JP2015167150A - 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 Download PDF

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井上 哲也
Tetsuya Inoue
哲也 井上
由美子 水木
Yumiko Mizuki
由美子 水木
伸浩 藪ノ内
Nobuhiro Yabunouchi
伸浩 藪ノ内
栄田 暢
Noboru Sakaeda
暢 栄田
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Abstract

【課題】長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子1の、発光層5は、第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料と、を含有し、第一ホスト材料は、下記式(1)および下記式(2)の少なくともいずれかで表される部分構造を有し、第二ホスト材料は、下記式(3)で表される部分構造を有する。Azは、置換もしくは無置換の含窒素六員環を含む芳香族複素環基であり、WCNは、1以上のシアノ基(CN)で置換された芳香族炭化水素基、または1以上のシアノ基(CN)で置換された芳香族複素環基であり、Ar1は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、Ar1は、含窒素六員環を含む芳香族複素環基ではない。【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に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ということもある。)に電圧を印加すると、陽極から正孔が、また陰極から電子が、それぞれ発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子及び三重項励起子が25%:75%の割合で生成する。発光原理に従って分類した場合、蛍光型では、一重項励起子による発光を用いるため、有機EL素子の内部量子効率は25%が限界といわれている。一方、燐光型では、三重項励起子による発光を用いるため、一重項励起子から項間交差が効率的に行われた場合には内部量子効率が100%まで高められることが知られている。
従来、有機EL素子においては、蛍光型、及び燐光型の発光メカニズムに応じ、最適な素子設計がなされてきた。特に燐光型の有機EL素子については、その発光特性から、蛍光素子技術の単純な転用では高性能な素子が得られないことが知られている。その理由は、一般的に以下のように考えられている。
まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物の一重項エネルギー(最低励起一重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。)の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー(最低励起三重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。)の値よりも大きいからである。
従って、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に素子内に閉じ込めるためには、まず、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きな三重項エネルギーを有するホスト材料を発光層に用いなければならない。さらに、発光層に隣接する電子輸送層及び正孔輸送層を設ける際に、電子輸送層及び正孔輸送層にも燐光発光性ドーパント材料よりも大きな三重項エネルギーを有する化合物を用いなければならない。このように、従来の有機EL素子の素子設計思想に基づく場合、蛍光型の有機EL素子に用いる化合物と比べて、より大きなエネルギーギャップを有する化合物を燐光型の有機EL素子に用いることにつながり、有機EL素子全体の駆動電圧が上昇する。
また、蛍光素子で有用であった酸化耐性や還元耐性の高い炭化水素系の化合物はπ電子雲の広がりが大きいため、エネルギーギャップが小さい。そのため、燐光型の有機EL素子では、このような炭化水素系の化合物が選択され難く、酸素や窒素などのヘテロ原子を含んだ有機化合物が選択され、その結果、燐光型の有機EL素子は、蛍光型の有機EL素子と比較して寿命が短いという問題を有する。
さらに、燐光発光性ドーパント材料の三重項励起子の励起子緩和速度が一重項励起子と比較して非常に長いことも素子性能に大きな影響を与える。即ち、一重項励起子からの発光は、発光に繋がる緩和速度が速いため、発光層の周辺層(例えば、正孔輸送層や電子輸送層)への励起子の拡散が起きにくく、効率的な発光が期待される。一方、三重項励起子からの発光は、スピン禁制であり緩和速度が遅いため、周辺層への励起子の拡散が起きやすく、特定の燐光発光性化合物以外からは熱的なエネルギー失活が起きてしまう。つまり、蛍光型の有機EL素子と比較して、電子及び正孔の再結合領域のコントロールがより重要となる。
以上のような理由より、燐光型の有機EL素子の高性能化においては、蛍光型の有機EL素子と異なる材料選択及び素子設計が必要となる。
このような燐光型の有機EL素子用材料として、従来から、高い三重項エネルギーを示し、且つ正孔輸送性材料として知られているカルバゾール誘導体が、有用な燐光ホスト材料として用いられていた。
特許文献1及び特許文献2には、二つのカルバゾールが連結したビスカルバゾール骨格に、含窒素複素環基を導入した化合物を、燐光型の有機EL素子の発光層におけるホスト材料として用いることが記載されている。特許文献1及び特許文献2に記載の化合物は、正孔輸送性のカルバゾール骨格に対して電子欠乏性の含窒素複素環基を導入することにより、電荷輸送のバランスをとった分子設計となっている。
また、特許文献3には、有機EL素子を長寿命化する取り組みとして、発光層に複数のホスト材料を混合させた有機EL素子が開示されている。特許文献3においては、混合する種々のホスト材料の組合について検討がなされている。
国際公開第2011/132683号 国際公開第2011/132684号 国際公開第2011/155507号
しかし、特許文献1及び特許文献2に記載の化合物を用いた有機EL素子においては、長寿命化が技術的課題となっている。
また、特許文献3に記載の有機EL素子についても、さらなる長寿命化が望まれている。
本発明は、長寿命な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。
本発明者らが前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、発光層の第一ホスト材料には、シアノ基が直接または連結基を介して結合した含窒素六員環を含む芳香族複素環を部分構造として有する化合物を用い、当該発光層の第二ホスト材料には、シアノ基が結合した芳香族炭化水素環又はシアノ基が結合した芳香族複素環を部分構造として有する化合物を用いることにより、有機EL素子の寿命が長くなることを見出し、本発明を発明するに至った。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、
陽極と、前記陽極と対向して設けられる陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる発光層と、を備え、
前記発光層は、第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料と、を含有し、
前記第一ホスト材料は、下記式(1)および下記式(2)の少なくともいずれかで表される部分構造を有し、
前記第二ホスト材料は、下記式(3)で表される部分構造を有し、且つ下記式(1)または下記式(2)で表される部分構造を有さない
ことを特徴とする。
(前記式(1)において、
Azは、置換もしくは無置換の含窒素六員環を含む芳香族複素環基であり、
CNは、1以上のシアノ基(CN)で置換された芳香族炭化水素基、または1以上のシアノ基(CN)で置換された芳香族複素環基であり、
pは、1以上の整数である。
ただし、WCNは、シアノ基以外の置換基を有する場合があり、WCNが複数ある場合、複数のWCNは、互いに同一であるか、又は異なる。
前記式(2)において、
Azは、前記式(1)のAzと同義であり、
qは、1以上の整数である。
前記式(3)において、
Arは、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、ただし、Arは、含窒素六員環を含む芳香族複素環基ではなく、
rは、1以上の整数である。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式(1−1)および下記式(2−1)の少なくともいずれかで表され、
前記第二ホスト材料は、下記式(3−1)で表される
ことが好ましい。
(前記式(1−1),(2−1),(3−1)において、
Ar,Arは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基である。
前記式(1−1)におけるAz、WCNおよびpは、前記式(1)におけるAz、WCNおよびpと同義である。
前記式(2−1)におけるAzおよびqは、前記式(2)におけるAzおよびqと同義である。
前記式(3−1)におけるArおよびrは、前記式(3)におけるArおよびrと同義である。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式(4)で表される
ことが好ましい。
(前記式(4)において、
は、前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基を表す。
は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の多価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の多価の芳香族複素環基、
環形成炭素数5〜30のシクロアルキレン基、又は
これらが連結した基を表す。
kは、1、又は2を表す。
11〜X18は、それぞれ独立に、窒素原子、又はCRを表す。
は、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアラルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基を表す。
11〜X18において隣り合うRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第二ホスト材料は、下記式(5)で表される
ことが好ましい。
(式(5)において、
は、前記式(3)で表される基である。
〜Xは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、又はCRを表す。
は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
ハロゲン原子、又は
シアノ基を表す。Rが複数存在する場合、複数のRはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
〜XおよびX〜Xの少なくともいずれかにおいて、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式(4−3)および下記式(4−4)の少なくともいずれかで表される
ことが好ましい。
(前記式(4−3)および(4−4)において、
およびX11〜X18は、前記式(4)におけるLおよびX11〜X18と同義であり、
前記式(4−3)におけるAz、WCNおよびpは、前記式(1)におけるAz、WCNおよびpと同義であり、
前記式(4−4)におけるAzおよびqは、前記式(1)におけるAzおよびqと同義である。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第二ホスト材料は、下記式(5−1)で表される
ことが好ましい。
(式(5−1)において、
は、前記式(3)で表される部分構造を有する基を表す。
は、それぞれ独立に、
前記式(3)で表される部分構造を有する基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基を表す。
は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の2価の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜30のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
mは、0〜3の整数を表す。
〜XおよびY〜Yは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、又はCRを表す。
〜XおよびY〜Yは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、CRまたはAに結合する炭素原子を表す。
〜XおよびY〜YにおけるRは、それぞれ独立に、前記式(5)におけるRと同義であり、Rが複数存在する場合、複数のRはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
〜XおよびY〜Yの少なくともいずれかにおいて、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式(4−5)で表される
ことが好ましい。
(前記式(4−5)において、
は、前記一般式(4)におけるLと同義である。
11〜X14およびX45〜X48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCRを表す。
15〜X18およびX41〜X44は、それぞれ独立に、窒素原子、CR、又はLと結合する炭素原子を表す。
11〜X18及びX41〜X48におけるCRのRは、前記式(4)のX11〜X18におけるCRのRと同義である。
およびLは、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の2価の芳香族複素環基、
環形成炭素数5〜30のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
11〜X18およびX41〜X48の少なくともいずれかにおいて隣り合うRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
は、前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基である。
は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、又は
前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基を表す。
ただし、MとMは、同一であるか、又は異なる。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記Azは、下記式(4−6)で表される環の2価〜5価の基である
ことが好ましい。
(前記式(4−6)において、Y11〜Y15は、それぞれ独立に、窒素原子(N)、又はCRを表す。
前記CRにおいて、Rは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、又は
ハロゲン原子を表す。
ただし、Y11〜Y15のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
が複数存在する場合、複数のRは、互いに同一あるか、又は異なる。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記式(4−5)で表される第一ホスト材料は、下記式(4−5−1)、下記式(4−5−2)、および下記式(4−5−3)のいずれかで表される
ことが好ましい。
(前記式(4−5−1)、(4−5−2)、(4−5−3)において、
、M、L、L、L、X11〜X18、およびX41〜X48は、それぞれ、前記式(4−5)におけるM、M、L、L、L、X11〜X18、およびX41〜X48と同義である。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記式(5−1)で表される第二ホスト材料は、下記式(5−1−1)、下記式(5−1−2)、および下記式(5−1−3)のいずれかで表される
ことが好ましい。
(前記式(5−1−1)において、
、A、A、X〜X、X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、X、Y、Y、Y〜Y及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。
前記式(5−1−2)において、
、A、A、X〜X、X、X、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、X、Y、Y〜Y及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。
前記式(5−1−3)において、
、A、A、X〜X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第二ホスト材料が有する前記式(3)で表される部分構造の少なくとも1つが、
シアノ基で置換されたフェニル基、
シアノ基で置換されたナフチル基、
シアノ基で置換されたフェナントリル基、
シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基で置換されたビフェニリル基、
シアノ基で置換されたターフェニリル基、又は
シアノ基で置換されたトリフェニレニル基である
ことが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光材料が、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)及び白金(Pt)からなる群から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である燐光発光材料を含有することが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記燐光発光材料の発光ピーク波長が490nm以上700nm以下であることが好ましい。
本発明によれば、長寿命な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。
本発明の第一実施形態における有機EL素子の一例の概略構成を示す図である。 本発明の第一実施形態における有機EL素子の別の例の概略構成を示す図である。 第二実施形態における有機EL素子の一例の概略構成を示す図である。
[第一実施形態]
[有機EL素子]
本発明の第一実施形態における有機EL素子は、陰極と、陽極と、陰極と陽極との間に配置された有機薄膜層とを有する。有機薄膜層は、一層又は複数層で構成される。
また、本発明の有機EL素子において、有機薄膜層のうち少なくとも1層は、発光層である。そのため、有機薄膜層は、例えば、一層の発光層で構成されていてもよいし、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、電子障壁層等の公知の有機EL素子で採用される層を有していてもよい。有機薄膜層は、無機化合物を含んでいてもよい。
