JP7081924B2 - Luminescent material, luminescent thin film, organic electroluminescence element, display device and lighting device - Google Patents

Luminescent material, luminescent thin film, organic electroluminescence element, display device and lighting device Download PDF

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Description

本発明は、π共役系化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、発光材料、発光性薄膜、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π共役系化合物等に関する。 The present invention relates to a π-conjugated compound, an organic electroluminescence element material, a light emitting material, a light emitting thin film, an organic electroluminescence element, and a display device and a lighting device provided with the organic electroluminescence element. More specifically, the present invention relates to a π-conjugated compound having improved luminous efficiency.

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。)を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子(「有機電界発光素子」、「有機EL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。 An organic electroluminescence element (also referred to as an "organic electroluminescent element" or "organic EL element") using an organic material electroluminescence (hereinafter abbreviated as "EL") enables planar light emission. It is a technology that has already been put into practical use as a new electroluminescence system. 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素子の発光方式としては、三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起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。
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。
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値段が産業上大きな問題となることが懸念される。
There are two light emission methods for organic EL elements: "phosphorus light emission" that emits light when returning from the triplet excited state to the ground state, and "fluorescent emission" that emits light when returning from the singlet excited state to the ground state. There is a street.
When an electric field is applied to an organic EL element, holes and electrons are injected from the anode and cathode, respectively, and recombine in the light emitting layer to generate excitons. At this time, since the singlet exciter and the triplet exciter are generated at a ratio of 25%: 75%, the phosphorescent emission using the triplet exciter has a theoretically higher internal quantum than the fluorescent emission. It is known that efficiency can be obtained.
However, in order to actually obtain high quantum efficiency in the phosphorescent emission 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 the reserves of the rare metal and 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。
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。
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.
For example, in Patent Document 1, a phenomenon in which singlet excitons are generated by collision of two triplet excitons (Triplet-Triplet Annihilation: hereinafter, abbreviated as “TTA” as appropriate. Further, Triplet-Triplet Fusion: “TTF”. 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 single term exciter 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 ("heat-activated delayed fluorescence" ("" It is also reported that it can be used for fluorescent light emitting materials using "thermally excited delayed fluorescence" (hereinafter, abbreviated as "TADF" as appropriate) and organic EL elements (for example, 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 that of phosphorescent light emission, even in fluorescent light 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)と最低三重項励起エネルギー準位(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 to cause an inverse intersystem crossing from 75% triplet excitons to singlet excitons generated by electric field excitation at room temperature or the temperature of the light emitting layer in the light emitting element. Further, the singlet excitons generated by the intersystem crossing fluoresce in the same manner as the 25% singlet excitons generated by the direct excitation, so that 100% internal quantum efficiency is theoretically possible. 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 triplet excited energy level (T 1 ) (hereinafter referred to as ΔEST ) is extremely high. It is essential to be small.

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、発光性化合物へ蛍光共鳴エネルギー移動(Fluorescence resonance energy transfer:以下、適宜、「FRET」と略記する。)し、発光性化合物が移動してきたエネルギーにより発光することが可能となる。従って、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 (non-). See 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 exciter is transferred to the luminescent compound by fluorescence resonance energy transfer (hereinafter, abbreviated as "FRET" as appropriate), and the luminescent compound can emit light by the transferred energy. Will be. Therefore, it is theoretically possible to make the luminescent compound emit light by using 100% exciton energy, and high luminous efficiency is exhibited.

有機化合物においてΔESTを極小化するには、分子内の最高被占分子軌道(HOMO)と最低空分子軌道(LUMO)を混在させずに局在化させることが望ましい。In order to minimize ΔEST in an organic compound, it is desirable to localize the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest empty molecular orbital (LUMO) in the molecule without mixing them.

図1及び図2は、TADF現象を発現する化合物(TADF化合物)と一般的な蛍光発光性化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図である。例えば、図1に示す構造を有する2CzPNでは、ベンゼン環上の1位と2位のカルバゾリル基にHOMOが局在し、4位と5位のシアノ基にLUMOが局在している。そのため、2CzPNのHOMOとLUMOを分離することができ、ΔESTが極めて小さくなってTADF現象を発現する。一方、2CzPNの4位と5位のシアノ基をメチル基に置き換えた2CzXy(図2)では、構造は類似しているが、2CzPNでみられるHOMOとLUMOの明確な分離ができないために、ΔESTを小さくすることはできず、TADF現象を発現させるには至らない。1 and 2 are schematic diagrams showing energy diagrams of a compound exhibiting the TADF phenomenon (TADF compound) and a general fluorescent light emitting compound. For example, in 2CzPN having the structure shown in FIG. 1, HOMO is localized in the carbazolyl groups at the 1st and 2nd positions on the benzene ring, and LUMO is localized in the cyano groups at the 4th and 5th positions. Therefore, HOMO and LUMO of 2CzPN can be separated, ΔEST becomes extremely small, and the TADF phenomenon is exhibited. On the other hand, in 2CzXy (FIG. 2) in which the cyano groups at the 4- and 5-positions of 2CzPN are replaced with methyl groups, although the structures are similar, ΔE cannot be clearly separated from HOMO and LUMO as seen in 2CzPN. The ST cannot be reduced, and the TADF phenomenon cannot be manifested.

従来技術では、HOMOとLUMOを明確に分離するには、強力な電子供与性基又は電子吸引性基を用いる手法が知られている。しかしながら、強力な電子供与性基又は電子吸引性基を用いることは、強い分子内電荷移動(CT)性の励起状態を形成するため、吸収スペクトルや発光スペクトルが長波長化する要因となり、発光波長の制御が困難であるという課題が生じている。逆に、発光波長を制御するために電子供与性又は電子吸引性を弱めると、TADF現象の発現に支障をきたすことになる。そのため、発光波長を制御しながら、TADF現象を発現させる新たな手法が望まれている。 In the prior art, in order to clearly separate HOMO and LUMO, a method using a strong electron-donating group or an electron-withdrawing group is known. However, the use of a strong electron donating group or electron attracting group forms a strong intramolecular charge transfer (CT) excited state, which causes the absorption spectrum and the emission spectrum to become longer wavelengths, resulting in an emission wavelength. There is a problem that it is difficult to control. On the contrary, if the electron donating property or the electron withdrawing property is weakened in order to control the emission wavelength, the expression of the TADF phenomenon is hindered. Therefore, a new method for expressing the TADF phenomenon while controlling the emission wavelength is 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,2014,5,4016-4022.H. 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、発光波長を長波長化させることなく、発光効率を高めうる新たなπ共役系化合物を提供することである。また、当該π共役系化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子材料、発光性薄膜並びに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 thereof is to provide a new π-conjugated compound capable of increasing luminous efficiency without lengthening the emission wavelength. Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescence element material containing the π-conjugated compound, a luminescent thin film, and a display device and a lighting device provided with the organic electroluminescence element.

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、電子供与部をオルト位で有する含窒素芳香族六員環のπ共役系化合物を含有す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を新たに想到し、発光効率を向上できることを見出して本発明に至った。
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。
As a result of investigating the causes of the above problems in order to solve the above problems, the present inventor is characterized by containing a π-conjugated compound having a nitrogen-containing aromatic six-membered ring having an electron donating portion at the ortho position. We have arrived at the present invention by newly conceiving an organic electroluminescence element and finding that it is possible to improve the light emission efficiency.
That is, the above-mentioned problem according to the present invention is solved by the following means.

本発明の第一は、π共役系化合物に係わる。
[1] 下記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物。

Figure 0007081924000001
(一般式(1)中、
及びDは、それぞれ独立に、電子供与性基で置換されたアリール基、置換されていてもよい電子供与性の複素環基、及び置換されていてもよいアミノ基からなる群より選ばれる電子供与性基Dを表し、
~Mは、それぞれ独立して、窒素原子又は-C-Zを表し、M~Mのうちの少なくとも一つは窒素原子であり、M~Mのいずれかが-C-Zの場合、Zはそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、又は置換基を表す。)
[2] 前記置換基は、前記電子供与性基D又はアルキル基であるか、又は
フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、電子吸引性基で置換されていてもよいアリール基、及び置換されていてもよい電子吸引性の複素環基からなる群より選ばれる電子吸引性基Aである、[1]に記載のπ共役系化合物。
[3] 前記π共役系化合物が、下記一般式(2)~(26)のいずれかで表される、[1]又は[2]に記載のπ共役系化合物。
Figure 0007081924000002
(一般式(2)~(26)中、
~Dは、それぞれ独立して、前記電子供与性基Dを表し、
~Zは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、アルキル基、又は前記電子吸引性基Aを表す。)
[4] 前記一般式(2)~(26)において、Z~Zが電子吸引性基Aである、[3]に記載のπ共役系化合物。
[5] 前記π共役系化合物において、D=D=D=D=D=DとZ=Z=Z=Zのうち少なくとも一方を満たす、[3]又は[4]に記載のπ共役系化合物。
[6] 前記π共役系化合物の最低励起一重項準位と最低励起三重項準位とのエネルギー差の絶対値(ΔEST)が0.50eV以下である、[1]~[5]のいずれかに記載のπ共役系化合物。The first of the present invention relates to π-conjugated compounds.
[1] A π-conjugated compound having a structure represented by the following general formula (1).
Figure 0007081924000001
(In general formula (1),
D 1 and D 2 are independently selected from the group consisting of an aryl group substituted with an electron donating group, an electron donating heterocyclic group optionally substituted, and an amino group optionally substituted. Represents the electron donating group D
M 1 to M 4 independently represent a nitrogen atom or -CZ, at least one of M 1 to M 4 is a nitrogen atom, and any of M 1 to M 4 is -C. In the case of -Z, Z independently represents a hydrogen atom, a deuterium atom, or a substituent. )
[2] The substituent is the electron-donating group D or an alkyl group, or is substituted with a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group substituted with a fluorine atom, a carbonyl group which may be substituted, or a substituent. A sulfonyl group which may be substituted, a phosphinoxide group which may be substituted, a boryl group which may be substituted, an aryl group which may be substituted with an electron-withdrawing group, and an electron-withdrawing complex which may be substituted. The π-conjugated compound according to [1], which is an electron-withdrawing group A selected from the group consisting of a ring group.
[3] The π-conjugated compound according to [1] or [2], wherein the π-conjugated compound is represented by any of the following general formulas (2) to (26).
Figure 0007081924000002
(In general formulas (2) to (26),
D 1 to D 6 independently represent the electron donating group D, respectively.
Z 1 to Z 4 independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom, an alkyl group, or the electron-withdrawing group A. )
[4] The π-conjugated compound according to [3], wherein Z 1 to Z 4 are electron-withdrawing groups A in the general formulas (2) to (26).
[5] In the π-conjugated compound, at least one of D 1 = D 2 = D 3 = D 4 = D 5 = D 6 and Z 1 = Z 2 = Z 3 = Z 4 is satisfied, [3] or The π-conjugated compound according to [4].
[6] Any of [1] to [5], wherein the absolute value (ΔE ST ) of the energy difference between the lowest excited singlet level and the lowest excited triplet level of the π-conjugated compound is 0.50 eV or less. The π-conjugated compound described in Kana.

