JP2018123083A - 新規アントラセン誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器 - Google Patents
新規アントラセン誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器 Download PDFInfo
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- 0 CC1N(CCCC2)C2/C(/C2)=*/C=*(\C3)/C3=C/C2C2(C)C1C2 Chemical compound CC1N(CCCC2)C2/C(/C2)=*/C=*(\C3)/C3=C/C2C2(C)C1C2 0.000 description 5
- FEYVQJHISPBVIR-UHFFFAOYSA-N Clc1cc(-c2c(ccc(-c3cc(cccc4)c4cc3)c3)c3c(-c3ccccc3)c3c2cccc3)ccc1 Chemical compound Clc1cc(-c2c(ccc(-c3cc(cccc4)c4cc3)c3)c3c(-c3ccccc3)c3c2cccc3)ccc1 FEYVQJHISPBVIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Abstract
Description
また、有機EL素子を構成する各層を形成する方法として、真空蒸着法や分子線蒸着法等の蒸着法と、インクジェット法、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、バーコート法及びロールコート法等の塗布法が知られている。近年のディスプレイの大画面化に対応すべく、塗布法によって有機薄膜を形成できる化合物の探索が進められている。
1.下記式(1)で表されるアントラセン誘導体。
*1は、X1〜X10のうちのいずれかと結合し、*1と結合するX1〜X10は炭素原子である。
L1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6〜50の(p+1)価の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の(p+1)価の芳香族複素環基、又は前記芳香族炭化水素環基及び前記芳香族複素環基が2〜4個連結して構成される(p+1)価の連結基を示す。
pは、1又は2の整数である。
*2は、X11〜X18のうちのm個と結合し、*2と結合するX11〜X18は炭素原子である。
mは、1〜8の整数である。
*1又は*2と結合しない、X1〜X10及びX11〜X18は、それぞれ独立に、CH又はC(Ra)を示す。
Raは、ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ、2つ又は3つの基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ又は2つの基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、又は
無置換のアミノ基を示す。
隣接するX1〜X10及びX11〜X18のRaは、可能な場合には互いに結合して環を、形成してもよいし、形成しなくてもよい。
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の芳香族複素環基であり、Ar1及びAr2は互いに結合して、Ar1及びAr2と結合する窒素原子を含む環を、形成してもよいし、形成しなくてもよい。mが2〜8のとき、それぞれ複数存在するAr1及びAr2は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
2.上記1に記載のアントラセン誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
3.溶媒と、前記溶媒中に溶解した上記2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液。
4.陰極と陽極との間に、少なくとも発光層を含む1層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも1層が請求項1〜15のいずれかに記載のアントラセン誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
5.上記4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える電子機器。
*1は、X1〜X10のうちのいずれかと結合し、*1と結合するX1〜X10は炭素原子である。
L1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6〜50の(p+1)価の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の(p+1)価の芳香族複素環基、又は前記芳香族炭化水素環基及び前記芳香族複素環基が2〜4個連結して構成される(p+1)価の連結基を示す。
pは、1又は2の整数である。
*2は、X11〜X18のうちのm個と結合し、*2と結合するX11〜X18は炭素原子である。
mは、1〜8の整数である。
*1又は*2と結合しない、X1〜X10及びX11〜X18は、それぞれ独立に、CH又はC(Ra)を示す。
Raは、ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ、2つ又は3つの基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ又は2つの基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、又は
無置換のアミノ基を示す。
隣接するX1〜X10及びX11〜X18のRaは、可能な場合には互いに結合して環を、形成してもよいし、形成しなくてもよい。
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の芳香族複素環基であり、Ar1及びAr2は互いに結合して、Ar1及びAr2と結合する窒素原子を含む環を、形成してもよいし、形成しなくてもよい。mが2〜8のとき、それぞれ複数存在するAr1及びAr2は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
一実施形態では、Ar1及びAr2は互いに結合して、Ar1及びAr2と結合する窒素原子を含む環を形成する。
また、他の実施形態では、Ar1及びAr2は環を形成しない。
Rbは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基を示す。
Yは、単結合、O、S、B−Rc、N−Rc、C−RcRd又はSi−RcRdを示す。