本発明の化合物は、有機薄膜層に含まれる。有機薄膜層が複数であれば、少なくともいずれかの層に本発明の化合物が単独または混合物の成分として含まれている。好ましくは、発光層が、本発明の化合物を含有する。この場合、発光層は、本発明の化合物をホスト材料として含み、さらにドーパント材料を含んで構成することが好ましい。
有機EL素子の代表的な素子構成としては、例えば、次の(a)〜(e)などの構成を挙げることができる。
(a)陽極/発光層/陰極
(b)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/陰極
(c)陽極/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(d)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(e)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/障壁層/電子注入・輸送層/陰極
上記の中で(d)の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
なお、上記「発光層」とは、発光機能を有する有機層であって、ドーピングシステムを採用する場合、ホスト材料とドーパント材料を含んでいる。このとき、ホスト材料は、主に電子と正孔の再結合を促し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパント材料は、再結合で得られた励起子を効率的に発光させる機能を有する。燐光素子の場合、ホスト材料は主にドーパントで生成された励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。
上記「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層および正孔輸送層のうちの少なくともいずれか1つ」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層および電子輸送層のうちの少なくともいずれか1つ」を意味する。ここで、正孔注入層および正孔輸送層を有する場合には、陽極側に正孔注入層が設けられていることが好ましい。また、電子注入層および電子輸送層を有する場合には、陰極側に電子注入層が設けられていることが好ましい。
本発明において電子輸送層といった場合には、発光層と陰極との間に存在する電子輸送領域の有機層のうち、最も電子移動度の高い有機層をいう。電子輸送領域が一層で構成されている場合には、当該層が電子輸送層である。また、燐光型の有機EL素子においては、構成(e)に示すように発光層で生成された励起エネルギーの拡散を防ぐ目的で必ずしも電子移動度が高くない障壁層を発光層と電子輸送層との間に採用することがあり、発光層に隣接する有機層が電子輸送層に必ずしも該当しない。
上記発光層は、量子収率の高いドーパント材料を二種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光するダブルドーパントを採用してもよい。具体的には、ホスト、赤色ドーパント及び緑色ドーパントを共蒸着することによって、発光層を共通化して黄色発光を実現する態様が挙げられる。
上記発光層は、複数の発光層を積層した積層体とすることで、発光層界面に電子と正孔を蓄積させて、再結合領域を発光層界面に集中させて、量子効率を向上させることができる。
発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さは異なっていてもよく、また、発光層中での正孔と電子の移動度で表される正孔輸送能と電子輸送能が異なっていてもよい。
図1に、本発明の実施形態における有機EL素子の一例の概略構成を示す。
図1に示す有機EL素子1は、基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3と陰極4との間に配置された有機薄膜層10と、を有する。
そして、有機薄膜層10は、陽極3側から順に、正孔輸送層6、発光層5、および電子輸送層7が積層されて構成される。
なお、上記(d)の構成の別の例として、図2に示すように、有機薄膜層10に、さらに正孔注入層8および電子注入層9が含まれる有機EL素子1Aも挙げられる。
〔発光層〕
発光層5は、第一ホスト材料、第二ホスト材料、および発光材料としての燐光発光性ドーパント材料を含有する。
発光層における第一ホスト材料と第二ホスト材料の含有割合は特に限定されず、適宜調整可能であり、好ましくは質量比で第一ホスト材料:第二ホスト材料=1:99〜99:1の範囲内であり、より好ましくは10:90〜90:10の範囲内である。
本実施形態の有機EL素子は、下記式(1)で表される部分構造および下記式(2)で表される部分構造の少なくともいずれかを有する第一ホスト材料と、下記式(3)で表される部分構造を有する第二ホスト材料とを組み合わせて発光層に用いることにより、有機EL素子の長寿命化を図ることができる。これは、特定の部分構造を有する第一ホスト材料と第二ホスト材料とを混合することで、正孔および電子の再結合確率がさらに高まり、発光効率の向上およびキャリアバランスの向上により、さらなる長寿命化の効果を奏すると考えられる。
(第一ホスト材料)
本発明の有機EL素子に用いられる第一ホスト材料としては、下記一般式(1)および下記式(2)の少なくともいずれかで表される部分構造を有する化合物を用いることができる。
第一ホスト材料において、前記式(1)で表される部分構造を複数有していても良いし、前記式(2)で表される部分構造を複数有していても良い。
第一ホスト材料としては、一つの化合物において、前記式(1)で表される部分構造と、前記式(2)で表される部分構造とを兼ね備えていても良い。
また、第一ホスト材料としては、前記式(1)で表される部分構造を有する化合物と、前記式(2)で表される部分構造を有する化合物とを混合して用いても良い。
第一ホスト材料としては、前記式(1)で表される部分構造を有する化合物が好ましい。
前記式(1)および前記式(2)において、Azは、置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、この芳香族複素環基は、含窒素六員環を含む。このAzの示す芳香族複素環基としては、単環の複素環で構成される単環芳香族複素環基(非縮合芳香族複素環基という場合がある。)と、複素環が芳香族炭化水素環と縮合したり、複素環同士で縮合したりして構成される縮合芳香族複素環基とが挙げられる。また、このAzの示す芳香族複素環基としては、環形成原子数が5〜30であることが好ましく、環形成原子数が5〜14であることがより好ましい。
前記式(1)および前記式(2)におけるAzの示す芳香族複素環基の例としては、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、アクリジン環、ピペリジン環、モルフォリン環、ピペラジン環、及びこれらの誘導体から形成される基等が挙げられる。
前記式(1)において、WCNは、1以上のシアノ基(CN)で置換された芳香族炭化水素基、または1以上のシアノ基(CN)で置換された芳香族複素環基である。
前記式(1)において、pは、1以上の整数であり、Azの構造によってWCNが結合可能な数が決まる。
ただし、WCNは、シアノ基以外の置換基を有する場合がある。この置換基については、後述する。
また、WCNが複数ある場合、複数のWCNは、互いに同一であるか、又は異なる。
前記式(2)において、qは、1以上の整数であり、Azの構造によってシアノ基(−CN)が結合可能な数が決まる。
前記pおよび前記qは、1、又は2であると好ましく、前記pおよび前記qが1であるとより好ましい。
前記式(1)のWCNにおける芳香族炭化水素基の環形成炭素数は、6〜30であることが好ましく、環形成炭素数が6〜14であることがより好ましい。
前記WCNにおける芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、スピロフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−イル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、ベンゾ[c]フェナントレニル基、ベンゾ[a]トリフェニレニル基、ナフト[1,2−c]フェナントレニル基、ナフト[1,2−a]トリフェニレニル基、ジベンゾ[a,c]トリフェニレニル基、ベンゾ[b]フルオランテニル基等が挙げられる。
前記WCNにおける芳香族炭化水素基の好ましい例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、フルオランテニル基が挙げられる。
前記式(1)のWCNにおける芳香族複素環基の環形成原子数は、5〜30であることが好ましく、環形成炭素数が5〜14であることがより好ましい。
前記WCNにおける芳香族複素環基の具体例は、前記Azの示す芳香族複素環基の具体例と同様の基に加え、ピロール環、イソインドール環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環、ピロリジン環、ジオキサン環、カルバゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラン環、ジベンゾフラン環、ベンゾ[c]ジベンゾフラン環及びこれらの誘導体から形成される基等が挙げられる。
前記WCNであるシアノ基置換された環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、及びシアノ基置換された環形成原子数5〜30の複素環基としては、
シアノ基置換されたフェニル基、
シアノ基置換されたビフェニル基、
シアノ基置換されたナフチル基、
シアノ基置換されたフェナントリル基、
シアノ基置換された9,9−ジフェニルフルオレニル基、
シアノ基置換された9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−イル基、
シアノ基置換された9,9−ジメチルフルオレニル基、
シアノ基置換されたジベンゾチオフェニル基、
シアノ基置換されたトリフェニレニル基、
シアノ基置換されたジベンゾフラニル基等が挙げられる。
前記WCNとしては、
シアノ基置換されたフェニル基、
シアノ基置換されたビフェニル基、
シアノ基置換された9,9−ジフェニルフルオレニル基、
シアノ基置換された9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−イル基、
シアノ基置換された9,9−ジメチルフルオレニル基、
シアノ基置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基置換されたジベンゾチオフェニル基、
が好ましい。
前記WCNとしては、
シアノ基置換されたフェニル基、
4−シアノビフェニル基、3−シアノビフェニル基、2−シアノビフェニル基などのシアノ基置換されたビフェニル基、
シアノ基置換された9,9−ジフェニルフルオレニル基、
シアノ基置換された9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−イル基、
シアノ基置換された9,9−ジメチルフルオレニル基、
シアノ基置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基置換されたジベンゾチオフェニル基
がより好ましい。
前記式(1)で表される部分構造のWCNが、シアノ基置換されたフェニル基、シアノ基置換されたビフェニル基、又はシアノ基置換されたフルオレニル基であることにより、三重項エネルギーレベルが、前記式(2)で表される部分構造のシアノ基の場合と比較して大きくなる傾向がある。そのため、当該化合物を有機EL素子の発光層に含有させた場合に、発光効率が高くなるため、さらに好ましい。
前記式(1)および前記式(2)におけるAzは、下記式(4−6)で表される環の2価〜5価の基であることが好ましい。
前記式(1)および前記式(2)で表される部分構造は、下記式(1−a)および下記式(2−a)で表される構造であることが好ましい。
前記式(4−6)において、Y11〜Y15は、それぞれ独立に、窒素原子(N)、又はCRを表す。このCRは、炭素原子(C)にRが結合したものである。
このCRにおいて、Rは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、又は
ハロゲン原子を表す。
ただし、Y11〜Y15のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
が複数存在する場合、複数のRは、互いに同一あるか、又は異なる。
前記CRにおけるRの芳香族炭化水素基の例は、前記WCNにおける芳香族炭化水素基の例と同様である。
前記CRにおけるRの芳香族複素環基の例は、前記WCNにおける芳香族複素環基の例と同様である。
前記CRにおけるRのアルキル基は、炭素数が1〜6であることが好ましい。また、前記CRにおけるRのアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−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、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、ネオペンチル基、1−メチルペンチル基、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、シクロオクチル基、アダマンチル基等が挙げられる。
前記CRにおけるRのアルキル基の好ましい例としては、メチル基、エチル基、n−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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。さらに、アルキル基として、ハロアルキル基も含まれ、前記アルキル基において1以上の水素原子がハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。ハロゲン原子としてはフッ素が好ましい。トリフルオロメチル基、2,2−トリフルオロエチル基等が挙げられる。
前記CRにおけるRのシリル基の例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチルプロピルシリル基、ジメチルブチルシリル基、ジメチルターシャリーブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニルターシャリーブチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。
前記CRにおけるRのシリル基の好ましい例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基が挙げられる。
前記CRにおけるRの示すハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、フッ素が好ましい。
前記Azにおける単環芳香族複素環基としては、置換もしくは無置換のピリミジン環、置換もしくは無置換のトリアジン環、又は置換もしくは無置換のピリジン環が好ましい。
前記式(1)で表される部分構造としては、例えば、次に列挙する基が挙げられる。なお、前記式(2)で表される部分構造の例としては、次に列挙する基において、WCNをシアノ基(−CN)に置き換えた構造が挙げられる。
ここで列挙した部分構造の上記式中、Rは、置換基を表わし、前記式(4−6)のCRにおけるRで挙げたものと同義である。Rとして好ましくは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のチオフェニル基が挙げられる。
ここで列挙した部分構造の上記式中、WCNは前記と同義であり、pは1〜5の整数を表す。
前記第一ホスト材料は、下記式(1−1)および下記式(2−1)の少なくともいずれかで表されることが好ましい。
前記式(1−1)および前記式(2−1)において、Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基である。
前記Arについては、前記WCNにおける芳香族炭化水素基の説明、並びに前記WCNにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記式(1−1)におけるAz、WCNおよびpは、前記式(1)におけるAz、WCNおよびpと同義である。
前記式(2−1)におけるAzおよびqは、前記式(2)におけるAzおよびqと同義である。
前記第一ホスト材料は、下記式(4)で表されることが好ましい。
前記式(4)において、Mは、前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基を表す。
前記式(4)において、Lは、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の多価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の多価の芳香族複素環基、又は、
これらが連結した基を表す。なお、多価とは、2以上の価数を有することをいう。
前記式(4)において、kは、1、又は2を表す。
前記Lの示す環形成炭素数6〜30の多価の芳香族炭化水素基の例としては、前記WCNの説明で示した芳香族炭化水素基を多価としたものが挙げられ、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
前記Lの示す環形成炭素数6〜30の多価の芳香族複素環基の例としては、前記Azの説明で示した芳香族複素環基を多価としたものが挙げられ、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基が好ましい。
前記式(4)において、
11〜X18は、それぞれ独立に、窒素原子、又はCRを表す。
は、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアラルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基を表す。
11〜X18において隣り合うRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
前記Rにおける芳香族炭化水素基は、前記WCNにおける芳香族炭化水素基の説明と同様である。
前記Rにおける芳香族複素環基は、前記WCNにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記Rにおけるアルキル基は、前記Rにおけるアルキル基の説明と同様である。
前記Rにおけるアルキルシリル基及びアリールシリル基は、前記Rにおけるシリル基の説明と同様である。
前記Rにおけるアルケニル基としては、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよく、例えば、ビニル、プロペニル、ブテニル、オレイル、エイコサペンタエニル、ドコサヘキサエニル、スチリル、2,2−ジフェニルビニル、1,2,2−トリフェニルビニル、2−フェニル−2−プロペニル等が挙げられる。上述したアルケニル基の中でもビニル基が好ましい。
前記Rにおけるアルキニル基としては、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよく、例えば、エチニル、プロピニル、2−フェニルエチニル等が挙げられる。上述したアルキニル基の中でもエチニル基が好ましい。
前記Rにおけるアルコキシ基は、−ORと表される。このRの例として、上記炭素数1〜30のアルキル基が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基があげられる。アルコキシ基としては、ハロアルコキシ基も含まれ、ハロアルコキシ基としては、前記アルコキシ基において1以上の水素原子がハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。ハロゲン原子としてはフッ素が好ましい。
