JP6781534B2 - Organic electroluminescence elements, display devices and lighting devices - Google Patents

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、その有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置に関する。より詳しくは、発光効率が改良された有機エレクトロルミネッセンス素子等に関する。 The present invention, organic electroluminescent element, a display device and a lighting device organic electroluminescent device is provided for it. More specifically, the present invention relates to an organic electroluminescence device having improved luminous efficiency and the like.

有機材料のエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:以下「EL」と略記する。)を利用した有機EL素子(「有機電界発光素子」ともいう。)は、平面発光を可能とする新しい発光システムとして既に実用化されている技術である。有機EL素子は、電子ディスプレイはもとより、最近では照明機器にも適用され、その発展が期待されている。 Organic EL devices (also referred to as "organic electroluminescent devices") that utilize the electroluminescence of organic materials (hereinafter abbreviated as "EL") have already been put into practical use as a new light emitting system that enables planar light emission. It is a technology that has been used. Organic EL elements have recently been applied not only to electronic displays but also to lighting equipment, and their development is expected.

有機ELの発光方式としては、励起三重項状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、励起一重項状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。 There are two types of light emission methods for organic EL: "phosphorescence emission" that emits light when returning from the excited triplet state to the ground state, and "fluorescence emission" that emits light when returning from the excited singlet state to the ground state. There is.

有機EL素子に電界をかけると、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が注入され、発光層において再結合し励起子を生じる。このとき一重項励起子と三重項励起子とが25%:75%の割合で生成するため、三重項励起子を利用するリン光発光の方が、蛍光発光に比べ、理論的に高い内部量子効率が得られることが知られている。 When an electric field is applied to the organic EL element, holes and electrons are injected from the anode and the cathode, respectively, and recombine in the light emitting layer to generate excitons. At this time, singlet excitons and triplet excitons are generated at a ratio of 25%: 75%, so phosphorescence emission using triplet excitons has a theoretically higher internal quantum than fluorescence emission. It is known that efficiency can be obtained.

しかしながら、リン光発光方式において実際に高い量子効率を得るためには、中心金属にイリジウムや白金などの希少金属を用いた錯体を用いる必要があり、将来的に希少金属の埋蔵量や金属自体の価格が産業上大きな問題となることが懸念される。 However, in order to actually obtain high quantum efficiency in the phosphorescence method, it is necessary to use a complex using a rare metal such as iridium or platinum as the central metal, and in the future it is necessary to use a rare metal reserve or the metal itself. There is concern that price will be a major industrial issue.

一方で、蛍光発光型においても発光効率を向上させるために様々な開発がなされており、近年新しい動きが出てきた。 On the other hand, various developments have been made to improve the luminous efficiency of the fluorescent light emitting type, and new movements have emerged in recent years.

例えば、特許文献1には、二つの三重項励起子の衝突により一重項励起子が生成する現象(Triplet−Triplet Annihilation:以下、適宜「TTA」と略記する。また、Triplet−Triplet Fusion:「TTF」ともいう。)に着目し、TTAを効率的に起こして蛍光素子の高効率化を図る技術が開示されている。この技術により蛍光発光材料の発光効率は従来の蛍光発光材料の2〜3倍まで向上しているが、TTAにおける理論的な一重項励起子生成効率は40%程度にとどまるため、依然としてリン光発光に比べ高発光効率化の問題を有している。 For example, in Patent Document 1, a phenomenon in which singlet excitons are generated by collision of two triplet excitons (Triplet-Triplet Animation: hereinafter, abbreviated as “TTA” as appropriate. Further, Triplet-Triplet Fusion: “TTF”. (Also referred to as)), a technique for efficiently causing TTA to improve the efficiency of the fluorescent element is disclosed. Although the luminous efficiency of the fluorescent light emitting material is improved to 2 to 3 times that of the conventional fluorescent light emitting material by this technology, the theoretical singlet excitation element generation efficiency in TTA is only about 40%, so that the phosphorescent light emission is still performed. It has a problem of high luminous efficiency.

さらに近年では、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差(Reverse InterSystem Crossing:以下、適宜「RISC」と略記する。)が生じる現象を利用した現象(熱活性型遅延蛍光(「熱励起型遅延蛍光」ともいう:Thermally Activated Delayed Fluorescence:以下、適宜「TADF」と略記する。)を利用した蛍光発光材料と、有機EL素子への利用の可能性が報告されている(例えば、特許文献2、非特許文献1、非特許文献2参照。)。このTADF機構による遅延蛍光を利用すると、電界励起による蛍光発光においても、理論的にはリン光発光と同等の100%の内部量子効率が可能となる。 Further, in recent years, a phenomenon utilizing a phenomenon in which reverse intersystem crossing (Reverse Intersystem Crossing: hereinafter abbreviated as "RISC" as appropriate) occurs from a triplet exciton to a singlet exciton (thermoactive delayed fluorescence ("" Also referred to as "thermally excited delayed fluorescence": Thermally Activated Fluorescence: Hereinafter, abbreviated as "TADF" as appropriate), and the possibility of using it for an organic EL element has been reported (for example). (See Patent Document 2, Non-Patent Document 1, and Non-Patent Document 2.). When the delayed fluorescence by this TADF mechanism is used, 100% internal quantum, which is theoretically equivalent to phosphorus light emission, is obtained even in fluorescence emission by electric field excitation. Efficiency is possible.

TADF現象発現のためには、室温又は発光素子中の発光層温度で電界励起により生じた75%の三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が起こる必要がある。さらに、逆項間交差により生じた一重項励起子が、直接励起により生じた25%の一重項励起子と同様に蛍光発光することにより、100%の内部量子効率が理論上可能となる。この逆項間交差が起こるためには、最低励起一重項エネルギー準位(S)と最低励起三重項エネルギー準位(T)の差の絶対値(以降、ΔEstと呼ぶ。)が極めて小さいことが必須である。 In order for the TADF phenomenon to occur, it is necessary that 75% triplet excitons generated by electric field excitation at room temperature or the temperature of the light emitting layer in the light emitting element undergo reverse intersystem crossing to singlet excitons. Furthermore, 100% internal quantum efficiency is theoretically possible because the singlet excitons generated by the inverse intersystem crossing fluoresce like the 25% singlet excitons generated by the direct excitation. In order for this inverse intersystem crossing to occur, the absolute value of the difference between the lowest excited singlet energy level (S 1 ) and the lowest excited triplet energy level (T 1 ) (hereinafter referred to as ΔEst) is extremely small. Is essential.

さらに、ホスト化合物と発光性化合物からなる発光層に、TADF性を示す化合物を第三成分(アシストドーパント)として発光層に含めると、高発光効率の発現に有効であることが知られている(非特許文献3参照。)。アシストドーパント上に25%の一重項励起子と75%の三重項励起子を電界励起により発生させることによって、三重項励起子は逆項間交差(RISC)を伴って一重項励起子を生成することができる。一重項励起子のエネルギーは、発光性化合物へエネルギー移動し、発光性化合物が発光することが可能となる。したがって、理論上100%の励起子エネルギーを利用して、発光性化合物を発光させることが可能となり、高発光効率が発現する。 Further, it is known that when a compound exhibiting TADF property is included in the light emitting layer as a third component (assist dopant) in the light emitting layer composed of a host compound and a light emitting compound, it is effective in exhibiting high luminous efficiency ( See Non-Patent Document 3). By generating 25% singlet excitons and 75% triplet excitons on the assist dopant by field excitation, the triplet excitons generate singlet excitons with inverse intersystem crossing (RISC). be able to. The energy of the singlet exciton is transferred to the luminescent compound, and the luminescent compound can emit light. Therefore, it is theoretically possible to make the luminescent compound emit light by using 100% exciton energy, and high luminous efficiency is exhibited.

リン光、TTA、又はTADFを発光層に用いる有機EL素子では、発光層のみならず発光層以外の電荷移動層(以下、周辺層と略記する。)においても、三重項励起子からの劣化抑制が高発光効率発現のために重要であることが知られている。三重項励起子の劣化抑制のためには、周辺層材料のT準位を発光材料のT準位よりも高いエネルギー準位に設計する必要がある。 In an organic EL device using phosphorescence, TTA, or TADF as a light emitting layer, deterioration suppression from triplet excitons is suppressed not only in the light emitting layer but also in a charge transfer layer other than the light emitting layer (hereinafter, abbreviated as peripheral layer). Is known to be important for the development of high luminescence efficiency. For suppressing deterioration of triplet excitons, it is necessary to design a T 1 level position near layer material to a higher energy level than the T 1 level of the light emitting material.

しかしながら、周辺層に高いT準位を有する材料を使用しても、三重項励起子を発光層内に完全に閉じ込めることは困難であり、発光効率を低下させる要因の一つとなっている。例えば、図1Aは周辺層材料と発光材料のエネルギーダイヤグラムを示した模式図である。図1Aに示すように、発光材料のS準位から周辺層材料のT準位に励起子が移動した後に失活する過程などがあり、蛍光やリン光の発光効率を低下させる原因になっている。そのため、三重項励起子劣化抑制の新たな手法が切望されている。 However, even if a material having a high T 1 level is used in the peripheral layer, it is difficult to completely confine triplet excitons in the light emitting layer, which is one of the factors that reduce the luminous efficiency. For example, FIG. 1A is a schematic diagram showing an energy diagram of a peripheral layer material and a light emitting material. As shown in FIG. 1A, it includes the process of deactivation after excitons T 1 level position near layer material from the S 1 level of the light emitting material is moved, the cause of reducing the luminous efficiency of the fluorescent or phosphorescent It has become. Therefore, a new method for suppressing triplet exciton deterioration is eagerly desired.

国際公開第2010/134350号International Publication No. 2010/134350 特開2013−116975号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-116975

H.Uoyama,et al.,Nature,2012,492,234−238H. Uoyama, et al. , Nature, 2012, 492, 234-238 Q.Zhang et al.,Nature,Photonics,2014,8,326−332Q. Zhang et al. , Nature, Photonics, 2014, 8, 326-332 H.Nakanоtani,et al.,Nature Communicaion,2014,5,4016−4022H. Nakanоtani, et al. , Nature Communication, 2014, 5, 4016-4022

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、高発光効率を実現した新たな有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems and situations, and a solution to the present invention is to provide a new organic electroluminescence device having high luminous efficiency. Another object is to provide a display device and an illumination apparatus equivalent organic electroluminescent device is provided.

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、電荷移動層に最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値が0.5eV以下である特定構造の化合物を含有させることにより、発光効率を高めることができることを見いだし本発明に至った。 As a result of investigating the causes of the above problems in order to solve the above problems, the present inventor has found that the absolute value of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level in the charge transfer layer is 0. We have found that the light emission efficiency can be improved by containing a compound having a specific structure of 5 eV or less, and have arrived at the present invention.

すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。 That is, the above problem according to the present invention is solved by the following means.

1.陽極と陰極の間に少なくとも電荷移動層として電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該電子輸送層が、下記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、かつ、該π共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値(ΔEst)が0.5eV以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 1. 1. As at least a charge transport layer between an anode and a cathode an organic electroluminescence device having an electron-transporting layer, the electron transporting layer contains a π-conjugated compound having a structure represented by the following general formula (1) An organic electroluminescence element, wherein the absolute value (ΔEst) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level of the π-conjugated compound is 0.5 eV or less.

Figure 0006781534
Figure 0006781534

(式中、Aは環構造を有する基を表し、Aは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。B及びCは、単環又は3環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Xは、O、S、N−R、C−R(R)、Si−R(R)、B−R又は単結合を表す。R〜Rは、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。ただし、下記T−9及びT−19で表される化合物を除く。

Figure 0006781534
2.前記B及びCは、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、ベンゾシロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、フェナントレン環、フルオレン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環を表すことを特徴とする第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 (In the formula, A represents a group having a ring structure, A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group, or a heteroaryl group optionally substituted. B and C represent a monocyclic group or a heteroaryl group. Represents an aryl ring or a heteroaryl ring, each of which is composed of a fused ring structure of up to 3 rings and may be substituted independently of each. X is O, S, N-R 1 , C-R 2 (R). 3 ), Si-R 4 (R 5 ), B-R 6 or single bond. R 1 to R 6 each independently have a hydrogen atom, which may be substituted alkyl group, aryl group or Represents a heteroaryl group , except for the compounds represented by T-9 and T-19 below. )
Figure 0006781534
2. The B and C may be independently substituted, respectively. The organic electroluminescence element according to item 1, wherein the organic electroluminescence element represents a dibenzosilol ring, a dibenzoborol ring, a carbazole ring, a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring.

3.前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物が、下記一般式(2)〜(15)のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 3. 3. The π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) is a π-conjugated compound having a structure represented by any of the following general formulas (2) to (15). The organic electroluminescence device according to the first or second paragraph.

Figure 0006781534
Figure 0006781534

(式中、A及びXは前記一般式(1)におけるA及びXと同義である。Yは、O、S、N−R、C−R(R)、Si−R10(R11)、B−R12又はCH=CHを表す。R〜R12は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。)
4.前記一般式(2)〜(15)に記載の環構造Aが、1〜5個のシアノ基で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフッ素原子で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフルオロアルキル基で置換されている炭素数6〜20のアリール環、置換されていてもよい含窒素芳香環で置換されているベンゼン環又は置換されていてもよい含窒素芳香環を表すことを特徴とする第3項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(In the formula, A and X are synonymous with A and X in the general formula (1). Y is O, S, N-R 7 , C-R 8 (R 9 ), Si-R 10 (R). 11 ), B-R 12 or CH = CH. R 7 to R 12 each independently represent a hydrogen atom, which may be substituted, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group.)
4. The ring structure A according to the general formulas (2) to (15) is substituted with an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms and 1 to 5 fluorine atoms substituted with 1 to 5 cyano groups. Aryl rings having 6 to 20 carbon atoms, aryl rings having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 fluoroalkyl groups, benzene rings substituted with optionally substituted nitrogen-containing aromatic rings, or The organic electroluminescence element according to item 3, wherein the nitrogen-containing aromatic ring may be substituted.

5.前記有機エレクトロルミネッセンス素子が発光層を有し、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物が、前記発光層に隣接する前記電子輸送層に含まれることを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 5. The organic electroluminescence device has a light emitting layer, and a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) is contained in the electron transport layer adjacent to the light emitting layer. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 4.

.第1項から第5項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする表示装置。 6 . A display device comprising the organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 5.

.第1項から第5項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする照明装置。 7 . A lighting device comprising the organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 5.

本発明の上記手段により、高発光効率を実現した新たな有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することができる。 By the above means of the present invention, it is possible to provide a new organic electroluminescence device that has realized high luminous efficiency. Further, it is possible to provide a display device and an illumination apparatus equivalent organic electroluminescent device is provided.

本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。 Although the mechanism of expression or mechanism of action of the effects of the present invention has not been clarified, it is inferred as follows.

本発明では、一般式(1)で表される構造であって、最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値(ΔEst)が0.5eV以下であるπ共役系化合物を電荷移動層に含有する有機エレクトロルミネッセンス素子の場合に効果があるものである。 In the present invention, the structure is represented by the general formula (1), and the absolute value (ΔEst) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level is 0.5 eV or less. This is effective in the case of an organic electroluminescence device containing a conjugated compound in the charge transfer layer.

例えば、本発明にかかるπ共役系化合物を発光層に隣接した周辺層に用いた場合について説明する。発光層から周辺層に漏れ出てきた三重項励起子は、従来技術では無輻射失活過程で失活することが支配的であった(図1A参照。)。一方、本発明に用いられるπ共役系化合物を周辺層材料として含む周辺層内では逆項間交差(RISC)を起こして一重項励起子を生成することができる(図1B参照。)。さらに、生成した一重項励起子がエネルギー移動で発光層に戻ることにより、発光に再び寄与できるようになる。本発明では、従来技術では不可能であった周辺層内の三重項励起子を発光層内の一重項励起子へと再生することにより、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と比較して高い発光効率を実現することができるものと考えられる。 For example, a case where the π-conjugated compound according to the present invention is used in the peripheral layer adjacent to the light emitting layer will be described. In the prior art, the triplet excitons leaked from the light emitting layer to the peripheral layer were dominated by deactivation in the non-radiative deactivation process (see FIG. 1A). On the other hand, singlet excitons can be generated by causing reverse intersystem crossing (RISC) in the peripheral layer containing the π-conjugated compound used in the present invention as the peripheral layer material (see FIG. 1B). Furthermore, the generated singlet excitons return to the light emitting layer by energy transfer, so that they can contribute to light emission again. In the present invention, by regenerating triplet excitons in the peripheral layer into singlet excitons in the light emitting layer, which was not possible with the prior art, higher luminous efficiency is achieved as compared with the conventional organic electroluminescence element. It is thought that it can be realized.

なお、本発明にかかるπ共役系化合物が用いられる層は、発光層に隣接する周辺層に限定されず、電荷が移動する全ての層に使用することができる。 The layer in which the π-conjugated compound according to the present invention is used is not limited to the peripheral layer adjacent to the light emitting layer, and can be used for all layers in which charges move.

周辺層材料と発光材料のエネルギーダイヤグラムを示した模式図Schematic diagram showing energy diagrams of peripheral layer material and luminescent material π共役系化合物を用いた周辺層材料と発光材料のエネルギーダイヤグラムを示した模式図Schematic diagram showing energy diagrams of peripheral layer materials and luminescent materials using π-conjugated compounds 発光層内にπ共役系化合物がアシストドーパントとして機能する場合のエネルギーダイヤグラムを示した模式図Schematic diagram showing an energy diagram when a π-conjugated compound functions as an assist dopant in the light emitting layer. 発光層内のπ共役系化合物がホスト化合物として機能する場合のエネルギーダイヤグラムを示した模式図Schematic diagram showing an energy diagram when the π-conjugated compound in the light emitting layer functions as a host compound. 有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図Schematic diagram showing an example of a display device composed of an organic EL element アクティブマトリクス方式による表示装置の模式図Schematic diagram of a display device using the active matrix method 画素の回路を示した概略図Schematic diagram showing a pixel circuit パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図Schematic diagram of a display device using the passive matrix method 照明装置の概略図Schematic diagram of the lighting device 照明装置の断面図Cross-sectional view of the lighting device

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極の間に少なくとも電荷移動層として電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該電子輸送層が、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、かつ、該π共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値が0.5eV以下であることを特徴とする。この特徴は、請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。 The organic electroluminescence device of the present invention is an organic electroluminescent device having an electron-transporting layer as at least a charge transport layer between an anode and a cathode, the electron transport layer is represented by the above general formula (1) Structure It is characterized in that it contains a π-conjugated compound having a π-conjugated system compound, and the absolute value of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level of the π-conjugated system compound is 0.5 eV or less. To do. This feature is a technical feature common to the inventions according to each claim.

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記B及びCは、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、ベンゾシロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、フェナントレン環、フルオレン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環を表すことが好ましい。 In an embodiment of the present invention, from the viewpoint of exhibiting the effect of the present invention, the B and C may be independently substituted, respectively, a benzene ring, a naphthalene ring, an inden ring, a benzocilol ring, an indole ring, and the like. It preferably represents a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a thienothiophene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, a dibenzosilol ring, a dibenzoborol ring, a carbazole ring, a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring.

また、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物が、前記一般式(2)〜(15)のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物であることが、逆項間交差現象発現の観点から、好ましい。 Further, the π-conjugated compound having the structure represented by the general formula (1) is a π-conjugated compound having the structure represented by any of the general formulas (2) to (15). It is preferable from the viewpoint of the occurrence of the inverse intersystem crossing phenomenon.

さらに、本発明においては、前記一般式(1)〜(15)に記載の環構造Aが、1〜5個のシアノ基で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフッ素原子で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフルオロアルキル基で置換されている炭素数6〜20のアリール環、置換されていてもよい含窒素芳香環で置換されているベンゼン環又は置換されていてもよい含窒素芳香環を表すことが、本発明の効果発現の観点から好ましい。 Further, in the present invention, the ring structure A described in the general formulas (1) to (15) is an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms in which 1 to 5 cyano groups are substituted, and 1 to 5 aryl rings. Aryl ring having 6 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 fluoroalkyl groups, and a nitrogen-containing aromatic ring optionally substituted. It is preferable to represent a substituted benzene ring or a optionally substituted nitrogen-containing aromatic ring from the viewpoint of exhibiting the effect of the present invention.

本発明の実施態様としては、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が発光層を有し、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物が、前記発光層に隣接する前記電荷移動層に含まれることが、高発光効率化の観点から好ましい。 In an embodiment of the present invention, the organic electroluminescence device has a light emitting layer, and a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) is applied to the charge transfer layer adjacent to the light emitting layer. It is preferable that it is contained from the viewpoint of high luminous efficiency.

また、本発明においては、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が発光層を有し、前記発光層が、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも1種とを含有することが好ましい。これにより、高発光効率化の効果が得られる。さらに前記発光層が、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも1種と、ホスト化合物とを含有することが好ましい。 Further, in the present invention, the organic electroluminescence element has a light emitting layer, and the light emitting layer has a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1), a fluorescent light emitting compound, and phosphorescence. It preferably contains at least one of the luminescent compounds. As a result, the effect of increasing the luminous efficiency can be obtained. Further, the light emitting layer may contain a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1), at least one of a fluorescent compound and a phosphorescent compound, and a host compound. preferable.

