TWI567060B - 發光元件材料及發光元件 - Google Patents
發光元件材料及發光元件 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI567060B TWI567060B TW101133524A TW101133524A TWI567060B TW I567060 B TWI567060 B TW I567060B TW 101133524 A TW101133524 A TW 101133524A TW 101133524 A TW101133524 A TW 101133524A TW I567060 B TWI567060 B TW I567060B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- group
- light
- substituted
- compound
- emitting element
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
- H10K85/622—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing four rings, e.g. pyrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D213/04—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D213/06—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring nitrogen atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D215/00—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems
- C07D215/02—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D215/12—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D235/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings
- C07D235/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
- C07D235/04—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles
- C07D235/18—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles with aryl radicals directly attached in position 2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
- C07D401/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings
- C07D401/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
- C07D401/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing three or more hetero rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
- C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
- C07D403/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1011—Condensed systems
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
- Indole Compounds (AREA)
- Quinoline Compounds (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Pyridine Compounds (AREA)
Description
本發明是有關於一種可將電能轉換為光的發光元件。更詳細而言,本發明是有關於一種可用於顯示元件、平板顯示器(flat panel display)、背光(backlight)、照明、室內裝飾(interior)、標識、廣告牌、電子照相機及光信號產生器等領域中的發光元件。
近年來,正在活躍地進行有機薄膜發光元件的研究,該有機薄膜發光元件於自陰極注入的電子與自陽極注入的電洞在由兩極夾持著的有機螢光體內再結合時發光。該發光元件具有薄型且於低驅動電壓下進行高亮度發光、及藉由選擇螢光材料而進行多色發光的特徵,從而受到關注。關於其研究,自從柯達(kodak)公司的C.W.Tang等人揭示了有機薄膜元件以高亮度發光以來,已由大量的研究機構進行了研究。
另外,有機薄膜發光元件可藉由在發光層中使用各種發光材料而獲得多種的發光色,因此對顯示器等的實用化研究盛行。三原色的發光材料中,綠色發光材料的研究最為進步,目前對於紅色發光材料及藍色發光材料,以提高特性為目的而正在進行潛心研究。
有機薄膜發光元件必須滿足發光效率的提高、驅動電壓的降低、耐久性的提高。其中,發光效率與耐久壽命的並存成為大課題。例如,為了提高發光效率以及耐久壽命,
開發出了以芘作為基本骨架的發光材料或電子傳輸材料(例如參照專利文獻1~專利文獻5)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2007-131723號公報
專利文獻2:日本專利特開2007-15961號公報
專利文獻3:日本專利特開2011-14886號公報
專利文獻4:國際公開第2004/63159號
專利文獻5:歐州專利申請案公開第1808912號說明書
然而如上所述,於有機薄膜發光元件中,發光效率與耐久性的並存為長年的課題,即便將上述專利文獻中記載的材料組群用於電子傳輸層中,對於發光效率與耐久性的並存而言亦不充分。
本發明的目的在於解決該先前技術的問題,提供一種可實現高效率發光且耐久性優異的有機薄膜發光元件的發光元件。
本發明為一種發光元件材料,其特徵在於含有下述通式(1)或通式(2)所表示的化合物:
X:-L1-Ar1-(HAr1)n (3)
Y:-L2-(HAr2)m (4)
R1~R16可分別相同亦可不同,是選自由氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及-P(=O)R17R18所組成的組群中;R17及R18為芳基或雜芳基;R1~R8及R9~R16亦可由鄰接的取代基彼此而形成環;X為通式(3)所表示的基,Y為通式(4)所表示的基;L1表示單鍵、經取代或未經取代的核碳數6~40的伸芳基、或者經取代或未經取代的核碳數2~40的伸雜芳基(heteroarylene);Ar1表示經取代或未經取代的自核碳數6~14的芳基所衍生的殘基、或者經取代或未經取代的自核碳數2~14的雜芳基所衍生的殘基;L2表示單鍵、經取代或未經取代的自核碳數6~14的芳基所衍生的殘基、或者經取代或未經取代的自核碳數2~14的雜芳基所衍生的殘基;HAr1及HAr2表示經取代或未經取代的含有受電子性氮的雜芳基;n為1~5的整數;m在L2為單鍵的情況下為1,在其他情況下表示1~5的整數;在n為2~5的情況下,HAr1可分別相
同亦可不同,在m為2~5的情況下,HAr2可分別相同亦可不同;另外,X與Y不為相同的基。
根據本發明,可提供一種高效率發光且耐久性優異的有機電場發光元件。
對通式(1)或通式(2)所表示的化合物加以詳細說明。
X:-L1-Ar1-(HAr1)n (3)
Y:-L2-(HAr2)m (4)
R1~R16可分別相同亦可不同,是選自由氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及-P(=O)R17R18所組成的組群中。R17及R18為芳基或雜芳基。R1~R8及R9~R16亦可由鄰接的取代基彼此而形成環。X為通式(3)所表示的基,Y為通式(4)所表示的基。L1表示單鍵、經取代或未經取代的核碳數6~40的伸芳基、或者經取代
或未經取代的核碳數2~40的伸雜芳基。Ar1表示經取代或未經取代的自核碳數6~14的芳基所衍生的殘基、或者經取代或未經取代的自核碳數2~14的雜芳基所衍生的殘基。L2表示單鍵、經取代或未經取代的自核碳數6~14的芳基所衍生的殘基、或者經取代或未經取代的自核碳數2~14的雜芳基所衍生的殘基。HAr1及HAr2表示經取代或未經取代的含有受電子性氮的雜芳基。n為1~5的整數。m在L2為單鍵的情況下為1,在其他情況下表示1~5的整數。在n為2~5的情況下,HAr1可分別相同亦可不同,在m為2~5的情況下,HAr2可分別相同亦可不同。另外,X與Y不為相同的基。
該些取代基中,氫亦可為氘。另外,所謂烷基,例如表示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基等飽和脂肪族烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。經取代的情形的追加的取代基並無特別限制,例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等,此方面於以下的記載中亦相同。另外,烷基的碳數並無特別限定,就獲取的容易性或成本的方面而言,通常為1以上、20以下,更佳為1以上、8以下的範圍。
所謂環烷基,例如表示環丙基、環己基、降冰片基、金剛烷基等飽和脂環式烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。烷基部分的碳數並無特別限定,通常為3以上、20以下的範圍。
所謂雜環基,例如表示吡喃環、哌啶環、環狀醯胺等
在環內具有碳以外的原子的脂肪族環,其可具有取代基,亦可不具有取代基。雜環基的碳數並無特別限定,通常為2以上、20以下的範圍。
所謂烯基,例如表示乙烯基、烯丙基、丁二烯基等含有雙鍵的不飽和脂肪族烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。烯基的碳數並無特別限定,通常為2以上、20以下的範圍。