前記Rにおけるアラルキル基は、−R−Rと表される。このRの例として、上記炭素数1〜30のアルキル基に対応するアルキレン基が挙げられる。このRの例として、上記環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基の例が挙げられる。このアラルキル基において、芳香族炭化水素基部分は炭素数が6〜30、好ましくは6〜20、より好ましくは6〜12である。また、このアラルキル基において、アルキル基部分は炭素数が1〜30、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜6である。このアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、2−フェニルプロパン−2−イル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルイソプロピル基、2−フェニルイソプロピル基、フェニル−t−ブチル基、α−ナフチルメチル基、1−α−ナフチルエチル基、2−α−ナフチルエチル基、1−α−ナフチルイソプロピル基、2−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、1−β−ナフチルエチル基、2−β−ナフチルエチル基、1−β−ナフチルイソプロピル基、2−β−ナフチルイソプロピル基、1−ピロリルメチル基、2−(1−ピロリル)エチル基、p−メチルベンジル基、m−メチルベンジル基、o−メチルベンジル基、p−クロロベンジル基、m−クロロベンジル基、o−クロロベンジル基、p−ブロモベンジル基、m−ブロモベンジル基、o−ブロモベンジル基、p−ヨードベンジル基、m−ヨードベンジル基、o−ヨードベンジル基、p−ヒドロキシベンジル基、m−ヒドロキシベンジル基、o−ヒドロキシベンジル基、p−アミノベンジル基、m−アミノベンジル基、o−アミノベンジル基、p−ニトロベンジル基、m−ニトロベンジル基、o−ニトロベンジル基、p−シアノベンジル基、m−シアノベンジル基、o−シアノベンジル基、1−ヒドロキシ−2−フェニルイソプロピル基、1−クロロ−2−フェニルイソプロピル基が挙げられる。
前記Rにおける環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基は、−ORと表される。このRの例として、上記環形成炭素数6〜30芳香族炭化水素基または後述する単環基および縮合環基が挙げられる。このアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基が挙げられる。
前記第一ホスト材料は、下記式(4−3)および下記式(4−4)の少なくともいずれかで表されることが好ましい。
前記式(4−3)および(4−4)において、
およびX11〜X18は、前記式(4)におけるLおよびX11〜X18と同義であり、
前記式(4−3)におけるAz、WCNおよびpは、前記式(1)におけるAz、WCNおよびpと同義であり、
前記式(4−4)におけるAzおよびqは、前記式(1)におけるAzおよびqと同義である。
前記式(4),(4−3),(4−4)におけるX11〜X18は、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
また、前記第一ホスト材料は、下記式(4−5)で表されることが好ましい。
前記式(4−5)において、Lは、前記一般式(4)におけるLと同義である。
前記式(4−5)において、X11〜X14およびX45〜X48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCRを表す。
前記式(4−5)において、X15〜X18およびX41〜X44は、それぞれ独立に、窒素原子、CR、又はLと結合する炭素原子を表す。
11〜X18及びX41〜X48におけるCRのRは、前記式(4)のX11〜X18におけるCRのRと同義である。
前記式(4−5)において、LおよびLは、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の2価の芳香族複素環基、
環形成炭素数5〜30のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
前記Lおよび前記Lの示す環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基の例としては、前記WCNの説明で示した芳香族炭化水素基を2価としたものが挙げられ、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
前記Lおよび前記Lの示す環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基の例としては、前記WCNの説明で示した芳香族複素環基を2価としたものが挙げられ、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基が好ましい。
前記Lは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6の2価の単環炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数6以下の2価の単環芳香族複素環基であることが好ましい。中でも、前記Lは、フェニレン基、フェニレン基が2つもしくは3つ結合した基、又は単結合であることが好ましい。
前記式(4−5)において、Rは、前記式(4−1),式(4−2)におけるRと同義である。
前記式(4−5)において、X11〜X18およびX41〜X48の少なくともいずれかにおいて隣り合うRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
前記式(4−5)において、Mは、前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基である。
前記式(4−5)において、Mは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、又は
前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基を表す。
ただし、MとMは、同一であるか、又は異なる。
前記Mにおける芳香族炭化水素基は、前記WCNにおける芳香族炭化水素基の説明と同様である。
前記Mにおける芳香族複素環基は、前記WCNにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記式(4−5)におけるX15〜X18は、Lと結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、CRを表し、X11〜X14は、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
前記式(4−5)におけるX41〜X44は、Lと結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、CRを表し、X45〜X48は、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
前記式(4−5)におけるX15〜X18は、Lと結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、CRを表し、さらに、X41〜X44は、Lと結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、CRを表し、X11〜X14およびX45〜X48は、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
また、第一ホスト材料は、電子輸送性ユニットである前記式(1)および前記式(2)で表される部分構造を、ビスカルバゾール骨格の末端側に導入することが好ましい。この場合、第一ホスト材料は、正孔注入・輸送性のカルバゾリル骨格と電子注入・輸送性のシアノ基を有する基とが、互いの特性を打ち消すことなく、分子内のキャリアバランスが良好となる。
前記式(4−5)で表される第一ホスト材料は、下記式(4−5−1)で表される化合物、下記式(4−5−2)で表される化合物、および下記式(4−5−3)で表される化合物のいずれかであることが好ましい。
前記式(4−5−1)、(4−5−2)、(4−5−3)において、M、M、L、L、L、X11〜X18、およびX41〜X48は、それぞれ、前記式(4−5)におけるM、M、L、L、L、X11〜X18、およびX41〜X48と同義である。
前記式(4−5−1)において、X11〜X15,X17,X18,X41,X42,X45〜X48は、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
前記式(4−5−2)において、X11〜X15,X17,X18,X41,X43〜X48は、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
前記式(4−5−3)において、X11〜X16,X18,X41,X42,X44〜X48は、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
本発明において、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。「環形成原子」とはヘテロ環(飽和環、不飽和環、および芳香環を含む)を構成する炭素原子およびヘテロ原子を意味する。
また、本発明において、水素原子とは、中性子数の異なる同位体、すなわち、軽水素(Protium)、重水素(Deuterium)、三重水素(Tritium)を包含する。
また、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、上述のような芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルキル基(直鎖または分岐鎖のアルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基)、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ハロアルコキシ基、アルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、トリアリールシリル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、およびカルボキシ基が挙げられる。その他、アルケニル基やアルキニル基も挙げられる。なお、前述のWCNにおけるCN以外の置換基としては、ここで説明した置換基が挙げられる。
ここで挙げた置換基の中では、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルキル基、ハロゲン原子、アルキルシリル基、アリールシリル基、シアノ基が好ましく、さらには、各置換基の説明において好ましいとした具体的な置換基が好ましい。
「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数a〜bのXX基」という表現における「炭素数a〜b」は、XX基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、XX基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、上記と同様である。
第一ホスト材料の製造方法は、特に限定されず、公知の方法で製造すればよく、例えば、「テトラへドロン(Tetrahedron)、第40巻(1984年)、P.1435〜1456」に記載される銅触媒、又は「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサイアティ(Journal of the American Chemical Society)、123(2001)、P.7727〜7729」に記載されるパラジウム触媒を用いたカップリング反応で製造することができる。
第一ホスト材料として用いられる化合物の具体的な構造としては、例えば、次のようなものが挙げられる。但し、本発明は、これらの構造の化合物に限定されない。なお、以下の構造式中、その端に化学式(CN、ベンゼン環等)が記載されていない結合は、メチル基を表すものである。
(第二ホスト材料)
本発明の有機EL素子に用いられる第二ホスト材料としては、下記一般式(3)で表される部分構造を有し、前記式(1)または前記式(2)で表される部分構造を有さない化合物を用いることができる。
前記式(3)において、Arは、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の芳香族複素環基である。前記Arにおける芳香族炭化水素基および芳香族複素環基は、前記WCNにおける芳香族炭化水素基および芳香族複素環基の説明と同様である。ただし、Arは、含窒素六員環を含む芳香族複素環基ではない。
前記式(3)において、rは、前記Arに置換するシアノ基(−CN)の数を表し、1以上の整数であり、Ar構造によってシアノ基が結合可能な数が決まる。
なお、前記式(3)において、シアノ基で置換された環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、シアノ基で置換された環形成原子数5〜30の芳香族複素環基は、さらに、シアノ基以外の置換基を有していてもよい。この場合の置換基としては、第一ホスト材料の場合と同様である。
第二ホスト材料において、前記式(3)で表される部分構造を複数有していても良い。この場合、それぞれの前記式(3)で表される部分構造は、互いに同一又は異なる。
また、第二ホスト材料としては、複数種の化合物を混合して用いても良い。
第二ホスト材料は、下記式(3−1)で表されることが好ましい。
前記式(3−1)において、Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基である。前記Arについては、前記WCNにおける芳香族炭化水素基の説明、並びに前記WCNにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記式(3−1)におけるArおよびrは、前記式(3)におけるArおよびrと同義である。
第二ホスト材料は、下記式(5)で表されることが好ましい。
前記式(5)において、Aは、前記式(3)で表される基である。
前記式(5)において、X〜Xは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、又はCRを表す。
前記式(5)において、Rは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
ハロゲン原子、又は
シアノ基を表す。Rが複数存在する場合、複数のRはそれぞれ同一であるか、又は異なる。前記Rは、第一ホスト材料のRと同義である。
前記式(5)において、X〜Xにおいて、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
が複数存在する場合、複数のRは、互いに同一あるか、又は異なる。
前記式(5)におけるX〜Xは、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
前記第二ホスト材料は、下記式(5−1)で表されることが好ましい。
前記式(5−1)において、Aは、前記式(3)で表される部分構造を有する基を表す。
前記式(5−1)において、Aは、それぞれ独立に、
前記式(3)で表される部分構造を有する基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基を表す。
前記Aにおける芳香族炭化水素基は、第一ホスト材料の前記WCNにおける芳香族炭化水素基の説明と同様である。
前記Aにおける芳香族複素環基は、第一ホスト材料の前記WCNにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記Aが、前記式(3)で表される部分構造を有する基である場合、前記Aと前記Aとが同じ基でも異なる基でもよい。
前記式(5−1)において、Aは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の2価の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜30のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
前記Aの示す環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基の例としては、前記WCNの説明で示した芳香族炭化水素基を2価としたものが挙げられ、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
前記Aの示す環形成炭素数6〜30の2価の芳香族複素環基の例としては、前記WCNの説明で示した芳香族複素環基を2価としたものが挙げられ、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基が好ましい。
前記式(5−1)において、mは、0〜3の整数を表す。また、前記mは、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1である。mが0である場合、X〜Xの1つと、Y〜Yの1つは、単結合を介して結合する。
さらに、前記Aは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6以下の2価の単環炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数6以下の2価の単環芳香族複素環基を表すことが好ましい。
前記Aの示す環形成炭素数6以下の単環炭化水素基の例としては、フェニレン基、シクロペンテニレン基、シクロペンタジエニレン基、シクロヘキシレン基、シクロペンチレン基等が挙げられ、フェニレン基が好ましい。
前記Aの示す環形成原子数6以下の単環芳香族複素環基の例としては、ピロリレン基、ピラジニレン基、ピリジニレン基、フリレン基、チオフェニレン基等が挙げられる。
前記一般式(5−1)においては、mが0であってX〜Xの1つと、Y〜Yの1つが単結合を介して結合しているか、Aが、置換もしくは無置換の環形成炭素数6以下の単環炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数6以下の単環芳香族複素環基であることが好ましい。中でも、mが0であってX〜Xの1つと、Y〜Yの1つが単結合を介して結合しているか、前記Aが、置換もしくは無置換のフェニレン基であることが好ましい。
前記式(5−1)において、X〜XおよびY〜Yは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、又はCRを表す。
前記式(5−1)において、X〜XおよびY〜Yは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、CR、又はAに結合する炭素原子を表す。
〜XおよびY〜YにおけるCRのRは、それぞれ独立に、前記式(5)におけるRと同義であり、Rが複数存在する場合、複数のRはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
〜XおよびY〜Yの少なくともいずれかにおいて、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
