JP2012099593A - Organic light-emitting element - Google Patents

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Tetsuo Takahashi
哲生 高橋
Keiji Okinaka
啓二 沖中
Maki Okajima
麻紀 岡島
Yohei Iwasaki
洋平 岩▲崎▼
Hajime Muta
元 牟田
Minako Nakasu
三奈子 中須
Yosuke Nishide
洋祐 西出
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic blue color light-emitting element having a long continuous drive life, a high efficiency, and a high chromatic purity.SOLUTION: The organic light-emitting element operable to emit blue-color light comprises: an anode 2; a cathode 4; and an organic compound layer held between the anode and the cathode, and including at least a luminescent layer 3. The luminescent layer has a first host, a second host, and a guest. The second host is a compound represented by the general formula [1], or a compound resulting from a condensation between the compound represented by the general formula [1] and an aromatic ring selected from a group consisting of a benzene ring, a naphthalene ring, a phenalene ring, an anthracene ring, and a phenanthrene ring, and having seven benzene rings or less. The lowest triplet excitation energy of the second host is smaller than the lowest triplet excitation energy of the first host. In the luminescent layer, a material which is smallest in the lowest singlet excitation energy makes a luminescent material.

Description

本発明は、有機発光素子に関する。   The present invention relates to an organic light emitting device.

有機発光素子は、陽極と陰極との間に発光性有機化合物を含む薄膜を配置させてなる電子素子であり、陽極と陰極との間に電圧を印加し、正孔及び電子を注入することにより駆動する。ここで陽極及び陰極からそれぞれ注入された正孔及び電子が発光性有機化合物を含む薄膜内で再結合し、発光性有機化合物の励起状態を生成させ、発光性化合物の励起状態が基底状態に戻る際に、有機発光素子は光を放出する。   An organic light-emitting device is an electronic device in which a thin film containing a light-emitting organic compound is disposed between an anode and a cathode, and a voltage is applied between the anode and the cathode to inject holes and electrons. To drive. Here, holes and electrons injected from the anode and the cathode recombine in the thin film containing the luminescent organic compound to generate an excited state of the luminescent organic compound, and the excited state of the luminescent compound returns to the ground state. At the same time, the organic light emitting device emits light.

有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は、低印加電圧での高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能である。このことから、有機発光素子は広汎な用途への可能性が示唆されている。   Recent advances in organic light-emitting devices are remarkable, and their features are high brightness at low applied voltage, variety of emission wavelengths, high-speed response, thin and light-emitting devices. This suggests that the organic light emitting device has a wide range of uses.

しかしながら、フルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、特に、青色発光素子において、連続駆動を行うと経時的に発光効率が低下するという問題がある。また色純度や発光効率に関しても現状の素子では実用上十分でなく、さらなる性能改良が必要である。   However, when considering application to a full-color display or the like, there is a problem that the light emission efficiency decreases with time, particularly when a blue light emitting element is continuously driven. In addition, the current devices are not sufficient in terms of color purity and luminous efficiency, and further performance improvement is required.

有機発光素子の発光効率劣化の抑制に関して様々な提案がなされている。例えば、特許文献1には、発光層に、2種類のホストとゲスト(発光ドーパント)とを含む有機発光素子が開示されている。また特許文献1の有機発光素子において、第一のホスト成分としてモノマー状態及びアグリゲート状態の両方を形成することができる有機化合物が開示されている。さらに第二のホスト成分として実質的にピンホールのない連続膜を形成することができる有機化合物が開示されている。特許文献1に開示されている有機発光素子は、第一のホスト成分が低濃度の際は、材料同士が相互作用し合わない状態(モノマー状態)が支配的である。一方、第一のホスト成分を高濃度にするに従い、2以上の分子が相互作用することによって形成される状態(アグリゲート状態)が増加する。これに伴い、発光効率劣化の抑制度合いが大きくなることが特許文献1では報告されている。   Various proposals have been made regarding the suppression of the light emission efficiency of organic light emitting devices. For example, Patent Document 1 discloses an organic light-emitting device that includes two types of hosts and a guest (light-emitting dopant) in a light-emitting layer. Further, in the organic light emitting device of Patent Document 1, an organic compound capable of forming both a monomer state and an aggregate state as a first host component is disclosed. Furthermore, an organic compound capable of forming a continuous film substantially free of pinholes as the second host component is disclosed. In the organic light-emitting device disclosed in Patent Document 1, when the first host component is at a low concentration, the state where the materials do not interact with each other (monomer state) is dominant. On the other hand, as the first host component is increased in concentration, the state (aggregate state) formed by the interaction of two or more molecules increases. In connection with this, it is reported in patent document 1 that the suppression degree of luminous efficiency deterioration becomes large.

特許文献2では、発光効率劣化の原因として、発光層中の材料の励起状態を経由した、材料劣化が示唆されている。特に、励起状態の中でも、励起寿命の長い三重項励起状態からの材料劣化が示唆されている。三重項励起状態からの材料劣化の抑制を目的として、発光層として、ホスト及び130kJ/モル未満の最低三重項励起エネルギーレベルの安定剤を含むことを特徴とする素子が開示されている。一般的に最低三重項励起エネルギーが小さいほど三重項励起状態から基底状態への変換が速くなるため、その励起寿命は短くなる。これによって材料劣化の発生確率を下げられることが特許文献2では示唆されている。   Patent Document 2 suggests material deterioration via the excited state of the material in the light-emitting layer as a cause of light emission efficiency deterioration. In particular, material deterioration from a triplet excited state having a long excitation lifetime is suggested among the excited states. For the purpose of suppressing material deterioration from a triplet excited state, a device including a host and a stabilizer having a lowest triplet excitation energy level of less than 130 kJ / mol as a light emitting layer is disclosed. In general, the lower the triplet excitation energy, the faster the conversion from the triplet excited state to the ground state, and the shorter the excitation lifetime. Patent Document 2 suggests that the probability of occurrence of material deterioration can be lowered by this.

特開2003−347058号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-347058 特開2003−317967号公報JP 2003-317967 A

しかし、特許文献1にて開示されている有機発光素子では、第一のホスト成分が低濃度の青色有機発光素子においては発光効率劣化の抑制が十分ではなかった。また特許文献1にて開示されている有機発光素子において、第一のホスト成分は、平面幾何学的基準を満たし、分子間相互作用を起こしやすい構造である。このため、第一のホスト成分を高濃度にするに従い、2以上の第一のホスト成分の分子が相互作用を起こすことで発光の長波長化が起こり、色純度の高い青色が得られないという問題があった。   However, in the organic light emitting device disclosed in Patent Document 1, the deterioration of the light emission efficiency is not sufficiently suppressed in the blue organic light emitting device having a low concentration of the first host component. In the organic light-emitting device disclosed in Patent Document 1, the first host component has a structure that satisfies the plane geometric standard and easily causes intermolecular interaction. For this reason, as the first host component is increased in concentration, two or more molecules of the first host component interact with each other, resulting in longer wavelengths of light emission, and blue having high color purity cannot be obtained. There was a problem.

一方、特許文献2にて開示されている有機発光素子において、最低三重項励起エネルギーレベルが130kJ/モル未満の安定剤は、その極めて低い最低三重項励起エネルギーから、最低一重項励起エネルギーも小さくなる傾向がある。このため、青色発光材料と共に発光層に混合させると、安定剤の長波長発光により色純度が低下したり、極端に発光効率が低減したりするという問題があった。   On the other hand, in the organic light-emitting device disclosed in Patent Document 2, a stabilizer having a lowest triplet excitation energy level of less than 130 kJ / mol has a lower minimum singlet excitation energy due to its extremely low lowest triplet excitation energy. Tend. For this reason, when it mixes with the light emitting layer with a blue light emitting material, there existed a problem that color purity fell by long wavelength light emission of a stabilizer, or luminous efficiency reduced extremely.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、連続駆動寿命の長い、高効率で、色純度の高い青色有機発光素子を提供することである。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a blue organic light-emitting device having a long continuous drive life, a high efficiency and a high color purity.

本発明者等は、有機発光素子を構成する発光層において生じる材料劣化の発生過程を詳細に検討することにより、発光効率劣化を抑制する方法を見出し、本発明に至った。   The inventors of the present invention have found a method for suppressing the deterioration of light emission efficiency by studying in detail the process of material deterioration occurring in the light emitting layer constituting the organic light emitting element, and have reached the present invention.

本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
前記発光層に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有し、
青色発光する有機発光素子であって、
前記第二ホストが、下記一般式[1]で示される化合物又は下記一般式[1]で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環、フェナントレン環から選択される芳香環が縮合してなるベンゼン環数が7環以下の化合物(ベンゾ[c]フェナンスレンの1位及び12位の炭素が同一の炭素と結合する化合物を除く。)であり、
前記第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さく、
前記発光層において、最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であることを特徴とする。
The organic light-emitting device of the present invention comprises an anode, a cathode,
An organic compound layer sandwiched between the anode and the cathode and including at least a light emitting layer, and
The light emitting layer has a first host, a second host, and a guest,
An organic light emitting device emitting blue light,
The second host is a compound represented by the following general formula [1] or a compound represented by the following general formula [1] condensed with an aromatic ring selected from a benzene ring, a naphthalene ring, a phenalene ring, an anthracene ring, and a phenanthrene ring. A compound having 7 or less benzene rings (excluding compounds in which the 1st and 12th carbons of benzo [c] phenanthrene are bonded to the same carbon),
The lowest triplet excitation energy of the second host is less than the lowest triplet excitation energy of the first host;
In the light emitting layer, the material having the lowest singlet excitation energy is a light emitting material.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

本発明によれば、連続駆動寿命の長い、高効率で、色純度の高い青色有機発光素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a blue organic light emitting element with a long continuous drive life, high efficiency, and high color purity can be provided.

本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図であり、(a)は、第一の実施形態を示す模式図であり、(b)は、第二の実施形態を示す模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the example of embodiment in the organic light emitting element of this invention, (a) is a schematic diagram which shows 1st embodiment, (b) is a schematic diagram which shows 2nd embodiment. It is. 発光層に含まれる構成材料のエネルギー関係と、励起状態の生成から基底状態へ戻るまでの過程を表す図である。It is a figure showing the energy relationship of the constituent material contained in a light emitting layer, and the process from the production | generation of an excited state to returning to a ground state. 縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーの平均値を示すグラフである。It is a graph which shows the average value of the lowest singlet excitation energy with respect to the total number of benzene rings of a condensed polycyclic aromatic compound. 全ベンゼン環数が6又は7の縮合多環芳香族化合物における各化合物が有する最低一重項励起エネルギーの個数分布を示すグラフである。It is a graph which shows the number distribution of the lowest singlet excitation energy which each compound has in the condensed polycyclic aromatic compound whose total benzene ring number is 6 or 7. 化合物2の1H−NMR(CDCl3)チャートを示す図である。 1 is a diagram showing a 1 H-NMR (CDCl 3 ) chart of Compound 2. FIG. 実施例1、比較例1で作製した有機EL素子のELスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the EL spectrum of the organic EL element produced in Example 1 and the comparative example 1. FIG. 比較例2で作製した有機EL素子のELスペクトルを示す図である。6 is a diagram showing an EL spectrum of an organic EL element produced in Comparative Example 2. FIG.

本発明の有機発光素子は、一対の電極、即ち、陽極と陰極と、前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成される。尚、本発明は、青色発光する有機発光素子に関する。   The organic light-emitting device of the present invention includes a pair of electrodes, that is, an anode and a cathode, and an organic compound layer that is sandwiched between the anode and the cathode and includes at least a light-emitting layer. The present invention relates to an organic light emitting device that emits blue light.

以下、図面を参照しながら、本発明の有機発光素子について説明する。図1は、本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。尚、図1において、(a)は、第一の実施形態を示し、(b)は、第二の実施形態を示す。   Hereinafter, the organic light-emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of the organic light-emitting device of the present invention. In FIG. 1, (a) shows the first embodiment, and (b) shows the second embodiment.

図1(a)の有機発光素子11は、基板1上に、陽極2、ホール輸送層5、発光層3、電子輸送層6及び陰極4が順次設けられている。これはキャリア輸送機能と発光機能とを分離したものであり、ホールと電子との再結合領域は発光層内にある。また図1(a)の有機発光素子11は、ホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した材料を適時組み合わせて素子を作製することができる。このため極めて材料選択の自由度が増すと共に、発光波長を異にする複数種の材料を使用することができる。このため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層3に各キャリア又は励起子を有効に閉じこめて、発光効率の向上を図ることも可能になる。   In the organic light emitting device 11 in FIG. 1A, an anode 2, a hole transport layer 5, a light emitting layer 3, an electron transport layer 6 and a cathode 4 are sequentially provided on a substrate 1. This is a separation of the carrier transport function and the light emitting function, and the recombination region of holes and electrons is in the light emitting layer. In addition, the organic light emitting device 11 in FIG. 1A can be manufactured by combining materials having hole transporting properties, electron transporting properties, and light emitting properties in a timely manner. For this reason, the freedom of material selection is greatly increased, and a plurality of types of materials having different emission wavelengths can be used. For this reason, diversification of emission hues becomes possible. Further, it is possible to effectively confine each carrier or exciton in the central light emitting layer 3 to improve the light emission efficiency.

図1(b)の有機発光素子12は、図1(a)の有機発光素子11において、陽極2とホール輸送層5との間にホール注入層7が挿入されている。ホール注入層7の挿入は、陽極2とホール輸送層5との間の密着性やホール注入性の改善に効果があるため、低電圧化に効果的である。   In the organic light emitting device 12 in FIG. 1B, the hole injection layer 7 is inserted between the anode 2 and the hole transport layer 5 in the organic light emitting device 11 in FIG. The insertion of the hole injection layer 7 is effective in lowering the voltage because it is effective in improving the adhesion between the anode 2 and the hole transport layer 5 and the hole injection property.

ただし本発明の有機発光素子は、発光層3あるいは発光機能を有する層を有してさえいれば図1(a)、(b)の構成に限定されるものではない。ここで発光機能を有する層として、例えば、ホール輸送層5、電子輸送層6等が挙げられる。   However, the organic light-emitting device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIGS. 1A and 1B as long as it has the light-emitting layer 3 or the layer having a light-emitting function. Here, examples of the layer having a light emitting function include a hole transport layer 5 and an electron transport layer 6.

