JP5478615B2 - 有機発光媒体 - Google Patents
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Description
本発明は有機発光媒体及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般に有機ＥＬ素子は、発光層及び該層をはさんだ一対の対向電極から構成されている。発光は、両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。さらに、この電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する。
有機ＥＬ用発光材料の改良により有機ＥＬ素子の性能は徐々に改善されてきている。特に青色有機ＥＬ素子の色純度向上（発光波長の短波長化）はディスプレイの色再現性向上につながる重要な技術である。
発光層に使用される材料の例として、特許文献１−３には電子吸引性基が置換されたドーピング材料が記載されている。これらのドーピング材料を用いた有機ＥＬ素子は、純青色化するという特徴があったが、寿命特性はさらなる改善が求められていた。また、特許文献４、５にはオルト位に置換基を持つ化合物がホスト材料としていくつか開示されている。しかしながら、これらのホスト材料を用いた有機ＥＬ素子は、さらなる寿命特性の改善が求められていた。
発光層に使用される材料の例として、特許文献１−３には電子吸引性基が置換されたドーピング材料が記載されている。これらのドーピング材料を用いた有機ＥＬ素子は、純青色化するという特徴があったが、寿命特性はさらなる改善が求められていた。また、特許文献４、５にはオルト位に置換基を持つ化合物がホスト材料としていくつか開示されている。しかしながら、これらのホスト材料を用いた有機ＥＬ素子は、さらなる寿命特性の改善が求められていた。
本発明は、色純度の高い青色発光が得られ、発光寿命も長い有機ＥＬ素子が得られる有機発光媒体を提供すること目的とする。
本発明によれば、以下の有機発光媒体等が提供される。
１．下記式（１）で表されるアントラセン誘導体と、分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物とを、含有する有機発光媒体。
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。）
２．前記電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物が、下記式（２）で表される化合物である１に記載の有機発光媒体。
（式中、Ａｒ１１は置換もしくは無置換のアントラセン含有基、置換もしくは無置換のピレン含有基、置換もしくは無置換のクリセン含有基、置換もしくは無置換のベンゾフルオランテン含有基、又は置換もしくは無置換のスチリル含有基を示す。
Ａｒ１２及びＡｒ１３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｐ及びｑは、それぞれ０又は１の整数であり、ｒは１〜５の整数であり、ｓは１〜６の整数を示す。ｐ＝ｑ＝０の場合、ｒ＝１であり、ｐ＝１の場合、ｑ＝１である。）
３．前記式（２）で表される化合物が、下記式（３）〜（８）で表される化合物である２に記載の有機発光媒体。
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２８、Ｒ３１〜Ｒ３８、Ｒ４１〜Ｒ４６、Ｒ５１〜Ｒ６０、Ｒ７１〜Ｒ７９は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ａｒ２１〜Ａｒ２４、Ａｒ３１〜Ａｒ３４、Ａｒ４１〜Ａｒ４６、Ａｒ５１〜Ａｒ５４、Ａｒ６１〜Ａｒ６６、Ａｒ７１〜Ａｒ７３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｒ１１、ｒ１２、ｒ２１、ｒ２２、ｒ３１、ｒ３２、ｒ４１、ｒ４２、ｒ５１、ｒ５２、ｒ７１、は、それぞれ、１〜５の整数を示す。Ｇが２つ以上ある場合は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。）
４．前記電子吸引性置換基がシアノ基である１〜３のいずれかに記載の有機発光媒体。
５．前記式（１）で表されるアントラセン誘導体のＡｒ１が環形成炭素数１０〜３０の縮合芳香族環基である１〜４のいずれかに記載の有機発光媒体。
６．前記式（１）で表されるアントラセン誘導体が、下記式（１０）で表される１〜４のいずれかに記載の有機発光媒体。
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１４及びＡｒ２は、１と同様である。
Ｒ１０１〜Ｒ１０５は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
７．前記式（１）で表されるアントラセン誘導体が、下記式（１１）で表される６に記載の有機発光媒体。
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１４、Ｒ１０１〜Ｒ１０５は６と同様である。
Ｒ１５〜Ｒ１９は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。）
８．前記Ｒ１０１〜Ｒ１０５のいずれか一つが、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、前記Ｒ１０１〜Ｒ１０５の他の基が全て水素原子である、６又は７に記載の有機発光媒体。
９．１〜８のいずれかに記載の有機発光媒体からなる有機薄膜。
１０．陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む１以上の有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、９に記載の有機薄膜である有機エレクトロルミネッセンス素子。
１．下記式（１）で表されるアントラセン誘導体と、分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物とを、含有する有機発光媒体。
Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。）
２．前記電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物が、下記式（２）で表される化合物である１に記載の有機発光媒体。
Ａｒ１２及びＡｒ１３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｐ及びｑは、それぞれ０又は１の整数であり、ｒは１〜５の整数であり、ｓは１〜６の整数を示す。ｐ＝ｑ＝０の場合、ｒ＝１であり、ｐ＝１の場合、ｑ＝１である。）
