WO2006090772A1 - 発光素子材料および発光素子 - Google Patents

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WO2006090772A1
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light
light emitting
aryl
emitting device
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Kazunori Sugimoto
Seiichiro Murase
Daisuke Kitazawa
Kazumasa Nagao
Takafumi Ogawa
Tsuyoshi Tominaga
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Toray Industries, Inc.
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    • H10K85/6565Oxadiazole compounds

Definitions

  • Light emitting device material and light emitting device are Light emitting device material and light emitting device
  • the present invention relates to a pyrene compound useful as a fluorescent dye or a charge transport material and a light emitting device using the same, and includes a display device, a flat panel display, a knocklight, illumination, an interior, a sign, a signboard, and an electrophotography.
  • the present invention relates to light-emitting elements that can be used in the fields of optical devices and optical signal generators.
  • organic thin-film light-emitting elements are capable of obtaining various emission colors by using various fluorescent materials in the light-emitting layer.
  • Research on green light emitting materials is the most advanced among the three primary color light emitting materials. Currently, red light emitting materials and blue light emitting materials are being studied with the aim of improving their characteristics.
  • Patent Document 1 JP-A-5-17765 (Claim 1)
  • Patent Document 2 JP 2003-86380 A (Claim 3)
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-118682 (Claim 1)
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-75567 (Claims 1 to 4)
  • Patent Document 5 International Publication No. 2004Z096945 Pamphlet (Claims) Disclosure of Invention
  • an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide a light emitting element material that enables a blue light emitting element with high luminous efficiency and excellent durability, and a light emitting element using the same. .
  • the present invention is a light emitting device material containing a pyrene compound represented by the general formula (1).
  • R U to R 14 may be the same as or different from each other, hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkyl group, alkyl group, alkoxy group, Alkylthio group, aryl ether group, aryl aryl ether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, cyano group, carbo group, carboxyl group, oxycarbol group, force rubamoyl group, amino group, phosphine oxide group
  • a medium force is also selected, and a ring having 4 to 6 carbon atoms may be formed between R 11 and R 12 , R 12 and R 13 , or R 13 and R 14 .
  • any one of R U to R 14 is used for a single bond with the pyrene skeleton of the general formula (1)
  • X 1 is a group represented by the following general formula (3), and also chosen force in the carbon atoms.
  • at least one nitrogen of Upushiron ⁇ upushiron 4 Atoms and at least one is a carbon atom, in the case of the nitrogen atoms are not present substituents on the nitrogen atom.
  • the present invention is a light-emitting element that emits light by electric energy, and has at least a light-emitting layer between the anode and the cathode, and is selected from the group consisting of carboxyl group, oxyball group, and force rubamoyl group.
  • the light-emitting element includes a light-emitting element material represented by the general formula (1).
  • the invention's effect can provide a light emitting device material having high light emitting performance that can be used for a light emitting device or the like. Furthermore, according to the present invention, a light-emitting element having excellent durability can be obtained by using the light-emitting element material.
  • 1 ⁇ to 1 ⁇ ° may be the same or different from each other, and may be hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkyl group, cycloalkenyl group, alkyl group, alkoxy group, Alkylthio group, aryl ether group, aryl aryl ether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, cyano group, carbo group, carboxyl group, oxycarbol group, force rubamoyl group, amino group, phosphine oxide group Medium strength is also chosen.
  • 1 ⁇ to 1 ⁇ 1 () may form a ring with adjacent substituents. However, at least one of the scales 1 to! ⁇ Is a substituent represented by the following general formula (2).
  • R ′′ to R 14 may be the same or different from each other, hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkyl group, alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, Among the reel ether group, arylthio ether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, cyano group, carbole group, carboxyl group, oxycarboxyl group, strong rubermoyl group, amino group, phosphine oxide group R 11 and R 1; And a ring having 4 to 6 carbon atoms may be formed between R 12 and R 13 or between R 13 and R 14 .
  • any one of R U to R 14 is used for a single bond with the pyrene skeleton.
  • X 1 is a group represented by the following general formula (3), and ⁇ to ⁇ 4 are selected from nitrogen and carbon atoms.