本発明の第二は、本発明のπ共役系化合物を用いた、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、発光材料、発光性薄膜及び有機エレクトロルミネッセンス素子に係わる。
[7] [1]~[6]のいずれかに記載のπ共役系化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
[8] [1]に記載のπ共役系化合物を含み、前記π共役系化合物が蛍光を放射する、発光材料。
[9] 前記π共役系化合物が、遅延蛍光を放射する、[8]に記載の発光材料。
[10] [1]~[6]のいずれかに記載のπ共役系化合物を含む、発光性薄膜。
[11] 陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層とを含み、
前記発光層の少なくとも一層が、[1]~[6]のいずれかに記載のπ共役系化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
[12] 前記発光層が、前記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少なくとも一方とを含む、[11]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[13] 前記発光層が、前記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少なくとも一方と、ホスト材料とを含む、[11]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The second aspect of the present invention relates to an organic electroluminescence device material, a light emitting material, a light emitting thin film, and an organic electroluminescence device using the π-conjugated compound of the present invention.
[7] An organic electroluminescence device material containing the π-conjugated compound according to any one of [1] to [6].
[8] A luminescent material containing the π-conjugated compound according to [1], wherein the π-conjugated compound radiates fluorescence.
[9] The light emitting material according to [8], wherein the π-conjugated compound emits delayed fluorescence.
[10] A luminescent thin film containing the π-conjugated compound according to any one of [1] to [6].
[11] The anode, the cathode, and a light emitting layer provided between the anode and the cathode are included.
An organic electroluminescence device in which at least one layer of the light emitting layer contains the π-conjugated compound according to any one of [1] to [6].
[12] The organic electroluminescence element according to [11], wherein the light emitting layer contains the π-conjugated compound and at least one of a fluorescent compound and a phosphorescent compound.
[13] The organic electroluminescence element according to [11], wherein the light emitting layer contains the π-conjugated compound, at least one of a fluorescent light emitting compound and a phosphorescent light emitting compound, and a host material.

本発明の第三は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた、表示装置及び照明装置に係わる。
[14] [11]~[13]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有する、表示装置。
[15] [11]~[13]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有する、照明装置。
The third aspect of the present invention relates to a display device and a lighting device using the organic electroluminescence element of the present invention.
[14] A display device having the organic electroluminescence device according to any one of [11] to [13].
[15] A lighting device having the organic electroluminescence element according to any one of [11] to [13].

本発明の上記手段により、発光効率の改良を実現した新たなπ共役系化合物を提供することができる。また、当該π共役系化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、発光材料、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有する発光性薄膜並びに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 π-conjugated compound having improved luminous efficiency. Further, the π-conjugated compound provides an organic electroluminescence element material, a light emitting material, a light emitting thin film containing the organic electroluminescence element material, and a display device and a lighting device provided with the organic electroluminescence element. Can be done.

本発明の効果の発現機構ないし作用機構について、以下のように推察している。 The mechanism of expression or mechanism of action of the effect of the present invention is inferred as follows.

本願の手法では、含窒素芳香族六員環のオルト位に電子供与部を有するπ共役系化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光効率が向上することを見出した。その発現機構としては、π共役系化合物の含窒素芳香族六員環のオルトの位置に結合した電子供与部位がスルースペースでの相互作用により分子の電子供与性を増強するため、強いCT性の励起状態を形成することができるようになるためと推察している。 In the method of the present application, it has been found that the luminous efficiency is improved in an organic electroluminescence device containing a π-conjugated compound having an electron donor at the ortho position of a nitrogen-containing aromatic six-membered ring. As its expression mechanism, the electron donating site bonded to the ortho position of the nitrogen-containing aromatic six-membered ring of the π-conjugated compound enhances the electron donating property of the molecule by the interaction in the through space, so that it has a strong CT property. It is speculated that it will be possible to form an excited state.

従来技術では、電子供与性を増強するためには、強力な電子供与基での置換や、複数の電子供与部位を直接連結することによるスルーボンドでのπ共役系を拡張する手法が知られている。しかし、これらの従来技術は発光波長の長波長化を招く弊害がある。本願の手法では、スルースペースでπ共役系を拡張するため、発光波長の長波長化も抑制できる。発光波長の制御が可能になることは、有機エレクトロルミネッセンス素子の開発を有利にする。 In the prior art, in order to enhance the electron donating property, a method of substituting with a strong electron donating group or expanding a π-conjugated system with a through bond by directly connecting a plurality of electron donating sites is known. There is. However, these conventional techniques have an adverse effect of increasing the emission wavelength. In the method of the present application, since the π-conjugated system is expanded by the through space, it is possible to suppress the lengthening of the emission wavelength. Being able to control the emission wavelength favors the development of organic electroluminescence devices.

電子供与部位の上述のスルースペースでの相互作用は、電子供与部位の数は2個に限らず、数が増加する方がより効果的である。一方、電子吸引部側においても、2個以上の電子吸引部がスルースペースで相互作用する位置関係にあれば、発光波長の長波長化を抑制しながら分子の電子吸引性の増強を可能にし、分子のフロンティア軌道のエネルギー準位の制御やTADF性の向上に効果がある。 The above-mentioned interaction of electron donating sites in the through space is not limited to two electron donating sites, and it is more effective to increase the number of electron donating sites. On the other hand, on the electron attracting portion side as well, if two or more electron attracting portions interact with each other in the through space, it is possible to enhance the electron attracting property of the molecule while suppressing the lengthening of the emission wavelength. It is effective in controlling the energy level of the frontier orbit of the molecule and improving the TADF property.

TADF化合物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 TADF compounds 一般的な蛍光発光性化合物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 common fluorescent compounds 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. 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 a π-conjugated compound 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 display device by 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 lighting equipment 照明装置の断面図Cross section of lighting equipment 実施例で作製した、本発明のπ共役系化合物を用いた蒸着膜4-1について、蛍光減衰測定を行った際の励起光照射からの時間と光子数との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the time from the excitation light irradiation and the number of photons when the fluorescence attenuation measurement was performed on the vapor deposition film 4-1 using the π-conjugated compound of the present invention produced in the examples.

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 embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the sense that the numerical values described before and after it are included as the lower limit value and the upper limit value.

1.π共役系化合物
本発明のπ共役系化合物は、下記一般式(1)で表される構造を有する化合物である。

Figure 0007081924000003
1. 1. π-conjugated compound The π-conjugated compound of the present invention is a compound having a structure represented by the following general formula (1).
Figure 0007081924000003

一般式(1)においてオルト位に存在するD及びDは電子供与性基Dである。In the general formula (1), D 1 and D 2 existing at the ortho position are electron donating groups D.

~Mは、それぞれ独立して、窒素原子又は-C-Zを表し、M~Mのうちの少なくとも一つは窒素原子である。本発明の化合物は少なくとも1つの窒素原子を芳香族六員環に有していなければならないが、窒素原子の数に特に限定はなく、1~4のいずれかである。M 1 to M 4 independently represent a nitrogen atom or —CZ, and at least one of M 1 to M 4 is a nitrogen atom. The compound of the present invention must have at least one nitrogen atom in the aromatic six-membered ring, but the number of nitrogen atoms is not particularly limited and is any one of 1 to 4.

~Mのいずれかが-C-Zの場合、Zは水素原子、重水素原子、又は置換基であり、好ましくは電子供与性基D、アルキル基、又は電子吸引性基Aである。When any of M 1 to M 4 is -C-Z, Z is a hydrogen atom, a deuterium atom, or a substituent, preferably an electron donating group D, an alkyl group, or an electron attracting group A. ..

(電子供与性基D)
及びD、又は-C-ZにおいてZで表される電子供与性基Dは、「電子供与性基で置換されたアリール基」、「置換されていてもよい電子供与性基の複素環基」、又は「置換されていてもよいアミノ基」である。
(Electron donating group D)
The electron donating group D represented by Z in D 1 and D 2 or —CZ is an “aryl group substituted with an electron donating group” or a “heterocyclic electron donating group optionally substituted”. It is a "ring group" or a "optionally substituted amino group".

Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「アリール基」としては、炭素数が6~24のアリール基が好ましい。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、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、ビフェニル環、ターフェニル環、テトラフェニル環などを挙げられる。より好ましくは、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、ビフェニル環、ターフェニル環が挙げられる。 As the "aryl group" of the "aryl group substituted with the electron donating group" represented by D, an aryl group having 6 to 24 carbon atoms is preferable. Specifically, benzene ring, inden ring, naphthalene ring, azulene ring, fluoranthene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, acenaphtylene ring, biphenylene ring, naphthalene ring, pyrene ring, pentalene ring, acetylene ring, heptalene ring, triphenylene. Examples thereof include a ring, an as-indacene ring, a chrysene ring, an s-indacene ring, a pryaden ring, a phenalene ring, a fluoranthene ring, a perylene ring, an acephenanthrene ring, a biphenyl ring, a terphenyl ring, and a tetraphenyl ring. More preferably, benzene ring, naphthalene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, biphenylene ring, chrysene ring, pyrene ring, triphenylene ring, chrysene ring, fluoranthene ring, perylene ring, biphenyl ring and terphenyl ring can be mentioned.

Dで表される「置換されていてもよい電子供与性の複素環基」の「電子供与性の複素環基」としては、炭素数が4~24の複素環が好ましい。そのような複素環の例には、ピロール環、インドール環、カルバゾール環、アザカルバゾール環、ジアザカルバゾール環、インドロインドール環、9,10-ジヒドロアクリジン環、5,10-ジヒドロフェナザシリン環、10,11-ジヒドロジベンゾアゼピン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾフリルインドール環、ベンゾチエノインドール環、インドロカルバゾール環、ベンゾフリルカルバゾール環、ベンゾチエノカルバゾール環、ベンゾチエノベンゾチオフェン環、ベンゾカルバゾール環、又はジベンゾカルバゾール環等が挙げられる。より好ましくは、カルバゾール環、インドロインドール環、9,10-ジヒドロアクリジン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾフリルインドール環、ベンゾカルバゾール環が挙げられる。上記の電子供与性の複素環を同一又は異なる2個以上の環を連結して組み合わせてもよい。 As the "electron-donating heterocyclic group" of the "optionally substituted electron-donating heterocyclic group" represented by D, a heterocycle having 4 to 24 carbon atoms is preferable. Examples of such heterocycles include pyrrole ring, indole ring, carbazole ring, azacarbazole ring, diazacarbazole ring, indroindole ring, 9,10-dihydroacridin ring, 5,10-dihydrophenazacillin ring. 10,11-dihydrodibenzoazepine ring, phenoxazine ring, phenothiazine ring, dibenzothiophene ring, benzofurylindole ring, benzothienoindole ring, indolocarbazole ring, benzofurylcarbazole ring, benzothienocarbazole ring, benzothiophenobenzothiophene Examples include a ring, a benzocarbazole ring, a dibenzocarbazole ring, and the like. More preferably, a carbazole ring, an indole indole ring, a 9,10-dihydroacridine ring, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, a dibenzothiophene ring, a benzofurylindole ring, and a benzocarbazole ring can be mentioned. The above electron donating heterocycles may be combined by connecting two or more identical or different rings.

Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」としては、アルキル基、アルコキシ基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよい電子供与性の複素環などが挙げられる。好ましくは、アルキル基、置換されていてもよい電子供与性基の複素環基が挙げられる。 The "electron donating group" of the "aryl group substituted with an electron donating group" represented by D includes an alkyl group, an alkoxy group, an amino group which may be substituted, and an electron donating which may be substituted. Examples include sex complex rings. Preferred examples thereof include an alkyl group and a heterocyclic group of an electron donating group which may be substituted.

Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」の「アルキル基」としては、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る。好ましくは、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挙げられる。 The "alkyl group" of the "electron donating group" of the "aryl group substituted with the electron donating group" represented by D may be linear, branched or cyclic, and may have, for example, 1 to 1 carbon atoms. Examples of the 20 linear, branched or cyclic alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, and the like. 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 Examples thereof include a group, an n-dodecyl group, an n-tridecyl group, an n-tetradecyl group, an n-pentadecyl group, an n-hexadecyl group, an n-heptadecyl group, an n-octadecyl group, an n-nonadecyl group and an n-icosyl group. Preferred examples include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, a cyclohexyl group, a 2-ethylhexyl group and a 2-hexyloctyl group.

Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」の「アルコシキ基」としては、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 "arco-shiki group" of the "electron-donating group" of the "aryl group substituted with the electron-donating group" represented by D may be linear, branched, or cyclic, and may have, for example, 1 to 1 carbon atoms. Examples thereof include 20 linear, branched or cyclic alkyl groups, specifically methoxy group, ethoxy group, 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-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyl Oxy 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-nonadecyloxy group, n-icosyloxy group, methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, t-butoxy group, cyclohexyloxy group. , 2-Ethylhexyloxy group, 2-hexyloctyloxy group are preferable.

Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」の「置換されていてもよいアミノ基」の置換基としては、アルキル基、アルキル基で置換されていてもよいアリール環が挙げられ、アルキル基及びアリール基については、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 The substituent of the "optionally substituted amino group" of the "electron-donating group" of the "aryl group substituted with the electron-donating group" represented by D is substituted with an alkyl group or an alkyl group. An aryl ring may be used, and examples of the alkyl group and the aryl group are the same as those described above, and the same ones are preferable.

Dで表される「置換されていてもよい電子供与性の複素環基」の置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルキル基で置換されていてもよいアリール環、置換されていてもよいアミノ基などが挙げられ、具体的には上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 The substituent of the "optionally substituted electron-donating heterocyclic group" represented by D may be an alkyl group, an alkoxy group, an aryl ring optionally substituted with an alkyl group, or a substituent may be substituted. Examples thereof include an amino group, and specific examples thereof include the same ones as described above, and the same ones are preferable.

Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」の「置換されていてもよい電子供与性の複素環基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 Examples of the "optionally substituted electron-donating heterocyclic group" of the "electron-donating group" of the "electron-donating aryl group substituted with the electron-donating group" represented by D include the same as described above. And similar ones are preferred.

Dで表される「置換されていてもよいアミノ基」の置換基としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 Examples of the substituent of the “optionally substituted amino group” represented by D include the same groups as described above, and the same group is preferable.

-C-ZにおいてZで表される「アルキル基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 Examples of the "alkyl group" represented by Z in -CZ include the same groups as described above, and the same group is preferable.

(電子吸引性基A)
-C-ZにおいてZで表される電子吸引性基Aは、「フッ素原子」、「シアノ基」、「フッ素原子で置換されたアルキル基」、「置換されていてもよいカルボニル基」、「置換されていてもよいスルホニル基」、「置換されていてもよいホスフィンオキサイド基」、「置換されていてもよいボリル基」、「置換されていてもよいアリール基(好ましくは電子吸引性基で置換されていてもよいアリール基)」、又は「置換されていてもよい電子吸引性の複素環基」でありうる。
(Electronic withdrawing group A)
The electron-withdrawing group A represented by Z in -CZ is a "fluorine atom", a "cyano group", an "alkyl group substituted with a fluorine atom", a "optionally substituted carbonyl group", and a "substituted carbonyl group". Substitutable sulfonyl group, "optionally substituted phosphinoxide group", "optionally substituted boryl group", "optionally optionally substituted aryl group (preferably an electron-withdrawing group) It may be an aryl group which may be substituted) ”or an electron-withdrawing heterocyclic group which may be substituted.

Aで表される「フッ素原子で置換されたアルキル基」の「アルキル基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 Examples of the "alkyl group" of the "alkyl group substituted with a fluorine atom" represented by A include the same as described above, and the same one is preferable.

Aで表される「置換されていてもよいアリール基」の「アリール基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 Examples of the "aryl group" of the "optionally substituted aryl group" represented by A include the same as described above, and the same one is preferable.

Aで表される「置換されていてもよい電子吸引性の複素環基」の「複素環基」としては、炭素数が3~24の複素環基が好ましい。そのような複素環基の例には、ジベンゾチオフェンオキシド環、ジベンゾチオフェンジオキシド環、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、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、ジベンゾホスホールオキシド環などが挙げられる。より好ましくは、ピリジン環、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、キノキサリン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、又はジベンゾボロールオキシド環が挙げられる。上記の複素環基を同一又は異なる2個以上の環を連結して組み合わせてもよい。 As the "heterocyclic group" of the "optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group" represented by A, a heterocyclic group having 3 to 24 carbon atoms is preferable. Examples of such heterocyclic groups include dibenzothiophene oxide ring, dibenzothiophene dioxide ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoxaline. Examples thereof include a ring, a phthalazine ring, a pteridine ring, a phenanthridine ring, a phenanthrolin ring, a dibenzofuran ring, a azadibenzofuran ring, a diazadibenzofuran ring, a dibenzosilol ring, a dibenzobolol ring, and a dibenzophosphor oxide ring. More preferably, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a quinazoline ring, a quinoxaline ring, a phenanthridine ring, a phenanthroline ring, a dibenzofuran ring, or a dibenzofuran oxide ring can be mentioned. The above heterocyclic groups may be combined by connecting two or more rings that are the same or different.

Aで表される「置換されていてもよい電子吸引性の複素環基」の置換基としては、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基で置換されていてもよいアリール環、フッ素原子で置換されていてもよいアリール環が挙げられる。アルキル基、アリール環の具体例としては、上記と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 Examples of the substituent of the "optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group" represented by A include a deuterium atom, a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group optionally substituted with a fluorine atom, and a fluorine atom. Examples thereof include an aryl ring optionally substituted with an alkyl group and an aryl ring optionally substituted with a fluorine atom. Specific examples of the alkyl group and the aryl ring include the same as above, and the same ones are preferable.

Aで表される「電子吸引性基で置換されていてもよいアリール基」の置換基としては、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、置換されていてもよい電子吸引性の複素環基が挙げられる。 As the substituent of the "aryl group optionally substituted with an electron-withdrawing group" represented by A, a heavy hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group optionally substituted with a fluorine atom, and a substituent are substituted. Examples include a carbonyl group which may be substituted, a sulfonyl group which may be substituted, a phosphinoxide group which may be substituted, a boryl group which may be substituted, and an electron-withdrawing heterocyclic group which may be substituted. Be done.

中でも、当該アリール基が有しうる置換基は電子吸引性基であることが好ましく、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、置換されていてもよい電子吸引性の複素環基が好ましく、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、又は置換されていてもよい電子吸引性の複素環基がより好ましい。 Among them, the substituent that the aryl group can have is preferably an electron-withdrawing group, which is a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group substituted with a fluorine atom, a carbonyl group which may be substituted, or a substituted group. A sulfonyl group which may be substituted, a phosphinoxide group which may be substituted, a boryl group which may be substituted, and an electron-withdrawing heterocyclic group which may be substituted are preferable, and the group is substituted with a fluorine atom, a cyano group, or a fluorine atom. A substituted alkyl group or an optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group is more preferred.

Aで表される「置換されていてもよいカルボニル基」、「置換されていてもよいスルホニル基」、「置換されていてもよいホスフィンオキサイド基」、「置換されていてもよいボリル基」の置換基としては、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール環、置換されていてもよい電子吸引性の複素環が挙げられる。具体例としては、上記と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。 Of "optionally substituted carbonyl group", "optionally substituted sulfonyl group", "optionally substituted phosphine oxide group", "optionally substituted boryl group" represented by A Examples of the substituent include a heavy hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group which may be substituted with a fluorine atom, an aryl ring which may be substituted, and an electron-withdrawing heterocycle which may be substituted. Be done. Specific examples include the same as above, and the same is preferable.

本発明のπ共役系化合物は、下記一般式(2)~(26)のいずれかで表されることが好ましい。 The π-conjugated compound of the present invention is preferably represented by any of the following general formulas (2) to (26).

Figure 0007081924000004
Figure 0007081924000004

一般式(2)~(26)中、D~Dは、それぞれ独立して、電子供与性基Dを表す。電子供与性基Dは、前記一般式(1)中のD~Dと同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。In the general formulas (2) to (26), D 1 to D 6 independently represent the electron donating group D, respectively. Examples of the electron donating group D include the same groups as D 1 to D 2 in the general formula (1), and the same group is preferable.

一般式(2)~(26)中、Z~Zは各々独立に、水素原子、重水素原子、アルキル基、又は前記電子吸引性基Aを表す。電子吸引性基Aは、一般式(1)のZとして使用しうる電子吸引性基A、即ち、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、電子吸引性基で置換されていてもよいアリール環、又は置換されていてもよい電子吸引性の複素環基である。In the general formulas (2) to (26), Z 1 to Z 4 independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom, an alkyl group, or the electron-withdrawing group A. The electron-withdrawing group A is an electron-withdrawing group A that can be used as Z in the general formula (1), that is, a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group substituted with a fluorine atom, a carbonyl group that may be substituted, and the like. A sulfonyl group which may be substituted, a phosphinoxide group which may be substituted, a boryl group which may be substituted, an aryl ring which may be substituted with an electron-withdrawing group, or an electron which may be substituted. It is an attractive heterocyclic group.

一般式(2)~(26)中、Z~Zで表される「アルキル基」、「フッ素原子で置換されたアルキル基」、「置換されていてもよいカルボニル基」、「置換されていてもよいスルホニル基」、「置換されていてもよいホスフィンオキサイド基」、「置換されていてもよいボリル基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。In the general formulas (2) to (26), "alkyl group" represented by Z 1 to Z 4 , "alkyl group substituted with a fluorine atom", "may be substituted carbonyl group", "substituted". Examples of the "sulfonyl group which may be substituted", the "phosphinoxide group which may be substituted", and the "boryl group which may be substituted" include the same groups as described above, and the same ones are preferable.

一般式(2)~(26)中、Z~Zで表される「電子吸引性基で置換されていてもよいアリール基」の「アリール基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。In the general formulas (2) to (26), examples of the "aryl group" of the "aryl group optionally substituted with an electron-withdrawing group" represented by Z 1 to Z 4 include the same as described above. And similar ones are preferred.

一般式(2)~(26)中、Z~Zで表される「置換されていてもよい電子吸引性の複素環基」の「電子吸引性の複素環基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。In the general formulas (2) to (26), the "electron-withdrawing heterocyclic group" of the "optionally substituted electron - withdrawing heterocyclic group" represented by Z1 to Z4 is as described above. Similar ones are mentioned, and similar ones are preferable.

一般式(2)~(26)中、Z~Zで表される「置換されていてもよい電子吸引性の複素環基」の置換基としては、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基で置換されていてもよいアリール環、フッ素原子で置換されていてもよいアリール環が挙げられる。具体的には、上記と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。In the general formulas (2) to (26), the substituents of the "optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group" represented by Z 1 to Z 4 include a deuterium atom, a fluorine atom and a cyano group. Examples thereof include an alkyl group optionally substituted with a fluorine atom, an aryl ring optionally substituted with an alkyl group optionally substituted with a fluorine atom, and an aryl ring optionally substituted with a fluorine atom. Specifically, the same as above can be mentioned, and the same thing is preferable.

