JP2022032989A - Light-emitting element material formed by pyrromethene boron complex and light-emitting element using the same - Google Patents

Light-emitting element material formed by pyrromethene boron complex and light-emitting element using the same Download PDF

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Hideaki Hoshino
和真 長尾
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Abstract

To provide a light-emitting element material capable of obtaining a light-emitting element with excellent element efficiency and durability.SOLUTION: The invention provide a light-emitting element material formed by an asymmetric pyrromethene boron complex, having a specific substituent group at a specific position of a pyrromethene skelton.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ピロメテンホウ素錯体からなる発光素子材料およびそれを用いた発光素子に関する。 The present invention relates to a light emitting device material composed of a pyrromethene boron complex and a light emitting device using the same.

陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が、両極に挟まれた発光層内で再結合することにより発光する有機薄膜発光素子は、薄型化が可能であること、駆動電圧が低いこと、輝度が高いこと、多色発光が可能であることなどの特徴を有する。特に、発光層にホスト材料とドーパント材料を組み合わせることにより、高効率な青、緑、赤の三原色を呈する発光素子を得ることができる。 The organic thin-film light-emitting device that emits light by recombination of electrons injected from the cathode and holes injected from the anode in the light-emitting layer sandwiched between the two electrodes can be made thinner and has a low drive voltage. It has features such as high brightness and multicolor emission. In particular, by combining a host material and a dopant material in the light emitting layer, it is possible to obtain a highly efficient light emitting element exhibiting the three primary colors of blue, green, and red.

高輝度かつ高純度の発光素子を提供することのできるドーパント材料として、これまでに、種々の構造を有するピロメテンホウ素錯体が報告されている(例えば、特許文献1参照)。また、近年、より高い素子効率を目指して、TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence、熱活性化遅延蛍光)材料とピロメテンホウ素錯体とを組み合わせた発光素子が検討されている(例えば、特許文献2~3参照)。 As a dopant material capable of providing a light emitting device having high brightness and high purity, a pyrromethene boron complex having various structures has been reported so far (see, for example, Patent Document 1). Further, in recent years, aiming at higher device efficiency, a light emitting device in which a TADF (Thermally Activated Fluorescence) material and a pyrromethene boron complex are combined has been studied (see, for example, Patent Documents 2 and 3). ).

国際公開第2009/116456号International Publication No. 2009/116456 国際公開第2016/056559号International Publication No. 2016/056559 国際公開第2019/013063号International Publication No. 2019/013063

本発明者らの検討により、ドーパント材料を用いた発光素子において、ドーパント材料(ピロメテンホウ素錯体)上で電子と正孔の再結合が生じる場合があり、これにより、発光素子の素子効率や耐久性が低下する課題があることが明らかになった。そこで、本発明は、素子効率や耐久性に優れた発光素子を得ることのできる発光素子材料を提供することを目的とするものである。 According to the studies by the present inventors, in a light emitting device using a dopant material, recombination of electrons and holes may occur on the dopant material (pyromethene boron complex), which causes element efficiency and durability of the light emitting device. It became clear that there is a problem that the value decreases. Therefore, an object of the present invention is to provide a light emitting device material capable of obtaining a light emitting device having excellent device efficiency and durability.

本発明は、下記一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体を含有する発光素子材料である。 The present invention is a light emitting device material containing a pyrromethene boron complex represented by the following general formula (1).

Figure 2022032989000001
Figure 2022032989000001

上記一般式(1)中、R~Rは、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基からなる群から選択される。RおよびRの一方は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、水酸基、チオール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールエーテル基、置換もしくは無置換のアリールチオエーテル基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基および置換もしくは無置換のボリル基からなる群より選ばれ、他方は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、水酸基、チオール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールエーテル基、置換もしくは無置換のアリールチオエーテル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基および置換もしくは無置換のボリル基からなる群より選ばれる。ただし、RおよびRは異なる基である。 In the above general formula (1), R 1 to R 4 may be the same or different, and are independently selected from the group consisting of substituted or unsubstituted alkyl groups and substituted or unsubstituted cycloalkyl groups. .. One of R 5 and R 6 is a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group. , Hydroxyl, thiol group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted arylether group, substituted or unsubstituted arylthioether group, substituted or unsubstituted heterocyclic group, substituted Alternatively, it is selected from the group consisting of an unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted siroxanyl group and a substituted or unsubstituted boryl group, and the other is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group. , Substituent or unsubstituted cycloalkyl group, substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted alkynyl group, hydroxyl group, thiol group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or Unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted arylether group, substituted or unsubstituted arylthioether group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group, substituted or unsubstituted heterocyclic group, It is selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted siroxanyl group and a substituted or unsubstituted boryl group. However, R 5 and R 6 are different groups.

およびXは、同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、水酸基、ハロゲン原子、およびシアノ基からなる群から選択される。 X 1 and X 2 may be the same or different, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted aryloxy group, hydroxyl group, It is selected from the group consisting of halogen atoms and cyano groups.

は、置換もしくは無置換のアリール基、および置換もしくは無置換のヘテロアリール基からなる群から選択される。 R7 is selected from the group consisting of substituted or unsubstituted aryl groups and substituted or unsubstituted heteroaryl groups.

本発明の発光素子材料により、素子効率や耐久性に優れた発光素子を得ることが可能となる。 The light emitting device material of the present invention makes it possible to obtain a light emitting device having excellent device efficiency and durability.

以下、本発明に係るピロメテンホウ素錯体からなる発光素子材料および発光素子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 the light emitting device material and the light emitting device made of the pyrromethene boron complex according to the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and implemented according to an object and an application.

<ピロメテンホウ素錯体>
本発明に用いられるピロメテンホウ素錯体は、下記一般式(1)で表される。
<Pyromethene boron complex>
The pyrromethene boron complex used in the present invention is represented by the following general formula (1).

Figure 2022032989000002
Figure 2022032989000002

上記一般式(1)中、R~Rは、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基からなる群から選択される。これらの置換基を選択することにより、分子内回転によるエネルギー失活を抑制して素子効率および耐久性を向上させることができる。 In the above general formula (1), R 1 to R 4 may be the same or different, and are independently selected from the group consisting of substituted or unsubstituted alkyl groups and substituted or unsubstituted cycloalkyl groups. .. By selecting these substituents, it is possible to suppress energy deactivation due to intramolecular rotation and improve device efficiency and durability.

およびRの一方は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、水酸基、チオール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールエーテル基、置換もしくは無置換のアリールチオエーテル基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基および置換もしくは無置換のボリル基からなる群より選ばれ、他方は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、水酸基、チオール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールエーテル基、置換もしくは無置換のアリールチオエーテル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基および置換もしくは無置換のボリル基からなる群より選ばれる。これらの置換基を選択することにより、立体障害によってピロメテンホウ素錯体同士の相互作用を抑制して素子効率を向上させることができる。 One of R 5 and R 6 is a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group. , Hydroxyl, thiol group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted arylether group, substituted or unsubstituted arylthioether group, substituted or unsubstituted heterocyclic group, substituted Alternatively, it is selected from the group consisting of an unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted siroxanyl group and a substituted or unsubstituted boryl group, and the other is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group. , Substituent or unsubstituted cycloalkyl group, substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted alkynyl group, hydroxyl group, thiol group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or Unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted arylether group, substituted or unsubstituted arylthioether group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group, substituted or unsubstituted heterocyclic group, It is selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted siroxanyl group and a substituted or unsubstituted boryl group. By selecting these substituents, it is possible to suppress the interaction between the pyrromethene boron complexes due to steric hindrance and improve the device efficiency.

ただし、RおよびRは異なる基である。ここで、本説明において、「異なる基」とは、互いに構造が異なる基を指す。例えば、メチル基とエチル基は同じアルキル基に含まれるが、これらは構造が異なるため、本説明における「異なる基」に該当する。 However, R 5 and R 6 are different groups. Here, in this description, the "different group" refers to a group having a different structure from each other. For example, a methyl group and an ethyl group are contained in the same alkyl group, but they have different structures and therefore fall under the category of "different groups" in this description.

前述のとおり、ドーパント材料(ピロメテンホウ素錯体)上で電子と正孔の再結合が生じる場合があるが、その要因として、電子が発光素子材料中にトラップされることが考えられる。例えば、ピロメテンホウ素錯体とTADF材料を組み合わせた発光素子材料においては、TADF材料において電子と正孔の再結合が生じることが望ましいが、ドーパント材料のLUMO準位が深い場合には、TADF材料からドーパント材料への電子移動が生じやすく、電子のトラップにより、発光素子の素子効率や耐久性が低下する。そこで、本発明においては、発光素子材料におけるピロメテンホウ素錯体のLUMO準位を浅くして電子移動を抑制することを検討した結果、RとRとを異なる基にした非対称なピロメテンホウ素錯体により、発光素子材料中におけるピロメテンホウ素錯体による電子トラップを抑制し、発光素子の素子効率や耐久性を向上させることができることを見出した。 As described above, recombination of electrons and holes may occur on the dopant material (pyromethene boron complex), and it is conceivable that the electrons are trapped in the light emitting device material as a factor. For example, in a light emitting device material in which a pyrromethene boron complex and a TADF material are combined, it is desirable that electron and hole recombination occur in the TADF material, but when the LUMO level of the dopant material is deep, the dopant from the TADF material is desired. Electron transfer to the material is likely to occur, and electron trapping reduces the device efficiency and durability of the light emitting device. Therefore, in the present invention, as a result of studying to make the LUMO level of the pyrromethene boron complex in the light emitting element material shallow to suppress electron transfer, an asymmetric pyromethene boron complex having R5 and R6 as different groups is used. It has been found that the electron trap by the pyrromethene boron complex in the light emitting element material can be suppressed and the element efficiency and durability of the light emitting element can be improved.

本発明においては、RおよびRの一方が、置換もしくは無置換のアルキル基、および置換もしくは無置換のシクロアルキル基からなる群から選択されることが好ましい。これらの置換基を選択することにより、分子内回転を抑制して蛍光量子収率を向上させ、素子効率をより向上させることができる。また、これらの置換基を選択することにより、ピロメテンホウ素錯体の励起状態における振動緩和を抑制して発光スペクトルの半値幅を減少させ、色純度を向上させることができる。さらに、この場合において、他方が水素であることがより好ましい。 In the present invention, one of R 5 and R 6 is preferably selected from the group consisting of substituted or unsubstituted alkyl groups and substituted or unsubstituted cycloalkyl groups. By selecting these substituents, intramolecular rotation can be suppressed, the fluorescence quantum yield can be improved, and device efficiency can be further improved. Further, by selecting these substituents, it is possible to suppress vibrational relaxation in the excited state of the pyrromethene boron complex, reduce the half width of the emission spectrum, and improve the color purity. Further, in this case, it is more preferable that the other is hydrogen.

およびXは、同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールエーテル基、水酸基、ハロゲン原子、およびシアノ基からなる群から選択される。これらの中でも、電子求引性によりピロメテン骨格の電子密度を下げ、励起状態を安定化し、素子効率および耐久性をより向上させることができることから、少なくとも一つのハロゲンで置換されたアルキル基、少なくとも一つのハロゲンで置換されたアルコキシ基、少なくとも一つのハロゲンで置換されたアリールエーテル基、少なくとも一つのハロゲンで置換されたアリール基、ハロゲン原子、シアノ基であることが好ましい。さらに、励起状態をより安定化してより高い蛍光量子収率が得られる観点、および耐久性をより向上させることができる観点から、XおよびXはフッ素原子であることがより好ましい。 X 1 and X 2 may be the same or different, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted aryl ether group, hydroxyl group, It is selected from the group consisting of halogen atoms and cyano groups. Among these, at least one alkyl group substituted with at least one halogen can be used because the electron attraction can reduce the electron density of the pyrromethene skeleton, stabilize the excited state, and further improve the device efficiency and durability. It is preferably an alkoxy group substituted with one halogen, an aryl ether group substituted with at least one halogen, an aryl group substituted with at least one halogen, a halogen atom, or a cyano group. Further, it is more preferable that X 1 and X 2 are fluorine atoms from the viewpoint that the excited state can be more stabilized to obtain a higher fluorescence quantum yield and the durability can be further improved.

