカーが導入されることにより、安定化された構造の化合物を得ることができる。
【００７０】
本発明にかかる空間電荷移動化合物の発光メカニズムを説明するための図面である図１を参照すると、本発明の空間電荷移動化合物では、一重項励起子及び三重項励起子のすべてが発光に関与するため、量子効率が向上する。
【００７１】
すなわち、本発明の空間電荷移動化合物は、電界によって三重項励起子が活性化し、三重項励起子と一重項励起子とが中間状態（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｓｔａｔｅ、Ｉ１）へ移動し、基底状態（ｇｒｏｕｎｄ  ｓｔａｔｅ、Ｓ０）へ落ちながら発光する。言い換えると、一重項状態（Ｓ１）及び三重項状態（Ｔ１）から中間状態（Ｉ１）へ遷移が起き（Ｓ１→Ｉ１←Ｔ１）、一重項励起子及び三重項励起子のすべてが発光に関与することにより、発光効率が向上する。これをＦＡＤＦ（ｆｉｌｅｄ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｄｅｌａｙｅｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）化合物と称する。
【００７２】
従来の蛍光物質は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとが分子全体に広がっているため、一重項状態と三重項状態との相互転換が不可能である（ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｒｕｌｅ、選択規則）。
【００７３】
しかし、本発明のようなＦＡＤＦ化合物においては、分子内のＨＯＭＯとＬＵＭＯとの重なりが少ないため、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとの相互作用が小さい。したがって、電子のスピン状態の変化が他の電子に影響を与えなくなり、選択規則に従わない新しい電荷移動帯（ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｂａｎｄ）が形成される。
【００７４】
また、電子受容体部位と電子供与体部位とが分子内で離隔されているため、分子内の双極子モーメントが分極した状態で存在する。双極子モーメントが偏った状態では、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとの相互作用が小さくなるので、選択規則に従わない。したがって、ＦＡＤＦ化合物では、三重項状態（Ｔ１）及び一重項状態（Ｓ１）から中間状態（Ｉ１）へ遷移が可能となり、三重項励起子が発光に関与することになる。
【００７５】
有機発光ダイオード素子が駆動すると、電界により、２５％の一重項状態（Ｓ１）の励起子と７５％の三重項状態（Ｔ１）の励起子とが中間状態（Ｉ１）へ項間交差（ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ  ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を起こし、基底状態（Ｓ０）へ落ちながら発光するため、内部量子効率は理論的に１００％となる。
【００７６】
例えば、上記化学式（１）の空間電荷移動化合物は、下記化学式（５）の化合物のうち、いずれか１つである。
【００７７】
【化１６】
2016108337.tif 000019
【００７８】
また、本発明の空間電荷移動化合物は、広いエネルギーバンドギャップを有しており、これを含む有機発光ダイオード素子の発光効率がさらに向上する。
【００７９】
以下では、本発明にかかる空間電荷移動化合物の合成例を説明する。
【００８０】
＜合成例＞
１．化合物１の合成
（１）化合物ａの合成
【００８１】
【化１７】
2016108337.tif 000020
【００８２】
窒素雰囲気下で、４，１６−ジブロモ［２，２］パラシクロファンとジフェニルアミン（１．１当量）と、酢酸パラジウム（ＩＩ）（０．０１９当量）と、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（５０重量％、０．０４６当量）と、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド（１．９当量）とをトルエン溶媒に投入し、撹拌した。１２０℃で１２時間、還流・撹拌した。反応終了後、常温まで冷却し、水及び酢酸エチルで有機相を抽出した。抽出された有機相から、硫酸マグネシウムで水分を除去し、残る有機溶媒を除去した。ヘキサン及び酢酸エチルを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物ａを得た（歩留り６５％）。