また本発明の有機発光素子においては、電子輸送層の一種であるホールブロック層を、発光層3と電子輸送層6との間に挿入してもよい。特に、HOMOエネルギーの低い材料をホールブロック層に含ませることにより、発光層3から陰極4側へホールが移動するのを抑制することができるため、発光効率の向上に効果的な構成である。   In the organic light emitting device of the present invention, a hole blocking layer, which is a kind of electron transport layer, may be inserted between the light emitting layer 3 and the electron transport layer 6. In particular, by including a material with low HOMO energy in the hole blocking layer, it is possible to suppress the movement of holes from the light emitting layer 3 to the cathode 4 side, which is an effective configuration for improving the light emission efficiency.

本発明の有機発光素子は、発光層3(あるいは発光機能を有する層)に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有する。また本発明の有機発光素子において、発光層に含まれる材料については以下の(i)及び(ii)の関係が成り立っている。
(i)第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さいこと
(ii)最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であること
The organic light emitting device of the present invention has a first host, a second host, and a guest in the light emitting layer 3 (or a layer having a light emitting function). In the organic light emitting device of the present invention, the following relationships (i) and (ii) are established for the materials contained in the light emitting layer.
(I) The lowest triplet excitation energy of the second host is smaller than the lowest triplet excitation energy of the first host. (Ii) The material having the lowest lowest singlet excitation energy is a light emitting material.

上記(i)の関係が成り立つことにより、三重項励起子の生成によって生じる第一ホストの劣化を防ぐことができる。また上記(ii)の関係が成り立つことにより、最低一重項励起エネルギーが選択的に発光材料へ移動するため、発光材料由来の発光を色純度が良好な状態で取り出すことができる。以下、各材料について順を追って説明する。   By satisfying the relationship (i) above, it is possible to prevent deterioration of the first host caused by the generation of triplet excitons. In addition, since the relationship (ii) is satisfied, the lowest singlet excitation energy is selectively transferred to the light emitting material, and thus light emission derived from the light emitting material can be extracted with good color purity. Hereinafter, each material will be described in order.

本発明において、第一ホストとは、発光層3(あるいは発光機能を有する層)において生じ得る構成材料の結晶化を阻害する材料であり、母骨格に置換基を有する材料であることが好ましい。これによって、ガラス転移温度の高い安定なアモルファス性の発光層3を形成することができると共に、発光層の結晶化による電極間の短絡等を防ぐことができる。   In the present invention, the first host is a material that inhibits crystallization of a constituent material that may occur in the light-emitting layer 3 (or a layer having a light-emitting function), and is preferably a material having a substituent in the mother skeleton. As a result, a stable amorphous light emitting layer 3 having a high glass transition temperature can be formed, and a short circuit between electrodes due to crystallization of the light emitting layer can be prevented.

本発明において、第一ホストは、ベンゼン環を縮合してなる主骨格を有する化合物であって、この主骨格が4つのベンゼン環を縮合してなる骨格(3つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。)である化合物であることが好ましい。ここで主骨格とは、単結合で結ばれた複数の骨格によって形成された化合物において、最も最低一重項励起エネルギーが小さい骨格をいう。   In the present invention, the first host is a compound having a main skeleton formed by condensing a benzene ring, and the main skeleton is a skeleton formed by condensing four benzene rings (three or more benzene rings are linearly formed). It is preferable that it is a compound which is except when condensing. Here, the main skeleton refers to a skeleton having the lowest lowest singlet excitation energy in a compound formed by a plurality of skeletons connected by a single bond.

以上のように定義される第一ホストが好ましい理由を以下に述べる。4つのベンゼン環を縮合してなる主骨格を有する化合物は、青色発光層のホストとして適切な最低一重項励起エネルギーを有するため好ましい。ただし、この主骨格中に3つ以上のベンゼン環が直線的に縮合してなる骨格、即ち、部分構造としてアントラセンが含まれる主骨格を有する化合物は、最低三重項励起エネルギーが極めて低くなりやすいため好ましくない。   The reason why the first host defined as described above is preferable will be described below. A compound having a main skeleton formed by condensing four benzene rings is preferable because it has the lowest singlet excitation energy suitable as a host of the blue light-emitting layer. However, a skeleton formed by linearly condensing three or more benzene rings in this main skeleton, that is, a compound having a main skeleton containing anthracene as a partial structure, tends to have extremely low minimum triplet excitation energy. It is not preferable.

一方、3つのベンゼン環を縮合して成る骨格である、アントラセン、フェナンスレンを主骨格とする化合物は、第一ホストとして好ましくない。なぜなら、アントラセンは著しく最低三重項励起エネルギーが低いために、第二ホストより最低三重項励起エネルギーが低くなりやすく、第二ホストとの組み合わせが難しいからである。また、フェナンスレンは最低一重項励起エネルギーが極めて大きく、ホール輸送層5や、電子輸送層6に用いられる材料よりも最低一重項励起エネルギーが大きくなりやすい。そのため、最低一重項励起状態の第一ホストから、ホール輸送層5や電子輸送層6に用いられる材料へエネルギー移動しやすく、発光効率の低下を招きやすいためである。   On the other hand, a compound having a main skeleton of anthracene and phenanthrene, which is a skeleton formed by condensing three benzene rings, is not preferable as the first host. This is because anthracene has a remarkably low minimum triplet excitation energy, so that the lowest triplet excitation energy tends to be lower than that of the second host, and it is difficult to combine with the second host. In addition, phenanthrene has an extremely large minimum singlet excitation energy, and the minimum singlet excitation energy tends to be larger than materials used for the hole transport layer 5 and the electron transport layer 6. Therefore, energy is easily transferred from the first host in the lowest singlet excited state to the materials used for the hole transport layer 5 and the electron transport layer 6, and the light emission efficiency is likely to be lowered.

他方、5つ以上のベンゼン環を縮合して成る骨格を主骨格とする化合物は、その最低一重項励起エネルギーが青色発光材料として要求される最低一重項励起エネルギーよりも低くなりやすいため、第一ホストとして好ましくない。   On the other hand, a compound having a skeleton formed by condensing five or more benzene rings as a main skeleton tends to have a minimum singlet excitation energy lower than a minimum singlet excitation energy required as a blue light-emitting material. It is not preferable as a host.

特に、上述した4つのベンゼン環を縮合して成る主骨格(3つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。)のうち、好ましくは、ピレン及びベンゾ[c]フェナンスレンである。下記表1に示すように、4つのベンゼン環を縮合して成る主骨格(3つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。)のうち、ピレン及びベンゾ[c]フェナンスレンが、最低一重項励起エネルギーが3.3eV乃至3.7eVの範囲であるからである。   In particular, among the main skeleton formed by condensing the four benzene rings described above (except when three or more benzene rings are linearly condensed), pyrene and benzo [c] phenanthrene are preferable. As shown in Table 1 below, pyrene and benzo [c] phenanthrene are the lowest in the main skeleton formed by condensing four benzene rings (except when three or more benzene rings are condensed linearly). This is because the singlet excitation energy is in the range of 3.3 eV to 3.7 eV.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

この範囲は、ホストの主骨格として特に適切な最低一重項励起エネルギーの範囲である。尚、表1に示される最低一重項励起エネルギーは、溶液中における各骨格の吸収極大波長のうち最も長波長のものを示すものである。ここで吸収極大波長は文献値(化学便覧改定4版)を参照したものである。一方、各骨格の吸収スペクトルを測定する際に用いた溶媒は、ピレンとトリフェニレンにはメタノール、ベンゾ[c]フェナンスレンにはエタノール、クリセンにはシクロヘキサンである。   This range is a range of the lowest singlet excitation energy particularly suitable as the main skeleton of the host. The lowest singlet excitation energy shown in Table 1 indicates the longest wavelength among the absorption maximum wavelengths of the skeletons in the solution. Here, the absorption maximum wavelength refers to a literature value (Chemical Handbook revision 4th edition). On the other hand, the solvent used for measuring the absorption spectrum of each skeleton is methanol for pyrene and triphenylene, ethanol for benzo [c] phenanthrene, and cyclohexane for chrysene.

本発明の有機発光素子を構成する発光層3(あるいは発光機能を有する層)に含まれる第一ホストとしては、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。ただし本発明はこれに限定されるものではない。   As a 1st host contained in the light emitting layer 3 (or layer which has a light emission function) which comprises the organic light emitting element of this invention, the compound shown below is mentioned, for example. However, the present invention is not limited to this.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

本発明において、第二ホストとは、特定の構造を有する縮合多環炭化水素化合物である。具体的には、下記一般式[1]で示される化合物又は下記一般式[1]で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環及びフェナントレン環から選択されるいずれか1つの芳香環が縮合してなるベンゼン環数が7環以下の化合物である。   In the present invention, the second host is a condensed polycyclic hydrocarbon compound having a specific structure. Specifically, the compound represented by the following general formula [1] or the compound represented by the following general formula [1] is any one fragrance selected from a benzene ring, a naphthalene ring, a phenalene ring, an anthracene ring and a phenanthrene ring. It is a compound having 7 or less benzene rings formed by condensation of rings.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

ただし、本発明においては、上記縮合によりベンゾ[c]フェナンスレン骨格の1位及び12位の炭素が同一の炭素と結合する化合物になる場合は除かれる。   However, in the present invention, the case where the 1st and 12th carbons of the benzo [c] phenanthrene skeleton are combined with the same carbon by the above condensation is excluded.

尚、第二ホストは、置換基を有さない縮合多環芳香族炭化水素である。ここで、第二ホストは、化合物を構成する炭素が全てsp2炭素である化合物である。一般的に、置換基と母骨格とをつなぐ炭素−炭素結合(単結合)よりも、縮合多環芳香族炭化水素を形成する炭素−炭素結合の方が結合解離エネルギーは高い。このため、第二ホストは、一般的な母骨格に置換基を有する材料に比べて、結合解離に対して耐性のある材料である。 The second host is a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon having no substituent. Here, the second host is a compound in which all carbons constituting the compound are sp 2 carbons. In general, the bond-dissociation energy of the carbon-carbon bond forming the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon is higher than that of the carbon-carbon bond (single bond) connecting the substituent and the mother skeleton. Therefore, the second host is a material that is more resistant to bond dissociation than a material having a substituent in a general mother skeleton.

本発明においては、第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーよりも小さくする必要がある。これにより、図2にて示される第一ホストから第二ホストへのエネルギー移動が速やかに起こるので、第一ホストよりも第二ホストの方が三重項励起状態となる確率が高くなる。また上述したように、置換基を有さない第二ホストは、第一ホストよりも結合解離に耐性があるので、無輻射失活して基底状態に戻りやすい。このため、効果的に結合解離に伴う材料の劣化を抑制することができる。   In the present invention, the lowest triplet excitation energy of the second host needs to be smaller than the lowest triplet excitation energy of the first host. As a result, energy transfer from the first host to the second host shown in FIG. 2 occurs promptly, so that the second host is more likely to be in a triplet excited state than the first host. Further, as described above, the second host having no substituent is more resistant to bond dissociation than the first host, and thus is easily deactivated without radiation and returns to the ground state. For this reason, deterioration of the material accompanying bond dissociation can be suppressed effectively.

一方、第一ホスト及び第二ホストが一重項励起状態になっている場合は、励起エネルギーが発光材料へ移動するので、一重項励起状態の発光材料を効率よく生成することができる。ここで、一重項励起状態の発光材料は、基底状態に戻るときに発光(蛍光)が行われる。   On the other hand, when the first host and the second host are in a singlet excited state, the excitation energy moves to the light emitting material, so that a light emitting material in a singlet excited state can be efficiently generated. Here, the light emitting material in the singlet excited state emits light (fluorescence) when returning to the ground state.

ところで、第二ホストは、下記式[1]に示されるように、ベンズ[c]フェナンスレンあるいはベンズ[c]フェナンスレンに特定の芳香環が特定の位置に縮合してなる縮合多環芳香族炭化水素化合物である。   By the way, as shown in the following formula [1], the second host is benz [c] phenanthrene or condensed polycyclic aromatic hydrocarbon formed by condensing a specific aromatic ring at a specific position with benz [c] phenanthrene. A compound.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

上記式に示されるベンゾ[c]フェナンスレンは、1位の炭素と12位の炭素とが近い位置にあるために、それぞれの炭素に結合する水素原子は互いに反発しあうことになる。この水素原子同士の反発によって、ベンゾ[c]フェナンスレンは、その全体構造に三次元的なねじれが生じている。この三次元的なねじれが立体障害と同様の効果を生じるために、分子同士の相互作用によって生じるエキシマー発光等の発光波長の長波長化を抑制しやすい。またこの三次元的なねじれは、材料の結晶化を抑制する効果もある。   In the benzo [c] phenanthrene represented by the above formula, the carbon at the 1st position and the carbon at the 12th position are close to each other, so that hydrogen atoms bonded to the respective carbons repel each other. Due to the repulsion between hydrogen atoms, benzo [c] phenanthrene has a three-dimensional twist in its entire structure. Since this three-dimensional twist produces the same effect as steric hindrance, it is easy to suppress an increase in emission wavelength such as excimer emission caused by the interaction between molecules. This three-dimensional twist also has the effect of suppressing crystallization of the material.

一方、全体構造に三次元的なねじれが生じていない平面性の高い縮合多環炭化水素化合物は、材料の結晶化を引き起こしやすいことに加え、π電子雲が重なり合うことで分子間相互作用を引き起こしやすい。このため平面性の高い縮合多環炭化水素化合物は、発光層中の濃度を高くするに従い、蒸着可能な分子量という条件下では、発光が青色よりも長波長化しやすくなる。このため色純度の高い青色発光を得ることが難しくなる。   On the other hand, condensed polycyclic hydrocarbon compounds with high planarity that do not have a three-dimensional twist in the overall structure tend to cause crystallization of materials, and also cause intermolecular interactions due to overlapping of π electron clouds. Cheap. For this reason, the condensed polycyclic hydrocarbon compound having high planarity is likely to emit light longer than blue light under the condition of a molecular weight that can be deposited as the concentration in the light emitting layer is increased. For this reason, it becomes difficult to obtain blue light emission with high color purity.