  • ⁇ at least one of ⁇ Upushiron 4 is a nitrogen atom and at least one carbon atom, in the case of the nitrogen atoms are not present substituents on the nitrogen atom.
  • R 15 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkyl group, cycloalkenyl group, alkyl group, aryl group, heteroaryl group, cyano group, carbonyl group, carboxyl Group, oxycarbol group, or force rubermoyl group.
  • the alkyl group is, for example, a saturated fat such as methyl group, ethyl group, ⁇ -propyl group, isopropyl group, ⁇ -butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, etc.
  • a saturated fat such as methyl group, ethyl group, ⁇ -propyl group, isopropyl group, ⁇ -butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, etc.
  • the additional substituent when it is substituted and examples thereof include an alkyl group, aryl group, heteroaryl group, etc., and this point is common to the following description.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20 and more preferably 1 to 8 in view of availability and cost.
  • the cycloalkyl group refers to, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as cyclopropyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantyl, and the like, which has a substituent. It does not have to be.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group moiety is not particularly limited, but is usually in the range of 3 or more and 20 or less.
  • the heterocyclic group refers to an aliphatic ring having atoms other than carbon, such as a pyran ring, piperidine ring, and cyclic amide, in the ring, and has a substituent! / Have it! / You don't have to go ⁇ .
  • the number of carbon atoms of the heterocyclic group is not particularly limited, but is usually in the range of 2 or more and 20 or less.
  • the alkenyl group refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a double bond, such as a bur group, a allyl group, or a butagel group, which has a substituent. Have, without Also good.
  • the carbon number of the alkaryl group is not particularly limited, but is usually in the range of 2-20.
  • the cycloalkenyl group refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond such as a cyclopentale group, a cyclopentagel group, a cyclohexenyl group, and the like. Even if you have a substituent, you don't have it.
  • the alkynyl group refers to, for example, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a triple bond such as an ethynyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 2-20.
  • the alkoxy group refers to a functional group to which an aliphatic hydrocarbon group is bonded through an ether bond such as a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group, and the aliphatic hydrocarbon group has a substituent. And even if you don't have it.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20 inclusive.
  • the alkylthio group is a group in which an oxygen atom of an ether bond of an alkoxy group is substituted with a sulfur atom.
  • the hydrocarbon group of the alkylthio group has a substituent and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the alkylthio group is not particularly limited, but is usually in the range of 1 or more and 20 or less.
  • the aryl ether group refers to a functional group to which an aromatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, such as a phenoxy group, and the aromatic hydrocarbon group has a substituent! It does not have to be present.
  • the carbon number of the aryl ether group is not particularly limited, but is usually in the range of 6 to 40.
  • the arylthioether group is a group in which the oxygen atom of the ether bond of the aryl ether group is substituted with a sulfur atom.
  • the aromatic hydrocarbon group in the aryl ether group may have a substituent or not.
  • the carbon number of the aryl ether group is not particularly limited, but is usually in the range of 6 to 40.
  • the aryl group refers to, for example, an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a phenanthryl group, a terphenyl group, and a pyrenyl group.
  • the aryl group may or may not have a substituent.
  • the carbon number of the aryl group is not particularly limited, but is usually in the range of 6-40.
  • the heteroaryl group includes, for example, a fulleryl group, a thiophenyl group, an oxazolyl group, and a pyriyl group.
  • An aromatic group having an atom other than carbon in the ring such as a dil group, a quinolinyl group, and a carbazolyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the heteroaryl group is not particularly limited, but is usually in the range of 2-30.
  • the halogen atom represents fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the carbo group, the carboxyl group, the oxy carbo group, the strong rubamoyl group, the amino group, and the phosphine oxide group may have a substituent, for example, an alkyl group. Group, cycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group and the like, and these substituents may be further substituted.
  • the ring formed between the adjacent groups is, as described in the general formula (1), any two adjacent substituents selected from ⁇ ! ⁇ (For example, R 1 and R 2 ). They are bonded to each other to form a conjugated or non-use fused ring.
  • These condensed rings may contain nitrogen, oxygen, sulfur atoms in the ring structure, or may be condensed with another ring, but the atoms constituting these condensed rings are only carbon atoms and hydrogen atoms. It is preferable because excellent heat resistance can be obtained.