【００８３】
（２）化合物ｂの合成
【００８４】
【化１８】
2016108337.tif 000021
【００８５】
窒素雰囲気下で、化合物ａ（１７．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン溶媒に溶かした後、撹拌した。−７８℃でｎ−ブチルリチウム（２６．９ｍｍｏｌ）を徐々に投入し、１時間撹拌した。低温環境を保ったまま、トリエチルボレート（２１．６ｍｍｏｌ）を投入し、常温にした後、撹拌した。常温で１２時間撹拌した後、反応を終了させた。蒸留水を徐々に投入し、蒸留水：塩酸（８：２）の混合液を投入してｐＨ２の状態となるようにした。その後、蒸留水及び酢酸エチルを利用して有機相を抽出した。抽出された有機相を硫酸マグネシウムを利用して水分を除去し、残る有機溶媒を除去した後、ヘキサン及び酢酸エチルを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物ｂを得た（歩留り８０％）。
【００８６】
（３）化合物１の合成
【００８７】
【化１９】
2016108337.tif 000022
【００８８】
窒素雰囲気下で、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンと化合物ｂ（１当量）と、炭酸ナトリウム（０．６当量）とをトルエン：ジオキサン：蒸留水（１：１：０．７）の溶媒に入れ、撹拌した。テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．３当量）をさらに添加し、１６時間還流・撹拌した。反応終了後、常温まで冷却し、有機相をシリカゲルで蒸留水で洗浄し、ろ過した。その後、溶媒及び蒸留水を除去し、クロロフォルムで再結晶した後、乾燥させて化合物ｌを得た（歩留り７５％）。
【００８９】
２．化合物２の合成
（１）化合物ｃの合成
【００９０】
【化２０】
2016108337.tif 000023
【００９１】
窒素雰囲気下で、カルバゾールを１，４−ジオキサン溶媒に溶かした後、ヨウ化銅及びリン酸三カリウムを添加した。４，１６−ジブロモ［２，２］パラシクロファン（１．１当量）及びトランス−１，２−ジアミノシクロヘキサンをさらに添加した。１１０℃で２４時間還流・撹拌し、反応終了後、常温まで冷却し、酢酸エチル及び蒸留水で有機相を抽出した。抽出された有機相から、硫酸マグネシウムで水分を除去し、残る有機溶媒を除去した。ヘキサン及び酢酸エチルを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物ｃを得た（歩留り６３％）。
【００９２】
（２）化合物２の合成
【００９３】
【化２１】
2016108337.tif 000024
【００９４】
窒素雰囲気下で、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンと化合物ｃ（１当量）と、炭酸ナトリウム（０．６当量）とをトルエン：ジオキサン：蒸留水（１：１：０．７）の溶媒に入れ、撹拌した。テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．３当量）をさらに添加し、１６時間還流・撹拌した。反応終了後、常温まで冷却し、有機相をシリカゲルで蒸留水で洗浄し、ろ過した。その後、溶媒及び蒸留水を除去し、クロロフォルムで再結晶した後、乾燥させて化合物２を得た（歩留り７０％）。
【００９５】
３．化合物３の合成
【００９６】
【化２２】
2016108337.tif 000025
【００９７】
窒素雰囲気下で、化合物ａと、５−ピリミジルボロン酸（１．５当量）と、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]ジクロロパラジウム（ＩＩ）（１，１’−Ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ）ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ−ｄｉｃｈｌｏｒｏｐａｌｌａｄｉｕｍ（ＩＩ）、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）（４ｍｏｌ％）及びリン酸三カリウム（２当量）との反応物をトルエン溶媒と撹拌した。２４時間、還流・撹拌し、反応終了後、常温まで冷却し、トルエン溶媒を添加して希釈した後、水酸化ナトリウム（１０％）で加水分解した。酢酸エチルを利用して有機相を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物３を得た（歩留り８０％）。
