JP2015118958A - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2015118958A
JP2015118958A JP2013259563A JP2013259563A JP2015118958A JP 2015118958 A JP2015118958 A JP 2015118958A JP 2013259563 A JP2013259563 A JP 2013259563A JP 2013259563 A JP2013259563 A JP 2013259563A JP 2015118958 A JP2015118958 A JP 2015118958A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
organic electroluminescence
represented
carbon atoms
organic electroluminescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013259563A
Other languages
English (en)
Inventor
高田　一範
Kazunori Takada
一範 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Display Co Ltd
Original Assignee
Samsung Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Display Co Ltd filed Critical Samsung Display Co Ltd
Priority to JP2013259563A priority Critical patent/JP2015118958A/ja
Priority to KR1020140143464A priority patent/KR20150069999A/ko
Priority to US14/564,886 priority patent/US20150171357A1/en
Publication of JP2015118958A publication Critical patent/JP2015118958A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/622—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing four rings, e.g. pyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
    • H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
    • H10K2102/103—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Abstract

【課題】高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、高い正孔耐性を有するインドロカルバゾール部と正孔耐性及び電子耐性を有するトリフェニレン部とを連結基を介して結合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子１００の正孔耐性と電子耐性とを向上させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成する。特に、トリフェニレン部の１位の位置で連結基を介してインドロカルバゾール部と結合することにより、分子の２面角が広がり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を実現する。【選択図】図１

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、低電圧で駆動し、青色発光領域において、高効率で長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
近年、画像表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置（Organic Electroluminescence Display：有機ＥＬ表示装置）の開発が盛んになってきている。有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置等とは異なり、陽極及び陰極から注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることにより、発光層における有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現するいわゆる自発光型の表示装置である。
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機EL素子）としては、例えば、陽極、陽極上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層上に配置された発光層、発光層上に配置された電子輸送層及び電子輸送層上に配置された陰極から構成された有機エレクトロルミネッセンス素子が知られている。陽極からは正孔が注入され、注入された正孔は正孔輸送層を移動して発光層に注入される。一方、陰極からは電子が注入され、注入された電子は電子輸送層を移動して発光層に注入される。発光層に注入された正孔と電子とが再結合することにより、発光層内で励起子が生成される。有機エレクトロルミネッセンス素子は、その励起子の輻射失活によって発生する光を利用して発光する。尚、有機エレクトロルミネッセンス素子は、以上に述べた構成に限定されず、種々の変更が可能である。
有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置に応用するにあたり、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化が求められている。有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を実現するために、正孔輸送層や発光層の定常化、安定化などが検討されている。正孔輸送層や発光層に用いられる材料としては、アントラセン誘導体やカルバゾール誘導体等の様々な化合物が知られている。有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化に有利な材料として、特許文献１には、単結合や芳香族化合物等から誘導された２価基を介して、２−トリフェニレニル基と多縮環性Ｎ−インドリル基が結合した化合物が提案されている。また、特許文献２には、インドロカルバゾール誘導体骨格上の窒素原子に縮合芳香炭化水素化合物の残基が結合した縮合多環化合物がが提案されている。
しかしながら、これらの材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子も充分な発光効率と発光寿命を有しているとは言い難く、現在では一層、高効率で、発光寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子が望まれている。有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる高効率化と長寿命化を実現するためには、新たな材料の開発が必要である。
特開２０１２−１４０３６５号公報 国際公開番号ＷＯ２０１２／０３０９４１号パンフレット
本発明は、上述の問題を解決するものであって、高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態によると、下記一般式（１）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が提供される。


式（１）中、Aは分子内における置換基を有するインドロカルバゾール部であり、Bは置換基を有するトリフェニレン部であり、Lは単結合又は環形成炭素数１２以下の芳香族炭化水素あるいは複素環から誘導される２価基であり、a及びcはそれぞれ環形成炭素数６の芳香族炭化水素環であり、bは環形成炭素数５及び窒素数１のヘテロ芳香環であり、Ri及びRtはそれぞれ同一または異なる数の置換基であり、置換数は０以上１１以下である。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、高い正孔耐性を有するインドロカルバゾール部と正孔耐性及び電子耐性を有するトリフェニレン部とを連結基を介して結合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔耐性と電子耐性とを向上させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができる。特に、トリフェニレン部の１位の位置で連結基を介してインドロカルバゾール部と結合することにより、分子の２面角が広がり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を実現することができる。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、前記式（１）中、前記Aが下記一般式（Ａ１）〜（Ａ６）で表される芳香族炭化水素の何れか一から選択されたものから誘導される１価基であってもよい。