は、置換もしくは無置換のアリール基、および置換もしくは無置換のヘテロアリール基からなる群から選択される。前述の通り、一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体はLUMO準位が浅いことが好ましい。この観点から、Rが電子不足型ヘテロアリール基を含有する場合、かかるヘテロアリール基は、ピロメテン骨格と直接結合しないことが好ましい。ここで、電子不足型ヘテロアリール基とは、電子不足型芳香族複素環に由来する1価の基を意味する。また同様の観点から、Rが電子求引性基を有するフェニル基を含有する場合、かかるフェニル基は、ピロメテン骨格と直接結合しないことが好ましい。 R7 is selected from the group consisting of substituted or unsubstituted aryl groups and substituted or unsubstituted heteroaryl groups. As described above, the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) preferably has a shallow LUMO level. From this point of view, when R 7 contains an electron-deficient heteroaryl group, it is preferable that the heteroaryl group does not directly bind to the pyrromethene skeleton. Here, the electron-deficient heteroaryl group means a monovalent group derived from an electron-deficient aromatic heterocycle. From the same viewpoint, when R 7 contains a phenyl group having an electron-withdrawing group, it is preferable that the phenyl group does not directly bind to the pyrromethene skeleton.

電子不足型ヘテロアリール基としては、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、ナフチリジン環、アクリジン環、フェナジン環、ベンゾキノリン環、ベンゾイソキノリン環、フェナンスリジン環、フェナントロリン環、ベンゾキノン環、クマリン環、アントラキノン環、フルオレノン環等に由来する1価の基が挙げられる。 Examples of the electron-deficient heteroaryl group include a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a triazine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a quinoxaline ring, a quinazoline ring, a naphthylidine ring, an acridine ring, a phenazine ring, and a benzoquinoline ring. , A monovalent group derived from a benzoisoquinoline ring, a phenanslidine ring, a phenanthroline ring, a benzoquinone ring, a coumarin ring, an anthraquinone ring, a fluorenone ring and the like.

電子求引性基としては、例えば、カルボニル基、スルホニル基、シアノ基、ハロゲンなどが挙げられる。 Examples of the electron-withdrawing group include a carbonyl group, a sulfonyl group, a cyano group, and a halogen.

本説明において、「無置換」とは、対象となる基本骨格または官能基に結合する原子が水素原子または重水素原子のみであることを意味する。 In the present description, "unsubstituted" means that the atom bonded to the basic skeleton or functional group of interest is only a hydrogen atom or a deuterium atom.

また、全ての基において、水素は重水素であってもよい。以下に説明する化合物またはその部分構造においても同様である。 Further, in all the groups, hydrogen may be deuterium. The same applies to the compounds described below or their partial structures.

アルキル基とは、例えば、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、sec-ブチル基、tert-ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。置換されている場合の追加の置換基には特に制限はなく、例えば、アルキル基、ハロゲン、アリール基、ヘテロアリール基等を挙げることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、好ましくは1以上20以下、より好ましくは1以上8以下の範囲である。 The alkyl group refers to a saturated aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group and a tert-butyl group, which is a substituent. It may or may not have. The additional substituent when substituted is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, a halogen, an aryl group, a heteroaryl group, and the like, and this point is also common to the following description. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 20 or less, and more preferably 1 or more and 8 or less from the viewpoint of availability and cost.

シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、3以上20以下の範囲である。 The cycloalkyl group means, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group, which may or may not have a substituent. The number of carbon atoms in the alkyl group moiety is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.

アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上20以下の範囲である。 The alkenyl group refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a double bond such as a vinyl group, an allyl group, or a butazienyl group, which may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkenyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。 The cycloalkenyl group refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond such as a cyclopentenyl group, a cyclopentadienyl group, a cyclohexenyl group, etc., which may have a substituent. You don't have to.

アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上20以下の範囲である。 The alkynyl group refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a triple bond such as an ethynyl group, which may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkynyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのエーテル結合を介して脂肪族炭化水素基が結合した官能基を示し、この脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、1以上20以下の範囲である。 The alkoxy group is, for example, a functional group to which an aliphatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond such as a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group, and even if the aliphatic hydrocarbon group has a substituent. You do not have to have it. The number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.

アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アルキルチオ基の炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、1以上20以下の範囲である。 The alkylthio group is one in which the oxygen atom of the ether bond of the alkoxy group is replaced with a sulfur atom. The hydrocarbon group of the alkylthio group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylthio group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.

アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基など、エーテル結合を介して芳香族炭化水素基が結合した官能基を示し、芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、6以上40以下の範囲である。 The aryl ether group refers to a functional group to which an aromatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, for example, a phenoxy group, and the aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. good. The number of carbon atoms of the aryl ether group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.

アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アリールチオエーテル基における芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールチオエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、6以上40以下の範囲である。 The arylthio ether group is one in which the oxygen atom of the ether bond of the aryl ether group is replaced with a sulfur atom. The aromatic hydrocarbon group in the arylthioether group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the arylthioether group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.

複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。複素環基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上20以下の範囲である。 The heterocyclic group refers to an aliphatic ring having an atom other than carbon such as a pyran ring, a piperidine ring, and a cyclic amide in the ring, which may or may not have a substituent. .. The number of carbon atoms of the heterocyclic group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

アミノ基とは、置換もしくは無置換のアミノ基である。置換する場合の置換基としては、例えば、アリール基、ヘテロアリール基、直鎖アルキル基、分岐アルキル基が挙げられる。アリール基、ヘテロアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ピリジル基、キノリニル基が好ましい。これら置換基はさらに置換されてもよい。炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上50以下、より好ましくは6以上40以下、特に好ましくは6以上30以下の範囲である。 The amino group is a substituted or unsubstituted amino group. Examples of the substituent in the case of substitution include an aryl group, a heteroaryl group, a linear alkyl group and a branched alkyl group. As the aryl group and the heteroaryl group, a phenyl group, a naphthyl group, a pyridyl group and a quinolinyl group are preferable. These substituents may be further substituted. The number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 or more and 50 or less, more preferably 6 or more and 40 or less, and particularly preferably 6 or more and 30 or less.

シリル基とは、置換もしくは無置換のケイ素原子が結合した官能基を示し、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基などのアルキルシリル基や、フェニルジメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基などのアリールシリル基を示す。ケイ素上の置換基はさらに置換されてもよい。シリル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、1以上30以下の範囲である。 The silyl group indicates a functional group to which a substituted or unsubstituted silicon atom is bonded, and is, for example, an alkylsilyl group such as a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a tert-butyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, or a vinyldimethylsilyl group. , And arylsilyl groups such as phenyldimethylsilyl group, tert-butyldiphenylsilyl group, triphenylsilyl group and trinaphthylsilyl group. Substituents on silicon may be further substituted. The number of carbon atoms of the silyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 30 or less.

シロキサニル基とは、例えば、トリメチルシロキサニル基などのエーテル結合を介したケイ素化合物基を示す。ケイ素上の置換基はさらに置換されてもよい。 The siroxanyl group refers to a silicon compound group via an ether bond such as a trimethylsyloxanyl group. Substituents on silicon may be further substituted.

ボリル基とは、置換もしくは無置換のボリル基である。置換する場合の置換基としては、例えば、アリール基、ヘテロアリール基、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、アリールエーテル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基が挙げられ、中でもアリール基、アリールエーテル基が好ましい。 The boryl group is a substituted or unsubstituted boryl group. Examples of the substituent in the case of substitution include an aryl group, a heteroaryl group, a linear alkyl group, a branched alkyl group, an aryl ether group, an alkoxy group and a hydroxyl group, and among them, an aryl group and an aryl ether group are preferable.

アリール基とは、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンゾアントラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾフルオランテニル基、ジベンゾアントラセニル基、ペリレニル基、ヘリセニル基などの芳香族炭化水素基を示す。中でも、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基が好ましい。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アリール基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは6以上40以下、より好ましくは6以上30以下の範囲である。また、フェニル基においては、そのフェニル基中の隣接する2つの炭素原子上に各々置換基がある場合、それらの置換基同士で環構造を形成していてもよい。 The aryl group is, for example, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a benzofluorenyl group, a dibenzofluorenyl group, a phenanthryl group, an anthrasenyl group, a benzophenanthril group, a benzoanthrase. Aromatic hydrocarbon groups such as an Nyl group, a chrysenyl group, a pyrenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, a benzofluoranthenyl group, a dibenzoanthrasenyl group, a peryleneyl group and a helisenyl group are shown. Of these, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a phenanthryl group, an anthrasenyl group, a pyrenyl group, a fluoranthenyl group and a triphenylenyl group are preferable. The aryl group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the aryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less, and more preferably 6 or more and 30 or less. Further, in the case of a phenyl group, if there are substituents on two adjacent carbon atoms in the phenyl group, the substituents may form a ring structure with each other.

ヘテロアリール基とは、例えば、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、カルボリニル基、インドロカルバゾリル基、ベンゾフロカルバゾリル基、ベンゾチエノカルバゾリル基、ジヒドロインデノカルバゾリル基、ベンゾキノリニル基、アクリジニル基、ジベンゾアクリジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェナントロリニル基などの、炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示す。ただし、ナフチリジニル基とは、1,5-ナフチリジニル基、1,6-ナフチリジニル基、1,7-ナフチリジニル基、1,8-ナフチリジニル基、2,6-ナフチリジニル基、2,7-ナフチリジニル基のいずれかを示す。ヘテロアリール基は置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロアリール基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上40以下、より好ましくは2以上30以下の範囲である。 The heteroaryl group is, for example, a pyridyl group, a furanyl group, a thiophenyl group, a quinolinyl group, an isoquinolinyl group, a pyrazinyl group, a pyrimidyl group, a pyridadinyl group, a triazinyl group, a naphthyldinyl group, a cinnolinyl group, a phthalazinyl group, a quinoxalinyl group, a quinazolinyl group, and the like. Benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group, benzocarbazolyl group, carbolinyl group, indolocarbazolyl group, benzoflocarbazolyl group, benzothienocarba Non-carbon such as zolyl group, dihydroindenocarbazolyl group, benzoquinolinyl group, acridinyl group, dibenzoacrydinyl group, benzoimidazolyl group, imidazolypyridyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, phenanthrolinyl group Indicates a cyclic aromatic group having one or more of the atoms in the ring. However, the naphthyldinyl group is any of 1,5-naphthyldinyl group, 1,6-naphthyldinyl group, 1,7-naphthyldinyl group, 1,8-naphthyldinyl group, 2,6-naphthyldinyl group and 2,7-naphthyldinyl group. Indicates. The heteroaryl group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the heteroaryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 40 or less, and more preferably 2 or more and 30 or less.

ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選ばれる原子を示す。 Halogen refers to an atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.

シアノ基とは、構造が-C≡Nで表される官能基である。ここで他の官能基と結合するのは炭素原子である。 The cyano group is a functional group whose structure is represented by −C≡N. Here, it is the carbon atom that binds to other functional groups.

本発明においては、下記構造式(2)で表される構造を、ピロメテン骨格と称する。 In the present invention, the structure represented by the following structural formula (2) is referred to as a pyrromethene skeleton.

Figure 2022032989000003
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一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体の一例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。 An example of the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) is shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2022032989000004
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Figure 2022032989000013
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Figure 2022032989000015
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Figure 2022032989000016
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一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体の分子量は、熱的安定性の観点から、380以上が好ましく、熱分解を抑制し、より安定的に素子効率を向上させることができる。分子量は、400以上がより好ましい。 The molecular weight of the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) is preferably 380 or more from the viewpoint of thermal stability, and thermal decomposition can be suppressed and the device efficiency can be improved more stably. The molecular weight is more preferably 400 or more.

一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体は、例えば、J.Org.Chem.,vol.64,No.21,pp.7813-7819(1999)、Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.,vol.36,pp.1333-1335(1997)、Org.Lett.,vol.12,pp.296(2010)などに記載されている方法を参考に製造することができる。なお、構造の異なるピロールからピロメテンホウ素錯体を合成する方法としては、例えば、Tetrahedron Lett.,vol.56,pp.3919-3922(2015)、特開2010-83875号公報などに記載されている方法などが挙げられる。 The pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) is, for example, J. Am. Org. Chem. , Vol. 64, No. 21, pp. 7813-7819 (1999), Angew. Chem. , Int. Ed. Engl. , Vol. 36, pp. 1333-1335 (1997), Org. Let. , Vol. 12, pp. It can be manufactured with reference to the method described in 296 (2010) and the like. As a method for synthesizing a pyrromethene boron complex from pyrrole having a different structure, for example, Tetrahedron Letter. , Vol. 56, pp. Examples thereof include the methods described in 3919-3922 (2015), JP-A-2010-83875, and the like.

