JP6224028B2 - 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置 - Google Patents

有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6224028B2
JP6224028B2 JP2015103413A JP2015103413A JP6224028B2 JP 6224028 B2 JP6224028 B2 JP 6224028B2 JP 2015103413 A JP2015103413 A JP 2015103413A JP 2015103413 A JP2015103413 A JP 2015103413A JP 6224028 B2 JP6224028 B2 JP 6224028B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
general formula
carbon atoms
atom
independently
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015103413A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015199742A (ja
Inventor
伊勢 俊大
俊大 伊勢
早 高田
早 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UDC Ireland Ltd
Original Assignee
UDC Ireland Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UDC Ireland Ltd filed Critical UDC Ireland Ltd
Priority to JP2015103413A priority Critical patent/JP6224028B2/ja
Publication of JP2015199742A publication Critical patent/JP2015199742A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6224028B2 publication Critical patent/JP6224028B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、有機電界発光素子と、それに用いる化合物(有機電界発光素子用材料)に関する。また本発明は、前記有機電界発光素子を用いた発光装置、表示装置または照明装置にも関する。
有機電界発光素子(以下、「素子」、「有機EL素子」ともいう)は、一対の電極間に有機層を有し、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが有機層において再結合し、生成した励起子のエネルギーを発光に利用する発光素子である。有機電界発光素子は、低電圧で高輝度の発光が得られ、また応答速度が速く、薄型軽量であることから、広汎な用途への応用が期待され、活発に研究開発が行われている。
有機電界発光素子の有機層の材料として、炭素数10〜30の芳香族縮合炭化水素環や炭素数8〜30の芳香族縮合ヘテロ環などをコア骨格として、芳香族基を置換基として有し、該芳香族基とコアとの間で連結基を介して非芳香性の縮環構造を形成している構造の化合物がいくつか知られている。
例えば、特許文献1には、ピレンなどの縮環構造に対して単結合とメチレン鎖などで環を形成した材料が、有機電界発光素子の発光材料やホスト材料などとして用いることができることが記載されている。この文献にはアリールピレンがメチレン鎖を介してピレン骨格と縮環した化合物がいくつか例示されているものの、ピレン骨格とアリール置換基との縮環がピレン骨格当たり1または2個の態様のみが記載されている。
特許文献2には、炭素数5〜60の芳香族縮合炭化水素環または炭素数2〜60の芳香族縮合ヘテロ環をコアとして、フェニル基がコア骨格当たり1または2個の化合物を有機電界発光素子の発光材料として用いることができることが記載されている。
WO2010/012328A1号公報 US2008/0100208A1号公報
しかしながら、本発明者らが検討したところ、これらの化合物を有機電界発光素子の材料として用いて有機電界発光素子を製造し、性能を検討したところ、駆動中にダークスポットが生じてしまう問題があることがわかった。
本発明は上記問題を解決することを目的とするものである。すなわち、本発明が解決しようとする課題は、駆動中のダークスポットの発生が抑制された有機電界発光素子を提供することにある。
そこで本発明者らは、駆動中のダークスポットの発生が抑制された有機電界発光素子を提供することを目的として鋭意検討を進めた。その結果、特定の構造を有する化合物を用いれば、上記の課題を解決することができることを見出して、以下に記載される本発明を提供するに至った。
[1] 基板と、該基板上に配置され、陽極及び陰極を含む一対の電極と、該電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層とを有し、前記少なくとも一層の有機層のいずれかの層に、少なくとも一種の下記一般式(I)で表される化合物を含有する有機電界発光素子。
一般式(I)
(一般式(I)中、Qは炭素数10〜30の芳香族縮合炭化水素環または炭素数8〜30の芳香族縮合ヘテロ環を表す。Arはそれぞれ独立に炭素数6〜30のアリーレン基または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表す。Lはそれぞれ独立に二価の連結基を表す。nは3〜5の整数を表す。)
[2] [1]に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(I)において、LがCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子であることが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(I)において、Qがナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレンおよびトリフェニレンのいずれかを表すことが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか一項に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(I)において、Arがそれぞれ独立に置換または無置換のフェニレン基を表すことが好ましい。
[5] [1]〜[4]のいずれか一項に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(I)において、Qがピレンを表すことが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか一項に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(I)で表される化合物が、下記一般式(II)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(II)
(一般式(II)中、R〜R10は水素原子または置換基を表し、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10およびR10とRの組み合わせのうち3つがそれぞれ独立な下記一般式Bで表される基で置換される。)
一般式B
(一般式B中、LはCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。*および♯は前記一般式(II)のRとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10またはR10とRの組み合わせのうちいずれかに置換する部位を示し、上記組み合わせ内の2つの基のうちいずれが*に置換されてもよく、もう一方が♯で置換される。R21はそれぞれ独立に置換基を表す。oは0〜4を表す。oが2〜4の場合、各R21は同一でも異なっていてもよく、R21同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
[7] [6]に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(III)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(III)
(一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R31、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
[8] [6]に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(IV)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(IV)
(一般式(IV)中、L41、L42、L43およびL44はそれぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m2、n2は0または1であり、m2+n2=1である。R41、R42およびR43はそれぞれ独立に置換基を表す。p2、q2およびr2はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p2、q2およびr2が2〜4の場合、R41、R42、R43は同一でも異なっていてもよく、R41同士、R42同士またはR43同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
[9] [6]に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(V)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(V)
(一般式(V)中、L51、L52、L53およびL54は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m3、n3は0または1であり、m3+n3=1である。R51、R52およびR53はそれぞれ独立に置換基を表す。p3、q3およびr3はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p3、q3およびr3が2〜4の場合、R51、R52、R53は同一でも異なっていてもよく、R51同士、R52同士またはR53同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
[10] [6]に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(VI)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(VI)
(一般式(VI)中、L61、L62、L63およびL64は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m4、n4は0または1であり、m4+n4=1である。R61、R62およびR63はそれぞれ独立に置換基を表す。p4、q4およびr4はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p4、q4およびr4が2〜4の場合、R61、R62、R63は同一でも異なっていてもよく、R61同士、R62同士またはR63同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
[11] [1]〜[10]のいずれか一項に記載の有機電界発光素子は、前記一般式(I)で表される化合物が前記発光層に含有されることが好ましい。
[12] [1]〜[11]のいずれか一項に記載に有機電界発光素子は、前記一般式(I)で表される化合物が、前記発光層に含有される発光材料であることが好ましい。
[13] [12]に記載の有機電界発光素子は、前記発光層に、さらにホスト材料を含有することが好ましい。
[14] [13]に記載の有機電界発光素子は、前記ホスト材料がアントラセン骨格を有することが好ましい。
[15] [1]〜[14]のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた発光装置。
[16] [1]〜[14]のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
[17] [1]〜[14]のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。
[18] 下記一般式(III)で表される化合物。
一般式(III)
(一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R21、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
本発明の有機電界発光素子は、駆動中のダークスポットの発生が抑制されるという有利な効果を有する。また、本発明の化合物を用いれば、このような優れた有機電界発光素子を容易に製造することができる。さらに、本発明の発光装置、表示装置及び照明装置は、ダークスポットの発生が少ないという有利な効果を有する。
本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例を示す概略図である。 本発明に係る発光装置の一例を示す概略図である。 本発明に係る照明装置の一例を示す概略図である。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
[一般式(I)で表される化合物]
本発明の一般式(I)で表される化合物は、有機電界発光素子用材料として好ましく用いることができる。後述の本発明の有機電界発光素子は、有機電界発光素子を構成する有機層が前記一般式(I)で表される化合物を含有することを特徴とする。
一般式(I)
(一般式(I)中、Qは炭素数10〜30の芳香族縮合炭化水素環または炭素数8〜30の芳香族縮合ヘテロ環を表す。Arはそれぞれ独立に炭素数6〜30のアリーレン基または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表す。Lはそれぞれ独立に二価の連結基を表す。nは3〜5の整数を表す。)
本発明の一般式(I)で表される化合物は、nが3〜5であり、前記−Ar−L−の縮環構造をコア骨格当たり3〜5個有することを特徴の1つとする。このような構造の化合物は従来知られていなかった。いかなる理論に拘泥するものでもないが、前記一般式(I)で表される化合物を有機電界発光素子用材料として用いると、駆動中のダークスポットの発生が抑制される。前記一般式(I)で表される構造の化合物がこのような効果を奏することは従来全く知られておらず、また、このような効果を奏する有機電界発光素子はディスプレイに実装するときに有利となる。