また、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物を含有した有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及び該π共役系化合物を含有する電荷移動性薄膜として用いることができる。さらに、本発明の有機EL素子は、照明装置及び表示装置に好適に具備され得る。 Further, it can be used as an organic electroluminescence device material containing a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) and a charge-transfer thin film containing the π-conjugated compound. Further, the organic EL element of the present invention can be suitably provided in a lighting device and a display device.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 Hereinafter, the present invention, its constituent elements, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In the present application, "~" is used to mean that the numerical values described before and after the value are included as the lower limit value and the upper limit value.

本論に入る前に、本発明の技術思想と関連する、有機ELの発光方式及び発光材料について述べる。 Before going into this paper, the light emitting method and light emitting material of the organic EL related to the technical idea of the present invention will be described.

<有機ELの発光方式>
有機ELの発光方式としては励起三重項状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、励起一重項状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。
<Light emission method of organic EL>
There are two types of light emission methods for organic EL: "phosphorescence emission" that emits light when returning from the excited triplet state to the ground state, and "fluorescence emission" that emits light when returning from the excited singlet state to the ground state. is there.

有機ELのような電界で励起する場合には、三重項励起子が75%の確率で、一重項励起子が25%の確率で生成するため、リン光発光の方が蛍光発光に比べ発光効率を高くすることが可能で、低消費電力化を実現するには優れた方式である。 When excited by an electric field such as an organic EL, triplet excitators are generated with a 75% probability and singlet excitors are generated with a 25% probability, so phosphorescence emission is more efficient than fluorescence emission. It is an excellent method to realize low power consumption.

一方、蛍光発光においても、75%の確率で生成してしまう、通常では、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしかならない三重項励起子を、高密度で存在させることによって、二つの三重項励起子から一つの一重項励起子を発生させて発光効率を向上させるTTA(Triplet−Triplet Annihilation、また、Triplet−Triplet Fusion:「TTF」と略記する。)機構を利用した方式が見つかっている。 On the other hand, even in fluorescence emission, triplet exciters, which are normally generated with a 75% probability and whose energy of the exciter is normally only heat due to non-radiation deactivation, are present at high density. A method using a TTA (Triplet-Triplet Annihilation, or Triplet-Triplet Fusion: abbreviated as "TTF") mechanism that generates one singlet-excited element from two triplet-excited states to improve light emission efficiency It has been found.

さらに、近年では、安達らの発見により励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギーギャップを小さくすることで、発光中のジュール熱及び/又は発光素子が置かれる環境温度によりエネルギー準位の低い励起三重項状態から励起一重項状態に逆項間交差がおこり、結果としてほぼ100%に近い蛍光発光を可能とする現象(熱励起型遅延蛍光又は熱励起型遅延蛍光ともいう:「TADF」)とそれを可能にする蛍光物質が見いだされている(例えば、非特許文献1等参照。)。 Furthermore, in recent years, by reducing the energy gap between the excited singlet state and the excited triplet state by the discovery of Adachi et al., Excitation with a low energy level due to Joule heat during light emission and / or the ambient temperature at which the light emitting element is placed. A phenomenon in which an inverse cross between the triplet state and the excited singlet state occurs, and as a result, fluorescence emission close to 100% is possible (also referred to as thermal excitation type delayed fluorescence or thermal excitation type delayed fluorescence: "TADF"). Fluorescent substances that make this possible have been found (see, for example, Non-Patent Document 1 and the like).

<リン光発光性化合物>
前述のとおり、リン光発光は発光効率的には蛍光発光よりも理論的には3倍有利であるが、励起三重項状態から一重項基底状態へのエネルギー失活(=リン光発光)は禁制遷移であり、また同様に励起一重項状態から励起三重項状態への項間交差も禁制遷移であるため、通常その速度定数は小さい。すなわち、遷移が起こりにくいため、励起子寿命はミリ秒から秒オーダーと長くなり、所望の発光を得ることが困難である。
<Phosphorescent compound>
As mentioned above, phosphorus light emission is theoretically three times more advantageous than fluorescence emission in terms of emission efficiency, but energy deactivation (= phosphorus light emission) from the excited triplet state to the singlet base state is prohibited. Since it is a transition and the intersystem crossing from the excited singlet state to the excited triplet state is also a forbidden transition, its velocity constant is usually small. That is, since the transition is unlikely to occur, the exciton lifetime becomes long on the order of milliseconds to seconds, and it is difficult to obtain desired light emission.

ただし、イリジウムや白金などの重金属を用いた錯体が発光する場合には、中心金属の重原子効果によって、前記の禁制遷移の速度定数が3桁以上増大し、配位子の選択によっては、100%のリン光量子収率を得ることも可能となる。 However, when a complex using a heavy metal such as iridium or platinum emits light, the rate constant of the forbidden transition increases by 3 orders of magnitude or more due to the heavy atom effect of the central metal, and depending on the selection of the ligand, 100 It is also possible to obtain a phosphorus photon yield of%.

しかしながら、このような理想的な発光を得るためには、希少金属であるイリジウムやパラジウム、白金などのいわゆる白金属と呼ばれる貴金属を用いる必要があり、大量に使用されることになるとその埋蔵量や金属自体の値段が産業上大きな問題となってくる。 However, in order to obtain such ideal luminescence, it is necessary to use precious metals such as iridium, palladium, and platinum, which are rare metals, so-called white metals, and when they are used in large quantities, their reserves and their reserves The price of the metal itself becomes a major industrial problem.

<蛍光発光性化合物>
一般的な蛍光発光性化合物は、リン光発光性化合物のような重金属錯体である必要性は特になく、炭素、酸素、窒素及び水素などの一般的な元素の組み合わせから構成される、いわゆる有機化合物が適用でき、さらに、リンや硫黄、ケイ素などその他の非金属元素を用いることも可能で、また、アルミニウムや亜鉛などの典型金属の錯体も活用できるなど、その多様性はほぼ無限と言える。
<Fluorescent compound>
A general fluorescent compound does not particularly need to be a heavy metal complex like a phosphorescent compound, and is a so-called organic compound composed of a combination of general elements such as carbon, oxygen, nitrogen and hydrogen. In addition, other non-metal elements such as phosphorus, sulfur, and silicon can be used, and complexes of typical metals such as aluminum and zinc can also be used, so that the variety can be said to be almost infinite.

ただし、従来の蛍光化合物では前記のように励起子の25%しか発光に適用できないために、リン光発光のような高効率発光は望めない。 However, since only 25% of excitons can be applied to light emission with a conventional fluorescent compound as described above, high-efficiency light emission such as phosphorescence light emission cannot be expected.

<遅延蛍光化合物>
[励起三重項−三重項消滅(TTA)遅延蛍光化合物]
蛍光発光性化合物の問題点を解決すべく登場したのが遅延蛍光を利用した発光方式である。三重項励起子同士の衝突を起源とするTTA方式は、下記のような一般式で記述できる。すなわち、従来、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしか変換されなかった三重項励起子の一部が、発光に寄与しうる一重項励起子に逆項間交差できるメリットがあり、実際の有機EL素子においても従来の蛍光発光素子の約2倍の外部取り出し量子効率を得ることができている。
<Delayed fluorescent compound>
[Excited triplet-triplet annihilation (TTA) delayed fluorescent compound]
A light emitting method using delayed fluorescence has been introduced to solve the problems of fluorescent compounds. The TTA method originating from collisions between triplet excitons can be described by the following general formula. That is, there is an advantage that a part of triplet excitons, in which the exciton energy is conventionally converted only into heat by non-radiation deactivation, can cross the singlet excitons that can contribute to light emission. Even in an actual organic EL element, it is possible to obtain an external extraction quantum efficiency about twice that of a conventional fluorescent light emitting element.

一般式: T + T → S + S
(式中、Tは三重項励起子、Sは一重項励起子、Sは基底状態分子を表す。)
しかしながら、上式からもわかるように、二つの三重項励起子から発光に利用できる一重項励起子は一つしか生成しないため、この方式で100%の内部量子効率を得ることは原理上できない。
General formula: T * + T * → S * + S
(In the equation, T * represents a triple term exciter, S * represents a single term exciter, and S represents a base state molecule.)
However, as can be seen from the above equation, since only one singlet exciton that can be used for light emission is generated from the two triplet excitons, it is not possible in principle to obtain 100% internal quantum efficiency by this method.

[熱活性型遅延蛍光(TADF)化合物]
もう一つの高効率蛍光発光であるTADF方式は、TTAの問題点を解決できる方式である。
[Thermal activated delayed fluorescence (TADF) compound]
The TADF method, which is another high-efficiency fluorescence emission method, is a method that can solve the problems of TTA.

蛍光発光性化合物は前記のごとく無限に分子設計できる利点を持っている。すなわち、分子設計された化合物の中で、特異的に励起三重項状態と励起一重項状態のエネルギー準位差が極めて近接する化合物が存在する。 Fluorescent compounds have the advantage of being able to design an infinite number of molecules as described above. That is, among the molecularly designed compounds, there are compounds in which the energy level differences between the excited triplet state and the excited singlet state are extremely close to each other.

このような化合物は、分子内に重原子を持っていないにもかかわらず、ΔEstが小さいために通常では起こりえない励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が起こる。さらに、励起一重項状態から基底状態への失活(=蛍光発光)の速度定数が極めて大きいことから、三重項励起子はそれ自体が基底状態に熱的に失活(無輻射失活)するよりも、励起一重項状態経由で蛍光を発しながら基底状態に戻る方が速度論的に有利である。そのため、TADFでは理論的には100%の蛍光発光が可能となる。 Although such a compound does not have a heavy atom in the molecule, an intersystem crossing from an excited triplet state to an excited singlet state, which cannot normally occur due to a small ΔEst, occurs. Furthermore, since the rate constant of deactivation (= fluorescence emission) from the excited singlet state to the ground state is extremely large, the triplet exciter itself is thermally deactivated to the ground state (non-radiation deactivation). It is more rhythmically advantageous to return to the ground state while emitting fluorescence via the excited singlet state. Therefore, TADF can theoretically emit 100% fluorescence.

<ΔEstに関する分子設計思想>
上記ΔEstを小さくするための分子設計について説明する。
<Molecular design concept for ΔEst>
The molecular design for reducing the above ΔEst will be described.

ΔEstを小さくするためには、原理上分子内の最高被占軌道(Highest Occupied Molecular Orbital:HOMO)と最低空軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital:LUMO)の空間的な重なりを小さくすることが最も効果的である。 In principle, in order to reduce ΔEst, it is most effective to reduce the spatial overlap between the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) in the molecule. Is.

一般に分子の電子軌道において、HOMOは電子供与性部位に、LUMOは電子吸引性部位に分布することが知られており、分子内に電子供与性と電子吸引性の骨格を導入することによって、HOMOとLUMOが存在する位置を遠ざけることが可能である。 It is generally known that HOMO is distributed in an electron donating site and LUMO is distributed in an electron attracting site in the electron orbit of a molecule. By introducing an electron donating and electron attracting skeleton into the molecule, HOMO is distributed. And the position where LUMO exists can be moved away.

例えば、「実用化ステージを迎えた有機光エレクトロニクス」応用物理 第82巻、第6号、2013年においては、シアノ基やトリアジンなどの電子吸引性の骨格と、カルバゾールやジフェニルアミノ基等の電子供与性の骨格とを導入することで、LUMOとHOMOとをそれぞれ局在化させている。 For example, in Applied Physics Vol. 82, No. 6, 2013 of "Organic Optoelectronics Reaching the Practical Use Stage", electron-withdrawing skeletons such as cyano groups and triazines and electron donations such as carbazole and diphenylamino groups are provided. LUMO and HOMO are localized by introducing a sexual skeleton.

また、化合物の基底状態と励起三重項状態との分子構造変化を小さくすることも効果的である。構造変化を小さくするための方法としては、例えば、化合物を剛直にすることなどが効果的である。ここで述べる剛直とは、例えば、分子内の環と環との結合における自由回転を抑制することや、π共役面の大きい縮合環を導入するなど、分子内において自由に動ける部位が少ないことを意味する。特に、発光に関与する部位を剛直にすることによって、励起状態における構造変化を小さくすることが可能である。 It is also effective to reduce the change in molecular structure between the base state and the excited triple term state of the compound. As a method for reducing the structural change, for example, making the compound rigid is effective. Rigidity described here means that there are few parts in the molecule that can move freely, such as suppressing free rotation in the bond between rings in the molecule and introducing a fused ring with a large π-conjugated surface. means. In particular, it is possible to reduce the structural change in the excited state by making the portion involved in light emission rigid.

<TADF化合物が抱える一般的な問題>
TADF化合物は、その発光機構及び分子構造の面から種々の問題を抱えている。以下に、一般的にTADF化合物が抱える問題の一部について記載する。
<General problems with TADF compounds>
The TADF compound has various problems in terms of its light emitting mechanism and molecular structure. The following describes some of the problems that TADF compounds generally have.

TADF化合物においては、ΔEstを小さくするためにHOMOとLUMOの存在する部位をできるだけ離すことが必要であるが、このため、分子の電子状態はHOMO部位とLUMO部位が分離したドナー/アクセプター型の分子内CT(分子内電荷移動状態)に近い状態となってしまう。 In the TADF compound, it is necessary to separate the sites where HOMO and LUMO are present as much as possible in order to reduce ΔEst. Therefore, the electronic state of the molecule is a donor / acceptor type molecule in which the HOMO site and LUMO site are separated. It becomes a state close to the inner CT (intramolecular charge transfer state).

このような分子は、複数存在すると一方の分子のドナー部分と他方の分子のアクセプター部分とを近接させると安定化が図られる。そのような安定化状態は2分子間での形成に限らず、3分子間若しくは5分子間など、複数の分子間でも形成が可能であり、結果、広い分布を持った種々の安定化状態が存在することになり、吸収スペクトル及び発光スペクトルの形状はブロードとなる。また、2分子を超える多分子集合体を形成しない場合であっても、二つの分子の相互作用する方向や角度などの違いによって様々な存在状態を取り得るため、基本的にはやはり吸収スペクトル及び発光スペクトルの形状はブロードになる。 When a plurality of such molecules are present, stabilization is achieved when the donor portion of one molecule and the acceptor portion of the other molecule are brought close to each other. Such a stabilized state is not limited to the formation between two molecules, but can be formed between a plurality of molecules such as between three molecules or five molecules, and as a result, various stabilized states having a wide distribution can be obtained. It will be present and the shapes of the absorption and emission spectra will be broad. In addition, even when a multi-molecule aggregate of more than two molecules is not formed, various existence states can be taken depending on the difference in the direction and angle of interaction between the two molecules, so basically the absorption spectrum and The shape of the emission spectrum is broad.

発光スペクトルがブロードになることは二つの大きな問題を発生する。一つは、発光色の色純度が低くなってしまう問題である。照明用途に適用する場合にはそれほど大きな問題にはならないが、電子ディスプレイ用途に用いる場合には色再現域が小さくなり、また、純色の色再現性が低くなることから、実際に商品として適用するのは困難になる。 Broad emission spectrum poses two major problems. One is the problem that the color purity of the emitted color becomes low. When applied to lighting applications, it does not pose a big problem, but when used for electronic displays, the color reproduction range becomes smaller and the color reproducibility of pure colors becomes lower, so it is actually applied as a product. Will be difficult.

もう一つの問題は、発光スペクトルの短波長側の立ち上がり波長(「蛍光0−0バンド」と呼ぶ。)が短波長化、すなわち高S化(最低励起一重項エネルギー準位の高エネルギー化)してしまうことである。 Another problem is the rising wavelength on the short wavelength side of the emission spectrum (referred to as "fluorescent 0-0 band".) To reduce the wavelength, i.e. higher S 1 (higher energy of the lowest excited singlet energy level) It is to do.

当然、蛍光0−0バンドが短波長化すると、Sよりもエネルギーの低いTに由来するリン光0−0バンドも短波長化(高T化)してしまう。そのため、ホスト化合物に用いる化合物はドーパントからの逆エネルギー移動を起こさないようにするために、高S化かつ高T化する必要が生じてくる。 Naturally, when the fluorescence 0-0 band has a shorter wavelength, the phosphorescence 0-0 band derived from T 1, which has a lower energy than S 1 , also has a shorter wavelength (higher T 1 ). Therefore, the compound used in the host compound in order not to cause reverse energy transfer from the dopant, arises the need to 1 reduction and high T 1 of high S.

これは非常に大きな問題である。基本的に有機化合物からなるホスト化合物は、有機EL素子中で、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態及び励起状態という、複数の活性かつ不安定な化学種の状態を取るが、それら化学種は分子内のπ共役系を拡大することで比較的安定に存在させることができる。 This is a very big problem. A host compound basically composed of an organic compound takes a state of a plurality of active and unstable chemical species such as a cationic radical state, an anionic radical state and an excited state in an organic EL element, and these chemical species are intramolecular. It can be made to exist relatively stably by expanding the π-conjugated system of.

しかしながら、高S化かつ高T化を達成するには、分子内のπ共役系を縮小するか若しくは断ち切ることが必要となり、安定性と両立させることが困難になって、結果的には発光素子の寿命を短くしてしまうことになる。 However, in order to achieve high S 1 and high T 1 , it is necessary to reduce or cut off the π-conjugated system in the molecule, which makes it difficult to achieve both stability and, as a result. This will shorten the life of the light emitting element.

また、重金属を含まないTADF化合物においては、励起三重項状態から基底状態に失活する遷移は禁制遷移であるため、励起三重項状態での存在時間(励起子寿命)は数百μ秒からミリ秒オーダーと極めて長い。そのため、仮にホスト化合物のTエネルギー準位が蛍光発光性化合物のそれよりも高いエネルギーレベルであったとしても、その存在時間の長さから蛍光発光性化合物の励起三重項状態からホスト化合物へと逆エネルギー移動を起こす確率が増大してしまう。その結果、本来意図するTADF化合物の励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が十分に起こらずに、ホスト化合物への好ましくない逆エネルギー移動が主流となって、十分な発光効率が得られないという不具合が生じてしまう。 Further, in the TADF compound containing no heavy metal, the transition from the excited triplet state to the ground state is a forbidden transition, so the existence time (exciton lifetime) in the excited triplet state is from several hundred μs to milliseconds. Very long, on the order of seconds. Therefore, even if the T 1 energy level of the host compound is a higher energy level than that of the fluorescent compound, and the excited triplet state of the fluorescent compound from the length of the dwell time to the host compound The probability of reverse energy transfer increases. As a result, the inverse intersystem crossing from the excited triplet state to the excited singlet state of the TADF compound, which was originally intended, does not sufficiently occur, and the unfavorable reverse energy transfer to the host compound becomes the mainstream, resulting in sufficient emission efficiency. Will not be obtained.

上記のような問題を解決するためには、TADF化合物の発光スペクトル形状をシャープ化し、発光極大波長と発光スペクトルの立ち上がり波長の差を小さくすることが必要となる。そのためには、基本的には励起一重項状態及び励起三重項状態の分子構造の変化を小さくすることにより達成することが可能である。 In order to solve the above problems, it is necessary to sharpen the emission spectrum shape of the TADF compound and reduce the difference between the emission maximum wavelength and the rising wavelength of the emission spectrum. This can be basically achieved by reducing the change in the molecular structure of the excited singlet state and the excited triplet state.

また、ホスト化合物への逆エネルギー移動を抑制するためには、TADF化合物の励起三重項状態の存在時間(励起子寿命)を短くすることが効果的である。それを実現するには、基底状態と励起三重項状態との分子構造変化を小さくすること及び禁制遷移をほどくのに好適な置換基や元素を導入することなどの対策を講じることで、問題点を解決することが可能である。 Further, in order to suppress the reverse energy transfer to the host compound, it is effective to shorten the existence time (exciton lifetime) of the excited triplet state of the TADF compound. To achieve this, we need to take measures such as reducing the change in the molecular structure between the ground state and the excited triplet state and introducing substituents and elements suitable for unwinding the forbidden transition. Can be solved.

以下に、本発明に係るπ共役系化合物に関する種々の測定方法について記載する。 Hereinafter, various measuring methods for the π-conjugated compound according to the present invention will be described.

[電子密度分布]
本発明に係るπ共役系化合物は、ΔEstを小さくするという観点から、分子内においてHOMOとLUMOが実質的に分離していることが好ましい。これらHOMO及びLUMOの分布状態については、分子軌道計算により得られる構造最適化した際の電子密度分布から求めることができる。
[Electron density distribution]
In the π-conjugated compound according to the present invention, it is preferable that HOMO and LUMO are substantially separated in the molecule from the viewpoint of reducing ΔEst. The distribution state of these HOMO and LUMO can be obtained from the electron density distribution when the structure is optimized obtained by the molecular orbital calculation.

本発明におけるπ共役系化合物の分子軌道計算による構造最適化及び電子密度分布の算出は、計算手法として、汎関数としてB3LYP、基底関数として6−31G(d)を用いた分子軌道計算用ソフトウェアを用いて算出することができ、ソフトウェアに特に限定はなく、いずれを用いても同様に求めることができる。 For the structural optimization and the calculation of the electron density distribution by the molecular orbital calculation of the π-conjugated compound in the present invention, the molecular orbital calculation software using B3LYP as a functional and 6-31G (d) as a basis function is used as the calculation method. It can be calculated by using, and the software is not particularly limited, and any of them can be used in the same manner.