ここで上述した三次元的なねじれ構造は、ベンゾ[c]フェナンスレンに、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環及びフェナントレン環から選択される芳香環を特定の位置に縮合してなる化合物も有している。ただし、ベンゾ[c]フェナンスレン骨格の1位及び12位の炭素が同一の炭素と結合する化合物は、上述した三次元的なねじれ構造がない極めて平面性の高い化合物となる。例えば、下記式[2]で示されるアンタントレンや、下記式[3]で示されるベンゾ[ghi]ペリレンは、化合物の平面性は極めて高い。   The three-dimensional twisted structure described above is a compound obtained by condensing an aromatic ring selected from a benzene ring, a naphthalene ring, a phenalene ring, an anthracene ring and a phenanthrene ring at a specific position with benzo [c] phenanthrene. Have. However, a compound in which the 1st and 12th carbons of the benzo [c] phenanthrene skeleton are bonded to the same carbon is a compound having an extremely high planarity without the above-described three-dimensional twisted structure. For example, anthanthrene represented by the following formula [2] and benzo [ghi] perylene represented by the following formula [3] have extremely high planarity of the compound.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

また本発明において、第二ホストは、全ベンゼン環数が7以下の縮合多環芳香族化合物である。その理由を以下に述べる。   In the present invention, the second host is a condensed polycyclic aromatic compound having a total benzene ring number of 7 or less. The reason is described below.

図3は、本発明において第二ホストとしての構造的要件を満たす縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーの平均値を示すグラフである。図3のグラフより、全ベンゼン環数が多くなる従い、最低一重項励起エネルギーの平均値が小さくなっている。   FIG. 3 is a graph showing the average value of the lowest singlet excitation energy with respect to the total number of benzene rings of the condensed polycyclic aromatic compound satisfying the structural requirements as the second host in the present invention. From the graph of FIG. 3, as the total number of benzene rings increases, the average value of the lowest singlet excitation energy decreases.

図4は、全ベンゼン環数が6又は7の縮合多環芳香族化合物における各化合物が有する最低一重項励起エネルギーの個数分布を示すグラフである。尚、図4において、白棒は、全ベンゼン環数が6の縮合多環芳香族化合物であり、黒棒は、全ベンゼン環数が7の縮合多環芳香族化合物である。   FIG. 4 is a graph showing the number distribution of the lowest singlet excitation energy of each compound in the condensed polycyclic aromatic compound having 6 or 7 total benzene rings. In FIG. 4, the white bar is a condensed polycyclic aromatic compound having 6 total benzene rings, and the black bar is a condensed polycyclic aromatic compound having 7 total benzene rings.

図3及び図4を見ると、全ベンゼン環数が6の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約3.1eVである。一方、全ベンゼン環数が7の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約2.9eVである。ここで図3の傾向を考慮すると、全ベンゼン環数が8の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約2.7eVと予測される。一方、青色発光材料の最低一重項励起エネルギーは一般的に2.9eV程度であることを考慮すると、発光層の第二ホストとして本発明の有機発光素子に含まれる縮合多環芳香族化合物は、全ベンゼン環数が7以下にするのが望ましいといえる。   3 and 4, the average of the lowest singlet excitation energy of the condensed polycyclic aromatic compound having 6 total benzene rings is about 3.1 eV. On the other hand, the average of the lowest singlet excitation energy of the condensed polycyclic aromatic compound having 7 total benzene rings is about 2.9 eV. Considering the tendency of FIG. 3, the average of the lowest singlet excitation energy of the condensed polycyclic aromatic compound having 8 total benzene rings is predicted to be about 2.7 eV. On the other hand, considering that the minimum singlet excitation energy of the blue light emitting material is generally about 2.9 eV, the condensed polycyclic aromatic compound contained in the organic light emitting device of the present invention as the second host of the light emitting layer is: It can be said that the total number of benzene rings is preferably 7 or less.

なぜなら第二ホストである縮合多環芳香族化合物を、全ベンゼン環数が7以下の縮合多環炭化水素化合物とすることにより、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、青色発光をする発光材料の最低一重項励起エネルギーよりも低くなりにくくなる。このため、第二ホスト自体が発光することによって生じる色純度の低下や、発光効率の低減を抑制することができる。   Because the condensed polycyclic aromatic compound that is the second host is a condensed polycyclic hydrocarbon compound having a total number of benzene rings of 7 or less, the lowest singlet excitation energy of the second host is a light emitting material that emits blue light. It becomes difficult to become lower than the lowest singlet excitation energy. For this reason, it is possible to suppress a decrease in color purity and a decrease in luminous efficiency caused by the second host itself emitting light.

ただし、図3及び図4に用いた、本発明において第二ホストとしての構造的要件を満たす縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーは、以下の計算手法を利用して求めた。   However, the minimum singlet excitation energy with respect to the total number of benzene rings of the condensed polycyclic aromatic compound satisfying the structural requirements as the second host in the present invention used in FIGS. 3 and 4 is calculated using the following calculation method. Asked.

(a)構造最適化
密度汎関数法(DFT)
汎関数:B3LYP
基底関数:6−31G*
(b)S1(吸収)励起エネルギー
時間依存密度汎関数法(TDDFT)
密度汎関数法(DFT)
汎関数:B3LYP
基底関数:6−31G*
(A) Structure optimized density functional theory (DFT)
Functional: B3LYP
Basis function: 6-31G *
(B) S 1 (absorption) excitation energy time-dependent density functional theory (TDDFT)
Density functional theory (DFT)
Functional: B3LYP
Basis function: 6-31G *

(ソフト等)
ソフト:Gaussian 03,Revision E.01:
Gaussian 03,Revision E.01,
M.J.Frisch,G.W.Trucks,H.B.Schlegel,G.E.Scuseria,M.A.Robb,J.R.Cheeseman,J.A.Montgomery,JR.,T.Vreven,K.N.Kudin,J.C.Burant,J.M.Millam,S.S.Iyengar,J.Tomasi,V.Barone,B.Mennucci,M.Cossi,G.Scalmani,N.Rega,G.A.Petersson,H.Nakatsuji,M.Hada,M.Ehara,K.Toyota,R.Fukuda,J.Hasegawa,M.Ishida,T.Nakajima,Y.Honda,O.Kitao,H.Nakai,M.Klene,X.Li,J.E.Knox,H.P.Hratchian,J.B.Cross,V.Bakken,C.Adamo,J.Jaramillo,R.Gomperts,R.E.Stratmann,O.Yazyev,A.J.Austin,R.Cammi,C.Pomelli,J.W.Ochterski,P.Y.Ayala,K.Morokuma,G.A.Voth,P.Salvador,J.J.Dannenberg,V.G.Zakrzewski,S.Dapprich,A.D.Daniels,M.C.Strain,O.Farkas,D.K.Malick,A.D.Rabuck,K.Raghavachari,J.B.Foresman,J.V.Ortiz,Q.Cui,A.G.Baboul,S.Clifford,J.Cioslowski,B.B.Stefanov,G.Liu,A.Liashenko,P.Piskorz,I.Komaromi,R.L.Martin,D.J.Fox,T.Keith,M.A.Al−Laham,C.Y.Peng,A.Nanayakkara,M.Challacombe,P.M.W.Gill,B.Johnson,W.Chen,M.W.Wong,C.Gonzalez,and J.A.Pople,Gaussian,Inc.,Wallingford CT,2004.
(Software etc.)
Software: Gaussian 03, Revision E. 01:
Gaussian 03, Revision E .; 01,
M.M. J. et al. Frisch, G.M. W. Trucks, H.C. B. Schlegel, G.M. E. Scuseria, M .; A. Robb, J .; R. Cheeseman, J. et al. A. Montgomery, JR. , T. Vreven, K.M. N. Kudin, J .; C. Burant, J .; M.M. Millam, S.M. S. Iyengar, J. et al. Tomasi, V.M. Barone, B.M. Mennucci, M .; Cossi, G .; Scalmani, N.M. Rega, G .; A. Petersson, H.C. Nakatsuji, M .; Hada, M .; Ehara, K .; Toyota, R.A. Fukuda, J. et al. Hasegawa, M .; Ishida, T .; Nakajima, Y .; Honda, O .; Kitao, H .; Nakai, M .; Klene, X .; Li, J. et al. E. Knox, H .; P. Hratchian, J. et al. B. Cross, V.M. Bakken, C.I. Adamo, J .; Jaramillo, R.A. Gomperts, R.M. E. Stratmann, O.M. Yazyev, A .; J. et al. Austin, R.A. Cammi, C.I. Pomeri, J .; W. Ochterski, P.M. Y. Ayala, K .; Morokuma, G .; A. Voth, P.M. Salvador, J .; J. et al. Dannenberg, V.M. G. Zakrzewski, S .; Dapprich, A.D. D. Daniels, M.M. C. Strain, O .; Farkas, D.C. K. Malick, A.M. D. Rabuck, K.M. Raghavachari, J. et al. B. Foresman, J.M. V. Ortiz, Q. Cui, A .; G. Baboul, S.M. Cliffford, J. et al. Cioslowski, B.M. B. Stefanov, G.M. Liu, A .; Liashenko, P.A. Piskorz, I .; Komaromi, R.A. L. Martin, D.M. J. et al. Fox, T.M. Keith, M.C. A. Al-Laham, C.I. Y. Peng, A.M. Nanayakara, M .; Challacombe, P.M. M.M. W. Gill, B.M. Johnson, W.M. Chen, M.C. W. Wong, C.I. Gonzalez, and J.M. A. Pople, Gaussian, Inc. , Wallingford CT, 2004.

また、ベンゾ[c]フェナンスレン自体が立体的ねじれ構造を形成しても、ベンゾ[c]フェナンスレンに多くの芳香環が縮合すれば、分子内の平面部分の面積が大きくなってしまい、発光波長の長波化を招きやすくなる。これを考慮しても発光層の第二ホストとして本発明の有機発光素子に含まれる縮合多環芳香族化合物は、全ベンゼン環数が7以下にするのが望ましいといえる。   Even if benzo [c] phenanthrene itself forms a three-dimensional twisted structure, if many aromatic rings are condensed with benzo [c] phenanthrene, the area of the planar portion in the molecule becomes large, and the emission wavelength is reduced. It becomes easy to invite long wave. Considering this, it can be said that the condensed polycyclic aromatic compound contained in the organic light emitting device of the present invention as the second host of the light emitting layer preferably has a total number of benzene rings of 7 or less.

ところでベンゾ[c]フェナンスレンに芳香環を縮合させる場合、縮合される芳香環と芳香環の縮合に関与すると想定されるベンゾ[c]フェナンスレン骨格中の炭素との関係は、下記表2に示される通りである。   By the way, when an aromatic ring is condensed to benzo [c] phenanthrene, the relationship between the condensed aromatic ring and carbon in the benzo [c] phenanthrene skeleton assumed to be involved in the condensation of the aromatic ring is shown in Table 2 below. Street.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

表2に示されるように、第二ホストとして使用される化合物の中には、ベンゾ[c]フェナンスレンとフェナレン環とが縮合してなる化合物が含まれる。ここでベンゾ[c]フェナンスレンとフェナレン環とが縮合する場合、下記式[4]で示されるフェナレン環は、少なくとも1位の炭素が当該縮合に関与しなければならない。   As shown in Table 2, the compound used as the second host includes a compound formed by condensation of benzo [c] phenanthrene and a phenalene ring. Here, when the benzo [c] phenanthrene and the phenalene ring are condensed, at least the 1-position carbon in the phenalene ring represented by the following formula [4] must participate in the condensation.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

本発明において、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、第一ホストの最低一重項励起エネルギーより大きいことが好ましい。これにより、第一ホストにてホールと電子とが再結合することで第1ホスト内において発生した一重項励起状態の励起エネルギーが第二ホストへエネルギー移動しにくくなる。つまり、第二ホストが一重項励起状態になりにくくなる。これによって、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができ、色純度の高い青色を取り出すことができる。ここでエキシマー発光とは、一重項励起状態にある化合物と基底状態にある同種の化合物とが相互作用することで生じる光をいうものである。またエキシマー発光の光は、一重項励起状態にある化合物が基底状態に戻る際に発する光よりも長波長であるという特徴がある。   In the present invention, the lowest singlet excitation energy of the second host is preferably larger than the lowest singlet excitation energy of the first host. This makes it difficult for the excitation energy in the singlet excited state generated in the first host to transfer energy to the second host due to recombination of holes and electrons in the first host. That is, the second host is unlikely to be in a singlet excited state. Thereby, excimer emission from the second host can be suppressed, and blue with high color purity can be extracted. Here, excimer light emission refers to light generated by the interaction between a compound in a singlet excited state and the same kind of compound in a ground state. In addition, excimer emission light has a characteristic that it has a longer wavelength than light emitted when a compound in a singlet excited state returns to the ground state.

また本発明においては、第二ホストのHOMO(最高被占軌道)エネルギーが、第一ホストのHOMOエネルギーより低く、かつ第二ホストのLUMO(最低空軌道)エネルギーが、第一ホストのLUMOエネルギーよりも高いことが好ましい。これにより、第二ホストよりも第一ホストの方に正孔及び電子が存在しやすくなるので、第二ホストよりも第一ホストにおいて正孔と電子とが再結合する確率が大きくなる。この結果、第二ホストが一重項励起状態になりにくくなるため、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができるので、色純度の高い青色を得ることができる。   In the present invention, the HOMO (maximum occupied orbit) energy of the second host is lower than the HOMO energy of the first host, and the LUMO (lowest orbital) energy of the second host is lower than the LUMO energy of the first host. Is preferably high. Thereby, since holes and electrons are more likely to exist in the first host than in the second host, the probability of recombination of holes and electrons in the first host is greater than in the second host. As a result, since the second host is less likely to be in a singlet excited state, excimer emission from the second host can be suppressed, and blue with high color purity can be obtained.

第二ホストとして使用される縮合多環炭化水素として、例えば、以下の構造式で示される材料が挙げられる。ただし本発明は、これらに限定するものではない。   Examples of the condensed polycyclic hydrocarbon used as the second host include materials represented by the following structural formulas. However, the present invention is not limited to these.

Figure 2012099593

Figure 2012099593

Figure 2012099593
Figure 2012099593

Figure 2012099593

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尚、以上に示された例示化合物は、下記表3に示されるように、特に、色純度、結晶化の抑制及び発光波長の長波長化を抑制した青色発光の出力のいずれかにおいて優れている。   In addition, as shown in Table 3 below, the exemplified compounds shown above are particularly excellent in any of color purity, suppression of crystallization, and output of blue light emission that suppresses longer emission wavelength. .