また、本発明の化合物は、高い露点温度(例えば−20℃)で有機電界発光素子を製造するときにおいても、上記の性能を示す有機電界発光素子を得ることができる。ここで本明細書中、露点温度とは、「水蒸気を含む空気を冷却したとき、凝結が始まる温度」のことを言う。本発明の化合物は露点温度が−20℃以下の範囲で有機電界発光素子を製造するときにおいても、上記の性能を示す有機電界発光素子を得ることができ、幅広い露点温度で有機電界発光素子を製造することができる。本発明の化合物が、露点温度が高い範囲でも素子製造に好ましく用いることができることは、本発明の化合物の構造が水分の多い雰囲気下での成膜に有利となるような論理的な理由は現時点では不明であり、予測できないものであった。
本明細書中における露点温度は、静電容量方式により水分を検知するタイプの露点計(NS−100D、日本冶金化学工業社製)で測定した。
以下において、一般式(I)で表される化合物について詳細に説明する。
本発明において、前記一般式(I)の説明における水素原子は同位体(重水素原子等)も含み、またさらに置換基を構成する原子は、その同位体も含んでいることを表す。
本発明において、「置換基」というとき、その置換基はさらに置換されていてもよい。例えば、本発明で「アルキル基」と言う時、フッ素原子で置換されたアルキル基(例えばトリフルオロメチル基)やアリール基で置換されたアルキル基(例えばトリフェニルメチル基)なども含むが、「炭素数1〜6のアルキル基」と言うとき、置換されたものも含めた全ての基として炭素数が1〜6であることを示す。
前記一般式(I)中、Qは炭素数10〜30の芳香族縮合炭化水素環または炭素数8〜30の芳香族縮合ヘテロ環を表す。Qは構成環が3環以上の縮合芳香環構造であることが好ましい。また、各構成環はいずれも炭化水素環であることがより好ましい。
前記構成環が3環以上の縮合芳香環構造としては特に制限は無いが、前記Qがナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレンおよびトリフェニレンのいずれかであることが好ましく、ピレンであることがより好ましい。
前記QはAr、L以外の置換基を有していてもよい。該置換基としては特に制限はないが、新たに前記Qとの縮環を形成しないことが好ましい。
前記一般式(I)中、Arはそれぞれ独立に炭素数6〜30のアリーレン基または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表す。
Arはさらに置換基を有していてもよい。
前記Arは、炭素数6〜30のアリーレン基または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表すことがより好ましく、炭素数6〜30のアリーレン基を表すことが特に好ましく、それぞれ独立に置換または無置換のフェニレン基を表すことがより特に好ましい。
前記一般式(I)中、nは3〜5の整数を表し、3または4であることが好ましく、3であることが特に好ましい。
前記一般式(I)中、Lはそれぞれ独立に二価の連結基を表す。前記Lが表す連結基としては特に制限はないが、本発明ではLがCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立に置換基を表し、フッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表すことが好ましい。)、O原子またはS原子であることが好ましく、CR1213、NR14またはS原子であることがより特に好ましい。
12、R13、R15およびR16(炭素原子上の置換基および珪素原子上の置換基)として、以下の置換基群Aを挙げることができる。
《置換基群A》
アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜10であり、例えばアミノ、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、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(芳香族ヘテロ環基も包含し、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、セレン原子、テルル原子であり、具体的にはピリジル、ピラジニル、ピリミジル、ピリダジニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、キノリル、フリル、チエニル、セレノフェニル、テルロフェニル、ピペリジル、ピペリジノ、モルホリノ、ピロリジル、ピロリジノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基、シロリル基などが挙げられる。)、シリル基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリルオキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。)、ホスホリル基(例えばジフェニルホスホリル基、ジメチルホスホリル基などが挙げられる。)が挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。また、置換基に置換した置換基は更に置換されてもよく、さらなる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。また、置換基に置換した置換基に置換した置換基は更に置換されてもよく、さらなる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。
12、R13、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表すことがより好ましい。
前記R12、R13、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、炭素数1〜10の直鎖、分枝または環状のアルキル基;炭素数6〜14のアリール基;炭素数3〜20であり、ヘテロ原子としてN、OおよびSのいずれかを少なくとも1つ含むヘテロアリール基;のいずれかであることがより好ましく、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基であることが特に好ましい。また、合成容易性の観点からは、R12およびR13が同じ置換基であることが好ましい。また、同様の観点からR15およびR16が同じ置換基であることが好ましい。
12、R13、R15およびR16は共同して5または6員環を形成していてもよい。形成される5または6員環は、シクロアルキル環、シクロアルケニル環、ヘテロ環のいずれであってもよい。ヘテロ環としては、環を構成する原子の中に、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択されるヘテロ原子を1〜3個含むものを挙げることができる。形成される5または6員環は置換基を有していてもよく、炭素原子上の置換基としては前述の置換基群A、窒素原子上の置換基については前述の置換基群Bが挙げられる。
前記R14(窒素原子上の置換基)として、以下の置換基群Bを挙げることができる。
《置換基群B》
アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。)、シアノ基、ヘテロ環基(芳香族ヘテロ環基も包含し、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、セレン原子、テルル原子であり、具体的にはピリジル、ピラジニル、ピリミジル、ピリダジニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、キノリル、フリル、チエニル、セレノフェニル、テルロフェニル、ピペリジル、ピペリジノ、モルホリノ、ピロリジル、ピロリジノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基、シロリル基などが挙げられる。)これらの置換基は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、前記置換基群Aから選択される基を挙げることができる。また、置換基に置換した置換基は更に置換されてもよく、さらなる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。また、置換基に置換した置換基に置換した置換基は更に置換されてもよく、さらなる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。
14は、好ましくはアルキル基、ペルフルオロアルキル基、アリール基である。Rは炭素数1〜10の直鎖、分枝または環状のアルキル基;炭素数6〜50のアリール基;炭素数5〜20であり、ヘテロ原子としてN、OおよびSのいずれかを少なくとも1つ含むヘテロアリール基;のいずれかであることが好ましい。R14は炭素数6〜14のアリール基;炭素数5〜20であり、ヘテロ原子としてN、OおよびSのいずれかを少なくとも1つ含むヘテロアリール基であることがより好ましい。
14はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては特に制限はないが、アルキル基またはアリール基が好ましい。このときのアルキル基としては、無置換の直鎖アルキル基、無置換の分枝アルキル基、無置換のシクロアルキル基およびペルフルオロアルキル基が好ましく、炭素数1〜6の直鎖アルキル基、炭素数1〜6の分枝アルキル基および炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、t−アミル基、ネオペンチル基およびトリフルオロメチル基が特に好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基およびt−ブチル基がより特に好ましい。一方、このときのアリール基としては、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、炭素数6〜10のアリール基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。
前記一般式(I)で表される化合物は、下記一般式(II)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(II)
(一般式(II)中、R〜R10は水素原子または置換基を表し、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10およびR10とRの組み合わせのうち3つがそれぞれ独立な下記一般式Bで表される基で置換される。)
一般式B
(一般式B中、LはCR1213、NR14、SiR1516、O原子またはS原子を表す。*および♯は前記一般式(II)のRとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10またはR10とRの組み合わせのうちいずれかに置換する部位を示し、上記組み合わせ内の2つの基のうちいずれが*に置換されてもよく、もう一方が♯で置換される。R21はそれぞれ独立に置換基を表す。oは0〜4を表す。oが2〜4の場合、各R21は同一でも異なっていてもよく、R21同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
前記一般式(II)において、R〜R10は水素原子または置換基を表し、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10およびR10とRの組み合わせのうち3つが前記一般式Bで表される基で置換される。一般式Bで置換される組み合わせとしては、RとR、RとR、RとR、RとR、RとRおよびR10とRが好ましい。
前記一般式(II)において、R〜R10のうち、一般式Bで置換されていない部位については、水素原子または置換基であり、該置換基としては前記置換基群Aを好ましく挙げることができる。前記R〜R10のうち、一般式Bで置換されていない部位は全て水素原子であることがより好ましい。
前記一般式Bで表される基における♯は、前記一般式(II)におけるR、RおよびRのいずれか1ヶ所と、RおよびRの合計3ヶ所に置換することが好ましく、RおよびRのいずれか1ヶ所と、RおよびRの合計3ヶ所に置換することがより好ましい。
前記一般式Bで表される基におけるLの説明と好ましい範囲は、前記一般式(I)におけるLの説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式Bで表される基におけるR21はそれぞれ独立に置換基を表し、該置換基としては、上記の置換基群Aを挙げることができる。その中でもR21は、フッ素原子、アルキル基、シリル基、アリール基、アリールオキシ基、シアノ基、アミノ基のいずれかを有する置換基であることが好ましい。具体的には、フッ素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、トリアルキルシリル基、フェニル基、フェノキシ基、ジ置換アミノ基を挙げることができる。前記R21はアルキル基、シリル基、アリール基、アリールオキシ基、ジ置換アミノ基を表すことがより好ましい。
21が表すアルキル基としては、無置換の直鎖アルキル基、無置換の分枝アルキル基、無置換のシクロアルキル基およびペルフルオロアルキル基が好ましく、炭素数1〜6の直鎖アルキル基、炭素数1〜6の分枝アルキル基および炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基がより好ましい。R21が表すシリル基としては、アルキルシリル基が好ましい。R21が表す置換または無置換のアリール基、および、ジ置換アミノ基としては、N,N−ジアリールアミノ基またはアルキル基で置換されたアリール基、あるいは、N,N−ジアリールアミノ基を有する置換基であることが好ましい。
前記一般式Bで表される基におけるoは0〜4を表し、oは0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
oが2〜4の場合、各R21は同一でも異なっていてもよい。R21同士が互いに結合して環を形成していてもよいが、環を形成しないことが好ましい。
本発明の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(III)〜一般式(VI)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。以下、一般式(III)〜一般式(VI)について順に説明する。
本発明の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(III)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(III)