所謂環烯基,例如表示環戊烯基、環戊二烯基、環己烯基等含有雙鍵的不飽和脂環式烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。
所謂炔基,例如表示乙炔基等含有三鍵的不飽和脂肪族烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。炔基的碳數並無特別限定,通常為2以上、20以下的範圍。
所謂烷氧基,例如表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等脂肪族烴基經由醚鍵而鍵結的官能基,該脂肪族烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。烷氧基的碳數並無特別限定,通常為1以上、20以下的範圍。
所謂烷硫基,為將烷氧基的醚鍵的氧原子取代為硫原子而成的基。烷硫基的烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。烷硫基的碳數並無特別限定,通常為1以上、20以下的範圍。
所謂芳基醚基,例如表示苯氧基等芳香族烴基經由醚鍵而鍵結的官能基,芳香族烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。芳基醚基的碳數並無特別限定,通常為6以上、
40以下的範圍。
所謂芳基硫醚基,為將芳基醚基的醚鍵的氧原子取代為硫原子而成的基。芳基硫醚基中的芳香族烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。芳基硫醚基的碳數並無特別限定,通常為6以上、40以下的範圍。
所謂芳基,例如表示苯基、聯苯基、茀基、萘基、菲基、三聯苯基(terphenyl)等芳香族烴基。芳基可具有取代基,亦可不具有取代基。芳基的核碳數並無特別限定,通常為6以上、40以下的範圍。再者,核碳數中不含取代基的碳。此方面於以下的記載中亦相同。
所謂雜芳基,表示呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、萘啶基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、咪唑基、苯并咪唑基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基等在環內具有一個或多個碳以外的原子的環狀芳香族基,其可未經取代亦可經取代。雜芳基的核碳數並無特別限定,通常為2以上、30以下的範圍。
所謂鹵素,表示氟、氯、溴、碘。
羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基或膦氧化物基可具有取代基,亦可不具有取代基,取代基例如可列舉烷基、環烷基、芳基、雜芳基等,該些取代基可進一步經取代。
所謂矽烷基,例如表示三甲基矽烷基等具有對矽原子的鍵結的官能基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。矽烷基的碳數並無特別限定,通常為3以上、20以下的範
圍。另外,矽數通常為1以上、6以下。
R1~R8及R9~R16亦可由鄰接的取代基彼此鍵結而形成共軛或非共軛的環。作為環的構成元素,除了碳以外還可含有氮、氧、硫、磷、矽原子,亦可進一步與其他環縮合。
關於上述氫以外的取代基的取代位置,於通式(1)中較佳為R1或R5的位置,於通式(2)中較佳為R9或R12的位置。更佳為R1~R8或R9~R16全部為氫或氘。
所謂伸芳基,表示自苯基、萘基、聯苯基、茀基、菲基、蒽基等芳香族烴基所衍生的二價基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。伸芳基的核碳數並無特別限制,通常為6以上、40以下的範圍。
所謂伸雜芳基,表示自吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、三嗪基、喹啉基、苯并喹啉基、喹噁啉基、萘啶基、吖啶基、啡啉基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吲哚基、咔唑基、咪唑基、苯并咪唑基等在環內具有一個或多個碳以外的原子的環狀芳香族基所衍生的二價基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。伸雜芳基的核碳數並無特別限制,通常為2以上、40以下的範圍。
所謂含有受電子性氮的雜芳基,表示吡啶基、喹啉基、異喹啉基、苯并喹啉基、喹噁啉基、萘啶基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、啡啉基、咪唑吡啶基、三嗪基、吖啶基、咪唑基、苯并咪唑基、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、苯
并噻唑基等上述雜芳基中至少在環內具有一個或多個受電子性的氮原子作為碳以外的原子的環狀芳香族基,其可未經取代,亦可經取代。此處所謂受電子性氮,表示與鄰接原子之間形成多重鍵的氮原子。由於氮原子具有高的電負性,故該多重鍵具有受電子的性質。因此,含有受電子性氮的芳香族雜環具有高的電子親和性。含有受電子性氮的雜芳基的核碳數並無特別限定,通常為2以上、40以下。
通式(1)或通式(2)所表示的化合物為芘骨架的1位、6位或1位、8位經具有含有受電子性氮的雜芳基的取代基所取代的化合物。於芘衍生物中,若1位、6位或1位、8位經芳香族性的取代基取代,則芘骨架的電子狀態大幅度地變化,共軛系擴張。因此,藉由以具有含有受電子性氮的雜芳基的取代基將此種位置取代,可使芘骨架中局部存在的最低未佔分子軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO)的能級(energy level)大幅度地穩定化。結果通式(1)或通式(2)所表示的化合物容易自陰極接受電子,另外含有通式(1)或通式(2)所表示的化合物的有機層的電子移動度亦提高,故較佳。進而,通式(1)或通式(2)所表示的化合物的最高佔有分子軌道(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)的能級亦大幅度地穩定化,對於氧化變穩定。即,通式(1)或通式(2)所表示的化合物不易經自由基陽離子化,電洞阻擋性提高。因此,於使用通式(1)或通式(2)所表示的化合物作為電子傳輸層的情形時,成為可有助於發光效率的
提高的材料。
另外,若X與Y為相同的取代基,則分子的對稱性過於良好,結晶性變高而無法形成穩定的非晶膜。由於通式(1)或通式(2)所表示的化合物中X與Y必定為不同的取代基,故上述憂慮被消除,可形成良好的非晶薄膜。因此,可獲得發光元件的耐久壽命提高的效果。此處,對X與Y為不同的取代基的情況加以詳細描述。例如即便於X與Y均為對(吡啶基)苯基的情形時,若X的末端的吡啶基為2-吡啶基,Y的末端的吡啶基為3-吡啶基,則亦將X與Y視為不同的取代基。另外,即便X與Y均為對(2-吡啶基)苯基,只要於各自的吡啶基或伸苯基的取代基的有無、或取代基的種類方面存在不同點,則仍將X與Y視為不同的取代基。例如對(2-(4-甲基)吡啶基)苯基與對(2-(5-甲基)吡啶基)苯基為不同的取代基。
n為1~5的整數,在n為3~5的情況下,可能HAr1立體混合而成為取代基X具有扭轉的結構,電子移動度降低。因此,n較佳為1或2。進而,就玻璃轉移溫度變高而可形成穩定的非晶薄膜的方面而言,更佳為n=2。
Ar1為自核碳數6~14的芳基所衍生的殘基的情形的例子並無特別限定,具體可列舉自苯基、萘基、聯苯基、茀基、蒽基或菲基等所衍生的殘基。該等中,更佳為自苯基、萘基、聯苯基或茀基所衍生的殘基,進而,就合成的成本或對蒸鍍時的熱負荷的耐性等觀點而言,進而佳為自苯基所衍生的殘基。另外,Ar1為自核碳數2~14的雜芳
基所衍生的殘基的情形的例子並無特別限定,具體可列舉:自吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、三嗪基、喹啉基、異喹啉基、苯并喹啉基、喹噁啉基、萘啶基、吖啶基、啡啉基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吲哚基、咔唑基、咪唑基、苯并咪唑基等所衍生的殘基。該等中,較佳為含有受電子性氮的基,另外就化學穩定性的觀點而言,較佳為不含5員環的基。其中,更佳為自吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、三嗪基、喹啉基、異喹啉基、苯并喹啉基、喹噁啉基、萘啶基、吖啶基或啡啉基等所衍生的殘基。進而,就對蒸鍍時的熱負荷的耐性、合成的成本的觀點而言,特佳為自吡啶基、吡嗪基或嘧啶基所衍生的殘基。
L1的具體例並無特別限定,可列舉:單鍵、伸苯基、伸萘基、伸聯苯基、伸三聯苯基、伸茀基、伸蒽基、伸吡啶基、自嘧啶所衍生的二價殘基、自吡嗪所衍生的二價殘基、自三嗪所衍生的二價殘基、自喹啉所衍生的二價殘基、自異喹啉所衍生的二價殘基、自喹噁啉所衍生的二價殘基、自噻吩所衍生的二價殘基、自呋喃所衍生的二價殘基、自吡咯所衍生的二價殘基、自咔唑所衍生的二價殘基、自二苯并呋喃所衍生的二價殘基、自二苯并噻吩所衍生的二價殘基等。該等中,更佳為單鍵、伸苯基、伸聯苯基、伸萘基、伸茀基、伸吡啶基、自嘧啶所衍生的二價殘基、自吡嗪所衍生的二價殘基、自喹啉所衍生的二價殘基、或自異喹啉所衍生的二價殘基。進而佳為單鍵、伸苯基、伸吡
啶基。
HAr1為含有受電子性氮的雜芳基,並無特別限定,具體可列舉:吡啶基、喹啉基、異喹啉基、苯并喹啉基、喹噁啉基、萘啶基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、啡啉基、咪唑吡啶基、三嗪基、吖啶基、咪唑基、苯并咪唑基、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、苯并噻唑基等。該等中,就化學穩定性或蒸鍍時的熱穩定性的觀點而言,較佳為不含5員環的基,更佳為吡啶基、喹啉基、異喹啉基、苯并喹啉基、喹噁啉基、萘啶基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、啡啉基、三嗪基或吖啶基。另外,就合成容易且形成牢固的氫鍵網路的觀點而言,進而佳為吡啶基、嘧啶基、喹啉基、異喹啉基,特佳為吡啶基。吡啶基中,較佳為3-吡啶基或4-吡啶基,最佳為4-吡啶基。
