JP6327951B2 - Charge generation material and organic electroluminescence device - Google Patents
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Description
本発明は、電荷発生材料、および有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。 The present invention relates to a charge generation material and an organic electroluminescence element.
近年、自発光型の発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子(Organic Electroluminescence Diode)の開発が盛んに行われている。有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子という)は、陽極および陰極から注入された正孔および電子を発光層において再結合させることにより、発光層中の有機化合物を含む発光材料を発光させる素子である。 In recent years, organic electroluminescence elements, which are self-luminous light emitting elements, have been actively developed. An organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) is an element that emits light from a light emitting material containing an organic compound in a light emitting layer by recombining holes and electrons injected from an anode and a cathode in the light emitting layer. is there.
一般的な有機EL素子は、発光層、ならびに発光層にキャリア(carrier)である正孔や電子を輸送する正孔輸送層および電子輸送層などの特性の異なる層を複数積層させた構成を備える。従来、有機EL素子では、発光特性の向上および長寿命化のために、各層の材料として様々な化合物が検討されてきた。 A general organic EL device includes a light emitting layer and a structure in which a plurality of layers having different characteristics such as a hole transport layer that transports holes and electrons as carriers and an electron transport layer are stacked on the light emitting layer. . Conventionally, in an organic EL element, various compounds have been studied as a material for each layer in order to improve the light emission characteristics and extend the lifetime.
例えば、特許文献1には、発光層のホスト(host)材料として好適に用いられる四配位ほう素化合物が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a tetracoordinate boron compound that is suitably used as a host material for a light emitting layer.
一方、発光効率をさらに向上させるために、電荷発生層を介して複数の発光層を積層させるマルチスタック(multi−stack)型構造を備える有機EL素子が提案されている。このようなマルチスタック型の有機EL素子では、所定の電圧が印加された場合、各電荷発生層が素子の陰極方向に正孔を注入し、また、陽極方向に電子を注入することにより、各発光層を電気的に直列接続しているように発光させ、発光効率を向上させている。 On the other hand, in order to further improve the light emission efficiency, an organic EL element having a multi-stack structure in which a plurality of light emitting layers are stacked via a charge generation layer has been proposed. In such a multi-stack type organic EL device, when a predetermined voltage is applied, each charge generation layer injects holes in the cathode direction of the device and injects electrons in the anode direction, thereby Light is emitted as if the light emitting layers are electrically connected in series to improve the light emission efficiency.
ここで、従来、電荷発生材料として知られた化合物を電荷発生層に用いた有機EL素子では、発光効率や駆動電圧の低電圧化が十分ではないという問題点があった。そのため、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることが可能な電荷発生材料が求められていた。 Here, conventionally, in an organic EL element using a compound known as a charge generation material for a charge generation layer, there has been a problem that light emission efficiency and drive voltage are not sufficiently lowered. Therefore, there has been a demand for a charge generation material that can improve the light emission efficiency of the organic EL element and reduce the driving voltage.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることが可能な、新規かつ改良された電荷発生材料、および該電荷発生材料を用いた有機EL素子を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a new and improved device capable of improving the light emission efficiency of the organic EL element and lowering the driving voltage. Another object of the present invention is to provide a charge generating material and an organic EL device using the charge generating material.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、下記一般式(1)で表される四配位ほう素化合物を含む、電荷発生材料が提供される。
上記一般式(1)において、
Ar1は、置換もしくは無置換のアリール(aryl)基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール(heteroaryl)基である。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a charge generation material containing a tetracoordinate boron compound represented by the following general formula (1).
In the general formula (1),
Ar 1 is a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
この構成によれば、上記電荷発生材料を有機EL素子に用いることにより、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることができる。 According to this configuration, by using the charge generation material for an organic EL element, the light emission efficiency of the organic EL element can be improved and the driving voltage can be lowered.
前記Ar1は、置換基として、重水素または電子吸引基を少なくとも1つ以上有してもよい。 Ar 1 may have at least one deuterium or electron withdrawing group as a substituent.
この構成によれば、上記電荷発生材料の電荷発生能が向上するため、有機EL素子の発光効率をさらに向上させ、駆動電圧をさらに低下させることができる。 According to this configuration, since the charge generation capability of the charge generation material is improved, the light emission efficiency of the organic EL element can be further improved and the drive voltage can be further reduced.
前記Ar1は、置換基として、ハメット(Hammett)の置換基定数σが0.07より大きい電子吸引基を少なくとも1つ以上有してもよい。 Ar 1 may have at least one electron-withdrawing group having a Hammett substituent constant σ greater than 0.07 as a substituent.
この構成によれば、上記電荷発生材料の電荷発生能が向上するため、有機EL素子の発光効率をさらに向上させ、駆動電圧をさらに低下させることができる。 According to this configuration, since the charge generation capability of the charge generation material is improved, the light emission efficiency of the organic EL element can be further improved and the drive voltage can be further reduced.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、下記一般式(2)で表される四配位ほう素化合物を含む、電荷発生材料が提供される。
Ar1およびAr2は、互いに独立して、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。
In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a charge generation material including a tetracoordinate boron compound represented by the following general formula (2) is provided.
Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
この構成によれば、上記電荷発生材料を有機EL素子に用いることにより、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることができる。 According to this configuration, by using the charge generation material for an organic EL element, the light emission efficiency of the organic EL element can be improved and the driving voltage can be lowered.
前記Ar1およびAr2の少なくともいずれか一方は、置換基として、重水素または電子吸引基を少なくとも1つ以上有してもよい。 At least one of Ar 1 and Ar 2 may have at least one deuterium or electron withdrawing group as a substituent.
この構成によれば、上記電荷発生材料の電荷発生能が向上するため、有機EL素子の発光効率をさらに向上させ、駆動電圧をさらに低下させることができる。 According to this configuration, since the charge generation capability of the charge generation material is improved, the light emission efficiency of the organic EL element can be further improved and the drive voltage can be further reduced.
前記Ar1およびAr2の少なくともいずれか一方は、置換基として、ハメットの置換基定数σが0.07より大きい電子吸引基を少なくとも1つ以上有してもよい。 At least one of Ar 1 and Ar 2 may have at least one electron withdrawing group having a Hammett substituent constant σ greater than 0.07 as a substituent.
この構成によれば、上記電荷発生材料の電荷発生能が向上するため、有機EL素子の発光効率をさらに向上させ、駆動電圧をさらに低下させることができる。 According to this configuration, since the charge generation capability of the charge generation material is improved, the light emission efficiency of the organic EL element can be further improved and the drive voltage can be further reduced.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、下記一般式(3)で表される四配位ほう素化合物を含む、電荷発生材料が提供される。
Xは、N−R3またはSであり、
R1〜R3は、互いに独立して、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。
Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, the charge generation material containing the tetracoordinate boron compound represented by following General formula (3) is provided.