(一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R31、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
前記一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516、O原子またはS原子を表す。L31、L32、L33およびL34の説明と好ましい範囲は、前記一般式(I)におけるLの説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(III)中、m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。この中でも、m1が0であり、かつ、n1が1であることが、駆動中のダークスポットの発生を抑制する観点から好ましい。
前記一般式(III)中、R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。R31、R32およびR33の説明と好ましい範囲は、前記一般式(II)におけるR21の説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(III)中、p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R31、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。p1、q1およびr1の説明と好ましい範囲は、前記一般式(II)におけるoの説明と好ましい範囲と同じである。
本発明の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(IV)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(IV)
(一般式(IV)中、L41、L42、L43およびL44はそれぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m2、n2は0または1であり、m2+n2=1である。R41、R42およびR43はそれぞれ独立に置換基を表す。p2、q2およびr2はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p2、q2およびr2が2〜4の場合、R41、R42およびR43は同一でも異なっていてもよく、R41同士、R42同士またはR43同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
前記一般式(IV)中、L41、L42、L43およびL44は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516、O原子またはS原子を表す。L41、L42、L43およびL44の説明と好ましい範囲は、前記一般式(I)におけるLの説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(IV)中、m2、n2は0または1であり、m2+n2=1である。この中でも、m2が0であり、かつ、n2が1であることが、駆動中のダークスポットの発生を抑制する観点から好ましい。
前記一般式(IV)中、R41、R42およびR43はそれぞれ独立に置換基を表す。R41、R42およびR43の説明と好ましい範囲は、前記一般式(II)におけるR21の説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(IV)中、p2、q2およびr2はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p2、q2およびr2が2〜4の場合、R41、R42およびR43は同一でも異なっていてもよく、R41同士、R42同士またはR43同士が互いに結合して環を形成していてもよい。p2、q2およびr2の説明と好ましい範囲は、前記一般式(II)におけるoの説明と好ましい範囲と同じである。
本発明の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(V)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(V)
(一般式(V)中、L51、L52、L53およびL54は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m3、n3は0または1であり、m3+n3=1である。R51、R52およびR53はそれぞれ独立に置換基を表す。p3、q3およびr3はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p3、q3およびr3が2〜4の場合、R51、R52およびR53は同一でも異なっていてもよく、R51同士、R52同士またはR53同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
前記一般式(V)中、L51、L52、L53およびL54は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516、O原子またはS原子を表す。L51、L52、L53およびL54の説明と好ましい範囲は、前記一般式(I)におけるLの説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(V)中、m3、n3は0または1であり、m3+n3=1である。この中でも、m3が1であり、かつ、n3が0であることが好ましい。
前記一般式(V)中、R51、R52およびR53はそれぞれ独立に置換基を表す。R51、R52およびR53の説明と好ましい範囲は、前記一般式(II)におけるR21の説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(V)中、p3、q3およびr3はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p3、q3およびr3が2〜4の場合、R51、R52およびR53は同一でも異なっていてもよく、R51同士、R52同士またはR53同士が互いに結合して環を形成していてもよい。p3、q3およびr3の説明と好ましい範囲は、前記一般式(II)におけるoの説明と好ましい範囲と同じである。
本発明の有機電界発光素子は、前記一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(VI)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(VI)
(一般式(VI)中、L61、L62、L63およびL64は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m4、n4は0または1であり、m4+n4=1である。R61、R62およびR63はそれぞれ独立に置換基を表す。p4、q4およびr4はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p4、q4およびr4が2〜4の場合、R61、R62およびR63は同一でも異なっていてもよく、R61同士、R62同士またはR63同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
前記一般式(VI)中、L61、L62、L63およびL64は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516、O原子またはS原子を表す。L61、L62、L63およびL64の説明と好ましい範囲は、前記一般式(I)におけるLの説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(VI)中、m3、n3は0または1であり、m3+n3=1である。この中でも、m3が1であり、かつ、n3が0であることが好ましい。
前記一般式(VI)中、R61、R62およびR63はそれぞれ独立に置換基を表す。R61、R62およびR63の説明と好ましい範囲は、前記一般式(II)におけるR21の説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(VI)中、p4、q4およびr4はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p4、q4およびr4が2〜4の場合、R61、R62およびR63は同一でも異なっていてもよく、R61同士、R62同士またはR63同士が互いに結合して環を形成していてもよい。p4、q4およびr4の説明と好ましい範囲は、前記一般式(II)におけるoの説明と好ましい範囲と同じである。
前記一般式(II)で表される化合物は、前記一般式(III)、前記一般式(IV)または前記一般式(VI)で表される化合物であることがより好ましい。
前記一般式(I)で表される化合物は、分子量が1000以下であることが好ましく、900以下であることがより好ましく、850以下であることが特に好ましく、800以下であることがさらに好ましい。分子量を低くすることによって、昇華温度を低くすることができるため、蒸着時における化合物の熱分解を防ぐことができる。また、蒸着時間を短縮して、蒸着に必要なエネルギーを抑えることもできる。ここで、昇華温度の高い材料では長時間蒸着時に熱分解が起こり得るため、蒸着適性の観点では昇華温度は高過ぎない方がよい。前記一般式(I)で表される化合物の昇華温度(本明細書中、10質量%減少温度を意味する)は好ましくは300℃であり、より好ましくは285℃以下であり、さらに好ましくは270℃以下である。
前記一般式(I)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明で用いることができる一般式(I)で表される化合物は、これらの具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
前記一般式(I)で表される化合物は、US2008/0100208号公報等に記載の方法や、その他公知の反応を組み合わせて合成することができる。また、例えば以下のスキームにより合成することが可能である。
スキーム
合成後、カラムクロマトグラフィー、再結晶等による精製を行った後、昇華精製により精製することが好ましい。昇華精製により、有機不純物を分離できるだけでなく、無機塩や残留溶媒等を効果的に取り除くことができる。
[有機電界発光素子]
本発明の有機電界発光素子は、基板と、該基板上に配置され、陽極及び陰極を含む一対の電極と、該電極間に配置され、発光層を含む少なくとも一層の有機層とを有し、前記少なくとも一層の有機層のいずれかの層に、少なくとも一種の前記一般式(I)で表される化合物を含むことを特徴とする。
本発明の有機電界発光素子の構成は、特に制限されることはない。図1に、本発明の有機電界発光素子の構成の一例を示す。図1の有機電界発光素子10は、基板2上に、一対の電極(陽極3と陰極9)の間に有機層を有する。
有機電界発光素子の素子構成、基板、陰極及び陽極については、例えば、特開2008−270736号公報に詳述されており、該公報に記載の事項を本発明に適用することができる。
以下、本発明の有機電界発光素子の好ましい態様について、基板、電極、有機層、保護層、封止容器、駆動方法、発光波長、用途の順で詳細に説明する。
<基板>
本発明の有機電界発光素子は、基板を有する。
本発明で使用する基板としては、有機層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
<電極>
本発明の有機電界発光素子は、前記基板上に配置され、陽極及び陰極を含む一対の電極を有する。
発光素子の性質上、一対の電極である陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明若しくは半透明であることが好ましい。
(陽極)
陽極は、通常、有機層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
(陰極)
陰極は、通常、有機層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
<有機層>
本発明の有機電界発光素子は、前記電極間に配置され、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有し、前有機層のうち少なくとも一層に前記一般式(I)で表される化合物を含むことを特徴とする。本発明の有機電界発光素子は、前記一般式(1)で表される化合物を含む少なくとも一層の有機層が、前記発光層であることが好ましい。
前記有機層は、特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記透明電極上に又は前記半透明電極上に形成されるのが好ましい。この場合、有機層は、前記透明電極又は前記半透明電極上の全面又は一面に形成される。
有機層の形状、大きさ、及び厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
以下、本発明の有機電界発光素子における、有機層の構成、有機層の形成方法、有機層を構成する各層の好ましい態様および各層に使用される材料について順に説明する。
(有機層の構成)
本発明の有機電界発光素子では、前記有機層が発光層を含む。前記有機層が、電荷輸送層を含むことが好ましい。前記電荷輸送層とは、有機電界発光素子に電圧を印加した際に電荷移動が起こる層をいう。具体的には正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層又は電子注入層が挙げられる。前記電荷輸送層が正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層であれば、低コストかつ高効率な有機電界発光素子の製造が可能となる。
前記一般式(I)で表される化合物は、有機電界発光素子の前記電極間に配置される有機層のうち、少なくとも一層に含有され、前記電極間に配置される有機層中の発光層に含有されることが好ましい。
但し、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、前記一般式(I)で表される化合物は本発明の有機電界発光素子のその他の有機層に含有されていてもよい。前記一般式(I)で表される化合物を含有してもよい発光層以外の有機層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、励起子ブロック層、電荷ブロック層(正孔ブロック層、電子ブロック層など)などを挙げることができ、好ましくは、励起子ブロック層、電荷ブロック層、電子輸送層、電子注入層のいずれかであり、より好ましくは励起子ブロック層、電荷ブロック層、又は電子輸送層である。
前記一般式(I)で表される化合物が発光層に含有される場合、一般式(I)で表される化合物は発光層の全質量に対して0.1〜100質量%含まれることが好ましく、1〜50質量%含まれることがより好ましく、2〜20質量%含まれることがより好ましい。