本發明者等人對發光元件的耐久壽命進行了潛心研究,結果得知,除了構成發光元件的材料其本身的分解或變質等本質上的劣化以外,驅動中由電場導致電子傳輸層中發生某些膜質變化,該膜質變化對耐久壽命造成不良影響。詳情雖不確定,但一般認為,該膜質變化是由因施加電場所致的電子傳輸層中的分子的運動所引起。另外亦得知,若積極利用分子間相互作用,將被認為可抑制分子運動的化合物用於電子傳輸層中,則有耐久壽命提高的傾向。根據以上的觀點,若X為通式(3)所表示的取代基,則分子間相互作用變強,故較佳。另外,若X為通式(5)所表示的取代基,則分子間相互作用變得更強,可抑制分
子的運動,故更佳。
L1、HAr1如上述所說明。R19~R21與上述R1~R16的說明相同。2個HAr1可相同亦可不同。
通常已知,含有受電子性氮的雜芳基中的氮原子與鄰接的分子所具有的氫原子形成氫鍵。通式(5)所表示的取代基於苯環的間位與間'位上分別具有雜芳基,該雜芳基含有具有如上所述的形成氫鍵的性質的受電子性氮。因此,具有通式(5)所表示的取代基的化合物可於鄰接的分子間形成牢固的氫鍵網路,可抑制如上述般的因電場所致的分子的運動。進而,通式(5)所表示的取代基為立體的取代基,故亦可提高玻璃轉移溫度,由於該等的協同效果而可大幅度地提高發光元件的耐久壽命。R19~R21的較佳例可列舉氫或氘、烷基、芳基、雜芳基,更佳為氫或氘。
通式(5)所表示的取代基的具體例可列舉如下者,但不限定於該等。
L2的具體例並無特別限定,除了單鍵以外,亦可列舉與Ar1相同者。該等中,較佳為單鍵或者自苯基、聯苯基、茀基、萘基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基或異喹啉基所衍生的殘基。進而佳為單鍵或者自苯基、聯苯基或茀基所衍生的殘基,特佳為單鍵或自苯基所衍生的殘基。以下記載特佳的理由。
Y所含的含有受電子性氮的雜芳基HAr2主要發揮以
下功能:對芘骨架中局部存在的LUMO的能級進行調整。LUMO的能級與自陰極的電子的接受容易性、或向發光層的電子注入的容易性密切相關,為與發光元件的發光效率提高或壽命提高相關的重大要因之一。LUMO的能級的調整容易性受到HAr2與芘骨架間的距離或π共軛的擴張方式的影響。HAr2與芘骨架的距離越近,另外HAr2與芘骨架越為π共軛,則芘骨架中局部存在的LUMO的能級越容易受到HAr2所具有的受電子性的影響,LUMO的能級越容易變化。即,於L2為芘與HAr2的距離最短的單鍵、或距離相對較短且自π共軛的苯基所衍生的殘基的情形時,LUMO的能級容易受到HAr2的影響。於發光元件中,最佳的電子傳輸材料的LUMO的能級是根據所使用的陰極材料或發光材料而有多種,藉由變更HAr2的種類,可實現LUMO的能級的微調整,可容易地找出具有最佳的LUMO的能級的化合物。反之,HAr2與芘骨架間的距離越遠,另外共軛系越被切斷,則越不易進行如上所述的LUMO的能級的微調整。因此,L2特佳為單鍵、或自苯基所衍生的殘基。
m在L2為單鍵以外的情形時表示1~5的整數,在m為4、5的情形時,分子量變得過大而亦可能於蒸鍍時發生熱分解,故較佳為m為1~3的整數,更佳為m為1或2。
HAr2的具體例可列舉與HAr1相同者。該等中,更佳為吡啶基、喹啉基、異喹啉基、苯并喹啉基、喹噁啉基、萘啶基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、啡啉基、三嗪基或吖
啶基,進而就合成容易、LUMO的能級的調整(tuning)容易的觀點而言,更佳為吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、三嗪基或吖啶基。另外,該等中,就可獲得大的電子移動度、可實現發光元件的低電壓化的觀點而言,進而佳為吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基或嘧啶基。
特佳為吡啶基,吡啶基中更佳為3-吡啶基或4-吡啶基。
通式(1)或通式(2)所表示的化合物可將鹵化或鈴木偶合反應等公知的反應組合而合成。作為其一例,以下示出合成流程(scheme)。再者,合成方法不限於此。於該合成路徑中,藉由變更第1階段的反應中所用的硼酸的種類,可調節HAr1的取代位置、取代數n,藉由變更第3階段的反應中所用的硼酸的種類,可選擇HAr2的種類。即,可容易地合成具有各種LUMO的能級的化合物。
上述通式(1)或通式(2)所表示的化合物並無特別限定,具體可列舉如下例子。
繼而,對本發明的發光元件的實施形態加以詳細說明。本發明的發光元件具有陽極、陰極及介於該些陽極與陰極之間的有機層,該有機層至少包含發光層及電子傳輸
層,該發光層藉由電能而發光。
有機層除了僅包含發光層/電子傳輸層的構成以外,還可列舉:1)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層、2)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層、及3)電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層等積層構成。另外,上述各層分別可為單一層、多層的任一種。
通式(1)或通式(2)所表示的化合物可於上述元件構成中用於任一層中,由於電子注入傳輸特性優異,故較佳為用於電子傳輸層或電子注入層中。
於本發明的發光元件中,陽極及陰極具有用以供給充分的電流以實現元件的發光的功能,為了取出光,較理想為至少一者為透明或半透明。通常將形成於基板上的陽極設定為透明電極。
陽極中所用的材料只要為將電洞高效地注入至有機層中的材料、且為了取出光而為透明或半透明,則不特別限定於氧化錫、氧化銦、氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide,IZO)等導電性金屬氧化物,或金、銀、鉻等金屬,碘化銅、硫化銅等無機導電性物質,聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等導電性聚合物等,特別理想為使用ITO玻璃或奈塞玻璃(NESA glass)。該些電極材料可單獨使用,亦可將多種材料積層或混合而使用。關於透明電極的電阻,只要可供給對於元件的發光而言為充分的電流即可,故並無限定,就元件的消耗電力的觀點而言,較理想為低電阻。例如若為300Ω/□以下的ITO基板則作為
元件電極而發揮功能,由於目前可供給10Ω/□左右的基板,故特別理想為使用20Ω/□以下的低電阻的基板。ITO的厚度可根據電阻值而任意選擇,通常大多使用100nm~300nm之間的厚度。
另外,為了確保發光元件的機械強度,較佳為將發光元件形成於基板上。基板適合使用鈉玻璃或無鹼玻璃等的玻璃基板。關於玻璃基板的厚度,只要具有對於確保機械強度而言為充分的厚度即可,故只要為0.5mm以上即充分。關於玻璃的材質,由於較佳為自玻璃的溶出離子少,故較佳為無鹼玻璃。或者,實施了SiO2等的阻障塗層(barrier coat)的鹼石灰玻璃亦有市售,故亦可使用該鹼石灰玻璃。進而,若第一電極穩定地發揮功能,則基板無需為玻璃,例如亦可於塑膠基板上形成陽極。ITO膜形成方法不特別限制於電子束法、濺鍍法及化學反應法等。
陰極中所用的材料只要為可將電子高效地注入至發光層中的物質,則並無特別限定。通常較佳為鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁、銦等金屬,或該些金屬與鋰、鈉、鉀、鈣、鎂等低功函數金屬的合金或多層積層等。其中,就電阻值或製膜容易性、膜的穩定性、發光效率等方面而言,主成分較佳為鋁、銀、鎂。尤其若以鎂及銀來構成,則對本發明的電子傳輸層及電子注入層的電子注入變容易,可實現低電壓驅動,故較佳。
進而,為了保護陰極,可列舉於陰極上積層以下物質作為保護膜層來作為較佳例:鉑、金、銀、銅、鐵、錫、
鋁及銦等金屬,或使用該些金屬的合金,二氧化矽、氧化鈦及氮化矽等無機物,聚乙烯醇、聚氯乙烯、烴系高分子化合物等有機高分子化合物。另外,通式(1)或通式(2)所表示的化合物亦可用作該保護膜層。其中,於自陰極側取出光的元件結構(頂部發射結構)的情形時,保護膜層是自於可見光區域中具有光透射性的材料中選擇。該些電極的製作法不特別限制於電阻加熱、電子束、濺鍍、離子電鍍及塗佈等。
電洞傳輸層是藉由以下方法而形成:將一種或兩種以上的電洞傳輸材料積層或混合的方法、或者使用電洞傳輸材料與高分子結著劑的混合物的方法。另外,電洞傳輸材料必須於施加有電場的電極間高效地傳輸來自正極的電洞,較理想為電洞注入效率高、且高效地傳輸所注入的電洞。因此,要求具有適當的游離能(ionization potential)、而且電洞移動度大、進而穩定性優異、於製造時及使用時不易產生成為陷阱(trap)的雜質的物質。滿足此種條件的物質並無特別限定,例如較佳為:4,4'-雙(N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基)聯苯(TPD)、4,4'-雙(N-(1-萘基)-N-苯基胺基)聯苯(NPD)、4,4'-雙(N,N-雙(4-聯苯基)胺基)聯苯(TBDB)、雙(N,N'-二苯基-4-胺基苯基)-N,N-二苯基-4,4'-二胺基-1,1'-聯苯(TPD232)等聯苯胺衍生物,4,4',4"-三(3-甲基苯基(苯基)胺基)三苯基胺(m-MTDATA)、4,4',4"-三(1-萘基(苯基)胺基)三苯基胺(1-TNATA)等被稱為星爆狀(star-burst)芳基胺的材料組群,雙(N-烯丙基咔唑)或雙(N-
烷基咔唑)等咔唑二聚物的衍生物、咔唑三聚物的衍生物、咔唑四聚物的衍生物、聯三伸苯(triphenylene)化合物、吡唑啉衍生物、二苯乙烯系化合物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物或噻吩衍生物、噁二唑衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物等雜環化合物,富勒烯衍生物,聚合物系中於側鏈上具有上述單體的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚茀、聚乙烯基咔唑及聚矽烷等。進而亦可使用p型Si、p型SiC等無機化合物。
通式(1)或通式(2)所表示的化合物由於電子注入傳輸特性優異,故於將其用於電子傳輸層中的情形時,可能電子不於發光層中再結合而一部分洩露至電洞傳輸層中。因此,較佳為於電洞傳輸層中使用電子阻擋性優異的化合物。其中,含有咔唑骨架的化合物由於電子阻擋性優異、可有助於發光元件的高發光效率化,故較佳。進而,上述含有咔唑骨架的化合物若含有咔唑二聚物、咔唑三聚物或咔唑四聚物骨架,則兼具良好的電子阻擋性與電洞注入傳輸特性,故更佳。進而,於在電洞傳輸層中使用含有咔唑骨架的化合物的情形時,若組合的發光層含有後述磷光發光材料,則由於上述含有咔唑骨架的化合物亦具有高的三重態激子阻擋功能,故可實現高發光效率化,因此更佳。另外,若將於具有高的電洞移動度的方面而言為優異的含有聯三伸苯骨架的化合物用於電洞傳輸層中,則載子平衡提高,可獲得發光效率提高、耐久壽命提高等效果,故較佳。若含有聯三伸苯骨架的化合物具有2個以上的二