Rc及びRdは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基を示す。)
m1は、0〜7の整数である。m1が2〜7のとき、それぞれ複数存在するAr1及びAr2は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
R1〜R8及びR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又はReを示す。
Reは、ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ、2つ又は3つの基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ又は2つの基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、又は
無置換のアミノ基を示す。
隣接するR1〜R8及びR11〜R18のReは、可能な場合には互いに結合して環を、形成してもよいし、形成しなくてもよい。
m1が2〜7のとき、それぞれ複数存在するR11〜R18は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
Rbは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基を示す。
Ar3は、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基を示す。
mが2〜8のとき、それぞれ複数存在するAr1〜Ar3は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
L1に共役系がつながらない構造を選択することで、蛍光発光への関与が大きく、かつ、電子の受容体として機能しやすいアントラセン骨格と、正孔輸送性を担うカルバゾール骨格との機能を分離することができるため、蛍光発光特性の向上と通電による劣化を抑制する効果が期待できる。
また、隣接する置換基同士で環を形成する場合は、一方の置換基の炭素数がa〜bの範囲内で最小となる箇所で当該環を切り離して、他方の置換基の炭素数もa〜bの範囲内となる構造が含まれる。
より好ましくは、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。
好ましくは、炭素数1〜18の上記アルキル基及び環形成炭素数6〜25の上記アリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基が挙げられる。
より好ましくは、炭素数1〜8の上記アルキル基及び環形成炭素数6〜18の上記アリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基が挙げられる。
さらに好ましくは、ジ置換アミノ基が好ましく、上記アリール基から選ばれる2つの基を有するジ置換アミノ基が挙げられる。
本発明の一態様である、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、上記アントラセン誘導体を含有する。
また、本発明の一態様である、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液は、溶媒と、該溶媒中に溶解した上記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料とを含む。
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。
溶媒、前記アントラセン誘導体及び高分子化合物を含む溶液を固体平面に塗布して乾燥させる成膜方法の場合、高分子化合物マトリクス中に前記アントラセン誘導体が均一に分散して、均一かつ平滑な薄膜が形成され得る。
この場合に使用可能な高分子化合物としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース、ゼオノア(ZEONOR[商標])、ゼオネックス(ZEONEX[商標])等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。
発光材料の含有量は、上記アントラセン誘導体及び発光材料の合計量に対して、発光材料が0.1〜70質量%が好ましい。発光材料が燐光発光材料の場合の含有量は、1〜70質量%が好ましく、1〜30質量%がさらに好ましい。
本発明の一態様の有機EL素子は、陰極と陽極との間に、少なくとも発光層を含む1層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも1層が上記アントラセン誘導体を含有することを特徴とする。
前述の有機EL素子用材料が含まれる有機薄膜層の例としては、陽極と発光層との間に設けられる陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層等)、発光層、陰極と発光層との間に設けられる陰極側有機薄膜層(電子輸送層、電子注入層等)、スペース層、障壁層等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前述の有機EL素子用材料は、上記いずれの層に含まれていてもよく、例えば、蛍光発光ユニットの発光層におけるホスト材料やドーパント材料、燐光発光ユニットの発光層におけるホスト材料、発光ユニットの正孔輸送層、電子輸送層等として用いることができる。
(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。
(a)正孔輸送層/発光層(/電子輸送層)
(b)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層(/電子輸送層)
(c)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)
(d)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)
(e)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)
(f)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)
(g)正孔輸送層/電子障壁層/発光層(/電子輸送層)
(h)正孔輸送層/発光層/正孔障壁層(/電子輸送層)
(i)正孔輸送層/蛍光発光層/トリプレット障壁層(/電子輸送層)
尚、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。
(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。