前記一般式(I)で表される化合物が発光層以外の有機層に含有される場合、一般式(I)で表される化合物はその有機層の全質量に対して70〜100質量%含まれることが好ましく、80〜100質量%含まれることがより好ましく、90〜100質量%含まれることがさらに好ましい。
(有機層の形成方法)
本発明の有機電界発光素子において、各有機層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、スピンコート法、バーコート法等の湿式製膜法(溶液塗布法)のいずれによっても好適に形成することができる。
本発明の有機電界発光素子は、前記一対の電極間に配置された有機層が、少なくとも一層の前記一般式(I)で表される化合物を含む組成物の真空蒸着プロセスまたは湿式プロセスにより形成されていることが好ましく、前記発光層が真空蒸着プロセスまたは湿式プロセスにより形成されていることがより好ましく、発光層が前記一般式(1)で表される化合物を含む組成物の蒸着により形成されていることが特に好ましい。
(発光層)
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。但し、本発明における前記発光層は、このようなメカニズムによる発光に必ずしも限定されるものではない。
本発明の有機電界発光素子における前記発光層は、前記発光材料のみで構成されていてもよく、ホスト材料と前記発光材料の混合層とした構成でもよい。前記発光材料の種類は一種であっても二種以上であってもよい。前記ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。前記ホスト材料は一種であっても二種以上であってもよく、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。更に、前記発光層は、電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいてもよい。
また、発光層は一層であっても二層以上の多層であってもよく、それぞれの層に同じ発光材料やホスト材料を含んでもよいし、層毎に異なる材料を含んでもよい。発光層が複数の場合、それぞれの発光層が異なる発光色で発光してもよい。
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、2nm〜500nmであるのが好ましく、中でも、外部量子効率の観点で、3nm〜200nmであるのがより好ましく、5nm〜100nmであるのが更に好ましい。
本発明の有機電界発光素子は、前記発光層が前記一般式(I)で表される化合物を含有し、前記発光層の発光材料として前記一般式(I)で表される化合物を用いることがより好ましい態様である。ここで、本明細書中、ホスト材料とは、発光層において主に電荷の注入、輸送を担う化合物であり、また、それ自体は実質的に発光しない化合物のことである。ここで「実質的に発光しない」とは、該実質的に発光しない化合物からの発光量が好ましくは素子全体での全発光量の5%以下であり、より好ましくは3%以下であり、更に好ましくは1%以下であることを言う。前記一般式(I)で表される化合物は、発光層のホスト材料として用いてもよい。
(発光材料)
本発明の有機電界発光素子では、前記一般式(I)で表される化合物を発光材料とすることが好ましいが、その場合であっても前記一般式(I)で表される化合物とは別の発光材料を組み合わせて用いることが可能である。また、本発明の有機電界発光素子において、前記一般式(I)で表される化合物を発光層のホスト材料として使用する場合や、発光層以外の有機層に用いる場合にも、前記一般式(I)で表される化合物とは別の発光材料を発光層に用いる。
本発明において用いることができる発光材料は、燐光発光材料、蛍光発光材料等のいずれであってもよい。また、本発明における発光層は、色純度を向上させたり、発光波長領域を広げたりするために、2種類以上の発光材料を含有することができる。
本発明の有機電界発光素子に用いることができる蛍光発光材料や燐光発光材料については、例えば、特開2008−270736号公報の段落番号[0100]〜[0164]、特開2007−266458号公報の段落番号[0088]〜[0090]に詳述されており、これら公報の記載の事項を本発明に適用することができる。
本発明に使用できる燐光発光材料としては、例えば、米国特許第6303238号明細書、米国特許第6097147号明細書、WO00/57676号公報、WO00/70655号公報、WO01/08230号公報、WO01/39234号公報、WO01/41512号公報、WO02/02714号公報、WO02/15645号公報、WO02/44189号公報、WO05/19373号公報、特開2001−247859号公報、特開2002−302671号公報、特開2002−117978号公報、特開2003−133074号公報、特開2002−235076号公報、特開2003−123982号公報、特開2002−170684号公報、欧州特許公開第1211257号公報、特開2002−226495号公報、特開2002−234894号公報、特開2001−247859号公報、特開2001−298470号公報、特開2002−173674号公報、特開2002−203678号公報、特開2002−203679号公報、特開2004−357791号公報、特開2006−256999号公報、特開2007−19462号公報、特開2007−84635号公報、特開2007−96259号公報等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい発光材料としては、Ir錯体、Pt錯体、Cu錯体、Re錯体、W錯体、Rh錯体、Ru錯体、Pd錯体、Os錯体、Eu錯体、Tb錯体、Gd錯体、Dy錯体、及びCe錯体等の燐光発光性金属錯体化合物が挙げられる。特に好ましくは、Ir錯体、Pt錯体、又はRe錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むIr錯体、Pt錯体、又はRe錯体が好ましい。更に、発光効率、駆動耐久性、色度等の観点で、Ir錯体、Pt錯体が特に好ましく、Ir錯体が最も好ましい。
本発明に使用できる蛍光発光材料の種類は特に限定されるものではないが、前記一般式(I)で表される化合物の他、例えば、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、縮合多環芳香族化合物(アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、又はペンタセンなど)、8−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、及びこれらの誘導体などを挙げることができる。
その他に、特開2010−111620号公報の[0082]に記載される化合物を発光材料として用いることもできる。
本発明の有機電界発光素子における発光層は、発光材料のみで構成されていてもよく、ホスト材料と発光材料の混合層とした構成でもよい。発光材料の種類は一種であっても二種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は一種であっても二種以上であってもよく、例えば、電子輸送性のホスト材料と正孔輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。更に、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいてもよい。
また、発光層は一層であっても二層以上の多層であってもよく、それぞれの層に同じ発光材料やホスト材料を含んでもよいし、層毎に異なる材料を含んでもよい。発光層が複数の場合、それぞれの発光層が異なる発光色で発光してもよい。
(ホスト材料)
ホスト材料とは、発光層において主に電荷の注入、輸送を担う化合物であり、また、それ自体は実質的に発光しない化合物のことである。ここで「実質的に発光しない」とは、該実質的に発光しない化合物からの発光量が好ましくは素子全体での全発光量の5%以下であり、より好ましくは3%以下であり、更に好ましくは1%以下であることを言う。
本発明の有機電界発光素子に用いることのできるホスト材料としては、前記一般式(I)で表される化合物の他、例えば、以下の化合物を挙げることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、ポルフィリン系化合物、縮環芳香族炭化水素化合物(フルオレン、ナフタレン、フェナントレン、トリフェニレン等)、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、8−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体及びそれらの誘導体(置換基や縮環を有していてもよい)等を挙げることができる。その他に、特開2010−111620の[0081]や[0083]に記載される化合物を用いることもできる。
これらのうち、カルバゾール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、アリールアミン、縮環芳香族炭化水素化合物、金属錯体が好ましく、縮環芳香族炭化水素化合物が安定であるために特に好ましい。縮環芳香族炭化水素化合物としてはナフタレン系化合物、アントラセン系化合物、フェナントレン系化合物、トリフェニレン系化合物、ピレン系化合物が好ましく、アントラセン系化合物、ピレン系化合物がより好ましく、アントラセン系化合物が特に好ましい。アントラセン系化合物としては、WO2010/134350号公報の[0033]〜[0064]に記載のものが特に好ましく、例えば後掲の化合物H−1やH−2を挙げることができる。
本発明の有機電界発光素子における発光層において用いることができるホスト材料としては、正孔輸送性ホスト材料であっても、電子輸送性ホスト材料であってもよい。
発光層において、前記ホスト材料の膜状態での一重項最低励起エネルギー(Sエネルギー)が、前記発光材料のSエネルギーより高いことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。ホスト材料のSが発光材料のSより0.1eV以上大きいことが好ましく、0.2eV以上大きいことがより好ましく、0.3eV以上大きいことが更に好ましい。
ホスト材料の膜状態でのSが発光材料のSより小さいと発光を消光してしまうためホスト材料には発光材料より大きなSが求められる。また、ホスト材料のSが発光材料より大きい場合でも、両者のS差が小さい場合には一部、発光材料からホスト材料への逆エネルギー移動が起こるため、効率低下や色純度低下、耐久性低下の原因となる。従って、Sが十分に大きく、化学的安定性及びキャリア注入・輸送性の高いホスト材料が求められる。
また、本発明の有機電界発光素子における発光層におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して15〜95質量%であることが好ましい。発光層に、一般式(I)で表される化合物を含む複数種類のホスト化合物を含む場合、一般式(I)で表される化合物は全ホスト化合物中50〜99質量%以下であることが好ましい。
(その他の層)
本発明の有機電界発光素子は、前記発光層以外のその他の層を有していてもよい。
前記有機層が有していてもよい前記発光層以外のその他の有機層として、正孔注入層、正孔輸送層、ブロック層(正孔ブロック層、励起子ブロック層など)、電子輸送層などが挙げられる。前記具体的な層構成として、下記が挙げられるが本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
・陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、
・陽極/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/陰極、
・陽極/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極、
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/陰極、
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極、
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極、
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/ブロック層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極。
本発明の有機電界発光素子は、(A)前記陽極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層を少なくとも一層含むことが好ましい。前記(A)前記陽極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層としては、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層を挙げることができる。
本発明の有機電界発光素子は、(B)前記陰極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層少なくとも一層含むことが好ましい。前記(B)前記陰極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層としては、陰極側から電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層を挙げることができる。
具体的には、本発明の有機電界発光素子の好ましい態様の一例は、図1に記載される態様であり、前記有機層として、陽極3側から正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、正孔ブロック層7及び電子輸送層8がこの順に積層されている態様である。
以下、これら本発明の有機電界発光素子が有していてもよい前記発光層以外のその他の層について、説明する。
(A)陽極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層
まず、(A)前記陽極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層について説明する。
(A−1)正孔注入層、正孔輸送層
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
本発明の発光素子は、発光層と陽極の間に少なくとも一層の有機層を含むことが好ましく、該有機層に、下記一般式(Sa−1)、一般式(Sb−1)、一般式(Sc−1)で表される化合物の内、少なくとも一種の化合物を含有することが好ましい。