一般式(2)~(26)中、Z~Zで表される「電子吸引性基で置換されていてもよいアリール基」の「電子吸引性基」としては、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、置換されていてもよい電子吸引性の複素環を表わし、好ましくは、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、又は置換されていてもよい電子吸引性の複素環が挙げられる。In the general formulas (2) to (26), the "electron-withdrawing group" of the "aryl group optionally substituted with an electron-withdrawing group" represented by Z 1 to Z 4 includes a fluorine atom and a cyano group. , An alkyl group substituted with a fluorine atom, a optionally substituted carbonyl group, an optionally substituted sulfonyl group, an optionally substituted phosphinoxide group, an optionally substituted boryl group, substituted. It represents an electron-withdrawing heterocycle which may be optionally, preferably a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group substituted with a fluorine atom, or an electron-withdrawing heterocycle which may be substituted.

一般式(2)~(26)中、Z~Zで表される「電子吸引性基で置換されていてもよいアリール基」の「電子吸引性基」の「フッ素原子で置換されたアルキル基」、「置換されていてもよいカルボニル基」、「置換されていてもよいスルホニル基」、「置換されていてもよいホスフィンオキサイド基」、「置換されていてもよいボリル基」、「置換されていてもよい電子吸引性の複素環基」としては、上記と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。In the general formulas (2) to (26), the "aryl group optionally substituted with an electron-withdrawing group" represented by Z 1 to Z 4 is substituted with a "fluorine atom" of the "electron-withdrawing group". "Alkyl group", "optionally substituted carbonyl group", "optionally substituted sulfonyl group", "optionally substituted phosphine oxide group", "optionally substituted boryl group", "optionally substituted boryl group" Examples of the "optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group" include the same groups as described above, and the same group is preferable.

一般式(2)~(26)で表される構造を有するπ共役系化合物において、D=D=D=D=D=DとZ=Z=Z=Zの少なくとも一方を満たすことが好ましい。合成が容易であるだけでなく、良好な発光効率が得られやすいからである。In the π-conjugated compound having the structure represented by the general formulas (2) to (26), D 1 = D 2 = D 3 = D 4 = D 5 = D 6 and Z 1 = Z 2 = Z 3 = Z. It is preferable to satisfy at least one of 4 . Not only is it easy to synthesize, but it is also easy to obtain good luminous efficiency.

前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物において、該π共役系化合物の最低励起一重項準位と最低励起三重項準位とのエネルギー差の絶対値(ΔEST)が0.50eV以下であることが好ましく、前記有機エレクトロルミネッセンス素子、前記素子材料、又は前記発光性薄膜に含有されることが好ましい。In the π-conjugated compound having the structure represented by the general formula (1), the absolute value ( ΔEST ) of the energy difference between the lowest excited singlet level and the lowest excited triplet level of the π-conjugated compound is It is preferably 0.50 eV or less, and is preferably contained in the organic electroluminescence element, the element material, or the luminescent thin film.

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を有していたり、構造異性体などが存在していたりする場合もあり、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 further have a substituent or may have a structural isomer or the like, and are limited to this description. Not done.

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これらの化合物を用いることで、上述のとおり、発光波長の長波長化を抑制しながら、電子供与性の増強を可能にすることができる。なお、これらの化合物のうちΔESTの絶対値が0.50eV以下の材料については、TADF性を示してもよい。ここで、遅延蛍光性を示すとは、蛍光減衰測定を行った時に、放射される蛍光の減衰速度の異なる成分が2種類以上あることをいう。なお、減衰が遅い成分は一般的には減衰時間がサブマイクロ秒以上であることが多いが、材料によって減衰時間が異なるため、減衰時間は限定されない。蛍光減衰測定は、一般的には以下のように行うことができる。π共役系化合物(発光性化合物)の溶液又は薄膜、又はπ共役系化合物と第二成分との共蒸着膜に、窒素雰囲気下で励起光を照射し、ある発光波長の光子数を計測する。そしてこのとき、放射される蛍光の減衰速度の異なる成分が2種類以上ある場合に、π共役系化合物が遅延蛍光性を示すものとする。By using these compounds, as described above, it is possible to enhance the electron donating property while suppressing the lengthening of the emission wavelength. Of these compounds, materials having an absolute value of ΔEST of 0.50 eV or less may exhibit TADF properties. Here, showing delayed fluorescence means that there are two or more types of components having different decay rates of the emitted fluorescence when the fluorescence attenuation measurement is performed. In addition, although the decay time of a component having a slow decay is generally sub-microsecond or more, the decay time is not limited because the decay time differs depending on the material. Fluorescence attenuation measurement can generally be performed as follows. A solution or thin film of a π-conjugated compound (luminescent compound) or a co-deposited film of the π-conjugated compound and the second component is irradiated with excitation light under a nitrogen atmosphere, and the number of photons at a certain emission wavelength is measured. At this time, when there are two or more types of components having different decay rates of the emitted fluorescence, the π-conjugated compound exhibits delayed fluorescence.

さらに、これらの化合物は、バイポーラー性を有し、様々なエネルギー準位に対応できることから、発光ホストとしても使用できるのみならず、正孔輸送、電子輸送にも適した化合物として使用することができるため、発光層での使用に限定されず、上述の正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、中間層などに用いてもよい。 Furthermore, since these compounds have bipolarity and can cope with various energy levels, they can be used not only as a light emitting host but also as a compound suitable for hole transport and electron transport. Therefore, the use is not limited to the light emitting layer, and may be used for the hole injection layer, the hole transport layer, the electron blocking layer, the hole blocking layer, the electron transport layer, the electron injection layer, the intermediate layer and the like. ..

<合成方法>
上記π共役系化合物は、例えば、国際公開第2010/113755号、Organic Letters,2002,4,1783-1785.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, International Publication No. 2010/117355, Organic Letters, 2002, 4, 1783-1785. It can be synthesized by referring to the method described in 1 or the method described in the references described in these documents.

2.有機エレクトロルミネッセンス素子材料
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、該π共役系化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子材料として用いることができる。具体的には、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、発光性材料、ホスト材料、アシストドーパント等の用途で有機エレクトロルミネッセンス素子材料として使用することが、高発光性の観点から好ましい。
2. 2. Organic electroluminescence element material The π-conjugated compound having the structure represented by the general formula (1) can be used as an organic electroluminescence (EL) element material containing the π-conjugated compound. Specifically, it is possible to use a π-conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) as an organic electroluminescence device material in applications such as a luminescent material, a host material, and an assist dopant. It is preferable from the viewpoint of sex.

次に、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。 Next, the light emitting method and the 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三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起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: "phosphorus light emission" that emits light when returning from the triplet excited state to the ground state, and "fluorescent emission" that emits light when returning from the singlet excited state to the ground state. be.

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, the triplet-triplet exciter, which is normally generated with a 75% probability and whose energy of the exciter is normally only heat due to non-radiation deactivation, is present at a high density. A method using a TTA (Triplet-Triplet Annihilation, or Triplet-Triplet Fusion: abbreviated as "TTF") mechanism that generates one singlet exciter from two triplet excitors to improve light emission efficiency is available. It has been found.

さらに、近年では、安達らの発見により一重項励起状態と三重項励起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三重項励起状態から一重項励起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 single-term excited state and the triple-term excited state by the discovery of Adachi et al., Triple with a low energy level due to Joule heat during emission and / or the environmental temperature at which the emitting element is placed A phenomenon in which inverse crossing occurs from the term-excited state to the single-term excited state, and as a result, fluorescence emission close to 100% is possible (also referred to as thermal-excited delayed fluorescence or thermal-excited 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、三重項励起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、また同様に一重項励起状態から三重項励起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 triplet excited state to the singlet ground state is prohibited. Since it is a transition and the intersystem crossing from the singlet excited state to the triplet excited 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 from 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 100 depending on the selection of the ligand. 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 light emission, it is necessary to use precious metals such as iridium, palladium, and platinum, which are rare metals, so-called white metals. The price of metal itself becomes a big problem in industry.

<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 luminescent compound>
The general fluorescent compound does not need to be a heavy metal complex like a phosphorus light emitting 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 compounds 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 phosphorescent 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。
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。)
<Delayed fluorescent compound>
[Excited triplet-triplet annihilation (TTA) delayed fluorescent compound]
An emission method using delayed fluorescence has emerged to solve the problems of fluorescent compounds. The TTA method originating from the collision 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 energy of excitons 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 that is about twice that of a conventional fluorescent light emitting element.
General formula: T * + T * → S * + S
(In the equation, T * represents a triplet exciton, S * represents a singlet exciton, and S represents a ground state molecule.)

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。 However, as can be seen from the above equation, since only one singlet exciton that can be used for light emission is generated from 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 fluorescent emission, 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、特異的に三重項励起状態と一重項励起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 triplet excited state and the singlet excited 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三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が起こる。さらに、一重項励起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、一重項励起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 a triplet excited state to a singlet excited state, which cannot normally occur due to a small ΔEST , occurs. Furthermore, since the rate constant of deactivation (= fluorescence emission) from the singlet excited state to the ground state is extremely large, the triplet excitator itself is thermally deactivated to the ground state (non-radiative deactivation). It is more rhythmically advantageous to return to the ground state while fluorescing via the singlet excited state. Therefore, TADF can theoretically emit 100% fluorescent light.

<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。
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。
<Molecular design concept for ΔEST >
The molecular design for reducing the above ΔEST will be described.
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. It is a target.

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-withdrawing site in the electron orbit of a molecule. By introducing an electron-donating and electron-withdrawing skeleton into the molecule, HOMO is generally distributed. It is possible to move away from the position where LUMO and LUMO exist.

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 "Organic Optoelectronics Reaching the Practical Use Stage" Applied Physics Vol. 82, No. 6, 2013, 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三重項励起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 ground state and triplet excited state of the compound. As a method for reducing the structural change, for example, it is effective to make the compound rigid. Rigidity described here means that there are few sites that can move freely in the molecule, 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>
TADF compounds have various problems in terms of their 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 TADF compounds, 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 in which the HOMO site and LUMO site are separated. It becomes a state close to intramolecular 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 can be formed not only between two molecules but also 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 multimolecular 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 that the absorption spectrum and the absorption spectrum are basically the same. 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。 Broadening the emission spectrum poses two major problems. One is the problem that the color purity of the emitted color becomes low. It does not pose a big problem when applied to lighting applications, 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 that the rising wavelength on the short wavelength side of the emission spectrum (referred to as the "fluorescence 0-0 band") is shortened, that is, the S1 is increased (the energy level of the lowest excited single term energy level is increased). 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(T準位の上昇)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、高いS準位かつ高いT準位を有する必要が生じてくる。Naturally, when the wavelength of the fluorescence 0-0 band is shortened, the wavelength of the phosphorescent 0-0 band derived from T 1 , which has a lower energy than that of S 1 , is also shortened (the T 1 level rises). Therefore, the compound used for the host compound needs to have a high S 1 level and a high T 1 level in order to prevent reverse energy transfer from the dopant.

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 cation radical state, an anion radical state and an excited state in an organic EL element, and these chemical species are intramolecular. By expanding the π-conjugated system of, it can exist relatively stably.

しかしながら、高いS準位かつ高いT準位を分子に付与するには、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 impart a high S 1 level and a high T 1 level to a molecule, it is necessary to reduce or cut off the π-conjugated system in the molecule, which makes it difficult to achieve both stability and stability. As a result, the life of the light emitting element is shortened.

また、重金属を含まないTADF化合物においては、三重項励起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、三重項励起状態での存在時間(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三重項励起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化合物の三重項励起状態から一重項励起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。In addition, in TADF compounds that do not contain heavy metals, the transition from the triplet excited state to the ground state is a forbidden transition, so the existence time (exciton lifetime) in the triplet excited state is from several hundred μs to millimeters. Very long, on the order of seconds. Therefore, even if the T1 energy level of the host compound is higher than that of the fluorescent light-emitting compound, the triple-term excited state of the fluorescent light-emitting compound is changed to the host compound due to the length of its existence time. The probability of reverse energy transfer increases. As a result, the reverse intersystem crossing from the triplet excited state to the singlet excited state of the originally intended TADF compound does not sufficiently occur, and the unfavorable reverse energy transfer to the host compound becomes the mainstream, resulting in sufficient emission efficiency. Will occur.