〜Xのうちいずれか1つは炭素原子であり、Y〜Yのうちいずれか1つは炭素原子であり、これらの炭素原子は、Aを介して結合している。
前記式(5−1)におけるX〜X、Y〜Yは、それぞれ独立に、CRを表し、X〜Xのうちいずれか1つは炭素原子であり、Y〜Yのうちいずれか1つは炭素原子であり、これらの炭素原子は、Aを介して結合していることが好ましい。
また、前記式(5−1)におけるX〜Xは、Aと結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、CRを表し、さらに、Y〜Yは、Aと結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、CRを表し、X〜XおよびY〜Yは、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
また、前記式(5−1)は、下記(ii)〜(v)の少なくともいずれかを満たしていてもよい。
(ii)X〜XおよびY〜Yの少なくとも1つはCRであり、
〜XおよびY〜YにおけるRの少なくとも1つは、
シアノ基で置換された環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は
シアノ基で置換された環形成原子数5〜30の複素環基である。
(iii)mは1〜3の整数であり、
の少なくとも1つは、
シアノ基で置換された環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、又は
シアノ基で置換された環形成原子数5〜30の2価の複素環基である。
(iv)X〜XおよびY〜Yの少なくとも1つはCRであり、
〜XおよびY〜YにおけるRの少なくとも1つは、
シアノ基で置換された環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は
シアノ基で置換された環形成原子数5〜30の複素環基である。
(v)X〜XおよびY〜Yの少なくとも1つはC−CNである。
前記式(3)で表される部分構造を有する前記式(5−1)で表される第二ホスト材料は、Aを介して連結する2つの環(例えば、カルバゾール環)で構成される中心骨格に対して、この中心骨格の末端側にシアノ基を有する芳香族炭化水素基を導入した構造である。
当該中心骨格は、正孔注入・輸送性ユニットとして機能し、シアノ基を有する芳香族炭化水素基は、電子注入・輸送性ユニットとして機能する。第二ホスト材料は、中心骨格の外側に電子注入・輸送性ユニットとして機能するシアノ基を有する芳香族炭化水素基が導入されていることにより、前記中心骨格のHOMO(最高被占有分子軌道)の電子雲の拡がりを保持して良好な正孔注入・輸送性を保持しつつ、シアノ基を有する基による電子注入・輸送性の機能も有する。これにより、第二ホスト材料は、分子内のキャリアバランスが良好となるので、有機EL素子に用いた場合に、優れた発光効率を実現できる。
そのため、第二ホスト材料と、第一ホスト材料とを含有する発光層を備えた本発明の有機EL素子の寿命が長くなる効果に加えて、当該有機EL素子の発光効率が良好になる。
前記式(5−1)で表される第二ホスト材料は、下記式(5−1−1)、下記式(5−1−2)、および
下記式(5−1−3)のいずれかで表される
ことが好ましい。
前記式(5−1−1)において、A、A、A、X〜X、X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、X、Y、Y、Y〜Y及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。
前記式(5−1−1)において、X〜X、X、X、Y、Y、Y〜Yは、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
前記式(5−1−2)において、A、A、A、X〜X、X、X、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、X、Y、Y〜Y及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。
前記式(5−1−2)において、X〜X、X、X、Y、Y〜Yは、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
前記式(5−1−3)において、A、A、A、X〜X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。
前記式(5−1−3)において、X〜X、X、Y、Y、Y〜Yは、それぞれ独立に、CRを表すことが好ましい。
前記第二ホスト材料が有する前記式(3)で表される部分構造の少なくとも1つが、
シアノ基で置換されたフェニル基、
シアノ基で置換されたナフチル基、
シアノ基で置換されたフェナントリル基、
シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基で置換されたビフェニリル基、
シアノ基で置換されたターフェニリル基、又は
シアノ基で置換されたトリフェニレニル基である
ことが好ましい。
また、第二ホスト材料は、Aがシアノ基で置換されていないことがより好ましい。
前記式(5−1)において、前記Aと前記Aは、互いに異なっていることが好ましい。すなわち、第二ホスト材料は非対称な構造であることが好ましく、このような構造であることにより、第二ホスト材料は良好な結晶性、非結晶性を有する。そのため、第二ホスト材料を用いた有機EL素子は、優れた膜質となるので、例えば、電流効率などの有機EL特性において、高性能を達成できる。
第二ホスト材料の製造方法は、特に限定されず、公知の方法で製造すればよく、例えば、カルバゾール誘導体と芳香族ハロゲン化化合物に対し、「テトラへドロン(Tetrahedron)、第40巻(1984年)、P.1435〜1456」に記載される銅触媒、又は「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサイアティ(Journal of the American Chemical Society)、123(2001)、P.7727〜7729」に記載されるパラジウム触媒を用いたカップリング反応で製造することができる。
以下に、第二ホスト材料の具体例を記載するが、本発明の化合物は下記化合物に限定されない。
(発光材料)
発光層が含有する発光材料としては、蛍光発光性材料及び燐光発光材料が挙げられ、燐光発光材料が好ましい。
ドーパント材料として用いられる蛍光発光性材料(以下、蛍光ドーパント材料と称する。)としては、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、フルオレン誘導体、硼素錯体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アントラセン誘導体、クリセン誘導体等から選ばれる。好ましくは、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、硼素錯体が挙げられる。
本発明の有機EL素子のドーパント材料としては、三重項励起状態から発光することのできる燐光発光性材料が好ましい。ドーパント材料として用いられる燐光発光性材料(以下、燐光ドーパント材料と称する。)は、金属錯体を含有するものが好ましい。該金属錯体としては、イリジウム(Ir),白金(Pt),オスミウム(Os),金(Au),レニウム(Re)、およびルテニウム(Ru)から選択される金属原子と配位子とを有するものが好ましい。特に、配位子と金属原子とが、オルトメタル結合を形成しているオルトメタル化錯体が好ましい。燐光ドーパント材料としては、燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、イリジウム(Ir),オスミウム(Os)および白金(Pt)から選ばれる金属を含有するオルトメタル化錯体が好ましい。また、発光効率などの観点からフェニルキノリン、フェニルイソキノリン、フェニルピリジン、フェニルピリミジン、フェニルピラジンおよびフェニルイミダゾールから選択される配位子から構成される金属錯体が好ましい。
ドーパント材料の発光層における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.1質量%以上70質量%以下が好ましく、1質量%以上30質量%以下がより好ましい。ドーパント材料の含有量が0.1質量%以上であると十分な発光が得られ、70質量%以下であると濃度消光を避けることができる。
なお、本明細書において、蛍光ドーパント材料と組み合わされたホスト材料を蛍光ホスト材料と称し、燐光ドーパント材料と組み合わされたホスト材料を燐光ホスト材料と称する。蛍光ホスト材料と燐光ホスト材料は、分子構造のみにより区分されるものではない。すなわち、燐光ホスト材料とは、燐光ドーパント材料を含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光層を構成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。蛍光ホスト材料についても同様である。
燐光ドーパント材料の具体例を次に示す。
燐光ドーパント材料は、単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。
発光層に含まれる燐光ドーパント材料の発光波長は特に限定されないが、発光層に含まれる前記燐光ドーパント材料のうち少なくとも1種は、発光波長のピークが490nm以上700nm以下であることが好ましく、490nm以上650nm以下であることがより好ましい。発光層の発光色としては、例えば、赤色、黄色、緑色が好ましい。上記第一ホスト材料および第二ホスト材料を用い、このような発光波長の燐光ドーパント材料をドープして発光層を構成することにより、高効率かつ長寿命な有機EL素子とすることができる。
燐光ホスト材料は、燐光ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に発光層内に閉じ込めることにより、燐光ドーパント材料を効率的に発光させる機能を有する化合物である。本発明の有機EL素子は、上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料以外の化合物も、燐光ホスト材料として、上記目的に応じて適宜選択することができる。
上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料とそれ以外の化合物を同一の発光層内の燐光ホスト材料として併用してもよいし、複数の発光層がある場合には、そのうちの一つの発光層の燐光ホスト材料として上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料を用い、別の一つの発光層の燐光ホスト材料として上記第一ホスト材料又は第二ホスト材料以外の化合物を用いてもよい。また、上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料は発光層以外の有機層にも使用し得るものである。
上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料以外の化合物で、燐光ホスト材料として好適な化合物の具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料以外の燐光ホストは単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
(正孔注入・輸送層)
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが小さい。
正孔注入・輸送層は、正孔注入層、または正孔輸送層で構成してもよいし、正孔注入層および正孔輸送層を積層させて構成してもよい。 正孔注入層及び正孔輸送層を形成する材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、例えば、芳香族アミン化合物が好適に用いられる。また、正孔注入層の材料としては、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物またはスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、特に、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン(HAT)などの芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
正孔注入・輸送層を形成する材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式(A1)で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
前記一般式(A1)において、ArからArまでは、それぞれ独立に、
環形成炭素数6以上50以下の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数2以上40以下の芳香族複素環基、
それら芳香族炭化水素基とそれら芳香族複素環基とを結合させた基、または
それら芳香族炭化水素基とそれら芳香族複素環基とを結合させた基
を表す。但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。
前記一般式(A1)において、Lは、連結基であり、
環形成炭素数6以上50以下の2価の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数5以上50以下の2価の芳香族複素環基、
2個以上の芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を
単結合、
エーテル結合、
チオエーテル結合、
炭素数1以上20以下のアルキレン基、
炭素数2以上20以下のアルケニレン基、もしくは
アミノ基
で結合して得られる2価の基、
を表す。但し、ここで挙げた2価の芳香族炭化水素基、および2価の芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。
前記一般式(A1)で表される化合物の具体例を以下に記すが、これらに限定されるものではない。
また、下記一般式(A2)で表される芳香族アミンも、正孔注入・輸送層の形成に好適に用いられる。
前記一般式(A2)において、ArからArまでの定義は前記一般式(A1)のArからArまでの定義と同様である。以下に一般式(A2)で表される化合物の具体例を記すがこれらに限定されるものではない。
本発明の有機EL素子の正孔輸送層は第1正孔輸送層(陽極側)と第2正孔輸送層(陰極側)の2層構造にしてもよい。
正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、10nm〜200nmであるのが好ましい。
本発明の有機EL素子では、正孔輸送層または第1正孔輸送層の陽極側にアクセプター材料を含有する層を接合してもよい。これにより駆動電圧の低下及び製造コストの低減が期待される。
前記アクセプター材料としては下記式(K)で表される化合物が好ましい。
上記式(K)中、R21〜R26は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、−CONH、カルボキシル基、又は−COOR27(R27は炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数3〜20のシクロアルキル基を表す)を表す。ただし、R21及びR22、R23及びR24、並びにR25及びR26の1又は2以上の対が一緒になって−CO−O−CO−で示される基を形成してもよい。)
27としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
アクセプター材料を含有する層の膜厚は特に限定されないが、5nm〜20nmであるのが好ましい。
(電子注入・輸送層)
電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和するなど、エネルギーレベルを調整するために設ける。電子注入・輸送層は、電子注入層と電子輸送層とのうちの少なくともいずれか一方を備える。
本実施形態の有機EL素子においては、発光層と陰極との間に電子注入層を有し、前記電子注入層は、含窒素環誘導体を主成分として含有することが好ましい。ここで、電子注入層は電子輸送層として機能する層であってもよい。
なお、「主成分として」とは、電子注入層が50質量%以上の含窒素環誘導体を含有していることを意味する。
電子注入層に用いる電子輸送性材料としては、分子内に窒素、酸素、硫黄、リンなどのヘテロ原子を1個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する芳香族環化合物が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記一般式(B1)で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
一般式(B1)におけるRからRまでは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
オキシ基、
アミノ基、
炭素数1以上40以下の炭化水素基、
アルコキシ基、
アリールオキシ基、
アルコキシカルボニル基、または、
芳香族複素環基であり、
これらは置換基を有してもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。また、置換されていてもよいアミノ基の例としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基が挙げられる。
アルコキシカルボニル基は−COOY’と表され、Y’の例としては前記アルキル基と同様のものが挙げられる。アルキルアミノ基およびアラルキルアミノ基は−NQと表される。QおよびQの具体例としては、独立に、前記アルキル基、前記アラルキル基(アルキル基の水素原子がアリール基で置換された基)で説明したものと同様のものが挙げられ、好ましい例も同様である。QおよびQの一方は水素原子であってもよい。
なお、アラルキル基は、前記アルキル基の水素原子が前記アリール基で置換された基である。
アリールアミノ基は−NArArと表され、ArおよびArの具体例としては、それぞれ独立に前記非縮合芳香族炭化水素基で説明した基と同様である。ArおよびArの一方は水素原子であってもよい。
上記一般式(B1)のMは、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)またはインジウム(In)であり、Inであると好ましい。
上記一般式(B1)のLは、下記一般式(B2)または(B3)で表される基である。
前記一般式(B2)中、RからR12までは、それぞれ独立に、
水素原子、または炭素数1以上40以下の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。この炭化水素基は、置換基を有してもよい。
また、前記一般式(B3)中、R13からR27までは、それぞれ独立に、
水素原子、または炭素数1以上40以下の炭化水素基であり、
互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。この炭化水素基は、置換基を有してもよい。
前記一般式(B2)および一般式(B3)のRからR12まで、およびR13からR27までが示す炭素数1以上40以下の炭化水素基としては、前記一般式(B1)中のRからRまでの具体例と同様のものが挙げられる。