３．前記式（２）で表される化合物が、下記式（３）〜（８）で表される化合物である２に記載の有機発光媒体。
Ａｒ２１〜Ａｒ２４、Ａｒ３１〜Ａｒ３４、Ａｒ４１〜Ａｒ４６、Ａｒ５１〜Ａｒ５４、Ａｒ６１〜Ａｒ６６、Ａｒ７１〜Ａｒ７３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｒ１１、ｒ１２、ｒ２１、ｒ２２、ｒ３１、ｒ３２、ｒ４１、ｒ４２、ｒ５１、ｒ５２、ｒ７１、は、それぞれ、１〜５の整数を示す。Ｇが２つ以上ある場合は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。）
４．前記電子吸引性置換基がシアノ基である１〜３のいずれかに記載の有機発光媒体。
５．前記式（１）で表されるアントラセン誘導体のＡｒ１が環形成炭素数１０〜３０の縮合芳香族環基である１〜４のいずれかに記載の有機発光媒体。
６．前記式（１）で表されるアントラセン誘導体が、下記式（１０）で表される１〜４のいずれかに記載の有機発光媒体。
Ｒ１０１〜Ｒ１０５は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
７．前記式（１）で表されるアントラセン誘導体が、下記式（１１）で表される６に記載の有機発光媒体。
Ｒ１５〜Ｒ１９は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。）
８．前記Ｒ１０１〜Ｒ１０５のいずれか一つが、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、前記Ｒ１０１〜Ｒ１０５の他の基が全て水素原子である、６又は７に記載の有機発光媒体。
９．１〜８のいずれかに記載の有機発光媒体からなる有機薄膜。
１０．陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む１以上の有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、９に記載の有機薄膜である有機エレクトロルミネッセンス素子。
本発明によれば、色純度の高い青色発光を有し、発光寿命の長い有機発光媒体を提供することができる。
本発明の有機発光媒体は、下記式（１）で表されるアントラセン誘導体と、分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物とを含有する。
式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
本発明の材料は、上記式（１）で表されるアントラセン誘導体と分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物を組み合わせて使用することにより、発光寿命を向上できる。
式（１）で表されるアントラセン誘導体について、Ａｒ１は環形成炭素数１０〜３０の縮合芳香族環基であることが好ましい。
また、下記式（１０）で表されるアントラセン誘導体が好ましい。
また、下記式（１０）で表されるアントラセン誘導体が好ましい。
式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１４、Ａｒ２は式（１）と同様である。
Ｒ１０１〜Ｒ１０５は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｒ１０１〜Ｒ１０５は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
特に、下記式（１１）で表されるアントラセン誘導体が好ましい。
式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１４、Ｒ１０１〜Ｒ１０５は式（１０）と同様である。
Ｒ１５〜Ｒ１９は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｒ１５〜Ｒ１９は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
さらに、Ｒ１０１〜Ｒ１０５のいずれか一つが、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ１０１〜Ｒ１０５の他の基が全て水素原子であることが好ましい。
尚、本明細書において、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。「環形成原子」とはヘテロ環（飽和環、不飽和環、及び芳香環を含む）を構成する炭素原子及びヘテロ原子を意味する。
また、「置換もしくは無置換の・・・」における置換基としては、後述するようなアルキル基、アルキルシリル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシ基、複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、ジベンゾフラニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
本明細書の化合物の水素原子には、軽水素、重水素が含まれる。
以下、上記各式の基の例及び置換基の例を示す。
また、「置換もしくは無置換の・・・」における置換基としては、後述するようなアルキル基、アルキルシリル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシ基、複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、ジベンゾフラニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
本明細書の化合物の水素原子には、軽水素、重水素が含まれる。
以下、上記各式の基の例及び置換基の例を示す。
上記環形成炭素数６〜３０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレン−２−イル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニルイル基、ターフェニリル基、トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。