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、基本的には一重項励起状態及び三重項励起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 singlet-excited state and the triplet-excited 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化合物の三重項励起状態の存在時間(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、基底状態と三重項励起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 triplet excited 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 triplet excited 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, software for molecular orbital calculation using B3LYP as a general function and 6-31G (d) as a base function is used as a calculation method. It can be calculated by using it, and the software is not particularly limited, and it can be calculated in the same manner by using any of them.

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 Co., Ltd. in the United States 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0.50eV以下であり、好ましくは0.30eV以下であり、より好ましくは0.10eV以下である。Regarding the separated state of HOMO and LUMO, the structure optimization calculation using B3LYP as the above-mentioned general function and 6-31G (d) as the base function is further performed by the time-dependent density functional theory (Time-Dependent DFT). 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 ΔE ST = | E (S 1 ) -E (T 1 ) | It is also possible to calculate. The smaller the calculated ΔEST , the more separated HOMO and LUMO are. In the present invention, the ΔEST calculated by using the same calculation method as described above is 0.50 eV or less, preferably 0.30 eV or less, and more preferably 0.10 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 ]
The lowest excited singlet energy level S1 of the π - conjugated compound in the present invention is defined in the same invention as in the usual method. 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 cohesion may occur in the measurement of the thin film. Considering that the π-conjugated compound in the present invention has a relatively small Stokes shift and that the structural changes between the excited state and the ground state are small, the lowest excited single -term energy level S1 in the present invention is set to 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 the transient PL characteristics are measured using a streak camera to separate the fluorescent component and the phosphorescent component. The lowest excited triple-term energy level can be obtained from the lowest excited single-term 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 a laser beam.

3.有機EL素子
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極の間に少なくとも発光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、該発光層の少なくとも1層が、前記一般式(1)で表される構造を有するπ共役系化合物を含有することを特徴とする。
3. 3. Organic EL Element The organic EL element of the present invention is an organic electroluminescence element having at least a light emitting layer between an anode and a cathode, and at least one of the light emitting layers has a structure represented by the general formula (1). It is characterized by containing a π-conjugated compound having.

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) Anodic / 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 (6) 7) Anodic / 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 preferable. Used, but not limited to.

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 anode, 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。
(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.

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。
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
As a typical element configuration of the tandem structure, for example, the following configuration can be mentioned.
Anode / 1st light emitting unit / intermediate layer / 2nd light emitting unit / intermediate layer / 3rd light emitting unit / cathode

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。 Here, the first light emitting unit, the second light emitting unit, and the third light emitting unit may all be the same or 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 (indium / zinc oxide), ZnO 2 , TiN, ZrN, HfN, TiOx, VOx, CuI, InN, GaN, and CuAlO 2 . Conductive inorganic compound layers such as CuGaO 2 , SrCu 2 O 2 , LaB 6 , RuO 2 , Al, two-layer films such as Au / Bi 2 O 3 , SnO 2 / Ag / SnO 2 , ZnO / Ag / ZnO. , Bi 2 O 3 / Au / Bi 2 O 3 , TIO 2 / TIN / TIO 2 , Multilayer film such as TIO 2 / ZrN / TIO 2 , Fullerenes such as C60, Conductive organic material layer such as oligothiophene, Examples thereof include conductive organic compound layers such as metallic 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、特許第3496681号、特許第3884564号、特許第4213169号、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 Pat. No. 6,872,472, US Pat. No. 6,107,734, US Pat. No. 6,337,492, International. Publication No. 2005/009087, JP-A-2006-228712, JP-A-2006-24791, JP-A-2006-49393, JP-A-2006-49394, JP-A-2006-49396, JP-A-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. 4213169, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-192719, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-07629, Japanese Patent Publication No. The element configurations and constituent materials described in JP-A-2007-07844, JP-A-2007-059848, JP-A-2003-272860, JP-A-2003-045676, International Publication No. 2005/094130, etc. are listed. However, 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 element 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 film to be formed, the prevention of applying an unnecessary high voltage at the time of light emission, and the improvement of the stability of the light 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。 Further, the layer thickness of each light emitting layer used in the present invention is preferably adjusted in the range of 2 nm to 1 μm, more preferably in the range of 2 to 200 nm, and further preferably in the range of 3 to 150 nm. It will be adjusted.

本発明に用いられる発光層は一層でもよいし、複数の層から構成されてもよい。本願のπ共役系化合物を発光層に用いる場合、単独で用いてもよいし、後述のホスト材料、蛍光発光材料、リン光発光材料などと混合して用いてもよい。発光層の少なくとも一層が、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。本願のπ共役系化合物は、発光層の少なくとも一層が、本願π共役系化合物と、ホスト化合物とを含有すると、発光効率が向上するため好ましい。発光層の少なくとも一層が、本願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種類とを含有すると、発光効率が向上するため好ましい。発光層の少なくとも一層が、本願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種類と、ホスト化合物とを含有すると、発光効率が向上するため好ましい。 The light emitting layer used in the present invention may be one layer or may be composed of a plurality of layers. When the π-conjugated compound of the present application is used for the light emitting layer, it may be used alone or mixed with a host material, a fluorescent light emitting material, a phosphorescent light emitting material and the like described later. At least one layer of the light emitting layer may contain a light emitting dopant (a light emitting compound, a light emitting dopant, also simply referred to as a dopant), and further contain a host compound (a matrix material, a light emitting host compound, also simply referred to as a host). preferable. It is preferable that at least one layer of the light emitting layer of the π-conjugated compound of the present application contains the π-conjugated compound of the present application and the host compound because the luminous efficiency is improved. It is preferable that at least one layer of the light emitting layer contains the π-conjugated compound of the present application and at least one of the fluorescent light emitting compound and the phosphorescent light emitting compound because the luminous efficiency is improved. It is preferable that at least one layer of the light emitting layer contains at least one of the π-conjugated compound of the present application, a fluorescent light emitting compound and a phosphorescent light emitting compound, and a host compound because the luminous efficiency is improved.

(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。)と、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、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物を蛍光発光性化合物又はアシストドーパントとして、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。
(1) Light-emitting dopant As the light-emitting dopant, a fluorescent light-emitting dopant (also referred to as a fluorescent light-emitting compound or a fluorescent dopant) and a phosphorescent light-emitting dopant (also referred to as a phosphorescent light-emitting compound or a phosphorescent dopant) are preferably used. Be done. In the present invention, the light emitting layer contains the π-conjugated compound according to the present invention as a fluorescent light emitting compound or an assist dopant in the range of 0.1 to 50% by mass, and particularly in the range of 1 to 30% by mass. It is preferable to contain it within.

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, it is preferable that the light emitting layer 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 at a uniform concentration 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. This makes it possible to obtain an arbitrary emission color.

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の差の絶対値(ΔEST)が、0.50eV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。発光層が、本発明に係るπ共役系化合物のみを含有する場合、本発明に係るπ共役系化合物はホスト化合物兼発光性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, wherein the absolute value ( ΔEST ) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level is 0.50 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. When the light emitting layer contains only the π-conjugated compound according to the present invention, the π-conjugated compound according to the present invention acts as a host compound and a luminescent 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 by which the effect is exhibited is the same in all cases, and the triplet excitons generated on the π-conjugated compound according to the present invention are converted 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蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)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 by fluorescence resonance energy transfer (FRET), 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. It is preferably lower than the energy levels of 1 and T 1 and higher than the energy levels of the luminescent compounds S 1 and T 1 .

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, when the light emitting layer contains two components of the π-conjugated compound and the luminescent compound according to the present invention, the energy levels of S 1 and T 1 of the π-conjugated compound are S 1 of the luminescent compound. It is preferable that the energy level is higher than the energy level of T1.

図3及び図4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3及び図4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。 3 and 4 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. 3 and 4 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3及び図4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. 3 and 4, a fluorescent light emitting compound is used as the light emitting material, but the present invention is not limited to this, and a phosphorescent light emitting compound may be used, and the fluorescent light emitting compound and the phosphorescent light emitting compound may be used. 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 in the range of 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 brightness meter 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, and a combination of blue and green and red.

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 element 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 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) -1 Fluorescent light emitting dopant As the fluorescent light emitting dopant (fluorescent dopant), the π-conjugated compound of the present invention may be used, or a known fluorescent dopant or delayed fluorescence used for the light emitting layer of the organic EL element. It may be appropriately selected from sex dopants and used.

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、特許5366106号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, fluorentene 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 Laid-Open No. 2011-213643, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-93181, Japanese Patent No. 5366106, and the like. However, the present invention is not limited to these.

(1)-2 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。
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。
(1) -2 Phosphorescent light emitting dopant The phosphorescent light emitting dopant used in the present invention will be described.
The phosphorescent dopant used in the present invention is a compound in which light emission from an excited triple term is observed, specifically, a compound that emits phosphorescent light at room temperature (25 ° C.), and has a phosphorescent quantum yield. Is defined as a compound of 0.01 or more at 25 ° C., but a preferable phosphorescence quantum yield is 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. Although the phosphorus photon yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorus photon dopant used in the present invention achieves the above-mentioned phosphorus photon 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 and used 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、特願2011-181303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), Appl. Phys. Let. 78, 1622 (2001), Adv. Mater. 19,739 (2007), Chem. Mater. 17, 3532 (2005), Adv. Mater. 17, 1059 (2005), International Publication No. 2009/100991, 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, Appl. Phys. Let. 86,153505 (2005), Chem. Let. 34,592 (2005), Chem. Commun. 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 Patent No. 7332232, USA Patent Application Publication No. 2009/01087737, US Patent Application Publication No. 2009/00397776, US Patent No. 6921915, US Patent No. 6688266, US Patent Application Publication No. 2007/0190359, US Patent Application Publication No. 2006/0008670, US Patent Application Publication No. 2009/0165846, 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. Let. 74,1361 (1999), International Publication No. 2002/002714, International Publication No. 2006/009024, International Publication No. 2006/056418, International Publication No. 2005/019373, International Publication No. 2005/123873, International Publication No. 2005/123873, International Publication No. 2007/004380, International Publication No. 2006/082742, US Patent Application Publication No. 2006/0251923, US Patent Application Publication No. 2005/02060441, US Patent No. 73935999. , US Patent No. 7534505, US Patent No. 7445855, US Patent Application Publication No. 2007/0190359, US Patent Application Publication No. 2008/0297033, US Patent No. 7338722, US Patent Application Publication No. 2002 / 0134984, US Patent No. 7279704, US Patent Application Publication No. 2006/098120, US Patent Application Publication No. 2006/103874, International Publication No. 2005/07638380, International Publication No. 2010/032663 , International Publication No. 2008140115, International Publication No. 2007/052431, International Publication No. 2011/134013, International Publication No. 2011/157339, International Publication No. 2010/086089, International Publication No. 2009/113646, International Publication No. 2012/20327, International Publication No. 2011/051404, International Publication No. 2011/004639, International Publication No. 2011/073149, US Patent Application Publication No. 2012/228583, US Patent Application Publication No. 2012/212126 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-069737, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-181303, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-1140886, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-81988, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-302671 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-363552 And so on.

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 element.

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。 Among the compounds contained in the light emitting layer, the host compound preferably has a mass ratio of 20% or more in the layer.