本発明の一実施形態の有機EL素子は、透光性基板上に作製する。透光性基板は有機EL素子を支持する基板であり、400nm〜700nmの可視領域の光の透過率が50%以上で平滑な基板が好ましい。具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を原料として用いてなるものを挙げられる。またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を原料として用いてなるものを挙げることができる。
有機EL素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、4.5eV以上の仕事関数を有するものを用いることが効果的である。陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金(ITO)、酸化錫(NESA)、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の可視領域の光の透過率を10%より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選択される。
陰極は電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料により形成するのが好ましい。陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が使用できる。陰極も、陽極と同様に、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。また、必要に応じて、陰極側から発光を取り出してもよい。
発光機能を有する有機層であって、所望により、発光材料の他に、発光性ドーパント(燐光性ドーパント及び/又は蛍光性ドーパント)を含有してもよい。また、上記の化合物を含む発光層に、これらのドーパントを含む発光層を積層してもよい。
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。
また、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。
燐光ドーパントの含有量が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。
R10の示す置換基としては、上記式(1)のR0〜R8等で例示した置換基と同様のものが挙げられる。
本発明の一実施形態の化合物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本発明の一実施形態の有機EL素子用材料を用い、別の一つの発光層の燐光ホスト材料として本発明の一実施形態の有機EL素子用材料以外の化合物を用いてもよい。また、本発明の一実施形態の有機EL素子用材料は発光層以外の有機層にも使用しうるものであり、その場合には発光層の燐光ホストとして、本発明の一実施形態の有機EL素子用材料以外の化合物を用いてもよい。
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。燐光ホストは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
該蛍光発光材料としては、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、スチリルアミン誘導体及びアリールアミン誘導体から選択される少なくとも1種が好ましく、アントラセン誘導体、アリールアミン誘導体がより好ましい。特に、ホスト材料としてはアントラセン誘導体が好ましく、ドーパントとしてはアリールアミン誘導体が好ましい。具体的には、国際公開第2010/134350号や国際公開第2010/134352号に記載する好適な材料が選択される。本発明の一実施形態の有機EL素子用材料は、蛍光発光層の蛍光発光材料として用いてもよく、蛍光発光層のホスト材料として用いてもよい。
Ar101、Ar102は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基を示す。
Yの具体例としては、前述する縮合アリール基が挙げられ、好ましくは置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基である。
nは1〜4の整数である。nは1〜2の整数であることが好ましい。
前記式(20)は、下記式(21)〜(24)で表されるものが好ましい。
Re、Rf及びRgはそれぞれ、縮合多環骨格を構成するベンゼン環のいずれの結合位置に結合してもよい。
Ar201〜Ar218は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基を示す。
Ar201〜Ar218の好ましい例としては、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ジベンゾフラニル基等である。
Ar201〜Ar218の置換基の好ましい例としては、アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基である。
kは1〜4の整数であり、そのなかでもkは1〜2の整数であるのが好ましい。Ar301〜Ar303のいずれか一つはスチリル基を含有する基である。さらに好ましくはAr302又はAr303の少なくとも一方はスチリル基で置換されている。
ここで、環形成炭素数が6〜20のアリール基としては、具体的には上述したアリール基が挙げられ、好ましくはフェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナンスリル基、ターフェニル基等が挙げられる。
ここで、式(18)中の環形成炭素数が6〜40のアリール基としては、具体的には上述したアリール基が挙げられ、ナフチル基、アントラニル基、クリセニル基、ピレニル基、又は式(20)で示されるアリール基が好ましい。
本発明の一実施形態の有機EL素子は、陰極と発光ユニットとの界面領域に電子供与性ドーパント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。ここで、電子供与性ドーパントとは、仕事関数3.8eV以下の金属を含有するものをいい、その具体例としては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
本発明の一実施形態の有機EL素子における、主成分と電子供与性ドーパントの割合は、モル比で主成分:電子供与性ドーパント=5:1〜1:5であると好ましく、2:1〜1:2であるとさらに好ましい。