X is N—R 3 or S;
R 1 to R 3 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
この構成によれば、上記電荷発生材料を有機EL素子に用いることにより、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることができる。 According to this configuration, by using the charge generation material for an organic EL element, the light emission efficiency of the organic EL element can be improved and the driving voltage can be lowered.
前記R1〜R3の少なくともいずれか1つは、置換基として、重水素または電子吸引基を少なくとも1つ以上有してもよい。 At least one of R 1 to R 3 may have at least one deuterium or electron withdrawing group as a substituent.
この構成によれば、上記電荷発生材料の電荷発生能が向上するため、有機EL素子の発光効率をさらに向上させ、駆動電圧をさらに低下させることができる。 According to this configuration, since the charge generation capability of the charge generation material is improved, the light emission efficiency of the organic EL element can be further improved and the drive voltage can be further reduced.
前記R1〜R3の少なくともいずれか1つは、置換基として、ハメットの置換基定数σが0.07より大きい電子吸引基を少なくとも1つ以上有してもよい。 At least one of R 1 to R 3 may have at least one electron withdrawing group having a Hammett's substituent constant σ greater than 0.07 as a substituent.
この構成によれば、上記電荷発生材料の電荷発生能が向上するため、有機EL素子の発光効率をさらに向上させ、駆動電圧をさらに低下させることができる。 According to this configuration, since the charge generation capability of the charge generation material is improved, the light emission efficiency of the organic EL element can be further improved and the drive voltage can be further reduced.
前記電子吸引基は、互いに独立して、ハロゲン(halogen)原子、少なくとも1つ以上のハロゲン原子で置換されたメチル(methyl)基、シアノ(cyano)基、およびスルホン酸(sulfonic acid)基からなる群より選択されたいずれかの官能基であってもよい。 The electron-withdrawing group includes, independently of each other, a halogen atom, a methyl group substituted with at least one halogen atom, a cyano group, and a sulfonic acid group. Any functional group selected from the group may be used.
この構成によれば、上記電荷発生材料の電荷発生能が向上するため、有機EL素子の発光効率をさらに向上させ、駆動電圧をさらに低下させることができる。 According to this configuration, since the charge generation capability of the charge generation material is improved, the light emission efficiency of the organic EL element can be further improved and the drive voltage can be further reduced.
前記四配位ほう素化合物のLUMO準位は、−6.0eV以上−3.4eV以下であってもよい。 The LUMO level of the tetracoordinate boron compound may be -6.0 eV or more and -3.4 eV or less.
この構成によれば、上記電荷発生材料を有機EL素子に用いることにより、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることができる。 According to this configuration, by using the charge generation material for an organic EL element, the light emission efficiency of the organic EL element can be improved and the driving voltage can be lowered.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記電荷発生材料を電荷発生層に含む、有機EL素子が提供される。 Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, the organic electroluminescent element which contains the said charge generation material in a charge generation layer is provided.
この構成によれば、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることができる。 According to this configuration, the light emission efficiency of the organic EL element can be improved and the drive voltage can be reduced.
以上説明したように本発明によれば、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることが可能である。 As described above, according to the present invention, the light emission efficiency of the organic EL element can be improved and the drive voltage can be lowered.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
<本発明の一実施形態に係る電荷発生材料>
まず、本発明の一実施形態に係る電荷発生材料について説明する。本発明の一実施形態に係る電荷発生材料は、下記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物を含む。
<Charge generating material according to one embodiment of the present invention>
First, a charge generation material according to an embodiment of the present invention will be described. The charge generation material according to an embodiment of the present invention includes a tetracoordinate boron compound represented by any one of the following general formulas (1) to (3).
上記一般式(1)において、Ar1は、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。 In the general formula (1), Ar 1 is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
上記一般式(2)において、Ar1およびAr2は、互いに独立して、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。 In the general formula (2), Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
上記一般式(3)において、Xは、N−R3またはSであり、R1〜R3は、互いに独立して、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。 In the general formula (3), X is N—R 3 or S, and R 1 to R 3 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group. is there.
ここで、四配位ほう素化合物は、例えば、特許文献1に開示されるように、発光層のホスト材料として好適であることが知られている。具体的には、特許文献1では、四配位ほう素化合物に対してバイポーラ(bipolar)性を付与し、正孔輸送能および電子輸送能を備えさせることにより、陽極側および陰極側のそれぞれから正孔および電子が注入される発光層のホスト材料として好適な特性を付与している。 Here, it is known that the tetracoordinate boron compound is suitable as a host material of the light emitting layer as disclosed in Patent Document 1, for example. Specifically, in Patent Document 1, by imparting a bipolar property to a tetracoordinate boron compound and providing a hole transporting ability and an electron transporting ability, from each of the anode side and the cathode side. It has characteristics suitable as a host material for the light emitting layer into which holes and electrons are injected.
しかし、特許文献1では、四配位ほう素化合物の他の好適な用途について、十分な検討がされていなかった。そこで、本発明者らは、四配位ほう素化合物が備える特性について詳細に検討した結果、四配位ほう素化合物にアクセプタ(acceptor)性を付与することにより、電荷発生材料として好適に用いることができることを見出した。 However, in patent document 1, sufficient examination was not carried out about the other suitable use of a tetracoordinate boron compound. Therefore, the present inventors have studied in detail about the characteristics of the tetracoordinate boron compound, and as a result, by giving the acceptor property to the tetracoordinate boron compound, the present invention can be suitably used as a charge generation material. I found out that I can.
ここで、電荷発生材料は、マルチスタック型の有機EL素子の電荷発生層に用いられ、該有機EL素子に所定の電圧が印加された場合、素子の陰極方向に正孔を注入し、陽極方向に電子を注入する機能を果たす。このため、電荷発生材料は、電子が欠乏し、電子のアクセプタ性が高い化合物を含むことが好ましい。より具体的には、電荷発生材料は、LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)の値が低い化合物を含むことが好ましい。 Here, the charge generation material is used in a charge generation layer of a multi-stack type organic EL element. When a predetermined voltage is applied to the organic EL element, holes are injected in the cathode direction of the element, and the anode direction It fulfills the function of injecting electrons. For this reason, it is preferable that the charge generation material includes a compound which is deficient in electrons and has a high electron acceptor property. More specifically, the charge generation material preferably includes a compound having a low LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) value.
上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物は、強い有機金属ルイス酸(Lewis acid)であるB(C6F5)3を有するため、配位中心のほう素が強い電子欠乏状態となっている。したがって、上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物は、強いアクセプタ性を有し、LUMOの値が低いため、上述した電荷発生材料として好適に用いることができる。 Since the tetracoordinate boron compound represented by any one of the general formulas (1) to (3) has B (C 6 F 5 ) 3 which is a strong organometallic Lewis acid, it is coordinated. The boron at the center is in a strong electron deficiency state. Therefore, the tetracoordinate boron compound represented by any one of the general formulas (1) to (3) has a strong acceptor property and a low LUMO value, and thus is suitably used as the above-described charge generation material. be able to.