上記環形成炭素数６〜３０のアリール基は、好ましくは、無置換のフェニル基、置換フェニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜１４のアリール基（例えば、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−フェナントリル基）、置換もしくは無置換のフルオレニル基（２−フルオレニル基）及び置換もしくは無置換のピレニル基（１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基）である。
上記環形成炭素数６〜３０のアリール基は、好ましくは環形成炭素数６〜２０のアリール基、より好ましくは環形成炭素数６〜１４のアリール基、特に好ましくは環形成炭素数６〜１０のアリール基である。
前記環形成炭素数６〜３０のアリール基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
上記環形成炭素数６〜３０のアリール基は、好ましくは環形成炭素数６〜２０のアリール基、より好ましくは環形成炭素数６〜１４のアリール基、特に好ましくは環形成炭素数６〜１０のアリール基である。
前記環形成炭素数６〜３０のアリール基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
環形成原子数５〜３０の複素環基としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、インドリル基、イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、２−メチルピロリル基、３−メチルピロリル基、２−ｔ−ブチルピロリル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロリル基等が挙げられる。好ましくは、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基である。上記環形成原子数５〜３０の複素環基は、好ましくは環形成原子数５〜２０の複素環基であり、より好ましくは環形成原子数５〜１４の複素環基である。
前記環形成原子数５〜３０の複素環基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
炭素数１〜１０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基等が挙げられる。
上記炭素数１〜１０のアルキル基としては、好ましくは、炭素数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。
上記炭素数１〜１０のアルキル基としては、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基である。前記炭素数１〜１０のアルキル基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
上記炭素数１〜１０のアルキル基としては、好ましくは、炭素数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。
上記炭素数１〜１０のアルキル基としては、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基である。前記炭素数１〜１０のアルキル基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられる。好ましくは、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。上記環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基としては、好ましくは、環形成炭素数３〜８のシクロアルキルであり、より好ましくは環形成炭素数３〜６のシクロアルキルである。前記環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
アルキルシリル基やアリールシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。前記シリル基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
炭素数１〜２０のアルコキシ基は−ＯＺで表される基であり、Ｚは、前記置換もしくは無置換のアルキル基から選択される。前記アルキル基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
炭素数６〜２０のアリールオキシ基は−ＯＺで表される基であり、Ｚは、前記置換もしくは無置換のアリール基から選択される。アリール基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基等の置換基により置換されていてもよく、これら置換してもよい置換基は、上述した置換基と同様の基が挙げられる。なお置換してもよい置換基は、アリール基、複素環基が好ましい。
式（１）で表されるアントラセン誘導体の具体例としては、以下が挙げられる。
分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物について、好ましくは下記式（２）で表される化合物が挙げられる。
式中、Ａｒ１１は置換もしくは無置換のアントラセン含有基、置換もしくは無置換のピレン含有基、置換もしくは無置換のクリセン含有基、置換もしくは無置換のベンゾフルオランテン含有基、又は置換もしくは無置換のスチリル含有基を示す。
Ａｒ１２及びＡｒ１３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｐ，ｑは０又は１の整数であり、ｒは１〜５の整数であり、ｓは１〜６の整数を示す。ｐ＝ｑ＝０の場合、ｒ＝１であり、ｐ＝１の場合、ｑ＝１である。
尚、Ａｒ１２の置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基は、それぞれ対応する１＋ｒ価の残基である。
Ａｒ１２及びＡｒ１３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｐ，ｑは０又は１の整数であり、ｒは１〜５の整数であり、ｓは１〜６の整数を示す。ｐ＝ｑ＝０の場合、ｒ＝１であり、ｐ＝１の場合、ｑ＝１である。
尚、Ａｒ１２の置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基は、それぞれ対応する１＋ｒ価の残基である。
