JP4992183B2 - 発光層形成材料及び有機電界発光素子 - Google Patents
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
- Y02T90/167—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
- Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
- Y04S30/12—Remote or cooperative charging
Description
1)交流駆動が必要(50〜1000Hz)、
2)駆動電圧が高い(〜200V)、
3)フルカラー化が困難(特に青色)、
4)周辺駆動回路のコストが高い、という問題点を有している。
等の単結晶を用いたEL素子と比較して発光効率の大幅な改善がなされている。また、例えば、8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレーザー用蛍光色素をドープすること(非特許文献2参照:J.Appl. Phys., 65巻, 3610頁,1989年)で、発光効率の向上や発光波長の変換等も行われており、実用特性に近づいている。
リジウム錯体(T−2)を発光層にドープすることで、さらに緑色発光で効率が大きく改善されている(非特許文献5:Appl.Phys. Lett., 75巻,4頁,1999年)。
しかしながら、前述の文献に記載の燐光分子(T−2)を用いた有機電界発光素子は、高効率発光ではあるが、駆動安定性が実用には不十分であり(非特許文献6参照:Jpn.J.
Appl. Phys., 38巻,L1502頁,1999年)、高効率な表示素子の実現は困難な状況である
。
また、燐光素子の寿命を改善することを目的とした別の手法として特許文献1(US2002/0074935 A1)には、NPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-alpha-napthylbenzidine)とAlq3(8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体)を混合したホスト材料と、これにPtOEP(2,3,7,8,12,12,17,18-octaethyl-21H,23H-porphineplatinum II)、または、BTPIr(bis(2-(2'-benzo[4,5-a]thienylpyridinato-N,C3')iridium(III)-
acetylacetonate)を燐光ドーパントとすることが記載されている。
上述の理由から、発光層中での速やかな電荷の再結合とドーパントの高発光効率の実現、あるいは発光層を通過する正孔が電子輸送層へ抜けるのを阻止すること、および正孔阻止材料自体が電気的酸化還元耐久性を有していることが必要であり、高発光効率かつ安定な素子を作製するための材料および素子構造に対して、更なる改良検討が望まれていた。
尚、ここで言う「異なる2種類以上の電荷輸送性化合物」とは、少なくとも1つは正孔輸送性を有する材料であり、少なくとも1つは電子輸送性を有する材料である。
すなわち、本発明は、異なる2種類以上の電荷輸送性化合物からなるホスト材料と、周
期律表第7〜11族から選ばれる少なくとも1つの金属を含む有機金属錯体からなるドーパント材料を組み合わせてなる、発光層形成材料において、
該異なる2種類以上の電荷輸送性化合物の少なくとも1つが、下記一般式(1)で示される化合物であり、
(一般式(1)中、
R1〜R3は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、シアノ基、水酸基、メルカプト基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいシリル基、置換基を有していてもよいボリル基、置換基を有していてもよいホスフィノ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、これらが有しうる置換基は、アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基である。ピリジン環の3位、5位は、アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。
nは、1〜8の整数である。
nが1の時の、Q1は、ピリジン環の置換基或いは水素原子である。
nが2以上の時の、Q1は、n価の連結基であり、直接結合、置換基を有していてもよい
アルケン基、置換基を有していてもよいアルキン基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基、或いは、これらが2つ以上連結してなる基を表し、これらが有しうる置換基は、水素原子、メチル基、またはフェニル基である。
Q1は、ピリジン環の2〜6位のいずれか1つと直接結合する。但し、Q1が、ピリジン環の2,4,6位のいずれかに結合する場合は、その結合位置にあるR1〜R3のいずれか
がQ1となる。
nが2以上の時、化合物中に複数個含まれるR1〜R3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、nが2以上の時、ピリジン環がQ1と結合する位置は、それぞれ同一の位置であ
っても異なっていてもよい。)
また、該異なる2種類以上の電荷輸送性化合物の少なくとも他の1つが、下記一般式(2)で示される化合物であり、
(一般式(2)中、
R4は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアラル
キル基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、シアノ基、水酸基、メルカプト基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいシリル基、置換基を有していてもよいボリル基、置換基を有していてもよいホスフィノ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、これらが有しうる置換基は、アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基である。
カルバゾール環は、R4以外にも芳香族炭化水素基或いは芳香族複素環基で置換されていても良い。
mは、1〜6の整数である。
mが1の時の、Q2は、カルバゾール環の置換基或いは水素原子である。
mが2以上の時の、Q2は、m価の連結基であり、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルケン基、置換基を有していてもよいアルキン基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基、或いは、これらが2つ以上連結してなる基を表し、これらが有しうる置換基は、水素原子、メチル基、またはフェニル基である。
Q2は、カルバゾール環の1〜9位のいずれか1つと直接結合する。但し、Q2が、カルバゾール環の9位に結合する場合は、R4がQ2となる。
mが2以上の時の、化合物中に複数個含まれるR4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、mが2以上の時、カルバゾール環がQ2と結合する位置は、それぞれ同一の位置であっても異なっていてもよい。)
また、前記一般式(1)又は(2)で表される化合物について、5〜10Kに冷却して測定した燐光スペクトルの最もエネルギーの高い(波長の短い)ピーク波長(λT1[nm])を用いて、以下の関係式から求めた励起三重項準位(T1)が、2.2eV以上であることを特徴とする、発光層形成材料に存する。
T1[eV]=1240/λT1[nm]
従って、本発明による有機電界発光素子はフラットパネル・ディスプレイ(例えばOAコンピュータ用や壁掛けテレビ)、車載表示素子、携帯電話表示や面発光体としての特徴を生かした光源(例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源)、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。
本発明は、励起三重項準位(T1)が2.2eV以上の異なる2種類以上の電荷輸送性化合物からなるホスト材料と、周期律表第7〜11族から選ばれる少なくとも1つの金属を含む有機金属錯体からなるドーパント材料を組み合わせてなる、発光層形成材料である。
a)全てが混合された単一の組成物である形態
b)その一部が混合された組成物で、残部が単一の材料である組合せ(セット)形態、或いは、複数の、混合された組成物の組合せ(セット)形態、
c)各化合物毎に、それぞれ個別に封入されるが、組合せ材料としてセットで供給される形態
が挙げられる。
、γ−ブトロラクトン、安息香酸メチル等のエステル系溶媒、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒、ベンゼン、キシレン、ピリジン等の芳香族系溶媒等が挙げられる。
なお、上記媒体中のホスト材料、ドーパント材料は、各々トータル濃度として、通常、0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、通常、50重量%以下、好ましくは10重量%以下の範囲で選択するのがよい。上限を超えると媒体中のホスト材料、ドーパント材料が析出しやすく、下限を下回ると均一な塗布膜が形成し難い。
(ホスト材料)異なる2種類以上の電荷輸送性化合物
本発明における「異なる2種類以上の電荷輸送性化合物」とは、少なくとも1つは正孔輸送性を有する化合物であり、少なくとも1つは電子輸送性を有する化合物であることが好ましい。
また、発光層中では正孔および電子の両方が存在するため、発光層中の電荷輸送性化合物には輸送する電荷とは逆の電荷に対する安定性が良いことが、より好ましい。具体的には、正孔輸送性化合物については還元安定性が、電子輸送性化合物については酸化安定性がそれぞれ良いことがより好ましい。
加えて、これらの電荷輸送性化合物には2.2eV以上の励起三重項準位が求められる。励起三重項準位は発光色、並びに発光効率と相関があり、特に青色等の短波長で燐光を示すドーパント材料を効率よく発光させるためには、より高い励起三重項準位が必要となる。本発明の発光層に用いられる電荷輸送性化合物の励起三重項準位は通常2.2eV以上であり、好ましくは2.4eV以上、より好ましくは2.6eV以上である。また、好ましくは3.4eV以下であり、より好ましくは3.2eV以下である。