得られたピロメテンホウ素錯体は、再結晶やカラムクロマトグラフィーなどの有機合成的な精製を行った後、さらに、一般的に昇華精製と呼ばれる減圧加熱による精製により低沸点成分を除去し、純度を向上させることが好ましい。昇華精製における加熱温度は特に限定されないが、ピロメテンホウ素錯体の熱分解を防ぐ観点から、330℃以下が好ましく、300℃以下がより好ましい。ピロメテンホウ素錯体の純度は、発光素子特性の安定化の観点から、99重量%以上であることが好ましい。 The obtained pyromethene boron complex is subjected to organic synthetic purification such as recrystallization and column chromatography, and then purified by heating under reduced pressure, which is generally called sublimation purification, to remove low boiling point components and improve the purity. It is preferable to let it. The heating temperature in the sublimation purification is not particularly limited, but is preferably 330 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower, from the viewpoint of preventing thermal decomposition of the pyrromethene boron complex. The purity of the pyrromethene boron complex is preferably 99% by weight or more from the viewpoint of stabilizing the characteristics of the light emitting device.

一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体は、励起光を用いることにより、ピーク波長が500nm以上550nm以下の領域に観測される発光を呈することが好ましい。以後、ピーク波長が500nm以上550nm以下の領域に観測される発光を「緑色の発光」という。色域を拡大し、色再現性を向上させる観点から、波長510nm以上540nm以下の範囲にピーク波長を有することがより好ましい。ここで、一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体の発光スペクトルは、トルエンを溶媒とする濃度10-5mol/Lの希釈溶液を用いて、蛍光分光光度計を用いて測定することができる。 It is preferable that the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) exhibits light emission observed in a region having a peak wavelength of 500 nm or more and 550 nm or less by using excitation light. Hereinafter, the emission observed in the region where the peak wavelength is 500 nm or more and 550 nm or less is referred to as “green emission”. From the viewpoint of expanding the color gamut and improving the color reproducibility, it is more preferable to have the peak wavelength in the wavelength range of 510 nm or more and 540 nm or less. Here, the emission spectrum of the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) can be measured using a fluorescence spectrophotometer using a diluted solution having a concentration of 10-5 mol / L using toluene as a solvent. can.

一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体は、色純度をより向上させる観点から、発光スペクトルがシャープであることが好ましい。特に、表示装置や照明装置において主流となっているトップエミッション型発光素子に用いられる場合、マイクロキャビティ構造による共振効果による輝度や色純度の向上は、発光スペクトルがシャープであるほど顕著に奏され、素子効率をより向上させることができる。この観点から、発光スペクトルの半値幅は、45nm以下であることが好ましく、35nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましい。 The pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) preferably has a sharp emission spectrum from the viewpoint of further improving the color purity. In particular, when used in top-emission type light-emitting elements, which are the mainstream in display devices and lighting devices, the improvement in brightness and color purity due to the resonance effect of the microcavity structure is more pronounced as the light emission spectrum becomes sharper. The element efficiency can be further improved. From this viewpoint, the half width of the emission spectrum is preferably 45 nm or less, more preferably 35 nm or less, and further preferably 30 nm or less.

発光素子の素子効率は、発光素子材料の蛍光量子収率に依存する。そのため、発光素子材料には、100%に近い蛍光量子収率が望まれる。一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体の蛍光量子収率は、80%以上が好ましく、85%以上がより好ましい。ここで、一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体の蛍光量子収率は、トルエンを溶媒とする濃度10-5mol/Lの希釈溶液を用いて、絶対量子収率測定装置を用いて測定することができる。 The device efficiency of the light emitting device depends on the fluorescence quantum yield of the light emitting device material. Therefore, a fluorescence quantum yield close to 100% is desired for the light emitting device material. The fluorescence quantum yield of the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) is preferably 80% or more, more preferably 85% or more. Here, the fluorescence quantum yield of the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) is determined by using a diluted solution having a concentration of 10-5 mol / L using toluene as a solvent and using an absolute quantum yield measuring device. Can be measured.

<発光素子材料>
本発明に係る発光素子材料とは、一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体からなり、発光素子のいずれかの層に使用される材料を表す。つまり、発光素子材料とは、前述の一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体の用途を意味する。発光素子材料としては、例えば、後述する正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層および/または電極の保護膜(キャップ層)に使用される材料などが挙げられる。これらの中でも、高い素子効率、色純度および薄膜安定性を有することから、発光層に好適に使用される。
<Light emitting element material>
The light emitting device material according to the present invention comprises a pyrromethene boron complex represented by the general formula (1), and represents a material used for any layer of the light emitting device. That is, the light emitting device material means the use of the pyrromethene boron complex represented by the above-mentioned general formula (1). Examples of the light emitting element material include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer, and / or a protective film (cap layer) for an electrode, which will be described later. Examples include the materials used in. Among these, it is suitably used for a light emitting layer because it has high device efficiency, color purity and thin film stability.

<発光素子>
次に、本発明の発光素子の実施の形態について説明する。本発明の発光素子は、陽極と陰極の間に、前述の発光素子材料を含有する発光層を有し、電気エネルギーによって発光する。
<Light emitting element>
Next, an embodiment of the light emitting device of the present invention will be described. The light emitting device of the present invention has a light emitting layer containing the above-mentioned light emitting device material between the anode and the cathode, and emits light by electric energy.

本発明の発光素子は、ボトムエミッション型、またはトップエミッション型のいずれであってもよい。本発明の発光素子は、発光スペクトルの半値幅が狭く、色純度に優れるため、トップエミッション型がより好ましい。トップエミッション型発光素子はマイクロキャビティによる共振効果により、半値幅が狭いほど素子効率が高くなる。そのため、色純度と素子効率をより高いレベルで両立することができる。 The light emitting element of the present invention may be either a bottom emission type or a top emission type. The light emitting device of the present invention is more preferably a top emission type because the half width of the light emitting spectrum is narrow and the color purity is excellent. In the top emission type light emitting element, the element efficiency increases as the half width is narrower due to the resonance effect of the microcavity. Therefore, both color purity and device efficiency can be achieved at a higher level.

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、8)正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層のような積層構成が挙げられる。 In such a light emitting element, the layer structure between the anode and the cathode consists of only a light emitting layer, 1) a light emitting layer / an electron transport layer, 2) a hole transport layer / a light emitting layer, and 3) a hole transport. 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, 8) positive Examples thereof include a laminated structure such as a pore injection layer / a hole transport layer / an electron blocking layer / a light emitting layer / a hole blocking layer / an electron transport layer / an electron injection layer.

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。中間層としては、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、中間絶縁層などが挙げられ、公知の材料構成を用いることができる。タンデム型の好ましい具体例として、9)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、10)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/電子注入層などの、陽極と陰極の間に2層以上の発光層を有し、それぞれの発光層と発光層の間に、中間層として1層以上の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、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが好ましい。 Further, the above-mentioned laminated structure may be a tandem type in which a plurality of the above laminated structures are laminated via an intermediate layer. Examples of the intermediate layer include an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, an intermediate insulating layer, and the like, and known material configurations can be used. Preferred specific examples of the tandem type are 9) hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / charge generation layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer, 10) hole injection layer / hole transport layer / Two or more light emitting layers between the anode and the cathode, such as 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. A laminated structure including one or more charge generating layers as an intermediate layer between each light emitting layer and the light emitting layer can be mentioned. As the material constituting the intermediate layer, a pyridine derivative, a phenanthroline derivative and the like are preferable.

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。また、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素子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。 Further, each of the above layers may be either a single layer or a plurality of layers, and may be doped. Further, an element configuration including an anode, one or more organic layers including a light emitting layer, a cathode, and a layer using a capping material for improving element efficiency due to an optical interference effect can also be mentioned.

以下に発光素子の構成の具体例を挙げるが、本発明の構成はこれらに限定されるものではない。 Specific examples of the configuration of the light emitting element will be given below, but the configuration of the present invention is not limited thereto.

(基板)
発光素子の機械的強度を保ち、熱変形が少なく、発光層に水蒸気や酸素が侵入することを防ぐバリア性を有するために、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、特に限定されないが、例えば、ガラス板、セラミック版、樹脂製フィルム、樹脂薄膜、金属製薄板などが挙げられる。これらの中でも、透明であり、加工が容易である観点から、ガラス基板が好適に用いられる。特に、基板を通して光を取り出すボトムエミッション型発光素子の場合、高い透明性を有するガラス基板が好ましい。また、主にスマートフォンなどのモバイル機器において、フレキシブルディスプレイやフォルダブルディスプレイが増加しており、この用途には、樹脂製フィルムやワニスを硬化した樹脂薄膜が好適に用いられる。樹脂製フィルムとしては、耐熱フィルムが使用されており、具体的には、ポリイミドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムが例示される。
(substrate)
It is preferable to form the light emitting element on the substrate in order to maintain the mechanical strength of the light emitting element, have little thermal deformation, and have a barrier property to prevent water vapor and oxygen from entering the light emitting layer. The substrate is not particularly limited, and examples thereof include a glass plate, a ceramic plate, a resin film, a resin thin film, and a metal thin plate. Among these, a glass substrate is preferably used from the viewpoint of being transparent and easy to process. In particular, in the case of a bottom emission type light emitting element that extracts light through a substrate, a glass substrate having high transparency is preferable. In addition, flexible displays and foldable displays are increasing mainly in mobile devices such as smartphones, and resin films and resin thin films obtained by curing varnish are preferably used for this purpose. As the resin film, a heat-resistant film is used, and specific examples thereof include a polyimide film and a polyethylene naphthalate film.

また、基板の表面には、有機ELを駆動させるための各種配線、回路、およびTFTによるスイッチング素子が設けられていてもよい。 Further, various wirings, circuits, and TFT switching elements for driving the organic EL may be provided on the surface of the substrate.

(陽極)
陽極は、前記基板上に形成されることが好ましい。基板と陽極の間に、各種配線、回路、およびスイッチング素子が介在してもよい。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であれば特に限定されないが、ボトムエミッション型発光素子の場合、透明または半透明電極であることが好ましく、トップエミッション型発光素子の場合、反射電極であることが好ましい。
(anode)
The anode is preferably formed on the substrate. Various wirings, circuits, and switching elements may be interposed between the substrate and the anode. The material used for the anode is not particularly limited as long as it can efficiently inject holes into the organic layer, but in the case of a bottom emission type light emitting device, a transparent or translucent electrode is preferable, and a top emission type light emitting device is used. In this case, it is preferably a reflective electrode.

透明または半透明電極の材質としては、例えば、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、金、銀、アルミニウム、クロムなどの金属、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が挙げられる。ただし、金属を用いるときは光を半透過できるように、膜厚を薄くすることが好ましい。これらの中でも、透明性と安定性の観点から、酸化錫インジウム(ITO)がより好ましい。 Examples of the material of the transparent or translucent electrode include zinc oxide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), conductive metal oxide such as indium zinc oxide (IZO), gold, silver, aluminum, chromium and the like. Metals, polythiophene, polypyrrole, polyaniline and other conductive polymers. However, when using a metal, it is preferable to reduce the film thickness so that light can be transmitted semi-transparently. Among these, indium tin oxide (ITO) is more preferable from the viewpoint of transparency and stability.

反射電極の材質としては、全ての光に対し吸収がなく高い反射率を有するものが好ましく、例えば、アルミニウム、銀、白金などの金属が挙げられる。 The material of the reflective electrode is preferably one that does not absorb all light and has a high reflectance, and examples thereof include metals such as aluminum, silver, and platinum.

これらの電極材料を2種以上用いてもよく、複数の材料を積層してもよい。 Two or more of these electrode materials may be used, or a plurality of materials may be laminated.

陽極の膜厚は、特に限定されないが、数nm~数百nmが好ましい。 The film thickness of the anode is not particularly limited, but is preferably several nm to several hundred nm.