電子輸送層は、発光層と陰極との間に形成される有機層であって、電子を陰極から発光層へ輸送する機能を有する。電子輸送層が複数層で構成される場合、陰極に近い有機層を電子注入層と定義することがある。電子注入層は、陰極から電子を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。本発明の一実施形態の化合物及び有機EL素子用材料は、電子輸送層(第2の電荷輸送材料)に含有される電子輸送材料として用いることもできる。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式(A)で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
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。
アルキルアミノ基及びアラルキルアミノ基は−NQ1Q2と表される。Q1及びQ2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアラルキル基を表す。
Q1及びQ2の一方は水素原子であってもよい。
アリールアミノ基は−NAr1’Ar2’と表され、Ar1’及びAr2’は、それぞれ独立に、炭素数6〜50の非縮合芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を表す。Ar1’及びAr2’の一方は水素原子であってもよい。
アルコキシカルボニル基は−COOY’と表され、Y’は炭素数1〜20のアルキル基を表す。
Mは、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)又はインジウム(In)であり、Inであると好ましい。
L100は、下記式(A’)又は(A”)で表される基である。
HAr−L101−Ar101−Ar102 (D1)
前記式(D1)中、HArは、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の含窒素複素環基であり、
L101は単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の芳香族複素環基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の縮合芳香族複素環基である。
Ar101は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の2価の芳香族炭化水素基であり、Ar102は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜14)の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の芳香族複素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の縮合芳香族複素環基である。
換の環形成炭素数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の芳香族複素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の縮合芳香族複素環基である。
Ar103は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の芳香族複素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の縮合芳香族複素環基である。
R301及びR302は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のハロアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基である。
vは、0〜5の整数であり、vが2以上の整数であるとき、複数のR301は互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する2つのR301同士が互いに結合して、置換もしくは無置換の炭化水素環を形成していてもよい。
Ar201は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)のヘテロアリール基である。
Ar202は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20(好ましくは1〜10、より好ましくは1〜5)のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20(好ましくは1〜10、より好ましくは1〜5)のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)のヘテロアリール基である。
但し、Ar201、Ar202のいずれか一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜50(好ましくは10〜30、より好ましくは10〜20)の縮合芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数9〜50(好ましくは9〜30、より好ましくは9〜20)の縮合芳香族複素環基である。
Ar203は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)のヘテロアリーレン基である。
L201、L202及びL203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6〜50(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数9〜50(好ましくは9〜30、より好ましくは9〜20)の2価の縮合芳香族複素環基である。
環形成原子数5〜50のヘテロアリール基としては、ピローリル基、フリル基、チエニル基、シローリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、べンゾフリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、カルバゾリル基、セレノフェニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾーリル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノキサリニル基、アクリジニル基、イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、イミダゾ[1,2−a]ピリミジニル基等が挙げられる。
炭素数1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基等が挙げられる。
炭素数1〜20のハロアルキル基としては、前記アルキル基の1又は2以上の水素原子をフッ素、塩素、ヨウ素及び臭素から選ばれる少なくとも1のハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられる。
炭素数1〜20のアルコキシ基としては、前記アルキル基をアルキル部位としては有する基が挙げられる。