(式中、Xは、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキレン基、置換または無置換の炭素数2〜30のアルケニレン基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換または無置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基、あるいは、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環を表す。RS1、RS2、RS3は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS1、RS2、RS3同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。ArS1、ArS2は、各々独立に、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、あるいは、置換または無置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基を表す。)
(式中、RS4、RS5、RS6およびRS7は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS4、RS5、RS6およびRS7同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。ArS3は、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、あるいは、置換または無置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基を表す。)
(式中、RS8およびRS9は各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環基、あるいは、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基を表す。RS10は置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環基、あるいは、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基を表す。RS11およびRS12は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS11およびRS12同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。ArS4は、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基または置換、あるいは、無置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基を表す。YS1、YS2は各々独立に、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキレン基、あるいは、置換または無置換の炭素数6〜30のアリーレン基を表す。nおよびmは各々独立に0〜5の整数を表す。)
前記一般式(Sa−1)について説明する。
前記一般式(Sa−1)中、Xは、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキレン基、置換または無置換の炭素数2〜30のアルケニレン基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換または無置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基、あるいは、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環を表す。Xとして好ましくは、置換または無置換の炭素数6〜30のアリーレン基であり、より好ましくは、置換または無置換のフェニレン、置換または無置換のビフェニレン、および、置換または無置換のナフチレンであり、さらに好ましくは置換または無置換のビフェニレンである。
S1、RS2、RS3は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS1、RS2、RS3同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。前記飽和炭素環または当該不飽和炭素環の例としては、ナフタレン、アズレン、アントラセン、フルオレン、フェナレンなどがある。RS1、RS2、RS3として好ましくは、水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、および、シアノ基であり、より好ましくは水素原子である。
ArS1、ArS2は、各々独立に、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、あるいは、置換または無置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基を表す。ArS1、ArS2として好ましくは、置換または無置換のフェニル基である。
次に前記一般式(Sb−1)について説明する。
前記一般式(Sb−1)中、RS4、RS5、RS6およびRS7は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、または置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS4、RS5、RS6およびRS7同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。前記飽和炭素環または当該不飽和炭素環の例としては、ナフタレン、アズレン、アントラセン、フルオレン、フェナレンなどがある。RS4、RS5、RS6およびRS7として好ましくは、水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、および、シアノ基であり、より好ましくは水素原子である。
ArS3は、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、あるいは、置換または無置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基を表す。ArS3として好ましくは、置換または無置換のフェニル基である。
次に前記一般式(Sc−1)について説明する。
前記一般式(Sc−1)中、RS8およびRS9は各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環基、あるいは、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基を表す。RS8およびRS9として好ましくは、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、および、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基であり、より好ましくは、メチル基およびフェニル基である。RS10は置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環基、あるいは、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基を表す。RS10として好ましくは置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基であり、より好ましくはフェニル基である。RS11およびRS12は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS11およびRS12同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。前記飽和炭素環または当該不飽和炭素環の例としては、ナフタレン、アズレン、アントラセン、フルオレン、フェナレンなどがある。RS11およびRS12として好ましくは、水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、および、シアノ基であり、より好ましくは水素原子である。ArS4は、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、あるいは、置換または無置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基を表す。YS1、YS2は置換または無置換の炭素数1〜30のアルキレン、あるいは、置換または無置換の炭素数6〜30のアリーレンを表す。YS1、YS2として好ましくは、置換または無置換の炭素数6〜30のアリーレンであり、より好ましくは置換または無置換のフェニレンである。nは0〜5の整数であり、好ましくは0〜3、より好ましくは0〜2、さらに好ましくは0である。mは0〜5の整数であり、好ましくは0〜3、より好ましくは0〜2、さらに好ましくは1である。
前記一般式(Sa−1)は、好ましくは下記一般式(Sa−2)で表される化合物である。
(式中、RS1、RS2、RS3は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS1、RS2、RS3同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。QSaは各々独立に、水素原子、シアノ基、フッ素原子、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、あるいは、置換または非置換のアミノ基を表す。)
前記一般式(Sa−2)について説明する。RS1、RS2、RS3は一般式(Sa−1)中のそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。QSaは各々独立に、水素原子、シアノ基、フッ素原子、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、あるいは、置換または非置換のアミノ基を表す。QSaとして好ましくは、水素原子、シアノ基、フッ素原子、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、および、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基であり、より好ましくは水素原子、および、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基であり、さらに好ましくは水素原子である。
前記一般式(Sb−1)は、好ましくは下記一般式(Sb−2)で表される化合物である。
(式中、RS4、RS5、RS6およびRS7は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS4、RS5、RS6およびRS7同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。QSbは、水素原子、シアノ基、フッ素原子、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、あるいは、置換または非置換のアミノ基を表す。)
前記一般式(Sb−2)について説明する。RS4、RS5、RS6およびRS7は一般式(Sb−1)中のそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。QSaは、水素原子、シアノ基、フッ素原子、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、あるいは、置換または非置換のアミノ基を表す。QSaとして好ましくは、水素原子、シアノ基、フッ素原子、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、および、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基であり、より好ましくは水素原子、および、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基であり、さらに好ましくは水素原子である。
前記一般式(Sc−1)は、好ましくは下記一般式(Sc−2)で表される化合物である。
(式中、RS8およびRS9は各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環基、あるいは、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基を表す。RS10は置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環基、あるいは、置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基を表す。RS11およびRS12は、各々独立に水素原子、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または無置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または無置換の炭素数2〜30の複素環、または置換または無置換の炭素数5〜30の縮合多環基、ヒドロキシ基、シアノ基、あるいは、置換または無置換のアミノ基を表す。隣接するRS11およびRS12同士が互いに結合し、飽和炭素環または不飽和炭素環を形成してもよい。QScは、水素原子、シアノ基、フッ素原子、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、あるいは、置換または非置換のアミノ基を表す。)
前記一般式(Sc−2)について説明する。RS8、RS9、RS10、RS11およびRS12は一般式(Sc−1)中のそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。QScは、水素原子、シアノ基、フッ素原子、炭素数1〜30のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数2〜30の複素環、または置換または非置換のアミノ基を表す。QScとして好ましくは、水素原子、シアノ基、フッ素原子、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基であり、より好ましくは水素原子、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基であり、さらに好ましくはフェニル基である。
前記一般式(Sa−1)、(Sb−1)および(Sc−1)で表される化合物の具体例としては以下のものが挙げられる。但し、本発明は以下の具体例に限定されるものではない。
前記一般式(Sa−1)、(Sb−1)または(Sc−1)で表される化合物は、特開2007−318101号公報に記載の方法で合成可能である。合成後、カラムクロマトグラフィー、再結晶、再沈殿などによる精製を行った後、昇華精製により精製することが好ましい。昇華精製により有機不純物を分離できるだけではなく、無機塩や残留溶媒、水分等を効果的に取り除くことが可能である。