本発明で用いる異なる2種類以上の電荷輸送性化合物は、少なくとも1種以上の正孔輸送性化合物と、少なくとも1種以上の電子輸送性化合物であることが好ましい。但し、蒸着による薄膜形成を行う場合にはドーパント材料と併せると合計3種類以上となり薄膜形成が煩雑となるため、電荷輸送性化合物は2種類が好ましい。塗布による薄膜形成を行う場合は2種類以上用いることができるが、好ましくは4種以下更に好ましくは2種類である。
このような電荷輸送性化合物の分子量は、通常、4000以下、好ましくは3000以下、より好ましくは2000以下であり、また通常200以上、好ましくは300以上、より好ましくは400以上である。分子量が上限値を越えると、昇華性が著しく低下して電界発光素子を製作する際に蒸着法を用いる場合において支障を来したり、あるいは有機溶媒などへの溶解性の低下や、合成工程で生じる不純物成分の増加に伴って、材料の高純度化(すなわち劣化原因物質の除去)が困難になる場合があり、また分子量が下限値を下回ると、ガラス転移温度および、融点、気化温度などが低下するため、耐熱性が著しく損なわれるおそれがある。
1/Tghost=(WA/TgA+WB/TgB+…)
Tghost:発光層のホスト材料全体のガラス転移温度
TgA:用いた電荷輸送性化合物Aのガラス転移温度
TgB:用いた電荷輸送性化合物Bのガラス転移温度
WA:用いた電荷輸送性化合物Aの重量比
WB:用いた電荷輸送性化合物Bの重量比
2種類の電荷輸送性化合物を用いた場合は、以下の式であらわされる。
1/Tghost=(WA/TgA+WB/TgB)
よって、Tghostが通常で、80℃以上、より好ましくは100℃以上になるように用いる電荷輸送性化合物の種類、および配合比を選定することが求められる。
(電荷輸送性化合物の具体例)
(電子輸送性を有する化合物)
本発明で用いられる電荷輸送性化合物のうち電子輸送性を有する化合物としては、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン(米国特許第 5,645,948号)、キノキサリン化合物(特開平6−207169号公報)、フェナントロリン誘導体(特開平5−331459号公報)、含ホウ素化合物(WO 00/40586号公報)、含ピリジン環化合物などが挙げられる。
ピリジン環を有する化合物のうち、下記一般式(1)で示される化合物が更に好ましい。
ピリジン環の3位、5位は、置換されていてもよい。
nは、1〜8の整数である。
nが1の時の、Q1は、ピリジン環の置換基或いは水素原子である。
nが2以上の時の、Q1は、n価の連結基である。
Q1は、ピリジン環の2〜6位のいずれか1つと直接結合する。但し、Q1が、ピリジン環の2,4,6位のいずれかに結合する場合は、その結合位置にあるR1〜R3のいずれかがQ1となる。
nが2以上の時、化合物中に複数個含まれるR1〜R3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、nが2以上の時、ピリジン環がQ1と結合する位置は、それぞれ同一の位置であっ
ても異なっていてもよい。
(n)
前記一般式(1)で表される化合物の取りうるnの値は、1〜8の整数であるが、分子内にピリジン環を2つ以上有している場合に優れた耐久性を発揮可能であり、これによって優れた電子輸送性と広い酸化還元電位差を発現する。他方、ピリジン環基が多すぎると化合物としての塩基性が強くなりすぎ、発光層やこれに接する層などに含まれる場合、長時間の電界印加により、発光層に含まれる錯体との間で配位子交換を生じる危険性がある。そうした観点から、Q1と結合したピリジン環の数を表すnは2以上が好ましく、8以下が好ましく、6以下がより好ましく、4以下が更に好ましく、3以下が最も好ましい。
(一般式(1)の分子量等)
上記一般式(1)で表される化合物の分子量は、通常、4000以下、好ましくは3000以下、より好ましくは2000以下であり、また通常200以上、好ましくは300以上、より好ましくは400以上である。分子量が上限値を越えると、昇華性が著しく低下して電界発光素子を製作する際に蒸着法を用いる場合において支障を来したり、あるいは有機溶媒などへの溶解性の低下や、合成工程で生じる不純物成分の増加に伴って、材料の高純度化(すなわち劣化原因物質の除去)が困難になる場合があり、また分子量が下限値を下回ると、ガラス転移温度および、融点、気化温度などが低下するため、耐熱性が著しく損なわれるおそれがある。
(Q1)
本発明における連結基Q1とは、基本的にピリジン環に連結する基であれば、特に制限
はない。
以上の時の、Q1は、n価の連結基である。
Q1は、ピリジン環の2〜6位のいずれか1つと直接結合するが、Q1が、ピリジン環の2,4,6位のいずれかに結合する場合は、その結合位置にあるR1〜R3のいずれかがQ1となる。
異なっていてもよい。
ピリジン環の数を表すnが2以上であるとき、本発明に記載の連結基Q1は、ピリジン
環同士を繋ぐ直接結合、または(ジアリールアミン骨格を持たない)任意の連結基を適用可能である。
直接結合、
置換基を有していてもよいアルケン基(アルケン由来の基)、
置換基を有していてもよいアルキン基(アルキン由来の基)、
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基(例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテンなど由来のn価の基が含まれる)
または置換基を有していてもよい芳香族複素環基(例えばフラン環、チオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、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、シノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環など由来のn価の基が含まれる)、
或いは、これらが2つ以上連結してなる基、
などが挙げられる。
は、ピリジン環間が、直接結合、
いしG3は各々独立に、水素原子または任意の置換基を表すか、あるいは、Q1の例として前述した芳香族炭化水素や芳香族複素環の一部を構成する。なお、同一のQ1基中に含ま
れるG1ないしG3は、各々、同一であっても異なっていてもよい。)
これらの中でも、ピリジン環間が
における芳香族炭化水素基の一部を構成する場合が、特に好ましい。
連結基Q1として、好ましい具体例を以下に示す(Z−1〜Z−173)。
Z−1(直接結合),Z−2〜69,79,82,84,89,96,103,105,108,109,111〜114,117,118,121,124,167,170が好ましく、
Z−2,8,11〜13,15,17,19,20,22,23〜25,27〜30,34,37,44,47〜61,63〜69,89,105,109,114,124,167,170がより好ましく、
Z−2,8,12,13,15,17,19,20,22,23,25,27〜30,34,37,44,47〜50,63,64,66,67,89,109,114,124,167が更に好ましく、
Z−2,8,12,13,15,17,19,20,23,28〜30,34,66が最も好ましい。
リールスルフィド骨格を持たない)任意の置換基を有してもよく、
例としては、
ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、
置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1から8の直鎖または分岐のアルキル基であり、たとえばメチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアルケニル基(たとえば、炭素数1から8のアルケニル基であり、たとえばビニル、アリル、1-ブテニル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアルキニル基(たとえば、炭素数1から8のアルキニル基であり、たとえばエチニル、プロパルギル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアラルキル基(たとえば、炭素数1から8のアラルキル基であり、たとえばベンジル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアシル基(好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基であり、たとえばホルミル、アセチル、ベンゾイル基などが含
まれる)、
置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基(好ましくは置換基を有してもよい炭素数2〜13のアルコキシカルボニル基であり、たとえばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基(好ましくは置換基を有してもよい炭素数2〜13のアリールオキシカルボニル基であり、たとえばアセトキシ基などが含まれる)、
カルボキシル基、
アルキル基、アラルキル基、アリール基の何れかである。Rbは水素原子または任意の置
換基であり、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、アラルキル基、アリール基の何れかである。)、
シアノ基、
置換基を有していてもよいシリル基(たとえばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいボリル基(たとえばジメシチルボリル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいホスフィノ基(たとえばジフェニルホスフィノ基などが含まれる)、
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基(例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などが含まれる)
または置換基を有していてもよい芳香族複素環基(例えばフラン環、チオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、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、シノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などが含まれる)を表す)
などが挙げられ、分子振動を制限する観点から、より好ましくは水素原子、メチル基、またはフェニル基であり、最も好ましくは水素原子である。
(R1〜R3)
一般式(1)におけるR1ないしR3は、各々独立に任意の置換基を表す。また、nが2以上の時、化合物中に複数個含まれるR1ないしR3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。R1ないしR3に用いうる任意の基として、具体的には、例えば