【００９８】
４．化合物４の合成
【００９９】
【化２３】
2016108337.tif 000026
【０１００】
窒素雰囲気下で、化合物ｃと、５−ピリミジルボロン酸（１．５当量）と、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]ジクロロパラジウム（ＩＩ）（１，１’−Ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ）ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ−ｄｉｃｈｌｏｒｏｐａｌｌａｄｉｕｍ（ＩＩ）、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）（４ｍｏｌ％）及びリン酸三カリウム（２当量）との反応物をトルエン溶媒と撹拌した。２４時間、還流・撹拌し、反応終了後、常温まで冷却し、トルエン溶媒を添加して希釈した後、水酸化ナトリウム（１０％）で加水分解した。酢酸エチルを利用して有機相を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物４を得た（歩留り７０％）。
【０１０１】
５．化合物５の合成
【０１０２】
【化２４】
2016108337.tif 000027
【０１０３】
窒素雰囲気下で、１，２，４−トリアゾール（１．５当量）、化合物ｃ、炭酸カリウム（２当量）、３−メチルサリチル酸銅（Ｉ）（ｃｏｐｐｅｒ（Ｉ）３−ｍｅｔｈｙｌｓａｌｉｃｙｌａｔｅ、Ｃ８Ｈ７ＣｕＯ３）（０．０５当量）とをジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）溶媒と撹拌した。１１０℃で３時間撹拌し、常温まで冷却した。冷却された溶液をろ過した後、少量のジメチルスルホキシドを利用して洗浄した。冷たい蒸留水及び酢酸エチル溶媒を利用して有機相を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィ及び再結晶を通して湿式精製することにより、化合物５を得た（歩留り５０％）。
【０１０４】
６．化合物６の合成
（１）化合物ｄの合成
【０１０５】
【化２５】
2016108337.tif 000028
【０１０６】
窒素雰囲気下で、カルバゾール（２９．９ｍｍｏｌ）と、１，４−ジブロモベンゼン（４４．９ｍｍｏｌ）と、酢酸パラジウム（ＩＩ）（２ｍｏｌ％）と、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフェート（５ｍｏｌ％）と、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド（２．０３当量）とをトルエン溶媒に混合し、撹拌した。混合溶液を還流・撹拌し、１２時間反応させた。反応終了後、蒸留水及び酢酸エチルを利用して有機層を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物ｄを得た（歩留り８０％）。
【０１０７】
（２）化合物ｅの合成
【０１０８】
【化２６】
2016108337.tif 000029
【０１０９】
窒素雰囲気下で、化合物ｄ（１７．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶媒に溶かした後、撹拌した。−７８℃でｎ−ブチルリチウム（２６．９ｍｍｏｌ）を徐々に投入し、１時間撹拌した。低温環境を保ったまま、トリエチルボレート（２１．６ｍｍｏｌ）を投入し、常温にした後、撹拌した。常温で１２時間撹拌した後、反応を終了させた。蒸留水を徐々に投入し、蒸留水：塩酸（８：２）の混合液を投入してｐＨ２の状態となるようにした。その後、蒸留水及び酢酸エチルを利用して有機相を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物ｅを得た（歩留り８７％）。
【０１１０】
（３）化合物ｆの合成
【０１１１】
【化２７】
2016108337.tif 000030
【０１１２】
窒素雰囲気下で、１，２，４−トリアゾール（１当量）、１，４−ジブロモベンゼン、炭酸カリウム（２当量）、３−メチルサリチル酸銅（Ｉ）（ｃｏｐｐｅｒ（Ｉ）３−ｍｅｔｈｙｌｓａｌｉｃｙｌａｔｅ、Ｃ８Ｈ７ＣｕＯ３）（０．０１当量）とをジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）溶媒と撹拌した。１１０℃で３時間撹拌し、常温まで冷却した。冷却された溶液をろ過した後、少量のジメチルスルホキシドを利用して洗浄した。冷たい蒸留水及び酢酸エチル溶媒を利用して有機相を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィ及び再結晶を通して湿式精製することにより、化合物ｆを得た（歩留り５６％）。