また、上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物は、置換基として、重水素または電子吸引基を少なくとも1つ以上有することが好ましい。 The tetracoordinate boron compound represented by any one of the general formulas (1) to (3) preferably has at least one deuterium or electron withdrawing group as a substituent.
具体的には、上記一般式(1)において、Ar1は、置換基として重水素または電子吸引基を少なくとも1つ以上有することが好ましく、上記一般式(2)において、Ar1およびAr2の少なくともいずれか一方は、置換基として重水素または電子吸引基を少なくとも1つ以上有することが好ましく、上記一般式(3)において、R1〜R3の少なくともいずれか1つは、置換基として重水素または電子吸引基を少なくとも1つ以上有することが好ましい。 Specifically, in the general formula (1), Ar 1 preferably has at least one deuterium or an electron withdrawing group as a substituent. In the general formula (2), Ar 1 and Ar 2 At least one of them preferably has at least one deuterium or electron withdrawing group as a substituent. In the general formula (3), at least one of R 1 to R 3 is a heavy group as a substituent. It is preferable to have at least one hydrogen or electron withdrawing group.
上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物が、置換基として重水素または電子吸引基を少なくとも1つ以上有する場合、配位中心のほう素はさらに電子欠乏状態となる。したがって、上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物は、さらにアクセプタ性が強くなり、LUMOの値が低くなるため、電荷発生材料の電荷発生能をさらに向上させることができる。 When the tetracoordinate boron compound represented by any one of the general formulas (1) to (3) has at least one deuterium or electron withdrawing group as a substituent, the boron at the coordination center is further It becomes an electron deficient state. Therefore, the tetracoordinate boron compound represented by any one of the above general formulas (1) to (3) has a higher acceptor property and a lower LUMO value. Further improvement can be achieved.
なお、本実施形態に係る四配位ほう素化合物において、置換基として有する重水素または電子吸引基の数が多いほど、四配位ほう素化合物の配位中心のほう素はより電子欠乏状態となる。したがって、本実施形態に係る四配位ほう素化合物は、置換基として有する重水素または電子吸引基の数が多い方がよりLUMOの値が低くなり、電荷発生材料の電荷発生能をさらに向上させることができるため、より好ましい。 Note that, in the tetracoordinate boron compound according to the present embodiment, as the number of deuterium or electron withdrawing groups as a substituent is larger, boron at the coordination center of the tetracoordinate boron compound is more electron deficient. Become. Therefore, the tetracoordinate boron compound according to this embodiment has a lower LUMO value when the number of deuterium or electron withdrawing groups as a substituent is larger, and further improves the charge generation ability of the charge generation material. More preferable.
また、上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物は、置換基として、ハメットの置換基定数σが0.07より大きい電子吸引基を少なくとも1つ以上有することが好ましい。 In addition, the tetracoordinate boron compound represented by any one of the general formulas (1) to (3) has at least one electron-withdrawing group having a Hammett substituent constant σ greater than 0.07 as a substituent. It is preferable to have the above.
具体的には、上記一般式(1)において、Ar1は、置換基としてハメットの置換基定数σが0.07より大きい電子吸引基を少なくとも1つ以上有することが好ましく、上記一般式(2)において、Ar1およびAr2の少なくともいずれか一方は、置換基としてハメットの置換基定数σが0.07より大きい電子吸引基を少なくとも1つ以上有することが好ましく、上記一般式(3)において、R1〜R3の少なくともいずれか1つは、置換基としてハメットの置換基定数σが0.07より大きい電子吸引基を少なくとも1つ以上有することが好ましい。 Specifically, in the general formula (1), Ar 1 preferably has at least one electron withdrawing group having a Hammett's substituent constant σ greater than 0.07 as a substituent. ), At least one of Ar 1 and Ar 2 preferably has at least one electron-withdrawing group having a Hammett's substituent constant σ greater than 0.07 as a substituent. In the general formula (3), , R 1 to R 3 preferably have at least one electron-withdrawing group having a Hammett's substituent constant σ larger than 0.07 as a substituent.
ここで、ハメット則とは、安息香酸に対する反応速度と、官能基で置換された安息香酸に対する反応速度との違いから、該官能基の電子吸引性および電子供与性の強度を示した指標である。具体的には、ハメット則では、ハメットの置換基定数σの値によって置換基の電子吸引性および電子供与性を評価しており、σ=0を境界として、σの値が正側に大きくなるほど電子吸引性が強く、負側に大きくなるほど電子供与性が強いことを示す。 Here, the Hammett's rule is an index showing the strength of electron withdrawing and electron donating properties of the functional group from the difference between the reaction rate to benzoic acid and the reaction rate to benzoic acid substituted with a functional group. . Specifically, in the Hammett rule, the electron withdrawing property and electron donating property of the substituent are evaluated by the value of Hammett's substituent constant σ, and the value of σ increases toward the positive side with σ = 0 as a boundary. The electron-withdrawing property is strong, and the larger the value on the negative side, the stronger the electron donating property.
なお、ハメットの置換基定数σは、置換基の位置によってパラ(para)効果とメタ(meta)効果との2通りが定義されるが、本明細書において「ハメットの置換基定数σが0.07より大きい」とは、パラ効果およびメタ効果の両方において、ハメットの置換基定数σが0.07より大きいことを表す。 The Hammett's substituent constant σ is defined in two ways, the para effect and the meta effect, depending on the position of the substituent. In this specification, the Hammett's substituent constant σ is “0. “Greater than 07” means that Hammett's substituent constant σ is larger than 0.07 in both the para effect and the meta effect.
上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物は、置換基としてハメットの置換基定数σが0.07より大きい電子吸引基を少なくとも1つ以上有することにより、配位中心のほう素をさらに電子欠乏状態にすることができる。したがって、上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物は、さらにアクセプタ性が強くなり、LUMOの値が低くなるため、電荷発生材料の電荷発生能をさらに向上させることができる。 The tetracoordinate boron compound represented by any one of the general formulas (1) to (3) has at least one electron withdrawing group having a Hammett's substituent constant σ greater than 0.07 as a substituent. Thus, boron at the coordination center can be further brought into an electron-deficient state. Therefore, the tetracoordinate boron compound represented by any one of the above general formulas (1) to (3) has a higher acceptor property and a lower LUMO value. Further improvement can be achieved.