また、前記一般式(B2)におけるRからR12まで、および前記一般式(B3)におけるR13からR27までの互いに隣接する基が環状構造を形成した場合の2価の基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−2,2’−ジイル基、ジフェニルエタン−3,3’−ジイル基、ジフェニルプロパン−4,4’−ジイル基などが挙げられる。
また、電子輸送層は、下記一般式(B4)から(B6)までで表される含窒素複素環誘
導体の少なくともいずれか1つを含有することが好ましい。
前記一般式(B4)から(B6)までの式中、Rは、
水素原子、
環形成炭素数6以上60以下の芳香族炭化水素基、
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数1以上20以下のアルキル基、または
炭素数1以上20以下のアルコキシ基である。
nは0以上4以下の整数である。
前記一般式(B4)から(B6)までの式中、Rは、
環形成炭素数6以上60以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数1以上20以下のアルキル基、または
炭素数1以上20以下のアルコキシ基である。
前記一般式(B4)から(B6)までの式中、RおよびRは、それぞれ独立に、
水素原子、
環形成炭素数6以上60以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数1以上20以下のアルキル基、または
炭素数1以上20以下のアルコキシ基である。
前記一般式(B4)から(B6)までの式中、Lは、
環形成炭素数6以上60以下の芳香族炭化水素基
ピリジニレン基、
キノリニレン基、または
フルオレニレン基である。
前記一般式(B4)から(B6)までの式中、Arは、
環形成炭素数6以上60以下の芳香族炭化水素基
ピリジニレン基、
キノリニレン基である。
前記一般式(B4)から(B6)までの式中、Arは、
環形成炭素数6以上60以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数1以上20以下のアルキル基、または
炭素数1以上20以下のアルコキシ基である。
前記一般式(B4)から(B6)までの式中、Arは、
環形成炭素数6以上60以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数1以上20以下のアルキル基、
炭素数1以上20以下のアルコキシ基、または
「−Ar−Ar」で表される基(ArおよびArは、それぞれ前記と同じ)
である。
また、前記一般式(B4)から(B6)までの式中のR、R、R、R、L、Ar、Ar、およびArの説明で挙げた芳香族炭化水素基、ピリジル基、キノリル基、アルキル基、アルコキシ基、ピリジニレン基、キノリニレン基、フルオレニレン基は、置換基を有してもよい。
電子注入層または電子輸送層に用いられる電子伝達性化合物としては、8−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記8−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン(一般に8−キノリノールまたは8−ヒドロキシキノリン)のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス(8−キノリノール)アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。
これらオキサジアゾール誘導体の各一般式中、Ar17、Ar18、Ar19、Ar
、Ar22およびAr25は、環形成炭素数6以上40以下の芳香族炭化水素基である。
但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基は置換基を有してもよい。また、Ar17とAr18、Ar19とAr21、Ar22とAr25は、互いに同一でも異なっていてもよい。
ここで挙げた芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数1以上10以下のアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられる。
これらオキサジアゾール誘導体の各一般式中、Ar20、Ar23およびAr24は、
環形成炭素数6以上40以下の2価の芳香族炭化水素基である。
但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基は置換基を有してもよい。
また、Ar23とAr24は、互いに同一でも異なっていてもよい。
ここで挙げた2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数1以上10以下のアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられる。
これらの電子伝達性化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。
電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記一般式(B7)に示す骨格を含有する5員環もしくは6員環や、下記一般式(B8)に示す構造のものが挙げられる。
前記一般式(B8)中、Xは炭素原子もしくは窒素原子を表す。ZならびにZは、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、5員環もしくは6員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記一般式(B7)と(B8)もしくは上記一般式(B7)と下記一般式(B9)を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物が好ましい。
前記の含窒素芳香多環有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の一般式で表される含窒素複素環基から選択される。
これら含窒素複素環基の各一般式中、Rは、
環形成炭素数6以上40以下の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数2以上40以下の芳香族複素環基、
炭素数1以上20以下のアルキル基、または
炭素数1以上20以下のアルコキシ基
である。
これら含窒素複素環基の各一般式中、nは0以上5以下の整数であり、nが2以上の整数であるとき、複数のRは互いに同一または異なっていてもよい。
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記一般式(B10)で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
HAr−L−Ar−Ar ・・・(B10)
前記一般式(B10)中、HArは、
環形成炭素数1以上40以下の含窒素複素環基である。
前記一般式(B10)中、Lは、
単結合、
環形成炭素数6以上40以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数2以上40以下の芳香族複素環基である。
前記一般式(B10)中、Arは、環形成炭素数6以上40以下の2価の芳香族炭化水素基である。
前記一般式(B10)中、Arは、
環形成炭素数6以上40以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数2以上40以下の芳香族複素環基である。
また、前記一般式(B10)の式中のHAr、L、Ar、およびArの説明で挙げた含窒素複素環基、芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は置換基を有してもよい。
前記一般式(B10)の式中のHArは、例えば、下記の群から選択される。
前記一般式(B10)の式中のLは、例えば、下記の群から選択される。
前記一般式(B10)の式中のArは、例えば、下記のアリールアントラニル基から選択される。
前記アリールアントラニル基の一般式中、RからR14までは、それぞれ独立して、
水素原子、
ハロゲン原子、
炭素数1以上20以下のアルキル基、
炭素数1以上20以下のアルコキシ基、
環形成炭素数6以上40以下のアリールオキシ基、
環形成炭素数6以上40以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数2以上40以下の芳香族複素環基である。
前記アリールアントラニル基の一般式中、Arは、
環形成炭素数6以上40以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数2以上40以下の芳香族複素環基である。
但し、前記アリールアントラニル基の一般式中のRからR14まで、およびArの説明で挙げた芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。
また、RからRまでは、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。
前記アリールアントラニル基の一般式中、Arは、例えば、下記の群から選択される。
電子伝達性化合物としての含窒素芳香多環有機化合物には、この他、下記一般式(B11)で表される化合物(特開平9−3448号公報参照)も好適に用いられる。
この含窒素芳香多環有機化合物の一般式(B11)中、RからRまでは、それぞれ独立に、
水素原子、
脂肪族基、
脂肪族式環基、
炭素環式芳香族環基、または
複素環基
を表す。但し、ここで挙げた脂肪族基、脂肪族式環基、炭素環式芳香族環基、および複素環基は、置換基を有してもよい。
この含窒素芳香多環有機化合物の一般式(B11)中、X、Xは、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、またはジシアノメチレン基を表す。
また、電子伝達性化合物として、下記一般式(B12)で表される化合物(特開2000−173774号公報参照)も好適に用いられる。
前記一般式(B12)中、R、R、RおよびRは互いに同一のまたは異なる基であって、下記一般式(B12−1)で表わされる芳香族炭化水素基または縮合芳香族炭化水素基である。
前記一般式(B12−1)中、R、R、R、RおよびRは互いに同一のまたは異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも1つが飽和もしくは不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基、またはアルキルアミノ基である。
さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基または含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
なお、電子注入層または電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、1nm以上100nm以下である。
また、電子注入層の構成成分としては、含窒素環誘導体の他に、無機化合物として絶縁体または半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲニドなどで構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲニドとしては、例えば、酸化リチウム(LiO)、酸化カリウム(KO)、硫化ナトリウム(NaS)、セレン化ナトリウム(NaSe)および酸化ナトリウム(NaO)が挙げられる。好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、例えば、酸化カルシウム(CaO)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化ベリリウム(BeO)、硫化バリウム(BaS)およびセレン化カルシウム(CaSe)が挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化カリウム(KF)、塩化リチウム(LiCl)、塩化カリウム(KCl)および塩化ナトリウム(NaCl)などが挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化バリウム(BaF)、フッ化ストロンチウム(SrF)、フッ化マグネシウム(MgF)およびフッ化ベリリウム(BeF)などのフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
また、半導体としては、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、イッテルビウム(Yb)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カドミウム(Cd)、マグネシウム(Mg)、ケイ素(Si)、タンタル(Ta)、アンチモン(Sb)および亜鉛(Zn)の少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物などの一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子注入層を構成する無機化合物が、微結晶または非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポットなどの画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物などが挙げられる。
このような絶縁体または半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、0.1nm以上15nm以下程度である。また、本発明における電子注入層は、前述の還元性ドーパントを含有していても好ましい。
(電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体)
本発明の有機EL素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを有することも好ましい。
このような構成によれば、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、および希土類金属化合物などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
有機金属錯体としては、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、および希土類金属を含む有機金属錯体などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
アルカリ金属としては、リチウム(Li)(仕事関数:2.93eV)、ナトリウム(Na)(仕事関数:2.36eV)、カリウム(K)(仕事関数:2.28eV)、ルビジウム(Rb)(仕事関数:2.16eV)、セシウム(Cs)(仕事関数:1.95eV)などが挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはK、Rb、Cs、さらに好ましくはRbまたはCsであり、最も好ましくはCsである。
アルカリ土類金属としては、カルシウム(Ca)(仕事関数:2.9eV)、ストロンチウム(Sr)(仕事関数:2.0eV以上2.5eV以下)、バリウム(Ba)(仕事関数:2.52eV)などが挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
希土類金属としては、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、セリウム(Ce)、テルビウム(Tb)、イッテルビウム(Yb)などが挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
アルカリ金属化合物としては、酸化リチウム(LiO)、酸化セシウム(CsO)、酸化カリウム(K2O)などのアルカリ酸化物、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カリウム(KF)などのアルカリハロゲン化物などが挙げられ、フッ化リチウム(LiF)、酸化リチウム(LiO)、フッ化ナトリウム(NaF)が好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化カルシウム(CaO)およびこれらを混合したストロンチウム酸バリウム(BaxSr1-xO)(0<x<1)、カルシウム酸バリウム(BaxCa1-xO)(0<x<1)などが挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。
希土類金属化合物としては、フッ化イッテルビウム(YbF)、フッ化スカンジウム(ScF)、酸化スカンジウム(ScO)、酸化イットリウム(Y)、酸化セリウム(Ce)、フッ化ガドリニウム(GdF)、フッ化テルビウム(TbF)などが挙げられ、YbF、ScF、TbFが好ましい。
有機金属錯体としては、上記の通り、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、およびそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状または島状に形成することが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体還元ドーパントの少なくともいずれかを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で有機物:電子供与性ドーパント,有機金属錯体=100:1から1:100まで、好ましくは5:1から1:5までである。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み0.1nm以上15nm以下で形成する。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み0.05nm以上1nm以下で形成する。 また、本発明の有機EL素子における、主成分と電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかとの割合としては、モル比で主成分:電子供与性ドーパント,有機金属錯体=5:1から1:5までであると好ましく、2:1から1:2までであるとさらに好ましい。
(n/pドーピング)
上述の正孔輸送層や電子輸送層においては、特許第3695714号明細書に記載されているように、ドナー性材料のドーピング(n)やアクセプター性材料のドーピング(p)により、キャリア注入能を調整することができる。
nドーピングの代表例としては、電子輸送材料にLiやCs等の金属をドーピングする方法が挙げられ、pドーピングの代表例としては、正孔輸送材料にFTCNQ(2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane)等のアクセプター材料をドーピングする方法が挙げられる。
本発明の有機EL素子において、発光層以外の、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、障壁層等の有機薄膜層には、上述の例示した化合物以外に、従来の有機EL素子において使用される任意の化合物を選択して用いることができる。
(有機EL素子の各層の形成方法)
本発明の有機EL素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法、スパッタリング法、インクジェット法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機EL素子に用いる、有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法(MBE法、MBE; Molecular Beam Epitaxy)あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、インクジェット法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
