JP2009302516A - 有機発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 陽極と陰極と発光層とを少なくとも有する有機発光素子において、発光層は発光材料を有し、前記発光層中のイオン化ポテンシャルが最も小さい材料の、ラジカルカチオン状態における吸収スペクトルが、前記発光材料の発光波長領域に、吸収ピークを持たない有機発光素子を提供する。
【選択図】 図10
Description
陽極と、
陰極と、
該陽極と該陰極との間に配置される有機化合物からなる発光層と、
を少なくとも有する有機発光素子において、
前記発光層は発光材料を有し、
前記発光層中のイオン化ポテンシャルが最も小さい材料の、ラジカルカチオン状態における吸収スペクトルが、前記発光材料の発光波長領域に、吸収ピークを持たないことを特徴とする有機発光素子を提供する。
基板としてのガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム(ITO)をスパッタ法にて130nmの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。これをアセトン、イソプロピルアルコール(IPA)で順次超音波洗浄し、次いでIPAで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、UV/オゾン洗浄した。
この様にして得られたサンプルに、ITO電極(陽極)を正極、アルミニウム電極(陰極)を負極にして電圧印加する。化合物3の電子親和力が小さいため、Alから有機物層への電子の注入は起こらないが、ITO電極からホール注入は起こるため、このサンプルにはホール電流のみが通電することになる。従って、このサンプルは通電してもEL発光しない。
EAD−EAH≧0.15eV
の関係があると、電子トラップ性能が顕著となる。
本合成例に使用する新規な下記化合物6を、以下に説明するような方法で合成した。
7,7−ジメチル−5,8−ジブロモジベンゾ[c,g]フルオレン:0.60g(1.33mmol)
2−ビフェニルボロン酸:0.55g(2.78mmol)
トルエン:20mL
エタノール:10mL
さらに、10重量%炭酸ナトリウム水溶液を10mL加えた後、反応溶液を室温で30分攪拌した。続いて、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド55mg(0.078mmol)を加えて、反応溶液を加熱還流させながら4時間撹拌した。反応終了後、有機相をトルエンで抽出、水で洗浄した後、硫酸ナトリウム上で乾燥後に濃縮して粗体を得た。精製はシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン/トルエン=4/1混合展開溶媒)で行った。さらにヘプタン/トルエン混合溶媒での加熱スラリー洗浄、およびエタノール/クロロホルム混合溶媒での加熱スラリー洗浄を行った。加熱スラリー洗浄とは固体に液体を加えてスラリー(懸濁液)を加熱することで、不純物だけを液体へ抽出し、冷却後にろ過して純度の高い固体を得ることである。そして加熱スラリー洗浄の後、130℃で真空加熱乾燥することにより、化合物6を610mg得た(収率77%)。さらに10−4Pa、275℃の条件下で昇華精製を行い、高純度の昇華精製品を448mg(昇華精製収率73%)得た。なお、本合成例ではこの昇華精製した化合物を使用した。
[MALDI−TOF−MS(マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析)]
実測値:m/z=598.15 計算値:C47H34=598.27[1H−NMR(400Hz、CDCl3)]
δ 8.69(t,2H),7.90(t,2H),7.65−7.45(m,10H),7.42−7.38(m,2H),7.22(s,1H),7.16(s,1H),7.11−6.95(m,10H),1.35(s,1.5H),1.06(s,3H),0.87(s,1.5H)
このようにして得られた化合物6の純度を、日本分光株式会社製高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用い測定したところ、昇華精製前99.52%、昇華精製後100%であることを確認した。測定条件は下記のとおりである。
・HPLC分析条件
[測定装置] 日本分光 UV−2075 波長=254 nm
[サンプル] 1mg/THF 10 ml
[分析カラム] YMC ODS・M80 S−4μm 4.6mm×250mm 型番:JT08S04−2546WT
[カラム温度設定] 40℃
[注入量] 1.0 μl
[展開溶媒] MeOH
[流速] 1.0 ml/min
[測定時間] 20 min
[検出条件] UV吸収波長 254 nm
本合成例に使用する新規下記化合物7を、以下に説明するような方法で合成した。
5−ブロモアセナフチレン(14.5g、62.8mmol)、ジフェニルイソベンゾフラン(17.1g、63.3mmol)にキシレン200mlを加え、キシレン還流下5時間攪拌した。室温まで冷却後、溶媒を留去し、そこに無水トリフルオロ酢酸26mlとクロロホルム260mlを加え、還流下1時間攪拌した。室温まで冷却後、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相;トルエン:ヘプタン=1:3)で精製し、黄色固体として4−ブロモ−7,12−ジフェニルベンゾ[k]フルオランテンを16g得た。
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン(100ml)、エタノール(50ml)の混合溶媒に溶解させ、さらに炭酸セシウム0.95g(2.90mmol)を蒸留水15mlに溶解させた水溶液を加え、50℃で30分攪拌した。
4−ブロモ−7,12−ジフェニルベンゾ[k]フルオランテン(0.7g、1.45mmol)
2−(フルオランテン−3−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン0.48g(1.45mmol)
テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.17g,0.145mmol)を加え、90℃に加熱したシリコーンオイルバス上で5時間加熱攪拌した。室温まで冷却後、水、トルエン、酢酸エチルを加え、有機層を分離し、水層をさらにトルエン、酢酸エチルの混合溶媒で抽出(2回)し、はじめに分離した有機層溶液に加えた。有機層を飽和食塩水で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相;トルエン:ヘプタン=1:3)で精製した。120℃で真空乾燥し、さらに昇華精製を行い、淡黄色固体として化合物7を0.6g得た。
[1H−NMR(400Hz、CDCl3)]
δ 8.01(d,1H),7.91−7.95(m,3H),7.58−7.71(m,13H),7.39−7.54(m,8H),7.22(q,1H),6.74(d,1H),6.63(d,1H)
このようにして得られた化合物7の純度を、日本分光株式会社製高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用い、下記に示したサンプル濃度、分析カラム、各種測定条件により測定した。その結果、UV及び蛍光検出器において、純度は共に99.9%以上であることを確認した。
[サンプル] (化合物7)1 mg/THF 10 g
[分析カラム] YMC M80
[カラム温度設定] 40℃
[注入量] 5.0 μl
[展開溶媒] MeOH:CHCl3=90:10
[流速] 1.0 ml/min
[測定時間]20 min
[HPLC検出条件]
UV吸収波長 254 nm
蛍光励起波長 350 nm 蛍光検出波長 450 nm
実施例1および比較例1で使用する化合物3、8、9の合成例を以下に示す。
100mlナスフラスコにN,N’−ジフェニルベンジジン4.88g(14.5mmol)、2−ヨード−9,9−ジメチルフルオレン6.40g(20mmol)、炭酸カリウム4.00g、銅粉3.0g、オルトジクロロベンゼン30mlを仕込み、冷却管をつけて、20時間還流撹拌を続けた。反応液を冷却後、濾過し、減圧化でオルトジクロロベンゼンを濃縮除去した後、メタノールを加えて粗製結晶を析出させて濾取した。
中間体は2,7−ジターシャリブチルフルオレン(シグマアルドリッチ社)を原料にして製造できる。[非特許文献3]さらに、ジメチル化することで中間体1−1が得られる。
200ml三ツ口フラスコを用意した。そこに化合物1−1、4.56g(12.0mmol)を入れた。また化合物1−2、0.828g(4.00mmol)、ナトリウムターシャリブトキシド0.96g(10.0mmolを入れた。さらにキシレン100mlを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、トリターシャリブチルフォスフィン34.4mg(0.17mmol)を添加した。次いでパラジウムジベンジリデンアセトン48.9mg(0.085mmol)を添加した。125度に昇温し3時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム(ヘプタン+トルエン混合展開溶媒)で精製し、化合物8(白色結晶)2.53g(収率78.0%)を得た。
基板としてのガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム(ITO)をスパッタ法にて130nmの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。これをアセトン、イソプロピルアルコール(IPA)で順次超音波洗浄し、次いでIPAで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、UV/オゾン洗浄した。
発光層のホスト材料を、下記化合物10に変更した以外は、実施例1と同様の素子を作成した。
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のモバイル機器に搭載するRGBフルカラー表示装置について、以下に示す。この表示装置は、本発明の有機発光素子を表示部の青(B)画素に有する。モバイル機器における表示装置には、電源の制限から、特に低消費電力であることが望まれる。従って、本実施例においては、この点に留意して表示装置を作成する。この表示装置の断面の模式図を、図12に示す。
2 陽極
3 発光層
4 陰極
5 ホール輸送層
6 電子輸送層
Claims (8)
- 陽極と、
陰極と、
該陽極と該陰極との間に配置される有機化合物からなる発光層と、
を少なくとも有する有機発光素子において、
前記発光層は発光材料を有し、
前記発光層中のイオン化ポテンシャルが最も小さい材料の、ラジカルカチオン状態における吸収スペクトルが、前記発光材料の発光波長領域に、吸収ピークを持たないことを特徴とする有機発光素子。 - 前記発光材料が青色発光であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記発光材料の発光波長領域において、前記発光層中のイオン化ポテンシャルが最も小さい材料の、ラジカルカチオン状態におけるモル吸光係数が、10,000[L/(mol・cm)]以下であることを特徴とする、請求項1または2のいずれか1項に記載の有機発光素子。
- 前記イオン化ポテンシャルが最も小さい材料の、発光層中の濃度が20wt%以上である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の有機発光素子。 - 前記発光層において前記イオン化ポテンシャルが最も小さい材料はホスト材料であり、前記発光材料がドーパント材料であり、前記ホスト材料の電子親和力EAHと、前記ドーパント材料の電子親和力EADが、
EAD−EAH≧0.15eV
であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の有機発光素子。 - 請求項1乃至5の何れか1項に記載の前記有機発光素子を表示部に有し、前記表示部を駆動する駆動部を有する画像表示装置。
- 前記駆動部は、表示画像の明るさを調整するために、1フレーム期間における前記有機発光素子の発光期間を調整するスイッチを有することを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
- 前記請求項1乃至7の何れか1項に記載の前記有機発光素子を表示部に有するカメラ。
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