【０１１３】
（４）化合物ｇの合成
【０１１４】
【化２８】
2016108337.tif 000031
【０１１５】
窒素雰囲気下で、化合物ｆをテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶媒に溶かした後、 撹拌した。−７８℃でｎ−ブチルリチウム（１．５ｍｍｏｌ）を徐々に投入し、１時間撹拌した。低温環境を保ったまま、トリエチルボレート（１．２ｍｍｏｌ）を投入し、常温にした後、撹拌した。常温で１２時間撹拌した後、反応を終了させた。蒸留水を徐々に投入し、蒸留水：塩酸（８：２）の混合液を投入してｐＨ２の状態となるようにした。その後、蒸留水及び酢酸エチルを利用して有機相を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物ｇを得た（歩留り７９％）。
【０１１６】
（５）化合物ｈの合成
【０１１７】
【化２９】
2016108337.tif 000032
【０１１８】
窒素雰囲気下で、４，１６−ジブロモ［２，２］パラシクロファンと化合物ｅ（１．１当量）、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]ジクロロパラジウム（ＩＩ）（１，１’−Ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ）ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ−ｄｉｃｈｌｏｒｏｐａｌｌａｄｉｕｍ（ＩＩ）、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）（４ｍｏｌ％）及びリン酸三カリウム（２当量）との反応物をトルエン溶媒と撹拌した。２４時間、還流・撹拌し、反応終了後、常温まで冷却し、トルエン溶媒を添加して希釈した後、水酸化ナトリウム（１０％）で加水分解した。酢酸エチルを利用して有機相を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物ｈを得た（歩留り６５％）。
【０１１９】
（６）化合物６の合成
【０１２０】
【化３０】
2016108337.tif 000033
【０１２１】
窒素雰囲気下で、化合物ｈと、化合物ｇ（１．３当量）、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]ジクロロパラジウム（ＩＩ）（１，１’−Ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ）ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ−ｄｉｃｈｌｏｒｏｐａｌｌａｄｉｕｍ（ＩＩ）、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）（４ｍｏｌ％）及びリン酸三カリウム（２当量）との反応物をトルエン溶媒と撹拌した。２４時間、還流・撹拌し、反応終了後、常温まで冷却し、トルエン溶媒を添加して希釈した後、水酸化ナトリウム（１０％）で加水分解した。酢酸エチルを利用して有機相を抽出し、抽出された有機相から硫酸マグネシウムを利用して水分を除去した。残る有機溶媒を除去し、酢酸エチル及びヘキサンを利用したカラムクロマトグラフィを通して湿式精製することにより、化合物６を得た（歩留り５８％）。
【０１２２】
化合物１〜化合物６の質量分析結果を表１に記載した。
【０１２３】
【表１】
2016108337.tif 000034
【０１２４】
浜松ホトニクスのＱｕａｎｔａｕｒｕｓ−Ｔａｕを利用し、酸素フリーの環境で、前記化合物１、３及び５の発光特性を測定し、その結果を表２及び図２Ａ〜図２Ｃに記載した。
【０１２５】
【表２】
2016108337.tif 000035
【０１２６】
表２及び図２Ａ〜図２Ｃに示すように、本発明にかかる空間電荷移動化合物である化合物１、３及び５のそれぞれは、数千〜数万ナノ秒（ｎｓ）の遅延蛍光現象を見せる。
【０１２７】
前述のように、本発明の空間電荷移動化合物は電界活性化により、一重項状態（Ｓ１）の励起子と三重項状態（Ｔ１）の励起子とが中間状態（Ｉ１）に遷移し、これらすべてが発光に関与する。
【０１２８】
このような電界活性化錯体は、一つの分子内に電子供与体部位と電子受容体部位とを同時に有している単分子化合物であり、分子内の空間を通じて電子移動が起こりやすい。電界活性化錯体は、特定条件下において、電子が電子供与体部位から電子受容体部位へ、電子供与体部位と電子受容体部位との間の空間を通じて移動し、分子内で電荷分離が起こり得る。