本発明においては、分子軌道計算用ソフトウェアとして、米国Gaussian社製のGaussian09(Revision C.01,M.J.Frisch,et al,Gaussian,Inc.,2010.)を用いた。 In the present invention, Gaussian 09 (Revision C.01, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc., 2010.) manufactured by Gaussian, USA was used as the software for calculating the molecular orbital.

また、「HOMOとLUMOが実質的に分離している」とは、上記分子計算により算出されたHOMO軌道分布及びLUMO軌道分布の中心部位が離れており、より好ましくはHOMO軌道の分布とLUMO軌道の分布がほぼ重なっていないことを意味する。 Further, "HOMO and LUMO are substantially separated" means that the central parts of the HOMO orbital distribution and the LUMO orbital distribution calculated by the above molecular calculation are separated, and more preferably, the HOMO orbital distribution and the LUMO orbital are separated. It means that the distributions of are almost non-overlapping.

また、HOMOとLUMOの分離状態については、前述の汎関数としてB3LYP、基底関数として6−31G(d)を用いた構造最適化計算から、さらに時間依存密度汎関数法(Time−Dependent DFT)による励起状態計算を実施してS、Tのエネルギー準位(それぞれE(S)、E(T))を求めてΔEst=|E(S)−E(T)|として算出することも可能である。算出されたΔEstが小さいほど、HOMOとLUMOがより分離していることを示す。本発明においては、前述と同様の計算手法を用いて算出されたΔEstが0.5eV以下であり、好ましくは0.2eV以下であり、より好ましくは0.1eV以下である。 Regarding the separated state of HOMO and LUMO, the time-dependent density functional theory (Time-Dependent DFT) is applied from the structural optimization calculation using B3LYP as the functional and 6-31G (d) as the base function. Excited state calculation is performed to obtain the energy levels of S 1 and T 1 (E (S 1 ) and E (T 1 ), respectively) and calculated as ΔEst = | E (S 1 ) -E (T 1 ) |. It is also possible to do. The smaller the calculated ΔEst, the more separated HOMO and LUMO are. In the present invention, ΔEst calculated by using the same calculation method as described above is 0.5 eV or less, preferably 0.2 eV or less, and more preferably 0.1 eV or less.

[最低励起一重項エネルギー準位S
本発明におけるπ共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位Sについては、本発明においても通常の手法と同様にして算出されるもので定義される。すなわち、測定対象となる化合物を石英基板上に蒸着して試料を作製し、常温(300K)でこの試料の吸収スペクトル(縦軸:吸光度、横軸:波長とする。)を測定する。この吸収スペクトルの長波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値に基づいて、所定の換算式から算出される。
[Lowest excited singlet energy level S 1 ]
For the lowest excited singlet energy level S 1 of π-conjugated compound in the present invention is defined by what is calculated in the same manner as the conventional method in the present invention. That is, a compound to be measured is vapor-deposited on a quartz substrate to prepare a sample, and the absorption spectrum (vertical axis: absorbance, horizontal axis: wavelength) of this sample is measured at room temperature (300 K). A tangent line is drawn with respect to the rising edge of the absorption spectrum on the long wavelength side, and the calculation is performed from a predetermined conversion formula based on the wavelength value at the intersection of the tangent line and the horizontal axis.

ただし、本発明において使用するπ共役系化合物の分子自体の凝集性が比較的高い場合、薄膜の測定においては凝集による誤差を生じる可能性がある。本発明におけるπ共役系化合物はストークスシフトが比較的小さいこと、さらに励起状態と基底状態の構造変化が小さいことを考慮し、本発明における最低励起一重項エネルギー準位Sは、室温(25℃)におけるπ共役系化合物の溶液状態の最大発光波長のピーク値を近似値として用いた。 However, if the molecule itself of the π-conjugated compound used in the present invention has a relatively high cohesiveness, an error due to cohesiveness may occur in the measurement of the thin film. Π-conjugated compound in the present invention that the Stokes shift is relatively small, considering that further structural changes in the excited state and the ground state is small, the lowest excited singlet energy level S 1 in the present invention, room temperature (25 ° C. ), The peak value of the maximum emission wavelength in the solution state of the π-conjugated compound was used as an approximate value.

ここで、使用する溶媒は、π共役系化合物の凝集状態に影響を与えない、すなわち溶媒効果の影響が小さい溶媒、例えばシクロヘキサンやトルエン等の非極性溶媒等を用いることができる。 Here, as the solvent used, a solvent that does not affect the aggregated state of the π-conjugated compound, that is, a solvent that is less affected by the solvent effect, for example, a non-polar solvent such as cyclohexane or toluene can be used.

[最低励起三重項エネルギー準位T
本発明で用いられるπ共役系化合物の最低励起三重項エネルギー準位(T)については、溶液若しくは薄膜のフォトルミネッセンス(PL)特性により算出した。例えば、薄膜における算出方法としては、希薄状態のπ共役系化合物の分散物を薄膜にした後に、ストリークカメラを用い、過渡PL特性を測定することで、蛍光成分とリン光成分の分離を行い、そのエネルギー差の絶対値をΔEstとして最低励起一重項エネルギー準位から最低励起三重項エネルギー準位を求めることができる。
[Lowest excited triplet energy level T 1 ]
The lowest excited triplet energy level (T 1 ) of the π-conjugated compound used in the present invention was calculated from the photoluminescence (PL) characteristics of the solution or thin film. For example, as a calculation method for a thin film, a dispersion of a dilute π-conjugated compound is made into a thin film, and then a streak camera is used to measure the transient PL characteristics to separate the fluorescent component and the phosphorescent component. The lowest excited triplet energy level can be obtained from the lowest excited singlet energy level with the absolute value of the energy difference as ΔEst.

測定・評価にあたって、絶対PL量子収率の測定については、絶対PL量子収率測定装置C9920−02(浜松ホトニクス社製)を用いた。発光寿命は、ストリークカメラC4334(浜松ホトニクス社製)を用いて、サンプルをレーザー光で励起させながら測定した。 In the measurement and evaluation, the absolute PL quantum yield measuring device C9920-02 (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for the measurement of the absolute PL quantum yield. The emission lifetime was measured using a streak camera C4334 (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) while exciting the sample with laser light.

《有機EL素子の構成層》
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極の間に少なくとも電荷移動層を有し、該電荷移動層の少なくとも1層が、前記一般式(1)で表される構造を有し、かつ、最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値が0.5eV以下であるπ共役系化合物を含有する。
<< Constituent layer of organic EL element >>
The organic EL element of the present invention has at least a charge transfer layer between the anode and the cathode, and at least one of the charge transfer layers has a structure represented by the general formula (1) and at least. It contains a π-conjugated compound in which the absolute value of the difference between the excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level is 0.5 eV or less.

本発明において、電荷移動層とは、正孔や電子といった電荷が移動する層をいう。具体的には正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等を挙げることができる。 In the present invention, the charge transfer layer refers to a layer in which charges such as holes and electrons move. Specific examples thereof include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.

本発明の有機EL素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
(1)陽極/発光層//陰極
(2)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(3)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(5)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/(電子阻止層/)発光層/(正孔阻止層/)電子輸送層/電子注入層/陰極
上記の中で(7)の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
Typical element configurations in the organic EL device of the present invention include, but are not limited to, the following configurations.
(1) anode / light emitting layer // cathode (2) anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (3) anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode (4) anode / hole transport layer / light emitting layer / Electron transport layer / cathode (5) Electron / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (6) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (7) Electron / hole injection layer / hole transport layer / (electron blocking layer /) light emitting layer / (hole blocking layer /) electron transport layer / electron injection layer / cathode Among the above, the configuration of (7) is It is preferably used, but is not limited thereto.

本発明に用いられる発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。 The light emitting layer used in the present invention is composed of a single layer or a plurality of layers, and when there are a plurality of light emitting layers, a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers.

必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層(正孔障壁層ともいう)や電子注入層(陰極バッファー層ともいう)を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層(電子障壁層ともいう)や正孔注入層(陽極バッファー層ともいう)を設けてもよい。 If necessary, a hole blocking layer (also referred to as a hole barrier layer) or an electron injection layer (also referred to as a cathode buffer layer) may be provided between the light emitting layer and the cathode, and the light emitting layer and the anode may be provided. An electron blocking layer (also referred to as an electron barrier layer) or a hole injection layer (also referred to as an anode buffer layer) may be provided between them.

本発明に用いられる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。 The electron transport layer used in the present invention is a layer having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. Further, it may be composed of a plurality of layers.

本発明に用いられる正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。 The hole transport layer used in the present invention is a layer having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. Further, it may be composed of a plurality of layers.

上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。 In the above typical device configuration, the layer excluding the anode and the cathode is also referred to as an "organic layer".

(タンデム構造)
また、本発明の有機EL素子は、少なくとも1層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
(Tandem structure)
Further, the organic EL element of the present invention may be an element having a so-called tandem structure in which a plurality of light emitting units including at least one light emitting layer are laminated. As a typical element configuration of the tandem structure, for example, the following configuration can be mentioned.

陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/中間層/第3発光ユニット/陰極
ここで、上記第1発光ユニット、第2発光ユニット及び第3発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
Anode / first light emitting unit / intermediate layer / second light emitting unit / intermediate layer / third light emitting unit / cathode Here, even if the first light emitting unit, the second light emitting unit and the third light emitting unit are all the same, It may be different. Further, the two light emitting units may be the same, and the remaining one may be different.

複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。 A plurality of light emitting units may be directly laminated or laminated via an intermediate layer, and the intermediate layer is generally an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, or an intermediate layer. A known material structure can be used as long as it is also called an insulating layer and has a function of supplying electrons to the adjacent layer on the anode side and holes to the adjacent layer on the cathode side.

中間層に用いられる材料としては、例えば、ITO(インジウムスズ酸化物)、IZO(インジウム亜鉛酸化物)、ZnO、TiN、ZrN、HfN、TiOx、VOx、CuI、InN、GaN、CuAlO、CuGaO、SrCu、LaB、RuO、Al等の導電性無機化合物層や、Au/Bi等の2層膜や、SnO/Ag/SnO、ZnO/Ag/ZnO、Bi/Au/Bi、TiO/TiN/TiO、TiO/ZrN/TiO等の多層膜、またC60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 Examples of the material used for the intermediate layer include ITO (inorganic tin oxide), IZO (inorganic zinc oxide), ZnO 2 , TiN, ZrN, HfN, TiOx, VOx, CuI, InN, GaN, CuAlO 2 , and CuGaO. 2 , SrCu 2 O 2 , LaB 6 , RuO 2 , Al and other conductive inorganic compound layers, Au / Bi 2 O 3 and other bilayer films, SnO 2 / Ag / SnO 2 , ZnO / Ag / ZnO, Bi 2 O 3 / Au / Bi 2 O 3, TiO 2 / TiN / TiO 2, TiO 2 / ZrN / TiO 2 or the like multilayer film, also fullerenes such as C 60, conductive organic material layer such as oligothiophene, metal Examples thereof include conductive organic compound layers such as phthalocyanines, metal-free phthalocyanines, metal porphyrins, and metal-free porphyrins, but the present invention is not limited thereto.

発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた(1)〜(7)の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 Preferred configurations in the light emitting unit include, for example, configurations in which the anode and the cathode are removed from the configurations (1) to (7) mentioned in the above typical element configurations, and the present invention includes these. Not limited.

タンデム型有機EL素子の具体例としては、例えば、米国特許第6337492号、米国特許第7420203号、米国特許第7473923号、米国特許第6872472号、米国特許第6107734号、米国特許第6337492号、国際公開第2005/009087号、特開2006−228712号公報、特開2006−24791号公報、特開2006−49393号公報、特開2006−49394号公報、特開2006−49396号公報、特開2011−96679号公報、特開2005−340187号公報、特許第4711424号公報、特許第3496681号公報、特許第3884564号公報、特許第4213169号公報、特開2010−192719号公報、特開2009−076929号公報、特開2008−078414号公報、特開2007−059848号公報、特開2003−272860号公報、特開2003−045676号公報、国際公開第2005/094130号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the tandem organic EL element include, for example, US Pat. No. 6,337,492, US Pat. No. 7,420,203, US Pat. No. 7,473,923, US Patent No. 6872472, US Pat. No. 6,107,734, US Pat. No. 6,337,492, International Publication No. 2005/09087, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-228712, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-24791, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-49393, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-49394, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-49396, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011 -96679, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-340187, Japanese Patent No. 4711424, Japanese Patent No. 3496681, Japanese Patent No. 3884564, Japanese Patent No. 421369, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-192719, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-07629 The element configurations and configurations described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-0784414, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-059848, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-272860, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-045676, International Publication No. 2005/094130, etc. Materials and the like can be mentioned, but the present invention is not limited thereto.

以下、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。 Hereinafter, each layer constituting the organic EL device of the present invention will be described.

《発光層》
本発明に用いられる発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。本発明に用いられる発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
《Light emitting layer》
The light emitting layer used in the present invention is a layer that provides a place where electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer are recombined and emit light via excitons, and the light emitting portion is a light emitting layer. It may be in the layer or at the interface between the light emitting layer and the adjacent layer. The structure of the light emitting layer used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the requirements specified in the present invention.

発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm〜5μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2〜500nmの範囲に調整され、更に好ましくは5〜200nmの範囲に調整される。 The total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but the homogeneity of the formed film, prevention of applying an unnecessary high voltage at the time of light emission, and improvement of the stability of the emission color with respect to the drive current are improved. From the viewpoint, it is preferably adjusted to the range of 2 nm to 5 μm, more preferably to the range of 2 to 500 nm, and further preferably to the range of 5 to 200 nm.

また、本発明に用いられる個々の発光層の層厚としては、2nm〜1μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2〜200nmの範囲に調整され、更に好ましくは3〜150nmの範囲に調整される。 The thickness of the individual light emitting layers used in the present invention is preferably adjusted to the range of 2 nm to 1 μm, more preferably to the range of 2 to 200 nm, and further preferably to the range of 3 to 150 nm. Be adjusted.

本発明に用いられる発光層には、発光ドーパント(発光性化合物、発光性ドーパント、単にドーパントともいう。)を含有し、さらに前述のホスト化合物(マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう。)を含有することが好ましい。 The light emitting layer used in the present invention contains a light emitting dopant (a light emitting compound, a light emitting dopant, also simply referred to as a dopant), and further contains the above-mentioned host compound (a matrix material, a light emitting host compound, also simply referred to as a host). Is preferably contained.

(1)発光ドーパント
発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント(蛍光発光性化合物、蛍光ドーパントともいう。)、遅延蛍光性ドーパント、リン光発光性ドーパント(リン光発光性化合物、リン光ドーパントともいう。)が好ましく用いられる。本発明においては、少なくとも1層の発光層が、後述の発光性化合物を含有することが好ましい。
(1) Light-emitting dopant Examples of the light-emitting dopant include a fluorescence-emitting dopant (also referred to as a fluorescence-emitting compound or a fluorescence dopant), a delayed fluorescence dopant, or a phosphorescence-emitting dopant (also referred to as a phosphorescence-emitting compound or a phosphorescence dopant). ) Is preferably used. In the present invention, it is preferable that at least one light emitting layer contains a light emitting compound described later.

本発明においては、発光層が発光性化合物を0.1〜50質量%の範囲内で含有し、特に、1〜30質量%の範囲内で含有することが好ましい。 In the present invention, the light emitting layer preferably contains the luminescent compound in the range of 0.1 to 50% by mass, and particularly preferably in the range of 1 to 30% by mass.

発光層中の発光性化合物の濃度については、使用される特定の発光性化合物及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。 The concentration of the luminescent compound in the light emitting layer can be arbitrarily determined based on the specific luminescent compound used and the requirements of the device, and the concentration is uniform with respect to the layer thickness direction of the light emitting layer. It may be contained or may have an arbitrary concentration distribution.

また、本発明で用いられる発光性化合物は、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なる蛍光発光性化合物同士の組み合わせや、蛍光発光性化合物とリン光発光性化合物とを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。 Further, the luminescent compound used in the present invention may be used in combination of a plurality of types, and may be used in combination of fluorescent compounds having different structures or in combination of a fluorescent compound and a phosphorescent compound. You may. Thereby, an arbitrary emission color can be obtained.

最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値(ΔEst)が、0.5eV以下である本発明に係るπ共役系化合物と、発光性化合物と、ホスト化合物を、発光層に含有する場合、本発明に係るπ共役系化合物はアシストドーパントとして作用する。一方、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物と発光性化合物を含有し、ホスト化合物を含有しない場合、本発明に係るπ共役系化合物はホスト化合物として作用する。 The π-conjugated compound, the luminescent compound, and the host compound according to the present invention in which the absolute value (ΔEst) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level is 0.5 eV or less. When contained in the light emitting layer, the π-conjugated compound according to the present invention acts as an assist dopant. On the other hand, when the light emitting layer contains the π-conjugated compound and the luminescent compound according to the present invention and does not contain the host compound, the π-conjugated compound according to the present invention acts as the host compound.

効果が発現する機構としては、いずれの場合も同様であり、本発明に係るπ共役系化合物上に生成した三重項励起子を逆項間交差(RISC)で一重項励起子へと変換する点にある。 The mechanism for exhibiting the effect is the same in all cases, and the point of converting triplet excitons generated on the π-conjugated compound according to the present invention into singlet excitons by an intersystem crossing (RISC). It is in.

これにより、本発明に係るπ共役系化合物上に生成した理論上すべての励起子エネルギーを発光性化合物にエネルギー移動することができ、高発光効率の発現を可能にする。 As a result, theoretically all exciton energies generated on the π-conjugated compound according to the present invention can be transferred to the luminescent compound, and high luminous efficiency can be achieved.

したがって、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物、発光性化合物及びホスト化合物の3成分を含有する場合は、π共役系化合物のSとTのエネルギー準位は、ホスト化合物のSとTのエネルギー準位よりも低く、発光性化合物のSとTのエネルギー準位よりも高い方が好ましい。 Therefore, when the light emitting layer contains the three components of the π-conjugated compound, the luminescent compound, and the host compound according to the present invention, the energy levels of S 1 and T 1 of the π-conjugated compound are the S of the host compound. 1 and T 1 of the lower than the energy level, it is preferably higher than the energy level of the S 1 and T 1 of the light-emitting compound.

同様に、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物と発光性化合物の2成分を含有する場合は、π共役系化合物のSとTのエネルギー準位は、発光性化合物のSとTのエネルギー準位よりも高い方が好ましい。 Similarly, light emitting layer, the energy level of the S 1 and T 1 of the case containing the two components of the light emitting compound and [pi conjugated compound according to the present invention, [pi-conjugated compounds, S 1 luminescent compound And T 1 are preferably higher than the energy level.

図1C及び図1Dに、本発明のπ共役系化合物がそれぞれアシストドーパント及びホスト化合物として作用する場合の模式図を示す。図1C及び図1Dは一例であって、本発明に係るπ共役系化合物上に生成する三重項励起子の生成過程は電界励起のみに限定されず、発光層内又は周辺層界面からのエネルギー移動や電子移動等も含まれる。 1C and 1D show schematic views of the case where the π-conjugated compound of the present invention acts as an assist dopant and a host compound, respectively. 1C and 1D are examples, and the process of generating triplet excitons generated on the π-conjugated compound according to the present invention is not limited to electric field excitation, and energy transfer within the light emitting layer or from the interface of the peripheral layer. And electron transfer are also included.

さらに、図1C及び図1Dでは、発光材料として蛍光発光性化合物を用いて示しているが、これに限定されず、リン光発光性化合物を用いてもよいし、蛍光発光性化合物とリン光発光性化合物の両者を用いてもよい。 Further, in FIGS. 1C and 1D, a fluorescent compound is used as the light emitting material, but the present invention is not limited to this, and a phosphorescent compound may be used, or a fluorescent compound and phosphorescent light emission. Both sex compounds may be used.

本発明に係るπ共役系化合物をアシストドーパントとして用いる場合、発光層は、π共役系化合物に対し質量比で100%以上のホスト化合物を含有し、蛍光発光性化合物及び/又はリン光発光性化合物がπ共役系化合物に対して質量比0.1〜50%の範囲内で含有していることが好ましい。 When the π-conjugated compound according to the present invention is used as an assist dopant, the light emitting layer contains a host compound having a mass ratio of 100% or more with respect to the π-conjugated compound, and is a fluorescent compound and / or a phosphorescent compound. Is preferably contained within a mass ratio of 0.1 to 50% with respect to the π-conjugated compound.

本発明に係るπ共役系化合物をホスト化合物として用いる場合、発光層は、蛍光発光性化合物及び/又はリン光発光性化合物をπ共役系化合物に対して質量比0.1〜50%の範囲内で含有することが好ましい。 When the π-conjugated compound according to the present invention is used as the host compound, the light emitting layer contains a fluorescent compound and / or a phosphorescent compound within a mass ratio of 0.1 to 50% with respect to the π-conjugated compound. It is preferable to contain in.

