TWI702216B - 發光元件用組成物、發光元件用組成物的製造方法、發光元件用組成物的評估方法、發光元件及發光元件的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之發光元件用組成物係含有主體材料與客體材料者,其中,主體材料為含有選自由芳香族烴基及雜環基所組成群組中的至少1種之化合物,客體材料為具有縮合環的雜環基之化合物,該化合物於環內含有硼原子與選自由氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子所組成群組中的至少1種;主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與客體材料在25℃之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的能量值之差△E為0.50eV以下,客體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與客體材料在77K 之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△S為0.10eV以下。
Description
本發明係關於發光元件用組成物、發光元件用組成物之製造方法、發光元件用組成物之評估方法、發光元件及發光元件之製造方法。
有機電致發光元件等發光元件係可適合使用於例如顯示器及照明。就使用於發光元件之發光層的發光材料而言,例如於專利文獻1已提出含有化合物(H-0)與化合物(E-1)之組成物。
[專利文獻1]國際公報第2018/062278號
但是,使用上述組成物所製作之發光元件的亮度壽命未必充分。
因此,本發明之目的在於提供一種有用於製造亮度壽命優異的發光元件之組成物。
本發明人等為了解決上述課題而致力研究,結果發現在包含特定主體材料及特定客體材料的發光元件用組成物中,藉由使客體材料之發光頻譜的最大譜峰滿足特定之能量關係,且使主體材料之發光頻譜的最大譜峰與客體材料之吸收頻譜的最低能量側之譜峰滿足特定之能量關係,可形成亮度壽命優異之發光元件,遂完成本發明。
本發明係提供以下之[1]至[12]。
[1]一種發光元件用組成物,該發光元件用組成物係含有主體材料與客體材料;其中,前述主體材料為含有選自由芳香族烴基及雜環基所組成群組中的至少1種之化合物,前述客體材料為具有縮合環的雜環基之化合物,該化合物於環內含有硼原子與選自由氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子所組成群組中的至少1種;前述主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與前述客體材料在25℃之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的能量值之差△E為0.50eV以下;前述客體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與前述客體材料在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△S為0.10eV以下。
[2]如[1]項所述之發光元件用組成物,其中,前述△E為0.20eV以下。
[3]如[1]或[2]項所述之發光元件用組成物,其中,前述△E為0.010eV以上。
[4]如[1]至[3]項中任一項所述之發光元件用組成物,其中,前述△S為0.050eV以下。
[5]如[1]至[4]項中任一項所述之發光元件用組成物,其中,前述客體材料為具有縮合環之雜環基的化合物,該化合物於環內包含硼原子與氮原子。
[6]如[1]至[5]項中任一項所述之發光元件用組成物,該發光元件用組成物更含有選自由電洞輸送材料、電洞注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、發光材料、抗氧化劑及溶劑所組成群組中的至少1種。
[7]一種發光元件,該發光元件係具有陽極、陰極及設於前述陽極及前述陰極之間的層,該層含有[1]至[6]項中任一項所述之發光元件用組成物。
[8]一種發光元件用組成物之製造方法,該製造方法具備:準備步驟,係準備主體材料,該主體材料係包含選自由芳香族烴基及雜環基所組成群組中的至少1種之化合物;分選步驟,係分選客體材料,該客體材料係具有縮合環的雜環基之化合物,該化合物於環內含有硼原子與選自由氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子所組成群組中的至少1種,且在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值與在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△S為0.10eV以下,且在25℃之吸收頻譜之最低能量側的譜峰之能量值與前述主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△E為0.50eV以下;製造步驟,係將前述主體材料與前述客體材料混合而獲得發光元件用組成物。
[9]如[8]項所述之發光元件用組成物之製造方法,其中,更具備求取前述主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值的步驟。
[10]如[8]或[9]項所述之製造方法,其中,前述分選步驟包括下述步驟:分別求出前述具有縮合環之雜環基的化合物在25℃之吸收頻譜的最低 能量側之譜峰的能量值、在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值、及在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值,而算出前述△E及前述△S。
[11]一種發光元件之製造方法,該發光元件係具有陽極、陰極及設於前述陽極及前述陰極之間的層;該發光元件之製造方法包含:藉由[8]至[10]項中任一項所述之製造方法來製造發光元件用組成物之步驟;及使用前述步驟所製造的發光元件用組成物,並藉由乾式法或濕式法來形成前述層之步驟。
[12]一種發光元件用組成物之評估方法,該發光元件用組成物係含有主體材料及客體材料主體材料,該主體材料係含有選自由芳香族烴基及雜環基所組成群組中的至少1種之化合物,該客體材料係具有縮合環的雜環基之化合物,該化合物於環內含有硼原子與選自由氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子所組成群組中的至少1種;且該評估方法具備下述步驟:求出前述主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與前述客體材料在25℃之吸收頻譜之最低能量側的譜峰之能量值之差△E的步驟;求出前述客體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與前述客體材料在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△S的步驟;依據前述△E及前述△S而評估前述發光元件用組成物之步驟。
若依據本發明,可提供一種有用於製造亮度壽命優異之發光元件的組成物。又,若依據本發明,可提供一種含有前述組成物之發光元件。再者,若依據本發明,可提供一種前述組成物及前述發光元件之製造方法、以及前述組成物之評估方法。
以下,詳細說明有關本發明之適宜的實施形態。
<共通之用語說明>
在本說明書所共通使用之用語只要未特別記載,即為以下之意義。
所謂「室溫」係意指25℃。
Me係表示甲基,Et係表示乙基,Bu係表示丁基,i-Pr係表示異丙基,t-Bu係表示第三丁基。
氫原子係可為氘原子,亦可為氕原子。
「高分子化合物」係意指具有分子量分布,而聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1×103至1×108之聚合物。
「低分子化合物」係意指不具有分子量分布而分子量為1×104以下之化合物。