ただし、上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物が、電子吸引性が弱い電子吸引基で置換されている場合、配位中心のほう素の電子欠乏状態に対する影響が小さい。そのため、本実施形態に係る四配位ほう素化合物が置換基として有する電子吸引基は、配位中心のほう素の電子欠乏状態に大きく影響を与えるような強い電子吸引性を有することが好ましい。このような電子吸引基が有する電子吸引性の強さは、例えば、ハメットの置換基定数σにおいて、σ>0.07である。 However, when the tetracoordinate boron compound represented by any one of the above general formulas (1) to (3) is substituted with an electron-withdrawing group having a weak electron-withdrawing property, boron electrons at the coordination center Little effect on deficiency. Therefore, the electron withdrawing group which the tetracoordinate boron compound according to the present embodiment has as a substituent preferably has strong electron withdrawing properties that greatly affect the electron deficiency state of boron at the coordination center. The electron withdrawing strength of such an electron withdrawing group is, for example, σ> 0.07 in Hammett's substituent constant σ.
なお、本実施形態に係る四配位ほう素化合物において、置換基として有する電子吸引基の電子吸引性が強い(すなわち、ハメットの置換基定数σが大きい)ほど、配位中心のほう素はより電子欠乏状態となる。したがって、本実施形態に係る四配位ほう素化合物は、より電子吸引性が強い(すなわち、ハメットの置換基定数σがより大きい)電子吸引基を置換基として有する方が、よりLUMOの値が低くなり、電荷発生材料の電荷発生能をさらに向上させることができるため、好ましい。 In the tetracoordinate boron compound according to this embodiment, the stronger the electron withdrawing property of the electron withdrawing group as a substituent (that is, the larger the Hammett's substituent constant σ), the more boron in the coordination center. It becomes an electron deficient state. Therefore, the tetracoordinate boron compound according to the present embodiment has a higher LUMO value when it has an electron withdrawing group having a stronger electron withdrawing property (that is, Hammett's substituent constant σ is larger) as a substituent. This is preferable because the charge generation capability of the charge generation material can be further improved.
ここで、本実施形態に係る四配位ほう素化合物が置換基として有する電子吸引基は、具体的には、ハロゲン原子、少なくとも1つ以上のハロゲン原子で置換されたメチル基、シアノ基、およびスルホン酸基等であってもよい。本実施形態に係る四配位ほう素化合物は、置換基として、このような電子吸引性の高い電子吸引基を少なくとも1つ以上有することにより、LUMOの値を低くすることできるため、電荷発生材料の電荷発生能を向上させることができる。 Here, the electron withdrawing group which the tetracoordinate boron compound according to the present embodiment has as a substituent specifically includes a halogen atom, a methyl group substituted with at least one halogen atom, a cyano group, and A sulfonic acid group or the like may be used. Since the tetracoordinate boron compound according to the present embodiment has at least one electron-withdrawing group having such a high electron-withdrawing property as a substituent, the LUMO value can be lowered. It is possible to improve the charge generation ability.
なお、上述した本実施形態に係る四配位ほう素化合物のLUMO準位は、具体的には、−6.0eV以上−3.4eV以下であることが好ましい。本実施形態に係る四配位ほう素化合物のLUMO準位が上述した範囲内である場合、本実施形態に係る四配位ほう素化合物は、電荷発生材料の電荷発生能をさらに向上させることができる。 Note that, specifically, the LUMO level of the tetracoordinate boron compound according to the present embodiment is preferably −6.0 eV or more and −3.4 eV or less. When the LUMO level of the tetracoordinate boron compound according to this embodiment is within the above-described range, the tetracoordinate boron compound according to this embodiment can further improve the charge generation ability of the charge generation material. it can.
以下において、上述した本実施形態に係る四配位ほう素化合物の具体的な例である化合物1〜24の構造を示す。しかしながら、本実施形態に係る四配位ほう素化合物は、下記の化合物に限定されるものではない。 Below, the structure of the compounds 1-24 which are a specific example of the tetracoordinate boron compound which concerns on this embodiment mentioned above is shown. However, the tetracoordinate boron compound according to the present embodiment is not limited to the following compounds.
以上説明したように、本実施形態に係る電荷発生材料は、上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物を含む。上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される四配位ほう素化合物は、強いアクセプタ性を有し、LUMOの値が低いため、電荷発生材料の電荷発生能を向上させることができる。したがって、本実施形態に係る電荷発生材料は、有機EL素子の電荷発生層に好適に用いることができ、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることができる。 As described above, the charge generation material according to this embodiment includes a tetracoordinate boron compound represented by any one of the above general formulas (1) to (3). The tetracoordinate boron compound represented by any one of the above general formulas (1) to (3) has a strong acceptor property and a low LUMO value, and therefore improves the charge generation ability of the charge generation material. Can do. Therefore, the charge generation material according to the present embodiment can be suitably used for the charge generation layer of the organic EL element, and the light emission efficiency of the organic EL element can be improved and the drive voltage can be reduced.
<本発明の一実施形態に係る有機EL素子>
次に、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る有機EL素子について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る有機EL素子の一例を示す概略図である。
<Organic EL Device According to One Embodiment of the Present Invention>