式（Ａ１）〜（Ａ６）中、RAはそれぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン原子、ニトリル基、炭素数３０以下の飽和又は不飽和炭化水素基、−ORBで表わされるアルキルオキシ基、−SRBで表わされるアルキルチオ基、−N(RB)RBで表わされるアルキルもしくはアリールアミン基であり、RBは炭素数１０以下の飽和又は不飽和炭化水素であり、Rcは、単結合あるいは、RAである。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、インドロカルバゾール部を有することにより、高い正孔耐性を有し、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができる。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、前記式（１）中、前記Lが単結合又は下記一般式（Ｌ１）〜（Ｌ４）で表される芳香族炭化水素もしくは複素環の何れか一から選択されたものから誘導される２価基であってもよい。


式（Ｌ１）〜（Ｌ４）中、RAはそれぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン原子、ニトリル基、炭素数３０以下の飽和又は不飽和炭化水素、−ORBで表わされるアルキルオキシ基、−SRBで表わされるアルキルチオ基、−N(RB)RBで表わされるアルキルもしくはアリールアミン基であり、RBは炭素数１０以下の飽和又は不飽和炭化水素である。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、単結合又は連結基として一般式（Ｌ１）〜（Ｌ４）で表される芳香族炭化水素もしくは複素環の何れか一から選択されたものから誘導される２価基を用いることにより、駆動中の膜質変化が抑制される等の効果が大きくなり、駆動寿命の長寿命化が認められた。
また、本発明の一実施形態によると、前記何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層に含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、高い正孔耐性を有するインドロカルバゾール部と正孔耐性及び電子耐性を有するトリフェニレン部とを連結基を介して結合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔耐性と電子耐性とを向上させ、発光層の材料として用いることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができる。
また、本発明の一実施形態によると、前記何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜中に含む有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、高い正孔耐性を有するインドロカルバゾール部と正孔耐性及び電子耐性を有するトリフェニレン部とを連結基を介して結合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔耐性と電子耐性とを向上させ、発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜の材料として用いることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができる。
本発明によると、高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。特に、本発明によると、発光層又は発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜に用いる高効率で長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。本発明は、高い正孔耐性を有するインドロカルバゾール部と正孔耐性及び電子耐性を有するトリフェニレン部とを連結基を介して結合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔耐性と電子耐性とを向上させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができる。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００を示す模式図である。
上述の問題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、高い正孔耐性を有するインドロカルバゾール部と正孔耐性及び電子耐性を有するトリフェニレン部とを連結基を介して結合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔耐性と電子耐性とを向上させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができることを見出した。このような連結基を介してインドロカルバゾール部とトリフェニレン部とを導入した化合物は、特許文献１及び２にも記載されているが、長寿命化にはさらなる検討が必要であった。検討の結果、トリフェニレン部の１位の炭素と他方のインドロカルバゾール部の窒素とを、連結基を介して結合することにより、格段の高効率化及び長寿命を実現することができることを見出し、発明を完成させた。
以下、図面を参照して本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。但し、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、下記一般式（２）で示される２つのカルバゾール部位が連結基を介して結合した化合物を含む。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、Aは分子内における置換基を有するインドロカルバゾール部である。Bは置換基を有するトリフェニレン部である。Lは単結合又は環形成炭素数１２以下の芳香族炭化水素あるいは複素環から誘導される２価基である。a及びcはそれぞれ環形成炭素数６の芳香族炭化水素環であり、bは環形成炭素数５及び窒素数１のヘテロ芳香環である。Ri及びRtはそれぞれ同一または異なる数の置換基であり、置換数は０以上１１以下である。
ここで、Ri及びRtとして用いる置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基、ジメチルアリル基、ゲラニル基、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、式（３）中、Aは下記一般式（Ａ１）〜（Ａ６）で表される芳香族炭化水素の何れか一から選択されたものから誘導される１価基である。



式（Ａ１）〜（Ａ６）中、RAはそれぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン原子、ニトリル基、炭素数３０以下の飽和又は不飽和炭化水素基、−ORBで表わされるアルキルオキシ基、−SRBで表わされるアルキルチオ基、−N(RB)RBで表わされるアルキルもしくはアリールアミン基である。RBは炭素数１０以下の飽和又は不飽和炭化水素である。
ここで、RA及びRBとして用いる炭素数３０以下の飽和又は不飽和炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基、ジメチルアリル基、ゲラニル基、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、式（２）中、Lが単結合又は下記一般式（Ｌ１）〜（Ｌ４）で表される芳香族炭化水素もしくは複素環の何れか一から選択されたものから誘導される２価基である。