「烷基」係可為直鏈及分枝之任一者。直鏈的烷基之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為1至50,較佳係1至20,更佳係1至10。分枝的烷基之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為3至50,較佳係3至20,更佳係4至10。烷基可具有取代基,可舉出例如:甲基、乙 基、丙基、異丙基、丁基、2-丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、2-乙基丁基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、3-丙基庚基、癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-己基癸基、十二碳基、三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、3-苯基丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二-己基苯基)丙基及6-乙基氧己基。
「環烷基」之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為3至50,較佳係4至10。環烷基係可具有取代基,可舉出例如:環己基、環己基甲基及環己基乙基。
「伸烷基」之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為1以上20以下,較佳係1以上15以下,更佳係1以上10以下。伸烷基可具有取代基,例如:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸己基、伸辛基。
「環伸烷基」之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為3以上20以下。環伸烷基係可具有取代基,可舉出例如環伸己基。
「芳香族烴基」係意指由芳香族烴除去了1個以上之與構成環的碳原子直接鍵結之氫原子的基。由芳香族烴除去了1個與構成環的碳原子直接鍵結之氫原子的基亦稱為「芳基」。由芳香族烴除去了2個與構成環的碳原子直接鍵結之氫原子的基亦稱為「伸芳基」。
芳香族烴基之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為6至60,較佳係6至30,更佳係6至18。
「芳香族烴基」係可舉出例如:從單環式之芳香族烴(可舉出例如:苯)、或多環式芳香族烴(可舉出例如:萘及茚等2環式芳香族烴;蒽、菲、二氫菲及茀等3環式芳香族烴;聯三伸苯、稠四苯、苯并茀、芘、稠二萘及熒 蒽(fluoranthene)等4環式芳香族烴;二苯并茀、苝及苯并熒蒽等5環式芳香族烴;螺聯茀(spirobifluorene)等6環式芳香族烴;苯并螺聯茀及苊并蒽熒等7環式芳香族烴;以及,二苯并螺聯茀等8環式芳香族烴)除去了1個以上之與構成環的碳原子直接鍵結之氫原子的基,此等基可具有取代基。芳香族烴基包括此等基經複數鍵結之基。
「烷氧基」係可為直鏈及分枝之任一者。直鏈之烷氧基之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為1至40,較佳係1至10。分枝之烷氧基的碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為3至40,較佳係4至10。烷氧基亦可具有取代基,可舉出例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基及月桂氧基。
「環烷氧基」之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為3至40,較佳係4至10。環烷氧基亦可具有取代基,可舉出例如環己氧基。
「芳氧基」之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為6至60,較佳係6至48。芳氧基亦可具有取代基,可舉出例如:苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、1-蒽氧基、9-蒽氧基及1-芘氧基。
「雜環基」係意指由雜環式化合物除去了1個以上之與構成環的碳原子或雜原子直接鍵結的氫原子之基。雜環基之中,較佳係由芳香族雜環式化合物除去了1個以上之與構成環的碳原子或雜原子直接鍵結的氫原子之基的「芳香族雜環基」。由雜環式化合物除去了p個(p係表示1以上之整數)之與構成環的碳原子或雜原子直接鍵結的氫原子之基亦稱為 「p價雜環基」。由芳香族雜環式化合物除去了p個之與構成環的碳原子或雜原子直接鍵結的氫原子之基亦稱為「p價芳香族雜環基」。
「芳香族雜環式化合物」可舉出例如:二唑、噻二唑、噻唑、唑、噻吩、吡咯、磷雜茂(phosphole)、呋喃、吡啶、吡、嘧啶、三、嗒、喹啉、異喹啉、咔唑、二苯并磷雜茂等雜環本身顯示芳香族性之化合物;及啡、啡噻、二苯并硼雜環戊二烯、二苯并矽雜環戊二烯、苯并吡喃等即使雜環本身不顯示芳香族性,亦於雜環縮環芳香環之化合物。
雜環基之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為1至60,較佳係2至40,更佳係3至20。芳香族雜環基之雜原子數不包括取代基之碳原子數,通常為1至30,較佳係1至10,更佳係1至5,再更佳係1至3。
雜環基亦可具有取代基,可舉出例如:從單環式之雜環式化合物(例如:呋喃、噻吩、吡咯、二唑、三唑、吡啶、二氮雜苯及三)、或多環式之雜環式化合物(可舉出例如:氮雜萘、二氮雜萘、苯并呋喃、吲哚、苯并二唑及苯并噻二唑等2環式之雜環式化合物;二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并硼雜環戊二烯、二苯并矽雜環戊二烯、二苯并磷雜茂、二苯并硒吩、啡、啡噻、9,10-二氫吖啶、5,10-二氫啡、啡氮雜硼啉、啡磷(phenophosphazine)、啡硒、啡氮雜矽啉(phenazasiline)、氮雜蒽、二氮雜蒽、氮雜菲及二氮雜菲等3環式之雜環式化合物;六氮雜聯三伸苯、苯并吲哚及苯并萘并呋喃等4環式之雜環式化合物;二苯并咔唑、吲哚并咔唑及茚并咔唑等5環式之雜環式化合物;咔唑并咔唑、苯并吲哚并咔唑及苯并茚并咔唑等6環式之雜環式化合物;以及二苯并吲哚并咔唑等7環 式之雜環式化合物)除去了1個以上之與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基,此等基可具有取代基。雜環基包括此等基經複數鍵結之基。
「鹵素原子」係表示氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。
「胺基」亦可具有取代基,以取代胺基為較佳。胺基所具有之取代基係以烷基、環烷基、芳基或1價雜環基為較佳。
取代胺基可舉出例如:二烷基胺基、二環烷基胺基及二芳基胺基。
胺基可舉出例如:二甲基胺基、二乙基胺基、二苯基胺基、雙(4-甲基苯基)胺基、雙(4-第三丁基苯基)胺基、雙(3,5-二-第三丁基苯基)胺基。
「烯基」可為直鏈及分枝之任一者。直鏈之烯基之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為2至30,較佳係3至20。分枝之烯基的碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為3至30,較佳係4至20。
「環烯基」之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為3至30,較佳係4至20。
烯基及環烯基亦可具有取代基,可舉出例如:乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、5-己烯基、7-辛烯基及此等基具有取代基之基。
「炔基」可為直鏈及分枝之任一者。炔基之碳原子數不包括取代基之碳原子,通常為2至20,較佳係3至20。分枝之炔基之碳原子數不包括取代基之碳原子,通常為4至30,較佳係4至20。
「環炔基」之碳原子數不包括取代基之碳原子,通常為4至30,較佳係4至20。
炔基及環炔基亦可具有取代基,可舉出例如:乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、5-己炔基及此等基具有取代基之基。
所謂「交聯基」係能夠藉由提供至加熱、紫外線照射、近紫外線照射、可見光照射、紅外線照射、自由基反應等而生成新的鍵結之基,較佳係式(B-1)至式(B-17)之任一者所示之基。此等之基可具有取代基。
所謂「取代基」係表示鹵素原子、氰基、烷基、環烷基、芳基、1價雜環基、烷氧基、環烷氧基、芳氧基、胺基、取代胺基、烯基、環烯基、炔基或環炔基。取代基可為交聯基。又,取代基為存在複數個時,其等亦可係互相鍵結而與各別鍵結之原子一起形成環,但以不形成環為較佳。
