JP2020123477A - Light-emitting element, display device and illumination apparatus - Google Patents

Light-emitting element, display device and illumination apparatus Download PDF

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貴士 徳田
Takashi Tokuda
貴士 徳田
田中 大作
Daisaku Tanaka
大作 田中
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Abstract

To provide an organic thin film light-emitting element which improves light emission efficiency and a durable lifetime.SOLUTION: The present invention relates to a light-emitting element in which at least one light-emitting layer and at least one organic layer exist between a cathode and an anode and light is emitted by electric energy. The light-emitting element contains in one layer of the organic layers, an oligopyridine compound represented by a general formula (1) and a rare metal dopant (in the general formula (1), (n) is an integer of 1 or 2, (m) and an integer of 0 to 2 wherein it leads n+m≥2, L, Land Lare single-bold, substituted or unsubstituted arylene groups or substituted or unsubstituted heteroarylene groups, and A is a substituted group).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、発光素子、表示装置および照明装置に関する。 The present invention relates to a light emitting element, a display device, and a lighting device.

有機薄膜発光素子は、近年では、テレビやスマートフォンのディスプレイに採用されるなど、着実に実用化が進んでいる。しかし、既存の有機薄膜発光素子にはまだ技術的な課題も多い。中でも、高効率な発光を得ることと、有機薄膜発光素子の長寿命化との両立は、大きな課題となっている。 In recent years, organic thin-film light emitting devices have been steadily put into practical use, such as being adopted in the displays of televisions and smartphones. However, the existing organic thin film light emitting device still has many technical problems. Among them, achieving both highly efficient light emission and prolonging the life of the organic thin film light emitting device is a major issue.

有機薄膜発光素子における低駆動電圧および高輝度・高電流密度を実現するための手法として、電荷注入層、電荷輸送層や電荷発生層におけるn型ドーピングが挙げられる。例えば、有機薄膜発光素子における電荷注入・輸送層や電荷発生層はLiのような金属ドーパントとともに特定の化合物を蒸着することによって形成され得る(例えば、特許文献1〜3参照)。 As a method for realizing low driving voltage and high brightness/high current density in an organic thin film light emitting device, n-type doping in a charge injection layer, a charge transport layer and a charge generation layer can be mentioned. For example, the charge injection/transport layer and the charge generation layer in the organic thin film light emitting device can be formed by depositing a specific compound together with a metal dopant such as Li (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

国際公開第2015/182547号International Publication No. 2015/182547 特開2017−224808号公報JP, 2017-224808, A 特開2018−121046号公報JP, 2018-121046, A

特許文献1にはフルオランテン誘導体にアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属がドープされている電荷発生層について記載されている。しかしながら、アルカリ金属、アルカリ土類金属は水分に不安定であるため、ハンドリング性の点で問題があった。また、これらを用いた発光素子における発光効率や耐久性も十分ではなかった。 Patent Document 1 describes a charge generation layer in which a fluoranthene derivative is doped with an alkali metal or an alkaline earth metal. However, since alkali metals and alkaline earth metals are unstable to water, there is a problem in handling property. Moreover, the luminous efficiency and durability of the light emitting device using these are not sufficient.

特許文献2にはフェナントロリン誘導体に希土類金属がドープされた有機半導体層について記載されている。しかしながら、これらを用いた素子は発光素子における発光効率、耐久性や、高温状態における駆動安定性は十分ではなかった。 Patent Document 2 describes an organic semiconductor layer in which a phenanthroline derivative is doped with a rare earth metal. However, the element using these elements is not sufficient in light emitting efficiency, durability and driving stability in a high temperature state in the light emitting element.

特許文献3には特定のアリール基を有する化合物に任意のn型ドーパントをドープされた有機半導体材料について記載されている。しかしながら、本文献に記載の化合物は金属への配位能が十分でなく、発光素子における発光効率、耐久性や駆動安定性は十分ではなかった。 Patent Document 3 describes an organic semiconductor material obtained by doping a compound having a specific aryl group with an arbitrary n-type dopant. However, the compounds described in this document do not have a sufficient ability to coordinate with a metal, and the luminous efficiency, durability and driving stability of a light emitting device have not been sufficient.

このように、従来の技術では、有機薄膜発光素子の発光効率を高めつつ、駆動電圧や耐久性を向上させることは困難であった。また、駆動電圧を下げることができたとしても、有機薄膜発光素子の発光効率と耐久性の両立が不十分であった。このように、高い発光効率と耐久寿命とを両立させる技術は未だ見出されていない。 As described above, it has been difficult for the conventional technique to improve the driving voltage and the durability while increasing the luminous efficiency of the organic thin film light emitting device. Moreover, even if the driving voltage could be lowered, the light emitting efficiency and the durability of the organic thin film light emitting device were insufficient at the same time. As described above, a technique for achieving both high luminous efficiency and durable life has not been found yet.

本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、発光効率および耐久寿命を改善した有機薄膜発光素子を提供することを目的とするものである。 It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art and provide an organic thin film light emitting device having improved luminous efficiency and durable life.

陽極と陰極の間に少なくとも一つの有機層が存在し、電気エネルギーにより発光する素子であって、前記有機層のうち一層に、下記一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物と希土類金属元素を含有する発光素子。 A device which has at least one organic layer between an anode and a cathode and emits light by electric energy, wherein one layer of the organic layer comprises an oligopyridine compound represented by the following general formula (1) and a rare earth metal element. A light emitting device containing.

Figure 2020123477
Figure 2020123477

(一般式(1)において、nは1または2の整数であり、mは0〜2の整数である。ただし、n+m≧2である。nが2である場合、それぞれに包含されるmはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。L、LおよびLは、単結合、または置換もしくは無置換のアリーレン基である。Aは炭素数6〜40の置換もしくは無置換の単環芳香族炭化水素基、炭素数6〜40の置換もしくは無置換の縮合芳香族炭化水素基、炭素数1〜40の置換もしくは無置換の単環芳香族複素基、炭素数1〜40の置換もしくは無置換の縮合芳香族複素基または、炭素数6〜40の置換もしくは無置換の芳香族アミノ基を表す。) (In the general formula (1), n is an integer of 1 or 2, and m is an integer of 0 to 2. However, n+m≧2. When n is 2, m contained in each is L 1 , L 2 and L 3 are a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group, and A is a substituted or unsubstituted monocyclic aromatic group having 6 to 40 carbon atoms. Hydrocarbon group, substituted or unsubstituted condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, substituted or unsubstituted monocyclic aromatic hetero group having 1 to 40 carbon atoms, substituted or unsubstituted having 1 to 40 carbon atoms Represents a condensed aromatic hetero group or a substituted or unsubstituted aromatic amino group having 6 to 40 carbon atoms.)

本発明により、高い発光効率を有し、さらに十分な耐久寿命も兼ね備えた有機電界発光素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an organic electroluminescent device having high luminous efficiency and also having a sufficient durability life.

以下、本発明に係る発光素子、表示装置および照明装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。 Hereinafter, preferred embodiments of a light emitting element, a display device, and a lighting device according to the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be carried out according to the purpose and use.

(一般式(1)で表される化合物)
本発明の実施の形態に係る発光素子は、陽極と陰極の間に少なくとも一つの有機層が存在し、電気エネルギーにより発光する素子であって、前記有機層のうち一層に、下記一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物と希土類金属元素を含有する。
(Compound represented by the general formula (1))
A light emitting device according to an embodiment of the present invention is a device that has at least one organic layer between an anode and a cathode and emits light by electric energy, and one of the organic layers has the following general formula (1 ) And the rare earth metal element.

Figure 2020123477
Figure 2020123477

一般式(1)において、nは1または2の整数であり、mは0〜2の整数である。ただし、n+m≧2である。nが2である場合、それぞれに包含されるmはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。L、LおよびLは、単結合、または置換もしくは無置換のアリーレン基である。Aは炭素数6〜40の置換もしくは無置換の単環芳香族炭化水素基、炭素数6〜40の置換もしくは無置換の縮合芳香族炭化水素基、炭素数1〜40の置換もしくは無置換の単環芳香族複素基、炭素数1〜40の置換もしくは無置換の縮合芳香族複素基または、炭素数6〜40の置換もしくは無置換の芳香族アミノ基を表す。 In the general formula (1), n is an integer of 1 or 2 and m is an integer of 0-2. However, n+m≧2. When n is 2, m contained in each may be the same or different. L 1 , L 2 and L 3 are single bonds or substituted or unsubstituted arylene groups. A is a substituted or unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted C 1 to 40 substituted or unsubstituted It represents a monocyclic aromatic hetero group, a substituted or unsubstituted fused aromatic hetero group having 1 to 40 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic amino group having 6 to 40 carbon atoms.

「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは水素原子が置換したことを意味する。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」という場合においても上記と同様である。 The term “unsubstituted” in the case of “substituted or unsubstituted” means that a hydrogen atom is replaced. In the case of "substituted or unsubstituted" in the compound or the partial structure thereof described below, the same applies to the above.

アリーレン基とはアリール基から導かれる2価以上の基を示し、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フルオレニレン基、フェナントリレン基、ターフェニレン基、アントラセニレン基、ピレニレン基などが例示される。アリーレン基の炭素数は特に限定されないが、通常、6以上40以下の範囲である。また、アリーレン基が置換基を有する場合は、置換基も含めて炭素数は6以上60以下の範囲であることが好ましい。 The arylene group refers to a divalent or higher-valent group derived from an aryl group, and examples thereof include a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, a fluorenylene group, a phenanthrylene group, a terphenylene group, an anthracenylene group, and a pyrenylene group. The carbon number of the arylene group is not particularly limited, but is usually in the range of 6 or more and 40 or less. When the arylene group has a substituent, the carbon number of the arylene group including the substituent is preferably 6 or more and 60 or less.

ヘテロアリーレン基とは、ピリジン、キノリン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、キノキサリン、キナゾリン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェンなどの、炭素以外の原子を一個または複数個、環内に有する芳香族基から導かれる2価以上の基を示す。ヘテロアリーレン基は、置換基を有していても有していなくてもよい。好ましいヘテロアリーレン基は、2価もしくは3価のヘテロアリーレン基である。ヘテロアリーレン基の炭素数は、特に限定されないが、通常、2以上30以下の範囲である。 The heteroarylene group is a divalent or more valent group derived from an aromatic group having one or more atoms other than carbon, such as pyridine, quinoline, pyrimidine, pyrazine, triazine, quinoxaline, quinazoline, dibenzofuran and dibenzothiophene, in the ring. The group of is shown. The heteroarylene group may or may not have a substituent. A preferred heteroarylene group is a divalent or trivalent heteroarylene group. The carbon number of the heteroarylene group is not particularly limited, but is usually in the range of 2 or more and 30 or less.