Figure 2012099593
Figure 2012099593

表3において、グループ1の化合物は、青色有機発光素子のホストとして適した一重項励起エネルギーを有し、第二ホストとして好ましい。これによって、発光材料の一重項励起エネルギーの大きな発光材料との組み合わせが可能になり、より色純度の高い青色を得るのに有利である。   In Table 3, the compound of group 1 has singlet excitation energy suitable as a host of a blue organic light emitting device, and is preferable as a second host. This enables a combination with a light emitting material having a large singlet excitation energy of the light emitting material, which is advantageous for obtaining a blue color with higher color purity.

表3において、グループ2の化合物は、分子内にアントラセン骨格を含んでいるため、最低三重項励起エネルギーが小さく、第二ホストとして好ましい。これによって、最低三重項励起エネルギーが小さい第一ホストとの組み合わせが可能になる。特に、グループ2の化合物については、安定なアモルファス性の層を形成するのに適したピレン骨格を有する第一ホストと組み合わせやすくなり、材料の結晶化等による、電極間の短絡等を防ぐのに有利である。   In Table 3, since the compound of group 2 contains an anthracene skeleton in the molecule, the lowest triplet excitation energy is small, which is preferable as the second host. This enables combination with a first host having a low minimum triplet excitation energy. In particular, Group 2 compounds can be easily combined with a first host having a pyrene skeleton suitable for forming a stable amorphous layer, and prevent short-circuiting between electrodes due to crystallization of the material. It is advantageous.

表3において、グループ3の化合物は、ベンゾ[c]フェナンスレン骨格に起因する三次元的ねじれ構造が2箇所以上有している。これにより、化合物全体における平面な領域が小さくなるので、第二ホストとして好ましい。これによって、材料同士の分子間相互作用による発光波長の長波化を抑制することができる。   In Table 3, the compound of Group 3 has two or more three-dimensional twist structures resulting from the benzo [c] phenanthrene skeleton. Thereby, since the planar area | region in the whole compound becomes small, it is preferable as a 2nd host. Thereby, it is possible to suppress an increase in the emission wavelength due to the intermolecular interaction between the materials.

表3において、グループ4の化合物は、下記一般式[5]で表されるフェナントロ[3,4−c]フェナントレンに由来する骨格を有しているので、第二ホストとして好ましい。   In Table 3, a compound of Group 4 is preferable as the second host because it has a skeleton derived from phenanthro [3,4-c] phenanthrene represented by the following general formula [5].

Figure 2012099593
Figure 2012099593

ここで、フェナントロ[3,4−c]フェナントレンの1位の炭素と14位の炭素の距離は小さく、それぞれの炭素に結合する水素原子間での反発力が大きいために、構造の三次元的ねじれが大きくなる。これによって、材料同士の分子間相互作用による発光波長の長波化を抑制することができる。   Here, since the distance between the carbon at the 1-position and the carbon at the 14-position of phenanthro [3,4-c] phenanthrene is small and the repulsive force between hydrogen atoms bonded to each carbon is large, the three-dimensional structure Twist increases. Thereby, it is possible to suppress an increase in the emission wavelength due to the intermolecular interaction between the materials.

本発明においては、三重項励起状態の第二ホストを集中的に存在させつつこれ以外の材料が三重項励起状態にさせないようにするために、発光層に含まれる第二ホストの含有量は発光層全体の25重量%以上75重量%以下とすることが好ましい。ここで、第二ホストの濃度を75重量%より高くすると、発光層の結晶化が起こりやすくなる。   In the present invention, the content of the second host contained in the light emitting layer is light emission in order to prevent the other materials from being brought into the triplet excited state while the second host in the triplet excited state is concentrated. It is preferable to set it to 25 to 75 weight% of the whole layer. Here, when the concentration of the second host is higher than 75% by weight, the light emitting layer is easily crystallized.

本発明において、発光材料とは、好ましくは、五員環構造を有する化合物である。五員環構造を有する材料は、LUMOエネルギーが低くなりやすいため、発光層中に分散された発光材料に電子がトラップされやすくなる。これにより、発光材料において正孔と電子とが再結合しやすくなる。ここ正孔と電子とが再結合によって生成した一重項励起状態の発光材料は、そのまま発光し基底状態に戻るため、一重項励起状態の第二ホストが存在しにくくなる。故に、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができるので色純度の高い青色を得ることができる。特に、フルオランテン骨格、又はベンゾ[k]フルオランテン骨格又はアセナフト[1,2−k]ベンゾ[e]アセフェナンスレン骨格を有する材料はLUMOエネルギーが低いので、好ましい。   In the present invention, the light emitting material is preferably a compound having a five-membered ring structure. Since a material having a five-membered ring structure tends to have low LUMO energy, electrons are easily trapped in the light-emitting material dispersed in the light-emitting layer. This facilitates recombination of holes and electrons in the light emitting material. Here, the light emitting material in a singlet excited state generated by recombination of holes and electrons emits light as it is and returns to the ground state, so that a second host in a singlet excited state is unlikely to exist. Therefore, excimer emission from the second host can be suppressed, and blue with high color purity can be obtained. In particular, a material having a fluoranthene skeleton, a benzo [k] fluoranthene skeleton, or an acenaphtho [1,2-k] benzo [e] acephenanthrene skeleton is preferable because of its low LUMO energy.

ここで発光材料のうち、フルオランテン骨格、又はベンゾ[k]フルオランテン骨格、又はアセナフト[1,2−k]ベンゾ[e]アセフェナンスレン骨格を有する化合物としては、例えば、以下に示される化合物が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定するものではない。   Here, among the luminescent materials, examples of the compound having a fluoranthene skeleton, a benzo [k] fluoranthene skeleton, or an acenaphtho [1,2-k] benzo [e] acephenanthrene skeleton include the compounds shown below. Can be mentioned. However, the present invention is not limited to these.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

発光層3に含まれる発光材料の含有量は、発光層3に含まれる第一ホストや、第二ホストの含有量よりも低いことが好ましい。これによって、発光材料の濃度消光を回避し、発光効率の向上を行うことができる。また含有量を低くすることで、発光材料が三重項励起状態になる確率は低く、発光効率劣化に対する影響は少ない。   The content of the light emitting material contained in the light emitting layer 3 is preferably lower than the contents of the first host and the second host contained in the light emitting layer 3. Thereby, concentration quenching of the light emitting material can be avoided and the light emission efficiency can be improved. Further, by reducing the content, the probability that the light emitting material is in a triplet excited state is low, and the influence on the deterioration of the light emission efficiency is small.

また、本発明において、第一ホストとしてベンゾ[c]フェナンスレン骨格を有する化合物を、第二ホストとして例示化合物7又は9の化合物を、発光材料としてフルオランテン骨格を部分構造に有する化合物をそれぞれ使用するのが特に好ましい。この組み合わせは本発明の条件を満たしやすいからである。   In the present invention, a compound having a benzo [c] phenanthrene skeleton is used as the first host, a compound of Exemplary Compound 7 or 9 is used as the second host, and a compound having a fluoranthene skeleton in the partial structure is used as the light emitting material. Is particularly preferred. This is because this combination easily satisfies the conditions of the present invention.

一方、本発明において、発光層中の材料の中で最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料を発光材料にする方が、発光層内において、発光材料が発光するために好適な条件となるので望ましい。   On the other hand, in the present invention, it is preferable to use a material having the lowest singlet excitation energy among the materials in the light emitting layer as the light emitting material because the light emitting material is suitable for light emission in the light emitting layer. .

他方、発光材料は、基本骨格に置換基を有する化合物が好ましい。これによって、回転可能な置換基が化合物自体の立体障害として働き、濃度消光を回避できる。このため、高発光効率を実現することができる。   On the other hand, the light emitting material is preferably a compound having a substituent in the basic skeleton. Thereby, the rotatable substituent acts as a steric hindrance of the compound itself, and concentration quenching can be avoided. For this reason, high luminous efficiency can be realized.

ところで、有機発光素子を構成する発光層は、一般的に発光層の大部分を占めるホストと、発光層に少量含まれる発光材料とを混合して構成されることが多い。また、発光層は、ガラス転移温度が高く安定なアモルファス性の層である。もしも発光層がアモルファス性を失い結晶化すると、結晶粒界が引き起こす電極間の短絡等の弊害がある。そのため一般的に、発光層には母骨格に置換基を有するホストを用いる。例えば、縮合多環炭化水素の母骨格に、アリール基やアルキル基を結合させた材料等が挙げられる。これらの材料は、回転可能な置換基が立体障害の要因となるため、ガラス転移温度の高い安定なアモルファス性の層を形成するのに適している。   By the way, the light emitting layer which comprises an organic light emitting element is generally comprised by mixing the host which occupies most light emitting layers, and the light emitting material contained in a small amount in a light emitting layer. The light emitting layer is a stable amorphous layer having a high glass transition temperature. If the light emitting layer loses its amorphous property and crystallizes, there is a problem such as a short circuit between electrodes caused by a crystal grain boundary. Therefore, generally, a host having a substituent in the mother skeleton is used for the light emitting layer. For example, a material in which an aryl group or an alkyl group is bonded to the mother skeleton of the condensed polycyclic hydrocarbon can be used. These materials are suitable for forming a stable amorphous layer having a high glass transition temperature because a rotatable substituent causes a steric hindrance.

ここで、本発明者等は、一般的に発光層に用いられる母骨格に置換基を有するホストが劣化する過程に着目して研究を行った。その結果、新たに、以下の現象が明らかになった。具体的には、母骨格に置換基を有するホストは、励起エネルギーを得て三重項励起状態になると、そこから母骨格と置換基をつなぐ単結合が容易に解離するということである。そして、それが有機発光素子における重要な発光効率劣化の要因であることである。   Here, the present inventors conducted research by paying attention to a process in which a host having a substituent in a mother skeleton generally used in a light emitting layer deteriorates. As a result, the following phenomenon was newly clarified. Specifically, when a host having a substituent on the mother skeleton is in a triplet excited state by obtaining excitation energy, a single bond connecting the mother skeleton and the substituent is easily dissociated therefrom. And that is an important factor of deterioration of luminous efficiency in the organic light emitting device.

以下に、母骨格に置換基を有するホストが三重項励起状態から、結合解離劣化することの検証実験を説明する。   Hereinafter, a verification experiment will be described in which a host having a substituent in the mother skeleton undergoes bond dissociation degradation from a triplet excited state.

(検証実験)
(1)検証実験用のサンプル作製
<サンプル1の作製>
ガラス基板上に、スパッタ法により、酸化錫インジウム(ITO)を成膜して陽極を形成した。このとき陽極の膜厚を130nmとした。次に、この陽極付基板をアセトン、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。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で用いた。
(Verification experiment)
(1) Preparation of sample for verification experiment <Preparation of sample 1>
An indium tin oxide (ITO) film was formed on a glass substrate by sputtering to form an anode. At this time, the film thickness of the anode was 130 nm. Next, this anode-attached substrate was ultrasonically washed successively with acetone and isopropyl alcohol (IPA), then boiled and washed with IPA and then dried. Further, UV / ozone cleaning was performed. The substrate treated as described above was used as a transparent conductive support substrate in the following steps.

次に、真空蒸着法により、陽極上に、下記サンプル化合物1(ホスト)と、下記サンプル化合物2(発光材料)とを、それぞれ別のボートから同時に真空蒸着して有機化合物層(発光層)を形成した。このときサンプル化合物1とサンプル化合物2との混合比を95:5(重量比)とし、有機化合物層の膜厚を50nmとした。   Next, the following sample compound 1 (host) and the following sample compound 2 (luminescent material) are simultaneously vacuum-deposited from different boats on the anode by a vacuum evaporation method to form an organic compound layer (luminescent layer). Formed. At this time, the mixing ratio of sample compound 1 and sample compound 2 was 95: 5 (weight ratio), and the film thickness of the organic compound layer was 50 nm.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

次に、真空蒸着法により、有機化合物層上に、アルミニウムを成膜して陰極を形成したこのとき陰極の膜厚を150nmとした。   Next, a cathode was formed by depositing aluminum on the organic compound layer by vacuum vapor deposition. At this time, the thickness of the cathode was set to 150 nm.

最後に、サンプルが水分を吸着しないように、露点−70℃以下の窒素雰囲気下において保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着剤で封止した。尚、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシート(有機EL水分ゲッターシート、ダイニック株式会社製)を封入した。以上のようにしてサンプル1を作製した。   Finally, a protective glass plate was placed in a nitrogen atmosphere with a dew point of −70 ° C. or lower so that the sample did not adsorb moisture, and sealed with an epoxy adhesive. In addition, it dug into the adhesion surface side of protective glass, and enclosed the sheet | seat for water | moisture-content adsorption | suction (Organic EL water | moisture content getter sheet | seat, Dynic Co., Ltd. product). Sample 1 was produced as described above.

<サンプル2の作成>
サンプル1を作製する際において、ホストとして、サンプル化合物1の代わりに下記サンプル化合物3を使用することを除いては、サンプル1と同様の方法でサンプル2を作製した。
<Creation of sample 2>
When preparing Sample 1, Sample 2 was prepared in the same manner as Sample 1, except that the following sample compound 3 was used instead of sample compound 1 as the host.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

<サンプル3の作成>
サンプル1を作製する際において、有機化合物層を形成する際に、サンプル化合物1(ホスト)と、サンプル化合物3(ホスト)と、サンプル化合物2(発光材料)を、混合比で47.5:47.5:5(重量比)で共蒸着した。これを除いては、サンプル1と同様の方法でサンプル3を作製した。
<Creation of sample 3>
In preparing Sample 1, when forming the organic compound layer, Sample Compound 1 (Host), Sample Compound 3 (Host), and Sample Compound 2 (Luminescent Material) were mixed at a ratio of 47.5: 47. Co-deposited at 5: 5 (weight ratio). Except for this, Sample 3 was produced in the same manner as Sample 1.

(2)検証実験の詳細
サンプル1に、ガラス基板側から波長365nmの光を168時間、照射した。このときの照射強度は、5.4W/cm2であった。また光を照射する際に、両電極間の電圧は0Vを維持しており、いわゆる通電されていない状態にある。また照射する光は、有機化合物層にて吸収され、励起状態(一重項励起状態のみならず、項間交差により一部、三重項励起状態となる)の分子が生成される。また有機化合物層のフォトルミネッセンスを測定したところ、照射前に対して、168時間照射後の強度が約15%となっていた。
(2) Details of Verification Experiment Sample 1 was irradiated with light having a wavelength of 365 nm from the glass substrate side for 168 hours. The irradiation intensity at this time was 5.4 W / cm 2 . Moreover, when irradiating light, the voltage between both electrodes is maintaining 0V, and it is in the state which is not energized. The light to be irradiated is absorbed by the organic compound layer, and molecules in an excited state (not only in a singlet excited state but also partially in a triplet excited state due to intersystem crossing) are generated. Further, when the photoluminescence of the organic compound layer was measured, the intensity after irradiation for 168 hours was about 15% with respect to that before irradiation.