Next, an organic EL element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an example of an organic EL element according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る有機EL素子100は、基板101と、基板101上に配置された陽極103と、陽極103上に配置された第1発光ユニット110と、第1発光ユニット(unit)110上に配置された電荷発生層105と、電荷発生層105上に配置された第2発光ユニット120と、第2発光ユニット上に配置された陰極107と、を備える。
As shown in FIG. 1, an
ここで、第1発光ユニット110は、陽極103上に配置された第1正孔注入層111と、第1正孔注入層111上に配置された第1正孔輸送層113と、第1正孔輸送層113上に配置された第1発光層115と、第1発光層115上に配置された第1電子輸送層117と、第1電子輸送層117上に配置された第1電子注入層119とを備える。
Here, the first
また、第2発光ユニット120は、電荷発生層105上に配置された第2正孔注入層121と、第2正孔注入層121上に配置された第2正孔輸送層123と、第2正孔輸送層123上に配置された第2発光層125と、第2発光層125上に配置された第2電子輸送層127と、第2電子輸送層127上に配置された第2電子注入層129とを備える。
The second
なお、図1で示した有機EL素子100の構造は、あくまでも一例であって、本実施形態に係る有機EL素子は、図1の構造に限定されるものではない。例えば、有機EL素子100は、一部の層が省略されていてもよく、また他の層が追加されていてもよい。さらに、有機EL素子100の各層は、複数層で形成されていてもよい。
The structure of the
また、本実施形態に係る有機EL素子100は、さらに複数の電荷発生層と、複数の発光ユニットと、を備えていてもよい。例えば、有機EL素子100は、第2発光ユニット120と陰極107との間に配置された第3発光ユニットと、第2発光ユニット120と第3発光ユニットとの間に挟持された電荷発生層とをさらに備えていてもよい。
Moreover, the
基板101は、例えば、透明ガラス(glass)基板、シリコン(Si)等の半導体基板、高分子化合物等の樹脂基板を使用することができる。
As the
陽極103は、基板101上に配置され、第1正孔注入層111に正孔を供給する。陽極103は、例えば、仕事関数が大きい金属、合金、金属酸化物、および導電性化合物等によって形成することができ、具体的には、酸化インジウムスズ(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)等を用いて形成される。なお、陽極103の膜厚は、材料により適宜選択可能であるが、例えば、100nm〜500nmである。
The
第1正孔注入層111は、陽極103上に配置され、陽極103から第1正孔輸送層113への正孔の注入を容易にする。第1正孔注入層111は、例えば、4,4’,4’’−Tris[2−naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine(2−TNATA)、N,N,N’,N’−Tetrakis(3−methylphenyl)−3,3’−dimethylbenzidine(HMTPD)、Dipyrazino[2,3−f:2’,3’−h]quinoxaline−2,3,6,7,10,11−hexacarbonitrile(HAT(CN)6)等を含んで形成される。なお、第1正孔注入層111の膜厚は、材料により適宜選択可能であるが、例えば、10nm〜100nmである。
The first
第1正孔輸送層113は、第1正孔注入層111上に配置され、陽極103から注入された正孔を第1発光層115に輸送する。第1正孔輸送層113は、例えば、N,N’−Bis(3−methylphenyl)−N,N’−diphenylbenzidine(TPD)、4,4’,4’’−Tris(N−carbazolyl)triphenylamine(TCTA)、N,N’−Di(1−naphtyl)−N,N’−diphenylbenzidine(NPD)等を含んで形成される。なお、第1正孔輸送層113の膜厚は、材料により適宜選択可能であるが、例えば、10nm〜150nmである。
The first
第1発光層115は、第1正孔輸送層113上に配置され、正孔と電子との再結合の場を提供することで発光を行う層である。具体的には、第1発光層115は、ホスト材料中に発光材料であるドーパント(dopant)材料を含有させることで形成される。なお、ドーパント材料は、公知の蛍光材料およびりん光材料を用いることが可能であり、例えば、第1発光層115は、ホスト材料として、9,10−Di(2−naphthyl)anthracene(ADN)を含み、ドーパント材料として、2,5,8,11−Tetra−t−butylperylene(TBP)を含んで形成される。なお、第1発光層115の膜厚は、特に限定されるものではないが、例えば、10nm〜100nmである。
The first
第1電子輸送層117は、第1発光層115上に配置され、電荷発生層105から注入された電子を第1発光層115に輸送する。第1電子輸送層117は、例えば、Tris(8−hydroxyquinolinato)aluminium(Alq3)、3−(4−Biphenylyl)−4−phenyl−5−(4−tert−butylphenyl)−4H−1,2,4−triazole(TAZ)等を含んで形成される。なお、第1電子輸送層117の膜厚は、材料により適宜選択可能であるが、例えば、5nm〜100nmである。
The first
第1電子注入層119は、第1電子輸送層117上に配置され、電荷発生層105から第1電子輸送層117への電子の注入を容易にする。第1電子注入層119は、例えば、フッ化リチウム(LiF)、塩化ナトリウム(NaCl)、フッ化セシウム(CsF)、酸化リチウム(Li2O)、酸化バリウム(BaO)等を含んで形成される。なお、第1電子注入層119の膜厚は、材料により適宜選択可能であるが、例えば、0.1nm〜10nmである。
The first
電荷発生層105は、第1電子注入層119上に配置され、陽極103側の第1発光層115に電子を供給し、陰極107側の第2発光層125に正孔を供給する。具体的には、電荷発生層105は、第1電子注入層119上に形成された金属ドーピング(doping)層と、金属ドーピング層上に配置されたアクセプタ層と、からなる。
The
金属ドーピング層は、有機化合物と、電子供与性ドーパントとして機能する金属と、を含み、陽極103側の第1発光層115に電子を供給する。具体的には、金属ドーピング層は、アルカリ(alkali)金属、アルカリ土類金属および希土類金属からなる群より選択された1種以上の金属または該金属の化合物を含むことが好ましい。例えば、金属ドーピング層が含む金属は、リチウム(Li)、セシウム(Cs)等であってもよい。なお、金属ドーピング層は、有機化合物を含まず、電子供与性ドーパントとして機能する金属からなる金属層として形成されてもよい。
The metal doping layer includes an organic compound and a metal that functions as an electron-donating dopant, and supplies electrons to the first light-emitting
アクセプタ層は、本発明の一実施形態に係る電荷発生材料により形成され、陰極107側の第2発光層125に正孔を供給する。本発明の一実施形態に係る電荷発生材料が含む四配位ほう素化合物は、アクセプタ性が強く、LUMOの値が低いため、電荷発生層105は、高い電荷発生能を有することができる。したがって、本実施形態に係る有機EL素子100は、発光効率が向上し、駆動電圧が低下する。
The acceptor layer is formed of the charge generation material according to an embodiment of the present invention, and supplies holes to the second
第2正孔注入層121は、電荷発生層105上に配置され、電荷発生層105から第2正孔輸送層123への正孔の注入を容易にする。第2正孔注入層121は、第1正孔注入層111と同様の材料および膜厚で形成することができる。なお、第1正孔注入層111および第2正孔注入層121は、同一の材料および膜厚で形成されてもよく、異なる材質および膜厚で形成されてもよい。
The second
第2正孔輸送層123は、第2正孔注入層121上に配置され、電荷発生層105から注入された正孔を第2発光層125に輸送する。第2正孔輸送層123は、第1正孔輸送層113と同様の材料および膜厚で形成することができる。なお、第1正孔輸送層113および第2正孔輸送層123は、同一の材料および膜厚で形成されてもよく、異なる材質および膜厚で形成されてもよい。
The second
第2発光層125は、第2正孔輸送層123上に配置され、正孔と電子との再結合の場を提供することで発光を行う層である。第2発光層125は、第1発光層115と同様の材料および膜厚で形成することができる。なお、第1発光層115および第2発光層125は、同一の材料および膜厚で形成されてもよく、異なる材質および膜厚で形成されてもよい。
The second
第2電子輸送層127は、第2発光層125上に配置され、陰極107から注入された電子を第2発光層125に輸送する。第2電子輸送層127は、第1電子輸送層117と同様の材料および膜厚で形成することができる。なお、第1電子輸送層117および第2電子輸送層127は、同一の材料および膜厚で形成されてもよく、異なる材質および膜厚で形成されてもよい。
The second
第2電子注入層129は、第2電子輸送層127上に配置され、陰極107から注入された電子を第2発光層125に輸送する。第2電子注入層129は、第1電子注入層119と同様の材料および膜厚で形成することができる。なお、第1電子注入層119および第2電子注入層129は、同一の材料および膜厚で形成されてもよく、異なる材質および膜厚で形成されてもよい。
The second
陰極107は、第2電子注入層129上に配置され、第2電子注入層129に電子を供給する。陰極107は、例えば、仕事関数が小さい金属、合金、金属酸化物、および導電性化合物等で形成される。具体的には、陰極107は、アルミニウム(Al)等の金属、および酸化インジウムスズ(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)等の透明材料により形成される。なお、陰極107の膜厚は、材料により適宜選択可能であるが、例えば、100nm〜500nmである。
The