本発明に係るπ共役系化合物をアシストドーパント又はホスト化合物として用いる場合、本発明に係るπ共役系化合物の発光スペクトルと発光性化合物の吸収スペクトルが重なることが好ましい。 When the π-conjugated compound according to the present invention is used as an assist dopant or a host compound, it is preferable that the emission spectrum of the π-conjugated compound according to the present invention and the absorption spectrum of the luminescent compound overlap.

本発明の有機EL素子や本発明に用いられる化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図3.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタ(株)製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。 The emission colors of the organic EL element of the present invention and the compound used in the present invention are shown in FIG. 3.16 on page 108 of the "New Color Science Handbook" (edited by the Japan Color Society, Tokyo University Press, 1985). It is determined by the color when the result measured by the luminometer CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) is applied to the CIE chromaticity coordinates.

本発明においては、1層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。 In the present invention, it is also preferable that the light emitting layer of one layer or a plurality of layers contains a plurality of light emitting dopants having different light emitting colors and exhibits white light emission.

白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組合わせ等が挙げられる。 The combination of light emitting dopants showing white color is not particularly limited, and examples thereof include a combination of blue and orange, a combination of blue and green and red, and the like.

本発明の有機EL素子における白色とは、2度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がx=0.39±0.09、y=0.38±0.08の領域内にあることが好ましい。 The white color in the organic EL device of the present invention means that the chromaticity in the CIE 1931 color system at 1000 cd / m 2 is x = 0.39 ± 0.09 when the 2 degree viewing angle front luminance is measured by the above method. , Y = 0.38 ± 0.08, preferably within the region.

(1.1)π共役系化合物
本発明に係るπ共役系化合物は下記一般式(1)で表される構造を有し、かつ、該π共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値が0.5eV以下であることを特徴とする。
(1.1) π-conjugated compound The π-conjugated compound according to the present invention has a structure represented by the following general formula (1), and has the lowest excited singlet energy level and the lowest of the π-conjugated compound. The absolute value of the difference from the excited triplet energy level is 0.5 eV or less.

本発明に係るπ共役系化合物は、電荷移動層において、π共役系化合物上に生成した三重項励起子を失活させずに、逆項間交差(RISC)により一重項励起子へと変換し、励起子の失活を抑制することで発光効率を改善する機能を有する化合物であり、有機EL素子材料として好ましく用いることができる。 In the charge transfer layer, the π-conjugated compound according to the present invention converts triplet excitons generated on the π-conjugated compound into singlet excitons by intersystem crossing (RISC) without deactivating them. , A compound having a function of improving light emission efficiency by suppressing exciton deactivation, and can be preferably used as an organic EL element material.

具体的には、有機EL素子の正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等に本発明に係るπ共役系化合物を含有させることにより発光効率を改善することができる。 Specifically, the hole injection layer, hole transport layer, electron blocking layer, light emitting layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection layer and the like of the organic EL device contain the π-conjugated compound according to the present invention. The light emission efficiency can be improved by making the light emission efficiency.

以下に一般式(1)で表される構造を有する化合物を説明する。 The compound having the structure represented by the general formula (1) will be described below.

Figure 0006781534
Figure 0006781534

式中、Aは環構造を有する基を表し、Aは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。B及びCは、単環又は3環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Xは、O、S、N−R、C−R(R)、Si−R(R)、B−R又は単結合を表す。R〜Rは、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。 In the formula, A represents a group having a ring structure, and A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group or a heteroaryl group optionally substituted. B and C represent an aryl ring or a heteroaryl ring which is composed of a condensed ring structure of up to a single ring or three rings and may be substituted independently of each other. X represents O, S, N-R 1 , CR 2 (R 3 ), Si-R 4 (R 5 ), BR 6 or a single bond. R 1 to R 6 each independently represent a hydrogen atom, which may be substituted, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group.

Aは環構造を有する基を表し、Aは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。 A represents a group having a ring structure, and A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group or a heteroaryl group which may be substituted.

環構造Aを構成するアリール基としては、炭素数6〜20のアリール環が好ましい。具体的には、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、クリセン環、ナフタセン環、ピレン環、ペンタレン環、アセアントリレン環、ヘプタレン環、トリフェニレン環、as−インダセン環、クリセン環、s−インダセン環、プレイアデン環、フェナレン環、フルオランテン環、ペリレン環、アセフェナントリレン環等を挙げることができる。ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ビフェニレン環、クリセン環、ピレン環、トリフェニレン環、クリセン環、フルオランテン環、ペリレン環がより好ましい。特に好ましくは、ベンゼン環である。 As the aryl group constituting the ring structure A, an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms is preferable. Specifically, benzene ring, inden ring, naphthalene ring, azulene ring, fluoranthene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, acenaphthylene ring, biphenylene ring, chrysene ring, naphthalene ring, pyrene ring, pentalene ring, acetylene ring, heptalene. Examples thereof include a ring, a triphenylene ring, an as-indacene ring, a chrysene ring, an s-indacene ring, a preadene ring, a phenalene ring, a fluoranthene ring, a perylene ring, and an acephenylene ring. More preferably, a benzene ring, a naphthalene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, an anthracene ring, a biphenylene ring, a chrysene ring, a pyrene ring, a triphenylene ring, a chrysene ring, a fluoranthene ring, and a perylene ring. A benzene ring is particularly preferable.

このアリール環には電子求引性の置換基が置換している。電子求引性とは、分子の特定の位置における電子密度を減弱させる性質をいい、電子求引性基とは、そのような性質を持つ置換基を意味する。具体的な電子求引性の置換基としては、例えば、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、アシル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトロ基又はこれらの基が置換したアルキル基又はアリール基等から選ぶことができる。好ましくは、1〜5個のフッ素原子で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフルオロアルキル基、フッ素原子、シアノ基、含窒素芳香環である。 This aryl ring is substituted with an electron-attracting substituent. The electron-attracting property means a property of reducing the electron density at a specific position of a molecule, and the electron-attracting group means a substituent having such a property. Specific electron-attracting substituents include, for example, heteroaryl groups, halogen atoms, acyl groups, arylcarbonyl groups, alkoxycarbonyl groups, aryloxycarbonyl groups, cyano groups, alkylsulfinyl groups, arylsulfinyl groups, and alkyls. It can be selected from a sulfonyl group, an arylsulfonyl group, a nitro group or an alkyl group or an aryl group substituted with these groups. Preferably, it is an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 fluorine atoms, 1 to 5 fluoroalkyl groups, a fluorine atom, a cyano group, and a nitrogen-containing aromatic ring.

環構造Aを構成するヘテロアリール基としては、5員環又は6員環の含窒素ヘテロアリール環、含酸素ヘテロアリール環又は含硫黄ヘテロアリール環を挙げることができる。好ましくは、含窒素ヘテロアリール環であり、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、アクリジン環、フェナントリジン環、又はフェナントロリン環がより好ましい。特に好ましくは、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、フェナントリジン環、又はフェナントロリン環である。 Examples of the heteroaryl group constituting the ring structure A include a 5-membered ring or a 6-membered nitrogen-containing heteroaryl ring, an oxygen-containing heteroaryl ring, or a sulfur-containing heteroaryl ring. Preferably, it is a nitrogen-containing heteroaryl ring, and is a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a quinazoline ring, a synnoline ring, a quinoxaline ring, a phthalazine ring, a pteridine ring, an acrydin ring, A phenanthridine ring or a phenanthrolin ring is more preferable. Particularly preferred are a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a phenanthridine ring, or a phenanthroline ring.

ヘテロアリール基に置換する基としてはアリール基又はヘテロアリール基が好ましい。アリール基及びヘテロアリール基は、環構造Aを構成する上記アリール基及びヘテロアリール基と同じものを挙げることができる。 As the group to be substituted with the heteroaryl group, an aryl group or a heteroaryl group is preferable. Examples of the aryl group and the heteroaryl group include the same aryl group and heteroaryl group constituting the ring structure A.

アルキル基は直鎖、分岐、又は環状のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜20の直鎖、分岐、又は環状のアルキル基が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−ヘキシルオクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基が挙げられ、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−ヘキシルオクチル基が好ましい。 The alkyl group may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include linear, branched, or cyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, and n-. Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, 2-ethylhexyl group, n-heptyl group, n-octyl Group, 2-hexyloctyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n- Examples thereof include heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecil group and n-icosyl group, and methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group, cyclohexyl group, 2-ethylhexyl group and 2-hexyloctyl group are preferable. ..

アルコキシ基は、直鎖及び分枝鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖状のアルコキシ基が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、2−n−ヘキシル−n−オクチルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−ノナデシルオキシ基、n−イコシルオキシ基が挙げられ、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、2−ヘキシルオクチルオキシ基が好ましい。 The alkoxy group may be either a linear group or a branched chain, and examples thereof include a linear or branched alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and specific examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, and an n-. Propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, cyclohexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyl Oxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, n-undecyloxy group, n-dodecyloxy group, n-tridecyloxy group, n-tetradecyloxy group , 2-n-hexyl-n-octyloxy group, n-pentadecyloxy group, n-hexadecyloxy group, n-heptadecyloxy group, n-octadecyloxy group, n-nonadesyloxy group, n-icosyloxy group Examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, a t-butoxy group, a cyclohexyloxy group, a 2-ethylhexyloxy group and a 2-hexyloctyloxy group.

これらの中で、Aは、1〜5個のシアノ基で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフッ素原子で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフルオロアルキル基で置換されている炭素数6〜20のアリール環、置換されていてもよい含窒素ヘテロアリール環で置換されているベンゼン環又は置換されていてもよい含窒素芳香環であることが好ましい。 Among these, A is an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 cyano groups, an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 fluorine atoms, and the like. Aryl rings with 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 fluoroalkyl groups, benzene rings substituted with optionally substituted nitrogen-containing heteroaryl rings or optionally substituted nitrogen-containing aromatics. It is preferably a ring.

B及びCは、単環又は3環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。 B and C represent an aryl ring or a heteroaryl ring which is composed of a condensed ring structure of up to a single ring or three rings and may be substituted independently of each other.

B及びCは、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、ベンゾシロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、フェナントレン環、フルオレン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環を表すことが好ましい。 B and C may be independently substituted, respectively, benzene ring, naphthalene ring, indene ring, benzosilol ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, thienothiophene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, dibenzo. It preferably represents a silol ring, a dibenzoborol ring, a carbazole ring, a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring.

Xは、O、S、N−R、C−R(R)、Si−R(R)、B−R又は単結合を表す。ここで、例えば、C−R(R)は炭素原子上にRとRの2つの基が置換した2価の基を表す。R〜Rは、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。アルキル基は上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。アリール基及びヘテロアリール基は、環構造Aを構成する上記アリール基及びヘテロアリール基と同じものを挙げることができる。 X represents O, S, N-R 1 , CR 2 (R 3 ), Si-R 4 (R 5 ), BR 6 or a single bond. Here, for example, C-R 2 (R 3 ) represents a divalent group in which two groups R 2 and R 3 are substituted on a carbon atom. R 1 to R 6 each independently represent a hydrogen atom, which may be substituted, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. Examples of the alkyl group include the same ones as described above, and the same ones are preferable. Examples of the aryl group and the heteroaryl group include the same aryl group and heteroaryl group constituting the ring structure A.

前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物は、下記一般式(2)〜(15)のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物であることが好ましい。 The π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) is preferably a π-conjugated compound having a structure represented by any of the following general formulas (2) to (15).

Figure 0006781534
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(式中、A及びXは前記一般式(1)におけるA及びXと同義である。Yは、O、S、N−R、C−R(R)、Si−R10(R11)、B−R12又はCH=CHを表す。R〜R12は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。具体的には、R〜R12は、一般式(1)においてXに記載したR〜Rと同様な基である。 (In the formula, A and X are synonymous with A and X in the general formula (1). Y is O, S, N-R 7 , C-R 8 (R 9 ), Si-R 10 (R). 11 ), BR 12 or CH = CH. R 7 to R 12 each independently represent a hydrogen atom, which may be substituted, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. R 7 to R 12 are the same groups as R 1 to R 6 described in X in the general formula (1).

以下に、本発明に係るπ共役系化合物の好ましい具体例を挙げるが、これらの化合物はさらに置換基で置換されていてもよく、構造異性体などが存在する場合もあり、本記述に限定されない。 Hereinafter, preferred specific examples of the π-conjugated compound according to the present invention will be given, but these compounds may be further substituted with a substituent, structural isomers and the like may be present, and the present invention is not limited to this description. ..

Figure 0006781534
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<合成方法>
上記π共役系化合物は、例えば、国際公開第2011/055933号、国際公開第2011/132866号及び国際公開第2012/035853号に記載の方法、又は、これらの文献に記載の参照文献に記載の方法を参照することにより合成することができる。
<Synthesis method>
The above-mentioned π-conjugated compound is described in, for example, the method described in International Publication No. 2011/055933, International Publication No. 2011/132866 and International Publication No. 2012/035853, or the references described in these documents. It can be synthesized by referring to the method.

(1.2)蛍光発光性ドーパント
蛍光発光性ドーパント(蛍光ドーパント)は、本発明のπ共役系化合物を用いてもよいし、有機EL素子の発光層に使用される公知の蛍光ドーパントや遅延蛍光性ドーパントの中から適宜選択して用いてもよい。
(1.2) Fluorescent Luminescent Dopant As the fluorescent luminescent dopant (fluorescent dopant), the π-conjugated compound of the present invention may be used, or a known fluorescent dopant or delayed fluorescence used in the light emitting layer of an organic EL element. You may appropriately select and use from sex dopants.

本発明に使用できる公知の蛍光ドーパントの具体例としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。また、近年では遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第2011/156793号、特開2011−213643号公報、特開2010−93181号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of known fluorescent dopants that can be used in the present invention include, for example, anthracene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, fluorantene derivatives, perylene derivatives, fluorene derivatives, arylacetylene derivatives, styrylarylene derivatives, styrylamine derivatives, and arylamine derivatives. , Boron complex, coumarin derivative, pyran derivative, cyanine derivative, croconium derivative, squalium derivative, oxobenzanthracene derivative, fluorescein derivative, rhodamine derivative, pyrylium derivative, perylene derivative, polythiophene derivative, rare earth complex compound and the like. Further, in recent years, light emitting dopants using delayed fluorescence have also been developed, and these may be used. Specific examples of the light emitting dopant using delayed fluorescence include the compounds described in International Publication No. 2011/156793, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-213643, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-93181, and the like. Is not limited to these.

(1.3)リン光発光性ドーパント
本発明に用いられるリン光発光性ドーパントについて説明する。
(1.3) Phosphorescent Dopant The phosphorescent dopant used in the present invention will be described.

本発明に用いられるリン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。 The phosphorescent dopant used in the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, specifically, a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and a phosphorescent quantum yield. Is defined as a compound of 0.01 or more at 25 ° C., with a preferred phosphorescent quantum yield of 0.1 or more.

上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。 The phosphorus photon yield can be measured by the method described on page 398 (1992 edition, Maruzen) of Spectroscopy II of the 4th edition Experimental Chemistry Course 7. The phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, but the phosphorescence dopant used in the present invention achieves the above phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any of any solvents. Just do it.

リン光ドーパントは、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。 The phosphorescent dopant can be appropriately selected from known ones used for the light emitting layer of the organic EL element. Specific examples of known phosphorescent dopants that can be used in the present invention include compounds described in the following documents.

Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国際公開第2009/100991号、国際公開第2008/101842号、国際公開第2003/040257号、米国特許出願公開第2006/835469号明細書、米国特許出願公開第2006/0202194号明細書、米国特許出願公開第2007/0087321号明細書、米国特許出願公開第2005/0244673号明細書、Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、国際公開第2009/050290号、国際公開第2002/015645号、国際公開第2009/000673号、米国特許出願公開第2002/0034656号明細書、米国特許第7332232号、米国特許出願公開第2009/0108737号明細書、米国特許出願公開第2009/0039776号明細書、米国特許第6921915号、米国特許第6687266号、米国特許出願公開第2007/0190359号明細書、米国特許出願公開第2006/0008670号明細書、米国特許出願公開第2009/0165846号明細書、米国特許出願公開第2008/0015355号明細書、米国特許第7250226号、米国特許第7396598号、米国特許出願公開第2006/0263635号明細書、米国特許出願公開第2003/0138657号明細書、米国特許出願公開第2003/0152802号明細書、米国特許第7090928号、Angew.Chem.lnt.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics 23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国際公開第2002/002714号、国際公開第2006/009024号、国際公開第2006/056418号、国際公開第2005/019373号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2007/004380号、国際公開第2006/082742号、米国特許出願公開第2006/0251923号明細書、米国特許出願公開第2005/0260441号明細書、米国特許第7393599号、米国特許第7534505号、米国特許第7445855号、米国特許出願公開第2007/0190359号明細書、米国特許出願公開第2008/0297033号明細書、米国特許第7338722号、米国特許出願公開第2002/0134984号明細書、米国特許第7279704号、米国特許出願公開第2006/098120号明細書、米国特許出願公開第2006/103874号明細書、国際公開第2005/076380号、国際公開第2010/032663号、国際公開第2008140115号、国際公開第2007/052431号、国際公開第2011/134013号、国際公開第2011/157339号、国際公開第2010/086089号、国際公開第2009/113646号、国際公開第2012/020327号、国際公開第2011/051404号、国際公開第2011/004639号、国際公開第2011/073149号、米国特許出願公開第2012/228583号明細書、米国特許出願公開第2012/212126号明細書、特開2012−069737号公報、特開2012−195554号公報、特開2009−114086号公報、特開2003−81988号公報、特開2002−302671号公報、特開2002−363552号公報等である。 Nature 395, 151 (1998), Apple. Phys. Lett. 78, 1622 (2001), Adv. Mater. 19,739 (2007), Chem. Mater. 17, 3532 (2005), Adv. Mater. 17,1059 (2005), International Publication No. 2009/10991, International Publication No. 2008/101842, International Publication No. 2003/040257, US Patent Application Publication No. 2006/835469, US Patent Application Publication No. 2006 / 0202194, US Patent Application Publication No. 2007/0087321, US Patent Application Publication No. 2005/0244673, Inorg. Chem. 40,1704 (2001), Chem. Mater. 16,2480 (2004), Adv. Mater. 16, 2003 (2004), Angew. Chem. lnt. Ed. 2006, 45, 7800, Apple. Phys. Lett. 86,153505 (2005), Chem. Lett. 34,592 (2005), Chem. Common. 2906 (2005), Inorg. Chem. 42,1248 (2003), International Publication No. 2009/050290, International Publication No. 2002/015645, International Publication No. 2009/000673, US Patent Application Publication No. 2002/0034656, US Pat. No. 7,332,232, USA Publication of Patent Application No. 2009/01087737, Publication of US Patent Application No. 2009/00397776, US Patent No. 6921915, US Patent No. 6687266, US Patent Application Publication No. 2007/0190359, US Patent Application Publication No. 2006/0008670, US Patent Application Publication No. 2009/0158464, US Patent Application Publication No. 2008/0015355, US Patent No. 7250226, US Patent No. 7396598, US Patent Application Publication No. 2006/0263635, US Patent Application Publication No. 2003/0138657, US Patent Application Publication No. 2003/0152802, US Patent No. 70090928, Angew. Chem. lnt. Ed. 47, 1 (2008), Chem. Mater. 18,5119 (2006), Inorg. Chem. 46,4308 (2007), Organometallics 23,3745 (2004), Apple. Phys. 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中でも、好ましいリン光ドーパントとしてはIrを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、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錯体が好ましい。 Among them, preferred phosphorescent dopants include organometallic complexes having Ir as the central metal. More preferably, a complex containing at least one coordination mode of a metal-carbon bond, a metal-nitrogen bond, a metal-oxygen bond, and a metal-sulfur bond is preferable.

(2)ホスト化合物
本発明に用いられるホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機EL素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
(2) Host Compound The host compound used in the present invention is a compound mainly responsible for charge injection and transport in the light emitting layer, and its own light emission is not substantially observed in the organic EL device.

ホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が20%以上であることが好ましい。ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。 Among the compounds contained in the light emitting layer, the host compound preferably has a mass ratio of 20% or more in the layer. The host compound may be used alone or in combination of two or more. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the charge transfer, and it is possible to improve the efficiency of the organic EL device.

以下に、本発明において好ましく用いられるホスト化合物について述べる。 The host compounds preferably used in the present invention will be described below.

ホスト化合物としては、上述のように本発明で用いられるπ共役系化合物を用いてもよいが、特に制限はない。逆エネルギー移動の観点から、ドーパントの励起一重項エネルギー準位より高い励起エネルギーをもつものが好ましく、さらにドーパントの励起三重項エネルギー準位より高い励起三重項エネルギーをもつものがより好ましい。 As the host compound, the π-conjugated compound used in the present invention may be used as described above, but there is no particular limitation. From the viewpoint of reverse energy transfer, those having an excitation energy higher than the excitation single-term energy level of the dopant are preferable, and those having an excitation triple-term energy higher than the excitation triple-term energy level of the dopant are more preferable.