式（Ｌ１）〜（Ｌ４）中、RAはそれぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン原子、ニトリル基、炭素数３０以下の飽和又は不飽和炭化水素、−ORBで表わされるアルキルオキシ基、−SRBで表わされるアルキルチオ基、−N(RB)RBで表わされるアルキルもしくはアリールアミン基である。RBは炭素数１０以下の飽和又は不飽和炭化水素である。なお、RA及びRBとして用いる炭素数１０以下の飽和又は不飽和炭化水素基の具体例は上述したため、詳細は省略する。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、上述の構造を有し、真空蒸着プロセスに適合させるため、分子量を８００以下とすることが好ましい。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、ヘテロアリール基をA、アリール基をB、単結合又は連結基をLで表した時に、A-L-B構造を有する。発光層又は発光層と陽極との間の有機薄膜を構成する材料に用いるには、陰極から有機エレクトロルミネッセンス素子に注入された電子のうち、発光層に到達又は発光層を通過した電子に対する耐性が要求される。また、発光層と陽極との間の有機薄膜として使用する場合、発光層からの励起エネルギーを発光層内に閉じ込める働きも要求される。このため、分子全体として、バイポーラ性を有していることが重要であり、HOMOとLUMOのOrbitalの間に良好な分断があることが本発明の材料の大きな特徴である。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、高い正孔耐性を有するインドロカルバゾール部と正孔耐性及び電子耐性を有するトリフェニレン部とを連結基を介して結合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔耐性と電子耐性とを向上させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができる。特に、トリフェニレン部の１位の位置で連結基を介してインドロカルバゾール部と結合することにより、分子の２面角が広がり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を実現することができる。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。



本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。



本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。



本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。



本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層に好適に用いることができる。また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、発光層と陽極との間に配置された積層膜の何れか一層に用いることができる。これにより、正孔輸送性が向上し、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧の低電圧化と高効率化を実現することができる。
（有機エレクトロルミネッセンス素子）
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００を示す模式図である。有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、例えば、基板１０２、陽極１０４、正孔注入層１０６、正孔輸送層１０８、発光層１１０、電子輸送層１１２、電子注入層１１４及び陰極１１６を備える。一実施形態において、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層に用いることができる。また、一実施形態において、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、発光層と陽極との間に配置された積層膜の何れか一層に用いることができる。
例えば、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を正孔輸送層１０８に用いる場合について説明する。基板１０２は、例えば、透明ガラス基板や、シリコン等から成る半導体基板樹脂等のフレキシブルな基板であってもよい。陽極１０４は、基板１０２上に配置され、酸化インジウムスズ（ITO）やインジウム亜鉛酸化物（IZO）等を用いて形成することができる。正孔注入層１０６は、陽極１０４上に配置され、例えば、4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine（2-TNATA）、N,N,N′,N′-Tetrakis(3-methylphenyl)-3,3′-dimethylbenzidine（HMTPD）、Dipyrazino[2,3-f:2′,3′-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile（HAT(CN)6）等を含む。正孔輸送層１０８は、正孔注入層１０６上に配置され、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて形成される。発光層１１０は、正孔輸送層１０８上に配置され、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて形成される。また、例えば、9,10-Di(2-naphthyl)anthracene（ADN）を含むホスト材料に2,5,8,11-Tetra-t-butylperylene (TBP)をドープして形成することもできる。電子輸送層１１２は、発光層１１０上に配置され、例えば、Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium（Alq3）を含む材料により形成される。電子注入層１１４は、電子輸送層１１２上に配置され、例えば、フッ化リチウム（LiF）を含む材料により形成される。陰極１１６は、電子注入層１１４上に配置され、Al等の金属や酸化インジウムスズ（ITO）やインジウム亜鉛酸化物（IZO）等の透明材料により形成される。上記薄膜は、真空蒸着、スパッタ、各種塗布など材料に応じた適切な成膜方法を選択することにより、形成することができる。
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００においては、上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いることにより、駆動電圧の低電圧化と高効率化を実現可能な正孔輸送層が形成される。なお、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、TFTを用いたアクティブマトリクスの有機EL発光装置にも適用することができる。
また、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００においては、上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層、または発光層と陽極との間に配置された積層膜の何れか一層に用いることにより、駆動電圧の低電圧化と有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を実現することができる。
（製造方法）
上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のType 1〜Type 3の何れかの方法で合成することができる。