なお、図1にて示した有機EL素子100の構造のうち、電荷発生層105のアクセプタ層を除いた各層を形成する材料については、特に限定されるものではなく、公知の有機EL素子用材料を利用することも可能である。
In the structure of the
ここで、上述した本発明の一実施形態に係る有機EL素子100の各層は、真空蒸着、スパッタ、各種塗布法など、材料に応じた適切な成膜方法を選択することにより形成することができる。
Here, each layer of the
例えば、陽極103および陰極107などの電極層は、電子ビーム蒸着(electron beam evaporation)法、熱フィラメント蒸着(hot filament evaporation)法および真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング(sputtering)法、メッキ(plating)法(電気メッキ法および無電解メッキ法)などにより形成することができる。
For example, electrode layers such as the
また、第1正孔注入層111、第1正孔輸送層113、第1発光層115、第1電子輸送層117、第1電子注入層119、電荷発生層105、第2正孔注入層121、第2正孔輸送層123、第2発光層125、第2電子輸送層127、および第2電子注入層129などの各層は、例えば、真空蒸着法等の物理的気相成長法(PVD法)、スクリーン印刷(screen printing)法およびインクジェット(ink jet)印刷法といった印刷法、レーザ(laser)転写法、およびスピンコート(spin coat)法等の塗布法などにより形成することができる。
The first
以上にて、本実施形態に係る有機EL素子100の構成の一例について説明した。
The example of the configuration of the
以下では、実施例及び比較例を参照しながら、本発明の一実施形態に係る電荷発生材料および該電荷発生材料を含む有機EL素子について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、あくまでも一例であって、本発明の一実施形態に係る電荷発生材料および有機EL素子が下記の例に限定されるものではない。 Hereinafter, the charge generation material according to an embodiment of the present invention and the organic EL element including the charge generation material will be specifically described with reference to examples and comparative examples. In addition, the Example shown below is an example to the last, Comprising: The charge generation material and organic electroluminescent element which concern on one Embodiment of this invention are not limited to the following example.
[四配位ほう素化合物の合成]
まず、本実施形態に係る電荷発生材料が含む四配位ほう素化合物の合成方法について、上記化合物1〜3、7および14の合成方法を例示して具体的に説明する。なお、以下に述べる合成方法はあくまでも一例であって、本実施形態に係る電荷発生材料が含む四配位ほう素化合物の合成方法が下記の例に限定されるものではない。
[Synthesis of tetracoordinate boron compounds]
First, a method for synthesizing a tetracoordinate boron compound included in the charge generation material according to the present embodiment will be specifically described by exemplifying methods for synthesizing the above compounds 1 to 3, 7 and 14. Note that the synthesis method described below is merely an example, and the synthesis method of the tetracoordinate boron compound included in the charge generation material according to the present embodiment is not limited to the following example.
(化合物3の合成)
以下の反応式1によって、本実施形態に係る四配位ほう素化合物である化合物3を合成した。
(Synthesis of Compound 3)
Compound 3 which is a tetracoordinate boron compound according to this embodiment was synthesized according to the following reaction formula 1.
0℃に設定したトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(Tris(pentafluorophenyl)borane)(5g,9.8mmol)のペンタン(Pentane)溶液(300ml)に、ベンゾチアゾール(Benzothiazole)(0.3ml,2.8mmol)を滴下した。滴下後、混合物を0℃で1時間攪拌し、さらに室温で24時間攪拌した。反応後、生成物をろ別し、ペンタンで洗浄した後、真空乾燥することにより化合物Aを(1.9g,収率95%)得た。 To a pentane solution (300 ml) of tris (pentafluorophenyl) borane (5 g, 9.8 mmol) set to 0 ° C. (300 ml), benzothiazole (0.3 ml, 2.8 mmol). ) Was added dropwise. After the addition, the mixture was stirred at 0 ° C. for 1 hour and further stirred at room temperature for 24 hours. After the reaction, the product was filtered off, washed with pentane, and then vacuum dried to obtain Compound A (1.9 g, yield 95%).
合成した化合物Aに対して、NMR(Nuclear Magnetic Resonance)測定を行ったところ、1H−NMR(400MHz,CDCl3)測定で測定された化合物Aのケミカルシフト(chemical shift)値は、δ9.44(d,1H),δ8.03(m,2H)、δ7.63(m,2H)であった。また、19F−NMR測定で測定された化合物Aのケミカルシフト値は、δ−133.9(t,6F),δ−155.4(t,3F)、δ−163.4(m,6F)であった。さらに、合成した化合物Aに対して、HRMS(High−Resolution Mass Spectrometry)測定を行ったところ、測定された化合物Aの分子量は646.9996であった。したがって、化合物Aは、C25H5BF15NS(分子量646.9983)であると同定された。 When NMR (Nuclear Magnetic Resonance) measurement was performed on the synthesized compound A, the chemical shift value of Compound A measured by 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) measurement was δ 9.44. (D, 1H), δ 8.03 (m, 2H), and δ 7.63 (m, 2H). Moreover, the chemical shift value of the compound A measured by 19 F-NMR measurement is δ-133.9 (t, 6F), δ-155.4 (t, 3F), δ-163.4 (m, 6F). )Met. Furthermore, when the HRMS (High-Resolution Mass Spectrometry) measurement was performed with respect to the compound A synthesized, the molecular weight of the compound A measured was 646.999. Therefore, Compound A was identified as C 25 H 5 BF 15 NS (molecular weight 646.9983).
また、化合物A(1.2g,1.8mmol)に、ベンゼン/テトロヒドロフラン(Benzene/Tetrahydrofuran)(体積比10/1にて200ml)を加え、−10℃まで冷却した。冷却後、混合物にメチルリチウム(Methyllithium)(2ml,2.3mmol)を滴下し、さらに室温で一晩撹拌した。反応終了後、溶媒を揮発させて濃縮し、アルミナカラム(Alumina column)にて生成を行い、化合物3を得た(750mg,収率66%)。 In addition, benzene / tetrahydrofuran (200 ml at a volume ratio of 10/1) was added to compound A (1.2 g, 1.8 mmol), and the mixture was cooled to -10 ° C. After cooling, methyllithium (2 ml, 2.3 mmol) was added dropwise to the mixture, and the mixture was further stirred overnight at room temperature. After completion of the reaction, the solvent was volatilized and concentrated, and production was performed with an alumina column to obtain Compound 3 (750 mg, 66% yield).