本発明の発光素子において、前記一般式(Sa−1)、(Sb−1)または(Sc−1)で表される化合物は、前記発光層と前記陽極との間の有機層に含有されることが好ましく、その中でも発光層に隣接する陽極側の層に含有されることがより好ましく、正孔輸送層に含有される正孔輸送材料であることが特に好ましい。
前記一般式(Sa−1)、(Sb−1)または(Sc−1)で表される化合物は、添加する有機層の全質量に対して70〜100質量%含まれることが好ましく、85〜100質量%含まれることがより好ましい。
その他、正孔注入層および正孔輸送層については、特開2008−270736号公報の段落番号〔0165〕〜〔0167〕に記載の事項を本発明に適用することもできる。
前記正孔注入層には電子受容性ドーパントを含有することが好ましい。正孔注入層に電子受容性ドーパントを含有することにより、正孔注入性が向上し、駆動電圧が低下する、効率が向上するなどの効果がある。電子受容性ドーパントとは、ドープされる材料から電子を引き抜き、ラジカルカチオンを発生させることが可能な材料であれば有機材料、無機材料のうちいかなるものでもよいが、
例えば、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F−TCNQ)などのTCNQ化合物、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン(HAT−CN)などのヘキサアザトリフェニレン化合物、酸化モリブデンなどが挙げられる。
前記正孔注入層中の電子受容性ドーパントは、正孔注入層を形成する全化合物質量に対して、0.01〜50質量%含有されることが好ましく、0.1〜40質量%含有されることがより好ましく、0.2〜30質量%含有されることがより好ましい。
(A−2)電子ブロック層
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する有機化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、3nm〜100nmであるのがより好ましく、5nm〜50nmであるのが更に好ましい。
電子ブロック層は、上述した材料の一種又は二種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
電子ブロック層に用いる材料は、前記発光材料のSエネルギーより高いことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。電子ブロック層に用いる材料の膜状態でのSが発光材料のSより0.1eV以上大きいことが好ましく、0.2eV以上大きいことがより好ましく、0.3eV以上大きいことが更に好ましい。
(B)陰極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層
次に、前記(B)陰極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層について説明する。
(B−1)電子注入層、電子輸送層
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。これらの層に用いる電子注入材料、電子輸送材料は低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
電子輸送材料としては、例えば前記一般式(I)で表される化合物を用いることができる。その他の電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレン等の縮環炭化水素化合物等をから選ばれることが好ましく、ピリジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体、金属錯体、縮環炭化水素化合物のいずれかであることがより好ましい。
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.2nm〜100nmであるのがより好ましく、0.5nm〜50nmであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
電子注入層には電子供与性ドーパントを含有することが好ましい。電子注入層に電子供与性ドーパントを含有させることにより、電子注入性が向上し、駆動電圧が低下する、効率が向上するなどの効果がある。電子供与性ドーパントとは、ドープされる材料に電子を与え、ラジカルアニオンを発生させることが可能な材料であれば有機材料、無機材料のうちいかなるものでもよいが、例えば、テトラチアフルバレン(TTF)、テトラチアナフタセン(TTT)、ビス−[1,3 ジエチル−2−メチル−1,2−ジヒドロベンズイミダゾリル]などのジヒドロイミダゾール化合物、リチウム、セシウムなどが挙げられる。
電子注入層中の電子供与性ドーパントは、電子注入層を形成する全化合物質量に対して、0.01質量%〜50質量%含有されることが好ましく、0.1質量%〜40質量%含有されることがより好ましく、0.5質量%〜30質量%含有されることがより好ましい。
(B−2)正孔ブロック層
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の膜状態でのSエネルギーは、発光層で生成する励起子のエネルギー移動を防止し、発光効率を低下させないために、発光材料のSエネルギーよりも高いことが好ましい。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、例えば前記一般式(I)で表される化合物を用いることができる。
前記一般式(I)で表される化合物以外の、正孔ブロック層を構成するその他の有機化合物の例としては、アルミニウム(III)ビス(2−メチル−8−キノリナト)4−フェニルフェノレート(Aluminum (III)bis(2−methyl−8−quinolinato)4−phenylphenolate(Balqと略記する))等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline(BCPと略記する))等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、3nm〜100nmであるのがより好ましく、5nm〜50nmであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の一種又は二種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
正孔ブロック層に用いる材料は、前記発光材料のSエネルギーより高いことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。正孔ブロック層に用いる材料の膜状態でのSが発光材料のSより0.1eV以上大きいことが好ましく、0.2eV以上大きいことがより好ましく、0.3eV以上大きいことが更に好ましい。
(B−3)陰極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層に特に好ましく用いられる材料
本発明の有機電界発光素子は、前記(B)陰極と前記発光層との間に好ましく配置される有機層の材料に特に好ましく用いられる材料として、前記一般式(I)で表される化合物、下記一般式(O−1)で表される化合物および下記一般式(P)で表される化合物を挙げることができる。
以下、前記一般式(O−1)で表される化合物と、前記一般式(P)で表される化合物について説明する。
本発明の有機電界発光素子は、発光層と陰極との間に少なくとも一層の有機層を含むことが好ましく、該有機層に少なくとも一種の下記一般式(O−1)で表される化合物を含有することが素子の効率や駆動電圧の観点から好ましい。以下に、一般式(O−1)について説明する。
(一般式(O−1)中、RO1は、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。AO1〜AO4はそれぞれ独立に、C−R又は窒素原子を表す。Rは水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、複数のRは同じでも異なっていても良い。LO1は、アリール環又はヘテロアリール環からなる二価〜六価の連結基を表す。nO1は2〜6の整数を表す。)
O1は、アルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30)、又はヘテロアリール基(好ましくは炭素数4〜12)を表し、これらは前述の置換基群Aから選ばれる置換基を有していても良い。RO1として好ましくはアリール基、又はヘテロアリール基であり、より好ましくはアリール基である。RO1のアリール基が置換基を有する場合の好ましい置換基としては、アルキル基、アリール基又はシアノ基が挙げられ、アルキル基又はアリール基がより好ましく、アリール基が更に好ましい。RO1のアリール基が複数の置換基を有する場合、該複数の置換基は互いに結合して5又は6員環を形成していても良い。RO1のアリール基は、好ましくは置換基群Aから選ばれる置換基を有していても良いフェニル基であり、より好ましくはアルキル基又はアリール基が置換していてもよいフェニル基であり、更に好ましくは無置換のフェニル基又は2−フェニルフェニル基である。
O1〜AO4はそれぞれ独立に、C−R又は窒素原子を表す。AO1〜AO4のうち、0〜2つが窒素原子であるのが好ましく、0又は1つが窒素原子であるのがより好ましい。AO1〜AO4の全てがC−Rであるか、又はAO1が窒素原子で、AO2〜AO4がC−Rであるのが好ましく、AO1が窒素原子で、AO2〜AO4がC−Rであるのがより好ましく、AO1が窒素原子で、AO2〜AO4がC−Rであり、Rが全て水素原子であるのが更に好ましい。
は水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30)、又はヘテロアリール基(好ましくは炭素数4〜12)を表し、これらは前述の置換基群Aから選ばれる置換基を有していても良い。また複数のRは同じでも異なっていても良い。Rとして好ましくは水素原子又はアルキル基であり、より好ましくは水素原子である。
O1は、アリール環(好ましくは炭素数6〜30)又はヘテロアリール環(好ましくは炭素数4〜12)からなる二価〜六価の連結基を表す。LO1として好ましくは、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、アリールトリイル基、又はヘテロアリールトリイル基であり、より好ましくはフェニレン基、ビフェニレン基、又はベンゼントリイル基であり、更に好ましくはビフェニレン基、又はベンゼントリイル基である。LO1は前述の置換基群Aから選ばれる置換基を有していても良く、置換基を有する場合の置換基としてはアルキル基、アリール基、又はシアノ基が好ましい。LO1の具体例としては、以下のものが挙げられる。
O1は2〜6の整数を表し、好ましくは2〜4の整数であり、より好ましくは2又は3である。nO1は、素子効率の観点では最も好ましくは3であり、素子の耐久性の観点では最も好ましくは2である。
前記一般式(O−1)で表される化合物は、高温保存時の安定性、高温駆動時、駆動時の発熱に対して安定して動作させる観点から、ガラス転移温度(Tg)は100℃〜300℃であることが好ましく、120℃〜300℃であることがより好ましく、120℃〜300℃であることが更に好ましく、140℃〜300℃であることが更により好ましい。
一般式(O−1)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明で用いることができる一般式(O−1)で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されることはない。
前記一般式(O−1)で表される化合物は、特開2001−335776号に記載の方法で合成可能である。合成後、カラムクロマトグラフィー、再結晶、再沈殿などによる精製を行った後、昇華精製により精製することが好ましい。昇華精製により有機不純物を分離できるだけではなく、無機塩や残留溶媒、水分等を効果的に取り除くことが可能である。
本発明の有機電界発光素子において、一般式(O−1)で表される化合物は発光層と陰極との間の有機層に含有されることが好ましいが、発光層に隣接する陰極側の層に含有されることがより好ましい。
一般式(O−1)で表される化合物は、添加する有機層の全質量に対して70〜100質量%含まれることが好ましく、85〜100質量%含まれることがより好ましい。
本発明の有機電界発光素子は、発光層と陰極との間に少なくとも一層の有機層を含むことが好ましく、該有機層に少なくとも一種の下記一般式(P)で表される化合物を含有することが素子の効率や駆動電圧の観点から好ましい。以下に、一般式(P)について説明する。
(一般式(P)中、Rは、アルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30)、又はヘテロアリール基(好ましくは炭素数4〜12)を表し、これらは前述の置換基群Aから選ばれる置換基を有していても良い。nPは1〜10の整数を表し、Rが複数の場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Rのうち少なくとも一つは、下記一般式(P−1)〜(P−3)で表される置換基である。
(一般式(P−1)〜(P−3)中、RP1〜RP3、R’’P1〜R’’P3はそれぞれアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30)、又はヘテロアリール基(好ましくは炭素数4〜12)を表し、これらは前述の置換基群Aから選ばれる置換基を有していても良い。nP1及びnP2は0〜4の整数を表し、RP1〜RP3、R’’P1〜R’’P3が複数の場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LP1〜LP3は、単結合、アリール環又はヘテロアリール環からなる二価の連結基のいずれかを表す。*は一般式(P)のアントラセン環との結合位を表す。)
として、(P−1)〜(P−3)で表される置換基以外の好ましい置換基はアリール基であり、より好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかであり、更に好ましくはナフチル基である。
P1〜RP3、R’’P1〜R’’P3として、好ましくはアリール基、ヘテロアリール基のいずれかであり、より好ましくはアリール基であり、更に好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかであり、最も好ましくはフェニル基である。
P1〜LP3として、好ましくは単結合、アリール環からなる二価の連結基のいずれかであり、より好ましくは単結合、フェニレン、ビフェニレン、ターフェニレン、ナフチレンのいずれかであり、更に好ましくは単結合、フェニレン、ナフチレンのいずれかである。