環形成炭素数6〜50のアリーレン基としては、前記アリール基から水素原子1個を除去して得られる基が挙げられる。
環形成原子数9〜50の2価の縮合芳香族複素環基としては、前記ヘテロアリール基として記載した縮合芳香族複素環基から水素原子1個を除去して得られる基が挙げられる。
また、電子輸送層に隣接して設けることができる電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又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。
物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
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通常5.6eV以下と小さい層である。
正孔注入・輸送層の材料としては、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、さらに正孔の移動度が、例えば104〜106V/cmの電界印加時に、少なくとも10−4cm2/V・秒であれば好ましい。
本発明の一実施形態の化合物及び有機EL素子用材料は、正孔輸送層(第1の電荷輸送層)に含有される正孔輸送材料として用いることもできる。
また、p型Si、p型SiC等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
混合物の形態は、固体、液体の種類は問わないが、溶液、分散液、コロイド、インク、ワニス等を、塗布法により成膜し、固体膜を得る方法が好適に用いられる。また、正孔注入・輸送性の向上のためや、成膜性を向上させることを目的に、添加剤を加えることや、成膜後に光照射をしたり、正孔注入・輸送材料と相互作用するような化合物を表層に結合、あるいは堆積させたり、溶剤でリンス(洗浄)処理する等の表面処理を施すこともできる。
正孔注入・輸送性化合物に含まれる電子供与性化合物の代表的な例としては、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、チオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、アニリン誘導体、ピロール誘導体、フェニレンビニレン誘導体、チエニレンビニレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、カーボン等が挙げられる。これらの誘導体は分子量が1000未満の低分子から、分子量が1000から10000のオリゴマー、あるいは、デンドリマー、分子量が10000以上の高分子のいずれも該当する。中でも芳香族アミン誘導体やポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、オリゴアニリン誘導体が好適に用いられる。
電子供与性化合物の場合と同様に、これらの誘導体は分子量が1000未満の低分子から、分子量が1000から10000のオリゴマー、あるいは、デンドリマー、分子量が10000以上のポリマーのいずれも該当する。
以下、本願発明の態様に用いることができる正孔注入・輸送性化合物の代表例(i)〜(xi)を示す。尚、これらは単独、あるいは、混合して用いることもできるが、相対的に電子供与性のものと、相対的に電子受容性のものを混合することが望ましい。さらに、電子供与性化合物と電子受容性化合物との間での電荷移動を促進させたり、塗布成膜性を向上させるための添加剤等を第三の成分として添加することもできる。第三の成分は複数用いることもできる。
m−1は、1〜4の整数で、n+(m−1)=4であり、
R1は、独立して、アルキル、アルケニル、アルコキシ、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルカノイル、アルキルチオ、アリールオキシ、アルキルチオアルキル、アルキルアリール、アリールアルキル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アリール、アルキルスルフィニル、アルコキシアルキル、アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールスルフィニル、アルコキシカルボニル、アリールスルホニル、カルボン酸、ハロゲン、シアノ、又は1つ又は複数のスルホン酸、カルボン酸、ハロ、ニトロ、シアノもしくはエポキシ部分によって置換されたアルキルから選択されるか、あるいは任意の2つのR1基が一緒になって、1つ又は複数の二価の窒素、イオウ又は酸素原子を含んでもよい3、4、5、6又は7員の芳香族環もしくは脂環式環を完成するアルキレン又はアルケニレン鎖を形成してもよい)
R2は、独立して、水素原子、アルキル、アルケニル、アリール、アルカノイル、アルキルチオアルキル、アルキルアリール、アリールアルキル、アミノ、エポキシ、シラン、シロキサン、アミドスルホネート、アルコール、ベンジル、カルボキシレート、エーテル、エーテルカルボキシレート、アミドスルホネート、エーテルスルホネート、及びウレタンから選択される基である。)
式(vii)の中でも、特に下記式(vii−3)で表される化合物が好ましい。
尚、この厚みは、インターレイヤーの材料のみで構成する層の厚みのことであり、発光層の材料が含まれない領域の厚みのことである。
また、前記式(H)において、L211は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜20、さらに好ましくは6〜12)の縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の芳香族複素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜30、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜12)の縮合芳香族複素環基を表す。
正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、10〜200nmであるのが好ましい。
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。
R317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、5〜20nmであるのが好ましい。
前記アクセプター材料として下記の材料を用いてもよい。
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F4TCNQ(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。