合成した化合物3に対して、NMR測定を行ったところ、1H−NMR(400MHz,CDCl3)測定で測定された化合物Aのケミカルシフト値は、δ8.06(m,1H),δ7.89(m,1H)、δ6.39(m,2H)であった。また、19F−NMR測定で測定された化合物3のケミカルシフト値は、δ−130.8(m,1F),δ−131.8(m,4F)、δ−137.5(m,1F)、δ−144.4(m,1F)、δ−154.9(m,1F)、δ−155.7(m,2F)、δ−162.5(m,4F)であった。であった。さらに、合成した化合物3に対して、HRMS測定を行ったところ、測定された化合物3の分子量は626.9933であった。したがって、化合物3は、C25H4BF14NS(626.9937)であると同定された。 When NMR measurement was performed on the synthesized compound 3, the chemical shift value of the compound A measured by 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) measurement was δ8.06 (m, 1H), δ7.89. (M, 1H), δ 6.39 (m, 2H). Further, the chemical shift values of Compound 3 measured by 19 F-NMR measurement are δ-130.8 (m, 1F), δ-131.8 (m, 4F), δ-137.5 (m, 1F). ), Δ-144.4 (m, 1F), δ-154.9 (m, 1F), δ-155.7 (m, 2F), and δ-162.5 (m, 4F). Met. Furthermore, when the HRMS measurement was performed with respect to the compound 3 synthesized, the molecular weight of the compound 3 measured was 626.9933. Therefore, compound 3 was identified as a C 25 H4BF 14 NS (626.9937) .
なお、上記のNMR測定には、BRUKER社製AVANCE III 300を用い、HRMS測定には、JEOL社製JMS−700を用いた。 Note that AVANCE III 300 manufactured by BRUKER was used for the NMR measurement, and JMS-700 manufactured by JEOL was used for the HRMS measurement.
(化合物1の合成)
上記化合物3の合成において、ベンゾチアゾールをチアゾール(Thiazole)に変更した以外は、同様にして、化合物1を合成した。
(Synthesis of Compound 1)
Compound 1 was synthesized in the same manner as in the synthesis of Compound 3, except that benzothiazole was changed to thiazole.
(化合物2の合成)
上記化合物3の合成において、ベンゾチアゾールを4−トリフルオロメチルチアゾール(4−(Trifluoromethyl)thiazole)に変更した以外は、同様にして、化合物2を合成した。
(Synthesis of Compound 2)
Compound 2 was synthesized in the same manner as in the synthesis of Compound 3 except that benzothiazole was changed to 4-trifluoromethylthiazole (4- (Trifluoromethyl) thiazole).
(化合物7の合成)
上記化合物3の合成において、ベンゾチアゾールを6−トリフルオロメチルベンゾチアゾール(6−(Trifluoromethyl)benzothiazole)に変更した以外は、同様にして、化合物2を合成した。
(Synthesis of Compound 7)
Compound 2 was synthesized in the same manner except that benzothiazole was changed to 6-trifluoromethylbenzothiazole (6- (Trifluoromethyl) benzothiazole) in the synthesis of Compound 3.
(化合物14の合成)
上記化合物3の合成において、ベンゾチアゾールを1−フェニルイミダゾール(1−Phenylimidazole)に変更した以外は、同様にして、化合物14を合成した。
(Synthesis of Compound 14)
Compound 14 was synthesized in the same manner except that benzothiazole was changed to 1-phenylimidazole in the synthesis of Compound 3.
以上にて合成した化合物1〜3、7および14は、それぞれNMR測定およびHRMS測定を行い、構造を同定した。NMR測定には、同様に、BRUKER社製AVANCE III 300を用い、HRMS測定には、JEOL社製JMS−700を用いた。なお、以上にて合成した化合物1〜3、7および14の収率、分子量(計算値)および分子量(HRMS測定値)を表1にまとめて示す。 Compounds 1 to 3, 7 and 14 synthesized above were subjected to NMR measurement and HRMS measurement, respectively, and their structures were identified. Similarly, AVANCE III 300 manufactured by BRUKER was used for NMR measurement, and JMS-700 manufactured by JEOL was used for HRMS measurement. The yields, molecular weights (calculated values), and molecular weights (HRMS measured values) of the compounds 1 to 3, 7 and 14 synthesized above are summarized in Table 1.
表1に示す結果を参照すると、合成した化合物1〜3、7および14は、計算上の分子量と、HRMS測定結果の分子量とが高い精度で一致しており、目的とする化合物1〜3、7および14が合成できたことが分かる。 Referring to the results shown in Table 1, the synthesized compounds 1 to 3, 7 and 14 have the calculated molecular weight and the molecular weight of the HRMS measurement result consistent with high accuracy. It can be seen that 7 and 14 could be synthesized.
[有機EL素子の作製]
次に、真空蒸着を用いて、以下の手順にて本発明の一実施形態に係る有機EL素子を作製した。なお、以下に述べる有機EL素子の構造および作製方法はあくまでも一例であって、本実施形態に係る有機EL素子の構造および作製方法が下記の例に限定されるものではない。
[Production of organic EL element]
Next, the organic EL element which concerns on one Embodiment of this invention was produced in the following procedures using vacuum deposition. The structure and manufacturing method of the organic EL element described below are merely examples, and the structure and manufacturing method of the organic EL element according to this embodiment are not limited to the following examples.
(実施例1)
まず、あらかじめパターニング(patterning)して洗浄処理を施したITO−ガラス基板にオゾン(Ozone)による表面処理を行った。なお、該ガラス基板におけるITO膜の膜厚は、130nmであった。オゾン処理後、直ちに正孔輸送材料として、N,N’−Di(1−naphtyl)−N,N’−diphenylbenzidine(NPD)を上記ITO膜上に膜厚70nmで成膜した。
Example 1
First, an ITO-glass substrate that had been patterned and cleaned in advance was subjected to a surface treatment using ozone. The film thickness of the ITO film on the glass substrate was 130 nm. Immediately after the ozone treatment, N, N′-Di (1-naphthyl) -N, N′-diphenylbenzidine (NPD) was formed as a hole transport material with a film thickness of 70 nm on the ITO film.
次に、発光材料としてTris(8−hydroxyquinolinato)aluminium(Alq3)を膜厚50nmで成膜し、さらに、電子注入材料としてフッ化リチウム(LiF)を膜厚0.5nmで成膜した。続いて、アルミニウム(Al)を膜厚100nmで成膜した後、電荷発生材料(charge generation material:CGM)として上記化合物1を膜厚10nmで成膜し、電荷発生層を形成した。 Next, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq 3 ) was formed to a thickness of 50 nm as a light-emitting material, and lithium fluoride (LiF) was formed to a thickness of 0.5 nm as an electron injection material. Subsequently, after depositing aluminum (Al) with a thickness of 100 nm, the compound 1 was deposited with a thickness of 10 nm as a charge generation material (CGM) to form a charge generation layer.