芳基胺基,則更佳。上述含有咔唑骨架的化合物、或含有聯三伸苯骨架的化合物可分別單獨地用作電洞傳輸層,亦可相互混合而使用。另外,亦可於不損及本發明效果的範圍內混合其他材料。另外,於電洞傳輸層是以多層所構成的情形時,只要於任一層中包含含有咔唑骨架的化合物、或含有聯三伸苯骨架的化合物即可。
亦可於陽極與電洞傳輸層之間設置電洞注入層。藉由設置電洞注入層,發光元件的電壓變低,耐久壽命亦提高。電洞注入層中可較佳地使用游離能較通常電洞傳輸層中所用的材料小的材料。具體可列舉上述TPD232般的聯苯胺衍生物、星爆狀芳基胺材料組群,此外亦可使用酞菁衍生物等。另外,電洞注入層亦較佳為由受體性化合物單獨構成,或將受體性化合物摻雜至其他電洞傳輸材料中而使用。受體性化合物的例子可列舉:氯化鐵(III)、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦、氯化銻之類的金屬氯化物,氧化鉬、氧化釩、氧化鎢、氧化釕之類的金屬氧化物,三(4-溴苯基)銨六氯銻酸鹽(TBPAH)之類的電荷移動錯合物。另外,亦適合使用在分子內具有硝基、氰基、鹵素或三氟甲基的有機化合物或醌系化合物、酸酐系化合物、富勒烯等。該些化合物的具體例可列舉:六氰基丁二烯、六氰基苯、四氰基乙烯、四氰基醌二甲烷(TCNQ)、四氟四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮雜聯三伸苯(HAT-CN6)、對四氟苯醌(p-fluoranil)、對四氯苯醌(p-chloranil)、對四溴苯醌(p-bromanil)、對苯醌
(p-benzoquinone)、2,6-二氯苯醌、2,5-二氯苯醌、四甲基苯醌、1,2,4,5-四氰基苯、鄰二氰基苯、對二氰基苯、1,4-二氰基四氟苯、2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌、對二硝基苯、間二硝基苯、鄰二硝基苯、對氰基硝基苯、間氰基硝基苯、鄰氰基硝基苯、1,4-萘醌、2,3-二氯萘醌、1-硝基萘、2-硝基萘、1,3-二硝基萘、1,5-二硝基萘、9-氰基蒽、9-硝基蒽、9,10-蒽醌、1,3,6,8-四硝基咔唑、2,4,7-三硝基-9-茀酮、2,3,5,6-四氰基吡啶、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、C60及C70等。
該等中,金屬氧化物或含有氰基的化合物由於操作容易、且蒸鍍亦容易,故可容易地獲得上述效果,因此較佳。較佳的金屬氧化物的例子可列舉氧化鉬、氧化釩或氧化釕。含有氰基的化合物中,以下化合物成為強的電子受體,故更佳:(a)於分子內除了氰基的氮原子以外,還具有至少一個受電子性氮、進而具有氰基的化合物;(b)於分子內具有鹵素與氰基兩者的化合物;(c)於分子內具有羰基與氰基兩者的化合物;或(d)具有氰基的氮原子以外的受電子性氮、鹵素及氰基全部的化合物。此種化合物具體可列舉如下化合物。
於電洞注入層是以受體性化合物單獨構成的情形、或於電洞注入層中摻雜有受體性化合物的情形的任一情形時,電洞注入層均是可為一層,亦可將多層積層而構成。另外,關於摻雜有受體化合物的情形時組合使用的電洞注入材料,就可緩和對電洞傳輸層的電洞注入障壁的觀點而言,更佳為與電洞傳輸層中所用的化合物為相同的化合物。
於本發明中,發光層可為單一層,亦可為多層,分別由發光材料(主體材料、摻雜材料)所形成,其可為主體材料與摻雜材料的混合物,亦可單獨為主體材料。即,於本發明的發光元件中,於各發光層中,可僅由主體材料或
摻雜材料發光,亦可使主體材料與摻雜材料一起發光。就高效地利用電能、獲得高色純度的發光的觀點而言,發光層較佳為包含主體材料與摻雜材料的混合。另外,主體材料與摻雜材料分別可為一種,亦可為多種的組合。摻雜材料可含有於主體材料全體中,亦可局部地含有。摻雜材料可積層,亦可分散。摻雜材料可控制發光色。摻雜材料的量若過多,則引起濃度消光現象,故較佳為相對於主體材料而使用20重量%以下,更佳為10重量%以下。關於摻雜方法,可藉由與主體材料的共蒸鍍法而形成,亦可與主體材料預先混合後同時蒸鍍。
發光材料具體而言可使用:先前以來作為發光體而為人所知的蒽或芘等縮合環衍生物、以三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)為代表的金屬螯合化類咢辛(oxinoid)化合物、雙苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等雙苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茚衍生物、香豆素衍生物、噁二唑衍生物、吡咯并吡啶衍生物、哌瑞酮(perinone)衍生物、環戊二烯衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑并吡啶衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物,聚合物系中的聚苯乙炔(polyphenylene vinylene)衍生物、聚對苯衍生物、以及聚噻吩衍生物等,但並無特別限定。
發光材料中所含有的主體材料並無特別限定,可使用:萘、蒽、菲、芘、屈(chrysene)、稠四苯(naphthacene)、聯三伸苯、苝、熒蒽(fluoranthene)、茀、茚等具有縮合
芳基環的化合物或其衍生物,N,N'-二萘基-N,N'-二苯基-4,4'-二苯基-1,1'-二胺等芳香族胺衍生物、以三(8-羥基喹啉)鋁(III)為代表的金屬螯合化類咢辛化合物、二苯乙烯基苯衍生物等雙苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茚衍生物、香豆素衍生物、噁二唑衍生物、吡咯并吡啶衍生物、哌瑞酮衍生物、環戊二烯衍生物、吡咯并吡咯衍生物、噻二唑并吡啶衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、三嗪衍生物,聚合物系中的聚苯乙炔衍生物、聚對苯衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等,但並無特別限定。另外,對摻雜材料並無特別限定,可使用:萘、蒽、菲、芘、屈、聯三伸苯、苝、熒蒽、茀、茚等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物(例如2-(苯并噻唑-2-基)-9,10-二苯基蒽或5,6,11,12-四苯基稠四苯等),呋喃、吡咯、噻吩、矽羅(silole)、9-矽雜茀(9-silafluorene)、9,9'-螺環二矽雜茀(9,9'-spirobisilafluorene)、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑吡啶、啡啉、吡啶、吡嗪、萘啶、喹噁啉、吡咯并吡啶、噻噸(thioxanthene)等具有雜芳基環的化合物或其衍生物,硼烷(borane)衍生物,二苯乙烯基苯衍生物,4,4'-雙(2-(4-二苯基胺基苯基)乙烯基)聯苯、4,4'-雙(N-(二苯乙烯-4-基)-N-苯基胺基)二苯乙烯等胺基苯乙烯基衍生物,芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、二苯乙烯衍生物、醛連氮衍生物、吡咯次甲基衍生物、二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物、2,3,5,6-1H,4H-四
氫-9-(2'-苯并噻唑基)喹嗪并[9,9a,1-gh]香豆素等香豆素衍生物,咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、三唑等唑衍生物及其金屬錯合物,以及N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺所代表的芳香族胺衍生物等。
另外,亦可於發光層中含有磷光發光材料。所謂磷光發光材料,是指於室溫下亦表現出磷光發光的材料。摻雜物基本上必須於室溫下可獲得磷光發光,但並無特別限定,較佳為含有選自由銥(Ir)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋨(Os)及錸(Re)所組成的組群中的至少一種金屬的有機金屬錯合物化合物。其中,就於室溫下亦具有高的磷光發光產率的觀點而言,更佳為含有銥或鉑的有機金屬錯合物。磷光發光材料的主體適合使用:吲哚衍生物,咔唑衍生物,吲哚并咔唑衍生物,具有吡啶、嘧啶、三嗪骨架的含氮芳香族化合物衍生物,聚芳基苯衍生物、螺環茀(spirofluorene)衍生物、三聚茚(truxene)衍生物、聯三伸苯衍生物等芳香族烴化合物衍生物,二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物等含有硫族元素的化合物,喹啉醇鈹(beryllium quinolinol)錯合物等有機金屬錯合物等,基本上只要三重態能量大於所使用的摻雜物,可將電子、電洞自各自的傳輸層順暢地注入以及傳輸,則不限定於該等。另外亦可含有兩種以上的三重態發光摻雜物,亦可含有兩種以上的主體材料。進而亦可含有一種以上的三重態發光摻雜物與一種以上的螢光發光摻雜物。
較佳的磷光發光性主體或摻雜物並無特別限定,具體可列舉如下例子。
於本發明中,所謂電子傳輸層,是指自陰極注入電子、進而傳輸電子的層。對於電子傳輸層而言,期望電子注入效率高、高效地傳輸所注入的電子。因此,電子傳輸層較理想為以電子親和力大、而且電子移動度大、進而穩定性優異、且於製造時及使用時不易產生成為陷阱的雜質的物
質所構成。然而,於考慮到電洞與電子的傳輸平衡的情形時,只要電子傳輸層主要發揮可高效地阻止來自陽極的電洞並未再結合而流向陰極側的功能,則即便是以電子傳輸能力並不那般高的材料所構成,提高發光效率的效果亦與以電子傳輸能力高的材料所構成的情形相同。因此,於本發明的電子傳輸層中,亦包含可高效地阻止電洞的移動的電洞阻止層作為相同含意者。
通式(1)或通式(2)所表示的化合物為滿足上述條件的化合物,具有高的電子注入傳輸能力,故適合用作電子傳輸材料。
通式(1)或通式(2)所表示的化合物於芘骨架的1位、6位或1位、8位上具有含有受電子性氮的雜芳基,故電子注入傳輸性、電化學穩定性優異。另外,藉由導入上述取代基,與後述施體性化合物的薄膜狀態下的相溶性提高,表現出更高的電子注入傳輸能力。藉由該混合物層的作用,自陰極向發光層的電子傳輸受到促進,可兼具高發光效率與低驅動電壓。