光照射後のサンプル1の有機化合物層に含まれる有機化合物の同定を、順層LC−APPI−FTMS/DAD/FLDによって行った。装置はAgilent製Agilent1100、thermofisher製LTQ Orbitrap XLを用いて測定した。   The organic compound contained in the organic compound layer of Sample 1 after light irradiation was identified by normal layer LC-APPI-FTMS / DAD / FLD. The apparatus was measured using Agilent 1100 manufactured by Agilent and LTQ Orbitrap XL manufactured by thermofischer.

この結果、サンプル化合物1やサンプル化合物2以外の化合物、具体的には、サンプル化合物1のフェニル基欠損体やサンプル化合物1のナフチル基欠損体が検出された。これらの検出物、特に、サンプル化合物1の欠損体は、サンプル化合物1の基本骨格であるアントラセン骨格と、フェニル基又はナフチル基をつなぐ炭素−炭素結合(単結合)が解離しなければ生じ得ないものである。またサンプル化合物1のフェニル基付加体やサンプル化合物1のナフチル基付加体、さらにその異性体も検出された。これらの検出物は、結合解離によって切り離されたフェニル基やナフチル基が、他のサンプル化合物1に再結合し生じるものである。また、以上の検出物は、光未照射のサンプル1からは検出されなかった。この実験から、母骨格に置換基を有する材料は、励起状態になると、母骨格と置換基とをつなぐ炭素−炭素結合(単結合)の解離が起こり、これによって化合物自体が劣化することが分かった。   As a result, compounds other than sample compound 1 and sample compound 2, specifically, a phenyl group deficiency of sample compound 1 and a naphthyl group deficiency of sample compound 1 were detected. These detected substances, in particular, a deficiency of sample compound 1, cannot occur unless the anthracene skeleton, which is the basic skeleton of sample compound 1, and the carbon-carbon bond (single bond) connecting the phenyl group or the naphthyl group are dissociated. Is. Further, a phenyl group adduct of sample compound 1, a naphthyl group adduct of sample compound 1, and isomers thereof were also detected. In these detected substances, a phenyl group or a naphthyl group separated by bond dissociation is generated by rebinding to another sample compound 1. Moreover, the above detection object was not detected from the sample 1 which has not been irradiated with light. From this experiment, it is clear that when a material having a substituent on the mother skeleton is in an excited state, dissociation of the carbon-carbon bond (single bond) connecting the mother skeleton and the substituent occurs, thereby deteriorating the compound itself. It was.

次に、サンプル1、サンプル2、サンプル3に、ガラス基板側から波長365nmの光を照射した。照射強度はそれぞれ1W/cm2、1.2W/cm2、2.7W/cm2である。また各照射強度は、各サンプルの有機化合物層が単位時間あたりに吸収する光子数が同程度になるように設定した。また光を照射する際に、両電極間の電圧は0Vを維持しており、いわゆる通電されていない状態にある。 Next, Sample 1, Sample 2, and Sample 3 were irradiated with light having a wavelength of 365 nm from the glass substrate side. Each irradiation intensity 1W / cm 2, 1.2W / cm 2, a 2.7 W / cm 2. Each irradiation intensity was set so that the number of photons absorbed per unit time by the organic compound layer of each sample was about the same. Moreover, when irradiating light, the voltage between both electrodes is maintaining 0V, and it is in the state which is not energized.

この結果、サンプル1のフォトルミネッセンスが初期の90%の発光輝度になる時間は約13時間後、サンプル2のフォトルミネッセンスが初期の90%の発光輝度になるのは約1.5時間後であった。   As a result, the time for the photoluminescence of sample 1 to reach the initial 90% emission luminance is about 13 hours later, and the time for the photoluminescence of sample 2 to reach the initial emission luminance of 90% is about 1.5 hours later. It was.

サンプル1及びサンプル2は、発光材料が同一であるため、ホストであるサンプル化合物1とサンプル化合物3との結合解離に対する耐性の違いが、フォトルミネッセンスが初期の90%になる時間の違いに反映されていると考えられる。   Since sample 1 and sample 2 have the same luminescent material, the difference in resistance to bond dissociation between sample compound 1 and sample compound 3 as a host is reflected in the difference in time at which photoluminescence becomes 90% of the initial value. It is thought that.

また、サンプル3のフォトルミネッセンスが初期の90%の発光輝度になるのは約14時間後であった。この時間は、サンプル2よりも、サンプル1の結果に近い時間である。   Moreover, it was after about 14 hours that the photoluminescence of the sample 3 reached the initial light emission luminance of 90%. This time is closer to the result of Sample 1 than Sample 2.

ここでサンプル3のフォトルミネッセンスが初期の90%の発光輝度になる時間が、サンプル1の時間に近くなる理由は、ホストの励起状態、特に三重項励起状態からの結合解離劣化によるものであり、具体的には以下のように説明できる。   Here, the reason why the time when the photoluminescence of the sample 3 becomes 90% of the initial luminance is close to the time of the sample 1 is due to bond dissociation degradation from the excited state of the host, particularly from the triplet excited state, Specifically, it can be explained as follows.

サンプル1、サンプル2においては、有機化合物層にて生成された三重項励起エネルギーは、それぞれの有機化合物層の大部分を占めるホストである、サンプル化合物1又はサンプル化合物3に拡散する。一方、サンプル3は、2種類のホスト(サンプル化合物1、サンプル化合物3)を有している。ここでサンプル3の場合、三重項励起状態は、最低三重項励起エネルギーが大きい材料から小さい材料へ速やかにエネルギー移動するため、最低三重項励起エネルギーが小さい材料に存在する確率が高い。密度汎関数法による計算によって最低三重項励起エネルギーを求めると、サンプル化合物1は1.66eV、サンプル化合物3が2.34eVであったので、サンプル3ではサンプル化合物1が三重項励起状態となる確率が高い。よって、サンプル1とサンプル3では共に、サンプル化合物1の三重項励起状態から結合解離劣化が起こるために、サンプル3のフォトルミネッセンスが初期の90%になる時間が、サンプル1の時間に近いと解釈できる。この実験から、ホストが三重項励起状態になったときに結合解離劣化が起こることが分かった。   In Sample 1 and Sample 2, triplet excitation energy generated in the organic compound layer diffuses into Sample Compound 1 or Sample Compound 3, which is a host that occupies most of each organic compound layer. On the other hand, the sample 3 has two types of hosts (sample compound 1 and sample compound 3). Here, in the case of Sample 3, the triplet excited state rapidly transfers energy from a material having a high minimum triplet excitation energy to a material having a low minimum triplet excitation energy, and thus has a high probability of being present in a material having a low minimum triplet excitation energy. When the lowest triplet excitation energy was obtained by calculation using the density functional method, sample compound 1 was 1.66 eV and sample compound 3 was 2.34 eV, so in sample 3, the probability that sample compound 1 would be in a triplet excited state. Is expensive. Therefore, in both sample 1 and sample 3, since the bond dissociation degradation occurs from the triplet excited state of sample compound 1, the time when the photoluminescence of sample 3 is 90% of the initial time is interpreted as being close to the time of sample 1 it can. From this experiment, it was found that bond dissociation degradation occurs when the host is in a triplet excited state.

以上の一連の実験を通じて、有機発光素子に用いられる材料の劣化過程を詳細に検討した結果、本発明者等は、母骨格に置換基を有する材料が三重項励起状態を経由して、母骨格と置換基をつなぐ結合が解離するという劣化過程を新たに明らかにした。   As a result of examining in detail the degradation process of the material used for the organic light emitting element through the series of experiments described above, the present inventors have found that the material having a substituent in the mother skeleton passes through the triplet excited state, A new degradation process has been clarified in which the bond connecting the substituent and the dissociation is dissociated.

本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。また本発明により効果的に材料の結合解離劣化を抑制することができる。   The present invention has been made based on the above findings. Further, the present invention can effectively suppress the bond dissociation deterioration of the material.

次に、本発明の有機発光素子を構成する他の構成部材について説明する。   Next, other constituent members constituting the organic light emitting device of the present invention will be described.

ホール輸送層5やホール注入層7に含まれるホール(正孔)輸送性材料としては、陽極2からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを発光層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、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、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、及びポリ(ビニルカルバゾール)、ポリ(シリレン)、ポリ(チオフェン)、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。   The hole transport material contained in the hole transport layer 5 or the hole injection layer 7 has excellent mobility for facilitating the injection of holes from the anode 2 and transporting the injected holes to the light emitting layer. It is preferable. Low molecular and high molecular weight materials having hole injection and transport performance include triarylamine derivatives, phenylenediamine derivatives, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, oxazole derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives. , Stilbene derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, and poly (vinyl carbazole), poly (silylene), poly (thiophene), and other conductive polymers, but are not limited thereto.

電子輸送層6に含まれる電子注入輸送性材料としては、陰極4からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。また、イオン化ポテンシャルの大きい材料は、ホールブロック層の構成材料として使用することができる。   The electron injecting / transporting material contained in the electron transporting layer 6 can be arbitrarily selected from those having the function of facilitating the injection of electrons from the cathode 4 and transporting the injected electrons to the light emitting layer. It is selected considering the balance with the carrier mobility of the material. Materials having electron injection and transport performance include oxadiazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, thiadiazole derivatives, pyrazine derivatives, triazole derivatives, triazine derivatives, perylene derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, fluorenone derivatives, anthrone derivatives, phenanthroline derivatives. And organometallic complexes, but of course not limited to these. A material having a high ionization potential can be used as a constituent material of the hole block layer.

陽極2の構成材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらを複数種組み合わせてなる合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO),酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいしあるいは二種類以上を併用して使用してもよい。また陽極2は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。   As a constituent material of the anode 2, a material having a work function as large as possible is preferable. For example, single metal such as gold, platinum, silver, copper, nickel, palladium, cobalt, selenium, vanadium, tungsten, or an alloy composed of a combination of these, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO) Metal oxides such as zinc indium oxide can be used. In addition, conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and polyphenylene sulfide can also be used. These electrode materials may be used alone or in combination of two or more. The anode 2 may be composed of a single layer or a plurality of layers.

一方、陰極4の構成材料としては、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体を使用することができる。またこれらの金属単体を複数種組み合わせた合金、例えば、リチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム、マグネシウム−インジウム等も使用することができる。さらに酸化錫インジウム(ITO)等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいしあるいは二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極4は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。   On the other hand, the constituent material of the cathode 4 is preferably a material having a small work function. For example, simple metals such as lithium, sodium, potassium, calcium, magnesium, aluminum, indium, ruthenium, titanium, manganese, yttrium, silver, lead, tin, and chromium can be used. In addition, an alloy in which a plurality of these metal simple substances are combined, for example, lithium-indium, sodium-potassium, magnesium-silver, aluminum-lithium, aluminum-magnesium, magnesium-indium and the like can be used. Further, it is possible to use a metal oxide such as indium tin oxide (ITO). These electrode materials may be used alone or in combination of two or more. The cathode 4 may be composed of a single layer or a plurality of layers.

また陽極2及び陰極4は、少なくともいずれか一方が透明又は半透明であることが望ましい。   Further, it is desirable that at least one of the anode 2 and the cathode 4 is transparent or translucent.

本発明の有機発光素子で使用する基板1としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。   Although it does not specifically limit as the board | substrate 1 used with the organic light emitting element of this invention, Transparent substrates, such as opaque board | substrates, such as a metal board | substrate and a ceramic board | substrate, glass, quartz, a plastic sheet, are used. It is also possible to control the color light by using a color filter film, a fluorescent color conversion filter film, a dielectric reflection film or the like on the substrate.

また、素子の光取り出し方向に関しては、ボトムエミッション構成(基板側から光を取り出す構成)及び、トップエミッション(基板の反対側から光を取り出す構成)のいずれも可能である。   Further, regarding the light extraction direction of the element, either a bottom emission configuration (a configuration in which light is extracted from the substrate side) or a top emission (a configuration in which light is extracted from the opposite side of the substrate) is possible.

本発明の有機発光素子において、有機材料からなる層(有機化合物層)、即ち、発光層3やその他の層は、種々の方法により形成することができる。一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマCVDにより各層の薄膜を形成する。あるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法(例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、LB法、インクジェット法等)により薄膜を形成する。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。   In the organic light emitting device of the present invention, the layer made of an organic material (organic compound layer), that is, the light emitting layer 3 and other layers can be formed by various methods. In general, a thin film of each layer is formed by vacuum vapor deposition, ionized vapor deposition, sputtering, or plasma CVD. Alternatively, it is dissolved in an appropriate solvent, and a thin film is formed by a known coating method (for example, spin coating, dipping, casting method, LB method, ink jet method, etc.). In particular, when a film is formed by a coating method, the film can be formed in combination with an appropriate binder resin.

上記結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択できる。例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらの樹脂は、ホモポリマーであってもよいしコポリマーであってもよい。さらにこれらの樹脂は、一種類を単独で使用してもよいし二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。   The binder resin can be selected from a wide range of binder resins. For example, polyvinyl carbazole resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyarylate resin, polystyrene resin, ABS resin, polybutadiene resin, polyurethane resin, acrylic resin, methacrylic resin, butyral resin, polyvinyl acetal resin, polyamide resin, polyimide resin, polyethylene resin, Examples include, but are not limited to, polyethersulfone resins, diallyl phthalate resins, phenol resins, epoxy resins, silicone resins, polysulfone resins, urea resins, and the like. These resins may be homopolymers or copolymers. Furthermore, these resin may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it. Furthermore, you may use together additives, such as a well-known plasticizer, antioxidant, and an ultraviolet absorber, as needed.