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、有機エレクトロルミネッセンス素子を高効率化することができる。 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 electroluminescence 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。 Hereinafter, the host compound preferably used in the present invention will be described.

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より大きな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より大きな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 larger than the excitation singlet energy of the dopant are preferable, and those having an excitation triplet energy larger than the excitation triplet energy 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 generation in the light emitting layer. Therefore, it can exist stably in all active species in the cation radical state, the angstrom state, and the excited state, does not cause chemical changes such as decomposition and addition reaction, and further, the host molecule is generated 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化合物の三重項励起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, especially when the light emitting dopant used in combination exhibits TADF emission, the existence time of the triple-term excited state of the TADF compound is long, so that the T1 energy level of the host compound itself is high, and the host compounds are associated with each other. Molecules that do not reduce the T 1 of the host compound, such as not forming a low T 1 state in the state of being in the state, the TADF compound and the host compound not forming an exciplex, and the host compound not forming an electromer by an electric field. 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、三重項励起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 meet these requirements, the host compound itself must have high electron hopping mobility, high hole hopping mobility, and small structural changes in the triplet excited state. Is. As a representative of the host compound satisfying such a requirement, those having a high T1 energy level such as a carbazole skeleton, an azacarbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton or a azadibenzofuran skeleton are preferably mentioned.

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、有機エレクトロルミネッセンス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 further stabilizes the organic electroluminescence element against heat generation during high temperature drive or element drive. It is preferable to have a high glass transition temperature (Tg) from the viewpoint of operation. 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、高いTを有しており、発光波長の短い(すなわちT及びSのエネルギー準位が高い)発光材料に対しても好適に用いることができるためである。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. Since the π-conjugated compound according to the present invention has a high T 1 , it can be suitably used for a light emitting material having a short emission wavelength (that is, a high energy level of T 1 and S 1 ). Is.

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2001/039234号、国際公開第2009/021126号、国際公開第2008/056746号、国際公開第2004/093207号、国際公開第2005/089025号、国際公開第2007/063796号、国際公開第2007/063754号、国際公開第2004/107822号、国際公開第2005/030900号、国際公開第2006/114966号、国際公開第2009/086028号、国際公開第2009/003898号、国際公開第2012/023947号、特開2008-074939号公報、特開2007-254297号公報、欧州特許第2034538号明細書、国際公開第2011/055933号、国際公開第2012/035853号、特開2015-38941号公報等である。特開2015-38941号公報の段落0255~0293に記載されている化合物H-1~H-230や、以下の化合物H-231~H-234が挙げられる。 Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357977, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75445, 2002-338579, 2002. 2002-105445, 2002-343568, 2002-141173, 2002-352957, 2002-203683, 2002-363227, 2002-231453, 2003. -3165, 2002-234888, 2003-27048, 2002-255934, 2002-260861, 2002-280183, 2002-299060, 2002- 302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, US Patent Application Publication No. 2003/01755553, US Patent Application Publication No. 2006/0280965, USA Publication No. 2005/0112407, Publication No. 2009/0017330, U.S. Patent Application Publication No. 2009/0030202, U.S. Patent Application Publication No. 2005/0238919, International Publication No. 2001/039234, International Publication No. 2009/021126, International Publication No. 2008/056746, International Publication No. 2004/093207, International Publication No. 2005/089025, International Publication No. 2007/0637996, International Publication No. 2007 / 063754, International Publication No. 2004/107822, International Publication No. 2005/030900, International Publication No. 2006/114966, International Publication No. 2009/0860228, International Publication No. 2009/003898, International Publication No. 2012/0293947 , JP-A-2008-074939, JP-A-2007-254297, European Patent No. 2034538, International Publication No. 2011/055933, International Publication No. 2012/035853, JP-A-2015-38941, etc. a To. Examples thereof include compounds H-1 to H-230 described in paragraphs 0255 to 0293 of JP-A-2015-38941, and the following compounds H-231 to H-234.

Figure 0007081924000014
Figure 0007081924000014

(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 opposite to the electrode from which the light is taken out 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、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 electron transport material) may have any of electron injection property, electron transport property, and hole barrier property, and is arbitrary from conventionally known compounds. Can be selected and used.

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。 For example, nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivatives (carbazole derivatives, azacarbazole derivatives (one or more of the carbon atoms constituting the carbazole ring substituted with nitrogen atoms), pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, pyridazine derivatives, Triazine derivative, quinoline derivative, quinoxalin derivative, phenanthroline derivative, azatriphenylene derivative, oxazole derivative, thiazole derivative, oxadiazole derivative, thiadiazol derivative, triazole derivative, benzimidazole derivative, benzoxazole derivative, benzthiazole derivative, etc.), dibenzofuran derivative, Examples thereof include dibenzothiophene derivatives, silol derivatives, aromatic hydrocarbon ring derivatives (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, etc.).

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 a 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 their metal complexes. 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 phthalocyanines, 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-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Am. 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、欧州特許第2311826号明細書、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. 2008/32085, Appl. Phys. Let. 75, 4 (1999), Appl. Phys. Let. 79,449 (2001), Appl. Phys. Let. 81, 162 (2002), Appl. Phys. Let. 81, 162 (2002), Appl. Phys. Let. 79,156 (2001), US Pat. No. 7,964,293, US Patent Application Publication No. 2009/030202, International Publication No. 2004/080975, International Publication No. 2004/063159, International Publication No. 2005/08537, International. Publication No. 2006/067931, International Publication No. 2007/086552, International Publication No. 2008/114690, International Publication No. 2009/069422, International Publication No. 2009/066779, International Publication No. 2009/054253, International Publication No. 2011/086935, International Publication No. 2010/150593, International Publication No. 2010/047707, European Patent No. 2311826, JP-A-2010-251675, JP-A-2009-209133, JP-A-2009-124114 No., JP-A-2008-277810, JP-A-2006-156445, JP-A-2005-340122, JP-A-2003-45662, JP-A-2003-31367, JP-A-2003-282270. , International Publication No. 2012/115034, 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や、リン原子を含む化合物が挙げられ、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、アリールホスフィンオキサイド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 and compounds containing a phosphorus atom, such as pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives and dibenzofurans. Examples thereof include derivatives, dibenzothiophene derivatives, azadibenzofuran derivatives, azadibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, benzimidazole derivatives, arylphosphine oxide derivatives and the like.

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 the 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。 Further, 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、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、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 electron transport layer described above is preferably used, and the material used as the host compound described above is 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 light emitting brightness, and is referred to as “organic EL element and its light emitting layer”. It is described in detail in Volume 2, Chapter 2, "Electrode Materials" (pages 123-166) of "Forefront of Industrialization (Published by NTS, 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、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, etc., and specific examples of materials preferably used for the electron-injected layer are as follows. , Metals typified by strontium, aluminum, etc., alkali metal compounds typified by lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, etc., alkaline earth metal compounds typified by magnesium fluoride, calcium fluoride, etc., 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.

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 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2~500nm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 2 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、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 a hole transport material) may have any of hole injection property, hole transport property, and electron barrier property, and is among conventionally known compounds. Any one can be selected and used from.

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. , Indrocarbazole derivative, Isoindole derivative, Asen derivative such as anthracene and naphthalene, Fluolene derivative, Fluolenone derivative, Polyvinylcarbazole, Polymer material or oligomer in which aromatic amine is introduced into the main chain or side chain, Polysilane, Conductive 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。 Further, 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。 Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-251067, J. Mol. Hung et. al. So-called p-type hole transport 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 typified 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 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 side chain. The polymer material or oligomer is 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 the known and preferable hole transporting material used in the organic EL device of the present invention include the compounds described in the following documents in addition to the documents mentioned above, 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, Appl. Phys. Let. 69,2160 (1996), J. Mol. Lumin. 72-74,985 (1997), Appl. Phys. Let. 78,673 (2001), Appl. Phys. Let. 90,183503 (2007), Appl. Phys. Let. 90,183503 (2007), Appl. Phys. Let. 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/ 022265, 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 Japanese Patent Application Publication No. 2008/01061190, US Patent Application Publication No. 2008/0018221, International Publication No. 2012/115034, 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 transport 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 but having a small ability to transport electrons, while transporting holes. By blocking the electrons, the probability of recombination of 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、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 transporting layer described above 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 referred to as 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, 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 described in JP-A-9-45479, 9-2660062, 8-288609, etc., and examples of the material used for the hole injection layer include. Examples thereof include materials used for the hole transport layer described above.

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, and amorphous carbon. , Conductive polymers such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene, orthometallated complexes typified by tris (2-phenylpyridine) iridium complexes, triarylamine derivatives and the like are preferred.

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。
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。
(Additive)
The organic layer in the present invention described above may further contain other additives.
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 a conventionally known method for forming an organic layer, for example, a vacuum vapor deposition method, a wet method (also referred to as a wet process), or the like 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。 Examples of the wet method include a spin coat method, a cast method, an inkjet method, a printing method, a die coat method, a blade coat method, a roll coat method, a spray coat method, a curtain coat method, and an LB method (Langmuir-Bloget method). From the viewpoint of easy obtaining a uniform thin film and high productivity, a method having high suitability for a 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 mecitylene 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 the dispersion method, it can be dispersed by a dispersion method such as ultrasonic wave, 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. When a thin-film deposition method is used for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally the boat heating temperature is 50 to 450 ° C, the vacuum degree is 10-6 to 10-2 Pa, and the vapor deposition rate is 0.01 to. 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, or a mixture thereof having a large work function (4 eV or more, preferably 4.5 eV or more) as an electrode material is 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) that 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 thin film deposition or sputtering, and a pattern of 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 include mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, aluminum, rare earth metals and the like. 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. A magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a 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 thin film 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 if either the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent because the emission brightness is improved.

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 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 have transparency.

[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 ester phthalates, 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 Polyallylates, Arton (trade name: JSR) or Appel Cycloolefin-based 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、1×10-3ml/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 thereof 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. , Relative humidity (90 ± 2 )% RH) is preferably 0.01 g / m 2.24 h or less, and moreover, oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987. However, it is preferable that the film has a high barrier property of 1 × 10 -3 ml / m 2.24 h · atm or less and a water vapor permeability of 1 × 10 -5 g / m 2.24 h or less.

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 may be used as long as it has 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 and the like can be used. Further, in order to improve the vulnerability 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, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a reactive sputtering method, a molecular beam epitaxy method, a cluster ion beam method, an ion plating method, a plasma polymerization method, and an 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 metal plates such as aluminum and stainless steel, films and opaque resin substrates, and ceramic substrates.

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 have a concave plate shape or a flat plate shape. 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, polysulfone and the like. 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1×10-3ml/m・24h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 made into a thin film. Furthermore, the polymer film had an oxygen permeability of 1 × 10 -3 ml / m 2.24 h or less measured by a method according to JIS K 7126-1987, and was measured by a method according to JIS K 7129-1992. It is preferable that the water vapor transmission rate (25 ± 0.5 ° C., relative humidity 90 ± 2 %) is 1 × 10 -3 g / m 2.24 h or less.