ホスト化合物は、発光層内においてキャリアの輸送及び励起子の生成を担う。そのため、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態、及び励起状態の全ての活性種の状態において安定に存在でき、分解や付加反応などの化学変化を起こさないこと、さらに、層中において通電経時でホスト分子がオングストロームレベルで移動しないことが好ましい。 The host compound is responsible for carrier transport and exciton production within the light emitting layer. Therefore, it can exist stably in all active species in the cation radical state, the anion radical state, and the excited state, does not cause chemical changes such as decomposition and addition reaction, and further, the host molecule is present in the layer over time of energization. It is preferable not to move at the angstrom level.

また、特に併用する発光ドーパントがTADF発光を示す場合には、TADF化合物の励起三重項状態の存在時間が長いことから、ホスト化合物自体のTエネルギー準位が高いこと、さらにホスト化合物同士が会合した状態で低T状態を作らないこと、TADF化合物とホスト化合物とがエキサイプレックスを形成しないこと、ホスト化合物が電界によりエレクトロマーを形成しないことなど、ホスト化合物が低T化しないような分子構造の適切な設計が必要となる。 Further, when the light emitting dopant to particular combination showing the TADF emission, since long dwell time of the excited triplet state of TADF compound, the T 1 energy level of the host compound itself is high, further host compound each other association that in a state not to create a low T 1 state, that the TADF compound and the host compound does not form a exciplex, such that the host compound does not form a electro-mer by the electric field, molecules such as the host compound does not lower T 1 of Appropriate design of the structure is required.

このような要件を満たすためには、ホスト化合物自体が電子のホッピング移動性が高いこと、かつ、正孔のホッピング移動が高いこと、励起三重項状態となったときの構造変化が小さいことが必要である。このような要件を満たすホスト化合物の代表格としてカルバゾール骨格、アザカルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格又はアザジベンゾフラン骨格などの、高Tエネルギー準位を有するものが好ましく挙げられる。 In order to satisfy such requirements, it is necessary that the host compound itself has high electron hopping mobility, high hole hopping mobility, and a small structural change in the excited triple term state. Is. Carbazole skeleton as representative of the host compounds satisfying such requirements, azacarbazole skeleton, dibenzofuran skeleton, such as dibenzothiophene skeleton or aza dibenzofuran skeleton, it may preferably be mentioned those having a high The T 1 energy level.

また、ホスト化合物は、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機EL素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。好ましくはTgが90℃以上であり、より好ましくは120℃以上である。 Further, the host compound has a hole transporting ability or an electron transporting ability, prevents the wavelength of light emission from being lengthened, and is stable against heat generation when the organic EL device is driven at a high temperature or during the device driving. From the viewpoint of operation, it is preferable to have a high glass transition temperature (Tg). Tg is preferably 90 ° C. or higher, and more preferably 120 ° C. or higher.

ここで、ガラス転移点(Tg)とは、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS K 7121−2012に準拠した方法により求められる値である。 Here, the glass transition point (Tg) is a value obtained by a method based on JIS K 7121-2012 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).

また、本発明に用いられるホスト化合物としては、上述のように本発明に係るπ共役系化合物を用いることも好適である。本発明に係るπ共役系化合物は、縮環構造を有するためにπ電子雲が広がっておりキャリア輸送性が高く、高いガラス転移温度(Tg)を有するためである。さらに、本発明に係るπ共役系化合物は高いTを有しており、発光波長の短い(すなわちT及びSの大きい)発光材料に対しても好適に用いることができる。 Further, as the host compound used in the present invention, it is also preferable to use the π-conjugated compound according to the present invention as described above. This is because the π-conjugated compound according to the present invention has a condensed ring structure, so that the π-electron cloud is widened, the carrier transport property is high, and the glass transition temperature (Tg) is high. Further, the π-conjugated compound according to the present invention has a high T 1 , and can be suitably used for a light emitting material having a short emission wavelength (that is, a large T 1 and S 1 ).

本発明の有機EL素子に公知のホスト化合物を用いる場合、その具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 When a known host compound is used for the organic EL device of the present invention, specific examples thereof include the compounds described in the following documents, but the present invention is not limited thereto.

特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報、米国特許出願公開第2003/0175553号明細書、米国特許出願公開第2006/0280965号明細書、米国特許出願公開第2005/0112407号明細書、米国特許出願公開第2009/0017330号明細書、米国特許出願公開第2009/0030202号明細書、米国特許出願公開第2005/0238919号明細書、国際公開第2001039234号、国際公開第2009021126号、国際公開第2008056746号、国際公開第2004093207号、国際公開第2005089025号、国際公開第2007063796号、国際公開第2007063754号、国際公開第2004107822号、国際公開第2005030900号、国際公開第2006114966号、国際公開第2009086028号、国際公開第2009003898号、国際公開第2012023947号、特開2008−074939号公報、特開2007−254297号公報、EP2034538、国際公開第2011055933号、国際公開第2012035853号公報等である。 JP 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357977, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787A, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002. 2002-105445, 2002-343568, 2002-141173, 2002-352957, 2002-203683, 2002-363227, 2002-231453, 2003 No. 3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-260861, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002- 302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, US Patent Application Publication No. 2003/0175553, US Patent Application Publication No. 2006/0280965, USA Publication of Patent Application Publication No. 2005/0112407, Publication of US Patent Application Publication No. 2009/0017330, Publication of US Patent Application Publication No. 2009/0030202, Publication of US Patent Application Publication No. 2005/0238919, International Publication No. 200109234, International Publication No. 2009021126, International Publication No. 2008056746, International Publication No. 2004093207, International Publication No. 2005089025, International Publication No. 2007063796, International Publication No. 2007063754, International Publication No. 2004107822, International Publication No. 2005030900 , International Publication No. 20061149666, International Publication No. 2009086028, International Publication No. 2009003898, International Publication No. 2012023947, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-074939, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-254297, EP2034538, International Publication No. 2011055933, International Publication No. It is published No. 2012035853, etc.

以下に、本発明に用いられるホスト化合物として、具体的な化合物例には、特開2015−38941号公報の明細書段落[0255]〜[0293]に記載のH−1〜H231で示される化合物や以下の化学式H−232〜H−236で表される化合物が含まれるが、ホスト化合物は、これらに限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the compound as the host compound used in the present invention include the compounds represented by H-1 to H231 described in paragraphs [0255] to [0293] of JP-A-2015-38941. And the compounds represented by the following chemical formulas H-232 to H-236 are included, but the host compound is not limited thereto.

Figure 0006781534
Figure 0006781534

本発明に用いられる好ましいホスト化合物は、昇華精製が可能な程度の分子量をもった低分子化合物であっても、繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。 The preferred host compound used in the present invention may be a low molecular weight compound having a molecular weight capable of sublimation purification, or a polymer having a repeating unit.

低分子化合物の場合、昇華精製が可能であるため精製が容易で、高純度の材料を得やすいという利点がある。分子量としては、昇華精製が可能な程度であれば特に制限はないが、好ましい分子量としては3000以下、より好ましくは2000以下である。 In the case of a low molecular weight compound, since sublimation purification is possible, purification is easy, and there is an advantage that a high-purity material can be easily obtained. The molecular weight is not particularly limited as long as it can be sublimated and purified, but the molecular weight is preferably 3000 or less, more preferably 2000 or less.

繰り返し単位を有するポリマー又はオリゴマーの場合は、ウェットプロセスで成膜しやすいという利点があり、また一般にポリマーはTgが高いため耐熱性の点でも好ましい。 In the case of a polymer or oligomer having a repeating unit, there is an advantage that a film is easily formed by a wet process, and in general, a polymer has a high Tg, which is preferable in terms of heat resistance.

《発光層以外の電荷移動層》
本発明の有機EL素子は、電荷移動層の少なくとも1層が、前記一般式(1)で表される構造を有し、かつ、最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値が0.5eV以下であるπ共役系化合物を含有する。
<< Charge transfer layer other than light emitting layer >>
In the organic EL element of the present invention, at least one of the charge transfer layers has a structure represented by the general formula (1), and has the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level. Contains a π-conjugated compound having an absolute difference of 0.5 eV or less.

前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物は、前述した発光層以外の電荷移動層(周辺層)に含まれていても好ましい。 The π-conjugated compound having the structure represented by the general formula (1) may be contained in a charge transfer layer (peripheral layer) other than the above-mentioned light emitting layer.

発光層から周辺層に漏れ出てきた三重項励起子を失活させることなく一重項励起子を生成することができるからである。このため、本発明に係るπ共役系化合物が発光層に隣接する電荷移動層に含まれることが発光効率を上げるうえで好ましい。具体的には電子輸送層又は正孔輸送層に含有させることが好ましく、電子輸送層に含有させることがより好ましい。 This is because singlet excitons can be generated without deactivating the triplet excitons leaked from the light emitting layer to the peripheral layer. Therefore, it is preferable that the π-conjugated compound according to the present invention is contained in the charge transfer layer adjacent to the light emitting layer in order to improve the luminous efficiency. Specifically, it is preferably contained in the electron transport layer or the hole transport layer, and more preferably contained in the electron transport layer.

また本発明に係るπ共役系化合物は電荷移動性の化合物であるので、発光層に隣接して中間層を設け、この中間層に本発明に係るπ共役系化合物を含有させることも好適である。この場合、中間層の厚さは特に制限はないが、0.1〜100nmの範囲内であることが好ましい。 Further, since the π-conjugated compound according to the present invention is a charge-transfer compound, it is also preferable to provide an intermediate layer adjacent to the light emitting layer and to contain the π-conjugated compound according to the present invention in this intermediate layer. .. In this case, the thickness of the intermediate layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 100 nm.

周辺層が本発明に係るπ共役系化合物を含有する場合、単独で用いてもよいし、複数で用いてもよい。さらには、他の電荷輸送材料と混合してもよい。以下に発光層以外の電荷移動層を説明する。 When the peripheral layer contains the π-conjugated compound according to the present invention, it may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, it may be mixed with other charge transport materials. The charge transfer layers other than the light emitting layer will be described below.

《電子輸送層》
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。
《Electron transport layer》
In the present invention, the electron transport layer may be made of a material having a function of transporting electrons and may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.

本発明に係る電子輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は2nm〜5μmの範囲であり、より好ましくは2〜500nmであり、さらに好ましくは5〜200nmである。 The total thickness of the electron transport layer according to the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 2 nm to 5 μm, more preferably 2 to 500 nm, and further preferably 5 to 200 nm.

また、有機EL素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数nm〜数μmの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。 Further, in the organic EL element, when the light generated in the light emitting layer is taken out from the electrode, the light taken out directly from the light emitting layer and the light taken out after being reflected by the electrode located at the opposite electrode to the electrode that takes out the light interfere with each other. It is known to wake up. When light is reflected by the cathode, this interference effect can be efficiently utilized by appropriately adjusting the total thickness of the electron transport layer between several nm and several μm.

一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は10−5cm/Vs以上であることが好ましい。 On the other hand, if the layer thickness of the electron transport layer is increased, the voltage tends to increase. Therefore, especially when the layer thickness is thick, the electron mobility of the electron transport layer is preferably 10-5 cm 2 / Vs or more. ..

電子輸送層に用いられる材料(以下、電子輸送材料という)としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、上述のように本発明に係るπ共役系化合物を用いてもよいし、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。 The material used for the electron transport layer (hereinafter referred to as an electron transport material) may have any of electron injection property, transport property, and hole barrier property, and is related to the present invention as described above. A π-conjugated compound may be used, or any of conventionally known compounds can be selected and used.

従来公知の化合物としては、例えば、含窒素芳香族複素環誘導体(カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体(カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの)、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等)、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体等)等が挙げられる。 Conventionally known compounds include, for example, nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivatives (carbazole derivatives, azacarbazole derivatives (one or more carbon atoms constituting the carbazole ring substituted with nitrogen atoms), pyridine derivatives, pyrimidine derivatives. , Pyrazine derivative, pyridazine derivative, triazine derivative, quinoline derivative, quinoxalin derivative, phenanthroline derivative, azatriphenylene derivative, oxazole derivative, thiazole derivative, oxaziazole derivative, thiadiazol derivative, triazole derivative, benzimidazole derivative, benzoxazole derivative, benzthiazole derivative Derivatives, etc.), dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, silol derivatives, aromatic hydrocarbon ring derivatives (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, etc.) and the like.

また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。 Further, metal complexes having a quinolinol skeleton or dibenzoquinolinol skeleton as ligands, for example, tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-) Dibromo-8-quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and metal complexes thereof. A metal complex in which the central metal is replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as an electron transport material.

その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。 In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those whose terminals are substituted with an alkyl group, a sulfonic acid group, or the like can also be preferably used as an electron transport material. Further, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and an inorganic semiconductor such as n-type-Si or n-type-SiC is used like the hole injection layer and the hole transport layer. Can also be used as an electron transport material.

また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。 Further, it is also possible to use a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain.

本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、n性の高い(電子リッチ)電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のn型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等の文献に記載されたものが挙げられる。 In the electron transport layer according to the present invention, the electron transport layer may be doped with a doping material as a guest material to form an electron transport layer having a high n property (electron rich). Examples of the doping material include n-type dopants such as metal compounds and metal compounds such as metal halides. Specific examples of the electron transport layer having such a structure include, for example, JP-A-4-2970776, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Mol. Apple. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.

本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of known and preferable electron transporting materials used in the organic EL device of the present invention include, but are not limited to, the compounds described in the following documents.

米国特許第6528187号、米国特許第7230107号、米国特許出願公開第2005/0025993号明細書、米国特許出願公開第2004/0036077号明細書、米国特許出願公開第2009/0115316号明細書、米国特許出願公開第2009/0101870号明細書、米国特許出願公開第2009/0179554号明細書、国際公開第2003/060956号、国際公開第2008/132085号、Appl.Phys.Lett.75,4(1999)、Appl.Phys.Lett.79,449(2001)、Appl.Phys.Lett.81,162(2002)、Appl.Phys.Lett.81,162(2002)、Appl.Phys.Lett.79,156(2001)、米国特許第7964293号、米国特許出願公開第2009/030202号明細書、国際公開第2004/080975号、国際公開第2004/063159号、国際公開第2005/085387号、国際公開第2006/067931号、国際公開第2007/086552号、国際公開第2008/114690号、国際公開第2009/069442号、国際公開第2009/066779号、国際公開第2009/054253号、国際公開第2011/086935号、国際公開第2010/150593号、国際公開第2010/047707号、EP2311826号、特開2010−251675号公報、特開2009−209133号公報、特開2009−124114号公報、特開2008−277810号公報、特開2006−156445号公報、特開2005−340122号公報、特開2003−45662号公報、特開2003−31367号公報、特開2003−282270号公報、国際公開第2012/115034号等である。 US Patent No. 6528187, US Patent No. 7230107, US Patent Application Publication No. 2005/0025993, US Patent Application Publication No. 2004/0036077, US Patent Application Publication No. 2009/0115316, US Patent Publication No. 2009/0101870, US Patent Application Publication No. 2009/0179554, International Publication No. 2003/060956, International Publication No. 2008/132805, Appl. Phys. Lett. 75, 4 (1999), Apple. Phys. Lett. 79,449 (2001), Apple. Phys. Lett. 81, 162 (2002), Apple. Phys. Lett. 81, 162 (2002), Apple. Phys. Lett. 79,156 (2001), US Patent No. 7964293, US Patent Application Publication No. 2009/030202, International Publication No. 2004/080975, International Publication No. 2004/063159, International Publication No. 2005/085387, International Publication No. 2006/067931, International Publication No. 2007/086552, International Publication No. 2008/114690, International Publication No. 2009/0694242, International Publication No. 2009/0667779, International Publication No. 2009/054253, International Publication No. 2011/086935, International Publication No. 2010/150593, International Publication No. 2010/047707, EP23111826, JP-A-2010-251675, JP-A-2009-209133, JP-A-2009-124114, JP-A. 2008-277810, 2006-156445, 2005-340122, 2003-45662, 2003-31367, 2003-282270, International Publication 2012 / 115534 etc.

本発明におけるより好ましい公知の電子輸送材料としては、少なくとも一つの窒素原子を含む芳香族複素環化合物が挙げられ、例えばピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体などが挙げられる。 More preferred known electron transport materials in the present invention include aromatic heterocyclic compounds containing at least one nitrogen atom, such as pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, aza. Examples thereof include dibenzofuran derivatives, azadibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, and benzimidazole derivatives.

電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。 The electron transport material may be used alone or in combination of two or more.

《正孔阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
《Hole blocking layer》
The hole blocking layer is a layer having a function of an electron transporting layer in a broad sense, and is preferably made of a material having a function of transporting electrons and a small ability to transport holes, and holes while transporting electrons. It is possible to improve the recombination probability of electrons and holes by blocking the above.

また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。 In addition, the structure of the electron transport layer described above can be used as the hole blocking layer according to the present invention, if necessary.

本発明の有機EL素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。 The hole blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer.

本発明に係る正孔阻止層の層厚としては、好ましくは3〜100nmの範囲であり、更に好ましくは5〜30nmの範囲である。 The layer thickness of the hole blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.

正孔阻止層に用いられる材料としては、本発明に係るπ共役系化合物を含む前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、本発明に係るπ共役系化合物を含む前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。 As the material used for the hole blocking layer, the material used for the above-mentioned electron transport layer containing the π-conjugated compound according to the present invention is preferably used, and the above-mentioned host containing the π-conjugated compound according to the present invention. Materials used as compounds are also preferably used for the hole blocking layer.

《電子注入層》
本発明に係る電子注入層(「陰極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されている。
《Electron injection layer》
The electron injection layer (also referred to as “cathode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the cathode and the light emitting layer in order to reduce the driving voltage and improve the emission brightness. It is described in detail in Volume 2, Chapter 2, "Electrode Materials" (pages 123-166) of "Forefront of Industrialization (published by NTS Co., Ltd. on November 30, 1998)".

本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。 In the present invention, the electron injection layer may be provided as needed and may be present between the cathode and the light emitting layer or between the cathode and the electron transport layer as described above.

電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は0.1〜5nmの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な層(膜)であってもよい。 The electron injection layer is preferably a very thin film, and the layer thickness is preferably in the range of 0.1 to 5 nm, although it depends on the material. Further, it may be a non-uniform layer (film) in which the constituent material is intermittently present.

電子注入層は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、8−ヒドロキシキノリネートリチウム(Liq)等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、本発明に係るπ共役系化合物を含む前述の電子輸送材料を用いることも可能である。 The details of the electron-injected layer are also described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like, and specific examples of materials preferably used for the electron-injected layer include , Metals such as strontium and aluminum, alkali metal compounds such as lithium fluoride, sodium fluoride and potassium fluoride, alkaline earth metal compounds such as magnesium fluoride and calcium fluoride, oxidation Examples thereof include metal oxides typified by aluminum, metal complexes typified by 8-hydroxyquinolinate lithium (Liq), and the like. It is also possible to use the above-mentioned electron transport material containing the π-conjugated compound according to the present invention.

また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。 Further, the material used for the above-mentioned electron injection layer may be used alone or in combination of two or more.

《正孔輸送層》
本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
《Hole transport layer》
In the present invention, the hole transport layer may be made of a material having a function of transporting holes and may have a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer.

本発明に係る正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μmの範囲であり、より好ましくは5〜500nmであり、さらに好ましくは5〜200nmである。 The total thickness of the hole transport layer according to the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 5 nm to 5 μm, more preferably 5 to 500 nm, and further preferably 5 to 200 nm.

正孔輸送層に用いられる材料(以下、正孔輸送材料という)としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、本発明に係るπ共役系化合物を用いてもよいし、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。 The material used for the hole transport layer (hereinafter referred to as the hole transport material) may have any of hole injection property, transport property, and electron barrier property, and is π-conjugated according to the present invention. A system compound may be used, or any of conventionally known compounds can be selected and used.

例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー(例えばPEDOT/PSS、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等)等が挙げられる。 For example, porphyrin derivative, phthalocyanine derivative, oxazole derivative, oxadiazole derivative, triazole derivative, imidazole derivative, pyrazoline derivative, pyrazolone derivative, phenylenediamine derivative, hydrazone derivative, stilben derivative, polyarylalkane derivative, triarylamine derivative, carbazole derivative. , Indolocarbazole derivative, isoindole derivative, acene derivative such as anthracene and naphthalene, fluorene derivative, fluorenone derivative, polyvinylcarbazole, polymer material or oligomer in which aromatic amine is introduced into the main chain or side chain, polysilane, conductivity Examples thereof include sex polymers or oligomers (eg, PEDOT / PSS, aniline-based copolymers, polyaniline, polythiophene, etc.).

トリアリールアミン誘導体としては、α−NPD(4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル)に代表されるベンジジン型や、MTDATAに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。 Examples of the triarylamine derivative include a benzidine type represented by α-NPD (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl) and a starburst type represented by MTDATA. Examples thereof include compounds having fluorene or anthracene in the triarylamine linking core portion.

また、特表2003−519432号公報や特開2006−135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。 Hexaazatriphenylene derivatives as described in JP-A-2003-591432 and JP-A-2006-135145 can also be used as the hole transport material in the same manner.

さらに不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。 Further, a hole transport layer having a high p property doped with impurities can also be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, and JP-A-2001-102175. Apple. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.