【０１２９】
電界活性化錯体は外部環境によって形成されるが、これは様々な溶媒を利用した液状の吸収波長と発光波長を比べることにより、容易に確認することができる。
【０１３０】
【数２】
2016108337.tif 000036
【０１３１】
上記式中、Δνはストークスシフトであり、νabsとνflは、それぞれ最大吸収波長と最大発光波長の波数（ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ）である。また、ｈはプランク定数（Ｐｌａｎｋ’ｓ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）であり、ｃは光の速度（ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｏｆ  ｌｉｇｈｔ）であり、ａはオンサーガー空洞半径（ｏｎｓａｇｅｒ  ｃａｖｉｔｙ  ｒａｄｉｕｓ）である。そして、Δμは、励起状態の双極子モーメントと基底状態の双極子モーメントとの差（Δμ=μe−μg）を表す。
【０１３２】
Δｆは、溶媒の配向分極率（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｌ  ｐｏｌａｒｉｚａｂｉｌｉｔｙ）を表す値であり、下記式のように溶媒の誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ、ε）と屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ、ｎ）で表現される。
【０１３３】
【数３】
2016108337.tif 000037
【０１３４】
電界活性化錯体の形成有無は、様々な溶媒を利用した液状の吸収波長と発光波長を比較することで確認することができる。これは、励起されたときの分極の度合い（双極子モーメントの大きさ）が周辺の極性によって決定されるためである。
【０１３５】
混合溶媒の配向分極率Δｆは、それぞれの純粋な溶媒の配向分極率をモル分率の割合で計算して用いることができ、電界活性化錯体の形成有無は、上記式（Ｌｉｐｐｅｒｔ−Ｍａｔａｇａ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）を利用してΔｆとΔνをプロッティングしたとき、リニアーな関係を示すかどうかを確認することで判断することができる。
【０１３６】
すなわち、溶媒の配向分極率によって電界活性化錯体が安定化され、この安定化の度合いによって発光波長が長波長へシフトする。したがって、電界活性化錯体が形成されると、ΔｆとΔνが線形グラフを形成する。ΔｆとΔνが線形グラフを形成する場合、その発光材料は電界活性化錯体であることが分かる。
【０１３７】
本発明の空間電荷移動化合物では、２５％の一重項状態の励起子と７５％の三重項状態の励起子とが外部環境、例えば有機発光ダイオード素子が駆動するときに生成された電磁界により、一重項状態と三重項状態との中間状態へ項間交差を起こすものと解釈され、かかる中間状態から基底状態になるときに発光が起こるため、量子効率が向上する。すなわち、蛍光物質で一重項状態の励起子だけでなく、三重項状態の励起子も発光に関与するため、発光効率が向上する。
【０１３８】
以下、上述した本発明の空間電荷移動化合物を利用する有機発光ダイオードと、下記化学式（６）の比較物質を利用する有機発光ダイオードの性能を比較・説明する。
【０１３９】
＜素子製作＞
ＩＴＯ基板の発光面積が３ｍｍ×３ｍｍのサイズとなるようパターニングした後、洗浄した。次に、前記基板を真空蒸着チャンバー内に移送した。ベース圧力が約１０−６〜１０−７Ｔｏｒｒとなるようにした後、陽極であるＩＴＯの上に、ｉ）正孔注入層、５００Å（ＮＰＢ、Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ベンジジン）、ｉｉ）正孔輸送層、１００Å（ｍＣＰ、Ｎ，Ｎ′−ジカルバゾリル−３，５−ベンゼン）、ｉｉｉ）発光物質層、３５０Å（ホスト、ビス｛２−［ジ（フェニル）ホスフィノ］フェニル｝エーテルオキシド）／ドーパント（６％））、ｉｖ）電子輸送層、３００Å（１，３，５−トリ（フェニル−２−ベンズイミダゾール）−ベンゼン）、ｖ）電子注入層（ＬｉＦ）、ｖｉ）陰極（Ａｌ）を順次に積層した。
【０１４０】
（１）比較例（Ｒｅｆ）
前述した素子において、発光物質層のドーパントに下記化学式（６）の化合物を利用した。
【０１４１】
（２）実験例１（Ｅｘ１）
前述した素子において、発光物質層のドーパントに化合物１を利用した。
【０１４２】