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 acrylic acid-based oligomers, photocurable and heat-curable adhesives having a reactive vinyl group of methacrylic acid-based oligomers, and moisture-curable adhesives such as 2-cyanoacrylic acid ester. be able to. In addition, heat and chemical curing type (two-component mixing) such as epoxy type can be mentioned. Further, hot melt type polyamide, polyester and polyolefin can be mentioned. Further, 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 sealed 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 possible to preferably cover the electrode and the organic layer on the outside of the electrode on the side facing the support substrate by sandwiching the organic layer, and form a layer of an inorganic substance or an organic substance 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. 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 vulnerability 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. Further, a hygroscopic compound can be enclosed 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, perchloric acid) 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, the mechanical strength thereof is not necessarily high, so it is preferable to provide such a protective film and a protective plate. As the 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 higher than the critical angle causes total internal reflection and cannot be taken out to the outside of the element, and the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because the light causes total internal reflection, 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 emitter and the light emitter (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 emitter. 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 (including, between the substrate and the outside world) of a substrate, a transparent electrode layer, or a light emitting layer (inclusive). Japanese Unexamined Patent Publication No. 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 any of the electrode layer and 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。 In the present invention, by combining these means, it is possible to obtain an element having higher brightness or excellent durability.

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 with 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 a diffraction grating into an interface that causes total internal reflection or in any of the media is characterized by a high effect of improving the light extraction efficiency. This method is generated from the light emitting layer by utilizing the property that the diffraction lattice can change the direction of light to a specific direction different from the diffraction by so-called Bragg diffraction such as first-order diffraction and 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 lattice into either layer or in the medium (inside the transparent substrate or 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 in a general one-dimensional diffraction grating that has a periodic refractive index distribution only in one direction, only the light traveling in a specific direction is diffracted. 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, the 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 grating is introduced may be one of the layers or in the medium (inside the transparent substrate or 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. As for the arrangement of the diffraction grating, it is preferable that the arrangement is repeated two-dimensionally, 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や、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 frontal to a specific direction, for example, the light emitting surface of the element, by processing to provide a structure on a microlens array on the light extraction side of the support substrate (board) or by combining with a so-called condensing sheet. By condensing light in a 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 is generated 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 light-collecting 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 luminance 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 random change in pitch. It may have a shape like a stripe 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, a light diffusing plate / film may be used in combination with the light collecting sheet in order to control the light emission angle from the organic EL element. For example, a diffusion film (lighted 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。 Examples of the light emitting device include lighting devices (household lighting, interior lighting), clocks and LCD backlights, signage advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, and light. Examples thereof include, but are not limited to, a light source of a sensor, but the light source can be effectively used as a backlight of 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。 In the organic EL element of the present invention, if necessary, patterning may be performed by a metal mask, an inkjet printing method, or the like at the time of film formation. In the case of patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire element layer may be patterned. In the production of the element, a conventionally known method is used. Can be done.

4.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。
4. 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 multi-color 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。 Further, the method for manufacturing the organic EL device is as shown in the above-mentioned 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 anode as the positive polarity and the cathode as the negative polarity. 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 alternating current to be applied 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 sources. Full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green emission 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 drive 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 the display device having the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.

図5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. 5 is a schematic diagram showing an example of a display device composed of an organic EL element. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone which displays image information by light emission 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 the 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6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. 6 is a schematic diagram of a display device using 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 a data line 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6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. 6 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7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. 7 is a schematic diagram 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. As the organic EL element 10 for a plurality of pixels, red, green, and blue light emitting organic EL elements are used, and by arranging them side by side on the same substrate, full-color display can be performed.

図7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. 7, 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, even if the drive of the switching transistor 11 is turned off, the capacitor 13 holds the potential of the charged image data signal, so that 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 light emission of the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels 3 is provided. 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 light emission amount 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。 In the present invention, 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8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8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. 8 is a schematic diagram of a display device using a passive matrix method. In FIG. 8, 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 does not have an 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.

5.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。
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。
5. Lighting device The organic EL element of the present invention can also be used in a lighting device.
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-mentioned applications 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 reproduction, the drive method may be either a passive matrix method or an active matrix method. 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 for example, 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9及び図10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. 9 and 10. The device can be formed.

図9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. 9 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 under a nitrogen atmosphere (under an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without contacting the atmosphere.)

図10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。 10A and 10B show a cross-sectional view of a lighting device, 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る。 By using the organic EL element of the present invention, a lighting device having improved luminous efficiency can be obtained.

6.発光性薄膜
本発明に係る発光性薄膜は、上述の本発明に係るπ共役系化合物を含有することを特徴とし、前記有機層の形成方法と同様に作製することができる。
6. Luminous thin film The luminescent thin film according to the present invention is characterized by containing the above-mentioned π-conjugated compound according to the present invention, and can be produced in the same manner as in the method for forming an organic layer.

本発明の発光性薄膜及は、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 luminescent thin film and the luminescent thin film of the present invention can be produced in the same manner as in the method for forming the organic layer.

本発明の発光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 luminescent 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。 Examples of the wet method include a spin coat method, a cast method, an inkjet method, a printing method, a die coat method, a blade coat method, a roll coat method, a spray coat method, a curtain coat method, and an LB method (Langmuir-Bloget method). From the viewpoint of easy obtaining a uniform thin film and high productivity, a method having high suitability for a 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発光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 luminescent 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, xylene and mesitylene. , Aromatic hydrocarbons such as 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 the dispersion method, it can be dispersed by a dispersion method such as ultrasonic wave, 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。
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。
Further, a different film forming method may be applied to each layer. When a vapor deposition method is used for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally the boat heating temperature is in the range of 50 to 450 ° C and the degree of vacuum is in the range of 10-6 to 10-2 Pa. Among them, the vapor deposition rate can 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.
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、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例において「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「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 addition, although the display of "%" is used in the examples, it represents "mass%" unless otherwise specified.

本実施例で使用した化合物の一覧。

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List of compounds used in this example.
Figure 0007081924000015

Figure 0007081924000016
Figure 0007081924000016

1.π共役系化合物の合成
(化合物T-1)
国際公開第2010/113755号及びOrganic Letters,2002,4,1783-1785.に記載された方法と同様にして、化合物T-1を合成した。具体的には、国際公開第2010/113755号に記載された方法と同様にして、塩基性条件下でカルバゾールと3,4,5,6-テトラフルオロピリダジンを反応させるとによって、化合物T-1を得た。
1. 1. Synthesis of π-conjugated compounds (Compound T-1)
International Publication No. 2010/117355 and Organic Letters, 2002, 4, 1783-1785. Compound T-1 was synthesized in the same manner as described in 1. Specifically, compound T-1 is produced by reacting carbazole with 3,4,5,6-tetrafluoropyridazine under basic conditions in the same manner as described in International Publication No. 2010/113755. Got

前述と同様にして、化合物T-4、T-14、T-21、T-32、T-37、T-44、T-57、T-66、T-73、T-75、T-76を合成した。 In the same manner as described above, the compounds T-4, T-14, T-21, T-32, T-37, T-44, T-57, T-66, T-73, T-75, T-76. Was synthesized.

得られた化合物のΔESTを、以下の方法で計算して求めた。The ΔEST of the obtained compound was calculated and obtained by the following method.

(ΔESTの算出)
汎関数としてB3LYP、基底関数として6-31G(d)を用いて分子軌道計算用ソフトウェアにて構造最適化計算を行った。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。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行った。それにより、各化合物のエネルギー準位E(S1)、E(T1)を求めた。得られた値を、下記式に当てはめて、ΔESTを算出した。
ΔEST=|E(S1)-E(T1)|
(Calculation of ΔEST )
Using B3LYP as a functional and 6-31G (d) as a basis function, the structure optimization calculation was performed by the software for molecular orbital calculation. Gaussian09 (Revision C.01, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc., 2010.) manufactured by Gaussian Co., Ltd. in the United States was used as the software for calculating the molecular orbital. Furthermore, the excited state was calculated by the time-dependent density functional theory (Time-Dependent DFT). As a result, the energy levels E (S1) and E (T1) of each compound were obtained. The obtained values were applied to the following formula to calculate ΔEST .
ΔE ST = | E (S1) -E (T1) |

[実施例1]
2.有機EL素子の作製
(有機EL素子1-1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。
[Example 1]
2. 2. Fabrication of organic EL element (manufacture of organic EL element 1-1)
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また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 crucibles 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. 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、HI-1(1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル)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 HI-1 (1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile) is energized and heated for vapor deposition. A hole injection transport layer having a layer thickness of 10 nm was formed by vapor deposition on an ITO transparent electrode at a speed of 0.1 nm / sec.

次いで、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)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(1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン)、比較化合物1を、それぞれ94%、6%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 (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl) was deposited on the hole injection layer at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec, and the layer thickness was 40 nm. A hole transport layer was formed. The host compound mCP (1,3-bis (N-carbazolyl) benzene) and the comparative compound 1 were co-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec so as to be 94% and 6% by volume, respectively, and the layer thickness was 30 nm. Formed a light emitting layer.

その後、BCP(2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)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 (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 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、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 was covered with a can-shaped glass case in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode take-out wiring was installed to manufacture an organic EL element 1-1.

(有機EL素子1-2~1-14の作製)
発光化合物を比較化合物1から表1に示すように変えた以外は有機EL素子1-1と同様の方法で有機EL素子1-2から1-14を作製した。
(Manufacturing of organic EL elements 1-2 to 1-14)
Organic EL devices 1-2 to 1-14 were produced in the same manner as the organic EL device 1-1 except that the luminescent compound was changed from Comparative Compound 1 as shown in Table 1.

(相対発光効率の測定)
得られた有機EL素子を、室温(約25℃)、2.5mA/cmの定電流条件下で発光させた。そして、発光開始直後の有機EL素子の発光輝度を、分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)を用いて測定した。
得られた発光輝度を下記式に当てはめて、有機EL素子1-1の発光輝度に対する相対発光輝度を求めた。
相対発光輝度(%)=(各有機EL素子の発光輝度/有機EL素子1-1の発光輝度)×100
得られた測定結果を表1に示す。
(Measurement of relative luminous efficiency)
The obtained organic EL element was made to emit light at room temperature (about 25 ° C.) under a constant current condition of 2.5 mA / cm 2 . Then, the emission luminance of the organic EL element immediately after the start of emission was measured using a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta).
The obtained emission luminance was applied to the following equation to obtain the relative emission luminance with respect to the emission luminance of the organic EL element 1-1.
Relative emission brightness (%) = (emission brightness of each organic EL element / emission brightness of organic EL element 1-1) × 100
The obtained measurement results are shown in Table 1.

Figure 0007081924000017
Figure 0007081924000017

発光材料として本発明の発光性材料を含む有機EL素子1-3~1-14は、比較化合物を含む有機EL素子1-1及び1-2よりも高い発光輝度を示すことがわかる。特にΔESTが0.50eV以下の化合物は、より高い発光効率を示すことがわかる。It can be seen that the organic EL elements 1-3 to 1-14 containing the luminescent material of the present invention as the luminescent material exhibit higher emission luminance than the organic EL elements 1-1 and 1-2 containing the comparative compound. In particular, it can be seen that compounds having a ΔEST of 0.50 eV or less show higher luminous efficiency.

[実施例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(インジウムチンオキシド)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。
[Example 2]
(Manufacturing of organic EL element 2-1)
A transparent support provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NA45 manufactured by NH Technoglass Co., Ltd.) in which 100 nm of ITO (indium tin oxide) was formed on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode. The 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また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) diluted to 70% with pure water was used 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。
次いで、ホスト材料としてCDBPと、発光材料として2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレンとを、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。
After depressurizing to a vacuum degree 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.
Next, CDBP as a host material and 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene as a light emitting material were co-existed at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec so as to be 93% and 7% by volume, respectively. It was vapor-deposited to form a light emitting layer having a layer thickness of 30 nm.

その後、TPBi(1,3,5-トリス(N-フェニルベンゾイミダゾール-2-イル)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 (1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl)) 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, 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、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 was covered with a can-shaped glass case in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode take-out wiring was installed to manufacture an organic EL element 2-1.