一般式(P)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明で用いることができる一般式(P)で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されることはない。
前記一般式(P)で表される化合物は、WO2003/060956号公報、WO2004/080975号公報等に記載の方法で合成可能である。合成後、カラムクロマトグラフィー、再結晶、再沈殿などによる精製を行った後、昇華精製により精製することが好ましい。昇華精製により有機不純物を分離できるだけではなく、無機塩や残留溶媒、水分等を効果的に取り除くことが可能である。
本発明の有機電界発光素子において、一般式(P)で表される化合物は発光層と陰極との間の有機層に含有されることが好ましいが、陰極に隣接する層に含有されることがより好ましい。
一般式(P)で表される化合物は、添加する有機層の全質量に対して70〜100質量%含まれることが好ましく、85〜100質量%含まれることがより好ましい。
<保護層>
本発明において、有機電界素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層については、特開2008−270736号公報の段落番号〔0169〕〜〔0170〕に記載の事項を本発明に適用することができる。なお、保護層の材料は無機物であっても、有機物であってもよい。
<封止容器>
本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
封止容器については、特開2008−270736号公報の段落番号〔0171〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
<駆動方法>
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜15ボルト)、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平2−148687号、同6−301355号、同5−29080号、同7−134558号、同8−234685号、同8−241047号の各公報、特許第2784615号、米国特許5828429号、同6023308号の各明細書等に記載の駆動方法を適用することができる。
本発明の有機電界発光素子の外部量子効率としては、5%以上が好ましく、6%以上がより好ましく、7%以上が更に好ましい。外部量子効率の数値は20℃で素子を駆動したときの外部量子効率の最大値、若しくは、20℃で素子を駆動したときの300〜400cd/m付近での外部量子効率の値を用いることができる。
本発明の有機電界発光素子の内部量子効率は、30%以上であることが好ましく、50%以上が更に好ましく、70%以上が更に好ましい。素子の内部量子効率は、外部量子効率を光取り出し効率で除して算出される。通常の有機EL素子では光取り出し効率は約20%であるが、基板の形状、電極の形状、有機層の膜厚、無機層の膜厚、有機層の屈折率、無機層の屈折率等を工夫することにより、光取り出し効率を20%以上にすることが可能である。
<発光波長>
本発明の有機電界発光素子は、その発光波長に制限はないが、青色または白色の発光に用いるのが好ましい。その中でも、本発明の有機電界発光素子では、前記一般式(I)で表される化合物を発光材料として用いて発光させることが好ましく、特に青色発光させることが好ましい。
<本発明の有機電界発光素子の用途>
本発明の有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、又は光通信等に好適に利用できる。特に、発光装置、照明装置、表示装置等の発光輝度が高い領域で駆動されるデバイスに好ましく用いられる。
[発光装置]
本発明の発光装置は、本発明の有機電界発光素子を含むことを特徴とする。
次に、図2を参照して本発明の発光装置について説明する。
本発明の発光装置は、前記有機電界発光素子を用いてなる。
図2は、本発明の発光装置の一例を概略的に示した断面図である。図2の発光装置20は、透明基板(支持基板)2、有機電界発光素子10、封止容器16等により構成されている。
有機電界発光素子10は、基板2上に、陽極(第一電極)3、有機層11、陰極(第二電極)9が順次積層されて構成されている。また、陰極9上には、保護層12が積層されており、更に、保護層12上には接着層14を介して封止容器16が設けられている。なお、各電極3、9の一部、隔壁、絶縁層等は省略されている。
ここで、接着層14としては、エポキシ樹脂等の光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができ、例えば熱硬化性の接着シートを用いることもできる。
本発明の発光装置の用途は特に制限されるものではなく、例えば、照明装置のほか、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電子ペーパ等の表示装置とすることができる。
[照明装置]
本発明の照明装置は、本発明の有機電界発光素子を含むことを特徴とする。
次に、図3を参照して本発明の照明装置について説明する。
図3は、本発明の照明装置の一例を概略的に示した断面図である。本発明の照明装置40は、図3に示すように、前述した有機EL素子10と、光散乱部材30とを備えている。より具体的には、照明装置40は、有機EL素子10の基板2と光散乱部材30とが接触するように構成されている。
光散乱部材30は、光を散乱できるものであれば特に制限されないが、図3においては、透明基板31に微粒子32が分散した部材とされている。透明基板31としては、例えば、ガラス基板を好適に挙げることができる。微粒子32としては、透明樹脂微粒子を好適に挙げることができる。ガラス基板及び透明樹脂微粒子としては、いずれも、公知のものを使用できる。このような照明装置40は、有機電界発光素子10からの発光が散乱部材30の光入射面30Aに入射されると、入射光を光散乱部材30により散乱させ、散乱光を光出射面30Bから照明光として出射するものである。
[表示装置]
本発明の表示装置は、本発明の有機電界発光素子を含むことを特徴とする。
本発明の表示装置としては、例えば、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電子ペーパ等の表示装置とすることなどを挙げることができる。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例1]
(合成)
前記一般式(I)で表される化合物は、本明細書中に記載の方法や、その他公知の反応を組み合わせて合成することができる。以下に前記一般式(I)で表される化合物の具体的合成手順の代表例を記載する。
(合成例1)化合物F1の合成
以下のスキームにしたがって、化合物F1を合成した。
実施例で用いた化合物F1〜F8について、上記にて合成した化合物F1以外についても、化合物F1と類似の方法で合成した。比較化合物D1〜D4は、それぞれの化合物が記載されている公知文献を参考に合成した。
実施例に使用の一般式(I)で表される化合物F1〜F8の構造式、および、比較例で用いた化合物D1〜D4の構造式を以下にまとめて示す。
有機電界発光素子を作製するときに使用したF1〜F8、D1〜D4以外の材料を以下に示す。
[実施例2]
(本発明の有機電界発光素子1−1〜1−8、および比較素子1−1〜1−4)
(1)使用材料純度
素子作成に用いた材料は全て昇華精製を行い、高速液体クロマトグラフィー(東ソーTSKgel ODS−100Z)により純度(254nmの吸収強度面積比)が99.0%以上であることを確認した。
(2)素子作成
厚み0.5mm、2.5cm角のITO膜を有するガラス基板(ジオマテック社製、表面抵抗10Ω/□)を洗浄容器に入れ、2−プロパノール中で超音波洗浄した後、30分間UV−オゾン処理を行った。この透明陽極(ITO膜)上に、露点温度−20℃の環境下で、真空蒸着法にて以下の有機化合物層を順次蒸着した。
第1層:HAT−CN:膜厚10nm
第2層:NPD:膜厚30nm
第3層:ホスト材料HO−1および下記表1に記載の発光材料(質量比95:5):膜厚30nm
第4層:BAlq:膜厚30nm
この上に、フッ化リチウム1nm及び金属アルミニウム100nmをこの順に蒸着し陰極とした。なお、フッ化リチウムの層上に、パターニングしたマスク(発光領域が2mm×2mmとなるマスク)を設置し、金属アルミニウムを蒸着した。
この得られた積層体を、大気に触れさせることなく、窒素ガスで置換したグローブボックス内に入れ、ガラス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ(株)製)を用いて封止し、本発明の有機電界発光素子1−1〜1−8、および比較素子1−1〜1−4を得た。
(3)素子評価
上記にて得られた本発明の有機電界発光素子1−1〜1−8、および比較素子1−1〜1−4について、以下の評価を行った。その結果を下記表1に記載する。
(a)駆動後のダークスポット数
有機電界発光素子を(露点温度−20℃の環境下で作成)(株)島津製作所製の発光スペクトル測定システム(ELS1500)にセットし、一定電流密度(40mA/cm)にて直流電圧を印加し、100時間駆動させた。駆動後のダークスポットの数を目視により数えることにより、駆動中に発生したダークスポットの多少を評価した。ダークスポット数は少ないほど好ましい。
[実施例3]
(比較素子2−1の作製)
(1)発光層形成用塗布液の調製
上記発光材料D1(0.1質量%)、下記ホスト材料HO−2(0.9質量%)に、メチルエチルケトン(98.99質量%)を混合し、比較例用の発光層形成用塗布液1を得た。
(2)有機電界発光素子の作製
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを150nmの厚みで蒸着し製膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
このITOガラス基板上に、下記構造式で表されるPTPDES−2(ケミプロ化成製、Tg=205℃)2質量部をシクロヘキサノン98質量部に溶解し、厚みが約40nmとなるようにスピンコート(2,000rpm、20秒間、)した後、120℃で30分間乾燥と160℃で10分間アニール処理することで、正孔注入層を成膜した。
この正孔注入層上に前記発光層形成用塗布液1を厚みが約40nmとなるようにスピンコート(1,300rpm、30秒間)し、発光層とした。
次いで、発光層上に、電子輸送層として、BAlq(ビス−(2−メチル−8−キノリノラト)−4−(フェニル−フェノラト)−アルミニウム(III))を、厚みが40nmとなるように真空蒸着法にて形成した。
電子輸送層上に、電子注入層としてフッ化リチウム(LiF)を、厚みが1nmとなるように真空蒸着法にて形成した。更に金属アルミニウムを70nm蒸着し、陰極とした。
以上により作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ(株)製)を用いて封止することで、比較素子2−1を作製した。
(本発明の素子2−1、2−2および2−3の作製)
発光層形成用塗布液1において発光材料D1を下記表2に記載の発光材料に変更した以外は発光層形成用塗布液1と同様にして、実施例用の発光層形成用塗布液2〜4を調製した。
また、発光層形成用塗布液を表2に示すように変更した以外は、比較素子2−1と同様にして本発明の素子2−1、2−2および2−3を作製した。
(3)素子評価
実施例2と同様に駆動後のダークスポット数の評価を行った。得られた結果を下記表2に示す。
上記表1および表2の結果から、一般式(I)で表される化合物を発光層の発光材料として用いた本発明の有電界発光素子は、各比較素子と比べて駆動後のダークスポット数が少ないことがわかった。
2・・・基板
3・・・陽極
4・・・正孔注入層
5・・・正孔輸送層
6・・・発光層
7・・・正孔ブロック層
8・・・電子輸送層
9・・・陰極
10・・・有機電界発光素子
11・・・有機層
12・・・保護層
14・・・接着層
16・・・封止容器
20・・・発光装置
30・・・光散乱部材
31・・・透明基板
30A・・光入射面
30B・・光出射面
32・・・微粒子
40・・・照明装置

Claims (8)

  1. 下記一般式(I)で表される化合物(ただし、下記一般式(III)で表される化合物は除く。)。
    一般式(I)
    (一般式(I)中、Qはナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレンおよびトリフェニレンから選択される芳香族縮合炭化水素環を表す。Arはそれぞれ独立に炭素数6〜30のアリーレン基または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表す。Lはそれぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。nは3〜5の整数を表す。ただし、Q−Ar結合、Q−L結合、L−Ar結合の各結合を介して他の環が縮合することはない。)
    一般式(III)
    (一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R31、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
  2. 下記一般式(I)で表される化合物(ただし、下記一般式(III)で表される化合物は除く。)。
    一般式(I)
    (一般式(I)中、Qはナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレンおよびトリフェニレンのいずれかを表す。Arはそれぞれ独立に炭素数6〜30のアリーレン基または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表す。Lはそれぞれ独立にCR 12 13 、NR 14 またはSiR 15 16 (R 12 、R 13 、R 14 、R 15 およびR 16 はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)を表す。nは3〜5の整数を表す。ただし、Q−Ar結合、Q−L結合、L−Ar結合の各結合を介して他の環が縮合することはない。)
    一般式(III)
    (一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R31、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
  3. 下記一般式(I)で表される化合物(ただし、下記一般式(III)で表される化合物は除く。)。
    一般式(I)
    (一般式(I)中、Qはナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレンおよびトリフェニレンから選択される芳香族縮合炭化水素環を表す。Arはそれぞれ独立に置換または無置換のフェニレン基を表す。Lはそれぞれ独立にCR 12 13 、NR 14 、SiR 15 16 (R 12 、R 13 、R 14 、R 15 およびR 16 はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。nは3〜5の整数を表す。ただし、Q−Ar結合、Q−L結合、L−Ar結合の各結合を介して他の環が縮合することはない。)