陽極の形成方法は、その形成材料に応じて最適な方法を選択することができるが、例えば、スパッタ法、蒸着法、インクジェット法などが挙げられる。例えば、金属酸化物によって陽極を形成する場合にはスパッタ法、金属によって陽極を形成する場合には蒸着法が好ましく用いられる。陽極の膜厚は特に限定されないが、数nm~数百nmであることが好ましい。 As the method for forming the anode, the optimum method can be selected according to the material for forming the anode, and examples thereof include a sputtering method, a vapor deposition method, and an inkjet method. For example, a sputtering method is preferably used when the anode is formed of a metal oxide, and a thin-film deposition method is preferably used when the anode is formed of a metal. The film thickness of the anode is not particularly limited, but is preferably several nm to several hundred nm.

(陰極)
陰極は、有機層を挟んで陽極の反対側の表面に形成され、特に電子輸送層または電子注入層表面に形成されることが好ましい。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材料であれば特に限定されないが、ボトムエミッション型発光素子の場合、反射電極であることが好ましく、トップエミッション型発光素子の場合、半透明電極であることが好ましい。
(cathode)
The cathode is formed on the surface opposite to the anode with the organic layer interposed therebetween, and is particularly preferably formed on the surface of the electron transport layer or the electron injection layer. The material used for the cathode is not particularly limited as long as it can efficiently inject electrons into the light emitting layer, but in the case of a bottom emission type light emitting device, it is preferably a reflective electrode, and in the case of a top emission type light emitting device, it is translucent. It is preferably an electrode.

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、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膜、酸化亜鉛、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などが好ましい。これらの中でも、主成分としては、電気抵抗値や製膜しやすさ、膜の安定性、素子効率などの観点から、アルミニウム、銀、マグネシウムが好ましい。また、マグネシウムと銀で構成されると、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、駆動電圧を低減することができるため好ましい。 Generally, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, alloys of these metals with low-working functional metals such as lithium, sodium, potassium, calcium and magnesium, and multilayer laminates. , Zinc oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) and other conductive metal oxides are preferred. Among these, aluminum, silver, and magnesium are preferable as the main components from the viewpoints of electric resistance value, ease of film formation, film stability, device efficiency, and the like. Further, when it is composed of magnesium and silver, electron injection into the electron transport layer and the electron injection layer becomes easy, and the driving voltage can be reduced, which is preferable.

(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。ただし、トップエミッション型発光素子の場合、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ことが好ましい。
(Protective layer)
For cathode protection, it is preferable to laminate a protective layer (cap layer) on the cathode. The material constituting the protective layer is not particularly limited, and is, for example, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, alloys using these metals, silica, titania and silicon nitride. Examples thereof include organic polymer compounds such as inorganic substances, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, and hydrocarbon-based polymer compounds. However, in the case of a top emission type light emitting device, the material used for the protective layer is preferably selected from materials having light transmission 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、正孔注入を容易にする層である。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、より低電圧で駆動することができ、耐久性をより向上させることができる。さらに、素子のキャリアバランスが向上して、素子効率をより向上させることができる。
(Hole injection layer)
The hole injection layer is a layer that is inserted between the anode and the hole transport layer to facilitate hole injection. The hole injection layer may be one layer or a plurality of layers may be laminated. When the hole injection layer is present between the hole transport layer and the anode, it can be driven at a lower voltage and the durability can be further improved. Further, the carrier balance of the element can be improved, and the element efficiency can be further improved.

正孔注入材料の好ましい一例として、電子供与性正孔注入材料(ドナー材料)が挙げられる。これらはHOMO準位が正孔輸送層より浅く、かつ陽極の仕事関数に近いため陽極とのエネルギー障壁を小さくできる材料である。具体的には、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などの芳香族アミン系材料群、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、PEDOT/PSSなどのポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどが例示される。これらを2種以上用いてもよい。また、複数の材料を積層して正孔注入層としてもよい。 A preferable example of the hole injection material is an electron donating hole injection material (donor material). These are materials whose HOMO level is shallower than that of the hole transport layer and which is close to the work function of the anode, so that the energy barrier with the anode can be reduced. Specifically, benzidine derivatives, 4,4', 4 "-tris (3-methylphenyl (phenyl) amino) triphenylamine (m-MTDATA), 4,4', 4" -tris (1-naphthyl (1-naphthyl). Aromatic amine materials such as phenyl) amino) triphenylamine (1-TNATA), carbazole derivatives, pyrazoline derivatives, stilben compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives, thiophene derivatives, oxadiazole. Examples thereof include heterocyclic compounds such as derivatives, phthalocyanine derivatives, and porphyrin derivatives, polycarbonate and styrene derivatives having the monomer on the side chain, polythiophene such as PEDOT / PSS, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole, and polysilane. To. Two or more of these may be used. Further, a plurality of materials may be laminated to form a hole injection layer.

また正孔注入材料の別の好ましい一例として、電子受容性正孔注入材料(アクセプター材料)が挙げられる。ここで正孔注入層はアクセプター材料単独で構成されていても、前記のドナー材料にアクセプター材料をドープして用いられていてもよい。アクセプター材料は、単独で用いる場合は隣接している正孔輸送層との間で、またドナー材料にドープして用いる場合はドナー材料との間で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向上と、素子の駆動電圧低下に寄与し、素子効率および耐久性をより向上させる効果が得られるため、より好ましい。アクセプター材料としては、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)などの電荷移動錯体、1,4,5,8,9,11-ヘキサアザトリフェニレン-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN6)、2,3,5,6-テトラフルオロ-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、フッ素化銅フタロシアニンなどのn型有機半導体化合物、フラーレンなどが例示される。正孔注入層にアクセプター性化合物を含む場合、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。 Further, another preferable example of the hole injection material is an electron acceptor hole injection material (acceptor material). Here, the hole injection layer may be composed of the acceptor material alone, or may be used by doping the donor material with the acceptor material. The acceptor material is a material that forms a charge transfer complex between the adjacent hole transport layers when used alone and with the donor material when used by doping with the donor material. It is more preferable to use such a material because it contributes to the improvement of the conductivity of the hole injection layer and the decrease of the driving voltage of the device, and the effect of further improving the device efficiency and durability can be obtained. Acceptor materials include metal oxides such as molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, ruthenium oxide, charge transfer complexes such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate (TBPAH), 1, 4, 5, 8,9,11-Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN6), 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), Tetra Examples thereof include cyanoquinodimethane derivatives, radialene derivatives, n-type organic semiconductor compounds such as fluorinated copper phthalocyanine, and fullerene. When the hole injection layer contains an acceptor compound, the hole injection layer may be one layer or may be configured by laminating a plurality of layers.

(正孔輸送層および電子阻止層)
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り、電子阻止層は、電子の移動を効率よく阻止する層である。正孔輸送層および電子阻止層はいずれも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。の正孔輸送材料を積層または混合することによって形成される。また正孔輸送材料は、正孔注入効率が高くかつ注入された正孔を効率良く輸送することが好ましい。そのためには適切なイオン化ポテンシャルを持ち、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が発生しにくい物質であることが要求される。
(Hole transport layer and electron blocking layer)
The hole transport layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light emitting layer, and the electron blocking layer is a layer that efficiently blocks the movement of electrons. Both the hole transport layer and the electron blocking layer may be a single layer or may be configured by laminating a plurality of layers. It is formed by laminating or mixing the hole transporting materials of. Further, it is preferable that the hole transport material has high hole injection efficiency and efficiently transports the injected holes. For that purpose, it is required to be a substance having an appropriate ionization potential, a high hole mobility, excellent stability, and less likely to generate impurities as traps.

このような条件を満たす物質として、特に限定されるものではないが、例えば、ベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミンと呼ばれる芳香族アミン系材料群、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、ジベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、フルオレン誘導体、スピロフルオレン誘導体、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 substance satisfying such conditions is not particularly limited, but for example, a benzidine derivative, an aromatic amine-based material group called starburst arylamine, a carbazole derivative, a pyrazoline derivative, a stilben-based compound, a hydrazone-based compound, and the like. Heterocyclic compounds such as benzofuran derivatives, dibenzofuran derivatives, thiophene derivatives, benzothiophene derivatives, dibenzothiophene derivatives, fluorene derivatives, spirofluorene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, and the above-mentioned monomers are side chains in polymer systems. Examples thereof include the polycarbonate and styrene derivatives, polythiophene, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole and polysilane having the above.

(発光層)
発光層は、正孔と電子の再結合によって発生した励起エネルギーにより発光する層である。発光層は単一の材料で構成されていてもよいが、色純度の観点から第一の化合物と、強い発光を示すドーパントである第二の化合物とを有することが好ましい。第一の化合物として、例えば電荷移動を担うホスト材料や、TADF材料が好適な例として挙げられる。
(Light emitting layer)
The light emitting layer is a layer that emits light by the excitation energy generated by the recombination of holes and electrons. The light emitting layer may be composed of a single material, but it is preferable to have a first compound and a second compound which is a dopant exhibiting strong light emission from the viewpoint of color purity. As the first compound, for example, a host material responsible for charge transfer and a TADF material can be mentioned as suitable examples.

一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体は、特に優れた蛍光量子収率を有していること、発光スペクトルのピーク波長が緑色発光に適しており、半値幅が狭く、色純度に優れることから、発光層のドーパントである第二の化合物として用いることが好ましい。第二の化合物の含有量は、濃度消光現象をより抑制する観点から、発光層中、5重量%以下が好ましく、2重量%以下がより好ましい。一方、エネルギー移動をより効率よく行う観点から、第二の化合物の含有量は、発光層中、0.1重量%以上が好ましく、0.5重量%以上がより好ましい。 The pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) has a particularly excellent fluorescence quantum yield, the peak wavelength of the emission spectrum is suitable for green emission, the half width is narrow, and the color purity is excellent. Therefore, it is preferable to use it as a second compound which is a dopant of the light emitting layer. The content of the second compound is preferably 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less in the light emitting layer from the viewpoint of further suppressing the concentration quenching phenomenon. On the other hand, from the viewpoint of more efficient energy transfer, the content of the second compound in the light emitting layer is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more.

ホスト材料としては、特に限定されないが、例えば、ナフタセン、ピレン、アントラセン、フルオランテ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、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挙げられる。これらを2種以上用いてもよいし、2種以上のホスト材料を積層しておよい。これらの中でも、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体が好ましい。 The host material is not particularly limited, but is, for example, a compound having a fused aryl ring such as naphthacene, pyrene, anthracene, and fluoranthene, a derivative thereof, N, N'-dinaphthyl-N, N'-diphenyl-4,4'-. Aromatic amine derivatives such as diphenyl-1,1'-diamine, metal chelated oxynoid compounds such as tris (8-quinolinate) aluminum (III), bisstyryl derivatives such as distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, and inden. Derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrolopyridine derivatives, perinone derivatives, pyrolopyrrole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, triazine derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, poly in polymer systems. Examples thereof include a paraphenylene derivative, a polyfluorene derivative, a polyvinylcarbazole derivative, and a polythiophene derivative. Two or more kinds of these may be used, or two or more kinds of host materials may be laminated. Among these, carbazole derivatives, anthracene derivatives, and naphthacene derivatives are preferable.

ドーパント材料として、一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体以外の蛍光発光材料を含有してもよい。具体的には、ナフタセン、ピレン、アントラセン、フルオランテンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、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、アミノスチリル誘導体、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、クマリン誘導体、アゾール誘導体およびその金属錯体、芳香族アミン誘導体などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 As the dopant material, a fluorescent light emitting material other than the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) may be contained. Specifically, compounds having a fused aryl ring such as naphthacene, pyrene, anthracene, and fluoranthene and their derivatives, compounds having a heteroaryl ring and their derivatives, distyrylbenzene derivatives, aminostyryl derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, and stylben derivatives. , Ardazine derivative, pyromethene derivative, diketopyrrolo [3,4-c] pyrrole derivative, coumarin derivative, azole derivative and its metal complex, aromatic amine derivative and the like. Two or more of these may be used.

また、ドーパント材料としてリン光発光材料を含有してもよい。リン光発光材料としては、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が好ましく、高効率発光の観点から、イリジウム錯体または白金錯体がより好ましい。配位子は、フェニルピリジン骨格、フェニルキノリン骨格、カルベン骨格などの含窒素ヘテロアリール基を有することが好ましいが、これらに限定されるものではない。 Further, a phosphorescent light emitting material may be contained as the dopant material. The phosphorescent material comprises at least one metal selected from the group consisting of iridium (Ir), ruthenium (Ru), palladium (Pd), platinum (Pt), osmium (Os), and renium (Re). A metal complex compound is preferable, and an iridium complex or a platinum complex is more preferable from the viewpoint of high-efficiency light emission. The ligand preferably has a nitrogen-containing heteroaryl group such as a phenylpyridine skeleton, a phenylquinoline skeleton, and a carbene skeleton, but is not limited thereto.