尚、作製した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属等をカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。   Note that a protective layer or a sealing layer can be provided for the manufactured element in order to prevent contact with oxygen, moisture, or the like. Examples of protective layers include diamond thin films, inorganic material films such as metal oxides and metal nitrides, polymer films such as fluororesins, polyparaxylene, polyethylene, silicone resins, and polystyrene resins, and photocurable resins. Can be mentioned. Further, it is possible to cover glass, a gas-impermeable film, a metal, etc., and to package the element itself with an appropriate sealing resin.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例で使用した化合物)
実施例で使用した主要な化合物を以下に示す。
(Compounds used in Examples)
The main compounds used in the examples are shown below.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

(合成例)
実施例1で使用する化合物1及び3乃至6の合成例を以下に説明する。
(Synthesis example)
Synthesis examples of compounds 1 and 3 to 6 used in Example 1 are described below.

<化合物1の合成例>   <Synthesis Example of Compound 1>

Figure 2012099593
Figure 2012099593

(1)4−ブロモ−7,12−ジフェニルベンゾ[k]フルオランテンの合成
反応容器に下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
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)
キシレン:200ml
(1) Synthesis of 4-bromo-7,12-diphenylbenzo [k] fluoranthene The following reagents and solvent were charged in a reaction vessel.
5-Bromoacenaphthylene: 14.5 g (62.8 mmol)
Diphenylisobenzofuran: 17.1 g (63.3 mmol)
Xylene: 200ml

次に、反応溶液を還流させながら5時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去した。次に、無水トリフルオロ酢酸26ml及びクロロホルム260mlをさらに加えた後、反応溶液を還流させながら1時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却させた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物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)で精製することにより、4−ブロモ−7,12−ジフェニルベンゾ[k]フルオランテンを黄色固体として16g得た。   Next, the reaction solution was stirred for 5 hours while refluxing. Next, after cooling the reaction solution to room temperature, the solvent was distilled off under reduced pressure. Next, 26 ml of trifluoroacetic anhydride and 260 ml of chloroform were further added, and the reaction solution was stirred for 1 hour while refluxing. Next, after cooling the reaction solution to room temperature, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a crude product. Next, the crude product was purified by silica gel column chromatography (mobile phase; toluene: heptane = 1: 3) to obtain 16 g of 4-bromo-7,12-diphenylbenzo [k] fluoranthene as a yellow solid. It was.

(2)化合物1の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
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)
トルエン:100ml
エタノール:50ml
(2) Synthesis of Compound 1 After the reaction vessel was filled with a nitrogen atmosphere, the following reagents and solvent were charged.
4-Bromo-7,12-diphenylbenzo [k] fluoranthene: 0.7 g (1.45 mmol)
2- (Fluoranthen-3-yl) -4,4,5,5-tetramethyl- [1,3,2] dioxaborolane: 0.48 g (1.45 mmol)
Toluene: 100ml
Ethanol: 50ml

次に、炭酸セシウム0.95g(2.90mmol)と蒸留水15mlとを混合して調製した炭酸セシウム水溶液を加えた後、反応溶液を50℃に加熱しこの温度(50℃)で30分攪拌した。   Next, after adding an aqueous cesium carbonate solution prepared by mixing 0.95 g (2.90 mmol) of cesium carbonate and 15 ml of distilled water, the reaction solution was heated to 50 ° C. and stirred at this temperature (50 ° C.) for 30 minutes. did.

次に、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)を加えた後、反応溶液を90℃に加熱したシリコーンオイルバス上で加熱しながら5時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した。次に、水、トルエン及び酢酸エチルを加え、溶媒抽出操作を行い、有機層を分離した。次に、水層についてトルエンと酢酸エチルとの混合溶媒による溶媒抽出操作を2回行ったときに得られる有機層を、始めに分離した有機層に加えた。次に、有機層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥した。次に、有機層の溶媒を減圧留去することで得られる残渣(粗生成物)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。次に、精製物を120℃で真空乾燥し、さらに昇華精製を行うことにより、化合物2を淡黄色固体として0.6g得た。   Next, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.17 g, 0.145 mmol) was added, and the reaction solution was stirred for 5 hours while heating on a silicone oil bath heated to 90 ° C. Next, the reaction solution was cooled to room temperature. Next, water, toluene and ethyl acetate were added, solvent extraction operation was performed, and the organic layer was separated. Next, the organic layer obtained when the solvent extraction operation with a mixed solvent of toluene and ethyl acetate was performed twice for the aqueous layer was added to the organic layer separated first. Next, the organic layer was washed with saturated saline and then dried over sodium sulfate. Next, the residue (crude product) obtained by distilling off the solvent of the organic layer under reduced pressure was purified by silica gel column chromatography (mobile phase; toluene: heptane = 1: 3). Next, the purified product was vacuum dried at 120 ° C., and further purified by sublimation to obtain 0.6 g of Compound 2 as a pale yellow solid.

MALDI−TOF MS(マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析)によりこの材料のM+である604.2を確認した。 MALDI-TOF MS (Matrix Assisted Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry) confirmed the M + of this material 604.2.

さらに、1H−NMR測定により、図5に示されるNMRチャートが得られ、この材料の構造を確認した。同定結果は以下の通りである。
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)
Furthermore, the NMR chart shown in FIG. 5 was obtained by 1 H-NMR measurement, and the structure of this material was confirmed. The identification results are as follows.
[ 1 H-NMR (400 Hz, CDCl 3 )]
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2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。   The purity of the compound 2 obtained in this manner was measured using high performance liquid chromatography (HPLC) manufactured by JASCO Corporation under the sample concentration, analytical column, and various measurement conditions shown below. As a result, it was confirmed that the purity was 99.9% or more in both UV and fluorescence detectors.

[サンプル] (化合物2):1mg/THF:10g
[分析カラム] YMC M80
[カラム温度設定] 40℃
[注入量] 5.0μl
[展開溶媒] MeOH:CHCl3=90:10
[流速] 1.0ml/min
[測定時間]20min
[HPLC検出条件]
UV吸収波長 254nm
蛍光励起波長 350nm
蛍光検出波長 450nm
[Sample] (Compound 2): 1 mg / THF: 10 g
[Analysis column] YMC M80
[Column temperature setting] 40 ℃
[Injection volume] 5.0 μl
[Developing solvent] MeOH: CHCl 3 = 90: 10
[Flow rate] 1.0 ml / min
[Measurement time] 20 min
[HPLC detection conditions]
UV absorption wavelength 254nm
Fluorescence excitation wavelength 350nm
Fluorescence detection wavelength 450nm

<化合物3の合成例>   <Synthesis Example of Compound 3>

Figure 2012099593
Figure 2012099593

50mLナスフラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
3−クロロベンゾ[c]フェナンスレン:400mg(1.52mmol)
2FLPB:819mg(1.60mmol)
酢酸パラジウム(II):34mg(152μmol)
ジシクロヘキシル(2’,6’−ジメトキシビフェニル−2−イル)ホスフィン:156mg(381μmol)
りん酸カリウム:0.97g(4.57mmol)
トルエン:20mL
水:0.5mL
The following reagents and solvents were charged into a 50 mL eggplant flask.
3-chlorobenzo [c] phenanthrene: 400 mg (1.52 mmol)
2FLPB: 819 mg (1.60 mmol)
Palladium (II) acetate: 34 mg (152 μmol)
Dicyclohexyl (2 ′, 6′-dimethoxybiphenyl-2-yl) phosphine: 156 mg (381 μmol)
Potassium phosphate: 0.97 g (4.57 mmol)
Toluene: 20 mL
Water: 0.5mL

次に、反応系内を窒素雰囲気下にした後、反応溶液を100℃に加熱し、この温度(100℃)で4時間半撹拌した。反応終了後、反応溶液に水を加えてさらに攪拌することで析出した生成物をろ過して灰色粉の粗生成物を得た。次に、この粗生成物を加熱したトルエンに溶解させてから、短いシリカゲルカラムに通して残存触媒を除去した後、トルエン/オクタン混合溶媒で再結晶を行うことで結晶を得た。次に、得られた結晶を150℃で真空乾燥させた後、1.0×10-4Pa、345℃の条件下で昇華精製を行うことにより、高純度の化合物3を518mg(収率56%)得た。 Next, after putting the inside of the reaction system under a nitrogen atmosphere, the reaction solution was heated to 100 ° C. and stirred at this temperature (100 ° C.) for 4 and a half hours. After completion of the reaction, water was added to the reaction solution and further stirred to filter the precipitated product to obtain a gray powder crude product. Next, this crude product was dissolved in heated toluene, passed through a short silica gel column to remove the remaining catalyst, and then recrystallized with a toluene / octane mixed solvent to obtain crystals. Next, the obtained crystals were vacuum-dried at 150 ° C., and then purified by sublimation under conditions of 1.0 × 10 −4 Pa and 345 ° C., whereby 518 mg (yield 56) %)Obtained.

得られた化合物の同定を行った。結果を以下に示す。
[MALDI−TOF−MS]
実測値:m/z=612.35、計算値:C4836=612.28
1H−NMR(400MHz、CDCl3)]
δ 9.24(d,1H),9.19(d,1H),8.32(s,1H),8.15−7.95(m,3H),7.95−7.53(m,15H),7.53−7.28(m,3H),1.68(s,6H),1.58(s,6H).
The obtained compound was identified. The results are shown below.
[MALDI-TOF-MS]
Actual measurement value: m / z = 612.35, calculation value: C 48 H 36 = 612.28
[ 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 )]
δ 9.24 (d, 1H), 9.19 (d, 1H), 8.32 (s, 1H), 8.15-7.95 (m, 3H), 7.95-7.53 (m , 15H), 7.53-7.28 (m, 3H), 1.68 (s, 6H), 1.58 (s, 6H).

<化合物4の合成例>   <Synthesis Example of Compound 4>

Figure 2012099593
Figure 2012099593

100mlのナスフラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
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
The following reagents and solvents were charged into a 100 ml eggplant flask.
N, N′-diphenylbenzidine: 4.88 g (14.5 mmol)
2-Iodo-9,9-dimethylfluorene: 6.40 g (20 mmol)
Potassium carbonate: 4.00g
Copper powder: 3.0g
Orthodichlorobenzene: 30ml

次に、ナスフラスコに冷却管をつけた後、反応溶液を還流させながら20時間撹拌した。次に、反応溶液を冷却した。次に、反応溶液を濾過し、溶媒であるオルトジクロロベンゼンを減圧除去した後、メタノールを加えたときに析出した粗製結晶を濾取した。次に、得られた粗製結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘキサン混合溶媒)で精製することにより、化合物4を白色結晶として7.32g(収率70%)得た。   Next, after attaching a condenser tube to the eggplant flask, the reaction solution was stirred for 20 hours while refluxing. Next, the reaction solution was cooled. Next, the reaction solution was filtered, and orthodichlorobenzene as a solvent was removed under reduced pressure, and then crude crystals that precipitated when methanol was added were collected by filtration. Next, the obtained crude crystals were purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene / hexane mixed solvent) to obtain 7.32 g (yield 70%) of Compound 4 as white crystals.

<化合物5の合成例>   <Synthesis Example of Compound 5>

Figure 2012099593
Figure 2012099593

(1)中間体化合物1−1の合成
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)を原料として、非特許文献3に記載の方法を利用することにより、中間体化合物1−1が得られる。
(1) Synthesis of Intermediate Compound 1-1 Intermediate compound 1-1 is obtained by using the method described in Non-Patent Document 3 using 2,7-ditertiarybutylfluorene (Sigma-Aldrich) as a raw material. It is done.

(2)化合物5の合成
200mlの三ツ口フラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体化合物1−1:4.56g(12.0mmol)
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)
キシレン:100ml
(2) Synthesis of Compound 5 The following reagents and solvent were charged into a 200 ml three-necked flask.
Intermediate compound 1-1: 4.56 g (12.0 mmol)
Compound 1-2: 0.828 g (4.00 mmol)
Sodium tersalibutoxide: 0.96 g (10.0 mmol)
Xylene: 100ml

次に、反応系内を窒素雰囲気にした。次に、反応溶液を室温で攪拌しながら、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。次に、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。次に、反応溶液を125℃に昇温し、この温度(125℃)で3時間攪拌した。反応終了後、有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン/トルエン混合溶媒)で精製することにより、化合物7を白色結晶として2.53g(収率78.0%)得た。   Next, the atmosphere in the reaction system was changed to a nitrogen atmosphere. Next, 34.4 mg (0.17 mmol) of tritertiary butylphosphine was added while stirring the reaction solution at room temperature. Next, 48.9 mg (0.085 mmol) of palladium dibenzylideneacetone was added. Next, the reaction solution was heated to 125 ° C. and stirred at this temperature (125 ° C.) for 3 hours. After completion of the reaction, the organic layer was extracted with toluene and dried over anhydrous sodium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a crude product. Next, this crude product was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: heptane / toluene mixed solvent) to obtain 2.53 g (yield 78.0%) of Compound 7 as white crystals.

質量分析法により、この材料のM+である817.5を確認した。また、DSC示差走査熱量分析法により、融点267℃及びガラス転移点143℃を確認した。 Mass spectrometry confirmed 817.5, the M + of this material. Further, a melting point of 267 ° C. and a glass transition point of 143 ° C. were confirmed by DSC differential scanning calorimetry.

<化合物6の合成例>   <Synthesis Example of Compound 6>

Figure 2012099593
Figure 2012099593

300mlの三ツ口フラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
2−ヨード−9,9−ジメチルフルオレン(化合物8A):5.8g(18.1mmol)
ジエチルエーテル:80ml
The following reagents and solvents were charged into a 300 ml three-necked flask.
2-Iodo-9,9-dimethylfluorene (Compound 8A): 5.8 g (18.1 mmol)
Diethyl ether: 80ml

次に、反応系内を窒素雰囲気にした後、反応溶液を−78℃冷却した後、この温度(−78℃)で反応溶液を撹拌しながら、n−ブチルリチウム(15%ヘキサン溶液)11.7ml(18.1mmol)を滴下した。次に、反応溶液を室温まで昇温した後、この温度(室温)で1時間撹拌した。次に、反応溶液を−20℃に冷却した後、フェナントロリン(化合物8B)0.81g(4.51mmol)とトルエン100mlとを混合して調製した分散液を滴下した。次に、反応溶液を室温で12時間撹拌した後、水を加えた。次に、有機層をクロロホルムで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去することにより粗生成物を得た。次に、この粗生成物をアルミナカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/クロロホルム混合溶媒)で精製することにより、化合物6を白色結晶として2.04g(収率80%)得た。   Next, after making the reaction system into a nitrogen atmosphere, the reaction solution was cooled to −78 ° C., and then the reaction solution was stirred at this temperature (−78 ° C.), while n-butyllithium (15% hexane solution) 11. 7 ml (18.1 mmol) was added dropwise. Next, the reaction solution was warmed to room temperature and then stirred at this temperature (room temperature) for 1 hour. Next, after cooling the reaction solution to −20 ° C., a dispersion prepared by mixing 0.81 g (4.51 mmol) of phenanthroline (Compound 8B) and 100 ml of toluene was added dropwise. Next, the reaction solution was stirred at room temperature for 12 hours, and then water was added. Next, the organic layer was extracted with chloroform and dried over anhydrous sodium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a crude product. Next, the crude product was purified by alumina column chromatography (developing solvent: hexane / chloroform mixed solvent) to obtain 2.04 g (yield 80%) of Compound 6 as white crystals.