また、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料やp型−Si、p型−SiC等の無機化合物を用いることもできる。さらにIr(ppy)3に代表されるような中心金属にIrやPtを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。 In addition, JP-A-11-251667, J. Am. Hung et. al. So-called p-type hole transporting materials and inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC as described in the authored literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p.139) can also be used. Further, an orthometalated organometallic complex having Ir or Pt in the central metal as represented by Ir (ppy) 3 is also preferably used.

正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。 As the hole transport material, the above-mentioned materials can be used, but a triarylamine derivative, a carbazole derivative, an indolocarbazole derivative, an azatriphenylene derivative, an organic metal complex, and an aromatic amine are introduced into the main chain or the side chain. High molecular weight materials or oligomers are preferably used.

本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of known and preferable hole transporting materials used in the organic EL device of the present invention include the compounds described in the following documents in addition to the above-mentioned documents, but the present invention is limited thereto. Not done.

例えば、Appl.Phys.Lett.69,2160(1996)、J.Lumin.72−74,985(1997)、Appl.Phys.Lett.78,673(2001)、Appl.Phys.Lett.90,183503(2007)、Appl.Phys.Lett.90,183503(2007)、Appl.Phys.Lett.51,913(1987)、Synth.Met.87,171(1997)、Synth.Met.91,209(1997)、Synth.Met.111,421(2000)、SID Symposium Digest,37,923(2006)、J.Mater.Chem.3,319(1993)、Adv.Mater.6,677(1994)、Chem.Mater.15,3148(2003)、米国特許出願公開第2003/0162053号明細書、米国特許出願公開第2002/0158242号明細書、米国特許出願公開第2006/0240279号明細書、米国特許出願公開第2008/0220265号明細書、米国特許第5061569号、国際公開第2007/002683号、国際公開第2009/018009号、EP650955、米国特許出願公開第2008/0124572号明細書、米国特許出願公開第2007/0278938号明細書、米国特許出願公開第2008/0106190号明細書、米国特許出願公開第2008/0018221号明細書、国際公開第2012/115034号、特表2003−519432号公報、特開2006−135145号公報、米国特許出願番号13/585981号等である。 For example, Apple. Phys. Lett. 69,2160 (1996), J. Mol. Lumin. 72-74,985 (1997), Apple. Phys. Lett. 78,673 (2001), Apple. Phys. Lett. 90,183503 (2007), Apple. Phys. Lett. 90,183503 (2007), Apple. Phys. Lett. 51,913 (1987), Synth. Met. 87,171 (1997), Synth. Met. 91,209 (1997), Synth. Met. 111,421 (2000), SID Symposium Digital, 37,923 (2006), J. Mol. Mater. Chem. 3,319 (1993), Adv. Mater. 6,677 (1994), Chem. Mater. 15, 3148 (2003), US Patent Application Publication No. 2003/0162053, US Patent Application Publication No. 2002/0158242, US Patent Application Publication No. 2006/0240279, US Patent Application Publication No. 2008 / 0220265, US Patent No. 5061569, International Publication No. 2007/002683, International Publication No. 2009/01809, EP650955, US Patent Application Publication No. 2008/01245772, US Patent Application Publication No. 2007/0278938 Specification, US Patent Application Publication No. 2008/0106190, US Patent Application Publication No. 2008/0018221, International Publication No. 2012/115342, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-591432, JP-A-2006-135145. , US Patent Application No. 13/585981, etc.

正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。 The hole transporting material may be used alone or in combination of two or more.

《電子阻止層》
電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
《Electronic blocking layer》
The electron blocking layer is a layer having a function of a hole transporting layer in a broad sense, and is preferably made of a material having a function of transporting holes and a small ability to transport electrons, while transporting holes. By blocking the electrons, the recombination probability of the electrons and holes can be improved.

また、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。 Further, the structure of the hole transport layer described above can be used as an electron blocking layer according to the present invention, if necessary.

本発明の有機EL素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。 The electron blocking layer provided in the organic EL element of the present invention is preferably provided adjacent to the anode side of the light emitting layer.

本発明に係る電子阻止層の層厚としては、好ましくは3〜100nmの範囲内であり、更に好ましくは5〜30nmの範囲内である。 The layer thickness of the electron blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.

電子阻止層に用いられる材料としては、本発明に係るπ共役系化合物を含む前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物も電子阻止層に好ましく用いられる。 As the material used for the electron blocking layer, the material used for the hole transport layer described above containing the π-conjugated compound according to the present invention is preferably used, and the host compound described above is also preferably used for the electron blocking layer.

《正孔注入層》
本発明に係る正孔注入層(「陽極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されている。
《Hole injection layer》
The hole injection layer (also referred to as “anode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the anode and the light emitting layer in order to reduce the driving voltage and improve the emission brightness, and is an “organic EL element”. It is described in detail in Volume 2, Chapter 2, "Electrode Materials" (pages 123-166) of "The Forefront of Industrialization (published by NTS Co., Ltd. on November 30, 1998)".

本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。 In the present invention, the hole injection layer may be provided as needed and may be present between the anode and the light emitting layer or between the anode and the hole transport layer as described above.

正孔注入層は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば、本発明に係るπ共役系化合物を含む前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。 The details of the hole injection layer are also described in JP-A-9-45479, 9-2660062, 8-288609, etc., and examples of the material used for the hole injection layer include , Materials used for the hole transport layer described above containing the π-conjugated compound according to the present invention.

中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表2003−519432号公報や特開2006−135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。 Among them, phthalocyanine derivatives typified by copper phthalocyanine, hexaazatriphenylene derivatives as described in JP-A-2003-591432 and JP-A-2006-135145, metal oxides typified by vanadium oxide, amorphous carbon. , Polyaniline (emeraldine), polythiophene and other conductive polymers, tris (2-phenylpyridine) iridium complexes and the like, orthometallated complexes, triarylamine derivatives and the like are preferable.

前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。 The material used for the hole injection layer described above may be used alone or in combination of two or more.

《添加物》
前述した本発明における有機層は、更に他の添加物が含まれていてもよい。
"Additive"
The organic layer in the present invention described above may further contain other additives.

添加物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Pd、Ca、Na等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。 Examples of the additive include halogen elements such as bromine, iodine and chlorine, halogenated compounds, alkali metals and alkaline earth metals such as Pd, Ca and Na, compounds and complexes of transition metals, salts and the like.

添加物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量%に対して1000ppm以下であることが好ましく、より好ましくは500ppm以下であり、さらに好ましくは50ppm以下である。 The content of the additive can be arbitrarily determined, but is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, still more preferably 50 ppm or less, based on the total mass% of the contained layer. ..

ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。 However, it is not within this range depending on the purpose of improving the transportability of electrons and holes and the purpose of favoring the energy transfer of excitons.

《有機層の形成方法》
本発明に係る有機層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、中間層等)の形成方法について説明する。
<< Method of forming organic layer >>
A method for forming an organic layer (hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection layer, intermediate layer, etc.) according to the present invention will be described.

本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等による形成方法を用いることができる。 The method for forming the organic layer according to the present invention is not particularly limited, and conventionally known methods such as a vacuum vapor deposition method and a wet method (also referred to as a wet process) can be used.

湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア−ブロジェット法)等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。 The wet method includes a spin coating method, a casting method, an inkjet method, a printing method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method, a spray coating method, a curtain coating method, an LB method (Langmuir-Blogget method), and the like. From the viewpoint of easy obtaining a homogeneous thin film and high productivity, a method having high suitability for the roll-to-roll method such as a die coating method, a roll coating method, an inkjet method, and a spray coating method is preferable.

本発明に用いられる有機EL材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。 Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material used in the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene and xylene. Aromatic hydrocarbons such as mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.

また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。 Further, as a dispersion method, dispersion can be performed by a dispersion method such as ultrasonic waves, high shear force dispersion, or media dispersion.

更に層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度10−6〜10−2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、層(膜)厚0.1nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。 Further, a different film forming method may be applied to each layer. The case of employing an evaporation method in the deposition, the deposition conditions may vary due to kinds of materials used, generally boat temperature 50 to 450 ° C., vacuum of 10 -6 to 10 -2 Pa, deposition rate 0.01 It is desirable to appropriately select within the range of 50 nm / sec, substrate temperature -50 to 300 ° C., layer (film) thickness 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm.

本発明に係る有機層の形成は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。 The formation of the organic layer according to the present invention is preferably carried out consistently from the hole injection layer to the cathode by one vacuuming, but it may be taken out in the middle and a different film forming method may be applied. In that case, it is preferable to carry out the work in a dry inert gas atmosphere.

《陽極》
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上、好ましくは4.5eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムスズ酸化物(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
"anode"
As the anode in the organic EL element, a metal, an alloy, an electrically conductive compound having a large work function (4 eV or more, preferably 4.5 eV or more) and a mixture thereof as an electrode material are preferably used. Specific examples of such an electrode material include metals such as Au and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Further, a material such as IDIXO (In 2 O 3- ZnO) which is amorphous and can produce a transparent conductive film may be used.

陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。 For the anode, a thin film may be formed by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not required so much (about 100 μm or more). The pattern may be formed through a mask having a desired shape during vapor deposition or sputtering of the electrode material.

あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。 Alternatively, when a coatable substance such as an organic conductive compound is used, a wet film forming method such as a printing method or a coating method can also be used. When light emission is taken out from this anode, it is desirable to increase the transmittance to more than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less.

陽極の膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲内で選ばれる。 The film thickness of the anode depends on the material, but is usually selected within the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm.

《陰極》
陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
"cathode"
As the cathode, a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as an electron-injectable metal), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O). 3 ) Examples thereof include a mixture, indium, a lithium / aluminum mixture, aluminum, and a rare earth metal. Among these, from the viewpoint of electron injectability and durability against oxidation and the like, a mixture of an electron injectable metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, for example, a magnesium / silver mixture. Magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, lithium / aluminum mixture, aluminum and the like are suitable.

陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることで作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。 The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance of the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm.

なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。 In order to transmit the emitted light, it is convenient that the emission brightness is improved if either the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent.

また、陰極に上記金属を1〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。 Further, a transparent or translucent cathode can be produced by producing the above metal on the cathode having a film thickness of 1 to 20 nm and then producing the conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode. By applying the above, it is possible to manufacture an element in which both the anode and the cathode are transparent.

[支持基板]
本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基板、基材等ともいう。)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
[Support board]
The type of support substrate (hereinafter, also referred to as substrate, substrate, etc.) that can be used for the organic EL element of the present invention is not particularly limited, and even if it is transparent, it is opaque. You may. When light is taken out from the support substrate side, the support substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of imparting flexibility to the organic EL element.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)あるいはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。 Examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, and cellulose acetate propionate. CAP), cellulose acetate phthalate, cellulose esters such as cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyether sulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylates, Arton (trade name: JSR) or Appel Cycloolefin resins such as (trade name: manufactured by Mitsui Kagaku Co., Ltd.) can be mentioned.

樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/m・24h以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3cm/m・24h・atm以下、水蒸気透過度が、1×10−5g/m・24h以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 A film of an inorganic substance, an organic substance, or a hybrid film of both of them may be formed on the surface of the resin film, and the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C.) measured by a method according to JIS K 7129-1992. it is preferable that the relative humidity of (90 ± 2)% RH) is less of a barrier film 0.01g / m 2 · 24h, more, oxygen permeability measured by the method based on JIS K 7126-1987 There, 1 × 10 -3 cm 3 / m 2 · 24h · atm or less, the water vapor permeability is preferably 1 × 10 -5 g / m 2 · 24h or less of the high barrier film.

バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 As the material for forming the barrier film, any material that causes deterioration of the element such as water and oxygen but has a function of suppressing infiltration may be used, and for example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride and the like can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of an organic material. The stacking order of the inorganic layer and the organic layer is not particularly limited, but it is preferable to stack the inorganic layer and the organic layer alternately a plurality of times.

バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。 The method for forming the barrier film is not particularly limited, and for example, vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma polymerization method. , Plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, coating method and the like can be used, but the atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.

不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。 Examples of the opaque support substrate include a metal plate such as aluminum and stainless steel, a film or opaque resin substrate, and a ceramic substrate.

本発明の有機EL素子の発光の室温(25℃)における外部取り出し量子効率は、1%以上であることが好ましく、5%以上であるとより好ましい。 The external extraction quantum efficiency of the light emission of the organic EL device of the present invention at room temperature (25 ° C.) is preferably 1% or more, more preferably 5% or more.

ここで、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。 Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons passed through the organic EL element × 100.

また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を、蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。 Further, a hue improving filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor may be used in combination.

[封止]
本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
[Sealing]
Examples of the sealing means used for sealing the organic EL element of the present invention include a method of adhering a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive. The sealing member may be arranged so as to cover the display area of the organic EL element, and may be intaglio-shaped or flat-plate-shaped. Further, transparency and electrical insulation are not particularly limited.

具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる1種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。 Specific examples thereof include a glass plate, a polymer plate / film, and a metal plate / film. Examples of the glass plate include soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium and tantalum.

本発明においては、有機EL素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムはJIS K
7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3cm/m・24h・atm以下、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度90±2%)が、1×10−3g/m・24h以下のものであることが好ましい。
In the present invention, a polymer film or a metal film can be preferably used because the organic EL element can be thinned. Furthermore, the polymer film is JIS K.
7126-1987 oxygen permeability measured in compliance with the method provided in the 1 × 10 -3 cm 3 / m 2 · 24h · atm or less, as measured by the method based on JIS K 7129-1992, the water vapor transmission rate (25 ± 0.5 ° C., a relative humidity of 90 ± 2%) is preferably one of the following 1 × 10 -3 g / m 2 · 24h.

封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。 Sandblasting, chemical etching, etc. are used to process the sealing member into a concave shape.

接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。 Specific examples of the adhesive include a photocurable and thermosetting adhesive having a reactive vinyl group of an acrylic acid-based oligomer, a moisture-curable adhesive such as 2-cyanoacrylic acid ester, and the like. be able to. In addition, heat and chemical curing type (two-component mixture) such as epoxy type can be mentioned. Further, hot melt type polyamide, polyester and polyolefin can be mentioned. In addition, a cation-curable type ultraviolet-curable epoxy resin adhesive can be mentioned.

なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。 Since the organic EL element may be deteriorated by heat treatment, it is preferable that the organic EL element can be adhesively cured from room temperature to 80 ° C. Further, the desiccant may be dispersed in the adhesive. A commercially available dispenser may be used to apply the adhesive to the sealing portion, or printing may be performed as in screen printing.

また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。 Further, it is also preferable that the electrode and the organic layer are coated on the outside of the electrode on the side facing the support substrate with the organic layer sandwiched therein, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film. .. In this case, the material for forming the film may be any material having a function of suppressing infiltration of a material that causes deterioration of the element such as moisture and oxygen, and for example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride or the like may be used. it can.

さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。 Further, in order to improve the brittleness of the film, it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of an organic material. The method for forming these films is not particularly limited, and for example, vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight. Legal, plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, coating method and the like can be used.

封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。 In the gas phase and liquid phase, an inert gas such as nitrogen or argon or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil may be injected into the gap between the sealing member and the display region of the organic EL element. preferable. It is also possible to create a vacuum. It is also possible to enclose a hygroscopic compound inside.

吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。 Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (eg, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, etc.) and sulfates (eg, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate, etc.). Etc.), metal halides (eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide, etc.), perchlorates (eg, perchlorate) Barium, magnesium perchlorate, etc.) and the like, and anhydrous salts are preferably used for sulfates, metal halides and perchlorates.

[保護膜、保護板]
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
[Protective film, protective plate]
A protective film or a protective plate may be provided on the outside of the sealing film or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer sandwiched in order to increase the mechanical strength of the element. In particular, when the sealing is performed by the sealing film, its mechanical strength is not necessarily high, so it is preferable to provide such a protective film and a protective plate. As a material that can be used for this, a glass plate, a polymer plate / film, a metal plate / film, etc. similar to those used for the sealing can be used, but the polymer film is lightweight and thin. It is preferable to use.

[光取り出し向上技術]
有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率1.6〜2.1程度の範囲内)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
[Light extraction improvement technology]
The organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (within a refractive index of about 1.6 to 2.1), and about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer is emitted. It is generally said that only can be taken out. This is because light incident on the interface (intersection between the transparent substrate and air) at an angle θ equal to or greater than the critical angle causes total internal reflection and cannot be taken out of the element, and the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate This is because the light is totally reflected between them, the light is waveguideed through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes toward the side surface of the element.

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(例えば、米国特許第4774435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(例えば、特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(例えば、特開平1−220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(例えば、特開昭62−172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(例えば、特開2001−202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)などが挙げられる。 As a method for improving the efficiency of light extraction, for example, a method of forming irregularities on the surface of a transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (for example, US Pat. No. 4,774,435), the substrate A method of improving efficiency by providing light-collecting property (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-314795), a method of forming a reflective surface on a side surface of an element (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-220394), a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the light emitting body and the light emitting body (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-172691), which has a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitting body. A method of introducing a flat layer having a refractive index (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-202827), a method of forming a diffraction grating between layers of a substrate, a transparent electrode layer or a light emitting layer (including between the substrate and the outside world) ( JP-A-11-283751) and the like.

本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。 In the present invention, these methods can be used in combination with the organic EL element of the present invention, but a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or the substrate, transparent. A method of forming a diffraction grating between layers (including between the substrate and the outside world) of either the electrode layer or the light emitting layer can be preferably used.

本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。 According to the present invention, by combining these means, an element having higher brightness or excellent durability can be obtained.

透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。 When a medium having a low refractive index is formed between the transparent electrode and the transparent substrate with a thickness longer than the wavelength of light, the light emitted from the transparent electrode has a higher efficiency of being taken out to the outside as the refractive index of the medium is lower. Become.

低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度の範囲内であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。またさらに1.35以下であることが好ましい。 Examples of the low refractive index layer include airgel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally in the range of about 1.5 to 1.7, it is preferable that the low refractive index layer has a refractive index of about 1.5 or less. Further, it is preferably 1.35 or less.

また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。 Further, it is desirable that the thickness of the low refractive index medium is at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer diminishes when the thickness of the low refractive index medium becomes about the wavelength of light and the film thickness of the electromagnetic wave exuded by evanescent enters the substrate.

全反射を起こす界面又は、いずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が1次の回折や、2次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。 The method of introducing the diffraction grating into the interface where total reflection occurs or any medium is characterized in that the effect of improving the light extraction efficiency is high. This method is generated from the light emitting layer by utilizing the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction such as first-order diffraction or second-order diffraction. Of the generated light, the light that cannot go out due to total reflection between the layers is diffracted by introducing a diffraction grating between either layer or in the medium (inside the transparent substrate or in the transparent electrode). , Trying to get the light out.

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。 It is desirable that the diffraction grating to be introduced has a two-dimensional periodic refractive index. This is because the light emitted by the light emitting layer is randomly generated in all directions, so a general one-dimensional diffraction grating that has a periodic refractive index distribution only in one direction diffracts only the light that travels in a specific direction. The light extraction efficiency does not increase so much.

しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。 However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and the light extraction efficiency is improved.

回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、若しくは媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約1/2〜3倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。 The position where the diffraction lattice is introduced may be in any of the layers or in the medium (inside the transparent substrate or in the transparent electrode), but it is desirable that the position is near the organic light emitting layer where light is generated. At this time, the period of the diffraction grating is preferably in the range of about 1/2 to 3 times the wavelength of the light in the medium. It is preferable that the arrangement of the diffraction grating is two-dimensionally repeated, such as a square lattice shape, a triangular lattice shape, and a honeycomb lattice shape.

[集光シート]
本発明の有機EL素子は、支持基板(基板)の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設ける加工、あるいは、いわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
[Condensing sheet]
The organic EL element of the present invention is processed to provide a structure on a microlens array on the light extraction side of a support substrate (substrate), or by combining with a so-called condensing sheet, in a specific direction, for example, with respect to an element light emitting surface. By condensing light in the front direction, the brightness in a specific direction can be increased.

マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は10〜100μmの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。 As an example of a microlens array, a quadrangular pyramid having a side of 30 μm and an apex angle of 90 degrees is arranged two-dimensionally on the light extraction side of the substrate. One side is preferably in the range of 10 to 100 μm. If it is smaller than this, the effect of diffraction occurs and it is colored, and if it is too large, the thickness becomes thick, which is not preferable.

集光シートとしては、例えば液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)などを用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。 As the condensing sheet, for example, a sheet that has been put into practical use in an LED backlight of a liquid crystal display device can be used. As such a sheet, for example, a brightness increasing film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Ltd. can be used. The shape of the prism sheet may be, for example, a base material having a Δ-shaped stripe having an apex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or a shape having a rounded apex angle and a randomly changing pitch. It may have a formed shape or another shape.

また、有機EL素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)などを用いることができる。 Further, the light diffusing plate / film may be used in combination with the condensing sheet in order to control the light emission angle from the organic EL element. For example, a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.

[用途]
本発明の有機EL素子は、電子機器、例えば、表示装置、ディスプレイ、各種発光装置として用いることができる。
[Use]
The organic EL element of the present invention can be used as an electronic device, for example, a display device, a display, and various light emitting devices.