前記電子吸引性基としては、電子密度を減弱させるという機能を有する基であり、例えば、シアノ基、フッ素、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルキル置換アルキル基、ニトロ基、カルボニル基等が挙げられる。このなかで、好ましくはシアノ基、フッ素、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルキル置換アルキル基であり、特に好ましくはシアノ基である。これら電子吸引性基により過剰電子をトラップして正孔輸送材料へ電子が入ることを抑制し、正孔輸送材料の劣化を防ぐことによって長寿命化できると推定される。
前記アントラセン含有基としては、分子内にアントラセン骨格を有する基である。
前記ピレン含有基は、分子内にピレン骨格を有する基である。
前記クリセン含有基は、分子内にクリセン骨格を有する基である。
前記ベンゾフルオランテン含有基は、分子内にベンゾフルオランテン骨格を有する基である。
前記スチリル含有基は、分子内にスチリル骨格を有する基である。
前記ピレン含有基は、分子内にピレン骨格を有する基である。
前記クリセン含有基は、分子内にクリセン骨格を有する基である。
前記ベンゾフルオランテン含有基は、分子内にベンゾフルオランテン骨格を有する基である。
前記スチリル含有基は、分子内にスチリル骨格を有する基である。
本発明において、式（２）の化合物は、好ましくは下記式（３）〜（８）で表される。
式中、Ｒ２１〜Ｒ２８、Ｒ３１〜Ｒ３８、Ｒ４１〜Ｒ４６、Ｒ５１〜Ｒ６０、Ｒ７１〜Ｒ７９は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ａｒ２１〜Ａｒ２４、Ａｒ３１〜Ａｒ３４、Ａｒ４１〜Ａｒ４６、Ａｒ５１〜Ａｒ５４、Ａｒ６１〜Ａｒ６６、Ａｒ７１〜Ａｒ７３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｒ１１、ｒ１２、ｒ２１、ｒ２２、ｒ３１、ｒ３２、ｒ４１、ｒ４２、ｒ５１、ｒ５２、ｒ７１、は、それぞれ、１〜５の整数を示す。Ｇが２つ以上ある場合は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
尚、Ａｒ２１の置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基は、それぞれ対応する１＋ｒ１１価の残基である。同様に、Ａｒ２４のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ１２価の残基であり、Ａｒ３１のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ２１価の残基であり、Ａｒ３４のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ２２価の残基であり、Ａｒ４３のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ３１価の残基であり、Ａｒ４６のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ３２価の残基であり、Ａｒ５１のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ４１価の残基であり、Ａｒ５４のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ４２価の残基であり、Ａｒ６３のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ５１価の残基であり、Ａｒ６６のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ５２価の残基であり、Ａｒ７１のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ７１価の残基である。
また、Ａｒ６１及びＡｒ６２の置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基は、それぞれ対応する２価の残基である。
以下に、式（２）〜（８）の各基、及び、置換基の具体例を挙げる。
Ａｒ２１〜Ａｒ２４、Ａｒ３１〜Ａｒ３４、Ａｒ４１〜Ａｒ４６、Ａｒ５１〜Ａｒ５４、Ａｒ６１〜Ａｒ６６、Ａｒ７１〜Ａｒ７３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｒ１１、ｒ１２、ｒ２１、ｒ２２、ｒ３１、ｒ３２、ｒ４１、ｒ４２、ｒ５１、ｒ５２、ｒ７１、は、それぞれ、１〜５の整数を示す。Ｇが２つ以上ある場合は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
尚、Ａｒ２１の置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基は、それぞれ対応する１＋ｒ１１価の残基である。同様に、Ａｒ２４のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ１２価の残基であり、Ａｒ３１のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ２１価の残基であり、Ａｒ３４のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ２２価の残基であり、Ａｒ４３のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ３１価の残基であり、Ａｒ４６のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ３２価の残基であり、Ａｒ５１のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ４１価の残基であり、Ａｒ５４のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ４２価の残基であり、Ａｒ６３のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ５１価の残基であり、Ａｒ６６のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ５２価の残基であり、Ａｒ７１のアリール基及び複素環基は、対応する１＋ｒ７１価の残基である。
また、Ａｒ６１及びＡｒ６２の置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基は、それぞれ対応する２価の残基である。
以下に、式（２）〜（８）の各基、及び、置換基の具体例を挙げる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基等が挙げられる。