  • the pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention has a pyrene skeleton and an azole skeleton which is an electron-accepting heterocyclic ring in the molecule, and thus has high luminous efficiency and excellent heat resistance. have.
  • the carbon to which one of I ⁇ R 1 ⁇ of the general formula (1) binds is one of R U to R 14 single general formula (2) are attached ⁇ ⁇ Upushiron A single bond instead of ⁇ R 14 with the power of 4 R ⁇ R 3 , R from the point of availability of raw materials, ease of synthesis, and enabling high efficiency light emission 6 and R 8 are bonded to the carbon to which any one of R 8 and R 1 to 4 is bonded to ⁇ 4, and the substituents RR 3 , R 6 , R 8
  • R ′′ to R 14 are preferably replaced with a single bond.
  • the pyrene compound represented by the general formula (4) is preferable from the viewpoints of availability of raw materials, ease of synthesis, and high efficiency light emission and excellent heat resistance. Better ,.
  • R lb to R 24 may be the same or different from each other, and may be hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkyl group, a cycloalkenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, Alkylthio group, aryl ether group, aryl aryl ether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, cyano group, carbo group, carboxyl group, oxycarbol group, force rubamoyl group, amino group, phosphine oxide group, And a fused ring formed between adjacent groups.
  • R 25 to R 28 may be the same or different, and may be hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl.
  • ether groups aryl ether groups, aryl groups, heteroaryl groups, halogens, cyano groups, carbol groups, carboxyl groups, oxycarbol groups, rubamoyl groups, amino groups, and phosphine oxide groups.
  • X 2 is selected from the groups represented by the following general formula (5).
  • R 29 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkyl group, cycloalkenyl group, alkyl group, aryl group, heteroaryl group, cyano group, carboxylic group, carboxyl Group, oxycarbol group, or force rubermoyl group.
  • the pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention is such that at least one of R 1 ! ⁇ Is an aryl group or a heteroaryl group, This is preferable because the action is suppressed and high-efficiency light emission is possible.
  • at least one of R ⁇ R 3 , R 6 and R 8 is preferably an aryl group or a heteroaryl group. It is more preferable that R 1 and R 6 are aryl or heteroaryl because the effect of suppressing interaction between pyrene compounds is enhanced.
  • the pyrene compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • a known method can be used for the synthesis of the pyrene compound represented by the general formula (1).
  • Examples of the method for introducing a pyrene skeleton hearyl group or heteroaryl group include a method using a coupling reaction between a halogenated pyrene derivative and an aryl derivative or a heteroaryl derivative in the presence of a palladium catalyst or a nickel catalyst. .
  • Examples of a method for introducing a pyrene skeleton hair solyl group include a method using a coupling reaction between a halogenated pyrene derivative and an azole derivative under a palladium catalyst, a pyrene aldehyde, a pyrene carboxylic acid derivative and 2-aminophenol, or 2- Forces including, for example, a method using a condensation reaction with aminothiophenol, but are not limited thereto.
  • the light emitting device of the present invention comprises at least an anode and a cathode, and an organic layer made of a light emitting device material interposed between the anode and the cathode.
  • the anode used in the present invention is not particularly limited as long as it can efficiently inject holes into the organic layer, but it is preferable to use a material having a relatively large work function.
  • tin oxide Conductive metal oxides such as indium oxide, indium oxide zinc indium, and indium oxide tin indium (ITO), or metals such as gold, silver and chromium, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, polythiophene And conductive polymers such as polypyrrole and polyaline.
  • ITO indium oxide
  • ITO indium oxide tin indium
  • metals such as gold, silver and chromium
  • inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide
  • polythiophene And conductive polymers such as polypyrrole and polyaline.
  • These electrode materials may be used alone, or a plurality of materials may be laminated or mixed.
  • the resistance of the electrode is preferably low from the viewpoint of power consumption of the light emitting element as long as a current sufficient for light emission of the light emitting element can be supplied.
  • an ITO substrate with a resistance of 300 ⁇ or less functions as a device electrode, but since it is now possible to supply a substrate with a resistance of 10 ⁇ or more, use a low-resistance product with a resistance of 100 ⁇ or less. Is particularly desirable.
  • the thickness of ITO can be selected arbitrarily according to the resistance value. Usually, it is used in the range of 100 to 300 nm.
  • the light-emitting element is preferably formed over a substrate.
  • a glass substrate such as soda glass or non-alkali glass is preferably used.
  • the thickness of the glass substrate should be sufficient to maintain the mechanical strength. So 0.5 mm or more is enough.
  • alkali-free glass is preferred because it is better to have less ions eluted from the glass.
  • Coated soda lime glass is also commercially available and can be used. Furthermore, if the anode functions stably, the substrate need not be glass.
  • An anode may be formed on a plastic substrate.
  • ITO film formation method is electron beam method
  • Sputtering method and chemical reaction method are not particularly limited.
  • the material used for the cathode used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance that can efficiently inject electrons into the organic layer.
  • platinum, gold, silver, copper, iron, tin, zinc examples include aluminum, indium, chromium, lithium, sodium, potassium, cesium, canoleum, magnesium, and alloys thereof.
  • Lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, magnesium, or alloys containing these low work function metals are effective for increasing the electron injection efficiency and improving device characteristics.
  • these low work function metals are often unstable in the atmosphere.
  • the organic layer is doped with a small amount of lithium or magnesium (lnm or less on the film thickness gauge in vacuum deposition).
  • a method using a highly stable and stable electrode is preferred, and can be given as an example. It is also possible to use an inorganic salt such as lithium fluoride. Furthermore, for electrode protection, metals such as white gold, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, or alloys using these metals, and inorganic substances such as silica, titanium and silicon nitride, polybula Preferred examples include laminating alcohol, vinyl chloride, hydrocarbon polymer compounds and the like. The method for producing these electrodes is not particularly limited as long as conduction can be achieved, such as resistance heating, electron beam, sputtering, ion plating, and coating.
  • the organic layer is formed of a light emitting element material containing a pyrene compound represented by the general formula (1).
  • a light-emitting element material refers to a compound that emits light by itself or assists the light emission, and refers to a compound that participates in light emission. Specifically, a hole-transport material, a light-emitting material, and an electron This includes transportation materials.
  • the organic layer constituting the light emitting device of the present invention also comprises at least a light emitting layer force made of a light emitting device material.
  • the organic layer configuration include 1) hole in addition to the configuration in which only the light-emitting layer is effective Transport layer Z luminescent layer Z electron transport layer and 2) luminescent layer Z electron transport layer, 3) hole transport layer Z luminescent layer, etc.
  • Each of the above layers may be composed of a single layer or a plurality of layers.
  • the layers in contact with the electrodes may be referred to as the hole injection layer and the electron injection layer, respectively.
  • the transport material and the electron injection material are included in the electron transport material, respectively.
  • the hole transport layer is formed by laminating and mixing one kind or two or more kinds of hole transport materials, or a mixture of the hole transport material and the polymer binder.
  • the hole transporting material include 4,4, -bis (N— (3-methylphenol) -N-phenolamino) biphenyl, 4,4, -bis (N— (l-naphthyl) ) —N-phenylamino) biphenyl, 4, 4 ,, 4 ”—tris (3-methylfluoro (fur) amino) trif-lamine derivatives such as bis (N-amino) Bis-powered rubazole derivatives such as lylcarbazole) or bis (N-alkylcarbazole), pyrazoline derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives, thiophene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, etc.
  • polycarbonates or styrene derivatives, polythiophene, polyarene, polyfluorene, polyvinylcarbazo having the above-mentioned monomer in the side chain it is not particularly limited as long as it is a compound that can form a thin film necessary for manufacturing a light-emitting element, can inject holes, and can transport holes.
  • the light emitting layer may be formed of a light emitting material (host material, dopant material), which may be either a single layer or a plurality of layers, which is a mixture of a host material and a dopant material. Or the host material alone may be used. That is, in the light emitting device of the present invention, only the host material or the dopant material may emit light in each light emitting layer, or both the host material and the dopant material may emit light. Each of the host material and the dopant material may be one kind or a plurality of combinations. The dopant material may be included in the entire host material or may be included partially. The dopant material may be laminated or dispersed.
  • a light emitting material host material, dopant material
  • the amount of dopant material is too large, concentration quenching phenomenon occurs in some cases, it is preferably used in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the host material, more preferably 0.5 to 10% by weight.
  • a doping method it can be formed by a co-evaporation method of a dopant material and a host material. However, the dopant material and the host material may be preliminarily mixed and then simultaneously deposited.
  • the pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention is suitably used as a light emitting material.
  • the pyrene compound of the present invention exhibits strong light emission in the blue region, it is preferably used as a blue light-emitting material, but is not limited thereto, and is a material for green to red light-emitting elements and white light-emitting elements. Can also be used.
  • the pyrene compound of the present invention may be used as a host material, but is preferably used as a dopant material because it has a high fluorescence quantum yield and a narrow spectral half width.
  • the ionic potential of the pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention is not particularly limited, but is preferably 5 eV or more and 7 eV or less, more preferably 5.4 eV or less. Top 6. 4 eV or less. It has been reported that the absolute value of the ionic potential varies depending on the measurement method. However, the ionic potential of the present invention is measured using an atmospheric-type ultraviolet photoelectron analyzer (AC-1, manufactured by Riken Kikai Co., Ltd.). It is a value obtained by measuring a thin film deposited on an ITO glass substrate to a thickness of 30 nm to: LOOnm.
  • AC-1 atmospheric-type ultraviolet photoelectron analyzer
  • the dopant material used in the present invention is not limited to the above-described one type of pyrene compound, and a mixture of a plurality of pyrene compounds may be used, or one or more types of known dopant materials may be used. You may mix and use a compound. Specifically, compounds having derivatives such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, triphenylene, perylene, funolenic len, and indene, and derivatives thereof, furan, pyrrole, thiophene, silole, which are known in the past.
  • the host material contained in the light-emitting material is not particularly limited, but is a compound having a condensed arylene ring such as anthracene pyrene, which has been known as a light-emitting material, or a derivative thereof.
  • bisstyryl derivatives such as styrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyroguchi pyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentagen derivatives, oxadiazole derivatives, force rubazole derivatives, and pyrrolopyrrole derivatives.
  • polyphenylene vinylene derivatives used for As the polymer system, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinyl carbazole derivatives, and polythiophene derivatives are preferably used.
  • an anthracene compound having an electron-donating substituent it is preferable to use an anthracene compound having an electron-donating substituent as a host material because the effect of improving the durability when combined with the pyrene compound of the present invention becomes remarkable.
  • the anthracene compound as described above is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the electron transport layer is a layer that administers cathode force electrons and further transports electrons, and it is desirable to efficiently transport the injected electrons with high electron injection efficiency.
  • the electron affinity and force are high, the electron mobility is high, and the stability is high, and the impurities that become traps are not easily generated during production and use.
  • the electron transport layer in the present invention is A hole blocking layer that can efficiently block the movement of holes is also included as a synonym.
  • the electron transport material used in the electron transport layer is not particularly limited, but is a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene or anthracene, or a derivative thereof, 4, 4, bis (diphenyl) bif ⁇ t.
  • Styryl-based aromatic ring derivatives such as aluminum (III), hydroxyazole complexes such as hydroxyphenol-loxazole complexes, azomethine complexes, trobolone metal complexes and flavonol metal complexes, and compounds having heteroaryl ring strength with electron-accepting nitrogen, etc. Raising It is done.
  • the electron-accepting nitrogen in the present invention represents a nitrogen atom forming a multiple bond with an adjacent atom. Since the nitrogen atom has a high electronegativity, the multiple bond has an electron accepting property. Therefore, heteroaryl rings having electron-accepting nitrogen have a high electron affinity.
  • heteroaryl ring having an electron-accepting nitrogen examples include a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a quinoline ring, a quinoxaline ring, a naphthyridine ring, a pyrimidopyrimidine ring, a benzoquinoline ring, a phenanthorin ring, an imidazole ring, and an oxazo ring.
  • the compound having an electron-accepting nitrogen-containing heteroaryl ring force according to the present invention includes carbon.
  • a compound comprising a heteroaryl ring having an electron-accepting nitrogen composed of these elements has a high electron transporting ability and can significantly reduce a driving voltage.
  • Examples of the compound having an electron-accepting nitrogen-containing heteroaryl ring force and composed of an element selected from the group consisting of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and linker include benzimidazole derivatives and benzines.
  • Preferred compounds include conductors, oligopyridine derivatives such as biviridine and terpyridine, quinoxaline derivatives and naphthyridine derivatives.
  • imidazole derivatives such as tris (N-phenylbenzimidazole-2-benzene) benzene and oxadiazoles such as 1,3-bis [(4-tert-butylphenol) 1,3,4-oxadiazolyl] phenol.
  • triazole derivatives such as N-naphthyl-2,5 diphenyl-1,3,4-triazole, and phenantorin derivatives such as bathocuproine and 1,3bis (2-phenol-1,10-phenanthroline-9-yl) benzene 2, 2, 1bis (benzo [h] quinoline-2yl) 9, 9, benzoquinoline derivatives such as monospirobifluorene, 2, 5-bis (6'— (2, 2 "-bibilidyl) ) —1, 1-dimethyl-3, 4 Biviridine derivatives such as diphenyl-lucylol, terpyridine derivatives such as 1, 3 bis (4 '-(4,2': 6'2 "-terpyridinyl)) benzene, bis (1— Naphthyl) 4— (1, 8 Naphth Nathyridine derivatives such as thyridine-2-yl) phenylphosphine oxide are preferably used from the viewpoint of electron transport ability
  • 1,3 bis (1,10 phenantine ring 9-yl) benzene, 2,7 bis (1,10 phenantine ring 9-il) naphthalenes, 1,3 bis (2 phenyro 1, 10 phenanthrene rin-9 yl) phenant lin dimers such as benzene, and 2, 5 bis (6, 1 (2, 2 "-bibilidyl)) 1, 1, 1-dimethinore 1, 4 diphne -Biviridine dimer such as lucirol is a particularly preferable example in which the effect of improving durability when combined with the pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention is remarkably high.
  • These electron transport materials can be used alone. Two or more of the above electron transport materials can be used in combination, or one or more of the other electron transport materials can be used in combination with the above electron transport material. It doesn't matter. It can also be used by mixing with metals such as alkali metals and alkaline earth metals.
  • the ion potential of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably 5.8 eV or more and 8 eV or less, more preferably 6 eV or more and 7.5 eV or less.
  • each of the layers constituting the light-emitting element is not particularly limited, such as resistance heating evaporation, electron beam evaporation, sputtering, molecular lamination method, coating method, etc. Electron beam evaporation is preferred from the viewpoint of device characteristics.
  • the thickness of the layer cannot be limited because it depends on the resistance value of the luminescent material, but is selected from 1-1000 nm.
  • the film thicknesses of the light-emitting layer, the electron transport layer, and the hole transport layer are each preferably 1 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 5 nm or more and lOO nm or less.
  • the light-emitting element of the present invention is a light-emitting element capable of converting electrical energy into light.
  • a power pulse current or an AC current that mainly refers to a DC current.
  • the current value and voltage value are not particularly limited, but considering the power consumption and lifetime of the device, it should be as low as possible to obtain the maximum brightness with energy.
  • the light emitting device of the present invention is suitably used for, for example, a display that displays in a matrix and Z or segment system.
  • the matrix system in the present invention refers to a display in which pixels for display are two-dimensionally arranged such as a lattice or a mosaic, and displays a character or an image with a set of pixels.
  • the shape and size of the pixel are determined by the application. For example, rectangular pixels with a side of 300 m or less are usually used for images and text display on computers, monitors, and televisions. Also, in the case of large displays such as display panels, pixels with a side of mm order. Will be used. In monochrome display, pixels of the same color may be arranged. In color display, red, green, and blue pixels are displayed side by side. In this case, there are typically a delta type and a stripe type.
  • the matrix driving method may be either a line sequential driving method or an active matrix.
  • the line-sequential drive has the advantage that the structure is simpler, but the active matrix may be better when considering the operating characteristics, so it is also necessary to use it properly depending on the application.
  • a pattern is formed so as to display predetermined information, and a predetermined region is caused to emit light.