(有機EL素子の各層の膜厚)
発光層の膜厚は、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは7nm以上50nm以下、最も好ましくは10nm以上50nm以下である。発光層の膜厚を5nm以上とすることで、発光層を形成し易くなり、色度を調整し易くなる。発光層の膜厚を50nm以下とすることで、駆動電圧の上昇を抑制できる。
その他の各有機薄膜層の膜厚は特に制限されないが、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。このような膜厚範囲とすることで、膜厚が薄すぎることに起因するピンホール等の欠陥を防止するとともに、膜厚が厚すぎることに起因する駆動電圧の上昇を抑制し、効率の悪化を防止できる。
[第二実施形態]
次に、第二実施形態について説明する。
第二実施形態の説明において第一実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略にする。また、第二実施形態では、第一実施形態で説明したものと同様の材料や化合物を用いることができる。
第二実施形態の有機EL素子は、電荷発生層と2つ以上の発光ユニットとを備えるいわゆるタンデム型の素子である。一対の電極から注入される電荷に加えて、電荷発生層から供給される電荷が発光ユニット内に注入されることになるので、電荷発生層を設けることによって、注入した電流に対する発光効率(電流効率)が向上する。
図3に示すように、第二実施形態の有機EL素子1Bは、基板2の上に、陽極3、第一の発光ユニット5A、電荷発生層20、第二の発光ユニット5B、及び陰極4をこの順に積層されて構成される。
第一の発光ユニット5Aは、陽極3側から、第一の正孔輸送層61、第一の発光層51、および第一の電子輸送層71をこの順に積層されて構成される。
第二の発光ユニット5Bは、電荷発生層20側から、第二の正孔輸送層62、第二の発光層52、および第二の電子輸送層72をこの順に積層されて構成される。
第一の発光層51、および第二の発光層52の少なくともいずれかが、上述の第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料とを含有する発光層である。本実施形態では、第二の発光層52が、上述の第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料である燐光ドーパント材料(黄色発光性)とを含有する。第一の発光層は、蛍光ドーパント材料(青色発光性)と、蛍光ホスト材料とを含有する。
電荷発生層20は、有機EL素子1Bに電界を印加した際に、電荷が発生する層であり、第一の電子輸送層71に電子を注入し、第二の正孔輸送層62に正孔を注入する。
電荷発生層20の材料としては、公知の材料や、例えば、US7,358,661に記載の材料を使用することができる。具体的には、In,Sn,Zn,Ti,Zr,Hf,V,Mo,Cu,Ga,Sr,La,Ruなどの金属酸化物、窒化物、ヨウ化物、ホウ化物などが挙げられる。また、第一の発光層51が電荷発生層20から電子を容易に受け取れるようにするため、第一の電子輸送層71における電荷発生層界面近傍にアルカリ金属で代表されるドナーをドープすることが好ましい。ドナーとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体のうち少なくとも一種を選ぶことができる。このようなドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体に使用できる化合物の具体例として、特許出願番号PCT/JP2010/003434の公報に記載の化合物が挙げられる。
なお、第二の正孔輸送層62及び第二の電子輸送層72は、第一実施形態の正孔輸送層及び電子輸送層と同様である。
有機EL素子1Bは、いわゆるタンデム型素子であるため、駆動電流の低減を図ることができ、耐久性の向上も図ることができる。
[実施形態の変形]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良などは、本発明に含まれるものである。
本発明の有機EL素子は、正孔輸送層、発光層、スペース層、及び障壁層等を有していてもよく、これらが上述の第一ホスト材料や第二ホスト材料と同様の化合物を含んでいてもよい。
有機EL素子の構成として、例えば、発光層の陽極側に電子障壁層を、発光層の陰極側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。これにより、電子や正孔を発光層に閉じ込めて、発光層における励起子の生成確率を高めることができる。
また、発光層は、1層に限られず、複数の発光層が積層されていてもよい。有機EL素子が複数の発光層を有する場合、少なくとも1つの発光層が、第一ホスト材料および第二ホスト材料を含んでいればよい。
また、有機EL素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、その他の層(例えば、電荷発生層)を介して積層されていてもよい。
本発明の有機EL素子は、蛍光型の単色発光素子又は燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光型と燐光型とのハイブリッド型の白色発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよく、中でも、燐光発光型であることが好ましい。ここで、「発光ユニット」とは、一層以上の有機層を含み、そのうちの一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光することができる最小単位をいう。
<1>陽極/発光ユニット/陰極
また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。
(a1)正孔輸送層/発光層(/電子輸送層)
(b1)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層(/電子輸送層)
(c1)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(d1)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(e1)正孔輸送層/第一燐光発光層/スペース層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(f1)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/第一蛍光発光層/第二蛍光発光層(/電子輸送層)
(g1)正孔輸送層/電子障壁層/発光層(/電子輸送層)
(h1)正孔輸送層/発光層/正孔障壁層(/電子輸送層)
(i1)正孔輸送層/蛍光発光層/トリプレット障壁層(/電子輸送層)
上記各燐光又は蛍光発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を示すものとすることができる。具体的には、上記積層発光層(d1)において、正孔輸送層/第一燐光発光層(赤色発光)/第二燐光発光層(緑色発光)/スペース層/蛍光発光層(青色発光)/電子輸送層といった層構成等が挙げられる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
タンデム型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
<2>陽極/第一発光ユニット/中間層/第二発光ユニット/陰極
ここで、上記第一発光ユニット及び第二発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットと同様のものを選択することができる。
上記中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、第一発光ユニットに電子を、第二発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
(スペース層)
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが2.6eV以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
(障壁層)
本発明の有機EL素子は、発光層に隣接する部分に、電子障壁層、正孔障壁層、トリプレット障壁層といった障壁層を有することが好ましい。ここで、電子障壁層とは、発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔障壁層とは、発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。
トリプレット障壁層は、発光層で生成する三重項励起子が、周辺の層へ拡散することを防止し、三重項励起子を発光層内に閉じ込めることによって三重項励起子の発光ドーパント以外の電子輸送層の分子上でのエネルギー失活を抑制する機能を有する。
トリプレット障壁層を設ける場合、燐光素子においては、発光層中の燐光発光性ドーパントの三重項エネルギーをE 、トリプレット障壁層として用いる化合物の三重項エネルギーをE TBとすると、E <E TBのエネルギー大小関係であれば、エネルギー関係上、燐光発光性ドーパントの三重項励起子が閉じ込められ(他分子へ移動できなくなり)、該ドーパント上で発光する以外のエネルギー失活経路が断たれ、高効率に発光することができると推測される。ただし、E <E TBの関係が成り立つ場合であってもこのエネルギー差ΔE=E TB−E が小さい場合には、実際の素子駆動環境である室温程度の環境下では、周辺の熱エネルギーにより吸熱的にこのエネルギー差ΔEを乗り越えて三重項励起子が他分子へ移動することが可能であると考えられる。特に燐光発光の場合は蛍光発光に比べて励起子寿命が長いため、相対的に吸熱的励起子移動過程の影響が現れやすくなる。室温の熱エネルギーに対してこのエネルギー差ΔEは大きい程好ましく、0.1eV以上であるとさらに好ましく、0.2eV以上であると特に好ましい。
また、トリプレット障壁層を構成する材料の電子移動度は、電界強度0.04〜0.5MV/cmの範囲において、10−6cm/Vs以上であることが望ましい。有機材料の電子移動度の測定方法としては、Time of Flight法等幾つかの方法が知られているが、ここではインピーダンス分光法で決定される電子移動度をいう。
電子注入層は、電界強度0.04〜0.5MV/cmの範囲において、10−6cm/Vs以上であることが望ましい。これにより陰極からの電子輸送層への電子注入が促進され、ひいては隣接する障壁層、発光層への電子注入も促進し、より低電圧での駆動を可能にするためである。
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
<化合物の合成>
・合成例1−1(化合物H1−1の合成)
・合成例1−1−1(中間体1−1の合成)
アルゴン気流下、1000mLのナスフラスコに、カルバゾール(56g、334mmol)、N,N−ジメチルホルムアミド(250mL)を加えて氷浴中(塩化ナトリウム添加)にて−7℃まで冷却し、N−ブロモスクシンイミド(119g、668mmol)のN,N−ジメチルホルムアミド(200mL)溶液を滴下して、−7℃にて4時間撹拌した。
反応液に上水を加えて室温まで昇温した後、析出した固体をろ過して取り出した。トルエンにて、得られた固体の再結晶を繰り返すことによって、中間体1−1(71g、収率65%)を得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−1と同定した。
・合成例1−1−2(中間体1−2の合成)
アルゴン気流下、2000mLのナスフラスコに、中間体1−1(33g、102mmol)、フェニルボロン酸(27g、221mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(7.0g、6.1mmol)、1,2−ジメトキシエタン(600mL)、2M炭酸ナトリウム水溶液(200mL)を順次加えて8時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残差をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体1−2(19g、収率58%)を得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−2と同定した。
・合成例1−1−3(中間体1−3の合成)
中間体1−2の合成において、中間体1−1の代わりに2,4,6−トリクロロピリミジンを用いて同様の方法で合成した。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−3と同定した。
・合成例1−1−4(中間体1−4の合成)
中間体1−2の合成において、中間体1−1の代わりに中間体1−3を用い、フェニルボロン酸の代わりに4’−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ビフェニル−4−カルボニトリルを用いて同様の方法で合成した。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−4と同定した。
・合成例1−1−5(化合物H1−1の合成)
アルゴン気流下、中間体1−2(2.3g、7.2mmol)、中間体1−4(3.2g、8.6mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.26g、0.29mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.21g、0.72mmol)、t−ブトキシナトリウム(1.4g、14mmol)、無水キシレン(40mL)を順次加えて8時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、3.6gの黄白色固体(H1−1)を得た。
得られた化合物について、FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)、トルエン溶液中の蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=325nm);λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C47H30N4=650, found m/z=650 (M+)
FL(PhMe, λex=325nm);λmax, 471nm
・合成例1−2(化合物H1−2の合成)
・合成例1−2−1(中間体1−5の合成)
アルゴン気流下、2−ニトロ−1,4−ジブロモベンゼン(11.2g、40mmol)、フェニルボロン酸(4.9g、40mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.39g、1.2mmol)、トルエン(120mL)、2M炭酸ナトリウム水溶液(60mL)を順次加えて8時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体5(6.6g、収率59%)を得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−5と同定した。
・合成例1−2−2(中間体1−6の合成)
アルゴン気流下、中間体1−5(6.6g、23.7mmol)、トリフェニルホスフィン(15.6g、59.3mmol)、o−ジクロロベンゼン(24mL)を順次加えて8時間180℃で加熱した。
室温まで反応液を冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体6(4g、収率68%)を得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−6と同定した。
・合成例1−2−3(中間体1−7の合成)
中間体1−5の合成において、2−ニトロ−1,4−ジブロモベンゼンの代わりに中間体1−6を用い、フェニルボロン酸の代わりに9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イルボロン酸を用いて同様の方法で合成した。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−7と同定した。
・合成例1−2−4(化合物H1−2の合成)
化合物H1−1の合成において、中間体1−2の代わりに中間体1−7を用いて同様の方法で合成した。
得られた化合物について、FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)、トルエン溶液中の蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=325nm);λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C53H33N5=739, found m/z=739 (M+)
FL(PhMe, λex=325nm);λmax, 475nm
・合成例1−3(化合物H1−3の合成)
・合成例1−3−1(中間体1−8の合成)
化合物H1−1の合成において、中間体1−2の代わりにカルバゾールを用い、中間体1−4の代わりに1−ブロモ−4−ヨードベンゼンを用いて同様の方法で合成した。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−8と同定した。
・合成例1−3−2(中間体1−9の合成)
アルゴン気流下、中間体1−8(8.4g、25mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(8.3g、33mmol)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(0.62g、0.75mmol)、酢酸カリウム(7.4g、75mmol)、N,N−ジメチルホルムアミド(170mL)を順次加えて8時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体1−9(5.5g、収率60%)を得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体1−9と同定した。
・合成例1−3(化合物H1−3の合成)
化合物H1−1の合成において、中間体1−2の代わりに中間体1−9を用いて同様の方法で合成した。
得られた化合物について、FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)、トルエン溶液中の蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=300nm);λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C41H16N4=574, found m/z=574 (M+)
FL(PhMe, λex=300nm);λmax, 416nm
・合成例2−1(化合物H2−1の合成)
・合成例2−1−1(中間体2−1の合成)
アルゴン気流下、2000mLのナスフラスコに、3−ブロモカルバゾール(43g、174mmol)、9−フェニルカルバゾール−3−イルボロン酸(50g、174mmol)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(1.4g、1.7mmol)、ジオキサン(610mL)、2M炭酸ナトリウム水溶液(260mL)を順次加えて8時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体4(43g、収率60%)を得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体2−1と同定した。