上記炭素数は、１〜１０が好ましく、１〜８がより好ましく、１〜６がさらに好ましい。中でもメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基が好ましい。
上記炭素数は、１〜１０が好ましく、１〜８がより好ましく、１〜６がさらに好ましい。中でもメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基が好ましい。
アルキルシリル基は、−ＳｉＹ３と表され、Ｙの例として上記のアルキルの例が挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、トリフェニレニル基、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、ビフェニルイル基、ターフェニリル基等が挙げられる。
前記アリール基の環形成炭素数は、６〜２０が好ましく、６〜１４がより好ましく、６〜１０がさらに好ましい。好ましくは、フェニル基、ナフチル基である。
前記アリール基の環形成炭素数は、６〜２０が好ましく、６〜１４がより好ましく、６〜１０がさらに好ましい。好ましくは、フェニル基、ナフチル基である。
置換もしくは無置換の複素環基としては、例えば、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、インドリル基、イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、２−メチルピロリル基、３−メチルピロリル基、２−ｔ−ブチルピロリル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロリル基、等が挙げられる。
前記置換もしくは無置換の複素環基の環形成原子数は、５〜２０が好ましく、５〜１４がさらに好ましい。
好ましくは、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基である。
好ましくは、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基である。
アリールシリル基は、−ＳｉＺ３と表され、Ｚの例として上記のアリールの例が挙げられる。
アルコキシ基は、−ＯＹと表され、Ｙの例として上記のアルキル又はアリールの例が挙げられる。
シクロアルキル基として、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられる。環形成炭素数は、３〜１０が好ましく、３〜８がより好ましく、３〜６がさらに好ましい。
具体的な分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物であるの例を以下に示す。
具体的な分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物であるの例を以下に示す。
本発明の有機発光媒体においては、分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する化合物をドーピング材料（ドーパント）として含むことが好ましい。この場合、上記化合物の含有率を０．１〜２０質量％とすることが好ましく、１〜１０質量％とすることがより好ましい。
本発明のアントラセン誘導体と電子吸引性基含有化合物は、発光層の他、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層に用いることもできる。
本発明において、有機化合物層（有機薄膜層）が複数層型の有機ＥＬ素子としては、（陽極／正孔注入層／発光層／陰極）、（陽極／発光層／電子注入層／陰極）、（陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極）、（陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極）等の構成で積層したものが挙げられる。
有機ＥＬ素子は、前記有機薄膜層を複数層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。必要があれば、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を組み合わせて使用することができる。また、ドーピング材料により、発光輝度や発光効率が向上する場合がある。また、正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。その際には、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機層又は金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。
本発明の電子吸引性基含有化合物と共に発光層に使用できる本発明のアントラセン誘導体以外の材料としては、例えば、ナフタレン、フェナントレン、ルブレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、デカシクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、フルオレン、スピロフルオレン等の縮合多環芳香族化合物及びそれらの誘導体、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機金属錯体、トリアリールアミン誘導体、スチリルアミン誘導体、スチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、オキサゾン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピラジン誘導体、ケイ皮酸エステル誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
正孔注入材料としては、正孔を輸送する能力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ベンジジン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の有機ＥＬ素子において使用できる正孔注入材料の中で、さらに効果的な正孔注入材料は、フタロシアニン誘導体である。
フタロシアニン（Ｐｃ）誘導体としては、例えば、Ｈ２Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、ＺｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ２ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−ＧａＰｃ等のフタロシアニン誘導体及びナフタロシアニン誘導体があるが、これらに限定されるものではない。