本發明中所用的電子傳輸材料不必限於本發明的通式(1)或通式(2)所表示的化合物各一種,亦可將本發明的多種芘化合物混合使用,或於不損及本發明效果的範圍內,將一種以上的其他電子傳輸材料與本發明的芘化合物混合使用。可混合的電子傳輸材料並無特別限定,可列舉:萘、蒽、芘等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物,4,4'-雙(二苯基乙烯基)聯苯所代表的苯乙烯基系芳香環衍生
物,苝衍生物、哌瑞酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲醯亞胺(naphthalimide)衍生物、蒽醌或聯對苯醌(diphenoquinone)等醌衍生物、磷氧化物衍生物、咔唑衍生物及吲哚衍生物、三(8-羥基喹啉)鋁(III)等喹啉醇(quinolinol)錯合物或羥基苯基噁唑錯合物等羥基唑錯合物、偶氮次甲基(azomethine)錯合物、托酚酮(tropolone)金屬錯合物及黃酮醇(flavonol)金屬錯合物。
繼而,對施體性化合物加以說明。本發明的施體性化合物為以下化合物:藉由改善電子注入障壁,使自陰極或電子注入層向電子傳輸層的電子注入變容易,進一步提高電子傳輸層的導電性。即,本發明的發光元件更佳為除了通式(1)或通式(2)所表示的化合物以外,於電子傳輸層中摻雜有施體性化合物以提高電子傳輸能力。
本發明中的施體性化合物的較佳例可列舉:鹼金屬、含有鹼金屬的無機鹽、鹼金屬與有機物的錯合物、鹼土金屬、含有鹼土金屬的無機鹽或鹼土金屬與有機物的錯合物等。鹼金屬、鹼土金屬的較佳種類可列舉:功函數低且提高電子傳輸能力的效果大的鋰、鈉、銫等鹼金屬,或鎂、鈣等鹼土金屬。
另外,就真空中的蒸鍍容易且操作性優異的方面而言,相較於金屬單體而較佳為無機鹽、或與有機物的錯合物的狀態。進而,就使大氣中的操作容易,容易控制添加濃度的方面而言,更佳為處於與有機物的錯合物的狀態。無機鹽的例子可列舉:LiO、Li2O等氧化物,氮化物,LiF、
NaF、KF等氟化物,Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等碳酸鹽等。另外,作為鹼金屬或鹼土金屬的較佳例,就原料廉價且合成容易的方面而言,可列舉鋰。另外,與有機物的錯合物中的有機物的較佳例可列舉:喹啉醇、苯并喹啉醇、黃酮醇、羥基咪唑并吡啶、羥基苯并唑、羥基三唑等。其中,較佳為鹼金屬與有機物的錯合物,更佳為鋰與有機物的錯合物,特佳為喹啉醇鋰。亦可將該些施體性化合物混合使用兩種以上。
適當的摻雜濃度亦視材料或摻雜區域的膜厚而不同,例如於施體性化合物為鹼金屬、鹼土金屬等無機材料的情形時,較佳為以電子傳輸材料與施體性化合物的蒸鍍速度比成為10000:1~2:1的範圍的方式共蒸鍍而製成電子傳輸層。蒸鍍速度比更佳為100:1~5:1,進而佳為100:1~10:1。另外,於施體性化合物為金屬與有機物的錯合物的情形時,較佳為以電子傳輸材料與施體性化合物的蒸鍍速度比成為100:1~1:100的範圍的方式共蒸鍍而製成電子傳輸層。蒸鍍速度比更佳為10:1~1:10,進而佳為7:3~3:7。
另外,如上所述的於通式(1)或通式(2)所表示的化合物中摻雜有施體性化合物的電子傳輸層亦可用作將多個發光元件連結的串聯結構型元件中的電荷產生層。
於電子傳輸層中摻雜施體性化合物而提高電子傳輸能力的方法尤其於薄膜層的膜厚較厚的情形時發揮效果。可尤佳地用於電子傳輸層及發光層的合計膜厚為50nm以上
的情形。例如,為了提高發光效率,有利用干涉效果的方法,該方法是使自發光層直接放射的光、與經陰極反射的光的相位對準而提高光的取出效率的方法。其最佳條件根據光的發光波長而變化,電子傳輸層及發光層的合計膜厚達到50nm以上,於發出紅色等長波長的光的情形時,有時成為接近100nm的厚膜。
進行摻雜的電子傳輸層的膜厚為電子傳輸層的局部或全部均可。於局部摻雜的情形時,較理想為至少於電子傳輸層/陰極界面上設置摻雜區域,僅於陰極界面附近摻雜的情況下亦可獲得低電壓化的效果。另一方面,若施體性化合物直接與發光層接觸,則有時會造成使發光效率降低的不良影響,此時較理想為於發光層/電子傳輸層界面上設置非摻雜區域。
於本發明中,亦可於陰極與電子傳輸層之間設置電子注入層。通常,電子注入層是以幫助自陰極向電子傳輸層的電子注入為目的而插入,於插入的情形時,可使用具有含有受電子性氮的雜芳基環結構的化合物,亦可使用含有上述施體性化合物的層。通式(1)或通式(2)所表示的化合物亦可含有於電子注入層中。另外,亦可於電子注入層中使用絕緣體或半導體的無機物。藉由使用該些材料,可有效地防止發光元件的短路,且提高電子注入性,故較佳。作為此種絕緣體,較佳為使用選自由鹼金屬硫屬化物、鹼土金屬硫屬化物、鹼金屬的鹵化物及鹼土金屬的鹵化物所組成的組群中的至少一種金屬化合物。若電子注入層是
以該些鹼金屬硫屬化物等所構成,則於可進一步提高電子注入性的方面而言更佳。具體而言,較佳的鹼金屬硫屬化物例如可列舉Li2O、Na2S及Na2Se,較佳的鹼土金屬硫屬化物例如可列舉CaO、BaO、SrO、BeO、BaS及CaSe。另外,較佳的鹼金屬的鹵化物例如可列舉LiF、NaF、KF、LiCl、KCl及NaCl等。另外,較佳的鹼土金屬的鹵化物例如可列舉:CaF2、BaF2、SrF2、MgF2及BeF2等氟化物,或氟化物以外的鹵化物。進而亦適合使用有機物與金屬的錯合物。於在電子注入層中使用絕緣體、半導體的無機物的情形時,若過度增大膜厚,則有時產生發光元件絕緣化、或驅動電壓變高的問題。即,可能電子注入層的膜厚容許範圍(margin)窄而導致發光元件製作時的良率降低,但於電子注入層中使用有機物與金屬的錯合物的情形時,膜厚調整容易,故更佳。關於此種有機金屬錯合物的例子,與有機物的錯合物中的有機物的較佳例可列舉:喹啉醇、苯并喹啉醇、吡啶基苯酚、黃酮醇、羥基咪唑并吡啶、羥基苯并唑、羥基三唑等。其中,較佳為鹼金屬與有機物的錯合物,更佳為鋰與有機物的錯合物,特佳為喹啉醇鋰。
構成發光元件的上述各層的形成方法不特別限定於電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、分子積層法、塗佈法等,通常就元件特性的方面而言,較佳為電阻加熱蒸鍍或電子束蒸鍍。
有機層的厚度亦取決於發光物質的電阻值,故無法限定,較佳為1nm~1000nm。發光層、電子傳輸層、電洞
傳輸層的膜厚分別較佳為1nm以上、200nm以下,更佳為5nm以上、100nm以下。
本發明的發光元件具有可將電能轉換為光的功能。此處,電能主要使用直流電流,亦可使用脈波電流或交流電流。電流值及電壓值並無特別限制,若考慮到元件的消耗電力或壽命,則應以如下方式選擇:以儘可能低的能量獲得最大的亮度。
本發明的發光元件例如適合用作以矩陣及/或區段方式進行顯示的顯示器。
所謂矩陣方式,是指將用以進行顯示的像素以格子狀或馬賽克狀等二維地配置,以像素的集合來顯示文字或圖像。像素的形狀或尺寸是根據用途來決定。例如對於個人電腦、監視器、電視的圖像及文字顯示,通常使用一邊為300μm以下的四邊形的像素,另外於顯示面板般的大型顯示器的情況下,使用一邊為mm級的像素。於單色顯示的情況下,只要排列相同顏色的像素即可,於彩色顯示的情況下,排列紅色、綠色、藍色的像素進行顯示。此時,典型而言有三角型(delta type)與條紋型(stripe type)。而且,該矩陣的驅動方法可為線序驅動方法或主動矩陣的任一種。線序驅動的結構簡單,但於考慮到動作特性的情形時,有時主動矩陣的情況下優異,故該驅動方法亦必須根據用途而區分使用。
本發明中所謂區段方式是指以下方式:以顯示預定資訊的方式形成圖案,使藉由該圖案的配置所決定的區域發
光。例如可列舉數位鐘錶或溫度計的時刻或溫度顯示、音頻設備或電磁爐等的動作狀態顯示及汽車的面板顯示等。而且,上述矩陣顯示與區段顯示亦可於同一面板中共存。
本發明的發光元件亦可較佳地用作各種設備等的背光。背光主要是以提高並不自發光的顯示裝置的視認性為目的而使用,被用於液晶顯示裝置、鐘錶、音頻裝置、汽車面板、顯示板及標識等中。尤其本發明的發光元件可較佳地用於液晶顯示裝置、其中正在研究薄型化的個人電腦用途的背光,可提供較先前更為薄型且輕量的背光。
實例
以下,列舉實例對本發明進行說明,但本發明不受該些實例的限定。
合成例1(化合物D(E-5)、化合物E(E-12)的合成)
化合物A的合成
將1-溴芘18.4g、3,5-二氯苯基硼酸15g、PdCl2(PPh3)2 0.92g投入至經氮氣置換的1L四口燒瓶中。進而投入二甲醚(Dimethyl Ether,DME)400ml、1M Na2CO3水溶液200ml,加熱至77℃並攪拌3小時。反應結束後,冷卻至室溫為止,投入水200ml,濾取所析出的固體。進而將該固體以水300ml進行30分鐘分散清洗並加以濾取。將該固體乾燥後,利用矽膠管柱進行純化,獲得化合物A 18.9g。以下示出反應式。
化合物B的合成
將化合物A 18.9g、N-溴代琥珀醯亞胺(N-bromosuccinimid,NBS)9.7g、富馬酸二甲酯(Dimethyl fumarate,DMF)400ml投入至經氮氣置換的1L四口燒瓶中,加熱至55℃,反應4小時。冷卻至室溫後,投入水400ml,濾取所析出固體。對該固體進一步以水500ml進行分散清洗30分鐘,加以濾取,繼而以甲醇300ml進行分散清洗30分鐘,加以濾取。將其乾燥而獲得化合物B(1,6體、1,8-體的混合物)23.0g。以下示出反應式。
化合物C的合成
將化合物B 11.5g、3-吡啶硼酸4.0g、PdCl2(PPh3)2 0.38g、DME 200ml、1M Na2CO3水溶液100ml投入至經氮氣
置換的500ml四口燒瓶中,加熱至77℃,反應3小時。反應結束後,冷卻至室溫為止,投入水100ml,濾取所析出固體。進而對該固體以水300ml進行30分鐘分散清洗後,加以濾取,繼而以甲醇300ml進行30分鐘分散清洗後,加以濾取。將其乾燥後,藉由矽膠管柱進行異構物分離,獲得化合物16C 3.1g。以下示出反應式。
化合物D(E-5)的合成
將化合物16C 3.1g、4-吡啶硼酸2.7g、Pd(dba)2 0.17g、三環己基膦四氟硼酸鹽0.13g、磷酸鉀6.2g、二噁烷100ml、水15ml投入至經氮氣置換的300ml三口燒瓶中,於85℃下攪拌3小時。反應結束後,冷卻至室溫為止後,投入水100ml,將析出的固體濾取。進而對該固體以水300ml進行30分鐘分散清洗後,加以濾取,繼而以甲醇300ml
進行30分鐘分散清洗後,加以濾取並乾燥,獲得粗固體3.4g。將該固體進一步再結晶2次,獲得2.5g的固體。進而將該固體昇華純化而獲得化合物D 2.0g。所得的固體的1H-NMR分析結果如下。