<發光元件用組成物>
本實施形態之發光元件用組成物係含有主體材料與客體材料。
在本實施形態之發光元件用組成物中,主體材料及客體材料可以是分別僅含有1種,亦可含有2種以上。
在本實施形態之發光元件用組成物中,在將主體材料與客體材料之合計設為100質量份時,客體材料之含量通常為0.01至99質量份,因為本實施形態之發光元件之亮度壽命會更優異,故以0.05至50質量份為較佳,以0.1至30質量份為更佳,以0.5至5質量份為再更佳,以0.8至2質量份為特佳。
本實施形態之發光元件用組成物中,就主體材料在室溫(25℃)之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與客體材料在室溫(25℃)之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的能量值之差△E而言,因為本實施形態之發光元件的亮度壽命會更優異,故較佳係0.20eV以下,更佳係0.15eV以下。又,△E係可為0.13eV以下,亦可為0.10eV以下,亦可為0.08eV以下。又,△E係可為0eV以上,亦可為0.001eV以上,亦可為0.01eV以上,亦可為0.03eV以上,亦可為0.05eV以上。又,本說明書中,差△E係表示差之絕對值。
本實施形態之發光元件用組成物中,將主體材料在室溫(25℃)之發光頻譜的最大譜峰之能量值設為EH,客體材料在室溫(25℃)之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的能量值設為EG時,EH-EG之值(以下亦稱為「EH-EG」)通常為-0.50eV以上,因為本實施形態之發光元件的亮度壽命會更優異,故較佳係-0.10eV以上,更佳係-0.07eV以上,再更佳係-0.05eV以上。又,EH-EG通常為0.50eV以下,因為本實施形態之發光元件之亮度壽命會更優異,故較佳係0.20eV以下,更佳係0.15eV以下,再更佳係0.13eV以下,特佳係0.10eV以下,尤佳係0.08eV以下。
本實施形態之發光元件用組成物中,客體材料在室溫(25℃)之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與客體材料在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△S通常為0.10eV以下,因為本實施形態之發光元件的亮度壽命會更優異,故較佳係0.050eV以下。又,△S可為0.040eV以下。又,△S亦可為0.005eV以上,亦可為0.010eV以上,亦可為0.020eV以上。又,本說明書中,差△S係表示差之絕對值。
本實施形態之發光元件用組成物中,客體材料在室溫(25℃)之發光頻譜的最大譜峰波長較佳係380nm以上495nm以下,更佳係400m以上485nm以下,再更佳係420nm以上475nm以下。
本實施形態之發光元件用組成物中,客體材料在室溫(25℃)之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長較佳係360nm以上490nm以下,更佳係380m以上480nm以下,更佳係400m以上470nm以下。
本實施形態之發光元件用組成物中,客體材料在室溫(25℃)之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的半值寬之能量值較佳係0.50eV以下,更佳係0.30eV以下,再更佳係0.20eV以下。客體材料在室溫(25℃)之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的半值寬之能量值係可為0.001eV以上,亦可為0.01eV以上,亦可為0.10eV以上。
在此,有關△S及△E與發光元件之發光特性(尤其是亮度壽命)之關係,推測如下。
本發明人等發現藉由將△S設為0.10eV以下,客體材料之吸收頻譜的半值寬會變小。藉此,可獲得發光頻譜之半值寬小的客體材料。但是,若是客體材料之吸收頻譜之半值寬變小,則主體材料之發光頻譜與客體材料 之吸收頻譜的重疊會變小。因此,本發明人等認為必須增大主體材料之發光頻譜與客體材料之吸收頻譜的重疊,而著眼於△E。更詳而言之,藉由將△E設為0.50eV以下,主體材料之發光頻譜與客體材料之吸收頻譜的重疊會變大,而主體材料之激發能量會迅速地往客體材料移動,故可抑制主體材料之劣化,其結果係推測為發光元件之發光特性(尤其是亮度壽命)優異。
化合物之發光頻譜的最大譜峰之能量值、及吸收頻譜之最低能量側的譜峰之能量值,可係於測定化合物之發光頻譜的最大譜峰波長、及吸收頻譜之最低能量側的譜峰波長之後,將所得之譜峰波長換算成能量值而求得。
化合物在室溫之發光頻譜的最大譜峰波長,可係使化合物溶解於二甲苯、甲苯、氯仿、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃等有機溶劑,調製稀釋溶液(1×10-6質量%至1×10-3質量%),藉由在室溫測定該稀釋溶液之PL頻譜而進行評估。就使化合物溶解之有機溶劑而言,較佳係二甲苯或2-甲基四氫呋喃。
化合物在77K之發光頻譜的最大譜峰波長,可係使化合物溶解於二甲苯、甲苯、氯仿、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃等有機溶劑,調製稀釋溶液(1×10-6質量%至1×10-3質量%),並在77K測定該稀釋溶液之PL頻譜而進行評估。就使化合物溶解之有機溶劑而言,較佳係2-甲基四氫呋喃。
化合物在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長,可係使化合物溶解於二甲苯、甲苯、氯仿、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃等有機溶劑,調製稀釋溶液(1×10-6質量%至1×10-3質量%),並在室溫測定該稀釋溶液之紫外可見吸收頻譜而進行評估。使化合物溶解之有機溶劑較佳係二甲苯。
[主體材料]
主體材料係意指擔任使電性能量傳遞至客體材料之角色的材料。若以發光材料為一例來說明,則係藉由將電性能量有效率地從主體材料朝客體材料傳遞,而可使客體材料更有效率地發光。
主體材料可為高分子化合物(以下,亦稱為「高分子主體材料」),亦可為低分子化合物(以下,亦稱為「低分子主體材料」),較佳為低分子主體材料。
低分子主體材料之分子量通常為1×102至1×104,較佳係2×102至5×103,更佳係3×102至3×103,再更佳係4×102至1.5×103。低分子主體材料較佳係不具有分子量分布之化合物。
就低分子主體材料所含之芳香族烴基及芳香族雜環基之合計個數而言,通常為1至30個,因為本實施形態之發光元件的亮度壽命會更優異,故較佳係1至20個,更佳係1至15個,再更佳係1至10個。
就低分子主體材料而言,因為本實施形態之發光元件的亮度壽命會更優異,故較佳係以式(H-1)所示之化合物。
[式中,ArH1及ArH2係分別獨立地表示芳基或1價雜環基,此等基係可具有取代基。
nH1及nH2係分別獨立地表示0或1。nH1及nH2為存在複數個時,其等可分別為相同,亦可為相異。
nH3係表示0以上之整數。
LH1係表示伸芳基、2價雜環基、伸烷基或環伸烷基,此等之基係可具有取代基。LH1為存在複數個時,其等係可為相同亦可為相異。
LH2係表示-N(RH21)-所示之基。LH2為存在複數個時,其等係可為相同亦可為相異。
RH21係表示氫原子、烷基、環烷基、芳基或1價雜環基,此等之基係可具有取代基。]
ArH1及ArH2中,芳基及1價雜環基可舉出例如:從苯、萘、蒽、菲、二氫菲、聯三伸苯、茀、苯并茀、螺聯茀、苯并螺聯茀、芘、稠二萘、吡啶、二氮雜苯、三、咔唑、氮雜咔唑、二氮雜咔唑、氮雜萘、二氮雜萘、二苯并呋喃、二苯并噻吩、啡、啡噻、9,10-二氫吖啶、5,10-二氫啡、氮雜蒽、二氮雜蒽、氮雜菲、二氮雜菲、吲哚并咔唑或茚并咔唑除去了1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基,因為本實施形態之發光元件之亮度壽命會更優異,故較佳係從苯、萘、蒽、菲、茀、螺聯茀、芘、吡啶、二氮雜苯、三、氮雜萘、二氮雜萘、咔唑、氮雜咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、啡、啡噻、吲哚并咔唑或茚并咔唑除去了1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基,更佳係從苯、萘、蒽、茀、螺聯茀、吡啶、二氮雜苯、三、咔唑、二苯并呋喃或二苯并噻吩除去了1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基,再更佳係從苯或咔唑,除去1個之與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基,此等基係可具有取代基。