(実施例1)
(1)素子の作製・評価
図2に示される有機発光素子を、以下に説明する方法により作製した。まずスパッタ法により、ガラス基板(基板1)上に、陽極としての酸化錫インジウム(ITO)を成膜して陽極2を形成した。このとき陽極2の膜厚を130nmとした。次に、陽極2が形成されている基板1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。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で用いた。
Example 1
(1) Fabrication / Evaluation of Element The organic light-emitting element shown in FIG. 2 was fabricated by the method described below. First, by sputtering, indium tin oxide (ITO) as an anode was formed on a glass substrate (substrate 1) to form an anode 2. At this time, the film thickness of the anode 2 was 130 nm. Next, the substrate 1 on which the anode 2 was formed was ultrasonically cleaned successively with acetone and isopropyl alcohol (IPA), then boiled and cleaned with IPA, and then dried. Further, UV / ozone cleaning was performed. The substrate treated as described above was used as a transparent conductive support substrate in the following steps.

次に、化合物4(ホール注入性材料)とクロロホルムとを混合して0.1重量%のトルエン溶液を調製した。次に、このトルエン溶液を陽極2上に滴下し、最初に回転数500RPMで10秒、次に回転数1000RPMで1分間スピンコートを行うことで膜を形成した。次に、80℃の真空オーブンで10分間乾燥して、薄膜中の溶剤を完全に除去した。以上の方法にて形成されたホール注入層7の膜厚は11nmであった。   Next, Compound 4 (hole injection material) and chloroform were mixed to prepare a 0.1 wt% toluene solution. Next, this toluene solution was dropped on the anode 2, and a film was formed by first performing spin coating at a rotational speed of 500 RPM for 10 seconds and then at a rotational speed of 1000 RPM for 1 minute. Next, it was dried in a vacuum oven at 80 ° C. for 10 minutes to completely remove the solvent in the thin film. The thickness of the hole injection layer 7 formed by the above method was 11 nm.

次に、真空蒸着法により、ホール注入層7上に、化合物5を成膜してホール輸送層5を形成した。このときホール輸送層5の膜厚を15nmとした。   Next, the compound 5 was formed on the hole injection layer 7 by vacuum deposition to form the hole transport layer 5. At this time, the thickness of the hole transport layer 5 was set to 15 nm.

次に、真空蒸着法により、ホール輸送層5上に、化合物3(第一ホスト)と、化合物2(第二ホスト、東京化成製)と、化合物1(ゲスト)を、それぞれ別のボートから同時蒸着して発光層3を形成した。このとき発光層3に含まれる化合物3、化合物2及び化合物1の濃度を、それぞれ50重量%、45重量%、5重量%となるように蒸着レートを調節し、発光層3の膜厚を30nmとした。   Next, the compound 3 (first host), the compound 2 (second host, manufactured by Tokyo Chemical Industry), and the compound 1 (guest) are simultaneously transferred from different boats onto the hole transport layer 5 by vacuum deposition. The light emitting layer 3 was formed by vapor deposition. At this time, the deposition rate was adjusted so that the concentrations of Compound 3, Compound 2 and Compound 1 contained in the light emitting layer 3 were 50 wt%, 45 wt% and 5 wt%, respectively, and the film thickness of the light emitting layer 3 was 30 nm. It was.

次に、真空蒸着法により、発光層3上に、化合物6を成膜することにより電子輸送層6を形成した。このとき電子輸送層6の膜厚を30nmとした。   Next, the electron transport layer 6 was formed by depositing the compound 6 on the light emitting layer 3 by vacuum deposition. At this time, the thickness of the electron transport layer 6 was set to 30 nm.

尚、本実施例の有機発光素子を構成する有機化合物層(ホール注入層7、ホール輸送層5、発光層3、電子輸送層6)を形成する際には、蒸着時の真空度を7.0×10-5Pa以下とし、成膜速度を0.08nm/sec以上0.10nm/sec以下とした。ただし、発光層3はホスト及びドーパントの両者を合わせた蒸着速度である。またホール輸送層5の蒸着が完了してから発光層3の蒸着を開始するまでは真空状態を維持しており、その間の時間は10分以内であった。さらに発光層4の蒸着が完了してから電子輸送層6の蒸着を開始するまでにおいても真空状態を維持しておりその間の時間は10分以内であった。 When forming the organic compound layer (hole injection layer 7, hole transport layer 5, light emitting layer 3, electron transport layer 6) constituting the organic light emitting device of this example, the degree of vacuum during vapor deposition is set to 7. 0 × 10 -5 Pa or less, and the deposition rate was less than 0.08 nm / sec or more 0.10 nm / sec. However, the light emitting layer 3 has a vapor deposition rate that combines both the host and the dopant. The vacuum state was maintained from the completion of the vapor deposition of the hole transport layer 5 until the vapor deposition of the light emitting layer 3 was started, and the time between them was within 10 minutes. Furthermore, the vacuum state was maintained from the completion of the deposition of the light emitting layer 4 to the start of the deposition of the electron transport layer 6, and the time between them was within 10 minutes.

次に、真空蒸着法により、電子輸送層6上に、フッ化リチウム(LiF)を成膜してLiF膜を形成した。このときLiF膜の膜厚を0.5nmとし、蒸着時の真空度を1.0×10-4Paとし、成膜速度を0.05nm/secとした。次に、真空蒸着法により、LiF膜上に、アルミニウムを成膜してAl膜を形成した。このときAl膜の膜厚を150nmとし、蒸着時の真空度を1.0×10-4Paとし、成膜速度を1.0nm/sec以上1.2nm/sec以下の条件とした。尚、LiF膜及びAl膜は電子注入電極(陰極4)として機能する。 Next, lithium fluoride (LiF) was formed on the electron transport layer 6 by a vacuum deposition method to form a LiF film. At this time, the thickness of the LiF film was 0.5 nm, the degree of vacuum during vapor deposition was 1.0 × 10 −4 Pa, and the film formation rate was 0.05 nm / sec. Next, an aluminum film was formed on the LiF film by vacuum deposition to form an Al film. At this time, the film thickness of the Al film was set to 150 nm, the degree of vacuum during vapor deposition was set to 1.0 × 10 −4 Pa, and the film formation rate was set to 1.0 nm / sec or more and 1.2 nm / sec or less. The LiF film and the Al film function as an electron injection electrode (cathode 4).

最後に、素子が大気中の水分を吸着しないように、露点−70℃以下の窒素雰囲気下において保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。尚、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシート(有機EL用水分ゲッターシート、ダイニック株式会社製)を封入した。以上のようにして有機発光素子を得た。   Finally, a protective glass plate was placed in a nitrogen atmosphere with a dew point of −70 ° C. or lower so that the device did not adsorb moisture in the atmosphere, and the device was sealed with an epoxy adhesive. In addition, it dug into the adhesion surface side of protective glass, and the sheet | seat for water | moisture-content adsorption | suction (The water | moisture-content getter sheet | seat for organic EL, the product made from Dynic Co., Ltd.) was enclosed. An organic light emitting device was obtained as described above.

得られた素子について、ITO電極(陽極2)を正極、アルミニウム電極(陰極4)を負極にして、5.6Vの電圧を印加した。その結果発光輝度1917cd/m2、発光効率9.0cd/A、CIExy色度(1.51、2.6)の、化合物1に由来する最大発光波長463nmの青色発光が観測された(図6)。 The obtained device was applied with a voltage of 5.6 V using the ITO electrode (anode 2) as a positive electrode and the aluminum electrode (cathode 4) as a negative electrode. As a result, blue light emission having a maximum emission wavelength of 463 nm derived from Compound 1 with emission luminance of 1917 cd / m 2 , emission efficiency of 9.0 cd / A, and CIExy chromaticity (1.51, 2.6) was observed (FIG. 6). ).

さらに、本実施例の有機発光素子に、電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加し続けたところ、輝度半減時間(電圧の印加を開始してから初期輝度の50%の発光輝度になるまでにかかった時間)は306時間であり、耐久性能は良好であった。 Further, when a voltage was continuously applied to the organic light emitting device of this example while maintaining a current density of 100 mA / cm 2 , a luminance half time (light emission luminance of 50% of the initial luminance after the voltage application was started). The time taken to become 306 hours was 306 hours, and the durability performance was good.

(2)ホストの最低三重項励起エネルギーの評価
次に、第一ホストの最低三重項励起エネルギーを測定した。まず、化合物5と、下記に示される化合物7(三重項増感剤)とを同時蒸着して、スライドガラス上へ薄膜を形成することで測定用サンプルを作製した。このとき薄膜中の化合物7(三重項増感剤)の濃度は10重量%であり、膜厚は100nmであった。
(2) Evaluation of lowest triplet excitation energy of host Next, the lowest triplet excitation energy of the first host was measured. First, the sample for a measurement was produced by co-evaporating the compound 5 and the compound 7 (triplet sensitizer) shown below, and forming a thin film on a slide glass. At this time, the concentration of Compound 7 (triplet sensitizer) in the thin film was 10% by weight, and the film thickness was 100 nm.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

次に、作製したサンプルについて蛍光スペクトルを測定した。具体的には、日立製蛍光光度計F4500にてサンプルのフォトルミネッセンスを測定した。   Next, the fluorescence spectrum was measured about the produced sample. Specifically, the photoluminescence of the sample was measured with a Hitachi Fluorometer F4500.

次に、サンプルの燐光スペクトルを測定し、得られた燐光スペクトルから最低三重項励起エネルギーを求めた。ここで燐光スペクトルの測定は、液体窒素温度(77K)等の低温下において測定を行った。また最低三重項励起エネルギー(T1)は、測定された燐光スペクトルの第一の発光ピーク(最も短波長のピーク)から求めた。 Next, the phosphorescence spectrum of the sample was measured, and the lowest triplet excitation energy was determined from the obtained phosphorescence spectrum. Here, the phosphorescence spectrum was measured at a low temperature such as liquid nitrogen temperature (77 K). The lowest triplet excitation energy (T 1 ) was determined from the first emission peak (shortest wavelength peak) of the measured phosphorescence spectrum.

尚、燐光発光が得られないものは(燐光が弱く測れない)ものは、三重項増感剤からのエネルギー移動を考慮して求めた。また、燐光の発光効率が非常に低いために、上記の方法で燐光が測れない場合には、アクセプターへの三重項―三重項エネルギー移動を用いて最低三重項励起エネルギーが得られる方法を用いた。さらに、上記のいずれの実験方法でも最低三重項励起エネルギーが得られない場合は、以下の計算手法を利用して、最低三重項励起エネルギーを求めた。   In addition, the thing which cannot obtain phosphorescence emission (it cannot measure phosphorescence weakly) was calculated | required in consideration of the energy transfer from a triplet sensitizer. In addition, when phosphorescence cannot be measured by the above method because phosphorescence efficiency is very low, a method that can obtain the lowest triplet excitation energy using triplet-triplet energy transfer to the acceptor was used. . Furthermore, when the lowest triplet excitation energy could not be obtained by any of the above experimental methods, the lowest triplet excitation energy was obtained using the following calculation method.

(a)構造最適化
密度汎関数法(DFT)
汎関数:B3−LYP
基底関数:def2−SV(P)
(b)S1(吸収)、T1(吸収)励起エネルギー
時間依存密度汎関数法(TDDFT)
密度汎関数法(DFT)
汎関数:B3−LYP
基底関数:def2−SV(P)
(A) Structure optimized density functional theory (DFT)
Functional: B3-LYP
Basis function: def2-SV (P)
(B) S 1 (absorption), T 1 (absorption) excitation energy time-dependent density functional method (TDDFT)
Density functional theory (DFT)
Functional: B3-LYP
Basis function: def2-SV (P)

(ソフト等)
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この結果、第一ホストの最低三重項励起エネルギーは、2.18eVであった。   As a result, the lowest triplet excitation energy of the first host was 2.18 eV.

同様の方法で、第二ホストの最低三重項励起エネルギーを測定したところ、2.1eVであった。従って、本実施例において、第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーよりも小さいことがわかった。   The lowest triplet excitation energy of the second host was measured by the same method and found to be 2.1 eV. Therefore, in the present Example, it turned out that the lowest triplet excitation energy of a 2nd host is smaller than the lowest triplet excitation energy of a 1st host.

(3)ホストのHOMOエネルギー及びLUMOエネルギーの評価
発光層に含まれる2種類のホスト(第一ホスト、第二ホスト)の薄膜をそれぞれ真空蒸着法により作製した。次に、作製した薄膜について、以下に示す方法で各物性を評価した。尚、同様の方法で発光材料の最低一重項励起エネルギーについても併せて評価した。
(3) Evaluation of HOMO energy and LUMO energy of host A thin film of two kinds of hosts (first host and second host) included in the light emitting layer was prepared by vacuum deposition. Next, each physical property was evaluated by the method shown below about the produced thin film. The lowest singlet excitation energy of the luminescent material was also evaluated in the same manner.

(3−1)最低一重項励起エネルギー
日立製分光光度計U−3010を用いて、サンプルの可視光−紫外吸収スペクトルを測定し、得られた可視光−紫外吸収スペクトルの吸収端からエネルギーギャップを求めた。尚、得られたエネルギーギャップは最低一重項励起エネルギーに相当する。
(3-1) Minimum singlet excitation energy Using a Hitachi spectrophotometer U-3010, the visible light-ultraviolet absorption spectrum of the sample is measured, and the energy gap is determined from the absorption edge of the obtained visible light-ultraviolet absorption spectrum. Asked. The obtained energy gap corresponds to the lowest singlet excitation energy.