置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1から8の直鎖または分岐のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアルケニル基(好ましくは、炭素数2から9のアルケニル基であり、例えばビニル、アリル、1-ブテニル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアルキニル基(好ましくは、炭素数2から9のアルキニル基であり、例えばエチニル、プロパルギル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアラルキル基(好ましくは、炭素数7から15のアラルキル基であり、例えばベンジル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアミノ基
[好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数1から8のアルキル基を1つ以上有するアルキルアミノ基(例えばメチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基を有するアリールアミノ基(例えばフェニルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよい、5または6員環の芳香族複素環を有するヘテロアリールアミノ基(例えばピリジルアミノ、チエニルアミノ、ジチエニルアミノ基などが含まれる。)、
置換基を有していてもよい、炭素数2〜10のアシル基を有するアシルアミノ基(例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノ基などが含まれる。)]、
置換基を有していてもよいアルコキシ基(好ましくは置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基であり、たとえばメトキシ、エトキシ、ブトキシ基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素基を有するものであり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ基などが含まれる。)、
置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基(好ましくは5または6員環の芳香族複素環基を有するものであり、例えばピリジルオキシ、チエニルオキシ基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアシル基(好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数2〜10のアシル基であり、例えばホルミル、アセチル、ベンゾイル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基(好ましくは置換基を有していてもよい炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基(好ましくは置換基を有していてもよい炭素数7〜13のアリールオキシカルボニル基であり、例えばフェノキシカルボニル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアルキルカルボニルオキシ基(好ましくは置換基を有していてもよい炭素数2〜10のアルキルカルボニルオキシ基であり、例えばアセトキシ基などが含まれる。)、
ハロゲン原子(特に、フッ素原子または塩素原子)
カルボキシル基、
シアノ基、
水酸基、
メルカプト基、
置換基を有していてもよいアルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜8までのアルキルチオ基であり、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基などが含まれる。)、
置換基を有していてもよいアリールチオ基(好ましくは炭素数6〜12までのアリール
チオ基であり、例えば、フェニルチオ基、1―ナフチルチオ基などが含まれる。)、
置換基を有していてもよいスルホニル基(例えばメシル基、トシル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいシリル基(例えばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいボリル基(例えばジメシチルボリル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいホスフィノ基(例えばジフェニルホスフィノ基などが含まれる)、
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基(例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの、5または6員環の単環または2〜5縮合環由来の1価の基が含まれる)
または置換基を有していてもよい芳香族複素環基(例えばフラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、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、シノリン環、キノキサリン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環などの、5または6員環の単環または2〜4縮合環由来の1価の基が含まれる)などが挙げられる。
などの、炭素数1〜6程度のアルキル基;フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基などの、炭素数6〜18程度の芳香族炭化水素基;トリル基、メシチル基、2,6−ジメチルフェニル基などの、総炭素数7〜30程度のアルキル置換芳香族炭化水素基、などが挙げられる。
アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基として、具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基などの、炭素数1〜6程度
のアルキル基;フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基などの、炭素数6〜18程度の芳香族炭化水素基;トリル基、メシチル基、2,6−ジメチルフェニル基などの、総炭素数7〜30程度のアルキル置換芳香族炭化水素基、などが挙げられる。
前記例示構造のうち、広い酸化還元電位差を与える観点から、R−1〜6、10〜13、33、34、38、45、48が好ましく、R−1〜6、48がより好ましく、R−1〜3、48が最も好ましい。
(ピリジン環の置換基)
ピリジン環の3位、5位は、R1ないしR3に用いうる任意の基として具体的に挙げた、いずれの基で置換されていてもよいが、電気的酸化還元耐久性を向上させる観点および耐熱性を向上させるから、芳香族炭化水素基或いは芳香族複素環基であることが好ましい。(一般式(1)の具体例)
以下に、本発明の前記一般式(1)で表される化合物として好ましい具体的な例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、本発明で用いられる電荷輸送性化合物のうち正孔輸送性を有する化合物としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニルで代表される2個以上の3級アミンを含み2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン(特開平5−234681号公報)、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等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物(J. Lumin., 72−74巻、985頁、1997年)、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物(Chem. Commun.,2175頁、1996年)、2,2’,7,7’−テトラキス−(ジフェニルアミノ)−9,9’−スピロビフルオレン等のスピロ化合物(Synth. Metals, 91巻、209頁、1997年)、4,4'−N,N'−ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール誘導体(WO 00/70655号公報)、等が挙げられる。
上記の化合物のうち、カルバゾール環を有する化合物(カルバゾール誘導体やポリビニルカルバゾールなど)は励起三重項準位(T1)が高く、より好ましい。
R4は、各々独立に、任意の置換基或いはQ2を表す。
カルバゾール環は、R4以外にも置換基を有していても良い。
mは、1〜6の整数である。
mが1の時の、Q2は、カルバゾール環の置換基或いは水素原子である。
mが2以上の時の、Q2は、m価の連結基である。
Q2は、カルバゾール環の1〜9位のいずれか1つ、またはR4と直接結合する。但し、Q2が、カルバゾール環の9位に結合する場合は、R4がQ2となる。
mが2以上の時の、化合物中に複数個含まれるR4は、それぞれ同一であっても異なって
いてもよい。
また、mが2以上の時、カルバゾール環がQ2と結合する位置は、それぞれ同一の位置で
あっても異なっていてもよい。
(m)
前記一般式(2)で表される化合物の取りうるmの値は、1〜6の整数であるが、分子内にカルバゾール環を2つ以上有している場合に優れた耐久性を発揮可能であり、これによって優れた正孔輸送性と広い酸化還元電位差を発現する。他方、カルバゾール環が多すぎると化合物としての酸性が強くなりすぎ、発光層やこれに接する層などに含まれる場合、長時間の電界印加により還元劣化される危険性がある。そうした観点から、Q2と結合したカルバゾール環の数を表すmは2以上が好ましく、6以下が好ましく、4以下が更に好ましく、3以下が最も好ましい。
(一般式(2)の分子量等)
上記一般式(2)で表される化合物の分子量は、通常、4000以下、好ましくは3000以下、より好ましくは2000以下であり、また通常200以上、好ましくは300以上、より好ましくは400以上である。分子量が上限値を越えると、昇華性が著しく低下して電界発光素子を製作する際に蒸着法を用いる場合において支障を来したり、あるいは有機溶媒などへの溶解性の低下や、合成工程で生じる不純物成分の増加に伴って、材料の高純度化(すなわち劣化原因物質の除去)が困難になる場合があり、また分子量が下限値を下回ると、ガラス転移温度および、融点、気化温度などが低下するため、耐熱性が著しく損なわれるおそれがある。