ただし、色純度をより向上させる観点から、ドーパント材料は、一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体のみであることが好ましい。 However, from the viewpoint of further improving the color purity, it is preferable that the dopant material is only the pyrromethene boron complex represented by the general formula (1).

発光層には、上記ホスト材料またはドーパント材料の他に、発光層内のキャリアバランスを調整するためや発光層の層構造を安定化させるための第3成分を更に含有してもよい。ただし、第3成分としては、ホスト材料およびドーパント材料との間で相互作用を起こさないような材料を選択することが好ましい。 In addition to the host material or the dopant material, the light emitting layer may further contain a third component for adjusting the carrier balance in the light emitting layer and for stabilizing the layer structure of the light emitting layer. However, as the third component, it is preferable to select a material that does not cause an interaction with the host material and the dopant material.

TADF材料は、一重項励起状態と三重項励起状態間のエネルギーギャップを小さくすることにより、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差を促進し、一重項励起子の生成確率を向上させた材料である。このTADF機構による遅延蛍光を利用することにより、理論的内部効率を100%まで高めることができる。さらに熱活性化遅延蛍光性を有する第一の化合物の一重項励起状態から第二の化合物の一重項励起状態へとフェルスター型のエネルギー移動が起こる場合、第二の化合物の一重項励起状態からの蛍光発光が観測される。ここで、第二の化合物がシャープな発光スペクトルを有する蛍光発光材である場合、素子効率および色純度により優れた発光素子を得ることができる。このように、発光層が熱活性化遅延蛍光材料を含有すると、素子効率がより向上し、ディスプレイの低消費電力化に寄与する。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いいし、エキサイプレックス錯体を形成する場合のように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。 The TADF material promotes the inverse intersystem crossing from the triplet excited state to the singlet excited state by reducing the energy gap between the singlet excited state and the triplet excited state, and increases the probability of singlet excitation. It is an improved material. By utilizing delayed fluorescence due to this TADF mechanism, the theoretical internal efficiency can be increased to 100%. Furthermore, when Felster-type energy transfer occurs from the singlet excited state of the first compound having thermal activated delayed fluorescence to the singlet excited state of the second compound, the singlet excited state of the second compound occurs. Fluorescence emission is observed. Here, when the second compound is a fluorescent light emitting material having a sharp light emitting spectrum, it is possible to obtain an excellent light emitting device with higher element efficiency and color purity. As described above, when the light emitting layer contains a thermally activated delayed fluorescent material, the device efficiency is further improved and the power consumption of the display is reduced. The thermally activated delayed fluorescent material may be a single material that exhibits thermal activated delayed fluorescence, or a material that exhibits thermal activated delayed fluorescence with a plurality of materials as in the case of forming an exhibix complex. May be.

熱活性化遅延蛍光性の化合物としては、単一でも複数の材料でもよく、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。このような熱活性化遅延蛍光性化合物として、特に限定されるものではないが、以下のような例が挙げられる。 The thermally activated delayed fluorescent compound may be a single material or a plurality of materials, and known materials can be used. Specific examples thereof include benzonitrile derivatives, triazine derivatives, disulfoxide derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, dihydrophenazine derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives and the like. The thermally activated delayed fluorescent compound is not particularly limited, and examples thereof include the following.

Figure 2022032989000018
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上記第一の化合物が、熱活性化遅延蛍光性の化合物であり、上記第二の化合物が、上記一般式(1)で表される、ピロメテン骨格を有する化合物であることが好ましい。また、第一の化合物が熱活性化遅延蛍光性の化合物である場合、発光層がさらに第三の化合物を含み、かつ第三の化合物の励起一重項エネルギーが第一の化合物の励起一重項エネルギーよりも大きいことが好ましい。これにより、第三の化合物は発光材料のエネルギーを発光層内に閉じ込める機能を有することができ、効率よく発光させることが可能となる。 It is preferable that the first compound is a thermally activated delayed fluorescent compound, and the second compound is a compound having a pyrromethene skeleton represented by the general formula (1). When the first compound is a thermally activated delayed fluorescent compound, the light emitting layer further contains the third compound, and the excitation singlet energy of the third compound is the excitation singlet energy of the first compound. Is preferably larger than. As a result, the third compound can have a function of confining the energy of the light emitting material in the light emitting layer, and can efficiently emit light.

第三の化合物としては、電荷輸送能が高く、かつガラス転移温度が高い有機化合物であることが好ましい。第三の化合物として、特に限定されるものではないが、以下のような例が挙げられる。 The third compound is preferably an organic compound having a high charge transporting ability and a high glass transition temperature. The third compound is not particularly limited, and examples thereof include the following.

Figure 2022032989000026
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Figure 2022032989000036
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(電子輸送層および正孔阻止層)
電子輸送層は、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層であり、正孔阻止層は、正孔の移動を効率よく阻止する層である。電子輸送層および正孔阻止層に用いられる電子輸送材料としては、電子親和力が大きいこと、電子移動度が大きいこと、安定性に優れること、およびトラップとなる不純物が発生しにくい物質であることが要求される。また、結晶化による膜質劣化を抑制する観点から、分子量400以上の化合物が好ましい。
(Electron transport layer and hole blocking layer)
The electron transport layer is a layer in which electrons are injected from the cathode and further transports electrons, and the hole blocking layer is a layer that efficiently blocks the movement of holes. The electron transport material used for the electron transport layer and the hole blocking layer has a high electron affinity, a high electron mobility, excellent stability, and a substance that does not easily generate impurities that act as traps. Required. Further, a compound having a molecular weight of 400 or more is preferable from the viewpoint of suppressing deterioration of the film quality due to crystallization.

電子輸送材料としては、多環芳香族誘導体、スチリル系芳香環誘導体、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。駆動電圧を低減し、素子効率をより向上させる観点から、電子受容性窒素を含むヘテロアリール基を有する化合物を用いることが好ましい。ここで、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。電子受容性窒素を含むヘテロアリール基は、電子親和力が大きいため、陰極から電子が注入しやすくなり、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ため素子効率がより向上する。電子受容性窒素を含むヘテロアリール基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、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、キナゾリン誘導体、ナフチリジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、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、フェナンスロイミダゾール誘導体、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などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Examples of the electron transport material include polycyclic aromatic ring derivatives, styryl-based aromatic ring derivatives, quinone derivatives, phosphoroxide derivatives, quinolinol complexes such as tris (8-quinolinolate) aluminum (III), benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, and azomethine complexes. , Troporon metal complexes and various metal complexes such as flavonol metal complexes. From the viewpoint of reducing the driving voltage and further improving the device efficiency, it is preferable to use a compound having a heteroaryl group containing electron-accepting nitrogen. Here, the electron-accepting nitrogen represents a nitrogen atom forming a multiple bond with an adjacent atom. Since the heteroaryl group containing electron-accepting nitrogen has a large electron affinity, it becomes easy to inject electrons from the cathode, and lower voltage drive becomes possible. In addition, the supply of electrons to the light emitting layer is increased, and the recombination probability is increased, so that the device efficiency is further improved. Examples of the compound having a heteroaryl group structure containing electron-accepting nitrogen include a pyridine derivative, a triazine derivative, a pyrazine derivative, a pyrimidine derivative, a quinoline derivative, a quinoxaline derivative, a quinazoline derivative, a naphthylidine derivative, a benzoquinoline derivative, a phenanthroline derivative, and an imidazole. Examples thereof include derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazol derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, phenanthroimidazole derivatives, oligopyridine derivatives such as bipyridine and tarpyridine. Two or more of these may be used.

また、電子輸送材料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し、電子移動度が大きく、駆動電圧を低減することができるためより好ましい。このような縮合多環芳香族骨格としては、キノリノール錯体、トリアジン誘導体、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が好ましい。 Further, it is more preferable that the electron transport material has a condensed polycyclic aromatic skeleton because the glass transition temperature is improved, the electron mobility is large, and the driving voltage can be reduced. As such a condensed polycyclic aromatic skeleton, a quinolinol complex, a triazine derivative, a fluoranthene skeleton, an anthracene skeleton, a pyrene skeleton or a phenanthroline skeleton is preferable.

電子輸送層は、ドナー性材料を含有してもよい。ここで、ドナー性材料とは、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。ドナー性材料の好ましい例としては、Liなどのアルカリ金属、LiFなどのアルカリ金属を含有する無機塩、リチウムキノリノールなどの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、アルカリ土類金属と有機物との錯体、EuやYbなどの希土類金属、希土類金属を含有する無機塩、希土類金属と有機物との錯体などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらの中でも、金属リチウム、希土類金属、リチウムキノリノール(Liq)が好ましい。 The electron transport layer may contain a donor material. Here, the donor material is a compound that facilitates electron injection from the cathode or the electron injection layer into the electron transport layer by improving the electron injection barrier, and further improves the electrical conductivity of the electron transport layer. Preferred examples of the donor material include an alkali metal such as Li, an inorganic salt containing an alkali metal such as LiF, a complex of an alkali metal such as lithium quinolinol and an organic substance, an alkaline earth metal, and an alkaline earth metal. Examples thereof include inorganic salts, complexes of alkaline earth metals and organic substances, rare earth metals such as Eu and Yb, inorganic salts containing rare earth metals, and complexes of rare earth metals and organic substances. Two or more of these may be used. Among these, metallic lithium, rare earth metals, and lithium quinolinol (Liq) are preferable.

(電荷発生層)
本発明における電荷発生層は、電圧の印加により電荷を発生または分離し、隣接する層へ電荷を注入する層である。電荷発生層は、一つの層で形成されていてもよく、複数の層が積層されていてもよい。一般的に、電荷として電子を発生しやすいものはn型電荷発生層と呼ばれ、正孔を発生しやすいものはp型電荷発生層と呼ばれる。電荷発生層は二重層からなることが好ましく、n型電荷発生層およびp型電荷発生層からなるpn接合型電荷発生層がより好ましい。pn接合型電荷発生層は、発光素子中において、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、複数の発光層が積層された発光素子において、中間層である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素子効率をより向上させ、駆動電圧を低減することができ、素子の耐久性をより向上させることができる。
(Charge generation layer)
The charge generation layer in the present invention is a layer that generates or separates charges by applying a voltage and injects charges into adjacent layers. The charge generation layer may be formed of one layer, or a plurality of layers may be laminated. Generally, a layer that easily generates electrons as a charge is called an n-type charge generation layer, and a layer that easily generates holes is called a p-type charge generation layer. The charge generation layer is preferably composed of a double layer, and more preferably a pn junction type 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 a light emitting element 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. Is injected into the light emitting layer via. Specifically, in a light emitting element in which a plurality of light emitting layers are laminated, it functions as a charge generation layer which is an intermediate layer. The n-type charge generation layer supplies electrons to the first light emitting layer existing on the anode side, and the p-type charge generation layer supplies holes to the second light emitting layer existing on the cathode side. Therefore, the element efficiency in the light emitting element in which a plurality of light emitting layers are laminated can be further improved, the driving voltage can be reduced, and the durability of the element can be further improved.

n型電荷発生層は、n型ドーパントおよびn型ホストからなり、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、電子輸送層の材料として例示したドナー性材料が好適に用いられる。これらの中でも、アルカリ金属もしくはその塩、希土類金属が好ましく、金属リチウム、フッ化リチウム(LiF)、リチウムキノリノール(Liq)、金属イッテルビウムがさらに好ましい。また、n型ホストとしては、電子輸送材料として例示したものが好適に用いられる。これらの中でも、トリアジン誘導体、フェナントロリン誘導体、オリゴピリジン誘導体が好ましく、フェナントロリン誘導体、ターピリジン誘導体がより好ましく、下記一般式(3)で表されるフェナントロリン誘導体がさらに好ましい。すなわち、本発明の発光素子は、電荷発生層に一般式(3)で表されるフェナントロリン誘導体を含有することが好ましい。 The n-type charge generation layer consists of an n-type dopant and an n-type host, and conventional materials can be used for these. For example, as the n-type dopant, the donor material exemplified as the material of the electron transport layer is preferably used. Among these, alkali metals or salts thereof and rare earth metals are preferable, and metallic lithium, lithium fluoride (LiF), lithium quinolinol (Liq), and metallic ytterbium are more preferable. Further, as the n-type host, those exemplified as the electron transport material are preferably used. Among these, a triazine derivative, a phenanthroline derivative, and an oligopyridine derivative are preferable, a phenanthroline derivative and a terpyridine derivative are more preferable, and a phenanthroline derivative represented by the following general formula (3) is further preferable. That is, the light emitting device of the present invention preferably contains a phenanthroline derivative represented by the general formula (3) in the charge generation layer.