次に、正孔輸送材料として、NPDを上記電荷発生層上に膜厚70nmで成膜した。次に、発光材料としてAlq3を膜厚50nmで成膜し、さらに、電子注入材料としてフッ化リチウムを膜厚0.5nmで成膜した。その後、陰極としてアルミニウムを膜厚100nmで成膜し、有機EL素子200を作製した。
Next, NPD was formed to a thickness of 70 nm on the charge generation layer as a hole transport material. Next, Alq 3 was formed to a thickness of 50 nm as a light emitting material, and lithium fluoride was formed to a thickness of 0.5 nm as an electron injection material. Then, aluminum was formed into a film with a film thickness of 100 nm as a cathode, and the
(実施例2)
実施例1で用いた化合物1の代わりに化合物2を用いた以外は、実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
(Example 2)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 2 was used instead of Compound 1 used in Example 1.
(実施例3)
実施例1で用いた化合物1の代わりに化合物3を用いた以外は、実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
(Example 3)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 3 was used instead of Compound 1 used in Example 1.
(実施例4)
実施例1で用いた化合物1の代わりに化合物7を用いた以外は、実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
Example 4
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 7 was used instead of Compound 1 used in Example 1.
(実施例5)
実施例1で用いた化合物1の代わりに化合物14を用いた以外は、実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
(Example 5)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 14 was used instead of Compound 1 used in Example 1.
(比較例)
実施例1で用いた化合物1の代わりに、以下で構造を示すHAT(CN)6を用いた以外は、実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。なお、HAT(CN)6は、一般的な電荷発生材料である。
(Comparative example)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that HAT (CN) 6 having the following structure was used instead of Compound 1 used in Example 1. HAT (CN) 6 is a general charge generating material.
作製した有機EL素子200の実施例1〜5、比較例の概略図を図2に示す。作製した有機EL素子200は、例えば、基板201、基板201上に配置された陽極203、陽極203上に配置された第1正孔輸送層205、第1正孔輸送層205上に配置された第1発光層207、第1発光層207上に配置された第1電子注入層209、第1電子注入層209上に配置された電荷発生層211、213、電荷発生層211、213上に配置された第2正孔輸送層215、第2正孔輸送層215上に配置された第2発光層217、第2発光層217上に配置された第2電子注入層219、第2電子注入層219上に配置された陰極221から構成されている。
The schematic diagram of Examples 1-5 of the produced
[評価結果]
作製した実施例1〜5、比較例1〜4の有機EL素子200の評価結果を以下の表2に示す。なお、作製した有機EL素子200の発光特性の評価には、浜松ホトニクス製C9920−11輝度配向特性測定装置を用いた。また、下記の表1において、駆動電圧および発光効率の測定は、10mA/cm2の電流密度にて行った。
[Evaluation results]
The evaluation results of the produced
表2に示す結果を参照すると、本実施形態に係る電荷発生材料(化合物1〜3、7および14)を用いた実施例1〜5は、一般的な電荷発生材料(HAT−CN6)を用いた比較例に対して、発光効率が向上し、駆動電圧が低下していることがわかる。 Referring to the results shown in Table 2, Examples 1 to 5 using the charge generation materials (compounds 1 to 3, 7 and 14) according to the present embodiment are obtained by using a general charge generation material (HAT-CN 6 ). It can be seen that the light emission efficiency is improved and the drive voltage is reduced compared to the comparative example used.
また、電子吸引基(トリフルオロメチル基)を有する化合物2を電荷発生材料として用いた実施例2は、化合物2に対して電子吸引基(トリフルオロメチル基)を有していない点のみが異なる化合物1を用いた実施例1に対して、発光効率が向上し、駆動電圧が低下していることがわかる。同様に、電子吸引基(トリフルオロメチル基)を有する化合物7を電荷発生材料として用いた実施例4は、化合物7に対して電子吸引基(トリフルオロメチル基)を有していない点のみが異なる化合物3を用いた実施例3に対して、発光効率が向上し、駆動電圧が低下していることがわかる。したがって、本実施形態に係る四配位ほう素化合物は、電子吸引基を置換基として有することによりアクセプタ性が強くなり、電荷発生材料の電荷発生能を向上させるため、有機EL素子の発光効率を向上させ、駆動電圧を低下させることができることがわかる。 Further, Example 2 using Compound 2 having an electron withdrawing group (trifluoromethyl group) as a charge generation material differs from Compound 2 only in that it does not have an electron withdrawing group (trifluoromethyl group). It can be seen that the light emission efficiency is improved and the drive voltage is reduced as compared with Example 1 using Compound 1. Similarly, Example 4 using the compound 7 having an electron withdrawing group (trifluoromethyl group) as a charge generation material is that the compound 7 has no electron withdrawing group (trifluoromethyl group). It can be seen that the light emission efficiency is improved and the drive voltage is reduced as compared with Example 3 using a different compound 3. Therefore, the tetracoordinate boron compound according to the present embodiment has an electron accepting group as a substituent, so that acceptability is enhanced, and the charge generation ability of the charge generation material is improved. It can be seen that the driving voltage can be reduced by improving the driving voltage.
なお、前述した実施例においては、本発明の一実施形態に係る電荷発生材料を用いた有機EL素子について説明したが、本発明は前述の実施例に限定されない。例えば、本発明の一実施形態に係る電荷発生材料は、その他の発光素子又は発光装置に利用することも可能である。また、図1および図2に示す有機EL素子は、パッシブ・マトリクス(passive−matrix)駆動方式の有機ELディスプレイ(display)に利用することができるが、アクティブ・マトリクス(active−matrix)駆動方式の有機ELディスプレイに利用することも可能である。 In the above-described example, the organic EL element using the charge generation material according to an embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described example. For example, the charge generation material according to an embodiment of the present invention can be used for other light-emitting elements or light-emitting devices. The organic EL elements shown in FIGS. 1 and 2 can be used for a passive-matrix driving type organic EL display, but an active-matrix driving type. It can also be used for organic EL displays.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
100 有機EL素子
101 基板
103 陽極
105 電荷発生層
107 陰極
110 第1発光ユニット
111 第1正孔注入層
113 第1正孔輸送層
115 第1発光層
117 第1電子輸送層
119 第1電子注入層
120 第2発光ユニット
121 第2正孔注入層
123 第2正孔輸送層
125 第2発光層
127 第2電子輸送層
129 第2電子注入層
DESCRIPTION OF
Claims (12)
Ar1は、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。 A charge generating material comprising a tetracoordinate boron compound represented by the following general formula (1).
Ar 1 is a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
Ar1およびAr2は、互いに独立して、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。 A charge generation material comprising a tetracoordinate boron compound represented by the following general formula (2).
Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
Xは、N−R3またはSであり、
R1〜R3は、互いに独立して、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。 A charge generating material comprising a tetracoordinate boron compound represented by the following general formula (3).
X is N—R 3 or S;
R 1 to R 3 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
The organic electroluminescent element which contains the charge generation material as described in any one of Claims 1-11 in a charge generation layer.
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