発光装置として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。 As the light emitting device, for example, a lighting device (household lighting, in-car lighting), a backlight for a clock or a liquid crystal, a signboard advertisement, a traffic light, a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processor, light Examples thereof include, but are not limited to, a light source for a sensor, but the light source can be effectively used as a backlight for a liquid crystal display device and a light source for lighting.

本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。 If necessary, the organic EL device of the present invention may be patterned by a metal mask, an inkjet printing method, or the like at the time of film formation. In the case of patterning, only the electrodes may be patterned, the electrodes and the light emitting layer may be patterned, or all the layers of the device may be patterned. In the fabrication of the device, a conventionally known method is used. Can be done.

<表示装置>
本発明の有機EL素子を具備する表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
<Display device>
The display device provided with the organic EL element of the present invention may be monochromatic or multicolored, but here, a multicolor display device will be described.

多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法又は印刷法等で膜を形成できる。 In the case of a multicolor display device, a shadow mask is provided only when the light emitting layer is formed, and a film can be formed on one surface by a vapor deposition method, a casting method, a spin coating method, an inkjet method, a printing method, or the like.

発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法及び印刷法である。 When patterning only the light emitting layer, the method is not limited, but a vapor deposition method, an inkjet method, a spin coating method, and a printing method are preferable.

表示装置に具備される有機EL素子の構成は、必要に応じて上記の有機EL素子の構成例の中から選択される。 The configuration of the organic EL element provided in the display device is selected from the above-mentioned configuration examples of the organic EL element, if necessary.

また、有機EL素子の製造方法は、上記の本発明の有機EL素子の製造の一態様に示したとおりである。 The method for manufacturing the organic EL device is as shown in the above-described aspect of manufacturing the organic EL device of the present invention.

このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。 When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even if a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. When an AC voltage is further applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The waveform of the applied alternating current may be arbitrary.

多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ又は各種発光光源として用いることができる。表示デバイス又はディスプレイにおいて、青、赤及び緑発光の3種の有機EL素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。 The multicolor display device can be used as a display device, a display, or various light emitting light sources. Full-color display is possible by using three types of organic EL elements that emit blue, red, and green in a display device or display.

表示デバイス又はディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示及び自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。 Examples of the display device or display include televisions, personal computers, mobile devices, AV devices, teletext displays, information displays in automobiles, and the like. In particular, it may be used as a display device for reproducing a still image or a moving image, and the driving method when used as a display device for reproducing a moving image may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.

発光装置としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 Light emitting devices include household lighting, interior lighting, backlights for clocks and liquid crystals, signboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. However, the present invention is not limited thereto.

以下、本発明の有機EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an example of a display device having the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。 FIG. 2 is a schematic view showing an example of a display device composed of an organic EL element. It is a schematic diagram of the display of a mobile phone or the like that displays image information by emitting light of an organic EL element.

ディスプレイ1は複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B、表示部Aと制御部Bとを電気的に接続する配線部C等を有する。 The display 1 has a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that scans an image of the display unit A based on image information, a wiring unit C that electrically connects the display unit A and the control unit B, and the like.

制御部Bは表示部Aと配線部Cを介して電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。 The control unit B is electrically connected via the display unit A and the wiring unit C, sends a scanning signal and an image data signal to each of a plurality of pixels based on image information from the outside, and the scanning signal is used to send a pixel for each scanning line. Lights up sequentially according to the image data signal, scans the image, and displays the image information on the display unit A.

図3はアクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。 FIG. 3 is a schematic view of a display device based on the active matrix method.

表示部Aは基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部Cと複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。 The display unit A has a wiring unit C including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of pixels 3 and the like on the substrate. The main members of the display unit A will be described below.

図3においては、画素3の発光した光が白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。 FIG. 3 shows a case where the light emitted from the pixel 3 is taken out in the direction of the white arrow (downward).

配線部の走査線5及び複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示していない)。 The scanning line 5 and the plurality of data lines 6 of the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning line 5 and the data line 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixel 3 at orthogonal positions (details are shown in the figure). Not).

画素3は走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。 When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data.

発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。 Full-color display is possible by appropriately arranging pixels in the red region, pixels in the green region, and pixels in the blue region of the emission color on the same substrate.

次に、画素の発光プロセスを説明する。図4は画素の回路を示した概略図である。 Next, the light emitting process of the pixel will be described. FIG. 4 is a schematic view showing a pixel circuit.

画素は、有機EL素子10、スイッチングトランジスタ11、駆動トランジスタ12、コンデンサー13等を備えている。複数の画素に有機EL素子10として、赤色、緑色及び青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。 The pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a drive transistor 12, a capacitor 13, and the like. Full-color display can be performed by using organic EL elements that emit red, green, and blue light as the organic EL elements 10 for a plurality of pixels and arranging them side by side on the same substrate.

図4において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスタ11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスタ11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー13と駆動トランジスタ12のゲートに伝達される。 In FIG. 4, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6. Then, when a scanning signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 11 via the scanning line 5, the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is the capacitor 13 and the driving transistor 12. It is transmitted to the gate of.

画像データ信号の伝達により、コンデンサー13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ12の駆動がオンする。駆動トランジスタ12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。 By transmitting the image data signal, the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive transistor 12 is driven on. In the drive transistor 12, the drain is connected to the power supply line 7, the source is connected to the electrode of the organic EL element 10, and the power supply line 7 is connected to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.

制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフしてもコンデンサー13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ12が駆動して有機EL素子10が発光する。 When the scanning signal is transferred to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, since the capacitor 13 holds the potential of the charged image data signal even when the drive of the switching transistor 11 is turned off, the drive of the drive transistor 12 is kept on and the next scan signal is applied. The light emission of the organic EL element 10 continues until. When the next scanning signal is applied by the sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.

すなわち、有機EL素子10の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ11と駆動トランジスタ12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。 That is, for the light emission of the organic EL element 10, the switching transistor 11 and the drive transistor 12, which are active elements, are provided for the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels, and the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels 3 emits light. It is carried out. Such a light emitting method is called an active matrix method.

ここで、有機EL素子10の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。 Here, the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-valued image data signal having a plurality of gradation potentials, or may be on or off of a predetermined amount of light emission by a binary image data signal. Good. Further, the potential of the capacitor 13 may be continuously maintained until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.

本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。 The present invention is not limited to the active matrix method described above, and may be a passive matrix type light emission drive in which the organic EL element emits light in response to the data signal only when the scanning signal is scanned.

図5は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図5において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。 FIG. 5 is a schematic view of a display device based on the passive matrix method. In FIG. 5, a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a grid pattern so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.

順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。 When the scanning signal of the scanning line 5 is applied by the sequential scanning, the pixel 3 connected to the applied scanning line 5 emits light according to the image data signal.

パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。 In the passive matrix method, the pixel 3 has no active element, and the manufacturing cost can be reduced.

本発明の有機EL素子を用いることにより、発光効率が向上した表示装置が得られた。 By using the organic EL element of the present invention, a display device having improved luminous efficiency was obtained.

<照明装置>
本発明の有機EL素子は、照明装置に用いることもできる。
<Lighting device>
The organic EL element of the present invention can also be used in a lighting device.

本発明の有機EL素子は、共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよい。このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。 The organic EL element of the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure. The purpose of using the organic EL element having such a resonator structure includes a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, and the like. Not limited. Further, it may be used for the above purpose by oscillating a laser.

また、本発明の有機EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。 Further, the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp such as for lighting or an exposure light source, a projection device of a type for projecting an image, or a type for directly visually recognizing a still image or a moving image. It may be used as a display device (display).

動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、パッシブマトリクス方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。又は、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。 When used as a display device for moving image playback, the drive system may be either a passive matrix system or an active matrix system. Alternatively, a full-color display device can be manufactured by using two or more kinds of organic EL elements of the present invention having different emission colors.

また、本発明に用いられるπ共役系化合物は、実質的に白色の発光を生じる有機EL素子を具備する照明装置に適用できる。例えば、複数の発光材料を用いる場合、複数の発光色を同時に発光させて、混色することで白色発光を得ることができる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色及び青色の3原色の三つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した二つの発光極大波長を含有したものでもよい。 Further, the π-conjugated compound used in the present invention can be applied to a lighting device including an organic EL element that emits substantially white light. For example, when a plurality of light emitting materials are used, white light emission can be obtained by simultaneously emitting a plurality of light emitting colors and mixing the colors. The combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of red, green and blue, or two using the relationship of complementary colors such as blue and yellow and blue-green and orange. It may contain the maximum emission wavelength.

また、本発明の有機EL素子の形成方法は、発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよい。他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法及び印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。 Further, in the method for forming the organic EL element of the present invention, a mask may be provided only when the light emitting layer, the hole transport layer, the electron transport layer, or the like is formed, and the mask may be applied separately. Since the other layers are common, patterning such as a mask is not required, and an electrode film can be formed on one surface by a vapor deposition method, a casting method, a spin coating method, an inkjet method, a printing method, or the like, and productivity is also improved.

この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機EL装置と異なり、素子自体が白色発光である。 According to this method, unlike a white organic EL device in which light emitting elements of a plurality of colors are arranged in parallel in an array, the elements themselves emit white light.

[本発明の照明装置の一態様]
本発明の有機EL素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
[One aspect of the lighting device of the present invention]
An aspect of the lighting device of the present invention provided with the organic EL element of the present invention will be described.

本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止し、図6及び図7に示すような照明装置を形成することができる。 The non-light emitting surface of the organic EL element of the present invention is covered with a glass case, a glass substrate having a thickness of 300 μm is used as a sealing substrate, and an epoxy-based photocurable adhesive (Lux manufactured by Toa Synthetic Co., Ltd.) is used as a sealing material around the glass substrate. Track LC0629B) is applied, which is placed on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, sealed, and illuminated as shown in FIGS. 6 and 7. The device can be formed.

図6は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機EL素子(照明装置内の有機EL素子101)はガラスカバー102で覆われている(なお、ガラスカバーでの封止作業は、照明装置内の有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った。)。 FIG. 6 shows a schematic view of the lighting device, and the organic EL element (organic EL element 101 in the lighting device) of the present invention is covered with a glass cover 102 (note that the sealing work with the glass cover is lighting. The organic EL element 101 in the apparatus was carried out in a glove box in a nitrogen atmosphere (in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without being brought into contact with the atmosphere).

図7は、照明装置の断面図を示し、105は陰極、106は有機層、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。 FIG. 7 shows a cross-sectional view of the lighting device, where 105 is a cathode, 106 is an organic layer, and 107 is a glass substrate with a transparent electrode. The glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108, and a water catching agent 109 is provided.

本発明の有機EL素子を用いることにより、発光効率が向上した照明装置が得られた。 By using the organic EL element of the present invention, a lighting device having improved luminous efficiency was obtained.

<有機EL素子材料>
有機EL素子材料として、本発明に係る電子輸送材料は、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物を含有する電子輸送材料であって、かつ、該π共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値が0.5eV以下の化合物であることを特徴とする。
<Organic EL element material>
As the organic EL element material, the electron transporting material according to the present invention is an electron transporting material containing a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1), and is the π-conjugated compound. The compound is characterized in that the absolute value of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level is 0.5 eV or less.

このπ共役系化合物を有機EL素子の電荷移動層に用いることで、π共役系化合物上に生成した三重項励起子を失活させずに、逆項間交差(RISC)により一重項励起子へと変換し、励起子の失活を抑制することで、有機EL素子の発光効率を向上させることができる。 By using this π-conjugated compound in the charge transfer layer of the organic EL element, triplet excitons generated on the π-conjugated compound are not deactivated, but become singlet excitons by inverse intersystem crossing (RISC). By converting to and suppressing the deactivation of excitons, the light emission efficiency of the organic EL element can be improved.

さらに、電子輸送材料として本発明に係るπ共役系化合物は、電子輸送性薄膜、に用いることもできる。 Further, the π-conjugated compound according to the present invention as an electron transporting material can also be used for an electron transporting thin film .

<電荷移動性薄膜>
電荷移動性薄膜として、本発明に係る電子輸送性薄膜は、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、かつ、該π共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値が0.5eV以下であることを特徴とする。
<Charge transfer thin film>
As the charge transfer thin film, the electron transporting thin film according to the present invention contains a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) and has the lowest excited singlet energy of the π-conjugated compound. The absolute value of the difference between the level and the lowest excited triplet energy level is 0.5 eV or less.

本発明の電荷移動性薄膜は、前記有機層の形成方法と同様に作製することができる。 The charge-transfer thin film of the present invention can be produced in the same manner as in the method for forming the organic layer.

本発明の電荷移動性薄膜の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等による形成方法を用いることができる。 The method for forming the charge-transfer thin film of the present invention is not particularly limited, and conventionally known methods such as a vacuum vapor deposition method and a wet method (also referred to as a wet process) can be used.

湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア−ブロジェット法)等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。 The wet method includes a spin coating method, a casting method, an inkjet method, a printing method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method, a spray coating method, a curtain coating method, an LB method (Langmuir-Blogget method), and the like. From the viewpoint of easy obtaining a homogeneous thin film and high productivity, a method having high suitability for the roll-to-roll method such as a die coating method, a roll coating method, an inkjet method, and a spray coating method is preferable.

本発明に用いられる電荷移動性薄膜を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。 Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the charge-transfer thin film used in the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene and xylene. , Aromatic hydrocarbons such as mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.

また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。 Further, as a dispersion method, dispersion can be performed by a dispersion method such as ultrasonic waves, high shear force dispersion, or media dispersion.

更に層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度を50〜450℃の範囲内、真空度を10−6〜10−2Paの範囲内、蒸着速度0.01〜50nm/秒の範囲内、基板温度−50〜300℃の範囲内、層厚0.1nm〜5μmの範囲内、好ましくは5〜200nmの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。 Further, a different film forming method may be applied to each layer. The case of employing an evaporation method in the deposition, the deposition conditions may vary due to kinds of materials used, generally in the range boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a vacuum degree of 10 -6 to 10 -2 Pa range The vapor deposition rate should be appropriately selected within the range of 0.01 to 50 nm / sec, the substrate temperature within the range of -50 to 300 ° C., the layer thickness within the range of 0.1 nm to 5 μm, and preferably within the range of 5 to 200 nm. desirable.

また、成膜にスピンコート法を採用する場合、スピンコーターを100〜1000rpmの範囲内、10〜120秒の範囲内で、乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。 When the spin coating method is adopted for film formation, it is preferable to carry out the spin coater within the range of 100 to 1000 rpm and within the range of 10 to 120 seconds in a dry inert gas atmosphere.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, the indication of "parts" or "%" is used, but unless otherwise specified, it indicates "parts by mass" or "% by mass".

実施例で用いた化合物を以下に示す。 The compounds used in the examples are shown below.

Figure 0006781534
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Figure 0006781534
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[実施例1]
《有機EL素子1−1の作製》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムスズ酸化物)を100nmの厚さで成膜した基板(NHテクノグラス社製 NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
[Example 1]
<< Fabrication of organic EL element 1-1 >>
After patterning on a substrate (NA45 manufactured by NH Technoglass Co., Ltd.) in which ITO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 100 nm on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode, this ITO transparent electrode was used. The transparent support substrate provided with the above was ultrasonically washed with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone washed for 5 minutes.

この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を用いて3000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、層厚20nmの正孔注入層を設けた。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。 On this transparent support substrate, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) was diluted to 70% with pure water at 3000 rpm. After forming a thin film by a spin coating method under the condition of 30 seconds, it was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a hole injection layer having a layer thickness of 20 nm. This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition apparatus, and each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent materials of each layer in an optimum amount for manufacturing an element. As the crucible for vapor deposition, a crucible made of molybdenum or tungsten made of a resistance heating material was used.

真空度1×10−4Paまで減圧した後、正孔輸送材料としてα−NPDを蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚40nmの正孔輸送層を形成した。ホスト化合物としてCDBP及び発光性化合物1が、それぞれ95%、5%の体積%になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、層厚30nmの発光層を形成した。 After depressurizing to a vacuum degree of 1 × 10 -4 Pa, α-NPD as a hole transport material is vapor-deposited on the hole injection layer at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer having a layer thickness of 40 nm. did. CDBP and luminescent compound 1 were co-deposited as host compounds at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec so as to be 95% and 5% by volume, respectively, to form a light emitting layer having a layer thickness of 30 nm.

その後、電子輸送材料としてTPBiを蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を形成した。 Then, TPBi was vapor-deposited as an electron-transporting material at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron-transporting layer having a layer thickness of 30 nm.

さらに、フッ化ナトリウムを厚さ1nmで形成した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成した。 Further, after forming sodium fluoride with a thickness of 1 nm, 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode.

上記素子の非発光面側を、純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、図6、7で示した缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機EL素子1−1を作製した。 The non-light emitting surface side of the element is covered with the can-shaped glass case shown in FIGS. 6 and 7 in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode take-out wiring is installed to install an organic EL element. 1-1 was prepared.

《有機EL素子1−2〜1−10の作製》
有機EL素子1−1の作製において、電子輸送層をTPBiと電子輸送材料の第2成分として表1に記載の化合物を体積比で70対30の割合で蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を形成したこと以外は、有機EL素子1−1の作製と同様にして、有機EL素子1−2〜1−10を作製した。
<< Fabrication of Organic EL Elements 1-2-1-10 >>
In the production of the organic EL device 1-1, the electron transport layer is used as the second component of the TPBi and the electron transport material, and the compounds shown in Table 1 are co-deposited at a volume ratio of 70:30 and a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec. The organic EL elements 1-2 to 1-10 were produced in the same manner as in the production of the organic EL element 1-1, except that the electron transport layer having a layer thickness of 30 nm was formed.

《有機EL素子1−11の作製》
有機EL素子1−6の作製において、発光層におけるホスト化合物をCDBPから例示化合物T−20に変えた以外は有機EL素子1−6と同様の方法で有機EL素子1−11を作製した。
<< Fabrication of organic EL element 1-11 >>
In the production of the organic EL element 1-6, the organic EL element 1-11 was produced in the same manner as the organic EL element 1-6 except that the host compound in the light emitting layer was changed from CDBP to the exemplary compound T-20.

《評価》
(発光効率の測定)
上記作製した各有機EL素子を、室温(約25℃)で、2.5mA/cmの定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタ社製)を用いて測定し、発光効率を算出した。得られた結果は、有機EL素子1−1を100とする相対値を示した。
《Evaluation》
(Measurement of luminous efficiency)
Each of the above-produced organic EL elements is made to emit light at room temperature (about 25 ° C.) under a constant current condition of 2.5 mA / cm 2 , and the luminous brightness immediately after the start of light emission is measured by the spectral radiance meter CS-2000 (Konica Minolta). The luminous efficiency was calculated by measuring using (manufactured by Konica Minolta). The obtained results showed relative values with the organic EL element 1-1 as 100.

(ΔEstの測定)
最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値(ΔEst)は、分子軌道計算用ソフトウェアGaussian09(Revision C.01,M.J.Frisch,et al,Gaussian,Inc.,2010.)により、汎関数B3LYP、基底関数6−31G(d)を用いた密度汎関数法によって計算した最適化構造を用いて、上記と同じ汎関数および基底関数を用いた時間依存密度汎関数法(Time−Dependent DFT)による励起状態計算を行って算出した。
(Measurement of ΔEst)
The absolute value (ΔEst) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level is determined by the molecular orbital calculation software Gaussian09 (Revision C.01, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc.). , 2010.), Using the optimized structure calculated by the density general function method using the general function B3LYP and the base function 6-31G (d), the time-dependent density using the same general function and base function as above. It was calculated by calculating the excited state by the general function method (Time-Dependent DFT).

得られた結果を表1に示す。 The results obtained are shown in Table 1.

Figure 0006781534
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表1から、ΔEstが0.5eVより大きい化合物を電子輸送層に用いた有機EL素子1−2及び1−3においては、有機EL素子1−1と比較して発光効率は大きく向上しないが、ΔEstが0.5eV以下のπ電子共役系化合物を用いた本発明の有機EL素子1−4から1−11では発光効率向上がより顕著になっており、本発明に係るπ共役系化合物を電子輸送層に含有させることが発光効率の向上に有効であることが分かる。また、ΔEstの小さいものほどこの傾向は顕著であった。さらに電子輸送層と共に発光層にπ電子共役系化合物を用いた場合、より大きな効果が得られることがわる。 From Table 1, in the organic EL elements 1-2 and 1-3 in which a compound having ΔEst greater than 0.5 eV was used for the electron transport layer, the light emission efficiency was not significantly improved as compared with the organic EL element 1-1. The improvement in light emission efficiency is more remarkable in the organic EL elements 1-4 to 1-11 of the present invention using the π-electron conjugated compound having ΔEst of 0.5 eV or less, and the π-electron conjugated compound according to the present invention is used as an electron. It can be seen that inclusion in the transport layer is effective in improving the light emission efficiency. Moreover, this tendency was more remarkable as the ΔEst was smaller. Further, when a π-electron conjugated compound is used in the light emitting layer together with the electron transport layer, a larger effect can be obtained.

参考例2
《有機EL素子2−1の作製》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムスズ酸化物)を100nmの厚さで成膜した基板(NHテクノグラス社製 NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
[ Reference example 2 ]
<< Fabrication of organic EL element 2-1 >>
After patterning on a substrate (NA45 manufactured by NH Technoglass Co., Ltd.) in which ITO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 100 nm on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode, this ITO transparent electrode was used. The transparent support substrate provided with the above was ultrasonically washed with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone washed for 5 minutes.