Figure 2022032989000037
Figure 2022032989000037

上記一般式(3)中、Arは、p価の芳香族炭化水素基、およびp価の芳香族複素環基からなる群より選ばれる。pは1~3の自然数である。R~R15は、それぞれ同じでも異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基からなる群より選ばれる。Arのうち、p個のフェナントロリル基による置換位置は任意の位置である。 In the above general formula (3), Ar 1 is selected from the group consisting of a p-valent aromatic hydrocarbon group and a p-valent aromatic heterocyclic group. p is a natural number of 1 to 3. R 8 to R 15 may be the same or different from each other, and are selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl group, and a heteroaryl group. Of Ar 1 , the substitution position with p phenanthrolyl groups is an arbitrary position.

芳香族炭化水素基としては、例えば、1価の場合、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンゾアントラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾフルオランテニル基、ジベンゾアントラセニル基、ペリレニル基、ヘリセニル基などが挙げられる。中でも、合成容易性、昇華性の観点から、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基や、これらの水素原子の少なくとも1部を除いた基が好ましい。芳香族炭化水素基は、置換基を有していても有していなくてもよい。炭素数は特に限定されないが、好ましくは6以上40以下、より好ましくは6以上30以下の範囲である。また、隣接する2つの炭素原子上に各々置換基がある場合、それらの置換基同士で環構造を形成していてもよい。 Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a benzofluorenyl group, a dibenzofluorenyl group, a phenanthryl group, an anthrasenyl group and a benzo in the case of a monovalent group. Examples thereof include a phenanthryl group, a benzoanthrasenyl group, a chrysenyl group, a pyrenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, a benzofluoranthenyl group, a dibenzoanthrasenyl group, a peryleneyl group and a helisenyl group. Among them, from the viewpoint of easiness of synthesis and sublimation, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a phenanthryl group, an anthrasenyl group, a pyrenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, and hydrogen atoms thereof. Groups excluding at least one part of the above are preferred. The aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less, and more preferably 6 or more and 30 or less. Further, when there are substituents on two adjacent carbon atoms, the ring structure may be formed between the substituents.

芳香族複素環基とは、炭素以外の原子を1個以上環内に有する環状芳香族基を示し、例えば、1価の場合、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、カルボリニル基、インドロカルバゾリル基、ベンゾフロカルバゾリル基、ベンゾチエノカルバゾリル基、ジヒドロインデノカルバゾリル基、ベンゾキノリニル基、アクリジニル基、ジベンゾアクリジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェナントロリニル基などが挙げられる。ただし、ナフチリジニル基とは、1,5-ナフチリジニル基、1,6-ナフチリジニル基、1,7-ナフチリジニル基、1,8-ナフチリジニル基、2,6-ナフチリジニル基、2,7-ナフチリジニル基のいずれかを示す。芳香族複素環基は置換基を有していても有していなくてもよい。芳香族複素環基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上40以下、より好ましくは2以上30以下の範囲である。 The aromatic heterocyclic group refers to a cyclic aromatic group having one or more atoms other than carbon in the ring, and in the case of monovalent, for example, a pyridyl group, a furanyl group, a thiophenyl group, a quinolinyl group, an isoquinolinyl group, a pyrazinyl. Group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, naphthyldinyl group, cinnolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, quinazolinyl group, benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group, Benzocarbazolyl group, carborinyl group, indolocarbazolyl group, benzoflocarbazolyl group, benzothienocarbazolyl group, dihydroindenocarbazolyl group, benzoquinolinyl group, acridinyl group, dibenzoacrydinyl group, Examples thereof include a benzoimidazolyl group, an imidazoly pyridyl group, a benzoxazolyl group, a benzothiazolyl group, a phenylanthrolinyl group and the like. However, the naphthyldinyl group is any of 1,5-naphthyldinyl group, 1,6-naphthyldinyl group, 1,7-naphthyldinyl group, 1,8-naphthyldinyl group, 2,6-naphthyldinyl group and 2,7-naphthyldinyl group. Indicates. The aromatic heterocyclic group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the aromatic heterocyclic group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 40 or less, and more preferably 2 or more and 30 or less.

芳香族炭化水素基または芳香族複素環基は、フェナントリル基以外にさらに置換基を有していてもよい。 The aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group may further have a substituent in addition to the phenanthryl group.

昇華性および薄膜形成性の観点から、pは2が好ましい。 From the viewpoint of sublimation and thin film formation, p is preferably 2.

一般式(3)で表されるフェナントロリン誘導体の一例を以下に示す。 An example of the phenanthroline derivative represented by the general formula (3) is shown below.

Figure 2022032989000038
Figure 2022032989000038

上記p型電荷発生層は、p型ドーパントおよびp型ホストからなり、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、正孔注入層の材料として例示したアクセプター材料や、ヨウ素、FeCl、FeF、SbClなどが好適に用いられる。具体的には、HAT-CN6、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、SbClなどが挙げられる。これらの中でも、HAT-CN6や、(2E,2’E,2’’E)-2,2’,2’’-(シクロプロパン-1,2,3-トリイリデン)トリス(2-(ペルフルオロフェニル)-アセトニトリル)、(2E,2’E,2’’E)-2,2’,2’’-(シクロプロパン-1,2,3-トリイリデン)トリス(2-(4-シアノペルフルオロフェニル)-アセトニトリル)などのラジアレン誘導体がより好ましい。p型ドーパントの薄膜を形成してもよく、その膜厚は10nm以下が好ましい。また、p型ホストとして、アリールアミン誘導体が好ましい。 The p-type charge generation layer is composed of a p-type dopant and a p-type host, and conventional materials can be used for these. For example, as the p-type dopant, an acceptor material exemplified as a material for a hole injection layer, iodine, FeCl 3 , FeF 3 , SbCl 5 , and the like are preferably used. Specific examples thereof include HAT-CN6, F4-TCNQ, tetracyanoquinodimethane derivative, radialene derivative, iodine, FeCl 3 , FeF 3 , SbCl 5 and the like. Among these, HAT-CN6 and (2E, 2'E, 2''E) -2,2', 2''- (cyclopropane-1,2,3-triylidene) tris (2- (perfluorophenyl) )-Acetonitrile), (2E, 2'E, 2''E) -2,2', 2''- (cyclopropane-1,2,3-triylidene) Tris (2- (4-cyanoperfluorophenyl) -Radialene derivatives such as acetonitrile) are more preferred. A thin film of the p-type dopant may be formed, and the film thickness is preferably 10 nm or less. Further, as the p-type host, an arylamine derivative is 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。陰極と発光層の間に、電子注入層および電子輸送層を陰極側からこの順に有することが好ましい。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形成される。電子注入層に用いられる電子注入材料としては、例えば、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や、上記のドナー性材料などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、トリアジン誘導体、フェナントロリン誘導体、オリゴピリジン誘導体が好ましく、フェナントロリン誘導体、ターピリジン誘導体がより好ましく、前記一般式(3)で表されるフェナントロリン誘導体がさらに好ましい。すなわち、本発明の発光素子は、電子注入層に一般式(3)で表されるフェナントロリン誘導体を含有することが好ましい。
(Electron injection layer)
In the present invention, an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer. It is preferable to have an electron injection layer and an electron transport layer between the cathode and the light emitting layer in this order from the cathode side. Generally, the electron injection layer is formed for the purpose of assisting the injection of electrons from the cathode into the electron transport layer. Examples of the electron injection material used for the electron injection layer include compounds having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen, the above-mentioned donor material, and the like. Two or more of these may be contained. Among these, a triazine derivative, a phenanthroline derivative, and an oligopyridine derivative are preferable, a phenanthroline derivative and a terpyridine derivative are more preferable, and a phenanthroline derivative represented by the general formula (3) is further preferable. That is, the light emitting device of the present invention preferably contains a phenanthroline derivative represented by the general formula (3) in the electron injection layer.

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により、発光素子の短絡を抑制し、電子注入性を向上させることができる。 Further, an insulator or a semiconductor inorganic substance can be used for the electron injection layer. By using these materials, it is possible to suppress a short circuit of the light emitting element and improve the electron injection property.

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、アルカリ土類金属のハロゲン化物などの金属化合物が好ましい。これらを2種以上用いてもよい。 As such an insulator, metal compounds such as alkali metal chalcogenide, alkaline earth metal chalcogenide, alkali metal halide, and alkaline earth metal halide are preferable. Two or more of these may be used.

(発光素子の製造方法)
発光素子を構成する上記各層の形成方法は、ドライプロセスまたはウェットプロセスのいずれでもよく、例えば、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、インクジェット法、印刷法などが挙げられる。これらの中でも、素子特性の観点から、抵抗加熱蒸着が好ましい。
(Manufacturing method of light emitting element)
The method for forming each of the above layers constituting the light emitting element may be either a dry process or a wet process, and examples thereof include resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, molecular lamination method, coating method, inkjet method, and printing method. .. Among these, resistance-heated thin-film deposition is preferable from the viewpoint of device characteristics.

有機層の厚みは、発光物質の抵抗値によるため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、正孔阻止層、正孔輸送層、電子阻止層、電荷発生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 luminescent substance, but is preferably 1 to 1000 nm. The film thicknesses of the light emitting layer, the electron transporting layer, the hole blocking layer, the hole transporting layer, the electron blocking layer, and the charge generating layer are each preferably 1 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 100 nm or less.

(発光素子の特性)
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く、素子の目的によって要求される特性値が異なるが、素子の消費電力や寿命の観点から低電圧で高い輝度が得られることが好ましい。
(Characteristics of light emitting element)
The light emitting device according to the embodiment of the present invention has a function of converting electric energy into light. Here, direct current is mainly used as electrical energy, but pulse current and alternating current can also be used. The current value and the voltage value are not particularly limited, and the characteristic values required differ depending on the purpose of the element, but it is preferable that high brightness can be obtained at a low voltage from the viewpoint of the power consumption and the life of the element.

本発明の実施の形態に係る発光素子は、色純度をより高める観点から、通電による蛍光発光スペクトルにおいて、半値幅が、45nm以下であることが好ましく、35nm以下がより好ましく、30nm以下がさらに好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the color purity, the light emitting device according to the embodiment of the present invention preferably has a half width of 45 nm or less, more preferably 35 nm or less, still more preferably 30 nm or less in the fluorescence emission spectrum by energization. ..

(発光素子の用途)
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。
(Use of light emitting element)
The light emitting element according to the embodiment of the present invention is suitably used as a display device such as a display that displays in a matrix and / or segment system, for example.

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の表示装置に使用される。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 and the like. The backlight is mainly used for the purpose of improving the visibility of display devices such as displays that do not emit light by itself, and is used for display devices such as liquid crystal displays, watches, audio devices, automobile panels, display boards and signs. In particular, the light emitting element of the present invention is preferably used for a liquid crystal display, especially a backlight for a personal computer for which thinning is being considered, and it is possible to provide a backlight that is thinner and lighter than the 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、高い素子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 also preferably used as various lighting devices. The light emitting element according to the embodiment of the present invention can achieve both high element efficiency and high color purity, and can be made thinner and lighter, so that low power consumption and bright light emitting color can be achieved. A lighting device with high design can be realized.

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.

まず、各実施例および比較例における評価方法を以下に記載する。 First, the evaluation methods in each Example and Comparative Example are described below.

H-NMR)
実施例1により得られたピロメテンホウ素錯体について、超伝導FTNMR EX-270(日本電子(株)製)を用いて、重クロロホルム溶液にて、H-NMR測定を行い、その構造を同定した。
( 1 1 H-NMR)
The structure of the pyrometheneboron complex obtained in Example 1 was identified by 1 H-NMR measurement in a deuterated chloroform solution using superconducting FTNMR EX-270 (manufactured by JEOL Ltd.).

