JPWO2005113531A1 - 発光素子材料および発光素子 - Google Patents
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Abstract
Description
アプライド フィジックス レターズ(Applied Physics Letters)(米国)1987年、51巻、12号、p.913−915
また、本発明は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該発光素子が一般式(1)または一般式(3)で表される発光素子材料を含有することを特徴とする発光素子である。
2−t−ブチル−9,10−ジブロモアントラセン1g、4−ジベンゾフランボロン酸1.5g、リン酸三カリウム2.2g、テトラブチルアンモニウムブロミド0.33g、酢酸パラジウム5mgとジメチルホルムアミド40mlとの混合溶液を窒素気流下、130℃で6時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水50mlを注入し、ジクロロメタン100mlで抽出した。有機層を水50mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥し、白色の結晶0.6gを得た。得られた粉末の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3(d=ppm)):1.16(s,9H),7.26−7.30(m,2H),7.34−7.44(m,7H),7.57−7.68(m,8H),8.09(m,2H),8.18(m,2H)
尚、この化合物[3]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約260℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が98.6%、昇華精製後が99.0%であった。
8.5gのカルバゾール、50gの1,4−ジヨードベンゼン、3.9gの銅粉末、8.43gの炭酸カリウム、8.66gの硫酸ナトリウムと500mlのニトロベンゼンを溶媒とする溶液を窒素雰囲気下、200℃で2日間加熱撹拌した。その後、大部分のニトロベンゼンを減圧留去した後、ジクロロメタン400mlを加えた。固体をろ別した後、エバポレートにより濃縮し、ヘキサンで洗浄した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、9.16gの1−(4−ヨードフェニル)カルバゾールを得た。
1H−NMR(CDCl3(d=ppm)):1.50(s,9H),7.33−7.54(m,10H),7.62−7.85(m,12H),8.21(d,2H)
尚、この化合物[58]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約260℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.5%、昇華精製後が99.8%であった。
1−(4−ヨードフェニル)カルバゾールの代わりに1−(6−トリフルオロメタンスルフォニルオキシナフタレン−2−イル)カルバゾールを用いた以外は実施例2と同様にして140mgの化合物[84]を得た。1H−NMRは市販の重水素溶媒に難溶のため測定しなかった。尚、この化合物[84]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約280℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.5%、昇華精製後が99.9%であった。
1−(4−ヨードフェニル)カルバゾールの代わりに1−(3−ヨードフェニル)カルバゾールを用いた以外は実施例2と同様にして2.23gの化合物[103]を得た。得られた粉末の1H−NMR分析結果は次の通りである。
尚、この化合物[103]は、油拡散ポンプを用いて1.0×10−3Paの圧力下、約260℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.5%、昇華精製後が99.8%であった。
18.4gのo−シアノベンジルブロミド、25gの4−t−ブチルフェニルボロン酸、40gのリン酸三カリウム、490mgのトリフェニルホスフィン、210mgの酢酸パラジウムとトルエン280mlとを混合した溶液を窒素気流下、80℃で4時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水50mlを注入し、トルエン100mlで抽出した。有機層を水50mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、2−(4−t−ブチルベンジル)ベンゾニトリルを得た。
1H−NMR(CDCl3(d=ppm)):1.33(s,9H),2.56(s,3H),7.33−7.88(m,21H),8.22(d,2H)
尚、この化合物[122]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約260℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.4%、昇華精製後が99.6%であった。
18.4gのo−シアノベンジルブロミド、25gの4−t−ブチルフェニルボロン酸、40gのリン酸三カリウム、490mgのトリフェニルホスフィン、210mgの酢酸パラジウムとトルエン280mlの混合溶液を窒素気流下、80℃で4時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水50mlを注入し、トルエン100mlで抽出した。有機層を水50mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、2−(4−t−ブチルベンジル)ベンゾニトリルを得た。
1H−NMR(CDCl3(d=ppm)):1.25(s,9H), 7.31-8.22(m,24H), 8.21 (d,2H)
尚、この化合物[126]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約260℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.1%、昇華精製後が99.3%であった。