(有機EL素子2-2の作製)
ホスト化合物としてCDBP、発光性化合物として2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレン、第三成分として比較化合物1を用い、それぞれの比率が79%、7%、14%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2-1の作製と同様にして、有機EL素子2-2を作製した。
(Manufacturing of organic EL element 2-2)
CDBP was used as the host compound, 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene was used as the luminescent compound, and comparative compound 1 was used as the third component, and the ratios were 79%, 7%, and 14% by volume, respectively. The organic EL element 2-2 was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 2-1 except that the light emitting layer was formed so as to be.

(有機EL素子2-3~2-8の作製)
表2に示すように、第三成分を変えた以外は有機EL素子2-2と同様の方法で有機EL素子2-3から2-8を作製した。
(Manufacturing of organic EL elements 2-3 to 2-8)
As shown in Table 2, organic EL elements 2-3 to 2-8 were produced in the same manner as the organic EL element 2-2 except that the third component was changed.

前述と同様にして、有機EL素子2-1の発光輝度を測定し、各有機EL素子の有機EL素子2-1の発光輝度に対する相対発光輝度を求めた。得られた測定結果を表2に示す。 In the same manner as described above, the emission luminance of the organic EL element 2-1 was measured, and the relative emission luminance of each organic EL element with respect to the emission luminance of the organic EL element 2-1 was obtained. The obtained measurement results are shown in Table 2.

Figure 0007081924000018
Figure 0007081924000018

第三成分として本発明の発光性材料を含む有機EL素子2-4~2-8は、第三成分を含まない有機EL素子2-1や、比較化合物を含む有機EL素子2-2及び2-3よりも高い発光輝度を示すことがわかる。特にΔESTが0.50eV以下の化合物は、より高い発光効率を示すことがわかる。The organic EL devices 2-4 to 2-8 containing the luminescent material of the present invention as the third component include the organic EL device 2-1 not containing the third component and the organic EL devices 2-2 and 2 containing the comparative compound. It can be seen that the emission brightness is higher than -3. In particular, it can be seen that compounds having a ΔEST of 0.50 eV or less show higher luminous efficiency.

[実施例3]
(有機EL素子3-1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の厚さで製膜し、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。
[Example 3]
(Manufacturing of organic EL element 3-1)
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.

真空度1×10-4Paまで減圧した後、HI-1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、層厚15nmの正孔注入層を形成した。After depressurizing to a vacuum degree of 1 × 10 -4 Pa, the resistance heating boat containing HI-1 is energized and heated, and the film is vapor-deposited on an ITO transparent electrode at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to a positive layer thickness of 15 nm. A hole injection layer was formed.

次いで、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)を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの正孔輸送層を形成した。 Next, α-NPD (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl) was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer having a layer thickness of 30 nm. did.

次いで、ホスト材料として比較化合物1と、発光材料としてGD-1の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/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着し、層厚40nmの発光層を形成した。 Next, a resistance heating boat containing Comparative Compound 1 as a host material and GD-1 as a light emitting material was energized and heated, and the hole transport layer was heated at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec and 0.010 nm / sec, respectively. To form a light emitting layer having a layer thickness of 40 nm.

次いで、HB-1を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚5nmの第一電子輸送層を形成した。 Next, HB-1 was deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a first electron transport layer having a layer 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、層厚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 layer 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に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子3-1を作製した。 Then, after vapor-filming lithium fluoride to a thickness of 0.5 nm, aluminum 100 nm was vapor-deposited to form a cathode, thereby producing an organic EL element 3-1.

(有機EL素子3-2~3-7の作製)
ホスト材料を表3に示すように変えた以外は有機EL素子3-1と同様の方法で有機EL素子3-2から3-7を作製した。
(Manufacturing of organic EL elements 3-2 to 3-7)
Organic EL elements 3-2 to 3-7 were produced in the same manner as the organic EL element 3-1 except that the host material was changed as shown in Table 3.

前述と同様にして、有機EL素子3-1の発光輝度を測定し、各有機EL素子の有機EL素子3-1の発光輝度に対する相対発光輝度を求めた。得られた測定結果を表3に示す。 In the same manner as described above, the emission luminance of the organic EL element 3-1 was measured, and the relative emission luminance of each organic EL element with respect to the emission luminance of the organic EL element 3-1 was obtained. The obtained measurement results are shown in Table 3.

Figure 0007081924000019
Figure 0007081924000019

ホスト材料として本発明の発光性材料を含む有機EL素子3-3~3-7は、比較化合物を含む有機EL素子3-1及び3-2よりも高い発光輝度を示すことがわかる。特にΔESTが0.50eV以下の化合物は、より高い発光効率を示すことがわかる。It can be seen that the organic EL elements 3-3-3-7 containing the luminescent material of the present invention as the host material exhibit higher emission luminance than the organic EL elements 3-1 and 3-2 containing the comparative compound. In particular, it can be seen that compounds having a ΔEST of 0.50 eV or less show higher luminous efficiency.

[実施例4]
(蒸着膜4-1の作製)
50mm×50mm、厚さ0.7mmの石英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。
真空蒸着装置内の蒸着用るつぼに、π共役系化合物T-1を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
真空度1×10-4Paまで減圧した後、π共役系化合物T-1を、蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚40nmの蒸着膜4-1を形成した。
[Example 4]
(Preparation of thin-film deposition film 4-1)
A 50 mm × 50 mm, 0.7 mm thick quartz substrate was ultrasonically washed with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone washed for 5 minutes, and then this transparent substrate was used as a substrate holder for a commercially available vacuum vapor deposition apparatus. Fixed to.
The crucible for vapor deposition in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the π-conjugated compound T-1. As the crucible for vapor deposition, a crucible made of molybdenum for resistance heating was used.
After depressurizing to a vacuum degree of 1 × 10 -4 Pa, the π-conjugated compound T-1 was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a thin-film deposition film 4-1 having a layer thickness of 40 nm.

(蒸着膜4-1の遅延蛍光の測定)
窒素雰囲気下で、蒸着膜4-1に355nmの励起光を照射し、極大発光波長での蛍光減衰測定を行った。
蒸着膜4-1について、時間と光子数との関係を示すグラフを図11に示す。
(Measurement of Delayed Fluorescence of Vapor Deposition Film 4-1)
Under a nitrogen atmosphere, the vapor deposition film 4-1 was irradiated with excitation light of 355 nm, and fluorescence attenuation was measured at the maximum emission wavelength.
FIG. 11 shows a graph showing the relationship between time and the number of photons for the thin-film deposition film 4-1.

図11に示すように、本発明のπ共有化合物(T-1)は、蛍光の減衰速度の異なる成分が2種以上確認され、遅延蛍光の放射が確認された。 As shown in FIG. 11, in the π-shared compound (T-1) of the present invention, two or more components having different fluorescence attenuation rates were confirmed, and delayed fluorescence radiation was confirmed.

本出願は、2015年5月8日出願の特願2015-095812に基づく優先権を主張する。当該出願の特許請求の範囲、明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-095812 filed on May 8, 2015. The scope of claims, the specification and the contents described in the drawings of the application are all incorporated in the specification of the present application.

本発明によれば、発光波長を長波長化させることなく、発光効率を高めうるπ共役系化合物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a π-conjugated compound capable of increasing luminous efficiency without lengthening the emission wavelength.

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 Scan 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 (10)

下記一般式(7)、(9)、(10)、(12)、(16)、(20)、(25)のいずれかで表される構造を有し、最低励起一重項準位と最低励起三重項準位とのエネルギー差の絶対値(ΔEST)が0.50eV以下であるπ共役系化合物を含み、前記π共役系化合物が蛍光を放射する、発光材料。
Figure 0007081924000020
(一般式(7)、(9)、(10)、(12)、(16)、(20)、(25)中、
~Dは、それぞれ独立して、電子供与性の複素環基からなる群より選ばれる電子供与性基Dを表し、
前記電子供与性の複素環基は、カルバゾール環、インドロインドール環、フェノキ サジン環、またはベンゾフリルインドール環であり、
~Zは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子であるか、あるいはフッ素原子、シアノ基、アリール基からなる群より選ばれる電子吸引性基Aを表し、
前記アリール基は、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、ビフェニル環、また はターフェニル環である。)
It has a structure represented by any of the following general formulas (7), (9), (10), (12), (16), (20), and (25), and has the lowest excited singlet level and the lowest. A light emitting material containing a π-conjugated compound having an absolute value ( ΔEST ) of energy difference from the excited triplet level of 0.50 eV or less, and the π-conjugated compound radiating fluorescence.
Figure 0007081924000020
(In the general formulas (7), (9), (10), (12), (16), (20), (25),
D 1 to D 6 each independently represent an electron donating group D selected from the group consisting of electron donating heterocyclic groups.
The electron-donating heterocyclic group is a carbazole ring, an indoleindole ring, a phenoxazine ring, or a benzofurylindole ring .
Z 1 to Z 4 independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom, or an electron-withdrawing group A selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, and an aryl group .
The aryl group is a benzene ring, an indene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, or a terphenyl ring. )
前記π共役系化合物において、Z~Zが前記電子吸引性基Aである、請求項1に記載の発光材料。The light emitting material according to claim 1, wherein in the π-conjugated compound, Z 1 to Z 4 are the electron-withdrawing groups A. 前記π共役系化合物において、D=D=D=D=D=DとZ=Z=Z=Zのうちの少なくとも一方を満たす、請求項1または2に記載の発光材料。In claim 1 or 2, the π-conjugated compound satisfies at least one of D 1 = D 2 = D 3 = D 4 = D 5 = D 6 and Z 1 = Z 2 = Z 3 = Z 4 . The luminescent material described. 前記π共役系化合物が、前記一般式(9)、(10)、(12)、(16)、(25)のいずれかで表される構造を有する、下記化合物T-1、T-21、T-32、T-37、T-44、T-73、またはT-76である、請求項1に記載の発光材料。
Figure 0007081924000021
The following compounds T-1, T-21, wherein the π-conjugated compound has a structure represented by any of the general formulas (9), (10), (12), (16), and (25). The light emitting material according to claim 1, which is T-32, T-37, T-44, T-73, or T-76.
Figure 0007081924000021
前記π共役系化合物の最低励起一重項準位と最低励起三重項準位とのエネルギー差の絶対値(ΔEST)が0.17eV以上0.40eV以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の発光材料。Any of claims 1 to 4, wherein the absolute value (ΔE ST ) of the energy difference between the lowest excited singlet level and the lowest excited triplet level of the π-conjugated compound is 0.17 eV or more and 0.40 eV or less. The luminescent material according to item 1. 前記π共役系化合物が、遅延蛍光を放射する、請求項1~5のいずれか一項に記載の発光材料。 The light emitting material according to any one of claims 1 to 5, wherein the π-conjugated compound emits delayed fluorescence. 請求項1~6のいずれか一項に記載の発光材料を含む、発光性薄膜。 A luminescent thin film comprising the luminescent material according to any one of claims 1 to 6. 陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層とを含み、
前記発光層の少なくとも一層が、請求項1~6のいずれか一項に記載の発光材料を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
It comprises an anode, a cathode, and a light emitting layer provided between the anode and the cathode.
An organic electroluminescence device in which at least one layer of the light emitting layer contains the light emitting material according to any one of claims 1 to 6.
請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有する、表示装置。 A display device having the organic electroluminescence device according to claim 8. 請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有する、照明装置。 A lighting device having the organic electroluminescence element according to claim 8.
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