(吸収スペクトル)
各実施例および比較例により得られたピロメテンホウ素錯体をトルエンに溶解した濃度10-5mol/Lの希釈溶液について、(株)日立ハイテクサイエンス製の分光光度計(U-3010)を用いて吸収スペクトルを測定し、ピーク波長を求めた。
(Absorption spectrum)
A diluted solution of pyrromethene boron complex obtained in each Example and Comparative Example dissolved in toluene at a concentration of 10-5 mol / L was absorbed using a spectrophotometer (U-3010) manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd. The spectrum was measured and the peak wavelength was determined.

(発光スペクトル)
各実施例および比較例により得られたピロメテンホウ素錯体をトルエンに溶解した濃度10-5mol/Lの希釈溶液について、(株)堀場製作所製の蛍光分光光度計(FluoroMax-4P)を用いて、発光スペクトルを測定し、ピーク波長と半値幅を求めた。
(Emission spectrum)
Using a fluorescence spectrophotometer (FluoroMax-4P) manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd., a diluted solution having a concentration of 10-5 mol / L in which the pyrromethene boron complex obtained in each Example and Comparative Example was dissolved in toluene was used. The emission spectrum was measured to determine the peak wavelength and full width at half maximum.

(蛍光量子収率)
各実施例および比較例により得られたピロメテンホウ素錯体をトルエンに溶解した濃度10-5mol/Lの希釈溶液について、浜松ホトニクス(株)製の絶対PL量子収率測定装置を用いて、蛍光量子収率QYを測定した。励起波長は460nmとした。
(Fluorescence quantum yield)
Fluorescent quantum of a diluted solution of pyrromethene boron complex obtained in each example and comparative example dissolved in toluene at a concentration of 10-5 mol / L using an absolute PL quantum yield measuring device manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. Yield QY was measured. The excitation wavelength was 460 nm.

(イオン化ポテンシャル)
各実施例および比較例により得られたピロメテンホウ素錯体を、大気下で光電子分光装置(理研計器株式会社製:AC-2)を用いてイオン化ポテンシャルIpを測定した。
(Ionization potential)
The ionization potential Ip of the pyrromethene boron complex obtained in each Example and Comparative Example was measured in the atmosphere using a photoelectron spectroscope (manufactured by RIKEN KEIKI Co., Ltd .: AC-2).

(電子親和力)
各実施例および比較例により得られたピロメテンホウ素錯体を石英板に蒸着し、厚み30nmの膜を作製した。得られた膜について、(株)日立ハイテクサイエンス製の分光光度計(U-3010)を用いて吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]を次に示す換算式1に代入して、エネルギーギャップEgを算出した。
換算式1:Eg[eV]=1239.85/λedge
上記の方法によって測定もしくは算出したIpとEgの値からIp-Egの値を算出し、電子親和力Afとし、LUMO準位の指標とした。
(Electron affinity)
The pyrromethene boron complex obtained in each Example and Comparative Example was vapor-deposited on a quartz plate to prepare a film having a thickness of 30 nm. The absorption spectrum of the obtained film was measured using a spectrophotometer (U-3010) manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd. A tangent line is drawn for the falling edge of the obtained absorption spectrum on the long wavelength side, and the wavelength value λ edge [nm] at the intersection of the tangent line and the horizontal axis is substituted into the conversion formula 1 shown below to substitute the energy gap Eg. Was calculated.
Conversion formula 1: Eg [eV] = 1239.85 / λ edge
The value of Ip-Eg was calculated from the values of Ip and Eg measured or calculated by the above method, and used as the electron affinity Af as an index of the LUMO level.

(熱活性化遅延蛍光素子特性)
各実施例および比較例により得られた発光素子に、電流密度が0.1mA/cmとなるように電圧を印加し、コニカミノルタ(株)製分光放射輝度計CS-1000を用いて、発光スペクトルを測定した。得られた発光スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定し、外部量子効率EQEを算出し、素子効率の指標とした。
(Characteristics of Thermally Activated Delayed Fluorescence Element)
A voltage was applied to the light emitting elements obtained in each Example and Comparative Example so that the current density was 0.1 mA / cm 2 , and light was emitted using a spectral radiance meter CS-1000 manufactured by Konica Minolta Co., Ltd. The spectrum was measured. From the obtained emission spectrum, it was assumed that Lambasian radiation was performed, and the external quantum efficiency EQE was calculated and used as an index of device efficiency.

また、得られた発光素子に、電流密度が10mA/cmとなるように電圧を印加した時の発光スペクトルを同様に測定し、ピーク波長および半値幅を算出した。 Further, the emission spectrum when a voltage was applied to the obtained light emitting element so that the current density was 10 mA / cm 2 was similarly measured, and the peak wavelength and the half width were calculated.

(耐久性)
各実施例および比較例により得られた発光素子に、電流密度が10mA/cmとなるように電圧を印加しながら、フォトダイオードを用いて、発光素子の輝度を測定し、初期輝度の90%の輝度となる時間(LT90)を測定し、耐久性の指標とした。
(durability)
The brightness of the light emitting device was measured using a photodiode while applying a voltage to the light emitting device obtained in each Example and Comparative Example so that the current density was 10 mA / cm 2 , and 90% of the initial brightness was measured. The time (LT90) at which the luminance becomes the brightness of the above was measured and used as an index of durability.

各実施例および比較例に用いた原料について説明する。 The raw materials used in each Example and Comparative Example will be described.

合成例1:化合物D-1の合成
2,4-ジメチルピロール2.00gと脱水ジエチルエーテルをフラスコに入れ、窒素置換した。混合溶液を0℃に冷却し、1.6Mのn-ブチルリチウム12.9mLを滴下し、室温で2時間撹拌した。反応溶液に2,6-ジメチルアニリンを1.25g加え、室温で30分間撹拌した。反応溶液にアルデヒド15.3gのジエチルエーテル溶液を滴下し、35℃で3時間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却し、塩化アンモニウム溶液を加えて撹拌し、有機層を抽出した。この有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過後溶媒を留去した。得られた反応生成物をシリカゲル化クロマトグラフィーにより精製し、褐色液体D-1Aを6.91g得た。
Synthesis Example 1: Synthesis of Compound D-1 2.00 g of 2,4-dimethylpyrrole and dehydrated diethyl ether were placed in a flask and substituted with nitrogen. The mixture was cooled to 0 ° C., 12.9 mL of 1.6 M n-butyllithium was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. 1.25 g of 2,6-dimethylaniline was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. A diethyl ether solution of 15.3 g of aldehyde was added dropwise to the reaction solution, and the mixture was stirred at 35 ° C. for 3 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, ammonium chloride solution was added and stirred, and the organic layer was extracted. This organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and then the solvent was distilled off. The obtained reaction product was purified by silica gelization chromatography to obtain 6.91 g of brown liquid D-1A.

D-1A 6.59gとトルエン280mLをフラスコに入れ、窒素置換した。3-エチル-2,4-ジメチルピロール2.63gを反応溶液に加え、再度窒素置換した。メタンスルホン酸無水物4.95gを反応溶液に加え、窒素気流下、80℃で3時間加熱撹拌した。反応溶液を室温まで冷却し、重曹水を加えて撹拌し、有機層を抽出した。この有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過後溶媒を留去することにより、D-1Bを得た。 6.59 g of D-1A and 280 mL of toluene were placed in a flask and replaced with nitrogen. 2.63 g of 3-ethyl-2,4-dimethylpyrrole was added to the reaction solution and replaced with nitrogen again. 4.95 g of methanesulfonic acid anhydride was added to the reaction solution, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream. The reaction solution was cooled to room temperature, aqueous sodium hydrogen carbonate was added, and the mixture was stirred to extract the organic layer. This organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and then the solvent was distilled off to obtain D-1B.

フラスコ中のD-1Bにトルエン300mLを加え、窒素置換した。ジイソプロピルエチルアミン12.6mLを加えて、室温で15分間撹拌した。反応溶液に三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体8.90mLを加えて室温で15時間撹拌した後、水を加えて撹拌し、有機層を抽出した。この有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過後溶媒を留去した。得られた反応生成物をシリカゲル化クロマトグラフィーにより精製し、橙色粉末を得た。さらに得られた粉末に酢酸ブチル40mLを加え、140℃で30分間加熱撹拌した後、放冷した。析出した固体を濾過し、真空乾燥して、橙色粉末5.85gを得た。得られた粉末のH-NMRの分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末がピロメテン骨格を有する化合物D-1であることを確認した。
H-NMR(CDCl(d=ppm)):7.95(s、1H),7.57(d,4H),7.52-7.51(m,6H),5.96(s,1H),2.57(s,6H),2.17(s,6H),1.48-1.37(m,20H),0.99(t,3H)。
Toluene 300 mL was added to D-1B in the flask and replaced with nitrogen. 12.6 mL of diisopropylethylamine was added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes. After adding 8.90 mL of boron trifluoride diethyl ether complex to the reaction solution and stirring at room temperature for 15 hours, water was added and the mixture was stirred to extract the organic layer. This organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and then the solvent was distilled off. The obtained reaction product was purified by silica gelation chromatography to obtain an orange powder. Further, 40 mL of butyl acetate was added to the obtained powder, and the mixture was heated and stirred at 140 ° C. for 30 minutes and then allowed to cool. The precipitated solid was filtered and vacuum dried to obtain 5.85 g of orange powder. The analysis result of 1 H-NMR of the obtained powder is as follows, and it was confirmed that the orange powder obtained above was compound D-1 having a pyrromethene skeleton.
1 1 H-NMR (CDCl 3 (d = ppm)): 7.95 (s, 1H), 7.57 (d, 4H), 7.52-7.51 (m, 6H), 5.96 (s) , 1H), 2.57 (s, 6H), 2.17 (s, 6H), 1.48-1.37 (m, 20H), 0.99 (t, 3H).

Figure 2022032989000039
Figure 2022032989000039

さらに純度を上げるために昇華精製を行った。化合物D-1の入った金属容器をガラス管中に設置し、油拡散ポンプを用いて1×10-3Paの圧力下、250℃で加熱して昇華させた。ガラス管壁に付着した固体を回収し、LC-MSにより分析したところ、純度99%であった。 Sublimation purification was performed to further increase the purity. A metal container containing compound D-1 was placed in a glass tube and sublimated by heating at 250 ° C. under a pressure of 1 × 10-3 Pa using an oil diffusion pump. The solid adhering to the glass tube wall was recovered and analyzed by LC-MS. As a result, the purity was 99%.

昇華精製後のD-1について、前述の方法により評価した結果を以下に示す。
吸収スペクトル(溶媒:トルエン):λmax 515nm
発光スペクトル(溶媒:トルエン):λmax 532nm、半値幅 24nm
蛍光量子収率QY(溶媒:トルエン、励起光:460nm):89%
イオン化ポテンシャル:5.72eV
電子親和力:3.46eV
各実施例および比較例に用いたピロメテンホウ素錯体D-2~D-10の構造を以下に示す。
The results of evaluation of D-1 after sublimation purification by the above-mentioned method are shown below.
Absorption spectrum (solvent: toluene): λmax 515 nm
Emission spectrum (solvent: toluene): λmax 532 nm, half width 24 nm
Fluorescence quantum yield QY (solvent: toluene, excitation light: 460 nm): 89%
Ionization potential: 5.72 eV
Electron affinity: 3.46 eV
The structures of the pyrromethene boron complexes D-2 to D-10 used in each Example and Comparative Example are shown below.

Figure 2022032989000040
Figure 2022032989000040

ピロメテンホウ素錯体D-1~D-10の特性を表1に示す。 The characteristics of the pyrromethene boron complexes D-1 to D-10 are shown in Table 1.

Figure 2022032989000041
Figure 2022032989000041

各実施例および比較例において、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、ホスト材料、TADF材料、電子阻止層、電子輸送層、電荷発生層、電子注入層に用いた化合物の構造を以下に示す。 In each Example and Comparative Example, the structure of the compound used for the hole injection layer, the hole transport layer, the hole blocking layer, the host material, the TADF material, the electron blocking layer, the electron transport layer, the charge generation layer, and the electron injection layer. Is shown below.

Figure 2022032989000042
Figure 2022032989000042

実施例1
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38mm×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”(登録商標)56(商品名、フルウチ化学(株)製)を用いて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-CN6を10nm、続いて正孔輸送層として、HT-1を30nm蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料H-1と、化合物D-1と、TADF材料である化合物H-2とを、重量比で79.0:1.0:20になるようにして、30nmの厚さに蒸着した。続いて正孔阻止層としてET-1を10nm、電子輸送層としてET-2を40nmの厚さに積層した。次に、電子注入層として2E-1を0.5nm蒸着した後、マグネシウムと銀を100nm共蒸着して陰極とし、5mm×5mm角の発光素子を作製した。
Example 1
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 mm × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically washed for 15 minutes using "Semicoclean" (registered trademark) 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.), and then washed with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before the device was manufactured, installed in a vacuum vapor deposition apparatus, and exhausted until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 -4 Pa or less. By the resistance heating method, HAT-CN6 was first deposited at 10 nm as a hole injection layer, and then HT-1 was deposited at 30 nm as a hole transport layer. Next, as the light emitting layer, the host material H-1, the compound D-1, and the TADF material compound H-2 are mixed in a weight ratio of 79.0: 1.0: 20 to 30 nm. Vapor deposition to the thickness of. Subsequently, ET-1 was laminated to a thickness of 10 nm as a hole blocking layer, and ET-2 was laminated to a thickness of 40 nm as an electron transporting layer. Next, after depositing 2E-1 at 0.5 nm as an electron injection layer, magnesium and silver were co-deposited at 100 nm to form a cathode, and a 5 mm × 5 mm square light emitting device was produced.

得られた発光素子について前述の方法により評価したところ、発光ピーク波長533nm、半値幅24nm、外部量子効率15.3%であり、LT90は62時間であった。 When the obtained light emitting device was evaluated by the above-mentioned method, the emission peak wavelength was 533 nm, the half width was 24 nm, the external quantum efficiency was 15.3%, and the LT90 was 62 hours.

(実施例2~8、比較例1、2)
ドーパント材料としてピロメテンホウ素錯体D-1にかえて表2に記載の化合物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、発光素子材料および発光素子を作製した。評価結果を表2に示す。
(Examples 2 to 8, Comparative Examples 1 and 2)
A light emitting device material and a light emitting device were produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 2 were used instead of the pyrromethene boron complex D-1 as the dopant material. The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2022032989000043
Figure 2022032989000043

実施例9
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38mm×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)を用いて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-CN6を5nm、続いて正孔輸送層として、HT-1を50nm蒸着した。次に、正孔阻止層としてH-1を10nm、発光層として、ホスト材料H-1と、化合物D-1を、重量比で99.5:0.5になるようにして、20nmの厚さに蒸着した。さらに電子阻止層としてET-1を10nm、電子輸送層として化合物ET-3を35nmの厚さに積層した。続いてn型電荷発生層として、n型ホストである化合物ET-3と、n型ドーパントである金属リチウムを、蒸着速度比が99:1になるようにして10nm積層した。さらにp型電荷発生層としてHAT-CN6を10nm積層した。その上に上記と同様に正孔輸送層50nm、正孔阻止層10mn、発光層20nmを形成した。さらに電子阻止層としてET-2を10nm、電子輸送層としてET-3を35nm順に蒸着した。次に、電子注入層として2E-1を0.5nm蒸着した後、マグネシウムと銀を1000nm共蒸着して陰極とし、5mm×5mm角のタンデム型発光素子を作製した。
Example 9
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 mm × 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 washed with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before the device was manufactured, installed in a vacuum vapor deposition apparatus, and exhausted until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 -4 Pa or less. By the resistance heating method, HAT-CN6 was first deposited at 5 nm as a hole injection layer, and then HT-1 was deposited at 50 nm as a hole transport layer. Next, H-1 was used as the hole blocking layer at 10 nm, and the host material H-1 and the compound D-1 were used as the light emitting layer in a weight ratio of 99.5: 0.5 to a thickness of 20 nm. It was vapor-deposited. Further, ET-1 was laminated to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer, and compound ET-3 was laminated to a thickness of 35 nm as an electron transporting layer. Subsequently, as the n-type charge generation layer, the compound ET-3, which is an n-type host, and metallic lithium, which is an n-type dopant, were laminated at 10 nm so that the vapor deposition rate ratio was 99: 1. Further, HAT-CN6 was laminated at 10 nm as a p-type charge generation layer. A hole transport layer of 50 nm, a hole blocking layer of 10 mn, and a light emitting layer of 20 nm were formed on the hole transport layer in the same manner as described above. Further, ET-2 was deposited at 10 nm as an electron blocking layer, and ET-3 was deposited at 35 nm as an electron transporting layer. Next, after depositing 2E-1 at 0.5 nm as an electron injection layer, magnesium and silver were co-deposited at 1000 nm to form a cathode, and a tandem type light emitting device of 5 mm × 5 mm square was produced.

得られた発光素子について前述の方法により評価したところ、発光ピーク波長533nm、半値幅24nm、外部量子効率7.9%、LT90は92時間であった。発光層が1層のみの実施例1と比べ、耐久性が向上していることが確認された。 When the obtained light emitting device was evaluated by the above-mentioned method, the emission peak wavelength was 533 nm, the half width was 24 nm, the external quantum efficiency was 7.9%, and the LT90 was 92 hours. It was confirmed that the durability was improved as compared with Example 1 in which the light emitting layer was only one layer.

Claims (14)

下記一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体からなる発光素子材料。
Figure 2022032989000044
(上記一般式(1)中、R~Rは、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基からなる群から選択される。RおよびRの一方は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、水酸基、チオール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールエーテル基、置換もしくは無置換のアリールチオエーテル基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基および置換もしくは無置換のボリル基からなる群より選ばれ、他方は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、水酸基、チオール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールエーテル基、置換もしくは無置換のアリールチオエーテル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基および置換もしくは無置換のボリル基からなる群より選ばれる。ただし、RおよびRは異なる基である。
およびXは、同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、水酸基、ハロゲン原子、およびシアノ基からなる群から選択される。
は、置換もしくは無置換のアリール基、および置換もしくは無置換のヘテロアリール基からなる群から選択される。)
A light emitting device material composed of a pyrromethene boron complex represented by the following general formula (1).
Figure 2022032989000044
(In the above general formula (1), R 1 to R 4 may be the same or different, and are independently selected from the group consisting of substituted or unsubstituted alkyl groups and substituted or unsubstituted cycloalkyl groups. One of R 5 and R 6 is a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkenyl group. Alkinyl group, hydroxyl group, thiol group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted arylether group, substituted or unsubstituted arylthioether group, substituted or unsubstituted heterocyclic group. , Substituted or unsubstituted amino group, substituted or unsubstituted silyl group, substituted or unsubstituted siroxanyl group and substituted or unsubstituted boryl group, the other is hydrogen atom, substituted or unsubstituted. Alkyl groups, substituted or unsubstituted cycloalkyl groups, substituted or unsubstituted alkenyl groups, substituted or unsubstituted cycloalkenyl groups, substituted or unsubstituted alkynyl groups, hydroxyl groups, thiol groups, substituted or unsubstituted alkoxy groups, Substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted aryl ether group, substituted or unsubstituted arylthio ether group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group, substituted or unsubstituted heterocycle It is selected from the group consisting of a group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted siroxanyl group and a substituted or unsubstituted boryl group, except that R 5 and R 6 are different groups. Is.
X 1 and X 2 may be the same or different, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted aryloxy group, hydroxyl group, It is selected from the group consisting of halogen atoms and cyano groups.
R7 is selected from the group consisting of substituted or unsubstituted aryl groups and substituted or unsubstituted heteroaryl groups. )
およびRの一方が、置換もしくは無置換のアルキル基、および置換もしくは無置換のシクロアルキル基からなる群から選択される請求項1に記載の発光素子材料。 The light emitting element material according to claim 1, wherein one of R 5 and R 6 is selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group and a substituted or unsubstituted cycloalkyl group. およびRの一方が、置換もしくは無置換のアルキル基、および置換もしくは無置換のシクロアルキル基からなる群から選択され、他方が水素である請求項2に記載の発光素子材料。 The light emitting element material according to claim 2, wherein one of R 5 and R 6 is selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group and a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, and the other is hydrogen. およびXが、同一でも異なっていてもよく、少なくとも一つのハロゲンで置換されたアルキル基、少なくとも一つのハロゲンで置換されたアリール基、少なくとも一つのハロゲンで置換されたアルコキシ基、少なくとも一つのハロゲンで置換されたアリールエーテル基、ハロゲン原子、およびシアノ基からなる群より選ばれる、請求項1~3のいずれかに記載の発光素子材料。 X 1 and X 2 may be the same or different, at least one halogen substituted alkyl group, at least one halogen substituted aryl group, at least one halogen substituted alkoxy group, at least one. The light emitting element material according to any one of claims 1 to 3, which is selected from the group consisting of an aryl ether group substituted with one halogen, a halogen atom, and a cyano group. およびXが、フッ素原子である請求項4に記載の発光素子材料。 The light emitting device material according to claim 4, wherein X 1 and X 2 are fluorine atoms. 波長500nm以上550nm以下の範囲に発光スペクトルのピーク波長を有する請求項1~5のいずれかに記載の発光素子材料。 The light emitting device material according to any one of claims 1 to 5, which has a peak wavelength of a light emitting spectrum in a wavelength range of 500 nm or more and 550 nm or less. 陽極と陰極の間に、請求項1~6のいずれかに記載の発光素子材料を含有する発光層を有する、電気エネルギーにより発光する発光素子。 A light emitting device that emits light by electric energy and has a light emitting layer containing the light emitting device material according to any one of claims 1 to 6 between an anode and a cathode. 前記発光層が、第一の化合物とドーパントである第二の化合物を有し、第二の化合物が、前記一般式(1)で表されるピロメテンホウ素錯体である請求項7に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 7, wherein the light emitting layer has a first compound and a second compound which is a dopant, and the second compound is a pyrromethene boron complex represented by the general formula (1). .. 前記第一の化合物が、熱活性化遅延蛍光性の化合物である請求項7または8に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 7 or 8, wherein the first compound is a thermally activated delayed fluorescent compound. 前記発光層がさらに第三の化合物を含み、該第三の化合物の一重項エネルギーが前記第一の化合物の一重項エネルギーよりも大きい請求項9に記載の発光素子。 The light emitting element according to claim 9, wherein the light emitting layer further contains a third compound, and the singlet energy of the third compound is larger than the singlet energy of the first compound. 陽極と陰極の間に2層以上の発光層を有し、それぞれの発光層と発光層の間に1層以上の電荷発生層を有する請求項7~10のいずれかに記載の発光素子。 The light emitting device according to any one of claims 7 to 10, further comprising two or more light emitting layers between the anode and the cathode, and one or more charge generating layers between the respective light emitting layers and the light emitting layers. 陰極と発光層の間に、電子注入層および電子輸送層を陰極側からこの順に有する請求項7~11のいずれかに記載の発光素子。 The light emitting device according to any one of claims 7 to 11, wherein an electron injection layer and an electron transport layer are provided between the cathode and the light emitting layer in this order from the cathode side. 前記電荷発生層および/または電子注入層に下記一般式(3)で表されるフェナントロリン誘導体を含有する請求項11または12に記載の発光素子。
Figure 2022032989000045
(Arは、p価の芳香族炭化水素基、およびp価の芳香族複素環基からなる群より選ばれる。pは1~3の自然数である。R~R15は、それぞれ同じでも異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基からなる群より選ばれる。)
The light emitting device according to claim 11 or 12, wherein the charge generation layer and / or the electron injection layer contains a phenanthroline derivative represented by the following general formula (3).
Figure 2022032989000045
(Ar 1 is selected from the group consisting of a p-valent aromatic hydrocarbon group and a p-valent aromatic heterocyclic group. P is a natural number of 1 to 3. R 8 to R 15 are the same, respectively. It may be different and is selected from the group consisting of hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, aryl group and heteroaryl group.)
トップエミッション型有機電界発光素子である請求項7~11のいずれかに記載の発光素子。 The light emitting device according to any one of claims 7 to 11, which is a top emission type organic electroluminescent element.
JP2021126483A 2020-08-11 2021-08-02 Light-emitting element material formed by pyrromethene boron complex and light-emitting element using the same Pending JP2022032989A (en)

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