18.4gのo−シアノベンジルブロミド、25gの4−t−ブチルフェニルボロン酸、40gのリン酸三カリウム、490mgのトリフェニルホスフィン、210mgの酢酸パラジウムとトルエン280mlとを混合した溶液を窒素気流下、80℃で4時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水50mlを注入し、トルエン100mlで抽出した。有機層を水50mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、2−(4−t−ブチルベンジル)ベンゾニトリルを得た。
1H−NMR(CDCl3(d=ppm)):1.26(s,9H),7.23−7.86(m,22H),8.11 (d,2H)
尚、この化合物[130]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約260℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.4%、昇華精製後が99.6%であった。
9−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]カルバゾールの代わりに9−[3−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]カルバゾールを用いた以外は実施例6と同様にして化合物[132]を得た。得られた粉末の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3(d=ppm)):1.23(s,9H), 7.27-8.10(m,24H), 8.15 (d,2H)
尚、この化合物[132]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約260℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.5%、昇華精製後が99.6%であった。
ITO透明導電膜を150nm堆積させたガラス基板(旭硝子(株)製、15Ω/□、電子ビーム蒸着品)を30×40mmに切断し、ITO導電膜をフォトリソグラフィー法によりパターン加工して、発光部分および電極引き出し部分を作製した。得られた基板をアセトン、“セミコクリン(登録商標)56”(フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。続いて、イソプロピルアルコールで15分間超音波洗浄してから熱メタノールに15分間浸漬させて乾燥させた。素子を作製する直前にこの基板を1時間UV−オゾン処理し、さらに真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−5Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、銅フタロシアニンを10nm、正孔輸送材料として、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルを50nm蒸着した。次に、発光材料として、ホスト材料として、化合物[3]を、またドーパント材料として下記式に示すD−1をドープ濃度が5%になるように35nmの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、下記式に示すE−1を20nmの厚さに積層した。以上で形成した有機層上に、リチウムを0.5nmの厚さに蒸着した後、アルミニウムを1000nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニターの表示値である。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率3.8lm/Wの高効率青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は3000時間であった。
ホスト材料として表1に記載した材料を用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表1に示した。
ホスト材料として下記式に示すH−1を用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率2.8lm/Wの青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、200時間で輝度半減した。
ホスト材料として表1に記載した材料を用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。各比較例の結果は表1に示した。なお表1のH−2、H−3、H−4、H−5、H−6、H−7、H−8、H−9は下記式で表される化合物である。
ドーパント材料として下記式に示すD−2をドープ濃度が2%となるように用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率2.6lm/Wの高効率青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は2800時間であった。
ホスト材料およびドーパント材料として表2に記載した材料を用いた以外は、実施例27と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表2に示した。なお表2のD−3、D−4、D−5、D−6は下記式で表される化合物である。
電子輸送材料として下記式で表されるE−2を用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率2.5lm/Wの高効率青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、輝度半減時間は2100時間であった。
ホスト材料および電子輸送材料として表2に記載した材料を用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表2に示した。なお表3のE−3、E−4、E−5、E−6は下記式で表される化合物である。
ドーパント材料を用いなかったこと以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率1.1lm/Wの青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は2500時間であった。
ホスト材料として化合物[58]を用いた以外は、実施例49と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率1.1lm/Wの青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は5500時間であった。
ドーパント材料として下記に示すD−7をドープ濃度が2%となるように用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率6.2lm/Wの高効率緑色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は2700時間であった。
ホスト材料として化合物[58]を用いた以外は、実施例51と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率6.2lm/Wの高効率緑色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は3700時間であった。
発光材料として、ホスト材料として化合物[3]を、ドーパント材料としてD−1をドープ濃度が5%になるように5nmの厚さに蒸着したのち、さらに発光材料として、ホスト材料として化合物[3]を、ドーパント材料として下記に示すD−8をドープ濃度が1%になるように30nmの厚さに積層した以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率6.0lm/Wの高効率白色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は4000時間であった。
ホスト材料として化合物[58]を用いた以外は、実施例53と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率6.0lm/Wの高効率白色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は4500時間であった。
ITO透明導電膜を150nm堆積させたガラス基板(旭硝子(株)製、15Ω/□、電子ビーム蒸着品)を30×40mmに切断し、ITO導電膜をフォトリソグラフィ法によって300μmピッチ(残り幅270μm)×32本のストライプ状にパターン加工した。ITOストライプの長辺方向片側は外部との電気的接続を容易にするために1.27mmピッチ(開口部幅800μm)まで広げてある。得られた基板をアセトン、“セミコクリン(登録商標)56”(フルウチ化学(株)製)で各々15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。続いて、イソプロピルアルコールで15分間超音波洗浄してから熱メタノールに15分間浸漬させて乾燥させた。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、さらに真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔輸送材料として4,4’−ビス(N−(m−トリル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルを150nm蒸着した。次に、ホスト材料として化合物[67]を、またドーパント材料としてD−1をドープ濃度が5%になるように35nmの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、E−1を20nmの厚さに積層した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニターの表示値である。次に、厚さ50μmのコバール板にウエットエッチングによって16本の250μm開口部(残り幅50μm、300μmピッチに相当)を設けたマスクを、真空中でITOストライプに直交するようにマスク交換し、マスクとITO基板が密着するように裏面から磁石で固定した。そしてリチウムを0.5nm有機層にドーピングした後、アルミニウムを200nm蒸着して32×16ドットマトリクス素子を作製した。本素子をマトリクス駆動させたところ、クロストークなく文字表示できた。
Claims (11)
- 下記一般式(1)または一般式(3)で表されるアントラセン化合物を含有することを特徴とする発光素子材料。
- 発光素子材料が一般式(1)で表されるアントラセン化合物を含有し、一般式(1)のR9が一般式(2)で表される置換基であることを特徴とする請求項1記載の発光素子材料。
- 発光素子材料が一般式(3)で表されるアントラセン化合物を含有し、一般式(3)のR19およびR36またはR37がAとの連結に用いられることを特徴とする請求項1記載の発光素子材料。
- 発光素子材料が一般式(1)で表されるアントラセン化合物を含有し、一般式(2)のXが酸素原子であることを特徴とする請求項1記載の発光素子材料。
- 発光素子材料が一般式(3)で表されるアントラセン化合物を含有し、一般式(3)のAが置換基を有しないフェニレン基、または、炭素数が1以上6以下のアルキル基、炭素数が1以上6以下のアルコキシ基の中から選ばれる基で置換されたフェニレン基であることを特徴とする請求項1記載の発光素子材料。
- 発光素子材料が一般式(3)で表されるアントラセン化合物を含有し、一般式(3)のR36またはR37が置換基を有しないフェニル基、アルキル置換フェニル基、アルコキシ置換フェニル基、アリール置換フェニル基、置換基を有しないナフチル基、アルキル置換ナフチル基、アルコキシ置換ナフチル基の中から選ばれることを特徴とする請求項1記載の発光素子材料。
- 発光素子材料が一般式(3)で表されるアントラセン化合物を含有し、一般式(3)のR29、R30、R33およびR34のうち少なくとも一つが炭素数1〜6のアルキル基で置換されていることを特徴とする請求項1記載の発光素子材料。
- 陽極と陰極の間に少なくとも発光層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、発光素子が請求項1記載の発光素子材料を含有することを特徴とする発光素子。
- 発光層が一般式(1)または一般式(3)で表されるアントラセン化合物を含有する発光素子材料を有することを特徴とする請求項8記載の発光素子。
- 発光層がホスト材料とドーパント材料を主成分とし、一般式(1)または一般式(3)で表されるアントラセン化合物を含有する発光素子材料がホスト材料であることを特徴とする請求項8記載の発光素子。
- 発光層と陰極の間に少なくとも電子輸送層が存在し、電子輸送層が、電子受容性窒素を含み、さらに炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成されるヘテロアリール環構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項8記載の発光素子。
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