（３）実験例２（Ｅｘ２）
前述した素子において、発光物質層のドーパントに化合物３を利用した。
【０１４３】
（４）実験例３（Ｅｘ３）
前述した素子において、発光物質層のドーパントに化合物５を利用した。
【０１４４】
【化３１】
2016108337.tif 000038
【０１４５】
【表３】
2016108337.tif 000039
【０１４６】
表３で分かるように、本発明の空間電荷移動化合物を利用する有機発光ダイオード素子は、駆動電圧や発光効率などにおいて向上した特性を有する。
【０１４７】
本発明の空間電荷移動化合物を含んでなる有機発光ダイオード素子の一例を図３に示す。
【０１４８】
図３に示すように、有機発光ダイオード素子は、基板（不図示）上に位置する発光ダイオードＥを含む。
【０１４９】
前記発光ダイオードＥは、陽極として働く第１電極１１０と、陰極として働く第２電極１３０と、前記第１電極１１０と前記第２電極１３０との間に形成される有機発光層１２０とで構成される。
【０１５０】
一方、図面に示していないが、無機層と有機層を含み、前記発光ダイオードＥを覆う封止フィルムと、前記封止フィルム上のカバーガラスとを含んで表示装置を構成することができる。その際、前記基板と前記カバーガラスがフレキシブルな特性を有するので、フレキシブル表示装置を構成することができる。
【０１５１】
前記第１電極１１０は、仕事関数値が比較的に高い物質、例えばインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）からなり、前記第２電極１３０は、仕事関数値が比較的に低い物質、例えばアルミニウム（Ａｌ）若しくはアルミニウム合金（ＡｌＮｄ）からなる。また、前記有機発光層１２０は赤色・緑色・青色の有機発光パターンからなる。
【０１５２】
前記有機発光層１２０は単層構造を有しても良く、発光効率の向上のため、多層構造を有しても良い。例えば、第１電極１１０から順次に正孔注入層（ＨＩＬ）１２１、正孔輸送層（ＨＴＬ）１２２、発光物質層（ＥＭＬ）１２３、電子輸送層（ＥＴＬ）１２４及び電子注入層（ＥＩＬ）１２５からなる。
【０１５３】
前記正孔注入層１２１、正孔輸送層１２２、発光物質層１２３、電子輸送層１２４及び電子注入層１２５のうち、少なくとも一つは、前記化学式（１）で表される空間電荷移動化合物を含んで構成することができる。
【０１５４】
例えば、前記発光物質層１２３が前記化学式（１）で表される空間電荷移動化合物を含むことができる。前記発光物質層１２３は、本発明の空間電荷移動化合物をドーパント物質として含み、ホストに対して約１〜３０重量％でドーピングすることができ、青色を発光する。
【０１５５】
前記ホストの最高被占軌道のレベル（ＨＯＭＯＨｏｓｔ）と前記ドーパントの最高被占軌道のレベル（ＨＯＭＯＤｏｐａｎｔ）との差（|ＨＯＭＯＨｏｓｔ−ＨＯＭＯＤｏｐａｎｔ|）、または前記ホストの最低空軌道のレベル（ＬＵＭＯＨｏｓｔ）と前記ドーパントの最低空軌道のレベル（ＬＵＭＯＤｏｐａｎｔ）との差（|ＬＵＭＯＨｏｓｔ−ＬＵＭＯＤｏｐａｎｔ|）は、０．５ｅＶ以下となるようにする。それにより、ホストからドーパントへの電荷移動効率が向上する。
【０１５６】
このとき、前記ドーパントの三重項エネルギーが前記ホストの三重項エネルギーより小さく、かつドーパントの一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差（ΔＥＳＴ）は０．３ｅＶ以下であることを特徴とする。ΔＥＳＴが小さいほど発光効率が増加する。本発明の空間電荷移動化合物においては、ドーパントの一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差（ΔＥＳＴ）が比較的に大きい、約０．３ｅＶとなっても、電界により一重項状態（Ｓ１）の励起子と三重項状態（Ｔ１）の励起子が中間状態（Ｉ１）へ遷移することができる（ΔＥＳＴ≦０．３）。
【０１５７】
例えば、かかる条件を満たすホストとして、下記化学式（７）のうち、いずれか一つを用いることができる。それぞれ、ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキシド（ＤＰＥＰＯ）、２，８−ビス（ジフェニルホスホリル）ジベンゾチオフェン（ＰＰＴ）、２，８−ジ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ジベンゾチオフェン（ＤＣｚＤＢＴ）、ｍ−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ｍ−ＣＢＰ）、ジフェニル−４−トリフェニルシリルフェニル−ホスフィンオキシド（ＴＰＳＯ１）、９−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−６−イル）−９Ｈ−カルバゾール（ＣＣＰ）である。