単環芳香族炭化水素基とは、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などの、1つまたは2つ以上のベンゼン環からなる、縮環していない芳香族炭化水素基が挙げられる。単環芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよい。 The monocyclic aromatic hydrocarbon group includes an uncondensed aromatic hydrocarbon group composed of one or more benzene rings such as a phenyl group, a biphenyl group and a terphenyl group. The monocyclic aromatic hydrocarbon group may have a substituent.

縮合芳香族炭化水素基とは、例えば、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオランテン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。縮合芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよい。 The condensed aromatic hydrocarbon group, for example, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, triphenylene ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthene ring, pentacene ring, Examples thereof include a perylene ring, a pentaphene ring, a picene ring, a pyrantrene ring, and an anthraanthrene ring. The condensed aromatic hydrocarbon group may have a substituent.

単環芳香族複素基とは、例えば、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環等が挙げられる。さらに、単環芳香族複素基は置換基を有していてもよい。 The monocyclic aromatic hetero group, for example, furan ring, thiophene ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring and the like. Can be mentioned. Further, the monocyclic aromatic hetero group may have a substituent.

縮合芳香族複素基とは、例えば、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、ベンゾイミダゾール環、インドール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。さらに、縮合芳香族複素基は置換基を有していてもよい。 The condensed aromatic hetero group includes, for example, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, benzimidazole ring, indole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring. (One of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom) and the like. Furthermore, the condensed aromatic hetero group may have a substituent.

芳香族アミノ基とは、単環芳香族炭化水素基、縮合芳香族炭化水素基、単環芳香族複素基または縮合芳香族複素基にアミンが置換した基である。 The aromatic amino group is a monocyclic aromatic hydrocarbon group, a condensed aromatic hydrocarbon group, a monocyclic aromatic hetero group or a condensed aromatic hetero group substituted with an amine.

一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物は、大きな電子輸送性を有している。また、複数のピリジル基によりフレキシブルな構造であることから、金属原子への大きな配位性を有する。そこで、水分や空気に安定で取扱いの容易な希土類金属をn型ドーパントとして、一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物を発光素子における有機層に用いた場合、安定な層を形成することができる。特に、有機層が電子輸送層、電子注入層や電荷発生層である場合、それらの層は安定で優れた性能を示す。 The oligopyridine compound represented by the general formula (1) has a large electron transporting property. Moreover, since it has a flexible structure with a plurality of pyridyl groups, it has a large coordination property to a metal atom. Therefore, when an oligopyridine compound represented by the general formula (1) is used as an organic layer in a light emitting device with a rare earth metal which is stable to moisture and air and is easy to handle as an n-type dopant, a stable layer should be formed. You can In particular, when the organic layer is an electron transport layer, an electron injection layer or a charge generation layer, those layers show stable and excellent performance.

一般式(1)で表される化合物の好ましい一例としては、希土類金属への配位性を高め、より安定な層を形成するという観点から、nが2のものである。 A preferable example of the compound represented by the general formula (1) is that n is 2 from the viewpoint of enhancing the coordination property to the rare earth metal and forming a more stable layer.

一般式(1)で表される化合物の別の好ましい一例としては、mが0のものである。mが0である場合、化合物が適度な分子間相互作用と希土類金属への配位性を有するため、より安定な層を形成することができるためである。なお、nが2の場合、2つ存在するmはいずれも0であることがより好ましい。 Another preferable example of the compound represented by formula (1) is that in which m is 0. This is because when m is 0, the compound has an appropriate intermolecular interaction and coordination with a rare earth metal, and thus a more stable layer can be formed. When n is 2, it is more preferable that both of the two existing m be 0.

一般式(1)において、Lが単結合であることが好ましい。一般式(1)における複数のピリジン環が単結合で連結されている場合、それぞれのピリジン環による希土類金属への配位性が強くなり、より安定な層を形成することができるためである。 In formula (1), L 2 is preferably a single bond. This is because, when a plurality of pyridine rings in the general formula (1) are linked by a single bond, the coordination of each pyridine ring to the rare earth metal becomes strong, and a more stable layer can be formed.

nが2の場合、2つ存在するLは少なくとも一方が単結合であることが好ましく、両方とも単結合であることがより好ましい。 When n is 2, at least one of two existing L 2 is preferably a single bond, and more preferably both are single bonds.

また、さらに配位性を高めるという観点から、一般式(1)が下記一般式(2)で表されるオリゴピリジン化合物であることがより好ましい。 Further, from the viewpoint of further enhancing the coordination property, it is more preferable that the general formula (1) is an oligopyridine compound represented by the following general formula (2).

Figure 2020123477
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一般式(2)において、X〜Xのいずれか一つは窒素原子であり、それ以外は炭素原子である。LおよびAは前記一般式(1)におけるものと同様である。一般式(2)におけるXが窒素原子であることが特に好ましい。 In the general formula (2), any one of X 1 to X 3 is a nitrogen atom, and the others are carbon atoms. L 1 and A are the same as those in the general formula (1). It is particularly preferable that X 3 in the general formula (2) is a nitrogen atom.

一般式(1)または(2)において、Aがフルオランテン構造を有することが好ましい。フルオランテン構造は、高い平面性を有し、分子同士の重なりが大きいため、高い電荷輸送性を有する。このため、一般式(1)または(2)において、Aがフルオランテン構造を有する場合、より電荷輸送能力を高めることができ、より高効率な発光素子を実現できる。より好ましくは、Aはフルオランテニル基である。 In the general formula (1) or (2), it is preferable that A has a fluoranthene structure. The fluoranthene structure has high planarity and a large overlap between molecules, and thus has a high charge transporting property. Therefore, in the general formula (1) or (2), when A has a fluoranthene structure, the charge transporting capacity can be further enhanced, and a more efficient light emitting device can be realized. More preferably, A is a fluoranthenyl group.

またAが芳香族アミノ基である場合も好ましい。芳香族アミノ基は正孔に対する安定性が高い。そのためAが芳香族アミノ基である場合、発光素子における駆動安定性を高めることができる。 It is also preferable that A is an aromatic amino group. The aromatic amino group has high stability to holes. Therefore, when A is an aromatic amino group, driving stability in the light emitting device can be improved.

上記一般式(1)で表される化合物としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。なお、以下は例示であり、ここに明記された化合物以外であっても一般式(1)で表されるものであれば同様に好ましく用いられる。 The compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, but specific examples include the following. Note that the following is an example, and compounds other than the compounds specified here are similarly preferably used as long as they are represented by the general formula (1).

Figure 2020123477
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上記のようなオリゴピリジン化合物の合成には、公知の方法を使用することができる。合成法としては、例えば、パラジウムや銅触媒を用いた1級もしくは2級アミン誘導体とハロゲン化物またはトリフラート化体とのカップリング反応を用いる方法やパラジウムを用いたハロゲン化アミン誘導体とアリールボロン酸誘導体とのカップリング反応などが挙げられるが、これに限定されるものではない。 A known method can be used for the synthesis of the oligopyridine compound as described above. As a synthetic method, for example, a method using a coupling reaction of a primary or secondary amine derivative with a halide or a triflate using a palladium or copper catalyst, a halogenated amine derivative with an arylboronic acid derivative using palladium, and the like. Examples thereof include, but are not limited to, a coupling reaction with and the like.

一般式(1)で表される化合物は発光素子材料として好ましく用いられる。ここで本発明における発光素子材料とは、発光素子のいずれかの層に使用される材料を表し、後述するように、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および/または電子輸送層に使用される材料であるほか、電極の保護膜(キャップ層)に使用される材料も含む。本発明における一般式(1)で表される化合物を、発光素子のいずれかの層に使用することにより、高い発光効率が得られ、かつ耐久性に優れた発光素子が得られる。 The compound represented by the general formula (1) is preferably used as a light emitting device material. Here, the light emitting device material in the present invention represents a material used for any layer of the light emitting device, and as described later, it can be used as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer and/or an electron transport layer. In addition to the materials used, the materials used for the protective film (cap layer) of the electrode are also included. By using the compound represented by the general formula (1) in the present invention in any of the layers of the light emitting device, a light emitting device having high luminous efficiency and excellent durability can be obtained.

(希土類金属元素)
本発明における希土類金属とは、スカンジウム、イットリウムおよび15個のランタノイドである。本発明においては、希土類金属は0価のn型ドーパントとして用いられる。上述の17個の希土類金属の中でも、Sm、Eu,Ybが好ましく、Ybが特に好ましい。
(Rare earth metal element)
The rare earth metals in the present invention are scandium, yttrium and 15 lanthanoids. In the present invention, the rare earth metal is used as a zero-valent n-type dopant. Among the above 17 rare earth metals, Sm, Eu, and Yb are preferable, and Yb is particularly preferable.

希土類金属元素は、アルカリ金属、特にn型ドーパントとしてよく用いられるリチウムと比較したとき、ドープ濃度をより高くすることができる。そのため、リチウムなどのアルカリ金属をドーパントとして用いる場合と比較して、蒸着時の蒸着レート制御がしやすく、発光素子の生産性を改善することができる。また、希土類金属はアルカリ金属およびアルカリ土類金属よりも水分に安定であり、大量生産時に安全に用いることができる。 The rare earth metal element can have a higher doping concentration when compared with alkali metal, particularly lithium which is often used as an n-type dopant. Therefore, as compared with the case where an alkali metal such as lithium is used as a dopant, it is easier to control the vapor deposition rate during vapor deposition, and the productivity of the light emitting element can be improved. Further, the rare earth metal is more stable to moisture than the alkali metal and the alkaline earth metal, and can be safely used in mass production.

さらに、希土類金属は上記一般式(1)で表される化合物とともに発光素子に用いた場合、一般式(1)で表される化合物が希土類金属に強く配位するため、素子中で拡散しづらくなる。そのため時間経過による駆動電圧の上昇や、発光素子の耐久寿命を改善できる。 Furthermore, when the rare earth metal is used in a light emitting device together with the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (1) is strongly coordinated with the rare earth metal, so that it is difficult to diffuse in the device. Become. Therefore, it is possible to increase the driving voltage over time and improve the durable life of the light emitting element.

n型ドーパントのドープ濃度は共蒸着する際の蒸着速度比によって制御される。好適なドーピング濃度は材料やドーピング領域の膜厚によって異なるが、例えば、上記一般式(1)とn型ドーパントの蒸着速度比は100:1〜1:1が好ましく、20:1〜1:1がさらに好ましい。 The doping concentration of the n-type dopant is controlled by the deposition rate ratio at the time of co-deposition. The suitable doping concentration varies depending on the material and the film thickness of the doping region, but for example, the deposition rate ratio of the general formula (1) and the n-type dopant is preferably 100:1 to 1:1 and 20:1 to 1:1. Is more preferable.

(発光素子)
次に、本発明の発光素子の実施の形態について詳細に説明する。有機薄膜発光素子は、陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極との間に介在する有機層を有し、該有機層が電気エネルギーにより発光する。
(Light emitting element)
Next, embodiments of the light emitting device of the present invention will be described in detail. The organic thin film light emitting device has an anode and a cathode, and an organic layer interposed between the anode and the cathode, and the organic layer emits light by electric energy.

このような発光素子における陽極と陰極の間の層構成は、発光層のみからなる構成の他に、1)発光層/電子輸送層、2)正孔輸送層/発光層、3)正孔輸送層/発光層/電子輸送層、4)正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、5)正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層、6)正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層、7)正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層といった積層構成が挙げられる。 In such a light emitting device, the layer structure between the anode and the cathode is 1) light emitting layer/electron transporting layer, 2) hole transporting layer/light emitting layer, 3) hole transporting, in addition to the structure comprising only the light emitting layer. Layer/light emitting layer/electron transport layer, 4) hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer, 5) hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer, 6) hole Injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer, 7) hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/hole blocking layer/electron transport layer/electron injection layer Can be mentioned.

さらに、上記の積層構成を、中間層を介して複数積層したタンデム型であってもよい。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、公知の材料構成を用いることができる。タンデム型の具体例は、例えば8)正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷発生層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、9)正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/電荷発生層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層といった、陽極と陰極の間に中間層として電荷発生層を含む積層構成が挙げられる。中間層を構成する材料としては、具体的にはオリゴピリジン誘導体が好ましく用いられる。 Furthermore, a tandem type in which a plurality of the above laminated structures are laminated with an intermediate layer interposed therebetween may be used. The intermediate layer is generally called an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, or an intermediate insulating layer, and a known material structure can be used. Specific examples of the tandem type are, for example, 8) hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/charge generation layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer, 9) hole injection layer/hole transport layer/ A light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/charge generation layer/hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer such as a charge generation layer as an intermediate layer between the anode and the cathode. A laminated structure including the above can be given. As a material forming the intermediate layer, specifically, an oligopyridine derivative is preferably used.

また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよく、ドーピングされていてもよい。さらに上記各層は、陽極、発光層を含む一以上の有機層、陰極を含み、さらに光学干渉効果に起因して発光効率を向上させるためのキャッピング材料を用いた層を含む素子構成も挙げられる。 Each of the above layers may be a single layer or a plurality of layers, and may be doped. Furthermore, each of the above layers includes an anode, one or more organic layers including a light emitting layer, a cathode, and an element structure including a layer using a capping material for improving light emission efficiency due to an optical interference effect.

一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物と希土類金属ドーパントは、発光素子において上記のいずれの層に用いられてもよいが、電荷発生層に特に好適に用いられる。 The oligopyridine compound represented by the general formula (1) and the rare earth metal dopant may be used in any of the above layers in the light emitting device, but are particularly preferably used in the charge generation layer.

本発明の実施の形態に係る発光素子において、陽極と陰極は素子の発光のために十分な電流を供給するための役割を有するものであり、光を取り出すために少なくとも一方は透明または半透明であることが望ましい。通常、基板上に形成される陽極を透明電極とする。 In the light emitting device according to the embodiment of the present invention, the anode and the cathode have a role of supplying a sufficient current for light emission of the device, and at least one of them is transparent or semitransparent in order to extract light. Is desirable. Usually, the anode formed on the substrate is a transparent electrode.

(基板)
発光素子の機械的強度を保つために、発光素子を基板上に形成することが好ましい。基板としては、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板が好適に用いられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、0.5mm以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましい。また、SiOなどのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されており、これを使用することもできる。また、基板上に形成される第一電極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなく、例えば、プラスチック基板であってもよい。
(substrate)
In order to maintain the mechanical strength of the light emitting element, it is preferable to form the light emitting element on the substrate. As the substrate, a glass substrate such as soda glass or non-alkali glass is preferably used. The thickness of the glass substrate need only be thick enough to maintain mechanical strength, so 0.5 mm or more is sufficient. As for the material of the glass, alkali-free glass is preferable because it is preferable that the amount of ions eluted from the glass is small. Further, soda lime glass coated with a barrier coat such as SiO 2 is also commercially available, and this can also be used. Further, if the first electrode formed on the substrate functions stably, the substrate need not be glass, and may be, for example, a plastic substrate.

(陽極)
陽極に用いる材料は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料、かつ光を取り出すために透明または半透明であれば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)などの導電性金属酸化物、あるいは、金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなど特に限定されるものでないが、ITOガラスやネサガラスを用いることが特に望ましい。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。透明電極の抵抗は素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば300Ω/□以下のITO基板であれば素子電極として機能するが、現在では10Ω/□程度の基板の供給も可能になっていることから、20Ω/□以下の低抵抗の基板を使用することが特に望ましい。ITOの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常45〜300nmの間で用いられることが多い。
(anode)
The material used for the anode is zinc oxide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), zinc oxide, as long as it is a material capable of efficiently injecting holes into the organic layer and transparent or translucent for extracting light. Conductive metal oxides such as indium (IZO), metals such as gold, silver and chromium, inorganic conductive substances such as copper iodide and copper sulfide, conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole and polyaniline are not particularly limited. It is not limited to this, but it is particularly preferable to use ITO glass or Nesa glass. These electrode materials may be used alone, or may be used by laminating or mixing a plurality of materials. The resistance of the transparent electrode is not limited as long as it can supply a sufficient current for light emission of the element, but is preferably low resistance from the viewpoint of power consumption of the element. For example, an ITO substrate of 300 Ω/□ or less will function as an element electrode, but since it is now possible to supply a substrate of about 10 Ω/□, use a substrate with a low resistance of 20 Ω/□ or less. Is especially desirable. The thickness of ITO can be arbitrarily selected according to the resistance value, but it is usually used in the range of 45 to 300 nm.

(陰極)
陰極に用いる材料は、電子を効率よく発光層に注入できる物質であれば特に限定されない。一般的には白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、インジウムなどの金属、またはこれらの金属とリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの低仕事関数金属との合金や多層積層などが好ましい。中でも、主成分としてはアルミニウム、銀、マグネシウムが電気抵抗値や製膜しやすさ、膜の安定性、発光効率などの面から好ましい。特にマグネシウムと銀で構成されると、本発明における電子輸送層および電子注入層への電子注入が容易になり、低電圧駆動が可能になるため好ましい。
(cathode)
The material used for the cathode is not particularly limited as long as it is a substance that can efficiently inject electrons into the light emitting layer. Generally, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, or alloys of these metals with low work function metals such as lithium, sodium, potassium, calcium, and magnesium, and multilayer lamination Is preferred. Among them, aluminum, silver, and magnesium are preferable as the main component in terms of electric resistance value, easiness of film formation, film stability, light emission efficiency, and the like. In particular, it is preferable to use magnesium and silver because it facilitates electron injection into the electron transport layer and the electron injection layer in the present invention and enables low voltage driving.

(保護層)
陰極保護のために、陰極上に保護層(キャップ層)を積層することが好ましい。保護層を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、これら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物などが挙げられる。また、一般式(1)で表される化合物も、この保護層として利用できる。ただし、発光素子が、陰極側から光を取り出す素子構造(トップエミッション構造)である場合は、保護層に用いられる材料は、可視光領域で光透過性のある材料から選択される。
(Protective layer)
In order to protect the cathode, it is preferable to stack a protective layer (cap layer) on the cathode. The material constituting the protective layer is not particularly limited, but for example, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, alloys using these metals, silica, titania, silicon nitride, etc. Examples thereof include inorganic polymers, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, organic polymer compounds such as hydrocarbon polymer compounds, and the like. Further, the compound represented by the general formula (1) can also be used as this protective layer. However, when the light emitting element has an element structure (top emission structure) for extracting light from the cathode side, the material used for the protective layer is selected from materials having light transmittance in the visible light region.

(正孔注入層)
正孔注入層は陽極と正孔輸送層の間に挿入される層である。正孔注入層は1層であっても複数の層が積層されていてもどちらでもよい。正孔輸送層と陽極の間に正孔注入層が存在すると、より低電圧駆動し、耐久寿命も向上するだけでなく、さらに素子のキャリアバランスが向上して発光効率も向上するため好ましい。
(Hole injection layer)
The hole injection layer is a layer inserted between the anode and the hole transport layer. The hole injection layer may be a single layer or a plurality of layers stacked. The presence of the hole injecting layer between the hole transporting layer and the anode is preferable because not only driving at a lower voltage and improving the durable life but also improving the carrier balance of the device and improving the luminous efficiency.

正孔注入層に用いられる材料は特に限定されないが、例えば、4,4’−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(TPD)、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(NPD)、4,4’−ビス(N,N−ビス(4−ビフェニリル)アミノ)ビフェニル(TBDB),ビス(N,N’−ジフェニル−4−アミノフェニル)−N,N−ジフェニル−4,4’ −ジアミノ−1,1’−ビフェニル(TPD232)といったベンジジン誘導体、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、4,4’,4”−トリス(1−ナフチル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミン(1−TNATA)などのスターバーストアリールアミンと呼ばれる材料群、ビス(N−アリールカルバゾール)またはビス(N−アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが用いられる。陽極から正孔輸送層へ円滑に正孔を注入輸送するという観点からベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミン系材料群がより好ましく用いられる。 The material used for the hole injection layer is not particularly limited, but, for example, 4,4′-bis(N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino)biphenyl (TPD), 4,4′-bis(N -(1-Naphtyl)-N-phenylamino)biphenyl (NPD), 4,4'-bis(N,N-bis(4-biphenylyl)amino)biphenyl (TBDB), bis(N,N'-diphenyl- 4-Aminophenyl)-N,N-diphenyl-4,4'-diamino-1,1'-biphenyl (TPD232), a benzidine derivative, 4,4',4"-tris(3-methylphenyl(phenyl)amino ) A material group called a starburst arylamine such as triphenylamine (m-MTDATA), 4,4′,4″-tris(1-naphthyl(phenyl)amino)triphenylamine (1-TNATA), bis(N). -Arylcarbazole) or bis(N-alkylcarbazole) or other biscarbazole derivative, pyrazoline derivative, stilbene compound, hydrazone compound, benzofuran derivative, thiophene derivative, oxadiazole derivative, phthalocyanine derivative, porphyrin derivative or other heterocyclic compound In the polymer system, polycarbonate having a side chain of the above monomer, styrene derivative, polythiophene, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole, polysilane and the like are used. From the viewpoint of smoothly injecting and transporting holes from the anode to the hole transport layer, a benzidine derivative and a starburst arylamine-based material group are more preferably used.

これらの材料は単独で用いてもよいし、2種以上の材料を混合して用いてもよい。また、複数の材料を積層して正孔注入層としてもよい。さらにこの正孔注入層が、アクセプター性化合物単独で構成されているか、または上記のような正孔注入材料にアクセプター性化合物をドープして用いると、上述した効果がより顕著に得られるのでより好ましい。アクセプター性化合物とは、単層膜として用いる場合は接している正孔輸送層と、ドープして用いる場合は正孔注入層を構成する材料と電荷移動錯体を形成する材料である。このような材料を用いると正孔注入層の導電性が向上し、より素子の駆動電圧低下に寄与し、発光効率の向上、耐久寿命向上といった効果が得られる。 These materials may be used alone or in combination of two or more. Further, a plurality of materials may be laminated to form a hole injection layer. Further, it is more preferable that the hole injection layer is composed of the acceptor compound alone or the hole injection material as described above is doped with the acceptor compound, because the above-mentioned effects can be more remarkably obtained. .. The acceptor compound is a material which forms a charge transfer complex with a material which constitutes a hole transporting layer which is in contact when used as a single layer film and a hole injection layer which is used when doped. When such a material is used, the conductivity of the hole injection layer is improved, which contributes to further lowering of the driving voltage of the device, and the effects of improving the light emission efficiency and the durable life are obtained.

アクセプター性化合物の例としては、塩化鉄(III)、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アンチモンのような金属塩化物、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ルテニウムのような金属酸化物、トリス(4−ブロモフェニル)アミニウムヘキサクロロアンチモネート(TBPAH)のような電荷移動錯体が挙げられる。また分子内にニトロ基、シアノ基、ハロゲンまたはトリフルオロメチル基を有する有機化合物や、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなども好適に用いられる。 これらの中でも、金属酸化物やシアノ基含有化合物が取り扱いやすく、蒸着もしやすいことから、容易に上述した効果が得られるので好ましい。正孔注入層がアクセプター性化合物単独で構成される場合、または正孔注入層にアクセプター性化合物がドープされている場合のいずれの場合も、正孔注入層は1層であってもよいし、複数の層が積層されて構成されていてもよい。 Examples of the acceptor compound include iron(III) chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, metal chlorides such as antimony chloride, molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, metal oxides such as ruthenium oxide, Charge transfer complexes such as tris(4-bromophenyl)aminium hexachloroantimonate (TBPAH) are mentioned. Further, an organic compound having a nitro group, a cyano group, a halogen or a trifluoromethyl group in the molecule, a quinone compound, an acid anhydride compound, fullerene and the like are also suitably used. Among these, metal oxides and cyano group-containing compounds are preferable because they are easy to handle and can be easily vapor-deposited, and the above-mentioned effects can be easily obtained. In either case where the hole injection layer is composed of the acceptor compound alone or when the hole injection layer is doped with the acceptor compound, the hole injection layer may be one layer, A plurality of layers may be laminated and configured.

(正孔輸送層)
正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を発光層まで輸送する層である。正孔輸送層は単層であっても複数の層が積層されて構成されていてもどちらでもよい。
(Hole transport layer)
The hole transport layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light emitting layer. The hole transport layer may be either a single layer or a laminate of a plurality of layers.

正孔輸送層は、単一の化合物でもよく、二種類以上の材料が混合されていてもよい。この場合、用いられる材料としては、例えば、4,4’−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(TPD)、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(NPD)、4,4’−ビス(N,N−ビス(4−ビフェニリル)アミノ)ビフェニル(TBDB),ビス(N,N’−ジフェニル−4−アミノフェニル)−N,N−ジフェニル−4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル(TPD232)といったベンジジン誘導体、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、4,4’,4”−トリス(1−ナフチル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミン(1−TNATA)などのスターバーストアリールアミンと呼ばれる材料群、ビス(N−アリールカルバゾール)またはビス(N−アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが挙げられる。 The hole transport layer may be a single compound or a mixture of two or more kinds of materials. In this case, examples of the material used include 4,4′-bis(N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino)biphenyl (TPD) and 4,4′-bis(N-(1-naphthyl). )-N-Phenylamino)biphenyl (NPD), 4,4′-bis(N,N-bis(4-biphenylyl)amino)biphenyl (TBDB), bis(N,N′-diphenyl-4-aminophenyl) A benzidine derivative such as -N,N-diphenyl-4,4'-diamino-1,1'-biphenyl (TPD232), 4,4',4"-tris(3-methylphenyl(phenyl)amino)triphenylamine( m-MTDATA), 4,4′,4″-tris(1-naphthyl(phenyl)amino)triphenylamine (1-TNATA) and other materials called starburst arylamines, bis(N-arylcarbazole) or Heterocyclic compounds such as biscarbazole derivatives such as bis(N-alkylcarbazole), pyrazoline derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives, thiophene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, and polymer systems described above. Examples thereof include polycarbonate having a monomer in the side chain, styrene derivative, polythiophene, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole, and polysilane.

(発光層)
発光層は、単一層、複数層のどちらでもよく、それぞれ発光材料(ホスト材料、ドーパント材料)により形成され、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、2種類のホスト材料と1種類のドーパント材料との混合物であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の実施の形態における発光素子では、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。電気エネルギーを効率よく利用し、高色純度の発光を得るという観点からは、発光層はホスト材料とドーパント材料の混合からなることが好ましい。また、ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれでもよい。ドーパント材料は発光色の制御ができる。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、ホスト材料に対して30重量%以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは20重量%以下である。ドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
(Light emitting layer)
The light emitting layer may be a single layer or a plurality of layers, each formed of a light emitting material (host material, dopant material), which may be a mixture of a host material and a dopant material or a single host material. It may be a mixture of two kinds of host materials and one kind of dopant material, or any of them may be used. That is, in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, in each light emitting layer, only the host material or the dopant material may emit light, or both the host material and the dopant material may emit light. From the viewpoint of efficiently utilizing electric energy and obtaining light emission of high color purity, the light emitting layer is preferably composed of a mixture of a host material and a dopant material. In addition, the host material and the dopant material may each be one kind or a combination of a plurality of kinds. The dopant material may be contained in the whole host material, partially contained, or both. The dopant material may be either laminated or dispersed. The dopant material can control the emission color. Since the concentration quenching phenomenon occurs when the amount of the dopant material is too large, it is preferably used in an amount of 30% by weight or less, and more preferably 20% by weight or less, based on the host material. The doping method can be performed by a co-evaporation method with a host material, but it may be mixed with the host material in advance and then evaporated at the same time.

発光材料は、発光体として知られているアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス(8−キノリノラート)アルミニウムを始めとする金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体などが使用できるが特に限定されるものではない。 Luminescent materials include condensed ring derivatives such as anthracene and pyrene, which are known as light emitters, metal chelated oxinoid compounds such as tris(8-quinolinolato)aluminum, and bisstyryl derivatives such as bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives. , Tetraphenylbutadiene derivative, indene derivative, coumarin derivative, oxadiazole derivative, pyrrolopyridine derivative, perinone derivative, cyclopentadiene derivative, oxadiazole derivative, thiadiazolopyridine derivative, dibenzofuran derivative, carbazole derivative, indolocarbazole derivative, In the polymer system, a polyphenylene vinylene derivative, a polyparaphenylene derivative, a polythiophene derivative and the like can be used, but are not particularly limited.

発光材料に含有されるホスト材料は、化合物一種のみに限る必要はなく、本発明の複数の化合物を混合して用いたり、その他のホスト材料の一種類以上を混合して用いたりしてもよい。また、積層して用いてもよい。ホスト材料としては、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス(8−キノリナート)アルミニウム(III)をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体などが使用できるが特に限定されるものではない。中でも、発光層が三重項発光(りん光発光)を行う際に用いられるホストとしては、金属キレート化オキシノイド化合物、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリフェニレン誘導体などが好適に用いられる。 The host material contained in the light emitting material is not limited to one kind of compound, and a plurality of compounds of the present invention may be mixed and used, or one or more kinds of other host materials may be mixed and used. .. Moreover, you may laminate|stack and use. The host material is not particularly limited, but a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, and indene, and N,N′-dinaphthyl- Aromatic amine derivatives such as N,N′-diphenyl-4,4′-diphenyl-1,1′-diamine, metal chelated oxinoid compounds including tris(8-quinolinato)aluminum(III), and distyrylbenzene Bisstyryl derivatives such as derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, carbazole derivatives, India With respect to the locarbazole derivative, the triazine derivative, and the polymer system, a polyphenylene vinylene derivative, a polyparaphenylene derivative, a polyfluorene derivative, a polyvinylcarbazole derivative, a polythiophene derivative, and the like can be used, but are not particularly limited. Among them, as a host used when the light emitting layer emits triplet light (phosphorescence), metal chelated oxinoid compounds, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, triazine derivatives, triphenylene derivatives, etc. Is preferably used.

発光材料に含有されるドーパント材料は、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、フルオランテン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデンなどのアリール環を有する化合物やその誘導体(例えば2−(ベンゾチアゾール−2−イル)−9,10−ジフェニルアントラセンや5,6,11,12−テトラフェニルナフタセンなど)、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、9−シラフルオレン、9,9’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどのヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、4,4’−ビス(2−(4−ジフェニルアミノフェニル)エテニル)ビフェニル、4,4’−ビス(N−(スチルベン−4−イル)−N−フェニルアミノ)スチルベンなどのアミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ[3,4−c]ピロール誘導体、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−9−(2’−ベンゾチアゾリル)キノリジノ[9,9a,1−gh]クマリンなどのクマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などが挙げられる。その中でも、ジアミン骨格を含むドーパントや、フルオランテン骨格を含むドーパントを用いることで、高効率発光が得られやすいことから、好ましい。 The dopant material contained in the light emitting material is not particularly limited, but a compound having an aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, fluoranthene, triphenylene, perylene, fluorene, and indene or a derivative thereof (for example, 2-(benzothiazole- 2-yl)-9,10-diphenylanthracene, 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene, etc.), furan, pyrrole, thiophene, silole, 9-silafluorene, 9,9'-spirobisilafluorene, Compounds having a heteroaryl ring such as benzothiophene, benzofuran, indole, dibenzothiophene, dibenzofuran, imidazopyridine, phenanthroline, pyrazine, naphthyridine, quinoxaline, pyrrolopyridine and thioxanthene, derivatives thereof, distyrylbenzene derivatives, 4,4'- Aminostyryl derivatives such as bis(2-(4-diphenylaminophenyl)ethenyl)biphenyl and 4,4′-bis(N-(stilben-4-yl)-N-phenylamino)stilbene, aromatic acetylene derivatives, tetra Phenyl butadiene derivative, stilbene derivative, aldazine derivative, pyrromethene derivative, diketopyrrolo[3,4-c]pyrrole derivative, 2,3,5,6-1H,4H-tetrahydro-9-(2′-benzothiazolyl)quinolidino[9, Coumarin derivatives such as 9a,1-gh]coumarin, azole derivatives such as imidazole, thiazole, thiadiazole, carbazole, oxazole, oxadiazole, and triazole, and metal complexes thereof and N,N′-diphenyl-N,N′-di( Aromatic amine derivatives represented by 3-methylphenyl)-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine and the like can be mentioned. Among them, it is preferable to use a dopant containing a diamine skeleton or a dopant containing a fluoranthene skeleton, since high-efficiency light emission can be easily obtained.

また、発光層が三重項発光(りん光発光)を行う際に用いられるドーパントとしては、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、オスミウム(Os)、及びレニウム(Re)からなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体化合物であることが好ましい。配位子は、フェニルピリジン骨格またはフェニルキノリン骨格またはカルベン骨格などの含窒素芳香族複素環を有することが好ましい。しかしながら、これらに限定されるものではなく、要求される発光色、素子性能、ホスト化合物との関係から適切な錯体が選ばれる。具体的には、トリス(2−フェニルピリジル)イリジウム錯体、トリス{2−(2−チオフェニル)ピリジル}イリジウム錯体、トリス{2−(2−ベンゾチオフェニル)ピリジル}イリジウム錯体、トリス(2−フェニルベンゾチアゾール)イリジウム錯体、トリス(2−フェニルベンゾオキサゾール)イリジウム錯体、トリスベンゾキノリンイリジウム錯体、ビス(2−フェニルピリジル)(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビス{2−(2−チオフェニル)ピリジル}イリジウム錯体、ビス{2−(2−ベンゾチオフェニル)ピリジル}(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビス(2−フェニルベンゾチアゾール)(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビス(2−フェニルベンゾオキサゾール)(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビスベンゾキノリン(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビス{2−(2,4−ジフルオロフェニル)ピリジル}(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、テトラエチルポルフィリン白金錯体、{トリス(セノイルトリフルオロアセトン)モノ(1,10−フェナントロリン)}ユーロピウム錯体、{トリス(セノイルトリフルオロアセトン)モノ(4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)}ユーロピウム錯体、{トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオン)モノ(1,10−フェナントロリン)}ユーロピウム錯体、トリスアセチルアセトンテルビウム錯体などが挙げられる。また、特開2009−130141号に記載されているリン光ドーパントも好適に用いられる。これらに限定されるものではないが、高効率発光が得られやすいことから、イリジウム錯体または白金錯体が好ましく用いられる。 In addition, as a dopant used when the light emitting layer emits triplet light (phosphorescence), iridium (Ir), ruthenium (Ru), palladium (Pd), platinum (Pt), osmium (Os), and rhenium are used. It is preferably a metal complex compound containing at least one metal selected from the group consisting of (Re). The ligand preferably has a nitrogen-containing aromatic heterocycle such as a phenylpyridine skeleton, a phenylquinoline skeleton, or a carbene skeleton. However, the complex is not limited to these, and an appropriate complex is selected in view of the required emission color, device performance, and host compound. Specifically, tris(2-phenylpyridyl)iridium complex, tris{2-(2-thiophenyl)pyridyl}iridium complex, tris{2-(2-benzothiophenyl)pyridyl}iridium complex, tris(2-phenyl Benzothiazole)iridium complex, tris(2-phenylbenzoxazole)iridium complex, trisbenzoquinolineiridium complex, bis(2-phenylpyridyl)(acetylacetonato)iridium complex, bis{2-(2-thiophenyl)pyridyl}iridium Complex, bis{2-(2-benzothiophenyl)pyridyl}(acetylacetonato)iridium complex, bis(2-phenylbenzothiazole)(acetylacetonato)iridium complex, bis(2-phenylbenzoxazole)(acetylaceto Nato)iridium complex, bisbenzoquinoline (acetylacetonato)iridium complex, bis{2-(2,4-difluorophenyl)pyridyl}(acetylacetonato)iridium complex, tetraethylporphyrin platinum complex, {tris(cenoyltrifluoroacetone) ) Mono(1,10-phenanthroline)} europium complex, {tris(cenoyltrifluoroacetone)mono(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)} europium complex, {tris(1,3-diphenyl-1, 3-propanedione)mono(1,10-phenanthroline)} europium complex, trisacetylacetoneterbium complex and the like can be mentioned. Further, the phosphorescent dopant described in JP-A-2009-130141 is also preferably used. Although not limited to these, an iridium complex or a platinum complex is preferably used because high efficiency luminescence is easily obtained.

ドーパント材料として用いられる上記三重項発光材料は、発光層中に各々一種類のみが含まれていてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。三重項発光材料を二種以上用いる際には、ドーパント材料の総重量がホスト材料に対して30重量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは20重量%以下である。 The triplet light emitting material used as the dopant material may include only one kind in the light emitting layer, or may be a mixture of two or more kinds. When two or more triplet light emitting materials are used, the total weight of the dopant material is preferably 30% by weight or less, and more preferably 20% by weight or less with respect to the host material.

三重項発光系における好ましいホストおよびドーパントとしては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。 The preferred host and dopant in the triplet light emitting system are not particularly limited, but specific examples include the following.

Figure 2020123477
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Figure 2020123477
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本発明の実施の形態に係る発光素子は、発光層が三重項発光材料を含有することも好ましい。 In the light emitting device according to the embodiment of the present invention, it is also preferable that the light emitting layer contains a triplet light emitting material.

また、発光層が熱活性化遅延蛍光材料を含有することも好ましい。熱活性化遅延蛍光については、「最先端の有機EL」(安達千波矢、藤本弘編、シーエムシー出版発行)の87〜103ページで解説されている。その文献の中で、蛍光発光材料の励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギーレベルを近接させることで、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動が高効率で生じ、熱活性化遅延蛍光(Thermally Activated delayed Fluorescence, TADF)が発現すると説明されている。さらに、当該文献中の図5で、遅延蛍光の発生メカニズムが説明されている。遅延蛍光の発光は過渡PL(Photo Luminescence)測定により確認できる。 It is also preferred that the light emitting layer contains a heat activated delayed fluorescent material. The heat-activated delayed fluorescence is described on pages 87 to 103 of "State-of-the-art Organic EL" (edited by Chitaya Adachi and Hiroshi Fujimoto, published by CMC Publishing). In that document, by making the energy levels of the excited singlet state and the excited triplet state of the fluorescent material close to each other, the reverse energy transfer from the excited triplet state to the excited singlet state, which usually has a low transition probability, is high. It is described that it occurs with high efficiency, and thermally activated delayed fluorescence (TADF) is expressed. Furthermore, FIG. 5 in the document describes the mechanism of delayed fluorescence generation. The emission of delayed fluorescence can be confirmed by transient PL (Photo Luminescence) measurement.

熱活性化遅延蛍光材料は、一般的に、TADF材料とも呼ばれる。熱活性化遅延蛍光材料は、単一の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよいし、複数の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよい。材料が複数からなる場合は、混合物として用いてもよいし、各材料からなる層を積層して用いてもよい。熱活性化遅延蛍光材料としては、公知の材料を用いることができる。具体的には、例えば、ベンゾニトリル誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホキシド誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ジヒドロフェナジン誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Heat activated delayed fluorescent materials are also commonly referred to as TADF materials. The heat-activated delayed fluorescence material may be a material that exhibits heat-activated delayed fluorescence with a single material, or may be a material that exhibits heat-activated delayed fluorescence with a plurality of materials. When the material is composed of a plurality of materials, it may be used as a mixture, or layers composed of the respective materials may be laminated and used. A known material can be used as the heat-activated delayed fluorescent material. Specific examples thereof include a benzonitrile derivative, a triazine derivative, a disulfoxide derivative, a carbazole derivative, an indolocarbazole derivative, a dihydrophenazine derivative, a thiazole derivative, and an oxadiazole derivative, but are not limited to these. Absent.

TADF材料が発光層に含まれる素子には、さらに発光層に蛍光ドーパントが含まれていることが好ましい。TADF材料により三重項励起子が一重項励起子に変換され、その一重項励起子を蛍光ドーパントが受け取ることにより、高い発光効率や長い素子寿命を達成できるためである。 In the device in which the TADF material is contained in the light emitting layer, it is preferable that the light emitting layer further contains a fluorescent dopant. This is because triplet excitons are converted into singlet excitons by the TADF material, and the singlet excitons are received by the fluorescent dopant, whereby high emission efficiency and long device life can be achieved.

発光層は、発光素子の発光効率、耐久性および駆動安定性の観点から、中間層を含む複数層であることが好ましい。発光層が複数層である場合、第一発光層と第二発光層とを有することが好ましく、さらに第三発光層を有することが特に好ましい。 The light emitting layer is preferably a plurality of layers including an intermediate layer from the viewpoint of light emitting efficiency, durability and driving stability of the light emitting element. When the light emitting layer has a plurality of layers, it preferably has a first light emitting layer and a second light emitting layer, and particularly preferably has a third light emitting layer.

発光層が第一発光層と第二発光層とを有する場合、一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物と希土類金属ドーパントを含有する層が第一発光層と第二発光層との間に構成されることが好ましい。 When the light emitting layer has a first light emitting layer and a second light emitting layer, a layer containing an oligopyridine compound represented by the general formula (1) and a rare earth metal dopant is provided between the first light emitting layer and the second light emitting layer. Is preferably configured.

発光層がさらに第三発光層を有する場合、一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物と希土類金属ドーパントを含有する層が第一発光層と第二発光層との間、および第二発光層と第三発光層との間に構成されることが好ましい。 When the light emitting layer further has a third light emitting layer, a layer containing an oligopyridine compound represented by the general formula (1) and a rare earth metal dopant is provided between the first light emitting layer and the second light emitting layer, and the second light emitting layer. It is preferably formed between the layer and the third light emitting layer.

また、青色発光層は発光に用いるエネルギーが大きいため、発光効率や耐久性が赤色または緑色発光層に比べて低い。そのため、青色発光層が複数層である場合、低い発光効率や耐久性を改善できるため、より好ましい。 Further, since the blue light emitting layer uses a large amount of energy for light emission, the light emitting efficiency and durability are lower than those of the red or green light emitting layer. Therefore, when the blue light emitting layer has a plurality of layers, low light emitting efficiency and durability can be improved, which is more preferable.

具体的には、発光層が第一発光層と第二発光層とを有する場合、それらがいずれも青色発光層であることが好ましい。また、発光層がさらに第三発光層を有する場合、第一発光層、第二発光層、および第三発光層がいずれも青色発光層であることが好ましい。 Specifically, when the light emitting layer has a first light emitting layer and a second light emitting layer, it is preferable that both of them are blue light emitting layers. When the light emitting layer further has a third light emitting layer, it is preferable that all of the first light emitting layer, the second light emitting layer, and the third light emitting layer are blue light emitting layers.

(電子輸送層)
本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層である。電子輸送層には、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが望まれる。そのため電子輸送層は、電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが要求される。特に膜厚を厚く積層する場合には、低分子量の化合物は結晶化するなどして膜質が劣化しやすいため、安定な膜質を保つ分子量400以上の化合物が好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、電子輸送層が陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たすならば、電子輸送能力がそれ程高くない材料で構成されていても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料で構成されている場合と同等となる。したがって、本発明における電子輸送層には、正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれ、正孔阻止層および電子輸送層は単独でも複数の材料が積層されて構成されていてもよい。
(Electron transport layer)
In the present invention, the electron transport layer is a layer in which electrons are injected from the cathode and further transports the electrons. The electron transport layer has high electron injection efficiency, and it is desired to efficiently transport the injected electrons. Therefore, the electron transport layer is required to be a substance having a high electron affinity, a high electron mobility, excellent stability, and a substance that does not easily generate impurities serving as traps during manufacturing and use. In particular, when a film having a large film thickness is stacked, a compound having a molecular weight of 400 or more that maintains stable film quality is preferable because a compound having a low molecular weight is likely to be crystallized and the film quality is deteriorated. However, considering the transport balance of holes and electrons, if the electron transport layer mainly plays a role of efficiently preventing holes from the anode from flowing to the cathode without recombination, the electron transport layer Even if the material is not so high in efficiency, the effect of improving the light emission efficiency is the same as that of the material having a high electron transporting capacity. Therefore, the electron-transporting layer in the present invention also includes a hole-blocking layer that can effectively block the movement of holes as a synonym, and the hole-blocking layer and the electron-transporting layer may be used alone or in combination of a plurality of materials. It may be configured.

電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環芳香族誘導体、4,4’−ビス(ジフェニルエテニル)ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)などのキノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられるが、駆動電圧を低減し、高効率発光が得られることから、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いることが好ましい。 Examples of the electron transport material used in the electron transport layer include condensed polycyclic aromatic derivatives such as naphthalene and anthracene, styryl aromatic ring derivatives represented by 4,4′-bis(diphenylethenyl)biphenyl, anthraquinone and diphenoquinone. Quinone derivatives, phosphorus oxide derivatives, quinolinol complexes such as tris(8-quinolinolato)aluminum(III), benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes and flavonol metal complexes. , A compound having a heteroaryl ring structure containing an electron-accepting nitrogen, which is composed of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus because driving voltage is reduced and highly efficient light emission can be obtained. Is preferably used.

ここで言う電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含む芳香族複素環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を有する電子輸送材料は、高い電子親和力を有する陰極からの電子を受け取りやすくし、より低電圧駆動が可能となる。また、発光層への電子の供給が多くなり、再結合確率が高くなるので発光効率が向上する。 The electron-accepting nitrogen as used herein refers to a nitrogen atom forming a multiple bond with an adjacent atom. Since the nitrogen atom has a high electronegativity, the multiple bond has an electron-accepting property. Therefore, an aromatic heterocycle containing an electron-accepting nitrogen has a high electron affinity. The electron transporting material having electron-accepting nitrogen makes it easy to receive electrons from the cathode having a high electron affinity, and can be driven at a lower voltage. In addition, since the number of electrons supplied to the light emitting layer increases and the recombination probability increases, the light emission efficiency improves.

電子受容性窒素を含むヘテロアリール環としては、例えば、トリアジン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。 Examples of the heteroaryl ring containing an electron-accepting nitrogen include, for example, triazine ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, naphthyridine ring, pyrimidopyrimidine ring, benzoquinoline ring, phenanthroline ring, Examples thereof include an imidazole ring, an oxazole ring, an oxadiazole ring, a triazole ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, a benzimidazole ring, and a phenanthroimidazole ring.

これらのヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピリミジン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、1,3−ビス[(4−tert−ブチルフェニル)1,3,4−オキサジアゾリル]フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、N−ナフチル−2,5−ジフェニル−1,3,4−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや1,3−ビス(1,10−フェナントロリン−9−イル)ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、2,2’−ビス(ベンゾ[h]キノリン−2−イル)−9,9’−スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、2,5−ビス(6’−(2’,2”−ビピリジル))−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロールなどのビピリジン誘導体、1,3−ビス(4’−(2,2’:6’2”−ターピリジニル))ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス(1−ナフチル)−4−(1,8−ナフチリジン−2−イル)フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の観点から好ましく用いられる。 Examples of compounds having these heteroaryl ring structures include pyridine derivatives, triazine derivatives, quinazoline derivatives, pyrimidine derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, pyrazine. Preferred compounds include derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, oligopyridine derivatives such as bipyridine and terpyridine, quinoxaline derivatives and naphthyridine derivatives. Among them, imidazole derivatives such as tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene, oxadiazole derivatives such as 1,3-bis[(4-tert-butylphenyl)1,3,4-oxadiazolyl]phenylene, Triazole derivatives such as N-naphthyl-2,5-diphenyl-1,3,4-triazole, phenanthroline derivatives such as bathocuproine and 1,3-bis(1,10-phenanthroline-9-yl)benzene, 2,2′ A benzoquinoline derivative such as -bis(benzo[h]quinolin-2-yl)-9,9'-spirobifluorene, 2,5-bis(6'-(2',2"-bipyridyl))-1, Bipyridine derivatives such as 1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, terpyridine derivatives such as 1,3-bis(4′-(2,2′:6′2″-terpyridinyl))benzene, bis(1-naphthyl) A naphthyridine derivative such as -4-(1,8-naphthyridin-2-yl)phenylphosphine oxide is preferably used from the viewpoint of electron transporting ability.

また、これらの誘導体が、縮合多環芳香族骨格を有していると、ガラス転移温度が向上すると共に、電子移動度も大きくなり発光素子の低電圧化の効果が大きいのでより好ましい。さらに、素子耐久寿命が向上し、合成のし易さ、原料入手が容易であることを考慮すると、縮合多環芳香族骨格はフルオランテン骨格、アントラセン骨格、ピレン骨格またはフェナントロリン骨格であることがより好ましく、フルオランテン骨格またはフェナントロリン骨格であることが特に好ましい。 Further, it is more preferable that these derivatives have a condensed polycyclic aromatic skeleton, because the glass transition temperature is improved, the electron mobility is increased, and the effect of lowering the voltage of the light emitting device is large. Furthermore, considering that the device durability life is improved, easiness of synthesis and availability of raw materials are taken into consideration, the condensed polycyclic aromatic skeleton is more preferably a fluoranthene skeleton, anthracene skeleton, pyrene skeleton or phenanthroline skeleton A fluoranthene skeleton or a phenanthroline skeleton is particularly preferable.

好ましい電子輸送材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。 The preferable electron transport material is not particularly limited, but specific examples include the following.

Figure 2020123477
Figure 2020123477

上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の2種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いたりしても構わない。また、ドナー性化合物を含有してもよい。ここで、ドナー性化合物とは電子注入障壁の改善により、陰極または電子注入層からの電子輸送層への電子注入を容易にし、さらに電子輸送層の電気伝導性を向上させる化合物である。 The electron transporting material may be used alone, or two or more of the electron transporting materials may be mixed and used, or one or more of the other electron transporting materials may be mixed and used with the electron transporting material. Absent. Moreover, you may contain a donor compound. Here, the donor compound is a compound that facilitates electron injection from the cathode or the electron injection layer to the electron transport layer by improving the electron injection barrier, and further improves the electric conductivity of the electron transport layer.

ドナー性化合物の好ましい例としては、アルカリ金属、アルカリ金属を含有する無機塩、アルカリ金属と有機物との錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩またはアルカリ土類金属と有機物との錯体などが挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属の好ましい種類としては、低仕事関数で電子輸送能向上の効果が大きいリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムといったアルカリ金属や、マグネシウム、カルシウム、セリウム、バリウムといったアルカリ土類金属が挙げられる。 Preferred examples of the donor compound are alkali metals, inorganic salts containing alkali metals, complexes of alkali metals and organic substances, alkaline earth metals, inorganic salts containing alkaline earth metals or alkaline earth metals and organic substances. And the like. Preferable types of alkali metals and alkaline earth metals include alkali metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium, which have a low work function and a large effect of improving electron transport ability, and alkaline earth metals such as magnesium, calcium, cerium and barium. Examples include metals.

また、真空中での蒸着が容易で取り扱いに優れることから、金属単体よりも無機塩、あるいは有機物との錯体の状態であることが好ましい。さらに、大気中での取扱を容易にし、添加濃度の制御のし易さの点で、有機物との錯体の状態にあることがより好ましい。無機塩の例としては、LiO、LiO等の酸化物、窒化物、LiF、NaF、KF等のフッ化物、LiCO、NaCO、KCO、RbCO、CsCO等の炭酸塩などが挙げられる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の好ましい例としては、大きな低電圧駆動効果が得られるという観点ではリチウム、セシウムが挙げられる。また、有機物との錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。中でも、より発光素子の低電圧化の効果が大きいという観点ではアルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、さらに合成のしやすさ、熱安定性という観点からリチウムと有機物との錯体がより好ましく、比較的安価で入手できるリチウムキノリノール(Liq)が特に好ましい。 In addition, since it is easy to deposit in a vacuum and is easy to handle, it is preferably in a state of an inorganic salt or a complex with an organic substance rather than a simple metal. Furthermore, in terms of facilitating handling in the air and controlling the concentration of addition, it is more preferable that the complex is in the state of a complex with an organic substance. Examples of the inorganic salt include oxides such as LiO and Li 2 O, nitrides, fluorides such as LiF, NaF and KF, Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 and Rb 2 CO 3 , Examples thereof include carbonates such as Cs 2 CO 3 . Further, preferable examples of the alkali metal or the alkaline earth metal include lithium and cesium from the viewpoint that a large low-voltage driving effect can be obtained. Further, preferable examples of the organic substance in the complex with the organic substance include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, hydroxytriazole and the like. Among them, a complex of an alkali metal and an organic substance is preferable from the viewpoint that the effect of lowering the voltage of the light emitting device is greater, and further, a complex of lithium and an organic substance is more preferable from the viewpoint of ease of synthesis and thermal stability, and a comparison Particularly preferred is lithium quinolinol (Liq), which is available at a relatively low cost.

電子輸送層のイオン化ポテンシャルは、特に限定されないが、好ましくは5.6eV以上8.0eV以下であり、より好ましくは5.6eV以上7.0eV以下である。 Although the ionization potential of the electron transport layer is not particularly limited, it is preferably 5.6 eV or more and 8.0 eV or less, more preferably 5.6 eV or more and 7.0 eV or less.

発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。 The method for forming each of the layers constituting the light-emitting device is not particularly limited, such as resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, molecular lamination method, coating method, etc., but usually resistance heating vapor deposition or electron beam vapor deposition from the viewpoint of device characteristics. preferable.

(電子注入層)
本発明において、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けてもよい。一般的に電子注入層は陰極から電子輸送層への電子の注入を助ける目的で挿入されるが、挿入する場合は、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いてもよいし、上記のドナー性材料を含有する層を用いてもよい。
(Electron injection layer)
In the present invention, an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer. Generally, the electron injecting layer is inserted for the purpose of helping injection of electrons from the cathode to the electron transporting layer, but in the case of inserting, a compound having a heteroaryl ring structure containing an electron-accepting nitrogen may be used. Alternatively, a layer containing the above-mentioned donor material may be used.

また電子注入層に絶縁体や半導体の無機物を用いることもできる。これらの材料を用いることで発光素子の短絡を防止して、かつ電子注入性を向上させることができるので好ましい。 In addition, an inorganic substance such as an insulator or a semiconductor can be used for the electron injection layer. It is preferable to use these materials because short-circuiting of the light emitting element can be prevented and the electron injection property can be improved.

このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、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。 As such an insulator, it is preferable to use at least one metal compound selected from the group consisting of an alkali metal chalcogenide, an alkaline earth metal chalcogenide, an alkali metal halide and an alkaline earth metal halide.

具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、LiO、NaSおよびNaSeが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaSおよび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、LiF、NaF、KF、LiCl、KClおよびNaCl等が挙げられる。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、CaF、BaF、SrF、MgFおよびBeF等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。 Specifically, preferable alkali metal chalcogenides include, for example, Li 2 O, Na 2 S and Na 2 Se, and preferable alkaline earth metal chalcogenides include, for example, CaO, BaO, SrO, BeO, BaS and CaSe. Is mentioned. Examples of preferable alkali metal halides include LiF, NaF, KF, LiCl, KCl and NaCl. In addition, examples of preferable alkaline earth metal halides include fluorides such as CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 and BeF 2 and halides other than fluorides.

さらに有機物と金属の錯体も好適に用いられる。電子注入層に有機物と金属の錯体を用いる場合は膜厚調整が容易であるので好ましい。このような有機金属錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。 Further, a complex of an organic substance and a metal is also suitably used. It is preferable to use a complex of an organic substance and a metal for the electron injection layer because the film thickness can be easily adjusted. Preferred examples of the organic substance in such an organometallic complex include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, hydroxytriazole and the like.

また一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物および希土類金属ドーパントを含む層も高い電子注入性を有し、電子注入層として優れた性質を示すため好ましい。 A layer containing the oligopyridine compound represented by the general formula (1) and a rare earth metal dopant is also preferable because it has a high electron injection property and exhibits excellent properties as an electron injection layer.

(電荷発生層)
本発明における電荷発生層は、一般に二重層からなり、具体的には、n型電荷発生層およびp型電荷発生層からなるpn接合電荷発生層として用いることができる。上記pn接合型電荷発生層は発光素子中で電圧が印加されることにより電荷を発生、または電荷を正孔および電子に分離し、これらの正孔および電子を正孔輸送層および電子輸送層を経由して発光層に注入する。具体的には、発光層が積層された発光素子において中間層の電荷発生層として機能する。n型電荷発生層は陽極側に存在する第一発光層に電子を供給し、p型電荷発生層は陰極側に存在する第二発光層に正孔を供給する。そのため、複数の発光層を積層した発光素子における発光効率を改善でき、駆動電圧を下げることができ、素子の耐久性も向上する。
(Charge generation layer)
The charge generation layer in the present invention is generally composed of a double layer, and specifically, it can be used as a pn junction charge generation layer composed of an n-type charge generation layer and a p-type charge generation layer. The pn junction type charge generation layer generates a charge by applying a voltage in the light emitting device or separates the charge into holes and electrons, and these holes and electrons are separated into a hole transport layer and an electron transport layer. It is then injected into the light emitting layer. Specifically, it functions as a charge generation layer as an intermediate layer in a light emitting device in which light emitting layers are stacked. The n-type charge generation layer supplies electrons to the first light-emitting layer on the anode side, and the p-type charge generation layer supplies holes to the second light-emitting layer on the cathode side. Therefore, it is possible to improve the light emission efficiency of the light emitting element in which a plurality of light emitting layers are laminated, reduce the driving voltage, and improve the durability of the element.

上記n型電荷発生層は、n型ドーパントおよびホストからなり、これらは従来の材料を用いることができる。例えば、n型ドーパントとして、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または希土類金属を用いることができる。また、ホストとして、トリアジン誘導体、フェナントロリン誘導体およびオリゴピリジン誘導体を用いることができる。特に、一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物および希土類金属ドーパントを含む層は、上記n型電荷発生層として優れた性質を示すため好ましい。 The n-type charge generation layer is composed of an n-type dopant and a host, and conventional materials can be used for these. For example, an alkali metal, alkaline earth metal, or rare earth metal can be used as the n-type dopant. Moreover, a triazine derivative, a phenanthroline derivative, and an oligopyridine derivative can be used as the host. In particular, the layer containing the oligopyridine compound represented by the general formula (1) and the rare earth metal dopant is preferable because it exhibits excellent properties as the n-type charge generation layer.

上記p型電荷発生層は、p型ドーパントおよびホストからなり、これらは従来の材料を用いることができる。例えば、p型ドーパントとして、テトラフルオレ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(F4−TCNQ)、テトラシアノキノジメタン誘導体、ラジアレン誘導体、ヨウ素、FeCl、FeF、およびSbClなどを用いることができる。p型ドーパントとして好ましくは、ラジアレン誘導体である。ホストとして好ましくはアリールアミン誘導体である。 The p-type charge generation layer is composed of a p-type dopant and a host, and conventional materials can be used for these. For example, as p-type dopants, tetrafluore-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), tetracyanoquinodimethane derivative, radialene derivative, iodine, FeCl 3 , FeF 3 , and SbCl 5 or the like can be used. The p-type dopant is preferably a radialene derivative. The host is preferably an arylamine derivative.

有機層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、1〜1000nmであることが好ましい。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは1nm以上200nm以下であり、さらに好ましくは5nm以上100nm以下である。 The thickness of the organic layer cannot be limited because it depends on the resistance value of the light emitting substance, but is preferably 1 to 1000 nm. The thickness of each of the light emitting layer, the electron transporting layer and the hole transporting layer is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 100 nm or less.

本発明の実施の形態に係る発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるよう選ばれるべきである。 The light emitting element according to the embodiment of the present invention has a function of converting electric energy into light. Here, a direct current is mainly used as the electric energy, but a pulse current or an alternating current can also be used. The current value and voltage value are not particularly limited, but considering the power consumption and life of the device, they should be selected so that the maximum brightness can be obtained with the lowest possible energy.

本発明の実施の形態に係る発光素子は、例えば、マトリクスおよび/またはセグメント方式で表示するディスプレイ等の表示装置として好適に用いられる。 The light emitting element according to the embodiment of the present invention is preferably used as a display device such as a display that displays in a matrix and/or segment system.

本発明の実施の形態に係る発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しないディスプレイ等の表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶ディスプレイ、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶ディスプレイ、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の発光素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。 The light emitting element according to the embodiment of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices. The backlight is mainly used for the purpose of improving the visibility of a display device such as a display that does not emit light, and is used for a liquid crystal display, a clock, an audio device, an automobile panel, a display board, a sign, and the like. In particular, the light emitting device of the present invention is preferably used for a liquid crystal display, especially a backlight for a personal computer whose thinning is being considered, and can provide a thinner and lighter backlight than a conventional one.

本発明の実施の形態に係る発光素子は、各種照明装置としても好ましく用いられる。本発明の実施の形態に係る発光素子は、高い発光効率と高色純度との両立が可能であり、さらに、薄型化や軽量化が可能であることから、低消費電力と鮮やかな発光色、高いデザイン性を合わせ持った照明装置が実現できる。 The light emitting element according to the embodiment of the present invention is preferably used as various lighting devices. The light-emitting device according to the embodiment of the present invention can achieve both high luminous efficiency and high color purity, and further, because it can be thin and lightweight, low power consumption and vivid emission color, It is possible to realize a lighting device that also has high design characteristics.

以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
ITO透明導電膜を125nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、化合物1と、ドーパントである金属元素Ybとを、蒸着速度比が化合物1:Yb=9:1で100nm蒸着し、濃度比が9:1の層を形成した。その後、アルミニウムを60nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。
Example 1
A glass substrate (manufactured by Geomatec Co., Ltd., 11Ω/□, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to a thickness of 125 nm was cut into 38×46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with "Semicoclean 56" (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing an element, placed in a vacuum vapor deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5×10 −4 Pa or less. Compound 1 and a metal element Yb as a dopant were vapor-deposited by a resistance heating method at a vapor deposition rate ratio of compound 1:Yb=9:1 to 100 nm to form a layer having a concentration ratio of 9:1. After that, aluminum was vapor-deposited to a thickness of 60 nm to form a cathode, and a 5×5 mm square device was produced. The film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.

この素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧は0.041Vであった。電流密度10mA/cmおよび70℃で、100時間経過まで電圧上昇を測定したところ、100時間後での電圧上昇は0.002Vであった。 When this element was driven by direct current at 10 mA/cm 2 , the driving voltage was 0.041V. When the voltage increase was measured at a current density of 10 mA/cm 2 and 70° C. for 100 hours, the voltage increase after 100 hours was 0.002V.

Figure 2020123477
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実施例2〜10、比較例1〜25
用いる化合物および金属元素ならびにそれらの蒸着速度比を表1に記載の通りに変更したこと以外は実施例1と同様にして素子を作製した。各実施例および比較例の結果を表1に示す。なお、化合物2〜18は以下に示す化合物である。
Examples 2-10, Comparative Examples 1-25
A device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds and metal elements used and the vapor deposition rate ratio thereof were changed as shown in Table 1. The results of each Example and Comparative Example are shown in Table 1. Compounds 2 to 18 are the compounds shown below.

Figure 2020123477
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Figure 2020123477
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Figure 2020123477
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実施例11
ITO透明導電膜を165nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を、38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入層として、HAT−CNを5nm蒸着し、次いで正孔輸送層として、HT−1を50nm蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料H−1、ドーパント材料D−1の混合層を、ドープ濃度が5重量%になるようにして20nmの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として、ET−1と2E−1を蒸着速度比がET−1と2E−1=1:1で35nmの厚さに蒸着した。次に、電子注入層として、化合物1、ドーパントである金属元素Ybとを、蒸着速度比が化合物1:Yb=9:1で10nm蒸着した。その後、アルミニウムを60nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の発光素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値であり、他の実施例、比較例においても共通する。
Example 11
A glass substrate (manufactured by Geomatec Co., Ltd., 11Ω/□, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited at 165 nm was cut into 38×46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with "Semicoclean 56" (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing an element, placed in a vacuum vapor deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5×10 −4 Pa or less. By the resistance heating method, first as a hole injection layer, the HAT-CN 6 to 5nm deposited, then a hole transport layer was 50nm deposited HT-1. Next, as a light emitting layer, a mixed layer of a host material H-1 and a dopant material D-1 was vapor-deposited with a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 5% by weight. Next, as the electron transport layer, ET-1 and 2E-1 were vapor-deposited at a vapor deposition rate ratio of ET-1 and 2E-1=1:1 to a thickness of 35 nm. Next, as the electron injection layer, the compound 1 and the metal element Yb as the dopant were vapor-deposited with a vapor deposition rate ratio of compound 1:Yb=9:1 to a thickness of 10 nm. Then, 60 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, and a 5×5 mm square light emitting device was produced. The film thickness referred to here is a value displayed by a crystal oscillation type film thickness monitor, and is common to other examples and comparative examples.

この発光素子を輝度1000cd/mで点灯させた時の特性は、駆動電圧4.11V、外部量子効率5.63%であった。また10mA/cmの定電流で継続駆動させたところ、初期輝度から輝度が20%低下する時間(耐久性)は1020時間であった。さらに10mA/cmの定電流駆動時の経過電圧上昇を測定したところ、100時間後での電圧上昇は0.001Vであった。なおHAT−CN、HT−1、H−1、D−1、ET−1は以下に示す化合物である。 When the light emitting device was turned on at a brightness of 1000 cd/m 2 , the characteristics were a drive voltage of 4.11 V and an external quantum efficiency of 5.63%. Further, when continuously driven at a constant current of 10 mA/cm 2 , the time (durability) when the brightness was reduced by 20% from the initial brightness was 1020 hours. Further, when the elapsed voltage increase at the time of constant current driving of 10 mA/cm 2 was measured, the voltage increase after 100 hours was 0.001V. Note HAT-CN 6, HT-1 , H-1, D-1, ET-1 is a compound shown below.

Figure 2020123477
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実施例12〜20、比較例26〜50
用いる化合物および金属元素ならびにそれらの蒸着速度比を表1に記載の通りに変更したこと以外は実施例11と同様にして素子を作製した。各実施例および比較例の結果を表2に示す。
Examples 12-20, Comparative Examples 26-50
A device was produced in the same manner as in Example 11 except that the compounds and metal elements used and the vapor deposition rate ratios thereof were changed as shown in Table 1. The results of each Example and Comparative Example are shown in Table 2.

Figure 2020123477
Figure 2020123477

実施例1〜10では一般式(1)で表される化合物および希土類金属元素であるYbを含有する単電荷素子の結果を示し、比較例1〜7ではYbの代わりにアルカリ金属元素であるLiを含有する素子の結果を示した。これらの結果から理解されるように、一般式(1)で表される化合物は希土類金属元素とともに用いられることにより、より駆動電圧上昇の少ない安定な層を形成することがわかる。一方で比較例8〜25に示したように、化合物8〜18をアルカリ金属元素であるLiや希土類金属元素であるYbとともに用いても、同様の効果は得られなかった。これは、化合物8〜18ではアルカリ金属元素や希土類金属元素への配位などの相互作用が不十分であり、層内での金属元素の拡散などにより、電子輸送性が低く、駆動時に電圧上昇が起こったものと理解される。 Examples 1 to 10 show the results of the single charge devices containing the compound represented by the general formula (1) and Yb which is a rare earth metal element, and Comparative Examples 1 to 7 show Li which is an alkali metal element instead of Yb. The result of the element containing is shown. As can be understood from these results, it is understood that the compound represented by the general formula (1) is used together with the rare earth metal element to form a stable layer with a smaller increase in driving voltage. On the other hand, as shown in Comparative Examples 8 to 25, even if the compounds 8 to 18 were used together with the alkali metal element Li and the rare earth metal element Yb, the same effect was not obtained. This is because the compounds 8 to 18 have insufficient interaction such as coordination with an alkali metal element or a rare earth metal element, the electron transportability is low due to diffusion of the metal element in the layer, and the voltage rises during driving. Is understood to have occurred.

また、実施例11〜20では実施例1〜10に用いた有機層を発光素子へ適用した結果を示した。実施例11〜20の結果と比較し、Liを用いた比較例26〜32の素子では、耐久性の低下および駆動電圧上昇が見られた。これは実施例1〜10における単電荷素子での結果と同様に、一般式(1)で表される化合物は希土類金属元素とともに用いた場合にのみ安定な層を形成することを示している。比較例33〜50においても、化合物8〜18を用いた場合には耐久性の低下および駆動電圧の上昇が見られた。 In addition, in Examples 11 to 20, the results of applying the organic layer used in Examples 1 to 10 to the light emitting element are shown. As compared with the results of Examples 11 to 20, the elements of Comparative Examples 26 to 32 using Li exhibited a decrease in durability and an increase in driving voltage. This indicates that the compound represented by the general formula (1) forms a stable layer only when used in combination with a rare earth metal element, similar to the results of the single charge devices in Examples 1 to 10. Also in Comparative Examples 33 to 50, when Compounds 8 to 18 were used, the durability was decreased and the driving voltage was increased.

Claims (15)

陽極と陰極の間に少なくとも一つの有機層が存在し、電気エネルギーにより発光する素子であって、前記有機層のうち一層に、下記一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物と希土類金属元素とを含有する発光素子。
Figure 2020123477
(一般式(1)において、nは1または2の整数であり、mは0〜2の整数である。ただし、n+m≧2である。nが2である場合、それぞれに包含されるmはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。L、LおよびLは、単結合、または置換もしくは無置換のアリーレン基である。Aは炭素数6〜40の置換もしくは無置換の単環芳香族炭化水素基、炭素数6〜40の置換もしくは無置換の縮合芳香族炭化水素基、炭素数1〜40の置換もしくは無置換の単環芳香族複素基、炭素数1〜40の置換もしくは無置換の縮合芳香族複素基または、炭素数6〜40の置換もしくは無置換の芳香族アミノ基を表す。)
A device which has at least one organic layer between an anode and a cathode and emits light by electric energy, wherein one layer of the organic layer comprises an oligopyridine compound represented by the following general formula (1) and a rare earth metal element. A light-emitting device containing and.
Figure 2020123477
(In the general formula (1), n is an integer of 1 or 2, and m is an integer of 0 to 2. However, n+m≧2. When n is 2, m contained in each is L 1 , L 2 and L 3 are a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group, and A is a substituted or unsubstituted monocyclic aromatic group having 6 to 40 carbon atoms. Hydrocarbon group, substituted or unsubstituted condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, substituted or unsubstituted monocyclic aromatic hetero group having 1 to 40 carbon atoms, substituted or unsubstituted having 1 to 40 carbon atoms Represents a condensed aromatic hetero group or a substituted or unsubstituted aromatic amino group having 6 to 40 carbon atoms.)
前記一般式(1)においてnが2である、請求項1に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein n is 2 in the general formula (1). 前記一般式(1)においてmが0である、請求項1または2に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein m is 0 in the general formula (1). 前記一般式(1)においてLが単結合である、請求項1〜3のいずれかに記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein L 2 in the general formula (1) is a single bond. 前記一般式(1)が下記一般式(2)で表されるオリゴピリジン化合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の発光素子。
Figure 2020123477
(一般式(2)において、X〜Xのいずれか一つは窒素原子であり、それ以外は炭素原子である。LおよびAは前記一般式(1)におけるものと同様である。)
The light emitting device according to claim 1, wherein the general formula (1) is an oligopyridine compound represented by the following general formula (2).
Figure 2020123477
(In the general formula (2), any one of X 1 to X 3 is a nitrogen atom and the other are carbon atoms. L 1 and A are the same as those in the general formula (1). )
前記一般式(2)においてXが窒素原子であり、それ以外は炭素原子である、請求項5に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 5, wherein in the general formula (2), X 3 is a nitrogen atom and the others are carbon atoms. 前記一般式(1)においてAがフルオランテン構造を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein A has a fluoranthene structure in the general formula (1). 前記一般式(1)においてAが芳香族アミノ基である、請求項1〜7のいずれかに記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein A in the general formula (1) is an aromatic amino group. 前記希土類金属元素がSm,Eu,Ybのいずれかである、請求項1〜8のいずれかに記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein the rare earth metal element is any one of Sm, Eu, and Yb. 前記有機層が第一発光層と第二発光層とを有し、前記一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物と希土類金属元素とを含有する層が第一発光層と第二発光層との間に構成される、請求項1〜9のいずれかに記載の発光素子。 The organic layer has a first light emitting layer and a second light emitting layer, and a layer containing the oligopyridine compound represented by the general formula (1) and a rare earth metal element is the first light emitting layer and the second light emitting layer. The light emitting device according to claim 1, which is configured between the light emitting device and the light emitting device. 前記発光素子がさらに第三発光層を有し、前記一般式(1)で表されるオリゴピリジン化合物と希土類金属元素とを含有する層が第一発光層と第二発光層との間、および第二発光層と第三発光層との間に構成される、請求項10に記載の発光素子。 The light emitting device further has a third light emitting layer, and a layer containing the oligopyridine compound represented by the general formula (1) and a rare earth metal element is provided between the first light emitting layer and the second light emitting layer, and The light emitting device according to claim 10, which is configured between the second light emitting layer and the third light emitting layer. 前記第一発光層と第二発光層とがいずれも青色発光層である、請求項10に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 10, wherein both the first light emitting layer and the second light emitting layer are blue light emitting layers. 前記有機層が電荷発生層である、請求項1〜12のいずれかに記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein the organic layer is a charge generation layer. 請求項1〜13のいずれかに記載の発光素子を含む表示装置。 A display device comprising the light emitting device according to claim 1. 請求項1〜13のいずれかに記載の発光素子を含む照明装置。 A lighting device comprising the light emitting element according to claim 1.
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WO2021152940A1 (en) * 2020-01-30 2021-08-05 東レ株式会社 Compound, organic thin-film light-emitting element, display device, and illumination device
WO2023058644A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-13 東レ株式会社 Compound, organic el element, display device and lighting device

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