（Type 1の合成方法）
インドロカルバゾール化合物（A-NH）にジハライド化合物（X-L-X）を、Ullmann反応を用い、連結基Lを伸張して得られた中間体（A-L-X）の残留ハロゲン部を、（１）パラジウム触媒とともにジボラン（B2(OR)2）を作用させる、又は、（２）n-ブチルリチウムなどで、リチオ化した後、トリスボレートで処理して、ボロン酸エステル（A-L-B(OR)2）に変換した後、鈴木−宮浦カップリング反応で、B部のハロゲン化物（B-X）を作用させて、A-L-B型の直結型材料を得る。
（Type 2の合成方法）
Type 1と同じ方法で、A-L-X型の中間体を得た後、鈴木−宮浦カップリング反応により、B部のボロン酸エステル（B-B(OR)2）を反応させて、A-L-B型の材料を得る。
（Type 3の合成方法）
インドロカルバゾール化合物（A-NH）に、Ullmann反応或いは、Hartwig反応型Pd触媒反応を用いて、B部のハロゲン化物（B-X）を直接作用させ、A-B型の直結型材料を得る。
実施例として、Type 2の方法により、化合物９を合成した。合成した化合物はFAB-MS測定により同定した。

（ブロモ体Ｂの合成）
インドロカルバゾールA（2.00g、6.20mmol）、1,4-ジブロモベンゼン（14.6g、62.0mmol）、銅粉（3.15g、49.6mmol）、18-crown-6（860mg、3.72mmol）をo-ジクロロベンゼン（20mL）に溶解させて１９０℃で１４時間撹拌した。反応混合物を冷却後、ヘキサンに投入し、沈殿物をろ取した。固形物を、クロロホルムで洗浄し、洗液を濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、ブロモ体B（2.12g、4.34mmol）を収率７０％で得た。
（化合物Ｂの合成）
アルゴン雰囲気下で、２００ ｍＬの三つ口フラスコに、化合物Ａ ４．７０ｇと１−ブロモ−４−ヨードベンゼン ６．２４ｇ、銅 ７．４８ｇ、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３） １６．３ｇ、１８−クラウン６−エーテル ２．３３ｇ、ＤＭＦ ４７ｍＬを加え、１９０℃で１０時間攪拌した。空冷後、有機層を分取して溶媒留去した。その後、トルエンで再結晶を行い、白色固体の化合物Ｂを４．６１ｇ（収率６６％）得た。
（ボロン酸ピナコールエステルＤの合成）
臭化物Ｃ（3.50g、11.6mmol）、ビスピナコラートジボラン（4.40g、17.3mmol）、[1,1′-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム（II）ジクロロメタン錯体（470mg、0.58mmol）、酢酸カリウム（3.40g、34.9mmol）をジメチルスルホキシド（100mL）に溶解させ、９０℃で８時間撹拌した。反応混合物を、水に投入し、クロロホルムで抽出後、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。有機層を濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、ボロン酸ピナコールエステルＤ（2.26g、6.38mmol）を収率５５％で得た。
（化合物９の合成）
ブロモ体Ｂ（1.46g、3.00mmol）、ボロン酸ピナコールエステルＤ（1.17g、3.30mmol）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)（170mg、0.15mmol）、をトルエン（50mL）−2M 炭酸ナトリウム水溶液（50mL）−エタノール（50mL）の混合溶媒に投入し、脱気後、８時間加熱還流を行った。得られた沈殿物を熱時濾取し、トルエン、水、エタノールで順次洗浄し、化合物９を（1.05g、1.65mmol）をほぼ純粋な白色固体として収率５５％で得た。
上述した化合物５及び６を正孔輸送材料として用いて、上述した製造方法により、実施例１及び２の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成した。また、比較例として、下記に示す化合物Ｒ１〜Ｒ３を正孔輸送材料として用いて、比較例１〜３の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成した。なお、化合物Ｒ１は、特許文献１及び２に記載されたような連結基を介してトリフェニレン部の２位の位置にインドロカルバゾール部を導入した化合物である。