【０１５８】
【化３２】
2016108337.tif 000040
【０１５９】
一方、前記発光物質層１２３は、本発明の空間電荷移動化合物をホスト物質に含み、ホスト物質に対して約１〜３０重量％でドーピングされるドーパントを含むことができ、青色を発光する。優れた特性を有する青色ホストに対する開発が十分でないため、本発明の空間電荷移動化合物をホスト物質に用いることにより、ホスト選択における自由度を高めることができる。
【０１６０】
このとき、前記ドーパントの三重項エネルギーは、本発明の空間電荷移動化合物である前記ホストの三重項エネルギーより小さい。
【０１６１】
また、前記発光物質層１２３は、本発明の空間電荷移動化合物を第１ドーパント物質に含み、ホスト物質及び第２ドーパント物質をさらに含む。そして、ドーピングされた前記第１及び第２ドーパント物質は、前記ホスト物質に対し、合わせて約１〜３０重量％でドープングされ、青色を発光する。前記発光物質層１２３がホスト物質と第１及び第２ドーパント物質を含むことにより、発光効率及び色感がさらに向上する。
【０１６２】
本発明の空間電荷移動化合物である第１ドーパントの三重項エネルギーは、前記ホストの三重項エネルギーより小さく、かつ第２ドーパントの三重項エネルギーより大きいことを特徴とする。また、第１ドーパントの一重項エネルギーと第１ドーパントの三重項エネルギーとの差（ΔＥＳＴ）は０．３ｅＶ以下であることを特徴とする。ΔＥＳＴが小さいほど発光効率が増加するが、本発明の空間電荷移動化合物である第１ドーパントの一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差（ΔＥＳＴ）が比較的に大きい、約０．３ｅＶとなっても、電界により一重項状態（Ｓ１）の励起子と三重項状態（Ｔ１）の励起子とが中間状態（Ｉ１）へ遷移することができる（ΔＥＳＴ≦０．３）。
【０１６３】
前述のように、本発明の空間電荷移動化合物は、電子供与体部位と電子受容体部位とが分子内で結合されており、最高被占軌道（ＨＯＭＯ：ｈｉｇｈｅｓｔ  ｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）と最低空軌道（ＬＵＭＯ：ｌｏｗｅｓｔ  ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）の重なりが減少することにより、電荷移動（ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）錯体が形成され、化合物の発光効率が向上する。
【０１６４】
すなわち、本発明の空間電荷移動化合物において三重項状態の励起子が発光に利用されるため、発光効率が向上する。
【０１６５】
また、電子供与体部位と電子受容体部位とがパラシクロファン（ｐａｒａｃｙｃｌｏｐｈａｎｅ）のコア（中心部）に結合されることにより、電子供与体部位と電子受容体部位との間隔が最小化される。したがって、電子供与体部位と電子受容体部位との間の空間を通じて電荷の移動が直接行われるため、分子の結合性軌道（ｂｏｎｄｉｎｇ  ｏｒｂｉｔａｌ）を通じて電荷が移動する電荷移動錯体に比べて、共役長（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ  ｌｅｎｇｔｈ）が短縮し化合物から放出される光のレッドシフト問題を最小化することができる。すなわち、ディープブルー（ｄｅｅｐ  ｂｌｕｅ）発光特性を有する青色の化合物を提供することができる。
【０１６６】
したがって、本発明の空間電荷移動化合物を含む有機発光ダイオード素子及び表示装置の発光効率が向上し、高品質の映像を具現化することができる。
【０１６７】
前述では本発明の好適な実施例を参照に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者は、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想及び領域を逸脱しない範囲内で、本発明を様々に修正及び変形できることを理解できるであろう。
【符号の説明】
【０１６８】
１１０…第１電極、１２０…有機発光層、１２１…正孔注入層、１２２…正孔輸送層、１２３…発光物質層、１２４…電子輸送層、１２５…電子注入層、１３０…第２電極、Ｅ…有機発光ダイオード
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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