    一般式(III)
    (一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R31、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
  4. 下記一般式(I)で表される化合物(ただし、下記一般式(III)で表される化合物は除く。)。
    一般式(I)
    (一般式(I)中、Qはピレンを表す。Arはそれぞれ独立に炭素数6〜30のアリーレン基または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表す。Lはそれぞれ独立にCR 12 13 、NR 14 、SiR 15 16 (R 12 、R 13 、R 14 、R 15 およびR 16 はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。nは3〜5の整数を表す。ただし、Q−Ar結合、Q−L結合、L−Ar結合の各結合を介して他の環が縮合することはない。)
    一般式(III)
    (一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R31、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
  5. 下記一般式(II)で表される化合物(ただし、下記一般式(III)で表される化合物は除く。)。
    一般式(II)
    (一般式(II)中、R1〜R10は水素原子または置換基を表し、R1とR2、R2とR3、R3とR4、R4とR5、R5とR6、R6とR7、R7とR8、R8とR9、R9とR10およびR10とR1の組み合わせのうち3つがそれぞれ独立な下記一般式Bで表される基で置換される。)
    一般式B
    (一般式B中、L2はCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。*および♯は前記一般式(II)のR1とR2、R2とR3、R3とR4、R4とR5、R5とR6、R6とR7、R7とR8、R8とR9、R9とR10またはR10とR1の組み合わせのうちいずれかに置換する部位を示し、上記組み合わせ内の2つの基のうちいずれが*に置換されてもよく、もう一方が♯で置換される。R21はそれぞれ独立に置換基を表す。cは0〜4を表す。cが2〜4の場合、各R21は同一でも異なっていてもよく、R21同士が互いに結合して環を形成していてもよい。ただし、一般式(II)中の#−ベンゼン環結合、*−L結合、L−ベンゼン環結合の各結合を介して他の環が縮合することはない。)
    一般式(III)
    (一般式(III)中、L31、L32、L33およびL34は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m1、n1は0または1であり、m1+n1=1である。R31、R32およびR33はそれぞれ独立に置換基を表す。p1、q1およびr1はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p1、q1およびr1が2〜4の場合、R31、R32およびR33は同一でも異なっていてもよく、R31同士、R32同士またはR33同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
  6. 下記一般式(IV)で表される化合物。
    一般式(IV)
    (一般式(IV)中、L41、L42、L43およびL44はそれぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m2、n2は0または1であり、m2+n2=1である。R41、R42およびR43はそれぞれ独立に置換基を表す。p2、q2およびr2はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p2、q2およびr2が2〜4の場合、R41、R42、R43は同一でも異なっていてもよく、R41同士、R42同士またはR43同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
  7. 下記一般式(V)で表される化合物。
    一般式(V)
    (一般式(V)中、L51、L52、L53およびL54は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m3、n3は0または1であり、m3+n3=1である。R51、R52およびR53はそれぞれ独立に置換基を表す。p3、q3およびr3はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p3、q3およびr3が2〜4の場合、R51、R52、R53は同一でも異なっていてもよく、R51同士、R52同士またはR53同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
  8. 下記一般式(VI)で表される化合物。
    一般式(VI)
    (一般式(VI)中、L61、L62、L63およびL64は、それぞれ独立にCR1213、NR14、SiR1516(R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立にフッ素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。)、O原子またはS原子を表す。m4、n4は0または1であり、m4+n4=1である。R61、R62およびR63はそれぞれ独立に置換基を表す。p4、q4およびr4はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。p4、q4およびr4が2〜4の場合、R61、R62、R63は同一でも異なっていてもよく、R61同士、R62同士またはR63同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)
JP2015103413A 2015-05-21 2015-05-21 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置 Active JP6224028B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015103413A JP6224028B2 (ja) 2015-05-21 2015-05-21 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015103413A JP6224028B2 (ja) 2015-05-21 2015-05-21 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011180905A Division JP5753027B2 (ja) 2011-08-22 2011-08-22 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015199742A JP2015199742A (ja) 2015-11-12
JP6224028B2 true JP6224028B2 (ja) 2017-11-01

Family

ID=54551363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015103413A Active JP6224028B2 (ja) 2015-05-21 2015-05-21 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6224028B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018188513A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 住友化学株式会社 組成物及びそれを用いた発光素子

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05179237A (ja) * 1991-12-26 1993-07-20 Konica Corp 有機薄膜エレクトロルミネッセンス素子
JP3818908B2 (ja) * 2001-12-14 2006-09-06 三井化学株式会社 有機電界発光素子
DE102008018670A1 (de) * 2008-04-14 2009-10-15 Merck Patent Gmbh Neue Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen
JP2009302466A (ja) * 2008-06-17 2009-12-24 Mitsui Chemicals Inc 有機トランジスタ
WO2010074520A2 (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 (주)루미나노 신규 유기 반도체 화합물, 그의 제조 방법, 상기를 포함하는 유기 반도체 조성물, 유기 반도체 박막 및 소자
DE102010014933A1 (de) * 2010-04-14 2011-10-20 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische Vorrichtungen
JP6118036B2 (ja) * 2011-04-12 2017-04-19 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子、有機電界発光素子用材料、膜、発光層、及び有機電界発光素子の作製方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015199742A (ja) 2015-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5753027B2 (ja) 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5875468B2 (ja) 有機電界発光素子用材料、有機電界発光素子並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6132470B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子に用いる化合物および有機電界発光素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5975611B2 (ja) 有機電界発光素子、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5840417B2 (ja) 有機電界発光素子、有機電界発光素子用の発光材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6009817B2 (ja) 電荷輸送材料、有機電界発光素子、発光装置、表示装置および照明装置
JP5946317B2 (ja) 有機電界発光素子とそれに用いることができる化合物および有機電界発光素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
WO2013077345A1 (ja) 有機電界発光素子、並びに該有機電界発光素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6347909B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6118034B2 (ja) 有機電界発光素子とそれに用いることができる化合物および有機電界発光素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6046884B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP2013093541A (ja) 有機電界発光素子とそれに用いることができる化合物および有機電界発光素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5890980B2 (ja) 有機電界発光素子、有機電界発光素子用の化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6063114B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5979947B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子に用いる化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5952543B2 (ja) 有機電界発光素子、有機電界発光素子用の化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5624518B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6012148B2 (ja) 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6224028B2 (ja) 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP2013084732A (ja) 有機電界発光素子及び該素子用発光材料並びに発光装置、表示装置及び照明装置
JP6371320B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160614

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160912

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160914

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170824

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20170829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170919

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6224028

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250