また、正孔注入材料にＴＣＮＱ誘導体等の電子受容物質を添加することによりキャリアを増感させることもできる。
また、正孔注入材料にＴＣＮＱ誘導体等の電子受容物質を添加することによりキャリアを増感させることもできる。
本発明の有機ＥＬ素子において使用できる好ましい正孔輸送材料は、芳香族三級アミン誘導体である。
芳香族三級アミン誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラビフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマー若しくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。
芳香族三級アミン誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラビフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマー若しくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。
電子注入材料としては、電子を輸送する能力を持ち、陰極からの電子注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子において、さらに効果的な電子注入材料は、金属錯体化合物及び含窒素複素環誘導体である。
前記金属錯体化合物としては、例えば、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記金属錯体化合物としては、例えば、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記含窒素複素環誘導体としては、例えば、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、フェナントロリン、ベンズイミダゾール、イミダゾピリジン等が好ましく、中でもベンズイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、イミダゾピリジン誘導体が好ましい。
好ましい形態として、これらの電子注入材料にさらにドーパントを含有し、陰極からの電子の受け取りを容易にするため、より好ましくは第２有機層の陰極界面近傍にアルカリ金属で代表されるドーパントをドープする。
ドーパントとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体が挙げられ、これら還元性ドーパントは１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
好ましい形態として、これらの電子注入材料にさらにドーパントを含有し、陰極からの電子の受け取りを容易にするため、より好ましくは第２有機層の陰極界面近傍にアルカリ金属で代表されるドーパントをドープする。
ドーパントとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体が挙げられ、これら還元性ドーパントは１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層中に、式（１）で表されるピレン誘導体から選ばれる少なくとも一種の他に、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料、正孔輸送材料及び電子注入材料の少なくとも一種が同一層に含有されてもよい。また、本発明により得られた有機ＥＬ素子の、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することも可能である。
本発明の有機ＥＬ素子の陽極に使用される導電性材料としては、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが適しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。陰極に使用される導電性物質としては、４ｅＶより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びそれらの合金が用いられるが、これらに限定されるものではない。合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
本発明の有機ＥＬ素子では、効率良く発光させるために、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。透明電極は、上記の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保されるように設定する。発光面の電極は、光透過率を１０％以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものであれば限定されるものではないが、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムがある。
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を適用することができる。膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させて薄膜を形成するが、その溶媒はいずれであってもよい。
このような湿式成膜法に適した溶液として、有機ＥＬ材料として本発明の電子吸引性基含有化合物と溶媒とを含有する有機ＥＬ材料含有溶液を用いることができる。
このような湿式成膜法に適した溶液として、有機ＥＬ材料として本発明の電子吸引性基含有化合物と溶媒とを含有する有機ＥＬ材料含有溶液を用いることができる。
前記有機ＥＬ材料が、ホスト材料とドーパント材料とを含み、前記ドーパント材料が、本発明の電子吸引性基含有化合物であり、前記ホスト材料が、本発明のアントラセン誘導体であると好ましい。
いずれの有機薄膜層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。
本発明の有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。また、本発明の化合物は、有機ＥＬ素子だけでなく、電子写真感光体、光電変換素子、太陽電池、イメージセンサー等の分野においても使用できる。
実施例１
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの化合物Ａ−１を成膜した。Ａ−１膜の成膜に続けて、このＡ−１膜上に膜厚４５ｎｍのＡ−２を成膜した。