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。スペース層用の材料として、本発明の一実施形態の有機EL素子用材料を用いることもできる。
本発明の一実施形態の有機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。正孔障壁層用の材料として、本発明の一実施形態の有機EL素子用材料を用いることもできる。
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ETd、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ETTBとすると、ETd<ETTB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、ETd<ETTBの関係が成り立つ場合であってもこのエネルギー差ΔET=ETTB−ETd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ΔET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ΔET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。一方、蛍光素子においては、国際公開WO2010/134350A1に記載するTTF素子構成のトリプレット障壁層用の材料として、本発明の一実施形態の有機EL素子用材料を用いることもできる。
電子注入層は、電界強度0.04〜0.5MV/cmの範囲において、10−6cm2/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。
成膜後は、真空下に加熱(上限250℃)乾燥して、溶媒を除去すればよく、光や250℃を超える高温加熱による重合反応は不要である。従って、光や250℃を超える高温加熱による素子の性能劣化の抑制が可能である。
成膜用溶液は、粘度及び/又は表面張力を調節するための添加剤、例えば、増粘剤(高分子量化合物等)、粘度降下剤(低分子量化合物等)、界面活性剤等を含有していてもよい。また、保存安定性を改善するために、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等、有機EL素子の性能に影響しない酸化防止剤を含有していてもよい。
上記成膜用溶液中の本発明の一実施形態である化合物の含有量は、成膜用溶液全体に対して0.1〜15質量%が好ましく、0.5〜10質量%がより好ましい。
溶媒は好ましくは有機溶媒であり、当該有機溶媒としては、例えばクロロホルム、クロロベンゼン、クロロトルエン、クロロキシレン、クロロアニソール、ジクロロメタン、ジクロロベンゼン、ジクロロトルエン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロベンゼン、トリクロロメチルベンゼン、ブロモベンゼン、ジブロモベンゼン、ブロモアニソール等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、オキサゾール、メチルベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、フラン、フラザン、ベンゾフラン、ジヒドロベンゾフラン等のエーテル系溶媒、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、トリメトキシベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ジイソプロピルベンゼン、ジブチルベンゼン、アミルベンゼン、ジヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、テトラメチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ベンゾニトリル、アセトフェノン、メチルアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、トルイル酸エチルエステル、トルエン、エチルトルエン、メトキシトルエン、ジメトキシトルエン、トリメトキシトルエン、イソプロピルトルエン、キシレン、ブチルキシレン、イソプロピルキシレン、アニソール、エチルアニソール、ジメチルアニソール、トリメチルアニソール、プロピルアニソール、イソプロピルアニソール、ブチルアニソール、メチルエチルアニソール、アネトールアニシルアルコール、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、ジフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ベンジルメチルエーテル、ベンジルエチルエーテル、メチレンジオキシベンゼン、メチルナフタレン、テトラヒドロナフタレン、アニリン、メチルアニリン、エチルアニリン、ブチルアニリン、ビフェニル、メチルビフェニル、イソプロピルビフェニル等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロへキサン、メチルシクロへキサン、n−ペンタン、n−へキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、テトラデカン、デカリン、イソプロピルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロへキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2−へキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロへキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が例示される。また、これらの有機溶媒は、単独で、又は複数組み合わせて用いることができる。
本発明の一態様である、電子機器は、上記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする。
上記本発明の一態様の有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機ELパネルモジュール等の表示部品、テレビ、携帯電話、若しくはパーソナルコンピュータ等の表示装置、及び、照明、若しくは車両用灯具の発光装置等の電子機器に使用できる。
マススペクトル分析の結果、化合物1の分子量661に対し、m/e=661であった。
マススペクトル分析の結果、化合物2の分子量826に対し、m/e=826であった。
マススペクトル分析の結果、化合物3の分子量995に対し、m/e=995であった。
マススペクトル分析の結果、化合物4の分子量777に対し、m/e=777であった。
マススペクトル分析の結果、化合物5の分子量751に対し、m/e=751であった。