1H-NMR(CDCl3)δ 7.51-7.56(1H,m),7.67(4H,dd),7.97-8.02(5H,m),8.08-8.14(4H,m),8.23-8.31(3H,m),8.73-8.78(5H,m),8.91-8.92(1H,m)。
以下示出反應式。
化合物E(E-12)的合成
將化合物16C 3.1g、3-吡啶硼酸2.7g、Pd(dba)2 0.17g、三環己基膦四氟硼酸鹽0.13g、磷酸鉀6.2g、二噁烷100ml、水15ml投入至經氮氣置換的300ml三口燒瓶中,於85℃下攪拌3小時。反應結束後,冷卻至室溫為止後,投入水100ml,將析出的固體濾取。進而對該固體以水300ml進行30分鐘分散清洗後,加以濾取,繼而以甲醇300ml進行30分鐘分散清洗後,加以濾取並乾燥,獲得粗固體3.3g。將該固體進一步再結晶2次,獲得2.4g的固體。進而將該固體昇華純化而獲得化合物E 1.9g。所得的固體
的1H-NMR分析結果如下。
1H-NMR(CDCl3)δ 7.42-7.46(2H,m),7.51-7.55(1H,m),7.91(3H,s),7.98-8.13(8H,m),8.26-8.32(3H,m),8.67(2H,d),8.76(1H,d),8.92(1H,s),9.03(2H,s)。
以下示出反應式。
實例1
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造,11Ω/□,濺鍍品)切斷成38mm×46mm,進行蝕刻。對所得的基板利用「塞米克林(Semico Clean)56」(商品名,古內(Furuuchi)化學(股)製造)進行15分鐘超音波清洗後,以超純水進行清洗。於即將對該基板製作元件之前進行1小時紫外線(Ultra Violet,UV)-臭氧處理,設置於真空蒸鍍裝置內,進行排氣至裝置內的真空度達到5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法,首先蒸鍍5nm的HAT-CN6作為電洞注入層,蒸鍍60nm的HT-1作為電洞傳輸層。繼而,以摻雜濃度成為5重量%的方式以40nm的厚度蒸鍍主體材料化合物H-1及摻雜材料化合物D-1來作為發光層。繼而,以25nm的厚
度蒸鍍化合物E-1作為電子傳輸層而積層。然後,蒸鍍0.5nm的氟化鋰後,蒸鍍1000nm的鋁作為陰極,製作5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚為石英震盪式膜厚監視器顯示值。該發光元件的1000cd/m2時的特性為驅動電壓4.2V、外部量子效率4.9%。另外,將初期亮度設定為1000cd/m2並進行恆定電流驅動,此時亮度降低20%的時間為330小時。再者,HAT-CN6、HT-1、H-1、D-1、E-1為以下所示的化合物。
實例2~實例23
除了於電子傳輸層及電洞傳輸層中使用表1所記載的化合物以外,與實例1同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表1中。再者、E-2~E-15、HT-2、HT-3為以下所示的化合物。
比較例1~比較例18
除了於電子傳輸層及電洞傳輸層中使用表2所記載的化合物以外,與實例1同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表2中。再者,E-16~E-21為以下所示的化合物。
實例24
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造,11Ω/□,濺鍍品)切斷成38nm×46mm,進行蝕刻。對所得的基板使用「塞米克林(Semico Clean)56」(商品名,古內(Furuuchi)化學(股)製造)進行15分鐘超音波清洗,然後以超純水清洗。於即將對該基板製作元件之前進行1小時UV-臭氧處理,設置於真空蒸鍍裝置內,進行排氣至裝置內的真空度達到5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法,首先蒸鍍5nm的HAT-CN6作為電洞注入層,蒸鍍60nm的HT-1作為電洞傳輸層。繼而,主體材料使用化合物H-1,摻雜材料使用化合物D-1,以摻雜濃度成為5重量%的方式以40nm的厚度進行蒸鍍而作為發光層。然後,以10nm的厚度蒸鍍化合物E-1作為第1電子傳輸層而積層。進而,電子傳輸材料使用E-1,且使用銫作為施體性化合物,以E-1與銫
的蒸鍍速度比成為20:1的方式以15nm的厚度積層來作為第2電子傳輸層。然後,蒸鍍0.5nm的氟化鋰後,蒸鍍1000nm的鋁作為陰極,製作5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚為石英震盪式膜厚監視器顯示值。該發光元件的1000cd/m2時的特性為驅動電壓3.9V、外部量子效率5.2%。另外,將初期亮度設定為1000cd/m2並進行恆定電流驅動,此時亮度降低20%的時間為420小時。
實例25~實例29
除了於第1電子傳輸層、第2電子傳輸層中使用表3所記載的化合物以外,與實例14同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表3中。
實例30
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造,11Ω/□,濺鍍品)切斷成38nm×46mm,進行蝕刻。對所得的基板使用「塞米克林(Semico Clean)56」(商品名,古內(Furuuchi)化學(股)製造)進行15分鐘超音波清洗,然後以超純水清洗。於即將對該基板製作元件之前進行1小時UV-臭氧處理,設置於真空蒸鍍裝置內,進行排氣至裝置內的真空度達到5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法,首先蒸鍍5nm的HAT-CN6作為電洞注入層,蒸鍍60nm的HT-1作為電洞傳輸層。繼而,主體材料使用化合物H-1,摻雜材料使用化合物D-1,以摻雜濃度成為5重量%的方式以40nm的厚度進行蒸鍍而作為發光層。然後,以10nm的厚度蒸鍍
化合物E-1作為第1電子傳輸層而積層。進而,電子傳輸材料使用E-1,且使用鋰作為施體性化合物,以E-1與鋰的蒸鍍速度比成為100:1的方式以15nm的厚度積層而作為第2電子傳輸層。然後,蒸鍍0.5nm的氟化鋰後、蒸鍍1000nm的鋁作為陰極,製作5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚為石英震盪式膜厚監視器顯示值。該發光元件的1000cd/m2時的特性為驅動電壓3.9V、外部量子效率5.1%。將初期亮度設定為1000cd/m2並進行恆定電流驅動,此時亮度降低20%的時間為420小時。
實例31~實例35
除了於第1電子傳輸層、第2電子傳輸層中使用表3所記載的化合物以外,與實例30同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表3中。
實例36
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造,11Ω/□,濺鍍品)切斷成38nm×46mm,進行蝕刻。對所得的基板使用「塞米克林(Semico Clean)56」(商品名,古內(Furuuchi)化學(股)製造)進行15分鐘超音波清洗,然後以超純水清洗。於即將對該基板製作元件之前進行1小時UV-臭氧處理,設置於真空蒸鍍裝置內,進行排氣至裝置內的真空度達到5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法,首先蒸鍍5nm的HAT-CN6作為電洞注入層,蒸鍍60nm的HT-1作為電洞傳輸層。繼而,主體材料使用化合物H-1,摻雜材料使用
化合物D-1,以摻雜濃度成為5重量%的方式以40nm的厚度蒸鍍而作為發光層。進而,電子傳輸材料使用E-1,且使用Liq作為施體性化合物,以E-1與Liq的蒸鍍速度比成為1:1的方式以25nm的厚度積層而作為電子傳輸層。該電子傳輸層於表2中示作第2電子傳輸層。繼而,蒸鍍0.5nm的氟化鋰後、蒸鍍1000nm的鋁作為陰極,製作5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚為石英震盪式膜厚監視器顯示值。該發光元件的1000cd/m2時的特性為驅動電壓4.0V、外部量子效率5.3%。另外,將初期亮度設定為1000cd/m2並進行恆定電流驅動,此時亮度降低20%的時間為440小時。
再者,Liq為以下所示的化合物。
實例37~實例41
除了於電子傳輸層中使用表3所記載的化合物以外,與實例36同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表3中。
比較例19~比較例23
除了於第1電子傳輸層、第2電子傳輸層中使用表4所記載的化合物以外,與實例24同樣地製作發光元件,並
進行評價。將結果示於表4中。
比較例24~比較例28
除了於第1電子傳輸層、第2電子傳輸層中使用表4所記載的化合物以外,與實例30同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表4中。
比較例29~比較例33
除了於電子傳輸層中使用表4所記載的化合物以外,與實例36同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表4中。
實例42
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造,11Ω/□,濺鍍品)切斷成38nm×46mm,進行蝕刻。對所得的基板使用「塞米克林(Semico Clean)56」(商品名,古內(Furuuchi)化學(股)製造)進行15分鐘超音波清洗,然後以超純水清洗。於即將對該基板製作元件之前進行1小時UV-臭氧處理,設置於真空蒸鍍裝置內,進行排氣至裝置內的真空度達到5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法,首先蒸鍍5nm的HAT-CN6作為電洞注入層,蒸鍍60nm的HT-1作為電洞傳輸層。該電洞傳輸層於表3中示作第1電洞傳輸層。繼而,以摻雜濃度成為10重量%的方式以40nm的厚度蒸鍍主體材料化合物H-2及摻雜材料化合物D-2來作為發光層。然後,以25nm的厚度蒸鍍化合物E-1作為電子傳輸層而積層。
然後,蒸鍍0.5nm的氟化鋰後,蒸鍍1000nm的鋁作為陰極,製作5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚為石英震盪式膜厚監視器顯示值。該發光元件的4000cd/m2時的特性為驅動電壓4.2V、外部量子效率12.0%。另外,將初期亮度設定為4000cd/m2並進行恆定電流驅動,此時亮度降低20%的時間為300小時。再者,H-2、D-2為以下所示的化合物。