・合成例2−1−2(化合物H2−1の合成)
アルゴン気流下、300mLのナスフラスコに、中間体2−1(5.14g、12.6mmol)、4’−ブロモビフェニル−4−カルボニトリル(3.90g、15.1mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.462g、0.505mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.470g、1.62mmol)、t−ブトキシナトリウム(2.42g、25.2mmol)、無水キシレン(25mL)を順次加えて8時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、4.5gの白色固体(H2−1)を得た。
得られた化合物について、FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)、トルエン溶液中の紫外線吸収極大波長UV(PhMe);λmax、及び蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=310nm);λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C43H27N3=585, found m/z=585 (M+)
UV(PhMe);λmax, 340nm、
FL(PhMe, λex=310nm);λmax, 424nm
・合成例2−2(化合物H2−2の合成)
化合物H2−1の合成において、4’−ブロモビフェニル−4−カルボニトリルの代わりに4−ブロモベンゾニトリルを用いて同様の方法で合成した。
得られた化合物について、FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)、トルエン溶液中の紫外線吸収極大波長UV(PhMe);λmax、及び蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=300nm);λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C37H23N3=509, found m/z=509 (M+)
UV(PhMe);λmax, 339nm、
FL(PhMe, λex=300nm);λmax, 404nm
[有機EL素子の作製及び発光性能評価]
・実施例1
(有機EL素子の製造)
25mm×75mm×厚さ1.1mmのITO透明電極付きガラス基板(ジオマティック株式会社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行った。ITO透明電極の膜厚は、77nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性(アクセプター)化合物C−1を蒸着し、膜厚5nmの化合物C−1膜を成膜した。
この化合物C−1膜上に、第1正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(化合物X−1)を蒸着し、膜厚65nmの第1正孔輸送層を成膜した。
第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(化合物X−2)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
さらに、この第2正孔輸送層上に、第一ホスト材料としての下記化合物H1−1と、第二ホスト材料としての下記化合物H2−1と、燐光発光ドーパント材料としての下記化合物Ir(bzq)とを共蒸着し、膜厚25nmの発光層を成膜した。発光層内における化合物Ir(bzq)の濃度は10.0質量%、ホスト材料H1−1の濃度は45.0質量%、ホスト材料H2−1の濃度45.0質量%であった。この共蒸着膜は発光層として機能する。
そして、この発光層成膜に続けて下記化合物ETを膜厚35nmで成膜した。この化合物ET膜は電子輸送層として機能する。
次に、LiFを電子注入性電極(陰極)として成膜速度0.1オングストローム/minで膜厚を1nmとした。このLiF膜上に金属Alを蒸着させ、金属陰極を膜厚80nmで形成した。
実施例1の有機EL素子は、このようにして作製した。
以下に、実施例および比較例で使用した化合物を示す。
表1に実施例および比較例において作製した有機EL素子の構成を示す。なお、表1中のカッコ( )内の数字のうち単位のないものは、各層の厚さ(単位:nm)を示す。また、%の表示のあるものは、当該化合物の質量%濃度を示す。
・実施例2〜3、比較例1〜3、参考例1〜3
実施例2〜3、比較例1〜3、参考例1〜3に係る有機EL素子は、表1に示すように素子構成を変更した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(有機EL素子の評価)
作製した有機EL素子の駆動電圧、外部量子効率EQE、及び寿命LT95について評価を行った。結果を表2に示す。
・駆動電圧
電流密度が10mA/cmとなるようにITOとAlとの間に通電したときの電圧(単位:V)を計測した。
・外部量子効率EQE
電流密度が10mA/cmとなるように室温下で電圧を印加し、そのときのEL発光スペクトルを分光放射輝度計(CS−1000:コニカミノルタ社製)にて計測した。得られた上記分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行なったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
・寿命
電流密度50mA/cmにおける95%寿命(定電流駆動で、輝度が初期輝度の95%まで低下するまでの時間。LT95と記す場合がある。)を求めた。
表2より、実施例1〜3の有機EL素子は、比較例1〜3の有機EL素子と比べて、発光効率(外部量子効率EQE)の点では、同等であり、しかも長寿命化したことが分かった。
実施例1〜3の有機EL素子は、式(1)で表される部分構造を有する第一ホスト材料(化合物H1−1,H1−2,H1−3)と、式(3)で表される部分構造を有する第二ホスト材料(化合物H2−1,H2−2)とを組み合わせて発光層のホスト材料(コホスト)として用いたことが起因していると考えられる。
一方で、比較例1〜3の有機EL素子は、式(1)で表される部分構造を有さない化合物F1、また、式(3)で表される部分構造を有さない化合物F2を用いた。比較例1および比較例2は、化合物F1および化合物F2をそれぞれ単独で用いた有機EL素子であり、寿命が顕著に短い。
さらに、比較例3のように化合物F1と化合物F2とを組み合わせて発光層のホスト材料として用いても、素子寿命が短いことが分かった。化合物F1は、実施例1の第一ホスト材料としての化合物H−1とシアノ基の有無の違いの他は、骨格が類似し、化合物F2は、実施例1の第二ホスト材料としての化合物H2−1とシアノ基の有無の違いの他は、骨格が類似している。しかしながら、上述したように、第一ホスト材料および第二ホスト材料が特定の部分構造を有していることで、実施例1の有機EL素子の寿命は、80時間と、当該特定の部分構造を有さない化合物同士を組み合わせた比較例3の有機EL素子の寿命(20時間)に対して、4倍も長寿命化した。
参考例1は、実施例2の第一ホスト材料として用いた化合物H1−2を単独でホスト材料として用いた例であるが、実施例2の有機EL素子の方が、参考例1の有機EL素子の寿命に比べて、2倍程度の寿命の長さを示した。
参考例2は、実施例2の第一ホスト材料として用いた化合物H1−2と、比較例1で用いた化合物F1との組み合わせによる発光層の例である。参考例2の有機EL素子は、比較例1の有機EL素子に比べて2倍の寿命を示した。ただし、実施例2の有機EL素子と比べて、短い寿命となった。
参考例3は、実施例1の第一ホスト材料として用いた化合物H1−1と、比較例2で用いた化合物F2との組み合わせによる発光層の例である。参考例3の有機EL素子は、比較例3の有機EL素子に比べて2倍の寿命を示した。ただし、実施例1の有機EL素子と比べて、半分の寿命となった。
実施例1〜3のように、発光層の2つのホスト材料がそれぞれ、式(1)で表される部分構造、式(3)で表される部分構造を有すると、長寿命化の効果が顕著に表れることが分かった。
また、実施例1と実施例2とを比較すると、第一ホスト材料について、化合物H1−1のようにカルバゾール骨格から、化合物H1−2のようにビスカルバゾール骨格へと変更することで、さらに長寿命化することが分かった。
本発明の有機EL素子は、ディスプレイや照明装置に利用できる。
1…有機EL素子、2…基板、3…陽極、4…陰極、5…発光層。

Claims (13)

  1. 陽極と、前記陽極と対向して設けられる陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる発光層と、を備え、
    前記発光層は、第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料と、を含有し、
    前記第一ホスト材料は、下記式(1)および下記式(2)の少なくともいずれかで表される部分構造を有し、
    前記第二ホスト材料は、下記式(3)で表される部分構造を有し、且つ下記式(1)または下記式(2)で表される部分構造を有さない
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (前記式(1)において、
    Azは、置換もしくは無置換の含窒素六員環を含む芳香族複素環基であり、
    CNは、1以上のシアノ基(CN)で置換された芳香族炭化水素基、または1以上のシアノ基(CN)で置換された芳香族複素環基であり、
    pは、1以上の整数である。
    ただし、WCNは、シアノ基以外の置換基を有する場合があり、WCNが複数ある場合、複数のWCNは、互いに同一であるか、又は異なる。
    前記式(2)において、
    Azは、前記式(1)のAzと同義であり、
    qは、1以上の整数である。
    前記式(3)において、
    Arは、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、ただし、Arは、含窒素六員環を含む芳香族複素環基ではなく、
    rは、1以上の整数である。)
  2. 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一ホスト材料は、下記式(1−1)および下記式(2−1)の少なくともいずれかで表され、
    前記第二ホスト材料は、下記式(3−1)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。
    (前記式(1−1),(2−1),(3−1)において、
    Ar,Arは、それぞれ独立に、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、または
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基である。
    前記式(1−1)におけるAz、WCNおよびpは、前記式(1)におけるAz、WCNおよびpと同義である。
    前記式(2−1)におけるAzおよびqは、前記式(2)におけるAzおよびqと同義である。
    前記式(3−1)におけるArおよびrは、前記式(3)におけるArおよびrと同義である。)
  3. 請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一ホスト材料は、下記式(4)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。
    (前記式(4)において、
    は、前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基を表す。
    は、
    単結合、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の多価の芳香族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の多価の芳香族複素環基、
    環形成炭素数5〜30のシクロアルキレン基、又は
    これらが連結した基を表す。
    kは、1、又は2を表す。
    前記式(4)において、
    11〜X18は、それぞれ独立に、窒素原子、又はCRを表す。
    は、それぞれ独立に、
    水素原子、
    ハロゲン原子、
    シアノ基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
    置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、
    置換もしくは無置換の炭素数3〜30のアルキルシリル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールシリル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアラルキル基、又は
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基を表す。
    11〜X18において隣り合うRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。)
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第二ホスト材料は、下記式(5)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。
    (式(5)において、
    は、前記式(3)で表される基である。
    〜Xは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、又はCRを表す。
    は、それぞれ独立に、
    水素原子、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
    置換もしくは無置換のシリル基、
    ハロゲン原子、又は
    シアノ基を表す。Rが複数存在する場合、複数のRはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
    〜XおよびX〜Xの少なくともいずれかにおいて、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。)
  5. 請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一ホスト材料は、下記式(4−3)および下記式(4−4)の少なくともいずれかで表される
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (前記式(4−3)および(4−4)において、
    およびX11〜X18は、前記式(4)におけるLおよびX11〜X18と同義であり、
    前記式(4−3)におけるAz、WCNおよびpは、前記式(1)におけるAz、WCNおよびpと同義であり、
    前記式(4−4)におけるAzおよびqは、前記式(1)におけるAzおよびqと同義である。)
  6. 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第二ホスト材料は、下記式(5−1)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。
    (式(5−1)において、
    は、前記式(3)で表される部分構造を有する基を表す。
    は、それぞれ独立に、
    前記式(3)で表される部分構造を有する基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基を表す。
    は、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の2価の芳香族複素環基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜30のシクロアルキレン基、又は、
    これらが連結した基を表す。
    mは、0〜3の整数を表す。
    〜XおよびY〜Yは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、又はCRを表す。
    〜XおよびY〜Yは、それぞれ独立に、N(窒素原子)、CRまたはAに結合する炭素原子を表す。
    〜XおよびY〜YにおけるRは、それぞれ独立に、前記式(5)におけるRと同義であり、Rが複数存在する場合、複数のRはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
    〜XおよびY〜Yの少なくともいずれかにおいて、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。)
  7. 請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一ホスト材料は、下記式(4−5)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。
    (前記式(4−5)において、
    は、前記一般式(4)におけるLと同義である。
    11〜X14およびX45〜X48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCRを表す。
    15〜X18およびX41〜X44は、それぞれ独立に、窒素原子、CR、又はLと結合する炭素原子を表す。
    11〜X18及びX41〜X48におけるCRのRは、前記式(4)のX11〜X18におけるCRのRと同義である。
    およびLは、それぞれ独立に、
    単結合、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の2価の芳香族複素環基、
    環形成炭素数5〜30のシクロアルキレン基、又は、
    これらが連結した基を表す。
    11〜X18およびX41〜X48の少なくともいずれかにおいて隣り合うRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
    は、前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基である。
    は、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、又は
    前記式(1)および前記式(2)のいずれかで表される基を表す。
    ただし、MとMは、同一であるか、又は異なる。)
  8. 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記Azは、下記式(4−6)で表される環の2価〜5価の基である
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (前記式(4−6)において、Y11〜Y15は、それぞれ独立に、窒素原子(N)、又はCRを表す。
    前記CRにおいて、Rは、それぞれ独立に、
    水素原子、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