本実施例においては、基板１０２には透明ガラス基板を用い、１５０ｎｍの膜厚のＩＴＯで陽極１０４を形成し、６０ｎｍの膜厚の２−ＴＮＡＴＡで正孔注入層１０６を形成し、実施例及び比較例の化合物を用いて３０ｎｍの膜厚の正孔輸送層１０８を形成し、ＡＤＮにＴＢＰを３％ドープした２５ｎｍの膜厚の発光層１１０を形成し、２５ｎｍの膜厚のＡｌｑ３で電子輸送層１１２を形成し、１ｎｍの膜厚のＬｉＦで電子注入層１１４を形成し、１００ｎｍの膜厚のＡｌで陰極１１６を形成した。
作成した有機エレクトロルミネッセンス素子について、電圧及び発光効率及び寿命を評価した。なお、電流密度を１０ ｍＡ／ｃｍ２とし、半減寿命は1,000 cd/m2で測定して評価した。

表１から明らかなように、連結基を介してインドロカルバゾール部をトリフェニレン部の１位の位置に導入した実施例の化合物は、連結基を介してインドロカルバゾール部をトリフェニレン部の２位の位置に導入した比較例１の化合物と比較して、発光効率の向上とともに、素子半減寿命の伸張が認められた。したがって、単に材料の構成要素の組合せだけではなく、トリフェニレン部の１位の位置にインドロカルバゾール部を導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び格段の長寿命化を実現することが明らかとなった。
なお、トリフェニレン置換基の１位置換体である、実施例２の化合物は、連結基Lが単結合ではなく、芳香族から誘導された２価基であっても、素子の発光効率向上と輝度半減寿命の伸張効果が大きく現れていることを示している。
これらの相関から、多環芳香環部（トリフェニレン）位とインドロカルバゾール部との間の距離が小さくなる、あるいは１−トリフェニレニル基のような捻れが大きくなるような接続様式を導入すると、HOMOとLUMOとのOrbitalの間に良好に分断され、発光層からの励起エネルギーを発光層内に閉じ込める効果が大きくなったと考えられる。
１００ 有機ＥＬ素子、１０２ 基板、１０４ 陽極、１０６ 正孔注入層、１０８ 正孔輸送層、１１０ 発光層、１１２ 電子輸送層、１１４ 電子注入層、１１６ 陰極

Claims (5)

  1. 下記一般式（１）で表されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。


    ［式（１）中、Aは分子内における置換基を有するインドロカルバゾール部であり、
    Bは置換基を有するトリフェニレン部であり、
    Lは単結合又は環形成炭素数１２以下の芳香族炭化水素あるいは複素環から誘導される２価基であり、
    a及びcはそれぞれ環形成炭素数６の芳香族炭化水素環であり、bは環形成炭素数５及び窒素数１のヘテロ芳香環であり、
    Ri及びRtはそれぞれ同一または異なる数の置換基であり、置換数は０以上１１以下である。］
  2. 前記式（１）中、前記Aが下記一般式（Ａ１）〜（Ａ６）で表される芳香族炭化水素の何れか一から選択されたものから誘導される１価基であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。




    ［式（Ａ１）〜（Ａ６）中、RAはそれぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン原子、ニトリル基、炭素数３０以下の飽和又は不飽和炭化水素基、−ORBで表わされるアルキルオキシ基、−SRBで表わされるアルキルチオ基、−N(RB)RBで表わされるアルキルもしくはアリールアミン基であり、
    RBは炭素数１０以下の飽和又は不飽和炭化水素であり、Rcは、単結合あるいは、RAである。］
  3. 前記式（１）中、前記Lが単結合又は下記一般式（Ｌ１）〜（Ｌ４）で表される芳香族炭化水素もしくは複素環の何れか一から選択されたものから誘導される２価基であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。


    ［式（Ｌ１）〜（Ｌ４）中、RAはそれぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン原子、ニトリル基、炭素数３０以下の飽和又は不飽和炭化水素、−ORBで表わされるアルキルオキシ基、−SRBで表わされるアルキルチオ基、−N(RB)RBで表わされるアルキルもしくはアリールアミン基であり、
    RBは炭素数１０以下の飽和又は不飽和炭化水素である。］
  4. 請求項１乃至３の何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層に含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 請求項１乃至３の何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜中に含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
JP2013259563A 2013-12-16 2013-12-16 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Pending JP2015118958A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013259563A JP2015118958A (ja) 2013-12-16 2013-12-16 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
KR1020140143464A KR20150069999A (ko) 2013-12-16 2014-10-22 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료 및 이를 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자
US14/564,886 US20150171357A1 (en) 2013-12-16 2014-12-09 Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013259563A JP2015118958A (ja) 2013-12-16 2013-12-16 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015118958A true JP2015118958A (ja) 2015-06-25

Family

ID=53369578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013259563A Pending JP2015118958A (ja) 2013-12-16 2013-12-16 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150171357A1 (ja)
JP (1) JP2015118958A (ja)
KR (1) KR20150069999A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016017514A1 (ja) * 2014-07-31 2016-02-04 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、発光性薄膜、表示装置及び照明装置
WO2017209297A1 (ja) * 2016-06-02 2017-12-07 国立大学法人名古屋大学 トリアリーレン化合物及びその製造方法
WO2022124365A1 (ja) * 2020-12-11 2022-06-16 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
WO2022124367A1 (ja) * 2020-12-11 2022-06-16 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子
WO2023042814A1 (ja) * 2021-09-16 2023-03-23 株式会社Kyulux 化合物、発光材料および発光素子

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10897016B2 (en) 2016-11-14 2021-01-19 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
CN110391342B (zh) * 2018-04-17 2021-11-02 上海和辉光电股份有限公司 一种有机电致发光器
KR102290362B1 (ko) * 2018-06-19 2021-08-19 엘티소재주식회사 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 유기물층용 조성물
CN116003340A (zh) * 2022-12-27 2023-04-25 广东工业大学 一种菲腈类有机发光化合物及其制备方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101371377A (zh) * 2005-12-01 2009-02-18 新日铁化学株式会社 有机场致发光元件
TWI471405B (zh) * 2009-03-31 2015-02-01 Nippon Steel & Sumikin Chem Co A phosphorescent element material, and an organic electroluminescent device using the same
EP2768808B1 (de) * 2011-10-20 2017-11-15 Merck Patent GmbH Materialien für organische elektrolumineszenzvorrichtungen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016017514A1 (ja) * 2014-07-31 2016-02-04 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、発光性薄膜、表示装置及び照明装置
WO2017209297A1 (ja) * 2016-06-02 2017-12-07 国立大学法人名古屋大学 トリアリーレン化合物及びその製造方法
WO2022124365A1 (ja) * 2020-12-11 2022-06-16 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
WO2022124367A1 (ja) * 2020-12-11 2022-06-16 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子
WO2023042814A1 (ja) * 2021-09-16 2023-03-23 株式会社Kyulux 化合物、発光材料および発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
US20150171357A1 (en) 2015-06-18
KR20150069999A (ko) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015118958A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5608095B2 (ja) 芳香族アミン誘導体及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6266632B2 (ja) アントラセン誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5473600B2 (ja) クリセン誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US9461251B2 (en) Anthracene derivative and organic electroluminescence device using the same
JP6101248B2 (ja) 新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料および有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5443996B2 (ja) ベンゾフェナントレン誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5399920B2 (ja) 縮合芳香族誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6504631B2 (ja) スピロ型化合物及びこれを含む有機発光素子｛ｓｐｉｒｏ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ｓａｍｅ｝
KR102054530B1 (ko) 벤조플루오렌 화합물, 그 화합물을 사용한 발광층용 재료 및 유기 전계 발광 소자
JP6060095B2 (ja) カルバゾール化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料および有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2013147205A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子および有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
WO2010098458A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20100088612A (ko) 벤조크리센 유도체 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자
WO2010044130A1 (ja) 芳香族アミン誘導体、及びそれらを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5802651B2 (ja) 芳香族アミン誘導体、及びそれを含む有機デバイス用材料、正孔注入輸送材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、並びに有機エレクトロルミネッセンス素子。
JP6614520B2 (ja) 化合物およびこれを含む有機電子素子
JP5635775B2 (ja) モノベンゾクリセン誘導体、及びそれを含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、並びにそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2009084543A1 (ja) 含窒素複素環誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2013063930A (ja) 芳香族アミン誘導体およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2018535924A (ja) アミン系化合物およびこれを含む有機発光素子
JP6034005B2 (ja) ビスカルバゾール誘導体およびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20130134451A (ko) 새로운 바이카바졸계 유기전계발광소자용 화합물 및 그를 포함하는 유기전계발광소자
JP2015013806A (ja) 芳香族アミン誘導体およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2013107853A (ja) 芳香族アミン誘導体およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子