實例43
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造,11Ω/□,濺鍍品)切斷成38nm×46mm,進行蝕刻。對所得的基板使用「塞米克林(Semico Clean)56」(商品名,古內(Furuuchi)化學(股)製造)進行15分鐘超音波清洗,然後以超純水清洗。於即將對該基板製作元件之前進行1小時UV-臭氧處理,設置於真空蒸鍍裝置內,進行排氣至裝置內的真空度達到5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法,首先蒸鍍5nm的HAT-CN6作為電洞注入層,蒸鍍50nm的HT-1作為第1
電洞傳輸層。進而,蒸鍍10nm的HT-4作為第2電洞傳輸層。繼而,以摻雜濃度成為10重量%的方式以40nm的厚度蒸鍍主體材料化合物H-2及摻雜材料化合物D-2來作為發光層。然後,以25nm的厚度蒸鍍化合物E-1作為電子傳輸層而積層。
然後,蒸鍍0.5nm的氟化鋰後,蒸鍍1000nm的鋁作為陰極,製作5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚為石英震盪式膜厚監視器顯示值。該發光元件的4000cd/m2時的特性為驅動電壓4.3V、外部量子效率13.9%。
另外,將初期亮度設定為4000cd/m2並進行恆定電流驅動,此時亮度降低20%的時間為350小時。再者,HT-4為以下所示的化合物。
實例44、實例45
除了使用表5所記載的化合物作為第2電洞傳輸層以外,與實例43同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表5中。再者,HT-5、HT-6為以下所示的化合物。
實例46
除了使用E-5作為電子傳輸層以外,與實例42同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表3中。
實例47~實例49
除了使用表5記載的化合物作為第2電洞傳輸層,使用E-5作為電子傳輸層以外,與實例43同樣地製作元件,並進行評價。將結果示於表5中。
實例50
除了使用E-12作為電子傳輸層以外,與實例42同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表3中。
實例51~實例53
除了使用表5記載的化合物作為第2電洞傳輸層,使用E-12作為電子傳輸層以外,與實例43同樣地製作元件,並進行評價。將結果示於表5中。
比較例34
除了於電子傳輸層中使用E-16以外,與實例42同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表6中。
比較例35~比較例37
除了使用表6所記載的化合物作為第2電洞傳輸層,使用E-16作為電子傳輸層以外,與實例43同樣地製作元件,並進行評價。將結果示於表6中。
比較例38
除了於電子傳輸層中使用E-17以外,與實例42同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表6中。
比較例39~比較例41
除了使用表6所記載的化合物作為第2電洞傳輸層,使用E-17作為電子傳輸層以外,與實例43同樣地製作元件,並進行評價。將結果示於表6中。
比較例42
除了於電子傳輸層中使用E-18以外,與實例42同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表6中。
比較例43~比較例45
除了使用表6記載的化合物作為第2電洞傳輸層,使用E-18作為電子傳輸層以外,與實例43同樣地製作元件,並進行評價。將結果示於表6中。
比較例46
除了於電子傳輸層中使用E-19以外,與實例42同樣地製作發光元件,並進行評價。將結果示於表6中。
比較例47~比較例49
除了使用表6所記載的化合物作為第2電洞傳輸層,使用E-19作為電子傳輸層以外,與實例43同樣地製作元
件,並進行評價。將結果示於表6中。
Claims (9)
- 一種發光元件材料,其特徵在於含有下述通式(1)所表示的化合物:
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件材料,其中HAr1為經取代或未經取代的吡啶基、經取代或未經取代的嘧啶基、經取代或未經取代的吡嗪基、經取代或未經取代的喹啉基、或者經取代或未經取代的異喹啉基。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件材料,其中L2為單鍵或自苯基所衍生的殘基。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件材料,其中HAr2為經取代或未經取代的吡啶基、經取代或未經取代的嘧啶基、經取代或未經取代的吡嗪基、經取代或未經取代的喹啉基、經取代或未經取代的異喹啉基。
- 一種發光元件,其為於陽極與陰極之間存在有機層,且藉由電能而發光的發光元件,並且上述發光元件的特徵在於:於上述有機層中含有如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之發光元件材料。
- 一種發光元件,其為於陽極與陰極之間至少存在發光層及電子傳輸層,且藉由電能而發光的發光元件,並且上述電子傳輸層含有如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之發光元件材料。
- 如申請專利範圍第6項所述之發光元件,其中上述電子傳輸層更含有施體性化合物,上述施體性化合物為鹼金屬、含有鹼金屬的無機鹽、鹼金屬與有機物的錯合物、 鹼土金屬、含有鹼土金屬的無機鹽、或鹼土金屬與有機物的錯合物。
- 如申請專利範圍第5項至第7項中任一項所述之發光元件,其中於上述陽極與上述陰極之間更含有電洞傳輸層,上述電洞傳輸層含有具有咔唑骨架的材料。
- 如申請專利範圍第5項至第7項中任一項所述之發光元件,其中於上述陽極與上述陰極之間更含有電洞傳輸層,上述電洞傳輸層含有具有聯三伸苯骨架的材料。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011202764 | 2011-09-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201319044A TW201319044A (zh) | 2013-05-16 |
TWI567060B true TWI567060B (zh) | 2017-01-21 |
Family
ID=47883175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW101133524A TWI567060B (zh) | 2011-09-16 | 2012-09-13 | 發光元件材料及發光元件 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6020173B2 (zh) |
KR (1) | KR102040535B1 (zh) |
CN (1) | CN103814453B (zh) |
TW (1) | TWI567060B (zh) |
WO (1) | WO2013038944A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015122459A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. | 有機el素子 |
KR102356957B1 (ko) * | 2014-05-28 | 2022-01-28 | 도레이 카부시키가이샤 | 플루오란텐 유도체, 그것을 함유하는 전자 디바이스, 발광 소자 및 광전 변환 소자 |
TWI569492B (zh) * | 2014-12-22 | 2017-02-01 | 昱鐳光電科技股份有限公司 | 有機發光元件 |
US10199589B2 (en) * | 2015-01-09 | 2019-02-05 | Toray Industries, Inc. | Photoelectric conversion element and image sensor using same |
JP6646955B2 (ja) * | 2015-06-23 | 2020-02-14 | 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. | 有機電界発光素子 |
CN108484507A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-04 | 长春海谱润斯科技有限公司 | 一种芘类衍生物及其有机发光器件 |
CN108329272A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-07-27 | 长春海谱润斯科技有限公司 | 一种含芘结构的有机电致发光材料及其有机发光器件 |
CN109293516B (zh) * | 2018-11-03 | 2022-01-14 | 长春海谱润斯科技股份有限公司 | 一种三芳胺类化合物及其有机发光器件 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200714691A (en) * | 2005-09-08 | 2007-04-16 | Toray Industries | Luminescent element material and luminescent element |
CN101072743A (zh) * | 2004-11-25 | 2007-11-14 | 日本先锋公司 | 芘类化合物和使用了其的发光晶体管元件以及有机电致发光元件 |
CN101080376A (zh) * | 2004-11-25 | 2007-11-28 | 日本先锋公司 | 芘类化合物和使用了其的发光晶体管元件 |
CN101003508B (zh) * | 2006-01-16 | 2010-11-24 | 乐金显示有限公司 | 电子传输化合物和包含该化合物的有机发光器件 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3139321B2 (ja) * | 1994-03-31 | 2001-02-26 | 東レ株式会社 | 発光素子 |