(Q2)
本発明における連結基Q2とは、基本的にカルバゾール環に連結する基であれば、特に
制限はない。すなわち、mが1の時の、Q2は、カルバゾール環の置換基或いは水素原子
であり、mが2以上の時の、Q2は、m価の連結基である。
また、mが2以上の時、カルバゾール環がQ2と結合する位置は、それぞれ同一の位置
であっても異なっていてもよい。
カルバゾール環の数を表すmが2以上であるとき、本発明に記載の連結基Q2は、任意
の連結基を適用可能である。
置換基を有していてもよいアミノ基、
置換基を有していてもよいアルケン基、
置換基を有していてもよいアルキン基、
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基(例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテンなど由来のm価の基が含まれる)
または置換基を有していてもよい芳香族複素環基(例えばフラン環、チオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、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、シノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環など由来のm価の基が含まれる)、
或いは、これらが2つ以上連結してなる基、
などが挙げられる。
ZZ−2〜69,79,82,84,89,96,103,105,108,109,111〜114,117,118,121,124,167,170,174〜183が好ましく、
ZZ−2,8,11〜13,15,17,19,20,22,23〜25,27〜30,34,37,44,47〜61,63〜69,89,105,109,114,124,167,170,174〜183がより好ましく、
ZZ−2,8,12,13,15,17,19,20,22,23,25,27〜30,34,37,44,47〜50,63,64,66,67,89,109,114,124,167,174〜183が更に好ましく、
ZZ−2,8,12,13,15,17,19,20,23,28〜30,34,66,174〜178,182〜183が最も好ましい。
例としては、
ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、
置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1から8の直鎖または分岐のアルキル基であり、たとえばメチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアルケニル基(たとえば、炭素数1から8のアルケニル基であり、たとえばビニル、アリル、1-ブテニル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアルキニル基(たとえば、炭素数1から8のアルキニル基であり、たとえばエチニル、プロパルギル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアラルキル基(たとえば、炭素数1から8のアラルキル基であり、たとえばベンジル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアシル基(好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基であり、たとえばホルミル、アセチル、ベンゾイル基などが含
まれる)、
置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基(好ましくは置換基を有してもよい炭素数2〜13のアルコキシカルボニル基であり、たとえばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基(好ましくは置換基を有してもよい炭素数2〜13のアリールオキシカルボニル基であり、たとえばアセトキシ基などが含まれる)、
カルボキシル基、
アルキル基、アラルキル基、アリール基の何れかである。Rbは水素原子または任意の置
換基であり、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、アラルキル基、アリール基の何れかである。)、
シアノ基、
置換基を有していてもよいシリル基(たとえばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいボリル基(たとえばジメシチルボリル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいホスフィノ基(たとえばジフェニルホスフィノ基などが含まれる)、
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基(例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン
環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などが含まれる)
または置換基を有していてもよい芳香族複素環基(例えばフラン環、チオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、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、シノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などが含まれる)を表す)
などが挙げられ、分子振動を制限する観点から、より好ましくは水素原子、メチル基、またはフェニル基であり、最も好ましくは水素原子である。
(R4)
一般式(2)におけるR4は、任意の置換基或いは前述のQ2を表す。mが2以上の時の、化合物中に複数個含まれるR4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。R4に用いうる任意の基として、具体的には、例えば
置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1から8の直鎖または分岐のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアルケニル基(好ましくは、炭素数2から9のアルケニル基であり、例えばビニル、アリル、1-ブテニル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアルキニル基(好ましくは、炭素数2から9のアルキニル基であり、例えばエチニル、プロパルギル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアラルキル基(好ましくは、炭素数7から15のアラルキル基であり、例えばベンジル基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよいアミノ基
[好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数1から8のアルキル基を1つ以上有するアルキルアミノ基(例えばメチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基を有するアリールアミノ基(例えばフェニルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ基などが挙げられる。)、
置換基を有していてもよい、5または6員環の芳香族複素環を有するヘテロアリールアミノ基(例えばピリジルアミノ、チエニルアミノ、ジチエニルアミノ基などが含まれる。)、
置換基を有していてもよい、炭素数2〜10のアシル基を有するアシルアミノ基(例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノ基などが含まれる。)]、
置換基を有していてもよいアルコキシ基(好ましくは置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基であり、たとえばメトキシ、エトキシ、ブトキシ基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素基を有するものであり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ基などが含まれる。)、
置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基(好ましくは5または6員環の芳香族複素環基を有するものであり、例えばピリジルオキシ、チエニルオキシ基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアシル基(好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数2〜10のアシル基であり、例えばホルミル、アセチル、ベンゾイル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基(好ましくは置換基を有していてもよい炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基(好ましくは置換基を有していてもよい炭素数7〜13のアリールオキシカルボニル基であり、例えばフェノキシカルボニル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいアルキルカルボニルオキシ基(好ましくは置換基を有していてもよい炭素数2〜10のアルキルカルボニルオキシ基であり、例えばアセトキシ基などが含まれる。)、
ハロゲン原子(特に、フッ素原子または塩素原子)
カルボキシル基、
シアノ基、
水酸基、
メルカプト基、
置換基を有していてもよいアルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜8までのアルキルチオ基であり、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基などが含まれる。)、
置換基を有していてもよいアリールチオ基(好ましくは炭素数6〜12までのアリール
チオ基であり、例えば、フェニルチオ基、1―ナフチルチオ基などが含まれる。)、
置換基を有していてもよいスルホニル基(例えばメシル基、トシル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいシリル基(例えばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいボリル基(例えばジメシチルボリル基などが含まれる)、