さらに、このＡ−２膜上に膜厚２０ｎｍで化合物ＥＭ−１と化合物ＤＭ−１を２０：１の膜厚比で成膜し青色系発光層とした。
この膜上に電子輸送層として膜厚３０ｎｍで下記構造のＥＴ−１を蒸着により成膜した。この後、ＬｉＦを膜厚１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を作製した。
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの化合物Ａ−１を成膜した。Ａ−１膜の成膜に続けて、このＡ−１膜上に膜厚４５ｎｍのＡ−２を成膜した。
さらに、このＡ−２膜上に膜厚２０ｎｍで化合物ＥＭ−１と化合物ＤＭ−１を２０：１の膜厚比で成膜し青色系発光層とした。
この膜上に電子輸送層として膜厚３０ｎｍで下記構造のＥＴ−１を蒸着により成膜した。この後、ＬｉＦを膜厚１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を作製した。
実施例２−４８、比較例１−７
ホスト材料とドーピング材料を表１，２のように変更した他は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製した。
尚、各例で使用した材料を下記に示す。
ホスト材料とドーピング材料を表１，２のように変更した他は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製した。
尚、各例で使用した材料を下記に示す。
上記実施例及び比較例で作製した有機ＥＬ素子に、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２の電流を通電し、分光放射輝度計（ＣＳ１０００：ミノルタ製）で発光スペクトルを測定し、下記数式（１）により外部量子収率を算出した。
また、寿命は、初期輝度５００ｃｄ／ｍ２における半減寿命で評価した。結果を表１，２に示す。
また、寿命は、初期輝度５００ｃｄ／ｍ２における半減寿命で評価した。結果を表１，２に示す。
ＮＥ： 電子数
π： 円周率 ＝ ３．１４１６
λ： 波長 （ｎｍ）
φ： 発光強度 （Ｗ／ｓｒ ・ｍ２ ・ｎｍ）
ｈ： プランク定数 ＝ ６．６３ ｘ １０−３４ （Ｊ ・ｓ）
ｃ： 光速度 ＝ ３ ｘ １０８ （ｍ／ｓ）
Ｊ： 電流密度 （ｍＡ／ｃｍ２）
ｅ： 電荷 ＝ １．６ ｘ １０−１９ （Ｃ）
アントラセン誘導体の９位、もしくは１０位は電子密度が高いため、その位置を置換するフェニル基のオルト位アリールまたはヘテロアリール置換基は会合防止効果が高く、それを持つアントラセン誘導体は、その他の系統と比較して発光色度が大幅に純青色化するという特徴がある。しかし、発光位置がその他の系統と比較して、より正孔輸送材料との界面で発光する傾向があるため、過剰電子が正孔輸送材料に入りやすくなり、その結果、正孔輸送材料が劣化して、寿命が短くなる。それに対し、本発明が特徴とするドーパントは電子吸引性基を持つため、過剰電子をトラップする効果がある。そのため、本発明が特徴とするアントラセン誘導体とドーパントを組み合わせて用いると、純青色化と、正孔輸送材料へ電子が入ることを抑制することによる長寿命化とを達成していると考えられる。
また、比較例１〜７、比較例８を比べると、電子吸引性基を有する化合物により色純度を高められていることが分かるが、Ａｒ２により嵩高くなり会合防止効果が高い本発明のアントラセン誘導体（１）と組み合わせると、さらなる短波長発光を可能とすることが分かる。
本願発明の組合せは、純青色化を維持し、長寿命化を実現できる組合せである。
このことにより、長寿命で色再現性の高いディスプレイデバイスを実現することが可能となる。
また、比較例１〜７、比較例８を比べると、電子吸引性基を有する化合物により色純度を高められていることが分かるが、Ａｒ２により嵩高くなり会合防止効果が高い本発明のアントラセン誘導体（１）と組み合わせると、さらなる短波長発光を可能とすることが分かる。
本願発明の組合せは、純青色化を維持し、長寿命化を実現できる組合せである。
このことにより、長寿命で色再現性の高いディスプレイデバイスを実現することが可能となる。
本発明の有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。
Claims (6)
- 下記式（１０）で表されるアントラセン誘導体と、分子構造中に電子吸引性基を少なくとも１つ含有する下記式（３）〜（８）で表される化合物とを、含有する有機発光媒体。
Ａｒ２は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｒ１０１〜Ｒ１０５は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。）
Ａｒ２１〜Ａｒ２４、Ａｒ３１〜Ａｒ３４、Ａｒ４１〜Ａｒ４６、Ａｒ５１〜Ａｒ５４、Ａｒ６１〜Ａｒ６６、Ａｒ７１〜Ａｒ７３は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
Ｇは電子吸引性基を示す。
ｒ１１、ｒ１２、ｒ２１、ｒ２２、ｒ３１、ｒ３２、ｒ４１、ｒ４２、ｒ５１、ｒ５２、ｒ７１、は、それぞれ、１〜５の整数を示す。Ｇが２つ以上ある場合は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。） - 前記電子吸引性置換基がシアノ基である請求項１に記載の有機発光媒体。
- 前記式（１０）で表されるアントラセン誘導体が、下記式（１１）で表される請求項１又は２に記載の有機発光媒体。
Ｒ１５〜Ｒ１９は、それぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。） - 前記Ｒ１０１〜Ｒ１０５のいずれか一つが、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、前記Ｒ１０１〜Ｒ１０５の他の基が全て水素原子である、請求項１〜３のいずれかに記載の有機発光媒体。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の有機発光媒体からなる有機薄膜。
- 陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む１以上の有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、請求項５に記載の有機薄膜である有機エレクトロルミネッセンス素子。
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