(3−2)最高被占軌道(HOMO)エネルギー
大気下光電子分光法(測定器名AC−2、理研機器製)を用いて測定した。尚、測定によって得られるものはイオン化ポテンシャルであるが、これが最高被占軌道(HOMO)エネルギーに相当する。
(3-2) Maximum Occupied Orbit (HOMO) Energy Measurement was performed using atmospheric photoelectron spectroscopy (measuring instrument name AC-2, manufactured by Riken Kikai). Note that what is obtained by measurement is an ionization potential, which corresponds to the highest occupied orbital (HOMO) energy.

(3−3)最低空軌道(LUMO)エネルギー
(3−1)及び(3−2)で得られたエネルギーギャップ及びイオン化ポテンシャルを用いて、以下の計算式で電子親和力を求めた。尚、電子親和力は最低空軌道(LUMO)エネルギーに相当する。
電子親和力=イオン化ポテンシャル−エネルギーギャップ
(3-3) Lowest empty orbit (LUMO) energy Using the energy gap and ionization potential obtained in (3-1) and (3-2), the electron affinity was determined by the following calculation formula. The electron affinity corresponds to the lowest orbital (LUMO) energy.
Electron affinity = ionization potential-energy gap

この結果、第一ホストの最低一重項励起エネルギーは、3.03eVであり、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、3.22eVであり、発光材料の最低一重項励起エネルギーは2.81eVであった。従って、発光材料の最低一重項励起エネルギーが発光層に含まれる材料の中で最も小さく、第二ホストの最低一重項励起エネルギーが、第一ホストの最低一重項励起エネルギーよりも大きいことがわかった。   As a result, the lowest singlet excitation energy of the first host is 3.03 eV, the lowest singlet excitation energy of the second host is 3.22 eV, and the lowest singlet excitation energy of the light emitting material is 2.81 eV. there were. Therefore, it was found that the lowest singlet excitation energy of the light emitting material is the smallest among the materials contained in the light emitting layer, and the lowest singlet excitation energy of the second host is larger than the lowest singlet excitation energy of the first host. .

また、第一ホストのHOMOエネルギーは、5.8eVであり、第二ホストのHOMOエネルギーは、5.93eVであった。一方、第一ホストのLUMOエネルギーは、2.77eVであり、第二ホストのLUMOエネルギーは、2.71eVであった。   The HOMO energy of the first host was 5.8 eV, and the HOMO energy of the second host was 5.93 eV. On the other hand, the LUMO energy of the first host was 2.77 eV, and the LUMO energy of the second host was 2.71 eV.

従って、第二ホストのHOMOエネルギーは、第一ホストのHOMOエネルギーより低く、第二ホストのLUMOエネルギーが、第一ホストのLUMOエネルギーよりも高い。ことがわかった。   Therefore, the HOMO energy of the second host is lower than the HOMO energy of the first host, and the LUMO energy of the second host is higher than the LUMO energy of the first host. I understood it.

(比較例1)
実施例1において、発光層3を形成する際に、化合物2(第二ホスト)を使用せず、発光層3に含まれる化合物3及び化合物1の含有量を、それぞれ95重量%、5重量%となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例1と同様の方法により有機発光素子を作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, when forming the light emitting layer 3, the compound 2 (second host) was not used, and the contents of the compound 3 and the compound 1 contained in the light emitting layer 3 were 95% by weight and 5% by weight, respectively. The deposition rate was adjusted so that Except for this, an organic light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1.

得られた素子について、ITO電極(陽極)を正極、アルミニウム電極(陰極)を負極にして、5.4Vの電圧を印加した。その結果、発光輝度1288cd/m2、発光効率8.5cd/A、CIExy色度(1.52、2.52)、化合物2に由来する最大発光波長463nmの青色発光が観測された(図6)。 About the obtained element, the voltage of 5.4V was applied by setting the ITO electrode (anode) as a positive electrode and the aluminum electrode (cathode) as a negative electrode. As a result, blue emission with a maximum emission wavelength of 463 nm derived from Compound 2 was observed with emission luminance of 1288 cd / m 2 , emission efficiency of 8.5 cd / A, CIExy chromaticity (1.52, 2.52) (FIG. 6). ).

次に、本比較例の素子について実施例1と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約195時間であり、実施例1に比較して耐久性能に劣る結果が得られた。   Next, the luminance half-life of the element of this comparative example was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the luminance half-life was about 195 hours, and a result inferior in durability performance compared to Example 1 was obtained.

本比較例の有機発光素子は、発光層内に第二ホストが含まれていないため、実施例1の素子と比べて、三重項励起状態の第一ホストが高い確率で存在する。これにより、第一ホストの結合解離による材料劣化がより多く起こることが想定され、これが、本比較例の有機発光素子の耐久性能が劣る原因と推察される。   In the organic light-emitting device of this comparative example, since the second host is not included in the light-emitting layer, the first host in the triplet excited state is present with a higher probability than the device of Example 1. As a result, it is assumed that more material deterioration occurs due to bond dissociation of the first host, and this is assumed to be a cause of inferior durability performance of the organic light emitting device of this comparative example.

また図4より、比較例1の発光スペクトルは実施例1とほとんど変わらず、実施例1において第二ホストのエキシマー発光は発生せずに青色発光のみが行われていることがわかった。   Further, FIG. 4 shows that the emission spectrum of Comparative Example 1 is almost the same as that of Example 1, and that in Example 1, excimer emission of the second host is not generated and only blue emission is performed.

(実施例2)
実施例1において、発光層3を形成する際に、発光層3に含まれる化合物3、化合物2及び化合物1の濃度を、それぞれ90重量%、5重量%、5重量%となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例1と同様の方法により有機発光素子を作製した。
(Example 2)
In Example 1, when the light emitting layer 3 was formed, the deposition rate was such that the concentrations of the compound 3, the compound 2 and the compound 1 contained in the light emitting layer 3 were 90 wt%, 5 wt% and 5 wt%, respectively. Adjusted. Except for this, an organic light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1.

得られた素子について、ITO電極(陽極)を正極、アルミニウム電極(陰極)を負極にして、5.2Vの電圧を印加した。その結果、発光輝度1423cd/m2、発光効率8.9cd/A、CIExy色度(1.48、2.5)、最大発光波長463nmの化合物2に由来する青色の発光が観測された。 About the obtained element, the voltage of 5.2V was applied, making an ITO electrode (anode) a positive electrode and an aluminum electrode (cathode) a negative electrode. As a result, blue emission derived from the compound 2 having an emission luminance of 1423 cd / m 2 , an emission efficiency of 8.9 cd / A, CIExy chromaticity (1.48, 2.5), and a maximum emission wavelength of 463 nm was observed.

次に、実施例1と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約215時間後であった。   Next, the luminance half time was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the luminance half time was about 215 hours later.

(実施例3)
実施例1において、発光層3を形成する際に、発光層3に含まれる化合物3、化合物2及び化合物1の濃度を、それぞれ70重量%、25重量%、5重量%となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例1と同様の方法により有機発光素子を作製した。
(Example 3)
In Example 1, when the light emitting layer 3 was formed, the deposition rate was such that the concentrations of the compound 3, the compound 2 and the compound 1 contained in the light emitting layer 3 were 70% by weight, 25% by weight and 5% by weight, respectively. Adjusted. Except for this, an organic light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1.

得られた素子について、ITO電極(陽極)を正極、アルミニウム電極(陰極)を負極にして、5.2Vの電圧を印加した。その結果発光輝度1571cd/m2、発光効率9.4cd/A、CIExy色度(1.48、2.55)、最大発光波長463nmの化合物3に由来する青色の発光が観測された。 About the obtained element, the voltage of 5.2V was applied, making an ITO electrode (anode) a positive electrode and an aluminum electrode (cathode) a negative electrode. As a result, blue light emission derived from the compound 3 having an emission luminance of 1571 cd / m 2 , an emission efficiency of 9.4 cd / A, CIExy chromaticity (1.48, 2.55), and a maximum emission wavelength of 463 nm was observed.

次に、実施例1と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約280時間後であった。   Next, the luminance half time was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the luminance half time was about 280 hours later.

実施例1乃至3及び比較例1の結果から、第二ホストの濃度を高くなるに従い輝度半減時間が長くなることがわかった。これは第二ホストの濃度が低いと、集中的に第二ホストを三重項励起状態にすることができなくなることで、三重項励起状態の第一ホストが多くなり、これにより第一ホストの結合解離劣化が起こりやすくなるためである。本発明において、集中的に第二ホストを三重項励起状態にして、優れた駆動耐久性能を得るためには、発光層3内の第二ホストの濃度を25重量%以上にすることが好ましい。   From the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, it was found that the luminance half time was increased as the concentration of the second host was increased. This is because if the concentration of the second host is low, the second host cannot be intensively brought into the triplet excited state, and the number of first hosts in the triplet excited state increases. This is because dissociation degradation is likely to occur. In the present invention, the concentration of the second host in the light emitting layer 3 is preferably 25% by weight or more in order to bring the second host into a triplet excited state intensively and to obtain excellent driving durability performance.

(比較例2)
実施例1において、第二ホストとして、化合物2の代わりに下記に示す化合物8を使用したことを除いては、実施例1と同様の方法により有機発光素子を作製した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, an organic light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 8 shown below was used instead of Compound 2 as the second host.

Figure 2012099593
Figure 2012099593

化合物8は、ベンゾ[c]フェナンスレンを部分構造として有しておらず、平面性の高い構造をしている。   Compound 8 does not have benzo [c] phenanthrene as a partial structure, and has a highly planar structure.

得られた素子について、ITO電極(陽極)を正極、アルミニウム電極(陰極)を負極にして、4.8Vの電圧を印加した。その結果発光輝度1063cd/m2、発光効率5.5cd/A、CIExy色度(2.64、4.77)、化合物2に由来する青色の発光に加えて、それより長波長な最大発光波長524nmの緑色の発光が観測された(図7)。この緑色の発光は、第二ホスト(化合物10)の濃度が1%の素子では観測されないため、発光層中の化合物10の濃度を45%と高くしたために、化合物1と化合物8との相互作用による長波長化した発光が観測されたものである。 With respect to the obtained device, a voltage of 4.8 V was applied with the ITO electrode (anode) as the positive electrode and the aluminum electrode (cathode) as the negative electrode. As a result, in addition to the blue light emission derived from the light emission luminance of 1063 cd / m 2 , the light emission efficiency of 5.5 cd / A, CIExy chromaticity (2.64, 4.77) and compound 2, the maximum light emission wavelength longer than that A green light emission of 524 nm was observed (FIG. 7). Since this green light emission is not observed in the device having the second host (compound 10) concentration of 1%, the concentration of the compound 10 in the light-emitting layer is increased to 45%, so that the interaction between the compound 1 and the compound 8 occurs. The emission of longer wavelength due to was observed.

この素子に窒素雰囲気下で電流密度を100mA/cm2に保ち電圧を印加したところ、駆動してから1時間経過したときに、電圧が急激に下がり、発光が行われなくなった。これは、化合物8が平面性の高い構造であるため、発光層において化合物8等の結晶化が起こり、陽極2と陰極4との短絡を引き起こしたためであると考えられる。 When a voltage was applied to the device under a nitrogen atmosphere while maintaining a current density of 100 mA / cm 2 , the voltage dropped sharply and light emission was not performed when 1 hour had elapsed after driving. This is presumably because the compound 8 has a high planarity structure, so that the crystallization of the compound 8 or the like occurred in the light emitting layer, causing a short circuit between the anode 2 and the cathode 4.

1:基板、2:陽極、3:発光層、4:陰極、5:ホール輸送層、6:電子輸送層、7:ホール注入層   1: substrate, 2: anode, 3: light emitting layer, 4: cathode, 5: hole transport layer, 6: electron transport layer, 7: hole injection layer

Claims (5)

陽極と陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
前記発光層に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有し、
青色発光する有機発光素子であって、
前記第二ホストが、下記一般式[1]で示される化合物又は下記一般式[1]で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環、フェナントレン環から選択される芳香環が縮合してなるベンゼン環数が7環以下の化合物(ベンゾ[c]フェナンスレン骨格の1位及び12位の炭素が同一の炭素と結合する化合物を除く。)であり、
前記第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さく、
前記発光層において、最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であることを特徴とする、有機発光素子。
Figure 2012099593
An anode and a cathode;
An organic compound layer sandwiched between the anode and the cathode and including at least a light emitting layer, and
The light emitting layer has a first host, a second host, and a guest,
An organic light emitting device emitting blue light,
The second host is a compound represented by the following general formula [1] or a compound represented by the following general formula [1] condensed with an aromatic ring selected from a benzene ring, a naphthalene ring, a phenalene ring, an anthracene ring, and a phenanthrene ring. And a compound having 7 or less benzene rings (excluding compounds in which the 1st and 12th carbons of the benzo [c] phenanthrene skeleton are bonded to the same carbon).
The lowest triplet excitation energy of the second host is less than the lowest triplet excitation energy of the first host;
The organic light-emitting element, wherein a material having the lowest singlet excitation energy in the light-emitting layer is a light-emitting material.
Figure 2012099593
前記発光層に含まれる前記第二ホストの濃度が、25重量%以上75重量%以下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。   2. The organic light emitting device according to claim 1, wherein the concentration of the second host contained in the light emitting layer is 25 wt% or more and 75 wt% or less. 前記第二ホストの最低一重項励起エネルギーが、第一ホストの最低一重項励起エネルギーより大きいことを特徴とする、請求項1又は2に記載の有機発光素子。   The organic light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the lowest singlet excitation energy of the second host is larger than the lowest singlet excitation energy of the first host. 前記第二ホストのHOMOエネルギーが、前記第一ホストのHOMOエネルギーよりも低く、
前記第二ホストのLUMOエネルギーが、前記第一ホストのLUMOエネルギーよりも高いことを特徴とする、請求項1及至3のいずれか一項に記載の有機発光素子。
The HOMO energy of the second host is lower than the HOMO energy of the first host;
4. The organic light emitting device according to claim 1, wherein the LUMO energy of the second host is higher than the LUMO energy of the first host. 5.
前記第一ホストが、ベンゼン環を縮合してなる主骨格を有し、
前記主骨格が4つのベンゼン環を縮合して成る骨格(3つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。)であることを特徴とする、請求項1及至4のいずれか一項に記載の有機発光素子。
The first host has a main skeleton formed by condensing a benzene ring,
5. The structure according to claim 1, wherein the main skeleton is a skeleton formed by condensing four benzene rings (except when three or more benzene rings are linearly condensed). The organic light-emitting device described in 1.
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