置換基を有していてもよいホスフィノ基(例えばジフェニルホスフィノ基などが含まれる)、
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基(例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの、5または6員環の単環または2〜5縮合環由来の1価の基が含まれる)
または置換基を有していてもよい芳香族複素環基(例えばフラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、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、シノリン環、キノキサリン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環などの、5または6員環の単環または2〜4縮合環由来の1価の基が含まれる)などが挙げられる。
などの、炭素数1〜6程度のアルキル基;フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基などの、炭素数6〜18程度の芳香族炭化水素基;トリル基、メシチル基、2,6−ジメチルフェニル基などの、総炭素数7〜30程度のアルキル置換芳香族炭化水素基、などが挙げられる。
アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基として、具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基などの、炭素数1〜6程度
のアルキル基;フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基などの、炭素数6〜18程度の芳香族炭化水素基;トリル基、メシチル基、2,6−ジメチルフェニル基などの、総炭素数7〜30程度のアルキル置換芳香族炭化水素基、などが挙げられる。
前記例示構造のうち、広い酸化還元電位差を与える観点から、R−1〜6、10〜13、33、34、38、45、48が好ましく、R−1〜6、48がより好ましく、R−1〜3、48が最も好ましい。
いてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基(中でも炭素数6〜12程度の芳香族炭化水素基)、或いはQ2が好ましく、大きな還元電位を持たせ
る観点からは、Q2、水素原子またはフェニル基が特に好ましい。
(カルバゾール環の置換基)
カルバゾール環のR4以外に有していても良い置換基としては、R4に用いうる任意の基として具体的に挙げた、いずれの基で置換されてもよいが、電気的酸化還元耐久性を向上させる観点および耐熱性を向上させるから、芳香族炭化水素基或いは芳香族複素環基であることが好ましい。
(一般式(2)の具体例)
以下に、本発明の前記一般式(2)で表される化合物として好ましい具体的な例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明において、発光層ホストに用いる異なる2種の電荷輸送性化合物として、ピリジン環を有する化合物とカルバゾール環を有する化合物を併せて用いることが特に好ましい。この理由として以下の5点が上げられる。
1)カルバゾール環を有する化合物、ピリジン環を有する化合物のそれぞれが
高い励起三重項準位(T1)を有する
2)カルバゾール環を有する化合物のHOMO(最高非占分子軌道)が発光層
と隣接する正孔輸送層のHOMOに近く、正孔が注入されやすい
3)ピリジン環を有する化合物のLUMO(最低空分子軌道)が発光層と隣接
する電子輸送層または正孔阻止層のLUMOに近く、電子が注入されやすい
4)カルバゾール環を有する化合物、ピリジン環を有する化合物のそれぞれが
高い電荷移動度(それぞれ正孔移動度および電子移動度)を有する
5)それぞれ、電荷に対して安定である(酸化還元に対する安定性大)
従来の燐光素子においては、T1が高くかつ酸化還元に対する安定性に優れた電荷輸送性化合物が適用されていなかったため、特に、緑色や青色素子で高効率かつ長寿命な素子が実現できなかったと推察される。
また、ピリジン環を有する化合物としては上記一般式(1)で表される化合物、カルバゾール環を有する化合物としては上記一般式(2)で表される化合物の、組合せであることがより好ましい。
(ドーパント材料)
本発明では発光層に使用するドーパント材料としては、周期表7ないし11族から選ばれる金属を含む有機金属錯体が用いられる。該金属錯体のT1(励起三重項準位)はホスト材料として使用する電荷輸送性化合物のT1より低いことが発光効率の観点から好ましい。さらにドーパント材料において発光が起こることから、酸化還元などの化学的安定性も要求される。
MLn-jL’j(II)
(式中、Mは金属、nは該金属の価数を表す。LおよびL’は二座配位子を表す。jは0または1または2を表す。)
、Tが炭素の場合はR14、R15は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、
アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表わす。
一般式(II)中の二座配位子LおよびL’はそれぞれ以下の部分構造を有する配位子を示す。
一般式(II)で表される化合物として、さらに好ましくは下記一般式(Va)、(Vb)(Vc)で表される化合物が挙げられる。
香族炭化水素基または芳香族複素環基を表わし、環A2は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表わす。)
1および環A1’は各々独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表わし、環A2および環A2’は各々独立に、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表わす。)
一般式(Va)、(Vb)、(Vc)で表される化合物の環A1および環A1’として、好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、またはカルバゾリル基が挙げられる。
一般式(Va)、(Vb)および(Vc)で表される化合物が有していてもよい置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基等の炭素数1〜6のアルキル基;ビニル基等の炭素数2〜6のアルケニル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2〜6のアルコキシカルボニル基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基;カルバゾリル基;アセチル基等のアシル基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;シアノ基等が挙げられ、これらは互いに連結して環を形成しても良い。
環A1、環A1’、環A2および環A2’の置換基として、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ジアリールアミノ基、またはカルバゾリル基が挙げられる。
前記一般式(VI)で表わされる有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるわけではない。
発光層形成材料或いは発光層中にドーパント材料として含有される有機金属錯体の量は、0.1重量%以上が好ましく、また30重量%以下が好ましい。下限値を下回ると素子の発光効率向上に寄与できない場合があり、上限値を上回ると有機金属錯体同士が2量体を形成する等の理由で濃度消光が起き、発光効率の低下に至る可能性がある。
ましい傾向がある。また燐光ドーパント材料と共に蛍光色素が発光層中に含有される場合、該蛍光色素の量は、0.05重量%以上が好ましく、0.1重量%以上がより好ましい。また10重量%以下が好ましく、3重量%以下がより好ましい。
(素子)
次に、本発明の有機電界発光素子について説明する。
図1は本発明に用いられる一般的な有機電界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であり、1は基板、2は陽極、4は正孔輸送層、5は発光層、6は正孔阻止層、8は陰極を各々表わす。
も可能である。
陽極2の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常60%以上、好ましくは80%以上とすることが望ましい。この場合、陽極の厚みは通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また通常1000nm以下、好ましくは500nm以下程度である。不透明でよい場合は陽極2の厚みは任意であり、所望により金属で形成して基板1を兼ねてもよい。
正孔輸送層4は、スプレー法、印刷法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法などの通常の塗布法や、インクジェット法、スクリーン印刷法など各種印刷法等の湿式成膜法や、真空蒸着法などの乾式成膜法で形成することができる。
正孔輸送層4の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また通常3
00nm以下、好ましくは100nm以下である。この様に薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられる。
具体的には前述のとおり、少なくとも1つは電子輸送性を有する材料であり、少なくとも1つは正孔輸送性を有する材料である。好ましくは、それぞれピリジン環を有する化合物、カルバゾール環を有する化合物であり、更に好ましくは、それぞれ一般式(1)で示される化合物、一般式(2)で示される化合物である。
発光層5の膜厚は、通常3nm以上、好ましくは5nm以上であり、また通常200nm以下、好ましくは100nm以下である。
塗布の場合は、前記発光層ホスト材料と、ドープ用色素、さらに必要により、電子のトラップや発光の消光剤とならないバインダー樹脂や、レベリング剤等の塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布溶液を調整し、スピンコート法などの方法により正孔輸送層4上に塗布し、乾燥して発光層5を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔/電子移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、50重量%以下が好ましい。
ープされるが、膜厚方向において濃度分布があっても構わない。例えば、正孔輸送層との界面近傍にのみドープしたり、逆に、正孔阻止層界面近傍にドープしてもよい。
また、ホスト材料についてもドーパント材料と同様、正孔輸送性化合物と電子輸送性化合物の混合比(配合比)を発光層の膜厚方向において均一にしても良いし、膜厚方向において混合比(配合比)分布があっても構わない。例えば、正孔輸送層との界面近傍において正孔輸送性化合物の割合を多くしたり、正孔阻止層との界面近傍において電子輸送性化合物の割合を多くしてもよい。
なお発光層5は、本発明の性能を損なわない範囲で上記以外の成分を含んでいてもよい。 図1に示す素子において、正孔阻止層6は発光層5の上に、発光層5の陰極側の界面に接するように積層される。
さらに、一般式4において、R81〜R86は各々独立に水素原子または任意の置換基を表す。具体例としては、水素原子;塩素、臭素等のハロゲン原子;メチル基、エチル基等の炭素数1〜6のアルキル基;ベンジル基等のアラルキル基;ビニル基等の炭素数2〜6のアルケニル基;シアノ基;アミノ基;アシル基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2〜6のアルコキシカルボニル基;カルボキシル基;フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基;ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基;ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;水酸基;フェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基;チエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。
さらに、一般式4中、Ar21〜Ar25として、具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基またはチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。中でも5員環、6員環、5員環および/または6員環が2個または3個縮合したもの、あるいはこれらが直接結合で2個または3個結合したものが好ましい。芳香族炭化水素環基と芳香族複素環基では、芳香族炭化水素環基が好ましい。
以下に、前記一般式4で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
イオン化ポテンシャル=酸化電位(vs.SCE)+4.3eV
で定義される。(“Molecular Semiconductors”,Springer−Verlag,1985年、98頁)。
従って、本発明で用いられる正孔阻止層は、酸化電位と還元電位をもちいて、
(正孔阻止材料の酸化電位)−(発光材料の酸化電位)≧0.1V
(正孔阻止材料の還元電位)≧(発光材料の還元電位)
と表現することも出来る。
(電子輸送材料の還元電位)≧(正孔阻止材料の還元電位)≧(発光材料の還元電位)
正孔阻止層6の膜厚は、通常0.3以上、好ましくは0.5nm以上であり、また通常100nm以下、好ましくは50nm以下である。正孔阻止層も正孔輸送層と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
このような条件を満たす材料としては、8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体な
どの金属錯体(特開昭59−194393号公報)、10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3−または5−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン(米国特許第 5,645,948号)、キノキサリン化合物(特開平6−207169号公報)、フェナントロリン誘導体(特開平5−331459号公報)、2−t−ブチル−9,10−N,N’−ジシアノアントラキノンジイミン、n型水素化非晶質炭化シリコン、n型硫化亜鉛、n型セレン化亜鉛などが挙げられる。
電子輸送層7は、正孔輸送層4と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により正孔阻止層6上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
電子輸送層7に本発明の化合物を使用した場合、前述の正孔阻止層6にも本発明の化合物を使用しても良いし、また電子輸送層7のみに本発明の化合物を使用し、正孔阻止層6には、それ以外の、公知の正孔阻止材料を使用しても良い。
電子輸送層7は、正孔輸送層4と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により正孔阻止層6上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
正孔注入の効率をさらに向上させ、かつ、有機層全体の陽極への付着力を改善させる目的で、正孔輸送層4と陽極2との間に陽極バッファ層3を挿入することも行われている(図3参照)。陽極バッファ層3を挿入することで、初期の素子の駆動電圧が下がると同時に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇も抑制される効果がある。陽極バッファ層に用いられる材料に要求される条件としては、陽極とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガラス転移温度が高く、融点としては 300℃以上、ガラス転移温度としては 100℃以上であることが好ましい。さらに、イオン化ポテンシャルが低く陽極からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。
の芳香族ジアミン誘導体、p-(9-アントリル)-N,N'-ジ-p-トリルアニリン、ポリチエニレ
ンビニレンやポリ-p-フェニレンビニレン、ポリアニリン(Appl. Phys. Lett.,64巻、1245頁,1994年)、ポリチオフェン(OpticalMaterials, 9巻、125頁、1998年)、スターバスト型芳香族トリアミン(特開平4-308688号公報)等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜(Synth.Met., 91巻、73頁、1997年)や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、
モリブデン酸化物等の金属酸化物(J.Phys. D, 29巻、2750頁、1996年)が報告されてい
る。
000−36390号公報、特開2000−150168号公報、特開平2001−223084号公報、およびWO97/33193号公報など)、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを含む層(特開平10−92584号公報)なども挙げられるが、これらに限定されるものではない。
低分子化合物のうち、よく使用されるものとしては、ポルフィン化合物又はフタロシアニン化合物が挙げられる。これらの化合物は中心金属を有していても良いし、無金属のものでも良い。これらの化合物の好ましい例としては、以下の化合物が挙げられる:
ポルフィン、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィン、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィンコバルト(II)、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィン銅(II)、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィン亜鉛(II)、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィンバナジウム(IV)オキシド、
5,10,15,20-テトラ(4-ピリジル)-21H,23H-ポルフィン、
29H,31H-フタロシアニン、
銅(II)フタロシアニン、
亜鉛(II)フタロシアニン、
チタンフタロシアニンオキシド、
マグネシウムフタロシアニン、
鉛フタロシアニン、
銅(II)4,4'4'',4'''-テトラアザ-29H,31H-フタロシアニン
陽極バッファ層の場合も、正孔輸送層と同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さらに、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマCVD法が用いられる。
高分子化合物を用いる場合は、例えば、前記高分子化合物や電子受容性化合物、更に必要により正孔のトラップとならない、バインダー樹脂やレベリング剤等の塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布溶液を調製し、スプレー法、印刷法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法などの通常のコーティング法や、インクジェット法等により陽極2上に塗布し、乾燥することにより陽極バッファ層3を薄膜形成することができる。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は該層中の含有量が多いと正孔移動度を低下させる虞があるので、少ない方が望ましく、陽極バッファ層3中の含有量で50重量%以下が好ましい。
以上のようにして、高分子化合物を用いて形成される陽極バッファ層3の、膜厚の下限は通常5nm、好ましくは10nm程度であり、上限は通常1000nm、好ましくは500nm程度である。
ことも可能である。また、図1〜3のいずれの層構成においても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述以外の任意の層を有していてもよく、また上記複数の層の機能を併有する層を設けることにより、層構成を簡略化する等、適宜変形を加えることが可能である。
て用いると段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。
(実施例1)
ガラス基板1の上にインジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜2を150nm堆積した
もの(スパッター成膜品;シート抵抗15Ω)を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて2mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。パターン形成し
たITO基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
溶媒 安息香酸エチル
塗布液濃度 2[wt%]
PB−1:A−1 10:1
スピナ回転数 1500[rpm]
スピナ回転時間 30[秒]
乾燥条件 100℃1時間
上記のスピンコートにより膜厚30nmの均一な薄膜が形成された。
次に陽極バッファー層を成膜した基板を真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が1.4x10-4Pa以下になるまでクライオポンプを用いて排気した。上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、下記に示すアリールアミン化合物(H−1)
引続き、発光層5の主成分(ホスト材料)としてピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−1)を、副成分(ドーパント)として有機イリジウム錯体(EMD−1)を別々のセラミックるつぼに設置し、3元同時蒸着法により成膜を行った。
EMC−1:EMD−1=15:15:1.8の割合で発光層5を正孔輸送層4の上に積層した。蒸着時の真空度は7.3x10-5Paであった。
尚、このとき用いたホスト材料の励起三重項準位は、薄膜の燐光スペクトルの最もエネルギーの高い(波長の短い)ピーク波長(λT1[nm])からそれぞれ、
T1EMP-1=2.7eV
T1EMC-1=2.6eV
であった。
さらに、正孔阻止層6としてピリジン誘導体(EMP−1)
正孔阻止層6の上に、電子輸送層7として下記に示すアルミニウムの8−ヒドロキシキノリン錯体(ET−1)
で膜厚は35nmとした。
上記の正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
のITOストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が2.0x10-6Torr(約2.7x10-4Pa)以下になるまで排気した。陰極8として、先ず、フッ化リチウム(LiF)をモリブデンボートを用いて、蒸
着速度0.01nm/秒、真空度2.1x10-6Torr(約2.8x10-4Pa)で、0.5nmの膜厚で電子輸送層
7の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.40nm/秒、真空度3.4x10-6〜9.0x10-6Torr(約4.5x10-4〜12.0x10-4Pa)で膜厚80nmのアルミニウム層を形成して陰極8を完成させた。以上の2層型陰極8の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
(比較例1)
発光層5の主成分(ホスト材料)としてカルバゾール誘導体(EMC−1)のみを用いた他は実施例1と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−1に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は510nm、色度はCIE(x,y)=(0.28,0.61)であり、有機イリジ
ウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
(実施例2)
た。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてカルバゾール誘導体(EMC−1)のみを用いた他は実施例2と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−1に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は624nm、色度はCIE(x,y)=(0.67,0.32)であり、有機イリジ
ウム錯体(EMD−2)からのものと同定された。
(実施例3)
た。
T1EMC-2=2.9eV
であった。
(比較例3)
発光層5の主成分(ホスト材料)としてカルバゾール誘導体(EMC−2)のみを用いた他は実施例3と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−1に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は624nm、色度はCIE(x,y)=(0.67,0.33)であり、有機イリジ
ウム錯体(EMD−2)からのものと同定された。
(実施例4)
た。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてピリジン誘導体(EMP−1)のみを用いた他は実施例4と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−1に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は484nm、色度はCIE(x,y)=(0.17,0.38)であり、有機イリジウム
錯体(EMD−3)からのものと同定された。
駆動方式 直流駆動(DC駆動)
定電流で連続発光させ、輝度が2割減少(L/L0=0.8)または5割減少(L/L0=0.5)するまでの時間を比較した。それぞれ比較例素子の時間を1.00とした場合の実施例の相対時間を表−2に示す。実施例の方が比較例よりも寿命(輝度が5割減少するまでの時間)が長く、異なる2種以上の電荷輸送性化合物からなる混合ホストを用いることにより、長寿命の有機燐光素子が実現された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−1)を用いる代わりに、ピリジン誘導体(EMP−2)およびカルバゾール誘導体(EMC−1)を用い、正孔阻止層6としてピリジン誘導体(EMP−1)を用いる代わりにピリジン誘導体(EMP−2)を用いた他は実施例1と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−3に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は510nm、色度はCIE(x,y)=(0.28,0.61)であり、有機イリジウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてカルバゾール誘導体(EMC−1)のみを用いた他は実施例5と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−3に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は510nm、色度はCIE(x,y)=(0.28,0.61)であり、有機イリジ
ウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
実施例5および比較例5で作製した素子を、下記条件の下、駆動寿命試験を行った。
温度 室温
駆動方式 直流駆動(DC駆動)
定電流で連続発光させ、輝度が4割減少(L/L0=0.6)するまでの時間を比較した。それぞれ比較例5の素子の時間を1.00とした場合の実施例5の素子の相対時間を表−4に示す。実施例の方が比較例よりも寿命(輝度が一定輝度まで減少する時間)が長く、特定の異なる2種以上の電荷輸送性化合物からなる混合ホストを用いることにより、長寿命の有機燐光素子が実現された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−1)を用いる代わりに、ピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−3)を用いた他は実施例1と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−5に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は513nm、色度はCIE(x,y)=(0.29,0.61)であり、有機イリジウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてカルバゾール誘導体(EMC−3)のみを用いた他は実施例6と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−5に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は513nm、色度はCIE(x,y)=(0.29,0.63)であり、有機イリジ
ウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−1)を用いる代わりに、ピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−4)を用いた他は実施例1と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−5に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は513nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.62)であり、有機イリジウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてカルバゾール誘導体(EMC−4)のみを用いた他は実施例7と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−5に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.62)であり、有機イリジ
ウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
実施例6〜7、比較例6〜7で作製した素子を、下記条件の下、駆動寿命試験を行った。
温度 室温
駆動方式 直流駆動(DC駆動)
定電流で連続発光させ、輝度が4割減少(L/L0=0.6)または5割減少(L/L0=0.5)するまでの時間を比較した。それぞれ比較例6の素子および比較例7の素子の時間を1.00とした場合の実施例6の素子および実施例7の素子の相対時間を表−6に示す。実施例の方が比較例よりも寿命(輝度が一定輝度まで減少する時間)が長く、特定の異なる2種以上の電荷輸送性化合物からなる混合ホストを用いることにより、長寿命の有機燐光素子が実現された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−1)の混合比を15:15とする代わりに、10:20とした他は実施例1と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−7に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は512nm、色度はCIE(x,y)=(0.29,0.62)であり、有機イリジウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−1)の混合比を15:15とする代わりに、20:10とした他は実施例1と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−7に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は512nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.62)であり、有機イリジウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてピリジン誘導体(EMP−1)およびカルバゾール誘導体(EMC−1)の混合比を15:15とする代わりに、3:27とした他は実施例1と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−7に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は512nm、色度はCIE(x,y)=(0.29,0.62)であり、有機イリジウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
発光層5の主成分(ホスト材料)としてカルバゾール誘導体(EMC−1)のみを用いた他は実施例10と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−7に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は513nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.62)であり、有機イリ
ジウム錯体(EMD−1)からのものと同定された。
実施例8〜10、比較例8で作製した素子を、下記条件の下、駆動寿命試験を行った。
温度 室温
駆動方式 直流駆動(DC駆動)
定電流で連続発光させ、輝度が5割減少(L/L0=0.5)するまでの時間を表−8に示す。実施例の方が比較例よりも寿命(輝度が一定輝度まで減少する時間)が長く、特定の異なる2種以上の電荷輸送性化合物からなる混合ホストを用いることにより、長寿命の有機燐光素子が実現された。混合による長寿命化の効果が現れる混合比の範囲は広く、EMP−1:EMC−1=3:27(実施例10)のようにEMP−1を少量混合することでも、効果的に長寿命が実現される。
2 陽極
3 陽極バッファ層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 正孔阻止層
7 電子輸送層
8 陰極
Claims (10)
- 異なる2種類以上の電荷輸送性化合物からなるホスト材料と、周期律表第7〜11族から選ばれる少なくとも1つの金属を含む有機金属錯体からなるドーパント材料を組み合わせてなる、発光層形成材料において、
該異なる2種類以上の電荷輸送性化合物の少なくとも1つが、下記一般式(1)で示される化合物であり、
(一般式(1)中、
R1〜R3は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、シアノ基、水酸基、メルカプト基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいシリル基、置換基を有していてもよいボリル基、置換基を有していてもよいホスフィノ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、これらが有しうる置換基は、アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基である。ピリジン環の3位、5位は、アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。
nは、1〜8の整数である。
nが1の時の、Q1は、ピリジン環の置換基或いは水素原子である。
nが2以上の時の、Q1は、n価の連結基であり、直接結合、置換基を有していてもよい
アルケン基、置換基を有していてもよいアルキン基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基、或いは、これらが2つ以上連結してなる基を表し、これらが有しうる置換基は、水素原子、メチル基、またはフェニル
基である。
Q1は、ピリジン環の2〜6位のいずれか1つと直接結合する。但し、Q1が、ピリジン環の2,4,6位のいずれかに結合する場合は、その結合位置にあるR1〜R3のいずれか
がQ1となる。
nが2以上の時、化合物中に複数個含まれるR1〜R3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、nが2以上の時、ピリジン環がQ1と結合する位置は、それぞれ同一の位置であっ
ても異なっていてもよい。)
また、該異なる2種類以上の電荷輸送性化合物の少なくとも他の1つが、下記一般式(2)で示される化合物であり、
(一般式(2)中、
R4は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、シアノ基、水酸基、メルカプト基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいシリル基、置換基を有していてもよいボリル基、置換基を有していてもよいホスフィノ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、これらが有しうる置換基は、アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基である。
カルバゾール環は、R4以外にも芳香族炭化水素基或いは芳香族複素環基で置換されていても良い。
mは、1〜6の整数である。
mが1の時の、Q2は、カルバゾール環の置換基或いは水素原子である。
mが2以上の時の、Q2は、m価の連結基であり、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルケン基、置換基を有していてもよいアルキン基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基、或いは、これらが2つ以上連結してなる基を表し、これらが有しうる置換基は、水素原子、メチル基、またはフェニル基である。
Q2は、カルバゾール環の1〜9位のいずれか1つと直接結合する。但し、Q2が、カルバゾール環の9位に結合する場合は、R4がQ2となる。
mが2以上の時の、化合物中に複数個含まれるR4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、mが2以上の時、カルバゾール環がQ2と結合する位置は、それぞれ同一の位置であっても異なっていてもよい。)
また、前記一般式(1)又は(2)で表される化合物について、5〜10Kに冷却して測定した燐光スペクトルの最もエネルギーの高い(波長の短い)ピーク波長(λT1[nm])を用いて、以下の関係式から求めた励起三重項準位(T1)が、2.2eV以上であることを特徴とする、発光層形成材料。
T1[eV]=1240/λT1[nm] - 前記一般式(2)で示される化合物について、mが1の時の、Q2は、カルバゾール環
の置換基或いは水素原子であり、mが2以上の時の、Q2は、m価の連結基であり、置換
基を有していてもよいアミノ基または置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、或いは、これらが2つ以上連結してなる基を表し、これらが有しうる置換基は、水素原子、メチル基、またはフェニル基であることを特徴とする、請求項1記載の発光層形成材料。 - 前記一般式(2)で示される化合物について、R4が置換基を有していてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、或いはQ2を表し、これらが
有しうる置換基は、アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基であり、mが2以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の発光層形成材料。 - 前記一般式(1)で示される化合物について、R1〜R3が、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、これらが有しうる置換基は、アルキル基、芳香族炭化水素基、またはアルキル置換芳香族炭化水素基であり、nが2以上8以下であり、Q1が置換基を有していてもよい芳香族炭化
水素基であり、これらが有しうる置換基は、水素原子、メチル基、またはフェニル基であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光層形成材料。 - 周期律表第7〜11族から選ばれる少なくとも1つの金属が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、および金から選ばれることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光層形成材料。
- 基板上に、少なくとも、陽極、陰極およびこれら両極間に設けられた発光層を有する有機電界発光素子において、
該発光層が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発光層形成材料を使用して形成されたものであることを特徴とする、有機電界発光素子。 - 該発光層と陰極との間に、電子輸送層を有することを特徴とする、請求項6に記載の有機電界発光素子。
- 該発光層の陰極側界面に接して、正孔阻止層を有することを特徴とする、請求項6又は7に記載の有機電界発光素子。
- 該正孔阻止層が、前記一般式(1)で示される電荷輸送性化合物を含有する、請求項8に記載の有機電界発光素子。
- 前記発光層と陽極との間に、正孔輸送層を有することを特徴とする、請求項6〜9のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
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