ArH1及ArH2可具有的取代基較佳係鹵素原子、烷基、環烷基、烷氧基、環烷氧基、芳基、1價雜環基或取代胺基,更佳係烷基、環烷基、芳基或1價雜環基,再更佳係烷基或環烷基,此等基可進一步具有取代基。
就ArH1及ArH2可具有的取代基中之芳基及1價雜環基之例子以及較佳的範圍而言,係分別與ArH1及ArH2中之芳基及1價雜環基之例子以及較佳的範圍相同。
ArH1及ArH2可具有的取代基之取代胺基中,胺基所具有之取代基係以芳基或1價雜環基為較佳,以芳基為更佳,此等基可進一步具有取代基。胺基所具有之取代基中之芳基及1價雜環基之例子以及較佳的範圍係分別與ArH1及ArH2中之芳基及1價雜環基之例子以及較佳的範圍為相同。
就ArH1及ArH2可具有的取代基可進一步具有之取代基而言,較佳係鹵素原子、烷基、環烷基、烷氧基、環烷氧基、芳基、1價雜環基或取代胺基,更佳係烷基、環烷基、芳基或1價雜環基,再更佳係烷基或環烷基,此等基可進一步具有取代基,更佳係不具有取代基。
ArH1及ArH2可具有的取代基可進一步具有之取代基中之芳基、1價雜環基及取代胺基之例子以及較佳的範圍係與ArH1及ArH2可具有的取代基中之芳基、1價雜環基及取代胺基之例子以及較佳的範圍為相同。
nH1較佳為1。nH2較佳為0。
nH3通常為0以上10以下之整數,較佳為0以上5以下之整數,更佳為1以上3以下之整數,再更佳為2。
就LH1而言,因為本實施形態之發光元件的亮度壽命會更優異,故以伸芳基或2價雜環基為較佳。
LH1係可舉出例如從苯、萘、蒽、菲、二氫菲、聯三伸苯、茀、苯并茀、螺聯茀、苯并螺聯茀、芘、稠二萘、吡啶、二氮雜苯、三、咔唑、氮雜咔唑、二氮雜咔唑、氮雜萘、二氮雜萘、二苯并呋喃、二苯并噻吩、啡、啡噻、9,10-二氫吖啶、5,10-二氫啡、氮雜蒽、二氮雜蒽、氮雜菲、二氮雜菲、吲哚并咔唑或茚并咔唑,除去了2個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;較佳係從苯、萘、蒽、菲、茀、螺聯茀、芘、吡啶、二氮雜苯、三、氮雜萘、二氮雜萘、咔唑、氮雜咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、啡、啡噻、吲哚并咔唑或茚并咔唑,除去了2個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;更佳係從苯、萘、蒽、茀、螺聯茀、吡啶、二氮雜苯、三、咔唑、二苯并呋喃或二苯并噻吩,除去了1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;更佳係從苯、萘、蒽、咔唑、二苯并呋喃或二苯并噻吩,除去了2個之與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基,此等之基係可具有取代基。
LH1可具有的取代基較佳係鹵素原子、烷基、環烷基、烷氧基、環烷氧基、芳基、1價雜環基或取代胺基,以烷基、烷氧基、芳基或1價雜環基為更佳,以烷基、芳基或1價雜環基為再更佳,此等基可進一步具有取代基。
LH1可具有的取代基中之芳基、1價雜環基及取代胺基之例子以及較佳的範圍係分別與ArH1及ArH2可具有的取代基中之芳基、1價雜環基及取代胺基之例子以及較佳的範圍為相同。
LH1可具有的取代基亦可具有的取代基可進一步具有之取代基的例子及較佳的範圍係與ArH1及ArH2可具有的取代基可進一步具有之取代基之例子及較佳的範圍為相同。
RH21較佳係芳基或1價雜環基,此等基可具有取代基。
RH21所示之芳基及1價雜環基之定義及例子係與ArH1及ArH2所示之芳基及1價雜環基之定義及例子為相同。
RH21可具有的取代基之定義及例子係與ArH1及ArH2可具有的取代基之定義及例子為相同。
式(H-1)所示之化合物較佳係式(H-2)所示之化合物。
[式中,ArH1、ArH2、nH3及LH1係表示與前述相同的意義。]
低分子主體材料係例示下述式所示之化合物以及後述之化合物H2、化合物H3及化合物H4。
[式中,Z2表示氧原子或硫原子。]
高分子主體材料可舉出例如:屬於後述之電洞輸送材料的高分子化合物、及屬於後述之電子輸送材料的高分子化合物。
高分子主體材料之聚苯乙烯換算的數量平均分子量較佳係5×103至1×106,更佳係1×104至5×105,再更佳係5×104至2×105。高分子主體材料之聚苯乙烯換算之重量平均分子量較佳係1×104至2×106,更佳係2×104至1×106,再更佳係1×105至5×105。
高分子主體材料可為嵌段共聚物、無規共聚物、交替共聚物、接枝共聚物之任一者,亦可為其它態樣,但較佳係複數種原料單體經共聚合的共聚物。
高分子主體材料較佳係包含可具有取代基之伸芳基或可具有取代基之2價雜環基的高分子化合物,更佳係包含可具有取代基之伸芳基的高分子化合物。
就高分子主體材料可含有之伸芳基及2價雜環基而言,較佳係從苯、萘、蒽、菲、茀、螺聯茀、芘、吡啶、二氮雜苯、三、氮雜萘、二氮雜萘、咔唑、氮雜咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、啡、啡噻、吲哚并咔唑或茚并咔唑,除去了2個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;更佳係從苯、萘、蒽、茀、螺聯茀、吡啶、二氮雜苯、三、咔唑、二苯并呋喃或二苯并噻吩,除去了2個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;又更佳係從苯、萘、蒽、茀或螺聯茀,除去了2個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;此等之基係可具有取代基。
高分子主體材料中,伸芳基及2價雜環基可具有的取代基之例子以及較佳的範圍係與LH1可具有的取代基之例子以及較佳的範圍為相同。
高分子主體材料可舉出包含下述式所示之構成單元的高分子化合物。
[客體材料]
客體材料係具有縮合環之雜環基(以下亦稱為「雜環基G」)之化合物,該化合物係在環內包含硼原子與選自由氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子所組成群組中的至少1種。在此,雜環基G可含有之氮原子較佳係不具有雙鍵之氮原子。
雜環基G之碳原子數不包括取代基之碳原子數,通常為1至60,較佳係5至40,更佳係10至25。雜環基G之雜原子數不包括取代基之碳原子數,通常為1至30,較佳係1至10,更佳係1至5,再更佳係1至3。雜環基G之硼原子數不包括取代基之碳原子數,通常為1至10,較佳係1至5,更佳係1至3,再更佳係1。雜環基G之氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子之合計個數,不包括取代基之碳原子數,通常為1至10,較佳係1至5,更佳係1至3,再更佳係2。
就雜環基G而言,因為本實施形態之發光元件之亮度壽命會更優異,故較佳係於環內包含硼原子與選自由氧原子、硫原子及氮原子所組成群組中的至少1種之縮合環之雜環基,更佳係於環內包含硼原子與氮原子之縮合環的雜環基。
雜環基G中,因為本實施形態之發光元件之亮度壽命會更優異,故較佳係從多環式雜環式化合物除去了1個以上與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基,該基係可具有取代基;前述多環式雜環式化合物係於環內包含硼原子與選自由氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子所組成群組中的至少1種者。多環式之雜環式化合物較佳係3至12環式,更佳係3至6環式,再更佳係5環式。
雜環基G可具有的取代基較佳係鹵素原子、烷基、環烷基、烷氧基、環烷氧基、芳基、1價雜環基或取代胺基,更佳係烷基、環烷基、芳基、1價雜環基或取代胺基,再更佳係烷基、芳基或取代胺基,此等基可進一步具有取代基。
就雜環基G可具有的取代基中之芳基而言,較佳係從單環式或多環式(尤其是2環式至6環式)之芳香族烴,除去了1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;更佳係從苯、萘、蒽、菲、茀、螺聯茀或芘,除去了1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;更佳係苯基;此等基可具有取代基。
就雜環基G可具有的取代基中之1價的雜環基而言,較佳係從單環式、多環式(尤其是2環式或3環式)之雜環式化合物,除去1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;更佳係從吡啶、二氮雜苯、三、氮雜萘、二氮雜萘、咔唑、氮雜咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、啡或啡噻,除去了1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;再更佳係從吡啶、二氮雜苯或三,除去了1個與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;此等基可具有取代基。
雜環基G可具有的取代基中之取代胺基中,就胺基所具有的取代基而言,較佳係芳基或1價雜環基,以芳基為更佳,此等基可進一步具有取代基。胺基所具有之取代基中的芳基及1價雜環基的例子以及較佳的範圍,係分別與雜環基G可具有的取代基中之芳基及1價雜環基之例子以及較佳的範圍為相同。
就雜環基G可具有的取代基可進一步具有之取代基而言,較佳係鹵素原子、烷基、環烷基、烷氧基、環烷氧基、芳基、1價雜環基或取代胺基,以烷基、環烷基、芳基、1價雜環基或取代胺基為更佳,以烷基或環烷基為再更佳,此等基可進一步具有取代基,惟以不進一步具有取代基為更佳。
雜環基G可具有的取代基可進一步具有之取代基中的芳基、1價雜環基及取代胺基之例子以及較佳的範圍係分別與雜環基G可具有的取代基中之芳基、1價雜環基及取代胺基之例子以及較佳的範圍為相同。
「不具有雙鍵之氮原子」係意指在氮原子和與該氮原子鍵結的全部原子之間僅具有單鍵之氮原子。
客體材料之分子量通常為1×102至1×104,較佳係2×102至5×103,更佳係3×102至3×103,再更佳係4×102至1.5×103。
客體材料較佳係不具有分子量分布之化合物。
就客體材料而言,因為本實施形態之發光元件的亮度壽命會更優異,故較佳係式(1-1)至式(1-3)所示之化合物,更佳係式(1-2)或式(1-3)所示之化合物,再更佳係式(1-2)所示之化合物。
[式中,Ar1、Ar2及Ar3係分別獨立地表示芳香族烴基或雜環基,此等基可具有取代基。
Y1係表示氧原子、硫原子、硒原子、-N(Ry)-所示之基、伸烷基或環伸烷基,此等基可具有取代基。
Y2及Y3係分別獨立地表示單鍵、氧原子、硫原子、硒原子、-N(Ry)-所示之基、伸烷基或環伸烷基,此等基可具有取代基。Ry係表示氫原子、烷基、環烷基、芳基或1價雜環基,此等基可具有取代基。Ry為存在複數個時,可為相同亦可為相異。Ry亦可係直接鍵結或隔著連結基而與Ar1、Ar2或Ar3鍵結。]
就Ar1、Ar2及Ar3而言,因為本實施形態之發光元件之亮度壽命會更優異,故係從單環式、2環式或3環式之芳香族烴或單環式、2 環式或3環式之芳香族雜環式化合物,除去了1個以上與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;更佳係從單環式之芳香族烴或單環式之芳香族雜環式化合物,除去了1個以上與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;再更佳係從苯、吡啶或二氮雜苯,除去了1個以上與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;特佳係從苯除去1個以上與構成環的原子直接鍵結的氫原子之基;此等基可具有取代基。
Ar1、Ar2或Ar3可具有的取代基之例子及較佳的範圍係與雜環基G可具有的取代基之例子及較佳的範圍為相同。
Y1較佳係氧原子、硫原子、-N(Ry)-所示之基或亞甲基,更佳係氧原子、硫原子或-N(Ry)-所示之基,再更佳係-N(Ry)-所示之基,此等基係可具有取代基。
Y2及Y3較佳係單鍵、氧原子、硫原子、-N(Ry)-所示之基或亞甲基,更佳係單鍵、氧原子、硫原子或-N(Ry)-所示之基,再更佳係氧原子、硫原子或-N(Ry)-所示之基,特佳係-N(Ry)-所示之基,此等基可具有取代基。
Y1、Y2及Y3可具有的取代基之例子及較佳的範圍係與雜環基G可具有的取代基之例子及較佳的範圍為相同。
Ry較佳係烷基、環烷基、芳基或1價雜環基,更佳係芳基或1價雜環基,再更佳係芳基,此等基可具有取代基。
Ry中之芳基及1價雜環基之例子以及較佳的範圍係分別與雜環基G可具有的取代基中之芳基及1價雜環基之例子以及較佳的範圍為相同。
Ry可具有的取代基之例子及較佳的範圍係與雜環基G可具有的取代基之例子及較佳的範圍為相同。
Ry亦可係直接鍵結或隔著連結基而與Ar1、Ar2或Ar3鍵結,但以不鍵結為較佳。連結基可舉出例如-O-所示之基、-S-所示之基、-N(Ry)-所示之基、伸烷基、環伸烷基、伸芳基及2價雜環基,較佳係-O-所示之基、-S-所示之基、-N(Ry)-所示之基或亞甲基,此等基可具有取代基。
客體材料係例示下述式所示之化合物及後述之化合物G1至G7。
[其它成分]
本實施形態之發光元件用組成物係含有主體材料、客體材料及選自由電洞輸送材料、電洞注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、發光材料、抗氧化劑及溶劑所組成群組中的至少1種之材料的組成物。但是,電洞輸 送材料、電洞注入材料、電子輸送材料及電子注入材料係與主體材料相異,發光材料係與客體材料相異。
[印墨]
含有主體材料、客體材料及溶劑之組成物(以下稱為「印墨」)係適於製作例如使用旋轉塗佈法、澆鑄法、微凹版塗佈法、凹版塗佈法、棒塗佈法、輥塗佈法、線棒塗佈法、浸漬塗佈法、噴塗法、網版印刷法、柔版印刷法、套版印刷法、噴墨印刷法、毛細管塗佈法、噴嘴塗佈法等濕式法之發光元件。印墨之黏度若為依印刷法的種類而調整即可,但較佳係在25℃為1至20mPa‧s。
在印墨所含之溶劑較佳係可使印墨中之固體成分溶解或均勻地分散之溶劑。溶劑可舉出例如:氯系溶劑、醚系溶劑、芳香族烴系溶劑、脂肪族烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、多元醇系溶劑、醇系溶劑、亞碸系溶劑、醯胺系溶劑。
印墨中,在將主體材料與客體材料之合計設為100質量份時,溶劑之調配量通常為1000至100000質量份。
溶劑係可以一種單獨使用,亦可併用二種以上。
‧電洞輸送材料
電洞輸送材料被分類為低分子化合物與高分子化合物,較佳係具有交聯基之高分子化合物。
高分子化合物可舉出例如:聚乙烯基咔唑及其衍生物;於側鏈或主鏈具有芳香族胺構造之聚伸芳基及其衍生物。高分子化合物亦可為富勒烯、 四氟四氰基醌二甲烷、四氰基乙烯及三硝基茀酮等電子接受性部位經鍵結之化合物。
本實施形態之發光元件用組成物中,含有電洞輸送材料時,在將主體材料與客體材料之合計設為100質量份時,電洞輸送材料之調配量通常為1至400質量份。
電洞輸送材料係可以一種單獨使用,亦可併用二種以上。
‧電子輸送材料
電子輸送材料被分類為低分子化合物與高分子化合物。電子輸送材料可具有交聯基。
高分子化合物可舉出例如:聚伸苯、聚茀及此等之衍生物。高分子化合物係可摻雜金屬。
本實施形態之發光元件用組成物中,含有電子輸送材料之情況下,在將主體材料與客體材料之合計設為100質量份時,電子輸送材料之調配量通常為1至400質量份。
電子輸送材料係可以一種單獨使用,亦可併用二種以上。
‧電洞注入材料及電子注入材料
電洞注入材料及電子注入材料分別能分類成低分子化合物與高分子化合物。電洞注入材料及電子注入材料亦可具有交聯基。
低分子化合物可舉出例如:銅酞青(copper phthalocyanine)等金屬酞青;碳;鉬、鎢等金屬氧化物;氟化鋰、氟化鈉、氟化銫、氟化鈣等金屬氟化物。
本實施形態之發光元件用組成物中,包含電洞注入材料及/或電子注入材料時,在將主體材料與客體材料之合計設為100質量份時,電洞注入材料及電子注入材料之調配量分別通常為1至400質量份。
電洞注入材料及電子注入材料分別可係以一種單獨使用,亦可併用二種以上。
‧離子摻雜
電洞注入材料或電子注入材料含有導電性高分子時,導電性高分子之導電度較佳係1×10-5S/cm至1×103S/cm。為使導電性高分子之導電度為如此之範圍,可於導電性高分子摻雜適量之離子。就摻雜之離子的種類而言,若為電洞注入材料,則為陰離子;若為電子注入材料,則為陽離子。陰離子可舉出例如:聚苯乙烯磺酸離子、烷基苯磺酸離子、樟腦磺酸離子。陽離子可舉出例如:鋰離子、鈉離子、鉀離子、四丁基銨離子。
進行摻雜之離子係可以一種單獨使用,亦可併用二種以上。
‧發光材料
發光材料被分類為低分子化合物與高分子化合物。發光材料亦可具有交聯基。
低分子化合物可舉出例如:萘及其衍生物、蒽及其衍生物、苝及其衍生物,以及以銦、鉑或銪作為中心金屬之三重態發光錯合物。
高分子化合物可舉出例如包含下述基之高分子化合物:伸苯基、萘二基、茀二基、菲二基、二氫菲二基、蒽二基及芘二基等伸芳基;從芳香族胺除去2個氫原子而成之基等芳香族胺殘基;以及咔唑二基、啡二基及啡噻二基等2價雜環基。
本實施形態之發光元件用組成物中,含有發光材料之情況下,在將主體材料與客體材料之合計設為100質量份時,發光材料之含量通常為0.1至400質量份。
發光材料可以一種單獨使用,亦可併用二種以上。
‧抗氧化劑
抗氧化劑若為可溶於與主體材料及客體材料相同的溶劑,不阻礙發光及電荷輸送之化合物即可,可舉出例如:酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑。
本實施形態之發光元件用組成物中,含有抗氧化劑之情況下,在將主體材料與客體材料之合計設為100質量份時,抗氧化劑之調配量通常為0.001至10質量份。
抗氧化劑可以一種單獨使用,亦可併用二種以上。
<膜>
膜係含有本實施形態之發光元件用組成物者,且適宜作為發光元件中之發光層。膜例如可使用印墨而藉由濕式法製作,其厚度通常為1nm至10μm。
<發光元件>
本實施形態之發光元件係含有上述之發光元件用組成物。
本實施形態之發光元件之構成係例如:具有由陽極及陰極所構成之電極、及含有設於該電極間的本實施形態之發光元件用組成物之層。
[層構成]
就含有本實施形態之發光元件用組成物的層而言,通常為選自由發光層、電洞輸送層、電洞注入層、電子輸送層及電子注入層所組成群組中的1種以上之層,較佳係發光層。此等之層係分別包含發光材料、電洞輸送材料、電洞注入材料、電子輸送材料、電子注入材料。此等之層可分別使發光材料、電洞輸送材料、電洞注入材料、電子輸送材料、電子注入材料溶解於上述之溶劑,調製印墨而使用,可使用與上述膜的製作為相同之方法形成。
發光元件係於陽極與陰極之間具有發光層。就本實施形態之發光元件而言,從電洞注入性及電洞輸送性之觀點來看,係以於陽極與發光層之間,具有電洞注入層及電洞輸送層中之至少1層為較佳;從電子注入性及電子輸送性之觀點來看,係以於陰極與發光層之間具有電子注入層及電子輸送層之至少1層為較佳。
就電洞輸送層、電子輸送層、發光層、電洞注入層及電子注入層之材料而言,除了本實施形態之發光元件用組成物之外,分別可舉出上述之電洞輸送材料、電子輸送材料、發光材料、電洞注入材料及電子注入材料等。
就電洞輸送層之材料、電子輸送層之材料及發光層之材料而言,於發光元件之製作中,當分別溶解於形成鄰接餘電洞輸送層、電子輸 送層及發光層之層時所使用的溶劑中之情況下,為了避免該材料溶解於該溶劑,較佳係該材料具有交聯基。使用具有交聯基之材料而形成了各層之後,可藉由使該交聯基交聯而使該層不溶化。
本實施形態之發光元件中,就發光層、電洞輸送層、電子輸送層、電洞注入層、電子注入層等各層之形成方法而言,在使用低分子化合物時,可舉出例如:由粉末進行之真空蒸鍍法等乾式法、以由溶液或熔融狀態而成膜的方法等濕式法;在使用高分子化合物之情況下,可舉出例如:由溶液或熔融狀態進行之成膜的方法等濕式法。進行積層之層的順序、數目及厚度係例如考量發光效率及亮度壽命而加以調整。
[基板/電極]
就發光元件中之基板而言,若為可形成電極,且在形成有機層時無化學變化之基板即可,例如:由玻璃、塑膠、矽等材料所構成的基板。當為不透明的基板之情形下,較佳係離基板最遠處之電極為透明或半透明。
陽極之材料可舉出例如導電性之金屬氧化物、半透明之金屬,較佳係氧化銦、氧化鋅、氧化錫;銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物等導電性化合物;銀與鈀與銅之複合體(APC);NESA、金、鉑、銀、銅。
陰極之材料可舉出例如:鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、鋅、銦等金屬;其等之中的2種以上之合金;其等之中的1種以上與銀、銅、錳、鈦、鈷、鎳、鎢、錫之中的1種以上之合金;以及石墨及石墨插層化合物。合金可舉出例如:鎂-銀合金、鎂-銦合金、鎂-鋁合金、銦-銀合金、鋰-鋁合金、鋰-鎂合金、鋰-銦合金、鈣-鋁合金。
陽極及陰極分別可為2層以上之積層構造。
[用途]
在為了使用發光元件而獲得面狀之發光方面,若是以面狀之陽極與陰極重疊之方式配置即可。為了獲得圖型狀之發光,係有下述芳法:在面狀之發光元件的表面設置已設有圖型狀窗口之遮罩的方法;將欲形成非發光部之層形成為極厚而設成實質上非發光之方法;將陽極或陰極抑或此兩電極形成為圖型狀之方法。藉由以此等中之任一方法來形成圖型,並將數個電極配置成可獨立地ON/OFF,而獲得可以顯示數字、文字等之區段型(segment type)的顯示裝置。為了形成點矩陣顯示裝置,若為將陽極與陰極一起形成條紋狀並以正交方式加以配置即可。藉由將複數種發光色相異的高分子化合物分開塗佈之方法、使用彩色濾光片或螢光轉換濾光片(fluorescence conversion filter)之方法,能夠成為部分色彩顯示、多色顯示。點矩陣顯示裝置可為被動驅動,亦可為與TFT等組合之主動驅動。此等顯示裝置可使用於電腦、電視、行動終端等的顯示器。面狀之發光元件可適合使用作為液晶顯示裝置之背光用面狀光源、或面狀之照明用光源。若使用可撓性的基板,則亦可使用作為曲面狀之光源及顯示裝置。
以上係說明有關本發明適宜的實施形態,但本發明不限定於此。
例如,本發明之一態樣係有關發光元件用組成物之製造方法。該製造方法可具備:準備主體材料之準備步驟;分選出上述差△S為0.10eV以下、且上述差△E為0.50eV以下之客體材料的分選步驟;將主體材料與客體材料混合而獲得發光元件用組成物之製造步驟。
上述製造方法亦可係更具備求出主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值的步驟。
又,上述製造方法中,分選步驟可包括:分別求出成為客體材料之化合物的「在25℃之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的能量值」、「在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值」及「在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值」,並算出差△E及差△S之步驟。
本發明之另一態樣係有關發光元件之製造方法。該製造方法係具有陽極、陰極、及設於陽極及陰極之間的層之發光元件之製造方法,且該製造方法可包括下述步驟:藉由上述的製造方法來製造發光元件用組成物之步驟;使用在該步驟所製造之組成物,藉由乾式法或濕式法來形成前述層之步驟。
本發明之另一態樣係有關含有主體材料與客體材料之發光元件用組成物之評估方法。該評估方法可具備:求出上述差△E之步驟;求出上述差△S之步驟;及依據上述差△E及上述差△S而評估發光元件用組成物之步驟。
以下,藉由實施例更詳細地說明本發明,但本發明不受此等實施例限定。
實施例中,化合物H1至H4在室溫之發光頻譜之最大譜峰波長,係藉由分光光度計(日本分光股份有限公司製、FP-6500)在室溫測定。使用將化合物以約8×10-4質量%之濃度溶解於二甲苯而成之二甲苯溶液來作為試料。激發光係使用波長325nm之紫外(UV)光。
於實施例中,化合物G1至G7的在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長係藉由紫外可見分光光度計(Varian公司製、Cary 5E)在室溫進行測定。使用將化合物以約8×10-4質量%之濃度溶解於二甲苯而成之二甲苯溶液作為試料。
實施例中,化合物G1至G7在室溫之發光頻譜之最大譜峰波長係藉由多通道分光器(浜松Photonics公司製,PMA-12)在室溫測定。使用將化合物以約8×10-4質量%之濃度溶解於2-甲基四氫呋喃而成的2-甲基四氫呋喃溶液作為試料。激發光係使用波長325nm之He-Cd雷射(金門光波公司製)。
實施例中,化合物G1至G7在77K之發光頻譜之最大譜峰波長係藉由多通道分光器(浜松Photonics公司製,PMA-12)在77K測定。使用將化合物以約8×10-4質量%之濃度溶解於2-甲基四氫呋喃而成的2-甲基四氫呋喃溶液作為試料。激發光係使用波長325nm之He-Cd雷射(金門光波公司製)。
實施例中,高分子化合物之聚苯乙烯換算的數量平均分子量(Mn)及聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw),係於移動相使用四氫呋喃,而藉由粒徑篩析層析法(SEC,Size Exclusion Chromatography)求出。
具體而言,係使進行測定之高分子化合物以約0.05質量%之濃度溶解於四氫呋喃,並以10μL注入於SEC。移動相係以1.0mL/分之流量流動。管柱係使用PLgel MIXED-B(Polymer Laboratories製)。檢測器係使用UV-VIS檢測器(Tosoh製,商品名:UV-8320GPC)。
<化合物H1至H4及G1至G7之取得及合成>
在實施例所使用之化合物H1至H4及G1至G7係如以下所述。
化合物H1係使用Luminescense Technology公司製者。化合物H1在室溫之發光頻譜的最大譜峰波長係373nm,其能量值係3.324eV。
化合物H2係依據國際公開第2011/098030號記載之方法而合成。化合物H2在室溫之發光頻譜的最大譜峰波長係431nm,其能量值係2.877eV。
化合物H3係依據國際公開第2017/038613號記載之方法而合成。化合物H3在室溫之發光頻譜的最大譜峰波長係369nm,其能量值係3.360eV。
化合物H4係依據國際公開第2008/059713號記載之方法而合成。化合物H4在室溫之發光頻譜的最大譜峰波長係441nm,其能量值係2.812eV。
化合物G1係依據國際公開第2015/102118號記載之方法而合成。化合物G1在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長係441nm,其能量值係2.812eV。化合物G1在室溫中之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的半值寬之能量值係0.142eV。化合物G1在室溫之發光頻譜的最大譜峰波長係453.2nm,其能量值係2.736eV。化合物G1在77K之發光頻譜的最大譜峰波長係448.7nm,其能量值係2.764eV。
化合物G2係使用Luminescense Technology公司製者。化合物G2在室溫中之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長係439nm,其能量值係2.825eV。化合物G2在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的半值寬之能量值係0.171eV。化合物G2在室溫中之發光頻譜的最大譜峰波長係 451.7nm,其能量值係2.745eV。化合物G2在77K之發光頻譜的最大譜峰波長係450.2nm,其能量值係2.754eV。
化合物G3係依據國際公開第2015/102118號記載之方法而合成。化合物G3在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長係433nm,其能量值係2.864eV。化合物G3在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰之半值寬之能量值係0.147eV。化合物G3在室溫之發光頻譜之最大譜峰波長係444.9nm,其能量值係2.787eV。化合物G3在77K之發光頻譜之最大譜峰波長係438.2nm,其能量值係2.830eV。
化合物G4係依據國際公開第2015/102118號記載之方法而合成。化合物G4在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長係427nm,其能量值係2.904eV。化合物G4在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰之半值寬之能量值係0.159eV。化合物G4在室溫之發光頻譜之最大譜峰波長係438.9nm,其能量值係2.825eV。化合物G4在77K之發光頻譜之最大譜峰波長係438.9nm,其能量值係2.825eV。
化合物G5係依據國際公開第2015/102118號記載之方法而合成。化合物G5在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長係450nm,其能量值係2.756eV。化合物G5在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰之半值寬之能量值係0.161eV。化合物G5在室溫之發光頻譜之最大譜峰波長係463.7nm,其能量值係2.674eV。化合物G5在77K之發光頻譜之最大譜峰波長係458.4nm,其能量值係2.705eV。
化合物G6係依據國際公開第2015/102118號記載之方法而合成。化合物G6在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長係438nm,其能量值 係2.831eV。化合物G6在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰之半值寬之能量值係0.144eV。化合物G6在室溫之發光頻譜之最大譜峰波長係452.4nm,其能量值係2.741eV。化合物G6在77K之發光頻譜之最大譜峰波長係446.4nm,其能量值係2.778eV。
化合物G7係依據國際公開第2015/102118號記載之方法而合成。化合物G7在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰波長係430nm,其能量值係2.884eV。化合物G7在室溫之吸收頻譜的最低能量側之譜峰之半值寬之能量值係0.149eV。化合物G7在室溫之發光頻譜之最大譜峰波長係442.7nm,其能量值係2.801eV。化合物G7在77K之發光頻譜之最大譜峰波長係441.9nm,其能量值係2.806eV。
<合成例HP1>高分子化合物HP1之合成
高分子化合物HP1係使用化合物M1及化合物M2,依據日本特開2012-36381號公報記載之方法而合成。高分子化合物HP1之Mn係8.1×104,Mw係3.4×105。
就從裝填原料之量所求出之理論值而言,高分子化合物HP1係從化合物M1所衍生之構成單元、及從化合物M2所衍生之構成單元以50:50之莫耳比所構成的共聚物。
高分子化合物HP1在室溫之發光頻譜的最大譜峰波長係429nm,其能量值係2.890eV。
<合成例HP2>高分子化合物HP2之合成
高分子化合物HP2係使用化合物M3及化合物M4,依據日本特開2012-144722號公報記載之方法而合成。高分子化合物HP2之Mn係8.7×104,Mw係2.4×105。
就從裝填原料之量求出的理論值而言,高分子化合物HP2係從化合物M3所衍生之構成單元、與從化合物M4衍生的構成單元以50:50之莫耳比所構成的共聚物。
高分子化合物HP2在室溫之發光頻譜的最大譜峰波長係439nm,其能量值係2.825eV。
<實施例D1>發光元件D1之製作與評估
(陽極及電洞注入層之形成)
在玻璃基板藉由濺鍍法以45nm之厚度賦予ITO膜,藉此形成陽極。於該陽極上,將屬於電洞注入材料之ND-3202(日產化學工業製)藉由旋轉塗佈法以35nm之厚度成膜。將積層有電洞注入層之基板在大氣環境下,於加熱板上以50℃加熱3分鐘,再於230℃加熱15分鐘,藉此形成電洞注入層。
(電洞輸送層之形成)
使高分子化合物HTL-1以0.7質量%之濃度溶解於二甲苯。使用所得之二甲苯溶液,於電洞注入層上藉由旋轉塗佈法以20nm之厚度成膜,在氮氣環境下,於加熱板上以180℃加熱60分鐘,藉此形成電洞輸送層。又, 高分子化合物HTL-1係國際公報第2014/102543號之聚合物實施例1的高分子化合物。
(發光層之形成)
將化合物H1及化合物G2(化合物H1/化合物G2=99質量%/1質量%)以1.5質量%之濃度溶解於甲苯。使用所得之甲苯溶液,於電洞輸送層上藉由旋轉塗佈法以60nm之厚度成膜,在氮氣環境下,以130℃加熱10分鐘,藉此形成發光層。
(陰極之形成)
將形成有發光層之基板在蒸鍍機內減壓至1.0×10-4Pa以下之後,在發光層上蒸鍍約4nm的氟化鈉,然後,在氟化鈉層上蒸鍍約80nm的鋁,以作為陰極。蒸鍍後,將形成有陰極之基板以玻璃基板進行封裝,藉此製作發光元件D1。
(發光元件之評估)
藉由對發光元件D1施加電壓而觀測EL發光。測定100mA/cm2中之CIE色度座標(x,y)。又,以100mA/cm2定電流驅動,測定亮度成為初期亮度之50%及60%為止之時間。
<實施例D2至D10、比較例CD1>發光元件D2至D10及CD1之製作與評估
除了使用表1記載之材料來取代實施例D1之(發光層之形成)中之「化合物H1及化合物G2(化合物H1/化合物G2=99質量%/1質量%)」以外,其餘係以與實施例D1同樣的方式,製作發光元件D2至D10及CD1。
藉由對發光元件D2至D10及CD1施加電壓,觀測EL發光。測定100mA/cm2中之CIE色度座標(x,y)。又,以100mA/cm2定電流驅動,測定亮度成為初期亮度之50%為止之時間。
將實施例D1至D10及比較例CD1之結果表示於表1。表示將發光元件CD1之亮度成為初期亮度的50%為止之時間(亮度壽命)設為1.0時之發光元件D1至D10的亮度成為初期亮度之50%為止的時間(亮度壽命)之相對值。
<實施例D11至D14>發光元件D11至D14之製作與評估
除了使用表2記載之材料來取代實施例D1之(發光層之形成)中之「化合物H1及化合物G2(化合物H1/化合物G2=99質量%/1質量%)」以外,其餘係以與實施例D1同樣的方式,製作發光元件D11至D14。
藉由對發光元件D11至D14施加電壓,觀測EL發光。測定100mA/cm2中之CIE色度座標(x,y)。又,以100mA/cm2定電流驅動,測定亮度成為初期亮度之60%為止之時間。
將實施例D11至D14及比較例CD1之結果表示於表2。表示將發光元件CD1之亮度成為初期亮度的60%為止之時間(亮度壽命)設為1.0時之發光元件D11至D14的亮度成為初期亮度之60%為止的時間(亮度壽命)之相對值。
<實施例D15至D20、比較例CD2至CD5>發光元件D15至D20及CD2至CD5之製作與評估
除了使用表3記載之材料以取代實施例D1之(發光層之形成)中之「化合物H1及化合物G2(化合物H1/化合物G2=99質量%/1質量%)」以外,其餘係以與實施例D1同樣的方式,製作發光元件D15至D20及CD2至CD5。
藉由對發光元件D15至D20及CD2至CD5施加電壓,觀測EL發光。測定100mA/cm2中之CIE色度座標(x,y)。又,以100mA/cm2定電流驅動,測定亮度成為初期亮度之70%為止之時間。
將實施例D15至D20及比較例CD2至CD5之結果表示於表3。表示將發光元件CD2之亮度成為初期亮度的70%為止之時間(亮度壽命)設為1.0時之發光元件D15至D20及CD3至CD5的亮度成為初期亮度之70%為止的時間(亮度壽命)之相對值。
<實施例D21至D23>發光元件D21至D23之製作與評估
除了使用表4記載之材料來取代實施例D1之(發光層之形成)中之「化合物H1及化合物G2(化合物H1/化合物G2=99質量%/1質量%)」以外,其餘係以與實施例D1同樣的方式,製作發光元件D21至D23。
藉由對發光元件D21至D23施加電壓,觀測EL發光。測定100mA/cm2中之CIE色度座標(x,y)。又,以100mA/cm2定電流驅動,測定亮度成為初期亮度之60%為止之時間。
將實施例D21至D23之結果表示於表4。表示將發光元件D23之亮度成為初期亮度的60%為止之時間(亮度壽命)設為1.0時之發光 元件D21至D22的亮度成為初期亮度之60%為止的時間(亮度壽命)之相對值。
<實施例D24至D26、比較例CD6>發光元件D24至D26及比較例CD6之製作與評估
除了使用表5記載之材料來取代實施例D1之(發光層之形成)中之「化合物H1及化合物G2(化合物H1/化合物G2=99質量%/1質量%)」以外,其餘係以與實施例D1同樣的方式,製作發光元件D24至D26及CD6。
藉由對發光元件D24至D26及CD6施加電壓,觀測EL發光。測定100mA/cm2中之CIE色度座標(x,y)。又,以100mA/cm2定電流驅動,測定亮度成為初期亮度之50%為止之時間。
將實施例D24至D26及CD6之結果表示於表5。表示將發光元件CD6之亮度成為初期亮度的50%為止之時間(亮度壽命)設為1.0時之發光元件D24至D26的亮度成為初期亮度之50%為止的時間(亮度壽命)之相對值。
<實施例D27至D29>發光元件D27至D29之製作與評估
除了使用表6記載之材料來取代實施例D1之(發光層之形成)中之「化合物H1及化合物G2(化合物H1/化合物G2=99質量%/1質量%)」以外,其餘係以與實施例D1同樣的方式,製作發光元件D27至D29。
藉由對發光元件D27至D29施加電壓,觀測EL發光。測定100mA/cm2中之CIE色度座標(x,y)。又,以100mA/cm2定電流驅動,測定亮度成為初期亮度之80%為止之時間。
將實施例D27至D29之結果表示於表6。表示將發光元件D27之亮度成為初期亮度的80%為止之時間(亮度壽命)設為1.0時之發光元件D28至D29的亮度成為初期亮度之80%為止的時間(亮度壽命)之相對值。
依據本發明,能夠提供一種有用於製造亮度壽命優異的發光元件之組成物。藉由亮度壽命優異的發光元件之製造,因具有省資源化、省能量化等效果,故本發明於產業上為有用。
Claims (5)
- 一種發光元件用組成物之製造方法,係具備:準備步驟,係準備主體材料,該主體材料係包含選自由芳香族烴基及雜環基所組成群組中的至少1種之化合物;分選步驟,係分選客體材料,該客體材料係具有縮合環的雜環基之化合物,該化合物於環內含有硼原子與選自由氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子所組成群組中的至少1種,且在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值與在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△S為0.10eV以下,而且在25℃之吸收頻譜之最低能量側的譜峰之能量值與前述主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△E為0.50eV以下;製造步驟,係將前述主體材料與前述客體材料混合而獲得發光元件用組成物。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件用組成物之製造方法,該製造方法係更具備求取前述主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值的步驟。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之製造方法,其中,前述分選步驟包括下述步驟:分別求出前述具有縮合環之雜環基的化合物的「在25℃之吸收頻譜的最低能量側之譜峰的能量值」、「在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值」及「在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值」,而算出前述△E及前述△S之步驟。
- 一種發光元件之製造方法,該發光元件係具有陽極、陰極及設於前述陽極及前述陰極之間的層; 該製造方法包括下述步驟:藉由申請專利範圍第1至3項中任一項所述之製造方法來製造發光元件用組成物之步驟;使用該步驟所製造出之發光元件用組成物,藉由乾式法或濕式法來形成前述層之步驟。
- 一種發光元件用組成物之評估方法,該發光元件用組成物係含有:主體材料及客體材料,該主體材料係含有選自由芳香族烴基及雜環基所組成群組中的至少1種之化合物;該客體材料係具有縮合環的雜環基之化合物,該化合物於環內含有硼原子與選自由氧原子、硫原子、硒原子、sp3碳原子及氮原子所組成群組中的至少1種;且該評估方法具備:求出「前述主體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值」、與「前述客體材料在25℃之吸收頻譜之最低能量側的譜峰之能量值」之差△E的步驟;求出前述客體材料在25℃之發光頻譜的最大譜峰之能量值、與前述客體材料在77K之發光頻譜的最大譜峰之能量值之差△S的步驟;依據前述△E及前述△S而評估前述發光元件用組成物之步驟。
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