この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を用いて3000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、層厚20nmの正孔注入層を設けた。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。 On this transparent support substrate, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) was diluted to 70% with pure water at 3000 rpm. After forming a thin film by a spin coating method under the condition of 30 seconds, it was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a hole injection layer having a layer thickness of 20 nm. This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition apparatus, and each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent materials of each layer in an optimum amount for manufacturing an element. As the crucible for vapor deposition, a crucible made of molybdenum or tungsten made of a resistance heating material was used.

真空度1×10−4Paまで減圧した後、α−NPDを蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚40nmの正孔輸送層を形成した。ホスト化合物としてCBP及び発光性化合物1が、それぞれ95%、5%の体積%になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、層厚30nmの発光層を形成した。 After depressurizing to a degree of vacuum of 1 × 10 -4 Pa, α-NPD was deposited on the hole injection layer at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer having a layer thickness of 40 nm. CBP and luminescent compound 1 were co-deposited as host compounds at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec so as to be 95% and 5% by volume, respectively, to form a light emitting layer having a layer thickness of 30 nm.

その後、TPBiを蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を形成した。 Then, TPBi was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron transport layer having a layer thickness of 30 nm.

さらに、フッ化ナトリウムを厚さ1nmで形成した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成した。 Further, after forming sodium fluoride with a thickness of 1 nm, 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode.

上記素子の非発光面側を、純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、図6、7で示した缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機EL素子2−1を作製した。 The non-light emitting surface side of the element is covered with the can-shaped glass case shown in FIGS. 6 and 7 in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode take-out wiring is installed to install an organic EL element. 2-1 was prepared.

《有機EL素子2−2〜2−10の作製》
有機EL素子2−1の作製において、発光層と電子輸送層の層厚をそれぞれ、25nmとし、発光層と電子輸送層の間に表2で示す材料を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着した厚さ10nmの中間層を形成したこと以外は、有機EL素子2−1の作製と同様にして、有機EL素子2−2〜2−10を作製した。
<< Fabrication of organic EL elements 2-2-2-10 >>
In the production of the organic EL element 2-1, the layer thicknesses of the light emitting layer and the electron transport layer were set to 25 nm, respectively, and the materials shown in Table 2 were deposited between the light emitting layer and the electron transport layer at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec. The organic EL element 2-2-2-10 was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 2-1 except that the intermediate layer having a thickness of 10 nm was formed.

《有機EL素子2−11の作製》
有機EL素子2−8の作製において、発光層における発光材料を発光性化合物1から例示化合物T−38に変えた以外は有機EL素子2−8と同様の方法で有機EL素子2−11を作製した。
<< Fabrication of organic EL element 2-11 >>
In the production of the organic EL element 2-8, the organic EL element 2-11 is produced in the same manner as the organic EL element 2-8 except that the light emitting material in the light emitting layer is changed from the luminescent compound 1 to the exemplary compound T-38. did.

《評価》
発光効率の測定を実施例1と同様にして行った。その結果を表2に示す。得られた結果は、有機EL素子2−1を100とする相対値を示した。
《Evaluation》
Luminous efficiency was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. The obtained results showed relative values with the organic EL element 2-1 as 100.

Figure 0006781534
Figure 0006781534

表2から、ΔEstの絶対値が0.5eVより大きい化合物を用いた比較の有機EL素子2−2及び2−3においては、有機EL素子2−1と比較して発光効率が大きく向上しないが、ΔEstの値が0.5eV以下のπ電子共役系化合物を用いた参考例の有機EL素子2−4から2−11では発光効率向上がより顕著になっており、中間層に本発明に係るπ共役系化合物を含有させることが発光効率の向上に有効であることが分かる。また、ΔEstの小さいものほどこの傾向は顕著であった。さらに中間層と共に発光層にπ共役系化合物を用いた場合、より大きな効果が得られることがわかる。 From Table 2, in the comparative organic EL elements 2-2 and 2-3 using compounds having an absolute value of ΔEst larger than 0.5 eV, the light emission efficiency is not significantly improved as compared with the organic EL element 2-1. The improvement in light emission efficiency is more remarkable in the organic EL elements 2-4 to 2-11 of the reference example using the π-electron conjugated compound having a ΔEst value of 0.5 eV or less, and the intermediate layer according to the present invention. It can be seen that the inclusion of the π-conjugated compound is effective in improving the light emission efficiency. Moreover, this tendency was more remarkable as the ΔEst was smaller. Furthermore, it can be seen that a greater effect can be obtained when a π-conjugated compound is used in the light emitting layer together with the intermediate layer.

参考例3
《有機EL素子3−1の作製》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムスズ酸化物)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
[ Reference example 3 ]
<< Fabrication of organic EL element 3-1 >>
A transparent substrate provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NA45 manufactured by NH Technoglass Co., Ltd.) in which ITO (indium tin oxide) was deposited at 100 nm on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode. The support substrate was ultrasonically washed with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone washed for 5 minutes.

この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を用いて3000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、層厚20nmの正孔注入層を設けた。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。 On this transparent support substrate, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) was diluted to 70% with pure water at 3000 rpm. After forming a thin film by a spin coating method under the condition of 30 seconds, it was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a hole injection layer having a layer thickness of 20 nm. This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition apparatus, and each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent materials of each layer in an optimum amount for manufacturing an element. As the crucible for vapor deposition, a crucible made of molybdenum or tungsten made of a resistance heating material was used.

真空度1×10−4Paまで減圧した後、α−NPDを蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚40nmの正孔輸送層を形成した。mCP、発光性化合物2が、それぞれ91%、9%の体積%になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、層厚30nmの発光層を形成した。 After depressurizing to a degree of vacuum of 1 × 10 -4 Pa, α-NPD was deposited on the hole injection layer at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer having a layer thickness of 40 nm. The mCP and the luminescent compound 2 were co-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec so as to be 91% and 9% by volume, respectively, to form a light emitting layer having a layer thickness of 30 nm.

その後、TPBiを蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を形成した。 Then, TPBi was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron transport layer having a layer thickness of 30 nm.

さらに、フッ化ナトリウムを膜厚1nmで形成した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成した。 Further, after forming sodium fluoride with a film thickness of 1 nm, aluminum 100 nm was vapor-deposited to form a cathode.

上記素子の非発光面側を、純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、図6、7で示した缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機EL素子3−1を作製した。 The non-light emitting surface side of the element is covered with the can-shaped glass case shown in FIGS. 6 and 7 in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode take-out wiring is installed to install an organic EL element. 3-1 was prepared.

《有機EL素子3−2の作製》
ホスト化合物としてmCP、発光性化合物として発光性化合物2、第3成分として比較化合物1を用い、それぞれの比率が80%、5%、15%の体積%となるように発光層を形成した以外は有機EL素子3−1の作製と同様にして、有機EL素子3−2を作製した。
<< Fabrication of organic EL element 3-2 >>
Except that mCP was used as the host compound, luminescent compound 2 was used as the luminescent compound, and comparative compound 1 was used as the third component, and the light emitting layer was formed so that the respective ratios were 80%, 5%, and 15% by volume. The organic EL element 3-2 was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 3-1.

《有機EL素子3−3〜3−10の作製》
表2に示すように第3成分(アシストドーパント)を変えた以外は有機EL素子3−2と同様の方法で有機EL素子3−3から3−10を作製した。
<< Fabrication of organic EL elements 3-3 to 3-10 >>
As shown in Table 2, organic EL elements 3-3 to 3-10 were produced in the same manner as the organic EL element 3-2 except that the third component (assist dopant) was changed.

《評価》
発光効率の測定を実施例1と同様にして行った。その結果を表3に示す。得られた結果は、有機EL素子3−1を100とする相対値を示した。
《Evaluation》
Luminous efficiency was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. The obtained results showed relative values with the organic EL element 3-1 as 100.

Figure 0006781534
Figure 0006781534

表3から、ΔEstが0.5eVより大きい化合物を用いた有機EL素子3−2及び3−3においては、有機EL素子3−1と比較して発光効率が低下する結果が得られたが、ΔEstが0.5eV以下の、本発明に係るπ共役系化合物を用いた参考例の有機EL素子3−4〜3−10では発光効率向上がより顕著になっており、第3成分のアシストドーパントとして発光層に含有させることが発光効率の向上に有効であることが分かる。また、ΔEstの小さいものほどこの傾向は顕著であることがわかる。 From Table 3, in the organic EL devices 3-2 and 3-3 using compounds having ΔEst greater than 0.5 eV, the results were obtained that the light emission efficiency was lower than that of the organic EL device 3-1. The improvement in light emission efficiency is more remarkable in the organic EL devices 3-4 to 3-10 of the reference example using the π-conjugated compound according to the present invention having ΔEst of 0.5 eV or less, and the assist dopant of the third component It can be seen that the inclusion in the light emitting layer is effective in improving the light emitting efficiency. Further, it can be seen that this tendency is more remarkable as the ΔEst is smaller.

参考例4
《有機EL素子4−1の作製》
50mm×50mm、厚さ0.7mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウム・スズ酸化物)を150nmの厚さで成膜し、パターニングを行った後、このITO透明電極を付けた透明基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
[ Reference example 4 ]
<< Fabrication of organic EL element 4-1 >>
ITO (indium tin oxide) as an anode is formed on a glass substrate having a thickness of 50 mm × 50 mm and a thickness of 0.7 mm to a thickness of 150 nm, and after patterning, a transparent substrate to which the ITO transparent electrode is attached. Was ultrasonically washed with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone washed for 5 minutes, and then this transparent substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition apparatus.

真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。 Each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent materials of each layer in the optimum amount for manufacturing the device. As the crucible for vapor deposition, a crucible made of molybdenum or tungsten made of a resistance heating material was used.

真空度1×10−4Paまで減圧した後、HAT−CNの入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒でITO透明電極上に蒸着し、層厚10nmの正孔注入輸送層を形成した。 After depressurizing to a vacuum degree of 1 × 10 -4 Pa, the crucible for vapor deposition containing HAT-CN is energized and heated, and thin-film deposition is performed on an ITO transparent electrode at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec. A hole injection transport layer was formed.

次いで、α−NPDを蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚40nmの正孔輸送層を形成した。ホスト化合物mCP、比較化合物1を、それぞれ93%、7%の体積%になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、層厚30nmの発光層を形成した。 Next, α-NPD was deposited on the hole injection layer at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer having a layer thickness of 40 nm. The host compound mCP and the comparative compound 1 were co-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec so as to be 93% and 7% by volume, respectively, to form a light emitting layer having a layer thickness of 30 nm.

その後、BCPを蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を形成した。 Then, BCP was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron transport layer having a layer thickness of 30 nm.

さらに、フッ化リチウムを膜厚0.5nmで形成した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成した。 Further, after forming lithium fluoride with a film thickness of 0.5 nm, aluminum 100 nm was vapor-deposited to form a cathode.

上記素子の非発光面側を、純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、図6、7で示した缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機EL素子4−1を作製した。 The non-light emitting surface side of the element is covered with the can-shaped glass case shown in FIGS. 6 and 7 in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode take-out wiring is installed to install an organic EL element. 4-1 was prepared.

《有機EL素子4−2〜4−9の作製》
発光性化合物を比較化合物1から表4に示すように変えた以外は有機EL素子4−1と同様の方法で有機EL素子4−2から4−9を作製した。
<< Fabrication of organic EL elements 4-2-4-9 >>
Organic EL devices 4-2 to 4-9 were produced in the same manner as the organic EL device 4-1 except that the luminescent compound was changed from Comparative Compound 1 as shown in Table 4.

《評価》
発光効率の測定を実施例1と同様にして行った。その結果を表4に示す。得られた結果は、有機EL素子4−1を100とする相対値を示した。
《Evaluation》
Luminous efficiency was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4. The obtained results showed relative values with the organic EL element 4-1 as 100.

Figure 0006781534
Figure 0006781534

表4から、ΔEstが0.5eVより大きい化合物を用いた有機EL素子4−1及び2よりも、ΔEstが0.5eV以下のπ共役系化合物を用いた参考例の有機EL素子4−3から4−9では発光効率向上がより顕著になっており、蛍光発光性化合物として本発明に係るπ共役系化合物が有用であることがわかる。また、ΔEstの小さいものほどこの傾向は顕著であることがわかる。 From Table 4, from the organic EL element 4-3 of the reference example using the π-conjugated compound having ΔEst of 0.5 eV or less, rather than the organic EL elements 4-1 and 2 using the compound having ΔEst greater than 0.5 eV. In 4-9, the improvement in light emission efficiency is more remarkable, and it can be seen that the π-conjugated compound according to the present invention is useful as a fluorescent light emitting compound. Further, it can be seen that this tendency is more remarkable as the ΔEst is smaller.

参考例5
《有機EL素子5−1の作製》
50mm×50mm×厚さ0.7mmのガラス基板上に、ITO(インジウム・スズ酸化物)を150nmの厚さで成膜した後、パターニングを行い、陽極であるITO透明電極を形成した。このITO透明電極が設けられた透明基板を、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥した後、UVオゾン洗浄を5分間行った。得られた透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
[ Reference example 5 ]
<< Fabrication of organic EL element 5-1 >>
After forming an ITO (indium tin oxide) film with a thickness of 150 nm on a glass substrate having a thickness of 50 mm × 50 mm × 0.7 mm, patterning was performed to form an ITO transparent electrode as an anode. The transparent substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and then UV ozone washed for 5 minutes. The obtained transparent substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition apparatus.

真空蒸着装置内の蒸着用の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量を充填した。前記抵抗加熱ボートはモリブデン製又はタングステン製を用いた。 Each of the resistance heating boats for vapor deposition in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent materials of each layer in the optimum amount for manufacturing the device. The resistance heating boat was made of molybdenum or tungsten.

真空蒸着装置内を真空度1×10−4Paまで減圧した後、HAT−CNの入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒でITO透明電極上に蒸着し、厚さ15nmの正孔注入層を形成した。 After depressurizing the inside of the vacuum vapor deposition apparatus to a vacuum degree of 1 × 10 -4 Pa, the resistance heating boat containing HAT-CN is energized and heated, and vapor deposition is performed on the ITO transparent electrode at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec. A hole injection layer having a thickness of 15 nm was formed.

次いで、α−NPDを、蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、厚さ30nmの正孔輸送層を形成した。 Next, α-NPD was deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer having a thickness of 30 nm.

次いで、ホスト化合物として比較化合物1と、発光性化合物としてトリス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)とが入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.010nm/秒で正孔輸送層上に共蒸着し、厚さ40nmの発光層を形成した。 Next, a resistance heating boat containing Comparative Compound 1 as the host compound and Tris (2-phenylpyridinato) iridium (III) as the luminescent compound was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 nm / sec, respectively. Co-deposited on the hole transport layer at 0.010 nm / sec to form a light emitting layer with a thickness of 40 nm.

次いで、HB−1を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、厚さ5nmの第一電子輸送層を形成した。 Next, HB-1 was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a first electron transport layer having a thickness of 5 nm.

さらに、その上に、ET−1を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、厚さ45nmの第二電子輸送層を形成した。 Further, ET-1 was vapor-deposited on it at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a second electron transport layer having a thickness of 45 nm.

その後、フッ化リチウムを厚さ0.5nmになるよう蒸着した後、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子5−1を作製した。 Then, lithium fluoride was vapor-deposited to a thickness of 0.5 nm, and then 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, thereby producing an organic EL element 5-1.

《有機EL素子5−2〜5−15の作製》
ホスト化合物を表3に示されるように変更した以外は有機EL素子5−1と同様にして発光層を形成し、有機EL素子5−2〜5−15を作製した。
<< Fabrication of Organic EL Elements 5-2-5-15 >>
A light emitting layer was formed in the same manner as the organic EL element 5-1 except that the host compound was changed as shown in Table 3, to prepare an organic EL element 5-2 to 5-15.

発光効率の測定を実施例1と同様にして行った。その結果を表5に示す。得られた結果は、有機EL素子5−1を100とする相対値を示した。 Luminous efficiency was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5. The obtained results showed relative values with the organic EL element 5-1 as 100.

Figure 0006781534
Figure 0006781534

表5から、ΔEstが0.5eVより大きい化合物を用いた有機EL素子5−1及び5−2よりも、ΔEstが0.5eV以下のπ共役系化合物を用いた参考例の有機EL素子5−3から5−15では発光効率向上がより顕著になっている。また、ΔEstの小さいものほどこの傾向は顕著であることがわかる。ホスト化合物として本発明に係るπ共役系化合物が有用であることがわかる。 From Table 5, the organic EL device 5- of the reference example using the π-conjugated compound having ΔEst of 0.5 eV or less rather than the organic EL devices 5-1 and 5-2 using compounds having ΔEst greater than 0.5 eV. From 3 to 5-15, the improvement in light emission efficiency is more remarkable. Further, it can be seen that this tendency is more remarkable as the ΔEst is smaller. It can be seen that the π-conjugated compound according to the present invention is useful as the host compound.

1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサー
101 照明装置内の有機EL素子
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
A 表示部
B 制御部
C 配線部
1 Display 3 pixels 5 Scanning line 6 Data line 7 Power supply line 10 Organic EL element 11 Switching transistor 12 Drive transistor 13 Condenser 101 Organic EL element in lighting device 102 Glass cover 105 Cathode 106 Organic layer 107 Glass substrate with transparent electrode 108 Nitrogen gas 109 Water trapping agent A Display unit B Control unit C Wiring unit

Claims (7)

陽極と陰極の間に少なくとも電荷移動層として電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該電子輸送層が、下記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、かつ、該π共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値(ΔEst)が0.5eV以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 0006781534

(式中、Aは環構造を有する基を表し、Aは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。B及びCは、単環又は3環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Xは、O、S、N−R、C−R(R)、Si−R(R)、B−R又は単結合を表す。R〜Rは、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。ただし、下記T−9及びT−19で表される化合物を除く。)
Figure 0006781534
An organic electroluminescence element having at least an electron transport layer as a charge transfer layer between an anode and a cathode, and the electron transport layer contains a π-conjugated compound having a structure represented by the following general formula (1). Moreover, the organic electroluminescence element is characterized in that the absolute value (ΔEst) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level of the π-conjugated compound is 0.5 eV or less.
Figure 0006781534

(In the formula, A represents a group having a ring structure, A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group, or a heteroaryl group optionally substituted. B and C represent a monocyclic group or a heteroaryl group. Represents an aryl ring or a heteroaryl ring, each of which is composed of a fused ring structure of up to 3 rings and may be substituted independently of each. X is O, S, N-R 1 , C-R 2 (R). 3 ), Si-R 4 (R 5 ), B-R 6 or single bond. R 1 to R 6 each independently have a hydrogen atom, which may be substituted alkyl group, aryl group or Represents a heteroaryl group, except for the compounds represented by T-9 and T-19 below.)
Figure 0006781534
前記B及びCは、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、ベンゾシロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、フェナントレン環、フルオレン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環を表すことを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The B and C may be independently substituted, respectively, benzene ring, naphthalene ring, indene ring, benzosilol ring, indol ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, thienothiophene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, The organic electroluminescence element according to claim 1, wherein it represents a dibenzosilol ring, a dibenzoborol ring, a carbazole ring, a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring. 前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物が、下記一般式(2)〜(15)のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 0006781534

(式中、A及びXは前記一般式(1)におけるA及びXと同義である。Yは、O、S、N−R、C−R(R)、Si−R10(R11)、B−R12又はCH=CHを表す。R〜R12は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。)
The π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) is a π-conjugated compound having a structure represented by any of the following general formulas (2) to (15). The organic electroluminescence element according to claim 1 or 2.
Figure 0006781534

(In the formula, A and X are synonymous with A and X in the general formula (1). Y is O, S, N-R 7 , C-R 8 (R 9 ), Si-R 10 (R). 11 ), B-R 12 or CH = CH. R 7 to R 12 each independently represent a hydrogen atom, which may be substituted, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group.)
前記一般式(2)〜(15)に記載の環構造Aが、1〜5個のシアノ基で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフッ素原子で置換されている炭素数6〜20のアリール環、1〜5個のフルオロアルキル基で置換されている炭素数6〜20のアリール環、置換されていてもよい含窒素芳香環で置換されているベンゼン環又は置換されていてもよい含窒素芳香環を表すことを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The ring structure A according to the general formulas (2) to (15) is substituted with an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms and 1 to 5 fluorine atoms substituted with 1 to 5 cyano groups. Aryl rings having 6 to 20 carbon atoms, aryl rings having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 fluoroalkyl groups, benzene rings substituted with optionally substituted nitrogen-containing aromatic rings, or The organic electroluminescence element according to claim 3, wherein the nitrogen-containing aromatic ring may be substituted. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子が発光層を有し、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物が、前記発光層に隣接する前記電子輸送層に含まれることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 A claim characterized in that the organic electroluminescence device has a light emitting layer, and a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) is contained in the electron transport layer adjacent to the light emitting layer. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 4. 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする表示装置。 A display device comprising the organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 5. 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする照明装置。 A lighting device comprising the organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 5.
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