マススペクトル分析の結果、化合物6の分子量787に対し、m/e=787であった。
実施例1
(基板洗浄)
25mm×25mm×0.7mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック社製)をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄した後、UVオゾン洗浄を5分間行った。
洗浄後の透明電極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、まず透明電極が形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HATを5nmの膜厚で蒸着成膜した。HAT膜の成膜に続けて、このHAT膜上に化合物HT1を80nmの膜厚で蒸着成膜した。HT1膜の成膜に続けて、このHT1膜上に化合物HT2を15nmの膜厚で蒸着成膜した。
HT2膜上に合成実施例1で製造した化合物1と化合物BD1を共蒸着により19:1の組成比で成膜し、膜厚25nmの発光層とした。
発光層の成膜に続けて、この発光層上に化合物ET1を20nmの膜厚で蒸着成膜した。ET1膜の成膜に続けて、このET1膜上に化合物ET2を5nmの膜厚で蒸着成膜した。
ET2膜の成膜に続けて、このET2膜上にフッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmで蒸着成膜した。このLiF膜上に金属アルミニウム(Al)を80nmの膜厚で蒸着成膜することで陰極とし、有機EL発光素子を形成した。
以上のように作成した有機EL発光素子について、電圧及び外部量子効率(EQE)を測定した。具体的な測定方法は以下の通りである。結果を表1に示す。
電流密度が10mA/cm2となるようにITO透明電極と金属Al陰極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の評価)
分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
実施例1の化合物1を合成実施例4で製造した化合物4とした以外は実施例1と同様の方法で有機EL発光素子を形成した。また実施例1と同様の方法で有機EL発光素子の性能評価を行った。結果を表1に示す。
実施例3
(基板洗浄)
25mm×25mm×0.7mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック社製)をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄した後、UVオゾン洗浄を5分間行った。
HERAEUS社製CLEVIOUS AI4083(商品名)を30nmの膜厚でITO基板上にスピンコート法により成膜した。成膜後、アセトンにより不要部分を除去し、次いで200℃のホットプレートで10分間焼成した。AI4083膜の成膜に続けて、AI4083膜上に化合物HT3の1重量パーセントのキシレン溶液を用い25nmの膜厚でスピンコート法により成膜した。成膜後、トルエンにより不要部分を除去し、ついで200℃のホットプレートで30分間焼成した。AI4083膜の成膜は大気中で行い、化合物HT3の成膜は窒素下のグローブボックス内で行った。
正孔注入・輸送層の成膜に続けて、合成実施例1で製造した化合物1と化合物BD1を19:1の比率で含む1重量パーセントのキシレン溶液を用い25nmの膜厚でスピンコート法により成膜した。成膜後、トルエンにより不要部分を除去し、ついで110℃のホットプレートで30分間焼成した。
発光層の成膜に続けて、この発光層上に化合物ET1を10nmの膜厚で蒸着成膜した。ET1膜の成膜に続けて、このET1膜上に化合物ET2を5nmの膜厚で蒸着成膜した。
ET2膜の成膜に続けて、このET2膜上にフッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚で蒸着成膜した。このLiF膜上に金属アルミニウム(Al)を80nmの膜厚で蒸着成膜することで陰極とし、有機EL発光素子を形成した。
以上のように作成した有機EL発光素子について、実施例1と同様の方法で電圧及び外部量子効率(EQE)を測定した。結果を表2に示す。
実施例3の化合物1を合成実施例2で製造した化合物2とした以外は実施例3と同様の方法で有機EL発光素子を形成した。また実施例1と同様の方法で有機EL発光素子の性能評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3の化合物1を合成実施例3で製造した化合物3とした以外は実施例3と同様の方法で有機EL発光素子を形成した。また実施例1と同様の方法で有機EL発光素子の性能評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3の化合物1を合成実施例4で製造した化合物4とした以外は実施例3と同様の方法で有機EL発光素子を形成した。また実施例1と同様の方法で有機EL発光素子の性能評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3の化合物1を合成実施例5で製造した化合物5とした以外は実施例3と同様の方法で有機EL発光素子を形成した。また実施例1と同様の方法で有機EL発光素子の性能評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3の化合物1を合成実施例6で製造した化合物6とし、化合物BD1の代わりに化合物GD1を用いた以外は実施例3と同様の方法で有機EL発光素子を形成した。また実施例1と同様の方法で有機EL発光素子の性能評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3の化合物1を合成比較例1で製造した比較例化合物1とした以外は実施例3と同様の方法で有機EL発光素子を形成した。また実施例1と同様の方法で有機EL発光素子の性能評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3の化合物1を合成比較例2で製造した比較例化合物2とした以外は実施例3と同様の方法で有機EL発光素子を形成した。また実施例1と同様の方法で有機EL発光素子の性能評価を行った。結果を表2に示す。
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 発光層
6 陽極側有機薄膜層(第1の電荷輸送層)
7 陰極側有機薄膜層(第2の電荷輸送層)
10 発光ユニット
Claims (25)
- 下記式(1)で表されるアントラセン誘導体。
*1は、X1〜X10のうちのいずれかと結合し、*1と結合するX1〜X10は炭素原子である。