JP3424812B2 (ja) * | 1997-12-25 | 2003-07-07 | 日本電気株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
EP1582516B1 (en) | 2003-01-10 | 2013-07-17 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Nitrogenous heterocyclic derivative and organic electroluminescent element employing the same |
DE10356099A1 (de) * | 2003-11-27 | 2005-07-07 | Covion Organic Semiconductors Gmbh | Organisches Elektrolumineszenzelement |
JP2006176491A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-07-06 | Kyoto Univ | ピレン系化合物及びこれを用いた発光トランジスタ素子 |
JP2007015961A (ja) | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Idemitsu Kosan Co Ltd | ピレン誘導体及びそれらを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 |
JP4378366B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2009-12-02 | キヤノン株式会社 | 発光素子アレイ |
JP2007131723A (ja) | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Toray Ind Inc | 発光素子材料および発光素子 |
JP2007169581A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-07-05 | Toray Ind Inc | 発光素子材料および発光素子 |
DE102005058557A1 (de) * | 2005-12-08 | 2007-06-14 | Merck Patent Gmbh | Organische Elektrolumineszenzvorrichtung |
US8053762B2 (en) * | 2005-12-13 | 2011-11-08 | Lg Chem, Ltd. | Imidazoquinazoline derivative, process for preparing the same, and organic electronic device using the same |
US7811681B2 (en) | 2006-01-16 | 2010-10-12 | Lg Display Co., Ltd. | Electron transport compound and organic light emitting device comprising the same |
KR100681026B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2007-02-09 | 엘지전자 주식회사 | 전계발광소자 및 전자전달 화합물 |
KR100681025B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2007-02-09 | 엘지전자 주식회사 | 전계발광소자 및 전자전달 화합물 |
KR101026171B1 (ko) * | 2008-07-01 | 2011-04-05 | 덕산하이메탈(주) | 신규의 축합 카바졸 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광 소자 |
KR101247626B1 (ko) * | 2008-09-04 | 2013-03-29 | 제일모직주식회사 | 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자 |
JP2010195708A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | カルバゾリル基を有する化合物およびその用途 |
DE102009023155A1 (de) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Merck Patent Gmbh | Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen |
JP5640460B2 (ja) | 2009-06-03 | 2014-12-17 | 東レ株式会社 | 発光素子および発光素子材料 |
JP5423171B2 (ja) * | 2009-06-19 | 2014-02-19 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびその用途 |
KR101408515B1 (ko) * | 2009-07-01 | 2014-06-17 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자 |
CN101597259B (zh) * | 2009-07-07 | 2012-11-07 | 清华大学 | 有机材料及其在有机电致发光器件中的应用 |
KR101245243B1 (ko) * | 2009-12-16 | 2013-03-19 | 덕산하이메탈(주) | 스피로 카바졸 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 단말 |
JP2011173972A (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびその用途 |
JP5699581B2 (ja) * | 2010-12-15 | 2015-04-15 | Jnc株式会社 | 縮合ピロール多環化合物、発光層用材料およびこれを用いた有機電界発光素子 |
-
2012
- 2012-09-04 KR KR1020147006015A patent/KR102040535B1/ko active IP Right Grant
- 2012-09-04 WO PCT/JP2012/072420 patent/WO2013038944A1/ja active Application Filing
- 2012-09-04 CN CN201280044824.8A patent/CN103814453B/zh active Active
- 2012-09-04 JP JP2012540610A patent/JP6020173B2/ja active Active
- 2012-09-13 TW TW101133524A patent/TWI567060B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101072743A (zh) * | 2004-11-25 | 2007-11-14 | 日本先锋公司 | 芘类化合物和使用了其的发光晶体管元件以及有机电致发光元件 |
CN101080376A (zh) * | 2004-11-25 | 2007-11-28 | 日本先锋公司 | 芘类化合物和使用了其的发光晶体管元件 |
TW200714691A (en) * | 2005-09-08 | 2007-04-16 | Toray Industries | Luminescent element material and luminescent element |
CN101003508B (zh) * | 2006-01-16 | 2010-11-24 | 乐金显示有限公司 | 电子传输化合物和包含该化合物的有机发光器件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201319044A (zh) | 2013-05-16 |
CN103814453A (zh) | 2014-05-21 |
WO2013038944A1 (ja) | 2013-03-21 |
JP6020173B2 (ja) | 2016-11-02 |
JPWO2013038944A1 (ja) | 2015-03-26 |
CN103814453B (zh) | 2016-12-28 |
KR20140075674A (ko) | 2014-06-19 |
KR102040535B1 (ko) | 2019-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI680130B (zh) | 啡啉衍生物、含有其的電子裝置、發光元件、光電轉換元件及影像感測器 | |
JP6464555B2 (ja) | 発光素子 | |
JP6183214B2 (ja) | フルオランテン誘導体、それを含有する発光素子材料および発光素子 | |
JP6627507B2 (ja) | フルオランテン誘導体、それを含有する電子デバイス、発光素子および光電変換素子 | |
TWI567060B (zh) | 發光元件材料及發光元件 | |
JP6183211B2 (ja) | 発光素子材料および発光素子 | |
JPWO2016009823A1 (ja) | モノアミン誘導体、それを用いた発光素子材料および発光素子 | |
JP6269060B2 (ja) | 発光素子材料および発光素子 | |
WO2014057873A1 (ja) | ホスフィンオキサイド誘導体およびそれを有する発光素子 | |
JP6702183B2 (ja) | 化合物、ならびにそれを含有する電子デバイス、発光素子、光電変換素子およびイメージセンサ | |
JP6318617B2 (ja) | 発光素子材料および発光素子 | |
JP2014138006A (ja) | 発光素子材料および発光素子 | |
JPWO2014024750A1 (ja) | 発光素子材料および発光素子 | |
JP2014175590A (ja) | 有機電界発光素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |