JP2011148725A - Light-emitting composition, organic electroluminescent element and benzodifuran derivative - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting composition having high luminance and a long lifetime and an organic electroluminescent element. <P>SOLUTION: The light-emitting composition includes at least a light-emitting dopant and a host material, and at least part of the hydrogen atoms of CH bonds present in the host material is substituted with a deuterium atom. The organic electroluminescent element has at least a substrate (1), an anode (2) and a cathode (8) on the substrate (1), and a light-emitting layer (5) comprising the light-emitting composition in between the both electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機電界発光素子等に利用される発光性組成物、及び該発光性組成物を利用した有機電界発光素子の技術分野に属する。また、本発明はホスト材料として有用なベンゾジフラン誘導体にも関する。   The present invention belongs to the technical field of a luminescent composition used for an organic electroluminescent device and the like, and an organic electroluminescent device using the luminescent composition. The present invention also relates to benzodifuran derivatives useful as host materials.

有機電界発光素子については、近年、急速に研究開発が進み、現在、商品化もされている。有機電界発光素子は、一般的には、2つの電極間に、電子輸送層、正孔輸送層、及び発光層等の複数の有機層を積層した構成である。発光層には、ホスト材料に発光性ドーパントをドーピングした発光材料が一般的に用いられている。このドーピング法に利用されるホスト材料については、種々検討されていて、近年では、3重項励起子により発光するりん光発光材料のホスト材料についても種々提案されている(例えば、特許文献1)。   In recent years, organic electroluminescence devices have been rapidly researched and developed, and are now commercialized. The organic electroluminescent element generally has a configuration in which a plurality of organic layers such as an electron transport layer, a hole transport layer, and a light emitting layer are laminated between two electrodes. In the light emitting layer, a light emitting material obtained by doping a host material with a light emitting dopant is generally used. Various host materials used for this doping method have been studied. In recent years, various host materials of phosphorescent materials that emit light by triplet excitons have been proposed (for example, Patent Document 1). .

一方、有機半導体化合物等の共役骨格に結合している水素原子を重水素化することで、発光安定性等が改善されることが報告されている(例えば、特許文献2及び3)が、上記ドーピング法を利用した発光材料に関しては、重水素化の影響についてなんら報告されていない。有機電界発光素子に利用される有機分子の構造と有機素子の性能とは密接に関係しているので、有機分子の構造を改変することによって、素子の性能そのものが損なわれる場合もある。   On the other hand, it has been reported that emission stability and the like are improved by deuterating a hydrogen atom bonded to a conjugated skeleton such as an organic semiconductor compound (for example, Patent Documents 2 and 3). There is no report on the effect of deuteration on light-emitting materials using the doping method. Since the structure of the organic molecule used in the organic electroluminescent device and the performance of the organic device are closely related, the performance of the device itself may be impaired by modifying the structure of the organic molecule.

特開2008−306168号公報JP 2008-306168 A 特開2004−99868号公報JP 2004-99868 A 特表2004−515506号公報JP-T-2004-515506

本発明は、ドーピング法を利用した発光性組成物及び有機電界発光素子の性能を損なうことなく、高輝度化及び長寿命化を達成可能な技術を提供することを課題とする。
より具体的には、本発明は、高輝度で且つ長寿命の発光性組成物、及び有機電界発光素子を提供することを課題とする。また、ドーピング法を利用した発光性組成物のホスト材料、特にリン光発光材料のホスト材料、として有用な新規なベンゾジフラン誘導体を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide a technique capable of achieving high luminance and long life without impairing the performance of a luminescent composition and an organic electroluminescent device utilizing a doping method.
More specifically, an object of the present invention is to provide a luminescent composition having high luminance and a long lifetime, and an organic electroluminescent device. It is another object of the present invention to provide a novel benzodifuran derivative useful as a host material of a light-emitting composition utilizing a doping method, particularly a host material of a phosphorescent material.

本発明者は、上記課題を解決するため種々検討した結果、ドーピング法を利用した発光性組成物において、ホスト材料中に存在するCH結合の水素原子の少なくとも一部を重水素原子で置換することにより、高輝度化及び長寿命化が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
[1] 発光性ドーパントとホスト材料とを少なくとも含む発光性組成物であって、前記ホスト材料中に存在するCH結合の水素原子の少なくとも一部が、重水素原子に置換されている発光性組成物。
[2] 前記ホスト材料が、少なくとも1つの芳香族環を含む環系部分構造と、該環系部分構造にσ結合で結合したC1以上の有機基とを有し、該有機基中のCH結合の少なくとも一部の水素原子が、重水素原子に置換されている[1]の発光性組成物。
[3] 前記有機基のα位の炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一部が、重水素原子に置換されている[2]の発光性組成物。
[4] 非共役系炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一部が、重水素原子に置換されている[2]又は[3]の発光性組成物。
[5] 前記有機基が、置換もしくは無置換のアルキル基である[2]〜[4]のいずれかの発光性組成物。
[6] 前記環系部分構造が、少なくとも一つのベンゼン環を含む[2]〜[5]のいずれかの発光性組成物。
As a result of various studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has substituted at least a part of the CH-bonded hydrogen atoms present in the host material with deuterium atoms in the luminescent composition utilizing the doping method. Thus, it was found that high brightness and long life can be achieved, and the present invention has been completed. Means for solving the above-mentioned problems are as follows.
[1] A luminescent composition comprising at least a luminescent dopant and a host material, wherein at least a part of CH bond hydrogen atoms present in the host material are substituted with deuterium atoms. object.
[2] The host material has a ring system partial structure including at least one aromatic ring, and a C 1 or more organic group bonded to the ring system partial structure by a σ bond, and CH in the organic group The luminescent composition according to [1], wherein at least some of the hydrogen atoms in the bond are substituted with deuterium atoms.
[3] The luminescent composition according to [2], wherein at least a part of hydrogen atoms bonded to the α-position carbon atom of the organic group is substituted with a deuterium atom.
[4] The luminescent composition according to [2] or [3], wherein at least part of hydrogen atoms bonded to non-conjugated carbon atoms is substituted with deuterium atoms.
[5] The luminescent composition according to any one of [2] to [4], wherein the organic group is a substituted or unsubstituted alkyl group.
[6] The luminescent composition according to any one of [2] to [5], wherein the ring system partial structure includes at least one benzene ring.

[7] 前記環系部分構造が、下記式(I)又は(II)

Figure 2011148725
で表される[2]〜[6]のいずれかの発光性組成物。 [7] The ring system partial structure is represented by the following formula (I) or (II):
Figure 2011148725
The luminescent composition in any one of [2]-[6] represented by these.

[8] 前記ホスト材料が、下記式(Ia)又は(Ib)

Figure 2011148725
式中、R1〜R4はそれぞれ水素原子又は置換基を表すが、少なくとも1つは、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、又は置換もしくは無置換のN−カルバゾリル基を表し;Cは炭素原子を表し;Dは重水素原子を表し;R11、R12、R21及びR22はそれぞれ、重水素原子、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表す;
で表される化合物である[2]〜[7]のいずれかの発光性組成物。 [8] The host material is represented by the following formula (Ia) or (Ib)
Figure 2011148725
In the formula, each of R 1 to R 4 represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituted or unsubstituted diarylamino group or a substituted or unsubstituted N-carbazolyl group; C represents a carbon atom D represents a deuterium atom; R 11 , R 12 , R 21 and R 22 each represent a deuterium atom, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group;
The luminescent composition in any one of [2]-[7] which is a compound represented by these.

[9] R3及びR4がそれぞれ、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、又は置換もしくは無置換のN−カルバゾリル基を表し;R1及びR2が水素原子を表す[8]の発光性組成物。
[10] 前記ホスト材料が、下記式(Ib)

Figure 2011148725
式中、R11、R12、R21及びR22はそれぞれ、重水素原子、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表す;
で表される化合物である[1]〜[9]のいずれかの発光性組成物。
[11] 前記発光性ドーパントが、りん光発光材料である[1]〜[10]のいずれかの発光性組成物。
[12] 前記発光性ドーパントが、イリジウム錯体である[1]〜[11]のいずれかの発光性組成物。
[13] 基板、該基板上に、陽極、陰極、及び該両極間に、[1]〜[12]のいずれかの発光性組成物からなる発光層を少なくとも有する有機電界発光素子。
[14] 下記式(Id)で表されるベンゾジフラン系誘導体:
Figure 2011148725
式中、R13〜R15及びR23〜R25はそれぞれ、重水素原子、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。 [9] The luminescent composition according to [8], wherein R 3 and R 4 each represent a substituted or unsubstituted diarylamino group or a substituted or unsubstituted N-carbazolyl group; R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom. object.
[10] The host material is represented by the following formula (Ib)
Figure 2011148725
In the formula, R 11 , R 12 , R 21 and R 22 each represent a deuterium atom, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group;
The luminescent composition in any one of [1]-[9] which is a compound represented by these.
[11] The luminescent composition according to any one of [1] to [10], wherein the luminescent dopant is a phosphorescent material.
[12] The luminescent composition according to any one of [1] to [11], wherein the luminescent dopant is an iridium complex.
[13] An organic electroluminescent device having at least a light emitting layer made of the light emitting composition of any one of [1] to [12] between a substrate, the substrate, an anode, a cathode, and both electrodes.
[14] A benzodifuran derivative represented by the following formula (Id):
Figure 2011148725
In the formula, R 13 to R 15 and R 23 to R 25 each represent a deuterium atom, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group.

本発明によれば、ドーピング法を利用した発光性組成物及び有機電界発光素子を長寿命化することができる。
また、本発明によれば、高輝度で且つ長寿命の発光性組成物、及び有機電界発光素子を提供することができる。
また、本発明によれば、ドーピング法を利用した発光性組成物のホスト材料、特にリン光発光材料のホスト材料、として有用な新規なベンゾジフラン誘導体を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lifetime of the luminescent composition and organic electroluminescent element using a doping method can be extended.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a luminescent composition having a high luminance and a long lifetime, and an organic electroluminescent element.
In addition, according to the present invention, a novel benzodifuran derivative useful as a host material of a luminescent composition utilizing a doping method, particularly a host material of a phosphorescent material can be provided.

本発明の有機電界発光素子の一実施形態の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of one Embodiment of the organic electroluminescent element of this invention.

以下、本発明について詳細に説明する。
1.発光性組成物
本発明は、発光性ドーパントとホスト材料とを少なくとも含む発光性組成物であって、前記ホスト材料中に存在するCH結合の少なくとも一部の水素原子が、重水素原子に置換されている発光性組成物に関する。本発明の発光性組成物は、ホスト材料中に発光性ドーパントをドーピングした、いわゆるドーピング法を利用した発光性組成物である。ドーピング法では、まずホストからドーパントにキャリアが移り,その結果としてドーパントが電気的に励起されドーパントが励起され、励起されたドーパントが基底状態に戻る際に、発光してエネルギーが放出される。本発明者がドーピング法を利用した発光性組成物について種々検討した結果、発光減衰の一因が、ホスト分子中に存在する反応性の高い水素原子が、この一連の発光メカニズムの流れの中で脱落してしまうことにあることがわかった。本発明では、ホスト材料中に存在するCH結合の少なくとも一部の水素原子を重水素化することで、ホスト材料の安定性を改善し、長寿命化を達成している。さらに予期せぬことに、ホスト材料を重水素化することによって、ドーピング法を利用した発光性組成物の輝度向上も達成できることがわかった。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. Luminescent composition The present invention is a luminescent composition comprising at least a luminescent dopant and a host material, wherein at least some of the hydrogen atoms in the CH bond present in the host material are substituted with deuterium atoms. The present invention relates to a luminescent composition. The luminescent composition of the present invention is a luminescent composition using a so-called doping method in which a host material is doped with a luminescent dopant. In the doping method, carriers are first transferred from the host to the dopant. As a result, the dopant is electrically excited to excite the dopant, and when the excited dopant returns to the ground state, light is emitted and energy is released. As a result of various studies on the luminescent composition using the doping method by the present inventors, one of the causes of the luminescence decay is that the highly reactive hydrogen atom present in the host molecule is in the flow of this series of luminescence mechanisms. I found out that it would fall out. In the present invention, by deuterating at least some of the hydrogen atoms of the CH bonds present in the host material, the stability of the host material is improved and a long life is achieved. Furthermore, unexpectedly, it has been found that by deuterating the host material, the luminance of the luminescent composition utilizing the doping method can also be improved.

ホスト分子から、反応性の高い水素原子を取り去り、反応性の低い原子又は原子団に置換すると長寿命化に寄与する一方で、材料の分子構造は発光特性、さらにはデバイス特性と密接に関連しているので、発光特性そのものが損なわれる可能性がある。実際に、本発明者が検討したところ、反応性の高い水素原子を、安定性を改善するために、嵩高いメチル基に置き換えると、メチル基導入前のホスト材料と比較して、駆動電圧が過度に上昇し、即ち、初期のデバイス特性そのものを損なうことがわかった。本発明によれば、非重水素化ホスト材料を利用した発光性組成物の発光特性を維持しつつ、高輝度化及び長寿命化を達成できる。   While removing highly reactive hydrogen atoms from the host molecule and replacing them with less reactive atoms or atomic groups contributes to longer life, the molecular structure of the material is closely related to the emission characteristics and further to the device characteristics. Therefore, the light emission characteristics themselves may be impaired. Actually, as a result of investigation by the present inventor, when a highly reactive hydrogen atom is replaced with a bulky methyl group in order to improve stability, the driving voltage is lower than that of the host material before the introduction of the methyl group. It has been found that the temperature rises excessively, that is, the initial device characteristics themselves are impaired. According to the present invention, it is possible to achieve high brightness and long life while maintaining the light emission characteristics of a light emitting composition using a non-deuterated host material.

ホスト材料:
本発明に用いられるホスト材料の分子構造については、特に制限はない。本発明は、特に、反応性の高い水素原子が存在するホスト材料を利用した発光性組成物の長寿命化に有利である。例えば、少なくとも1つの芳香族環を含む環系部分構造を有するホスト材料では、該環系部分構造にσ結合で結合したC1以上の有機基中のCH結合の少なくとも一部の水素原子が、重水素原子に置換されていることが好ましい。該有機基の鎖長及び構造は、発光色に影響するので、前記有機基は、色純度に応じて種々選択されるであろう。いずれの有機基が選択されても、その中のCH結合の少なくとも一部を重水素原子によって置換することで、本発明の効果が得られる。
特に、前記有機基中、環系部分構造に対して、α位の炭素原子に結合した水素原子は、反応性が高いので、α位の炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一部が、重水素原子に置換されていることが好ましく、全部が重水素原子に置換されているのがより好ましい。
Host material:
The molecular structure of the host material used in the present invention is not particularly limited. The present invention is particularly advantageous for extending the lifetime of a luminescent composition using a host material having a highly reactive hydrogen atom. For example, in a host material having a ring system partial structure including at least one aromatic ring, at least a part of hydrogen atoms of a CH bond in a C 1 or more organic group bonded to the ring system partial structure by a σ bond, It is preferably substituted with a deuterium atom. Since the chain length and structure of the organic group influence the emission color, the organic group may be variously selected according to the color purity. Regardless of which organic group is selected, the effect of the present invention can be obtained by substituting at least a part of the CH bond therein with a deuterium atom.
In particular, in the organic group, a hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom with respect to the ring system partial structure is highly reactive, so that at least a part of the hydrogen atoms bonded to the α-position carbon atom is heavy. Substitution with hydrogen atoms is preferred, and substitution with deuterium atoms is more preferred.

また、本発明では、非共役系炭素原子に結合した水素原子が重水素原子に置換されていてもよい。本発明の一実施形態では、前記ホスト材料は、少なくとも1つの芳香族環を含む環系部分構造と、該環系部分構造にσ結合で結合した、置換もしくは無置換のC1以上のアルキル基とを有する有機化合物であって、該アルキル基のα位の炭素原子に結合した水素原子が、重水素原子に置換された有機化合物の態様である。前記アルキル基は、C1〜C4の低級アルキル基であっても、C5以上の高級アルキル基であってもよい。また、置換されていてもよく、置換基としては鎖状または環状アルキル基、置換基を有してもよいアリール基およびヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、アルキルスルファニル基等のヘテロ元素をもつもの、シリル基等が挙げられる。 In the present invention, a hydrogen atom bonded to a non-conjugated carbon atom may be substituted with a deuterium atom. In one embodiment of the present invention, the host material includes a ring system partial structure containing at least one aromatic ring, and a substituted or unsubstituted C 1 or higher alkyl group bonded to the ring system partial structure with a σ bond. And a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position of the alkyl group is substituted with a deuterium atom. The alkyl group may be a C 1 -C 4 lower alkyl group or a C 5 or higher alkyl group. Moreover, it may be substituted, and the substituent has a hetero element such as a chain or cyclic alkyl group, an aryl group which may have a substituent, a heteroaryl group, an alkoxy group, an amino group, an alkylsulfanyl group. And silyl groups.

本発明に用いられるホスト材料の例には、少なくとも一つの芳香族環を有する環系部分構造を有する有機化合物である。環系部分構造は、単環構造であっても、縮合環構造であってもよい。前記環系構造は、ベンゼン環を含んでいるのが好ましい。本発明に利用可能なホスト材料が有する環系構造の例には、以下の構造が含まれるが、下記の例に限定されるものではない。   Examples of the host material used in the present invention are organic compounds having a ring system partial structure having at least one aromatic ring. The ring system partial structure may be a monocyclic structure or a condensed ring structure. The ring system structure preferably contains a benzene ring. Examples of the ring system structure possessed by the host material that can be used in the present invention include the following structures, but are not limited to the following examples.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

前記ホスト材料の一例は、下記式(Ia)及び(IIa)で表される化合物である。   An example of the host material is a compound represented by the following formulas (Ia) and (IIa).

Figure 2011148725
Figure 2011148725

式中、R1〜R4はそれぞれ水素原子又は置換基を表すが、少なくとも1つは、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、又は置換もしくは無置換のN−カルバゾリル基を表し;Cは炭素原子を表し;Dは重水素原子を表し;R11、R12、R21及びR22はそれぞれ、重水素原子、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。該アルキル基の炭素原子の数、及び置換基の例については、上記と同様である。 In the formula, each of R 1 to R 4 represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituted or unsubstituted diarylamino group or a substituted or unsubstituted N-carbazolyl group; C represents a carbon atom D represents a deuterium atom; R 11 , R 12 , R 21 and R 22 each represent a deuterium atom, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group and examples of substituents are the same as described above.

前記式(Ia)及び(IIa)で表される化合物の例には、R3及びR4がそれぞれ、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、又は置換もしくは無置換のN−カルバゾリル基を表し;R1及びR2が水素原子を表す化合物、即ち、下記式(Ib)、(Ic)、(IIb)及び(IIc)で表される化合物等が含まれる。 In the examples of the compounds represented by the formulas (Ia) and (IIa), R 3 and R 4 each represent a substituted or unsubstituted diarylamino group or a substituted or unsubstituted N-carbazolyl group; R Compounds in which 1 and R 2 represent a hydrogen atom, that is, compounds represented by the following formulas (Ib), (Ic), (IIb) and (IIc) are included.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

前記式(Ib)、(Ic)、(IIb)及び(IIc)中、Rはそれぞれ、置換基(例えば、置換もしくは無置換の、C1〜C4のアルキル基又はアルコキシ基)を表し、nはそれぞれ、0〜5の整数を表す。但し、nが2以上の時、可能であれば、環(例えばベンゼン環)を形成していてもよい。R11、R12、R21及びR22については、上記式(Ia)及び(IIa)中のそれぞれと同義である。 In the formulas (Ib), (Ic), (IIb) and (IIc), each R represents a substituent (for example, a substituted or unsubstituted C 1 to C 4 alkyl group or alkoxy group), and n Represents an integer of 0 to 5, respectively. However, when n is 2 or more, if possible, a ring (for example, a benzene ring) may be formed. R 11 , R 12 , R 21 and R 22 have the same meanings as those in the above formulas (Ia) and (IIa).

上記式(Ia)〜(Ic)及び(IIa)〜(IIc)でそれぞれ表される化合物は、励起三重項エネルギー準位が高いので、後述するりん光発光性ドーパントのホスト材料として有用である。   Since the compounds represented by the above formulas (Ia) to (Ic) and (IIa) to (IIc) have high excited triplet energy levels, they are useful as host materials for the phosphorescent dopant described later.

発光性ドーパント:
本発明に用いられる発光性ドーパントについては、特に制限はない。蛍光発光性ドーパントであっても、りん光発光性ドーパントであってもよい。それぞれ1種以上のドーパントをドーピングしてもよいし、双方の発光性ドーパントをそれぞれ1種以上ドーピングしてもよい。りん光発光性ドーパントの例には、イリジウム錯体、白金錯体等の錯体化合物;及びベンゾフェノン化合物等が含まれる。また、蛍光発光性ドーパントの例には、ナフタセン誘導体等の種々の蛍光色素、及びポリフルオレン等の種々の共役系高分子が含まれる。りん光発光性ドーパントを用いると、内部量子効率が高くなるので好ましい。上記式(Ia)〜(Ic)及び(IIa)〜(IIc)でそれぞれ表される化合物をホスト材料とする態様では、発光性ドーパントがりん光発光性ドーパントであるのが好ましく、中でも、イリジウム錯体が好ましい。
Luminescent dopant:
There is no restriction | limiting in particular about the luminescent dopant used for this invention. It may be a fluorescent luminescent dopant or a phosphorescent dopant. Each may be doped with one or more dopants, or both light-emitting dopants may be doped with one or more. Examples of the phosphorescent dopant include complex compounds such as iridium complexes and platinum complexes; and benzophenone compounds. Examples of fluorescent light-emitting dopants include various fluorescent dyes such as naphthacene derivatives and various conjugated polymers such as polyfluorene. Use of a phosphorescent dopant is preferable because the internal quantum efficiency is increased. In the embodiment in which the compounds represented by the above formulas (Ia) to (Ic) and (IIa) to (IIc) are used as the host material, the luminescent dopant is preferably a phosphorescent dopant, and in particular, an iridium complex. Is preferred.

なお、発光性ドーパント中に存在するCH結合の水素原子の一部又は全部についても、重水素原子で置換されていてもよい。但し、発光性ドーパントのみが重水素化されていても、本発明の効果を達成し得ない、即ち、長寿命化が達成できないことを、本発明者は、後述の実施例で確認している。即ち、本発明の効果は、ドーピング法を利用した発光性材料に用いられるホスト材料を重水素化することで初めて得られるのであって、例えば、発光性ドーパント中の共役系骨格に直接結合する水素原子を重水素化することで、安定化している従来技術とは区別されるものである。   Note that some or all of the CH-bonded hydrogen atoms present in the luminescent dopant may be substituted with deuterium atoms. However, even if only the luminescent dopant is deuterated, the present inventor has confirmed that the effects of the present invention cannot be achieved, that is, that the lifetime cannot be increased, in Examples described later. . That is, the effect of the present invention can be obtained for the first time by deuterating a host material used for a light-emitting material using a doping method. For example, hydrogen bonded directly to a conjugated skeleton in a light-emitting dopant can be obtained. By deuterating atoms, it is distinguished from the prior art which is stabilized.

本発明の発光性組成物中の発光性ドーパントの好ましい割合は、組合せるホスト材料の種類等に応じて変動するであろう。一般的には、ホスト材料100質量部に対して、発光性ドーパントは、0.01〜80質量部程度であるのが好ましく、0.1〜30質量部程度であるのがより好ましく、0.1〜15質量部程度であるのがさらに好ましく、0.1〜10質量部程度であるのがよりさらに好ましい。   The preferred ratio of the luminescent dopant in the luminescent composition of the present invention will vary depending on the type of host material to be combined and the like. In general, the luminescent dopant is preferably about 0.01 to 80 parts by mass, more preferably about 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the host material. The amount is more preferably about 1 to 15 parts by mass, and still more preferably about 0.1 to 10 parts by mass.

2. 有機電界発光素子
本発明は、基板、該基板上に、陽極、陰極、及び該両極間に、本発明の発光性組成物からなる発光層を少なくとも有する有機電界発光素子にも関する。本発明の有機電界発光素子は、陽極、陰極、及びその間に配置される発光層を有することを必須とし、それに加えて、所望により、陽極及び/又は陰極と、発光層との間に、他の発光層及び/又は他の機能層を有していてもよい。例えば、陽極と発光層との間に配置される他の機能層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層等が挙げられる。陰極と発光層との間に配置される他の機能層としては、電子注入層、電子輸送層、及び正孔阻止層等が挙げられる。これらの層は、一層で複数の機能を有していてもよい。
2. TECHNICAL FIELD The present invention also relates to a substrate, an organic electroluminescence device having at least a light emitting layer made of the luminescent composition of the present invention between the anode, the cathode, and both electrodes on the substrate. The organic electroluminescent element of the present invention is required to have an anode, a cathode, and a light emitting layer disposed between them, and in addition, if desired, other components may be provided between the anode and / or the cathode and the light emitting layer. The light emitting layer and / or other functional layers may be included. For example, examples of other functional layers disposed between the anode and the light emitting layer include a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron blocking layer. Examples of other functional layers disposed between the cathode and the light emitting layer include an electron injection layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer. These layers may have a plurality of functions in one layer.

本発明の有機電界発光素子の一実施形態の断面模式図を図1に示す。図1中、符号1は基板、2は陽極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は発光層、6は電子輸送層、7は電子注入層、8は陰極を示している。   A schematic cross-sectional view of one embodiment of the organic electroluminescent device of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, 5 is a light emitting layer, 6 is an electron transport layer, 7 is an electron injection layer, and 8 is a cathode. Yes.

基板1は、その上に形成される複数の有機層の支持体となるものである。その材料については特に制限はない。石英板、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、及びプラスチックシートなどが用いられる。特に、透明な基板が好ましく、ガラス板、並びにポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン等のプラスチックフィルムが好ましい。プラスチックフィルムを基板1として使用する場合には、ガスバリア性に留意する必要があり、ガスバリア性を向上させるために、少なくとも一方の表面に、緻密なシリコン酸化膜等を設ける等の方法により、ガスバリア性を改善してもよい。   The substrate 1 serves as a support for a plurality of organic layers formed thereon. There is no restriction | limiting in particular about the material. A quartz plate, a glass plate, a metal plate, a metal foil, a plastic film, a plastic sheet, or the like is used. In particular, a transparent substrate is preferable, and a glass plate and plastic films such as polyester, polymethacrylate, polycarbonate, polysulfone and the like are preferable. When a plastic film is used as the substrate 1, it is necessary to pay attention to the gas barrier property. In order to improve the gas barrier property, the gas barrier property is provided by a method such as providing a dense silicon oxide film on at least one surface. May be improved.

基板1上には、陽極2が設けられ、陽極2から正孔注入層3へ正孔注入可能に構成されている。この陽極は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウム、スズおよび/または亜鉛の酸化物等の金属酸化物(例えば酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO))、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。   An anode 2 is provided on the substrate 1 so that holes can be injected from the anode 2 into the hole injection layer 3. This anode is usually a metal such as aluminum, gold, silver, nickel, palladium, platinum, or a metal oxide such as an oxide of indium, tin and / or zinc (for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO). )), Metal halides such as copper iodide, carbon black, or conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), polypyrrole, and polyaniline.

陽極2は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法などにより形成することができる。また、銀等の金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などを適当なバインダー樹脂溶液に分散し、基板1上に塗布することにより陽極2を形成することも可能である。さらに、陽極2の材料として導電性高分子を用いる場合には、電解重合により直接基板1上に薄膜を形成し、あるいは基板1上に導電性高分子を塗布して陽極2を形成することも可能である。陽極2は、異なる物質からなる層の積層構造であってもよい。
陽極2の厚みについて特に制限はない。透明性の観点では、一般的には、通常5〜1000nm、好ましくは10〜500nm程度である。
The anode 2 can be formed by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method. In addition, metal fine particles such as silver, fine particles such as copper iodide, carbon black, conductive metal oxide fine particles, and conductive polymer fine powder are dispersed in an appropriate binder resin solution and applied onto the substrate 1. The anode 2 can also be formed by Further, when a conductive polymer is used as the material of the anode 2, a thin film may be formed directly on the substrate 1 by electrolytic polymerization, or the anode 2 may be formed by applying a conductive polymer on the substrate 1. Is possible. The anode 2 may have a laminated structure of layers made of different materials.
There is no particular limitation on the thickness of the anode 2. From the viewpoint of transparency, it is generally 5 to 1000 nm, preferably about 10 to 500 nm.

陽極2の上には、正孔注入層3が配置されている。正孔注入層3の材料に要求される条件としては、陽極2からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送できることである。そのためには、正孔注入材料のイオン化ポテンシャルと陽極の仕事関数との差が小さいことが要求される。また、可視光の光に対して透明性が高いことも好ましい。これらの観点から、正孔注入層3の材料としては、たとえばポルフィリン誘導体やフタロシアニン化合物(特開昭63−295695号公報)、スターバースト型芳香族トリアミン(特開平4−308688号公報)等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜(特開平8−31573号公報)や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物(第43回応用物理学関係連合講演会,27a-SY-9,1996年)が挙げられる。ポルフィリン化合物およびフタロシアニン化合物は、中心金属を有していてもよいし、無金属のものであってもよい。フタロシアニン化合物の具体例としては、29H,31H-フタロシアニン、銅(II)フタロシアニン、亜鉛(II)フタロシアニン、チタンフタロシアニンオキシド、銅(II)4,4',4",4'''-テトラアザ-29H,31H-フタロシアニンなどが挙げられる。正孔注入層3の材料の他の例には、正孔輸送性高分子に電子受容性化合物を混合した系が含まれる。このような正孔輸送性高分子としては、ポリチオフェン(特開平10−92584号公報)、ポリアニリン、芳香族アミン含有ポリエーテル(特開2000−36390号公報)などが挙げられる。   A hole injection layer 3 is disposed on the anode 2. The conditions required for the material of the hole injection layer 3 are that the hole injection efficiency from the anode 2 is high and the injected holes can be efficiently transported. For this purpose, a small difference between the ionization potential of the hole injection material and the work function of the anode is required. Moreover, it is also preferable that transparency is high with respect to visible light. From these viewpoints, the hole injection layer 3 is made of, for example, an organic material such as a porphyrin derivative, a phthalocyanine compound (Japanese Patent Laid-Open No. 63-295695), a starburst aromatic triamine (Japanese Patent Laid-Open No. 4-308688) Compounds, sputtered carbon films (Japanese Patent Laid-Open No. 8-31573), metal oxides such as vanadium oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide (The 43rd Joint Conference on Applied Physics, 27a-SY- 9, 1996). The porphyrin compound and the phthalocyanine compound may have a central metal or may be metal-free. Specific examples of phthalocyanine compounds include 29H, 31H-phthalocyanine, copper (II) phthalocyanine, zinc (II) phthalocyanine, titanium phthalocyanine oxide, copper (II) 4,4 ', 4 ", 4' ''-tetraaza-29H , 31H-phthalocyanine, etc. Other examples of the material of the hole injection layer 3 include a system in which an electron-accepting compound is mixed with a hole-transporting polymer. Examples of the molecule include polythiophene (Japanese Patent Laid-Open No. 10-92584), polyaniline, and aromatic amine-containing polyether (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-36390).

正孔注入層3の形成方法については特に制限はない。材料に応じて好ましい方法が選択されるであろう。昇華性を有する化合物を用いる場合には真空蒸着法、溶媒に可溶な化合物を用いる場合にはスピンコートやインクジェット等の湿式塗布法、無機物を用いる場合にはスパッタ法、電子ビーム蒸着法、プラズマCVD法を用いることができる。
このようにして形成される正孔注入層3の膜厚は、通常3〜200nm程度、好ましくは10〜100nm程度である。
There is no restriction | limiting in particular about the formation method of the positive hole injection layer 3. FIG. A preferred method will be selected depending on the material. Vacuum deposition when using compounds with sublimation, wet coating such as spin coating and ink jet when using compounds that are soluble in solvents, sputtering, electron beam evaporation, plasma when using inorganics A CVD method can be used.
The film thickness of the hole injection layer 3 thus formed is usually about 3 to 200 nm, preferably about 10 to 100 nm.

正孔注入層3の上には正孔輸送層4が設けられる。正孔輸送層4の材料は、正孔注入層3からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率よく発光層5に輸送することができるものであることが望ましい。そのためには、正孔注入材料のイオン化ポテンシャルと正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルの差が小さく、可視光の光に対して透明性が高く、正孔移動度が大きく、さらに酸化に対する安定性に優れ、製造時や使用時においてトラップとなる不純物が発生しにくいことが要求される。車載表示用の応用等を考慮した場合には、これらの要求に加えて、素子には耐熱性が要求される。素子の耐熱性を満足するためには、ガラス転移温度(Tg)が100℃以上の材料を用いるのが好ましい。正孔輸送層を構成する材料の例には、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N‐ビニルカルバゾール)誘導体、有機シラン誘導体、およびこれらの構造を含む重合体が含まれる。
正孔輸送層の形成方法については、特に制限はなく、正孔注入層の形成方法と同様であり、材料に応じて、種々の方法を利用することができる。正孔輸送層4の膜厚は、通常10〜300nm程度、好ましくは30〜100nm程度である。
A hole transport layer 4 is provided on the hole injection layer 3. It is desirable that the material of the hole transport layer 4 has a high hole injection efficiency from the hole injection layer 3 and can efficiently transport the injected holes to the light emitting layer 5. For that purpose, the difference between the ionization potential of the hole injection material and the ionization potential of the hole transport material is small, the transparency to visible light is high, the hole mobility is large, and the stability against oxidation is excellent. In addition, it is required that impurities that become traps are less likely to be generated during manufacture and use. In consideration of applications for in-vehicle display, in addition to these requirements, the element is required to have heat resistance. In order to satisfy the heat resistance of the element, it is preferable to use a material having a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C. or higher. Examples of materials constituting the hole transport layer include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino Substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N- Vinylcarbazole) derivatives, organosilane derivatives, and polymers containing these structures.
There is no restriction | limiting in particular about the formation method of a positive hole transport layer, It is the same as that of the formation method of a positive hole injection layer, A various method can be utilized according to material. The film thickness of the hole transport layer 4 is usually about 10 to 300 nm, preferably about 30 to 100 nm.

正孔輸送層4の上には発光層5が配置されている。発光層5は、本発明の発光性組成物からなる。発光層5の形成方法については特に制限はないが、薄層を均一に形成できる点で、蒸着法を利用するのが好ましい。
発光層5の膜厚についても特に制限はないが、通常10〜200nm程度、好ましくは30〜100nm程度である。
A light emitting layer 5 is disposed on the hole transport layer 4. The light emitting layer 5 is made of the light emitting composition of the present invention. Although there is no restriction | limiting in particular about the formation method of the light emitting layer 5, It is preferable to utilize a vapor deposition method at the point which can form a thin layer uniformly.
Although there is no restriction | limiting in particular also about the film thickness of the light emitting layer 5, Usually, about 10-200 nm, Preferably it is about 30-100 nm.

発光層5の上には、電子輸送層6が配置されている。電子輸送層6は、発光効率の改善に寄与し、陰極8からの電子注入が容易で、電子の輸送能力が大きい材料から構成される。このような電子輸送材料の例には、8-ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体、オキサジアゾール誘導体(J. Appl. Phys.,65巻,3610頁,1989年)、フェナントロリン誘導体(特開平5−331459号公報)、スターバースト型ベンズイミダゾール化合物(特開平10−106749号公報)、シロール化合物(Appl. Phys. Lett.,55巻,1489頁,1989年)などが挙げられる。さらに、電子輸送層6にアルカリ金属を含有させることにより、電子輸送材料がアルカリ金属との反応により還元され、電荷キャリアとなるアニオンラジカルを効率よく生成することが可能となることから、導電性を大きく改善することができる。(特開平10−270171号公報)。アルカリ金属としては、Li、Na、K、Cs等が用いられる。アルカリ金属の電子輸送層6における含有量は、1〜50重量%が好ましい。アルカリ金属を電子輸送材料に混合させる方法としては、電子輸送材料とアルカリ金属の共蒸着を用いることができる。
電子輸送層6の形成方法としては、正孔注入層の形成方法として上記に例示したものと同様の薄膜形成法を用いることができる。電子輸送層6の膜厚は、通常5〜200nm程度、好ましくは10〜100nm程度である。
An electron transport layer 6 is disposed on the light emitting layer 5. The electron transport layer 6 is made of a material that contributes to the improvement of luminous efficiency, facilitates electron injection from the cathode 8, and has a large electron transport capability. Examples of such an electron transport material include an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline, an oxadiazole derivative (J. Appl. Phys., 65, 3610, 1989), a phenanthroline derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 5-33159). Publication), starburst type benzimidazole compounds (Japanese Patent Laid-Open No. 10-106749), silole compounds (Appl. Phys. Lett., 55, 1489, 1989), and the like. Furthermore, since the electron transport layer 6 contains an alkali metal, the electron transport material is reduced by a reaction with the alkali metal, and an anion radical serving as a charge carrier can be efficiently generated. It can be greatly improved. (Japanese Patent Laid-Open No. 10-270171). Li, Na, K, Cs etc. are used as an alkali metal. The content of the alkali metal in the electron transport layer 6 is preferably 1 to 50% by weight. As a method of mixing the alkali metal with the electron transport material, co-evaporation of the electron transport material and the alkali metal can be used.
As a method for forming the electron transport layer 6, a thin film formation method similar to that exemplified above as a method for forming the hole injection layer can be used. The film thickness of the electron transport layer 6 is usually about 5 to 200 nm, preferably about 10 to 100 nm.

電子輸送層6の上には、電子注入層7が配置されている。電子注入層7は、陰極8からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子注入層7を構成する材料の例、形成方法の例、及び厚みについては、電子輸送層6と同様である。   An electron injection layer 7 is disposed on the electron transport layer 6. The electron injection layer 7 is a layer having a function of improving the electron injection efficiency from the cathode 8. The example of the material constituting the electron injection layer 7, the example of the formation method, and the thickness are the same as those of the electron transport layer 6.

発光層5が、りん光発光性ドーパントがドーピングされている態様では、りん光発光の効率をさらに改善するために、発光層と陰極8との間に、正孔阻止層を設けることは有効である。この正孔阻止層に用いられる材料には電子輸送性とともに電子輸送層材料より広いHOMO−LUMOギャップを有することが求められる。このような条件を満たす材料としては、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。
なお、電子輸送層6又は電子注入層7が、正孔阻止層としても機能していてもよい。
In a mode in which the light emitting layer 5 is doped with a phosphorescent dopant, it is effective to provide a hole blocking layer between the light emitting layer and the cathode 8 in order to further improve the phosphorescence efficiency. is there. The material used for the hole blocking layer is required to have a HOMO-LUMO gap wider than that of the electron transport layer material as well as the electron transport property. Examples of materials that satisfy such conditions include phenanthroline derivatives.
Note that the electron transport layer 6 or the electron injection layer 7 may also function as a hole blocking layer.

陰極8は、発光層5に電子を注入する役割を果たす。陰極8の材料としては、陽極2に使用される材料として上記に例示したものなどを用いることができるが、効率よく電子注入を行なうためには、仕事関数の低い金属が好ましく、このような金属の具体例としては、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の金属またはそれらの合金などが挙げられる。より具体的には、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等が挙げられる。
形成方法の例、及び厚みについても、陽極と同様である。
The cathode 8 serves to inject electrons into the light emitting layer 5. As the material of the cathode 8, those exemplified above as materials used for the anode 2 can be used. However, in order to perform electron injection efficiently, a metal having a low work function is preferable. Specific examples of these include metals such as tin, magnesium, indium, calcium, aluminum, and silver, or alloys thereof. More specifically, a magnesium-silver alloy, a magnesium-indium alloy, an aluminum-lithium alloy, or the like can be given.
The example of the forming method and the thickness are the same as those of the anode.

さらに、陰極8と、電子注入層7との界面に、LiF、MgF2、Li2O、Cs2CO3、8−ヒドロキシキノリンのLi錯体等の極薄絶縁膜(膜厚0.1〜5nm程度)を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である(Appl. Phys. Lett.,70巻,152頁,1997年、IEEE Trans. Electron. Devices,44巻,1245頁,1997年、SID 04 Digest,154頁,2004年、特開平11−233262号公報)。 Furthermore, an ultrathin insulating film (thickness of 0.1 to 5 nm) such as Li complex of LiF, MgF 2 , Li 2 O, Cs 2 CO 3 , 8-hydroxyquinoline or the like is formed at the interface between the cathode 8 and the electron injection layer 7. Is also an effective method for improving the efficiency of the device (Appl. Phys. Lett., 70, 152, 1997, IEEE Trans. Electron. Devices, 44, 1245, 1997). SID 04 Digest, page 154, 2004, JP 11-233262 A).

なお、図1は、本発明に係る有機電界発光素子の一実施形態を示すものであって、本発明は何ら図示した構成に限定されるものではない。たとえば、図1とは逆の積層構造とすること、すなわち、基板1上に陰極8、電子注入層7、電子輸送層6、発光層5、正孔輸送層4、正孔注入層3、陽極2の順に積層することも可能である。以下に、他の構成例を示すが、下記の例に限定されるものではない。また上記した通り、いずれの側に基板が配置されていてもよい。
陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
陽極/発光層/電子輸送層/陰極
陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
陽極/正孔注入層/発光層/陰極
陽極/発光層/電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
陽極/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極
陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
FIG. 1 shows an embodiment of the organic electroluminescence device according to the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated configuration. For example, a stacked structure opposite to that shown in FIG. 1 is adopted, that is, a cathode 8, an electron injection layer 7, an electron transport layer 6, a light emitting layer 5, a hole transport layer 4, a hole injection layer 3, an anode on the substrate 1. Stacking in the order of 2 is also possible. Other configuration examples are shown below, but are not limited to the following examples. Further, as described above, the substrate may be disposed on either side.
Anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode Anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode Anode / light emitting Layer / electron injection layer / cathode anode / hole injection layer / emission layer / electron injection layer / cathode anode / hole injection layer / hole transport layer / emission layer / cathode anode / emission layer / electron transport layer / electron injection layer / Cathode Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode Anode / hole injection layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron injection layer / Cathode Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode Anode / hole injection layer / light emitting layer / Electron transport layer / electron injection layer / cathode

本発明の有機電界発光素子は、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がX−Yマトリックス状に配置された構造の素子のいずれにおいても適用することができる。   The organic electroluminescent element of the present invention can be applied to any of a single element, an element having a structure arranged in an array, and an element having a structure in which an anode and a cathode are arranged in an XY matrix. .

3.ベンゾジフラン誘導体
また、本発明は、下記式(Id)で表されるベンゾジフラン誘導体にも関する。本発明のベンゾジフラン誘導体は、ドーピング法を利用した発光性組成物のホスト材料、特にリン光発光性材料(例えばイリジウム錯体)のホスト材料として有用である。特に、下記式(Id)中、R13〜R15の少なくとも1つが重水素原子(好ましくは2以上、さらに好ましくは全てが重水素原子)、及びR23〜R25の少なくとも1つが重水素原子(好ましくは2以上、さらに好ましくは全てが重水素原子)である化合物は、ホスト材料として有用であるのみならず、ドーピング法を利用した発光性組成物の長寿命化に寄与する。また、下記式(Id)で表されるベンゾジフラン誘導体は、発光性組成物のホスト材料としてのみならず、有機電界発光素子の正孔輸送材料、又は電荷輸送材料としての利用も期待される。
3. Benzodifuran derivative The present invention also relates to a benzodifuran derivative represented by the following formula (Id). The benzodifuran derivative of the present invention is useful as a host material for a luminescent composition utilizing a doping method, particularly as a host material for a phosphorescent material (for example, an iridium complex). In particular, in the following formula (Id), at least one of R 13 to R 15 is a deuterium atom (preferably 2 or more, more preferably all are deuterium atoms), and at least one of R 23 to R 25 is a deuterium atom. A compound (preferably 2 or more, more preferably all deuterium atoms) not only is useful as a host material, but also contributes to the extension of the lifetime of a luminescent composition utilizing a doping method. Further, the benzodifuran derivative represented by the following formula (Id) is expected to be used not only as a host material of a luminescent composition but also as a hole transport material or a charge transport material of an organic electroluminescent element.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

式(Id)中、R13〜R15及びR23〜R25はそれぞれ、重水素原子、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。前記アルキル基は、C1〜C4の低級アルキル基であっても、C5以上の高級アルキル基であってもよい。また、アルキル基の置換基としては、置換基を有してもよいアリール基およびヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、アルキルスルファニル基等のヘテロ元素をもつもの、シリル基等が挙げられる。前記置換もしくは無置換のアルキル基としては、無置換のC1〜C4の低級アルキル基(例えばメチル基)が好ましい。 In the formula (Id), R 13 to R 15 and R 23 to R 25 each represent a deuterium atom, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group. The alkyl group may be a C 1 -C 4 lower alkyl group or a C 5 or higher alkyl group. Examples of the substituent of the alkyl group include those having a hetero element such as an aryl group and a heteroaryl group, an alkoxy group, an amino group, and an alkylsulfanyl group, which may have a substituent, and a silyl group. Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group, an unsubstituted C 1 -C 4 lower alkyl groups (e.g. methyl group).

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, reagents, amounts and ratios of substances, operations, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following specific examples.

1.ベンゾジフラン誘導体(CZBDF−1〜3)の製造例
文献既知化合物を出発原料として、下記のベンゾジフランの環化前駆体Pre−1、Pre−2及びPre−3をそれぞれ合成した。
1. Production Examples of Benzodifuran Derivatives (CZBDF-1 to 3) The following benzodifuran cyclization precursors Pre-1, Pre-2, and Pre-3 were synthesized using known compounds as starting materials.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

なお、一例として、Pre−1の合成例を以下に記載する。

Figure 2011148725
As an example, a synthesis example of Pre-1 is described below.
Figure 2011148725

Pre−1aの5.18g(16mmol)をテトラヒドロフラン(48mL)に溶解した溶液に、0℃にてノルマルブチルリチウム(n−BuLi)の1.56mol/Lのヘキサン溶液を滴下し、室温にて30分間攪拌し、反応を進行させた。次に、反応液に、CD3Iを4.00mL(64.0mmol)添加して、室温にて22時間反応を進行させ、Pre−1bを得た。収率は94%であった。
Pre−1bの1.08g、p−トルエンスルホン酸一水和物を28.5mg、及びCH2Cl2とメタノールとの2:1混合溶媒を混合して、室温で30分間反応させて、Pre−1を得た。収率は95%であった。
To a solution of 5.18 g (16 mmol) of Pre-1a dissolved in tetrahydrofuran (48 mL), a 1.56 mol / L hexane solution of normal butyl lithium (n-BuLi) was added dropwise at 0 ° C. The reaction was allowed to proceed with stirring for minutes. Next, 4.03 mL (64.0 mmol) of CD 3 I was added to the reaction solution, and the reaction was allowed to proceed at room temperature for 22 hours to obtain Pre-1b. The yield was 94%.
1.08 g of Pre-1b, 28.5 mg of p-toluenesulfonic acid monohydrate, and a 2: 1 mixed solvent of CH 2 Cl 2 and methanol were mixed and reacted at room temperature for 30 minutes. -1 was obtained. The yield was 95%.

以下に、Pre−2及びPre−3についても、簡単に合成スキームを示す。

Figure 2011148725
Below, a synthesis scheme is also simply shown for Pre-2 and Pre-3.
Figure 2011148725

上記ベンゾジフランの環化前駆体Pre−1、Pre−2及びPre−3のそれぞれを出発原料として、下記のスキームに従って、ベンゾジフラン誘導体CZBDF−1〜3をそれぞれ合成した。   Using each of the benzodifuran cyclization precursors Pre-1, Pre-2, and Pre-3 as starting materials, benzodifuran derivatives CZBDF-1 to 3 were synthesized according to the following scheme.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

CZBDF−1の合成を例として示す.Pre−1の577mg(3.0mmol)の脱水テトラヒドロフラン(3.0mL)溶液に、0℃にてn−BuLi(1.56mol/Lのヘキサン溶液)3.85mLを滴下した後、反応混合物を室温まで昇温し、合計30分攪拌した。この反応混合物に塩化亜鉛の1.0mol/Lテトラヒドロフラン溶液を6.0mL、脱水トルエンを6.0mL加え、120℃に昇温し、3時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却後、N−メチルピロリドンを1.5mL、Pd2(dba)3・CHCl3を31.1mg(0.3mmol)、P(t−Bu)3の1.0mol/Lのトルエン溶液を1.2mL(1.2mmol)、上記Agent−1を2.32g(7.2mmol)加え、60℃にて20時間攪拌した。室温へ冷却後、反応溶液にメタノールを加えて沈殿を析出させ、濾過したものを酢酸エチルで洗浄し、乾燥させることで粗生成物を得た。
これを昇華精製装置により単離精製を数回繰り返すことで、目的物CZBDF−1をそれぞれ収率27%で得た。同定は、1Hおよび13C−NMRにより行った。
1H NMR (500 MHz, CDCl2CDCl2) δ7.29 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.43 (t, J = 7.5 Hz, 4H),7.52 (d, J = 7.5 Hz, 4H), 7.67 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 7.72 (s, 2H), 7.75 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 8.13 (d, J = 7.5 Hz, 4H).
13C NMR (125 MHz, CDCl2CDCl2) δ100.4, 110.1, 116.4, 120.3, 120.5, 123.3, 126.1, 126.3, 127.3, 130.3, 136.3, 140.8, 151.3, 152.6.
The synthesis of CZBDF-1 is shown as an example. After dropping 3.85 mL of n-BuLi (1.56 mol / L hexane solution) at 0 ° C. into a solution of Pre-1 in 577 mg (3.0 mmol) in dehydrated tetrahydrofuran (3.0 mL), the reaction mixture was cooled to room temperature. The mixture was heated up to a total of 30 minutes. To this reaction mixture, 6.0 mL of a 1.0 mol / L tetrahydrofuran solution of zinc chloride and 6.0 mL of dehydrated toluene were added, and the temperature was raised to 120 ° C. and stirred for 3 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, the N- methylpyrrolidone 1.5 mL, the Pd 2 (dba) 3 · CHCl 3 31.1mg (0.3mmol), P (t-Bu) 3 in 1.0 mol / L 1.2 mL (1.2 mmol) of the toluene solution and 2.32 g (7.2 mmol) of Agent-1 were added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 20 hours. After cooling to room temperature, methanol was added to the reaction solution to precipitate a precipitate, and the filtered product was washed with ethyl acetate and dried to obtain a crude product.
By repeating this isolation and purification several times with a sublimation purification apparatus, the target product CZBDF-1 was obtained in a yield of 27%. Identification was performed by 1 H and 13 C-NMR.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 2 CDCl 2 ) δ7.29 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.43 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.52 (d, J = 7.5 Hz, 4H), 7.67 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 7.72 (s, 2H), 7.75 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 8.13 (d, J = 7.5 Hz, 4H).
13 C NMR (125 MHz, CDCl 2 CDCl 2 ) δ100.4, 110.1, 116.4, 120.3, 120.5, 123.3, 126.1, 126.3, 127.3, 130.3, 136.3, 140.8, 151.3, 152.6.

CZBDF−2及び3についても同様の方法により収率54〜67%で得た。同定は、1H NMRおよび元素分析により行った。
CZBDF−2:
1H NMR (500 MHz, CDCl2CDCl2) δ 2.63 (s, 6H), 7.29 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.43 (t, J = 7.5 Hz, 4H),7.52 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 7.67 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 7.72 (s, 2H), 7.75 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 8.13 (d, J = 8.0 Hz, 4H).
元素分析 C48H32N2O6:計算値(重量%) C 86.20; H 4.82; N 4.19.実測値 C 86.32; H 4.67; N 4.06
CZBDF−3:
1H NMR (500 MHz, CDCl2CDCl2) δ1.31 (s, 18H), 7.29 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.31 (s, 2H), 7.44 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.52 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 7.58-7.63 (m, 8H), 8.13 (d, J = 8.0 Hz, 4H).
元素分析 C54H44N2O6:計算値(重量%) C 86.14; H 5.89; N 3.72.実測値 C 86.21; H 5.99; N 3.51
CZBDF-2 and 3 were also obtained in a yield of 54 to 67% by the same method. Identification was performed by 1 H NMR and elemental analysis.
CZBDF-2:
1 H NMR (500 MHz, CDCl 2 CDCl 2 ) δ 2.63 (s, 6H), 7.29 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.43 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.52 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 7.67 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 7.72 (s, 2H), 7.75 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 8.13 (d, J = 8.0 Hz, 4H).
Elemental analysis C 48 H 32 N 2 O 6 : Calculated value (wt%) C 86.20; H 4.82; N 4.19. Found C 86.32; H 4.67; N 4.06
CZBDF-3:
1 H NMR (500 MHz, CDCl 2 CDCl 2 ) δ1.31 (s, 18H), 7.29 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 7.31 (s, 2H), 7.44 (t, J = 7.5 Hz, 4H ), 7.52 (d, J = 8.0 Hz, 4H), 7.58-7.63 (m, 8H), 8.13 (d, J = 8.0 Hz, 4H).
Elemental analysis C 54 H 44 N 2 O 6 : Calculated value (% by weight) C 86.14; H 5.89; N 3.72. Found C 86.21; H 5.99; N 3.51

2.ベンゾジフラン誘導体の基礎物性
上記で得られたベンゾジフラン誘導体CZBDF−1〜3について、それぞれ軌道エネルギー準位(HOMO,LUMO)をサイクリックボルタンメトリーおよび紫外可視吸収スペクトルによって、励起三重項エネルギー準位(T1)をリン光測定によって、及び正孔移動度(μh)を非晶質膜を用いた飛行時間法によってそれぞれ測定した。結果を下記式に示す。
2. Basic physical properties of benzodifuran derivatives For the benzodifuran derivatives CZBDF-1 to 3 obtained above, the orbital energy levels (HOMO, LUMO) were determined by cyclic voltammetry and UV-visible absorption spectra, respectively, and excited triplet energy levels (T 1 ). Was measured by phosphorescence, and the hole mobility (μ h ) was measured by a time-of-flight method using an amorphous film. The result is shown in the following formula.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

上記表に示す通り、CZBDF−1〜3のいずれも、りん光発光性ドーパントのホスト材料として機能することが理解できる。   As shown in the above table, it can be understood that any of CZBDF-1 to 3 functions as a phosphorescent dopant host material.

3.有機電界発光素子(デバイスNo.1〜3)の作製と評価
図1に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。ガラス基板1上にインジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜をスパッタ法で145nm堆積してITO膜(シート抵抗10Ω,平均表面粗さ1.5nm)を形成し、さらに通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて2mm幅のストライプにパターニングして、陽極2を形成した。パターン形成したITO基板に対して、界面活性剤(横浜油脂工業株式会社製 セミクリーンM−LO)による超音波洗浄、超純水による超音波洗浄、および流水洗浄を行った後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
3. Production and Evaluation of Organic Electroluminescence Device (Device Nos. 1 to 3) An organic electroluminescence device having the structure shown in FIG. 1 was produced by the following method. An indium tin oxide (ITO) transparent conductive film is deposited on the glass substrate 1 by sputtering at 145 nm to form an ITO film (sheet resistance 10Ω, average surface roughness 1.5 nm). The anode 2 was formed by patterning into stripes having a width of 2 mm using hydrochloric acid etching. The patterned ITO substrate is subjected to ultrasonic cleaning with a surfactant (Semi-clean M-LO, manufactured by Yokohama Oil & Fat Co., Ltd.), ultrasonic cleaning with ultrapure water, and running water cleaning, followed by drying with nitrogen blow. Finally, ultraviolet ozone cleaning was performed.

上記洗浄処理を行った陽極2上に、正孔注入層3として、導電性高分子(ポリチオフェン)であるPEDOT:PSS(スタルクヴィテック社製 品名Baytron CH 8000)を70nmの膜厚でスピンコートした後、大気中、120℃で10分間加熱乾燥し、次いで、窒素中、180℃で3分間加熱処理した。   On the anode 2 subjected to the above cleaning treatment, PEDOT: PSS (product name: Baytron CH 8000 manufactured by Starck Vitec), which is a conductive polymer (polythiophene), was spin-coated as a hole injection layer 3 with a film thickness of 70 nm. Then, it was heat-dried at 120 ° C. for 10 minutes in the atmosphere, and then heat-treated at 180 ° C. for 3 minutes in nitrogen.

次に、正孔注入層3を形成したITO基板を真空蒸着装置内に設置した。当該装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が2×10-4Pa以下になるまでクライオポンプを用いて排気した。
上記装置内に配置された金属ボートに入れた下記の芳香族アミン化合物(α−NPD)を加熱し、正孔注入層3を形成したITO基板への蒸着を行った。蒸着時の真空度は2.4×10-4Pa、蒸着速度は0.15nm/秒であり、膜厚45nmの膜を正孔注入層3の上に積層して正孔輸送層4を形成した。
Next, the ITO substrate on which the hole injection layer 3 was formed was placed in a vacuum deposition apparatus. After roughly exhausting the apparatus with an oil rotary pump, the apparatus was exhausted with a cryopump until the degree of vacuum in the apparatus was 2 × 10 −4 Pa or less.
The following aromatic amine compound (α-NPD) placed in a metal boat arranged in the above apparatus was heated to deposit on the ITO substrate on which the hole injection layer 3 was formed. The degree of vacuum during deposition is 2.4 × 10 −4 Pa, the deposition rate is 0.15 nm / second, and a hole transport layer 4 is formed by laminating a 45 nm film on the hole injection layer 3. did.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

続いて、発光層5の材料として、CZBDF−1〜3のいずれかをホスト材料とし、該ホスト材料に対して4.3〜4.5質量%の下記に示すイリジウム錯体(Ir(ppy)3)をドーピングした発光性組成物をそれぞれ調製し、正孔輸送層4と同様にして蒸着により、発光層5をそれぞれ形成した。蒸着速度0.07〜0.12nm/秒、蒸着時の真空度2.5〜2.7×10-4Paの条件で実施した。蒸着された発光層5の膜厚は30nmであった。 Subsequently, as a material of the light emitting layer 5, any one of CZBDF-1 to CZBDF-1 to 3 is used as a host material, and 4.3 to 4.5% by mass of the iridium complex (Ir (ppy) 3 shown below) based on the host material. Each of the light-emitting compositions doped with) was prepared, and the light-emitting layers 5 were formed by vapor deposition in the same manner as the hole transport layer 4. The deposition was performed under the conditions of a deposition rate of 0.07 to 0.12 nm / second and a vacuum degree during deposition of 2.5 to 2.7 × 10 −4 Pa. The thickness of the deposited light emitting layer 5 was 30 nm.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

発光層5の上に、下記構造のBCPからなる電子輸送層6を、蒸着法により正孔輸送層4と同様にして形成した。蒸着速度0.05〜0.10nm/秒、蒸着時の真空度2.4〜2.5×10-4Paの条件で実施した。電子輸送層6の膜厚は10nmであった。 An electron transport layer 6 made of BCP having the following structure was formed on the light emitting layer 5 in the same manner as the hole transport layer 4 by vapor deposition. The deposition was performed under the conditions of a deposition rate of 0.05 to 0.10 nm / second and a degree of vacuum of 2.4 to 2.5 × 10 −4 Pa during deposition. The film thickness of the electron transport layer 6 was 10 nm.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

電子輸送層6の上に、アルミニウムの8-ヒドロキシキノリン錯体Al(C9H6NO)3からなる電子注入層7を、蒸着法により正孔輸送層4と同様にして形成した。電子注入層7の膜厚は、20nmであった。 An electron injection layer 7 made of aluminum 8-hydroxyquinoline complex Al (C 9 H 6 NO) 3 was formed on the electron transport layer 6 in the same manner as the hole transport layer 4 by vapor deposition. The film thickness of the electron injection layer 7 was 20 nm.

その後、電子注入層7までの蒸着を行った素子を、真空中で金属蒸着用の真空室に移動し、陰極蒸着用のマスクとして、2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極2のITOストライプとは直交するように素子に密着させて、有機層の場合と同様にして装置内の真空度が3×10-4Pa以下になるまでクライオポンプにより排気した。 Thereafter, the element on which the vapor deposition up to the electron injection layer 7 has been performed is moved to a vacuum chamber for metal vapor deposition in a vacuum, and a 2 mm wide striped shadow mask is used as the cathode vapor deposition mask and the ITO stripe on the anode 2. Were in close contact with the element so as to be orthogonal to each other, and evacuated with a cryopump until the degree of vacuum in the apparatus was 3 × 10 −4 Pa or less in the same manner as in the case of the organic layer.

電子注入層7の上に、陰極8からの電子注入を容易にするために、陰極界面層として、8-ヒドロキシキノリンのリチウム錯体を蒸着速度0.008nm/秒、蒸着時の真空度2.2×10-4Paの条件において、膜厚1.0nmで形成した。
続いて、アルミニウムを蒸着速度0.5nm/秒で陰極界面層上に、膜厚80nmで形成した。蒸着時の真空度は2.3×10-4Paであった。
In order to facilitate electron injection from the cathode 8 on the electron injection layer 7, a lithium complex of 8-hydroxyquinoline is deposited as a cathode interface layer at a deposition rate of 0.008 nm / second and a degree of vacuum of 2.2 at the time of deposition. The film was formed with a film thickness of 1.0 nm under the condition of × 10 −4 Pa.
Subsequently, aluminum was formed to a thickness of 80 nm on the cathode interface layer at a deposition rate of 0.5 nm / second. The degree of vacuum at the time of deposition was 2.3 × 10 −4 Pa.

以上のようにして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。
作製したそれぞれの素子について、電圧を可変させて、L−V特性を追跡し、L−V曲線から、最高輝度(Lmax)及びランバーシアン仮定に基づく最高外部量子効率(EQEmax)、並びに駆動電圧(V1000)及び輝度効率(η1000)を求めた。結果を下記表に示す。
As described above, an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm × 2 mm was obtained.
For each fabricated device, the voltage was varied to track the LV characteristics, and from the LV curve, the maximum luminance (L max ) and the maximum external quantum efficiency (EQE max ) based on the Lambertian assumption, and drive The voltage (V 1000 ) and luminance efficiency (η 1000 ) were determined. The results are shown in the table below.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

続いて、デバイスNo.1及び2については、電流密度を12.5mA/cm2に一定として、半減期t1/2を測定した。結果を下記表に示す。 Subsequently, the device No. For 1 and 2, the half-life t 1/2 was measured with the current density constant at 12.5 mA / cm 2 . The results are shown in the table below.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

上記2つの表に示す通り、デバイスNo.1は、発光層5の材料として、重水素化されたホスト材料(CZBDF−1)にりん光発光性ドーパントをドーピングした発光性組成物を利用しているので、発光層5の材料として、重水素化されていないホスト材料(CZBDF−2)にりん光発光性ドーパントをドーピングした発光性組成物を利用しているデバイスNo.2と比較して、最高輝度が格段に向上しているとともに、半減期が5倍となっていて、長寿命化を達成していることが理解できる。即ち、ホスト材料を重水素化することによって、なんらデバイス特性を損なうことなく、輝度が改善され、且つ長寿命化を達成できたことが理解できる。
一方、デバイスNo.3は、Rがt−ブチル基であるCZBDF−3を発光層5のホスト材料とし用いたデバイスであり、Rがメチル基であるCZBDF−2と比較して、反応性の高い水素原子(α位の炭素原子に結合した水素原子)がメチル基に置換されている安定性の高いホスト材料を、発光層5に利用しているデバイスである。その結果、最高輝度は、デバイスNo.1と同程度に改善されている。一方で、移動度が低くなり、駆動電圧が顕著に上昇したことが理解できる。よって、デバイスNo.3はNo.2と比較して安定化されているものの、駆動電圧の点では劣っていることが理解できる。
As shown in the above two tables, Device No. 1 uses a luminescent composition in which a deuterated host material (CZBDF-1) is doped with a phosphorescent dopant as the material of the luminescent layer 5. Therefore, as a material for the light-emitting layer 5, as compared with the device No. 2 using a light-emitting composition in which a non-deuterated host material (CZBDF-2) is doped with a phosphorescent dopant, It can be understood that the maximum brightness is remarkably improved and the half-life is five times that a long life is achieved. That is, it can be understood that by deuterating the host material, the luminance was improved and the lifetime was improved without deteriorating the device characteristics.
On the other hand, the device No. 3 is a device using CZBDF-3 in which R is a t-butyl group as a host material of the light-emitting layer 5, and is more reactive than CZBDF-2 in which R is a methyl group. The light emitting layer 5 uses a highly stable host material in which high hydrogen atoms (hydrogen atoms bonded to α-position carbon atoms) are substituted with methyl groups. As a result, the maximum luminance is improved to the same extent as device No. 1. On the other hand, it can be understood that the mobility is lowered and the driving voltage is remarkably increased. Therefore, although device No. 3 is stabilized as compared with No. 2, it can be understood that it is inferior in terms of drive voltage.

4.有機電界発光素子(デバイスNo.4)の作製と評価
デバイスNo.2の作製において、発光層5の材料として、CZBDF−2をホスト材料とし、該ホスト材料に対して4.3質量%の下記に示す重水素化イリジウム錯体(Ir(Dppy)3)をドーピングした発光性組成物を用いた以外は、デバイスNo.2と同様にして、デバイスNo.4を作製した。
4). Production and evaluation of organic electroluminescence element (device No. 4) In production of device No. 2, CZBDF-2 was used as a host material as the material of the light-emitting layer 5, and 4.3 mass% of the host material below. Device No. 4 was produced in the same manner as Device No. 2 except that the luminescent composition doped with the deuterium iridium complex (Ir (Dppy) 3 ) shown in FIG.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

デバイスNo.4についても、上記と同様に種々のデバイス特性を測定したところ、デバイスNo.1及び2と、初期のデバイス特性(駆動電圧及び最高効率)については、同様であった。次に、電流密度を12.5mA/cm2に一定として、半減期t1/2を測定した。結果を下記表に示す。 As for device No. 4, various device characteristics were measured in the same manner as described above. 1 and 2 and initial device characteristics (driving voltage and maximum efficiency) were the same. Next, the half-life t 1/2 was measured with the current density kept constant at 12.5 mA / cm 2 . The results are shown in the table below.

Figure 2011148725
Figure 2011148725

上記表に示す通り、デバイスNo.4は、寿命の点では、デバイスNo.2と同程度であり、長寿命化を達成できていなかった。即ち、ドーピング法を利用した発光性組成物について、ドーパントを重水素化しても、長寿命化を達成することができないこと、ホスト材料を重水素化することで、はじめて長寿命化が達成できることが理解できる。   As shown in the above table, device No. 4 was almost the same as device No. 2 in terms of lifetime, and it was not possible to achieve a longer lifetime. That is, for a luminescent composition using a doping method, even if the dopant is deuterated, it is impossible to achieve a long lifetime, and it is possible to achieve a long lifetime only by deuterating the host material. Understandable.

1 基板
2 陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 陰極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Anode 3 Hole injection layer 4 Hole transport layer 5 Light emitting layer 6 Electron transport layer 7 Electron injection layer 8 Cathode

Claims (14)

発光性ドーパントとホスト材料とを少なくとも含む発光性組成物であって、前記ホスト材料中に存在するCH結合の水素原子の少なくとも一部が、重水素原子に置換されている発光性組成物。 A luminescent composition comprising at least a luminescent dopant and a host material, wherein at least a part of CH bond hydrogen atoms present in the host material are substituted with deuterium atoms. 前記ホスト材料が、少なくとも1つの芳香族環を含む環系部分構造と、該環系部分構造にσ結合で結合したC1以上の有機基とを有し、該有機基中のCH結合の少なくとも一部の水素原子が、重水素原子に置換されている請求項1に記載の発光性組成物。 The host material has a ring system partial structure including at least one aromatic ring, and a C 1 or more organic group bonded to the ring system partial structure by a σ bond, and at least CH bonds in the organic group The luminescent composition according to claim 1, wherein some of the hydrogen atoms are substituted with deuterium atoms. 前記有機基のα位の炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一部が、重水素原子に置換されている請求項2に記載の発光性組成物。 The luminescent composition according to claim 2, wherein at least a part of hydrogen atoms bonded to the α-position carbon atom of the organic group is substituted with a deuterium atom. 非共役系炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一部が、重水素原子に置換されている請求項2又は3に記載の発光性組成物。 The luminescent composition according to claim 2 or 3, wherein at least a part of hydrogen atoms bonded to non-conjugated carbon atoms is substituted with deuterium atoms. 前記有機基が、置換もしくは無置換のアルキル基である請求項2〜4のいずれか1項に記載の発光性組成物。 The luminescent composition according to claim 2, wherein the organic group is a substituted or unsubstituted alkyl group. 前記環系部分構造が、少なくとも一つのベンゼン環を含む請求項2〜5のいずれか1項に記載の発光性組成物。 The luminescent composition according to any one of claims 2 to 5, wherein the ring system partial structure contains at least one benzene ring. 前記環系部分構造が、下記式(I)又は(II)
Figure 2011148725
で表される請求項2〜6のいずれか1項に記載の発光性組成物。
The ring system partial structure is represented by the following formula (I) or (II)
Figure 2011148725
The luminescent composition of any one of Claims 2-6 represented by these.
前記ホスト材料が、下記式(Ia)又は(Ib)
Figure 2011148725
式中、R1〜R4はそれぞれ水素原子又は置換基を表すが、少なくとも1つは、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、又は置換もしくは無置換のN−カルバゾリル基を表し;Cは炭素原子を表し;Dは重水素原子を表し;R11、R12、R21及びR22はそれぞれ、重水素原子、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表す;
で表される化合物である請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光性組成物。
The host material is represented by the following formula (Ia) or (Ib)
Figure 2011148725
In the formula, each of R 1 to R 4 represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituted or unsubstituted diarylamino group or a substituted or unsubstituted N-carbazolyl group; C represents a carbon atom D represents a deuterium atom; R 11 , R 12 , R 21 and R 22 each represent a deuterium atom, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group;
The luminescent composition according to claim 1, which is a compound represented by the formula:
3及びR4がそれぞれ、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、又は置換もしくは無置換のN−カルバゾリル基を表し;R1及びR2が水素原子を表す請求項8に記載の発光性組成物。 The luminescent composition according to claim 8, wherein R 3 and R 4 each represent a substituted or unsubstituted diarylamino group or a substituted or unsubstituted N-carbazolyl group; and R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom. . 前記ホスト材料が、下記式(Ib)
Figure 2011148725
式中、R11、R12、R21及びR22はそれぞれ、重水素原子、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表す;
で表される化合物である請求項1〜9のいずれか1項に記載の発光性組成物。
The host material is represented by the following formula (Ib)
Figure 2011148725
In the formula, R 11 , R 12 , R 21 and R 22 each represent a deuterium atom, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group;
The luminescent composition according to claim 1, which is a compound represented by the formula:
前記発光性ドーパントが、りん光発光材料である請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光性組成物。 The luminescent composition according to claim 1, wherein the luminescent dopant is a phosphorescent material. 前記発光性ドーパントが、イリジウム錯体である請求項1〜11のいずれか1項に記載の発光性組成物。 The luminescent composition according to claim 1, wherein the luminescent dopant is an iridium complex. 基板、該基板上に、陽極、陰極、及び該両極間に、請求項1〜12のいずれか1項に記載の発光性組成物からなる発光層を少なくとも有する有機電界発光素子。 The organic electroluminescent element which has at least the light emitting layer which consists of a luminescent composition of any one of Claims 1-12 between a board | substrate and this board | substrate between an anode, a cathode, and this both electrodes. 下記式(Id)で表されるベンゾジフラン系誘導体:
Figure 2011148725
式中、R13〜R15及びR23〜R25はそれぞれ、重水素原子、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。
A benzodifuran derivative represented by the following formula (Id):
Figure 2011148725
In the formula, R 13 to R 15 and R 23 to R 25 each represent a deuterium atom, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group.
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