    置換もしくは無置換のシリル基、又は
    ハロゲン原子を表す。
    ただし、Y11〜Y15のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
    が複数存在する場合、複数のRは、互いに同一あるか、又は異なる。)
  9. 請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記式(4−5)で表される第一ホスト材料は、下記式(4−5−1)、下記式(4−5−2)、および下記式(4−5−3)のいずれかで表される
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (前記式(4−5−1)、(4−5−2)、(4−5−3)において、
    、M、L、L、L、X11〜X18、およびX41〜X48は、それぞれ、前記式(4−5)におけるM、M、L、L、L、X11〜X18、およびX41〜X48と同義である。)
  10. 請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記式(5−1)で表される第二ホスト材料は、下記式(5−1−1)、下記式(5−1−2)、および下記式(5−1−3)のいずれかで表される
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (前記式(5−1−1)において、
    、A、A、X〜X、X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、X、Y、Y、Y〜Y及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。
    前記式(5−1−2)において、
    、A、A、X〜X、X、X、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、X、Y、Y〜Y及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。
    前記式(5−1−3)において、
    、A、A、X〜X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmは、前記式(5−1)におけるA、A、A、X〜X、X、Y、Y、Y〜Y、及びmと同義である。X及びYは、炭素原子である。)
  11. 請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第二ホスト材料が有する前記式(3)で表される部分構造の少なくとも1つが、
    シアノ基で置換されたフェニル基、
    シアノ基で置換されたナフチル基、
    シアノ基で置換されたフェナントリル基、
    シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、
    シアノ基で置換されたビフェニリル基、
    シアノ基で置換されたターフェニリル基、又は
    シアノ基で置換されたトリフェニレニル基である
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12. 請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記発光材料が、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)及び白金(Pt)からなる群から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である燐光発光材料を含有する
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  13. 請求項12に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記燐光発光材料の発光ピーク波長が490nm以上700nm以下である
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021193735A (ja) * 2016-05-19 2021-12-23 メルク、パテント、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツングMerck Patent GmbH 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
US11696499B2 (en) 2016-05-10 2023-07-04 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
US11795185B2 (en) 2017-12-13 2023-10-24 Lg Display Co., Ltd. Compound for electron-transport material and organic light emitting diode including the same
US11856842B2 (en) 2015-11-26 2023-12-26 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
US11910707B2 (en) 2015-12-23 2024-02-20 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015167150A (ja) 2012-05-28 2015-09-24 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2014072417A (ja) 2012-09-28 2014-04-21 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JPWO2014122937A1 (ja) * 2013-02-08 2017-01-26 ソニー株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2015083021A1 (en) 2013-12-02 2015-06-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic appliance, and lighting device
US9978812B2 (en) 2014-01-14 2018-05-22 Sharp Kabushiki Kaisha Organic electroluminescent display panel
KR101802861B1 (ko) 2014-02-14 2017-11-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
WO2015142036A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-24 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Electron buffering material and organic electroluminescent device comprising the same
KR20150108330A (ko) * 2014-03-17 2015-09-25 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 전자 버퍼 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
DE102014008722A1 (de) * 2014-06-18 2015-12-24 Merck Patent Gmbh Zusammensetzungen für elektronische Vorrichtungen
KR102237823B1 (ko) 2014-07-09 2021-04-08 삼성전자주식회사 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
WO2016010402A1 (en) * 2014-07-18 2016-01-21 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent device
KR102490882B1 (ko) 2014-12-31 2023-01-25 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
CN104710978A (zh) * 2015-02-11 2015-06-17 深圳市前海安测信息技术有限公司 有机电致发光材料及其制备方法
EP3072943B1 (en) * 2015-03-26 2018-05-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Dibenzofuran/carbazole-substituted benzonitriles
KR101946020B1 (ko) * 2015-09-10 2019-02-08 엘티소재주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
CN111354874B (zh) * 2015-09-30 2023-07-04 株式会社半导体能源研究所 发光元件、显示装置、电子设备及照明装置
WO2017115608A1 (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 コニカミノルタ株式会社 π共役系化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、発光材料、電荷輸送材料、発光性薄膜、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
GB2551026B (en) * 2016-04-27 2020-08-19 Neudrive Ltd Semiconducting compositions comprising semiconducting polymers
KR101917857B1 (ko) * 2016-09-22 2018-11-12 주식회사 엘지화학 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
CN110226241B (zh) 2017-01-30 2022-08-30 出光兴产株式会社 有机电致发光元件和电子设备
US11168103B2 (en) 2017-11-17 2021-11-09 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
KR101922178B1 (ko) 2017-11-22 2018-11-27 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
US11233205B2 (en) * 2017-12-14 2022-01-25 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
EP3512307B1 (en) * 2018-01-10 2021-04-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Polymer material, material for electroluminescence device, composition, thin film, and electroluminescence device comprising the same
CN111372918B (zh) 2018-07-27 2023-09-05 出光兴产株式会社 化合物、用于有机电致发光元件的材料、有机电致发光元件以及电子设备
EP3643761A1 (en) 2018-10-25 2020-04-29 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Composition, organic electroluminescence device material, composition film, organic electroluminescence device, and electronic device
JP2020200397A (ja) 2019-06-10 2020-12-17 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 高分子材料、エレクトロルミネッセンス素子用材料、液状組成物、薄膜及びエレクトロルミネッセンス素子
WO2023283425A1 (en) 2021-07-09 2023-01-12 Plexium, Inc. Aryl compounds and pharmaceutical compositions that modulate ikzf2

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3704748B2 (ja) 1995-06-23 2005-10-12 東洋インキ製造株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用電子輸送材料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
JP2000173774A (ja) 1998-12-09 2000-06-23 Sony Corp 有機電界発光素子
DE10058578C2 (de) 2000-11-20 2002-11-28 Univ Dresden Tech Lichtemittierendes Bauelement mit organischen Schichten
EP2197247B1 (en) 2003-04-24 2013-04-03 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device and display
KR100573137B1 (ko) * 2004-04-02 2006-04-24 삼성에스디아이 주식회사 플루오렌계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
US8221907B2 (en) * 2007-07-07 2012-07-17 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Chrysene derivative and organic electroluminescent device using the same
JP5200490B2 (ja) 2007-08-31 2013-06-05 東洋インキScホールディングス株式会社 カルバゾリル基を有する化合物およびその用途
JP5400448B2 (ja) 2009-03-31 2014-01-29 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子
US20100295445A1 (en) 2009-05-22 2010-11-25 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device
KR20110008723A (ko) 2009-07-21 2011-01-27 다우어드밴스드디스플레이머티리얼 유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
JP5457907B2 (ja) * 2009-08-31 2014-04-02 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子
JP5590897B2 (ja) 2010-01-28 2014-09-17 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子
CN104592206B (zh) 2010-04-20 2019-12-31 出光兴产株式会社 双咔唑衍生物、有机电致发光元件用材料及使用其的有机电致发光元件
DE102010018321A1 (de) * 2010-04-27 2011-10-27 Merck Patent Gmbh Organische Elektrolumineszenzvorrichtung
JP2013201153A (ja) 2010-06-08 2013-10-03 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2012028634A (ja) 2010-07-26 2012-02-09 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5563399B2 (ja) * 2010-07-29 2014-07-30 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子及びp−ジシアノベンゼン構造を有する化合物
KR101276705B1 (ko) * 2010-11-16 2013-06-19 에스에프씨 주식회사 플루오렌 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자.
KR101432600B1 (ko) * 2010-12-31 2014-08-21 제일모직주식회사 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
JP2015167150A (ja) 2012-05-28 2015-09-24 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2014072417A (ja) 2012-09-28 2014-04-21 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11856842B2 (en) 2015-11-26 2023-12-26 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
US11910707B2 (en) 2015-12-23 2024-02-20 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
US11696499B2 (en) 2016-05-10 2023-07-04 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
JP2021193735A (ja) * 2016-05-19 2021-12-23 メルク、パテント、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツングMerck Patent GmbH 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP7238044B2 (ja) 2016-05-19 2023-03-13 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
US11795185B2 (en) 2017-12-13 2023-10-24 Lg Display Co., Ltd. Compound for electron-transport material and organic light emitting diode including the same

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