L1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6〜50の(p+1)価の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の(p+1)価の芳香族複素環基、又は前記芳香族炭化水素環基及び前記芳香族複素環基が2〜4個連結して構成される(p+1)価の連結基を示す。
pは、1又は2の整数である。
*2は、X11〜X18のうちのm個と結合し、*2と結合するX11〜X18は炭素原子である。
mは、1〜8の整数である。
*1又は*2と結合しない、X1〜X10及びX11〜X18は、それぞれ独立に、CH又はC(Ra)を示す。
Raは、ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ、2つ又は3つの基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ又は2つの基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、又は
無置換のアミノ基を示す。
隣接するX1〜X10及びX11〜X18のRaは、可能な場合には互いに結合して環を、形成してもよいし、形成しなくてもよい。
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の芳香族複素環基であり、Ar1及びAr2は互いに結合して、Ar1及びAr2と結合する窒素原子を含む環を、形成してもよいし、形成しなくてもよい。mが2〜8のとき、それぞれ複数存在するAr1及びAr2は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。) - 下記式(2)で表される請求項1に記載のアントラセン誘導体。
Rbは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基を示す。
Yは、単結合、O、S、B−Rc、N−Rc、C−RcRd又はSi−RcRdを示す。
Rc及びRdは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基を示す。) - 下記式(4)で表される請求項1〜3のいずれかに記載のアントラセン誘導体。
R1〜R8及びR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又はReを示す。
Reは、ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ、2つ又は3つの基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ又は2つの基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、又は
無置換のアミノ基を示す。
隣接するR1〜R8及びR11〜R18のReは、可能な場合には互いに結合して環を、形成してもよいし、形成しなくてもよい。
m1が2〜7のとき、それぞれ複数存在するR11〜R18は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。) - pが1である請求項1〜5のいずれかに記載のアントラセン誘導体。
- X1〜X8が、CHである請求項1〜8のいずれかに記載のアントラセン誘導体。
- X11、X12、X14、X15、X17及びX18が、CHである請求項1〜9のいずれかに記載のアントラセン誘導体。
- Raが、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基からなる群から選択される請求項1〜8のいずれかに記載のアントラセン誘導体。
- Rbが、置換もしくは無置換のフェニル基及び置換もしくは無置換のナフチル基からなる群から選択される請求項2〜10のいずれかに記載のアントラセン誘導体。
- Reが、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基からなる群から選択される請求項4〜10のいずれかに記載のアントラセン誘導体。
- 前記「置換もしくは無置換の・・・」における置換基が、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ、2つ又は3つの基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる1つ又は2つの基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、
無置換のアミノ基、
シアノ基、
ニトロ基、及び
フッ素原子からなる群から選択される請求項1〜14のいずれかに記載のアントラセン誘導体。 - 請求項1〜15のいずれかに記載のアントラセン誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 溶媒と、前記溶媒中に溶解した請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液。
- 陰極と陽極との間に、少なくとも発光層を含む1層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも1層が請求項1〜15のいずれかに記載のアントラセン誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、前記アントラセン誘導体を含有する請求項18に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陽極と前記発光層との間に、さらに第1の電荷輸送層を有し、前記第1電荷輸送層が前記アントラセン誘導体を含有する請求項18又は19に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陰極と前記発光層との間に、さらに第2の電荷輸送層を有し、前記第2の電荷輸送層が前記アントラセン誘導体を含有する請求項18〜20のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、燐光発光材料を含有する請求項18〜21のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、蛍光発光材料を含有する請求項18〜22のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記燐光発光材料が、イリジウム、オスミウム及び白金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請求項22に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項18〜24のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える電子機器。
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