  • Examples include time and temperature displays on digital clocks and thermometers, operating status displays for audio equipment and electromagnetic cookers, and car panel displays.
  • the matrix display and the segment display can coexist in the same panel.
  • the light-emitting device of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices.
  • Knock lights are mainly used to improve the visibility of non-self-luminous display devices. Used for display devices, clocks, audio devices, automobile panels, display boards and signs.
  • a backlight for liquid crystal display devices especially for personal computers where thinning is an issue, considering that it is difficult to reduce the thickness of conventional backlights due to their fluorescent lamps and light guide plate power
  • the backlight using the light emitting element in the invention is characterized by being thin and lightweight.
  • H-NMR was measured in a deuterated chloroform solution using superconducting FTNMR-270 (manufactured by JEOL Ltd.).
  • a mixed solution of 5 g of 1-bromopyrene, 7.9 g of N-bromosuccinimide, and 140 ml of dimethylformamide was stirred at 80 ° C. for 10 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, 400 ml of water was poured and the precipitate was filtered. The solid separated by filtration was washed with 50 ml of water, 100 ml of methanol, and 200 ml of dichloromethane, and then vacuum-dried at 70 ° C. to obtain 6. lg of 1, 3, 6 tribromopyrene as a light ocher powder.
  • a mixed solution of 68 g and dimethylformamide 30 ml was stirred at 60 ° C. for 6 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, 50 ml of water was poured and extracted with 100 ml of dichloromethane. The organic layer was washed twice with 50 ml of water, dried over magnesium sulfate, and concentrated by evaporation. silica After purification by gel column chromatography, vacuum drying was performed at 70 ° C. to obtain 1.5 g of 1-bromo 3, 6, 8 tri (4-methylphenol) pyrene as a pale yellow powder.
  • Tribromopyrene 2g 4-Methyl-1 Naphthaleneboronic acid 3.4g, Tripotassium phosphate 5.8g, Tetraptylammobromide 0.88g, Palladium acetate 61mg and degassed dimethylformamide 140ml
  • the solution was heated and stirred at 130 ° C for 9 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, 500 ml of water was poured and extracted with 200 ml of dichloromethane. The organic layer was washed twice with 100 ml of water, dried over magnesium sulfate, and concentrated by evaporation. Purification by silica gel column chromatography and vacuum drying at 70 ° C gave 1.9 g of 1,3,6 tri (4-methylnaphthalene-1-yl) pyrene as a milky white powder.
  • Tribromopyrene 5g 1-naphthylboronic acid 7.84g, tripotassium phosphate 19.4g, tetraptyl ammonium bromide 2.94g, palladium acetate 205mg and degassed dimethylformamide 175ml
  • the solution was heated and stirred at 130 ° C for 2 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, 100 ml of water was injected and filtered. After purification by silica gel chromatography and vacuum drying, 1,3,6 trichlorophthalene-1-yl) pyrene was obtained.
  • the obtained substrate was ultrasonically cleaned with Vaseton, “Semicocrine (registered trademark) 56” (manufactured by Fluti Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes, and then with ultrapure water. Subsequently, it was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol for 15 minutes and dipped in hot methanol for 15 minutes and dried.
  • This substrate was subjected to UV ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 ⁇ 10 -5 Pa or less.
  • copper phthalocyanine is first deposited as a hole injection material at 10 nm
  • 4,4, -bis (N— (1-naphthyl) —N-phenolamino) biphenyl is deposited as a hole transport material at 50 nm. did.
  • H-1 shown below as a host material and a compound [14] as a dopant material were vapor-deposited to a thickness of 35 nm so that the doping concentration was 2%.
  • E-1 shown below was laminated to a thickness of 20 nm.
  • aluminum was used as a cathode by vapor deposition of lOOOnm, and a 5 ⁇ 5 mm square device was fabricated.
  • the film thickness here is a display value of a crystal oscillation type film thickness monitor. From this light emitting element, high efficiency blue light emission with a luminous efficiency of 3. OcdZA was obtained. This light emitting device was dc-driven with lOmAZcm 2 and had a luminance half-life of 3300 hours.
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Example 10 except that the materials listed in Table 1 were used as the dopant material. The results of each example are shown in Table 1.
  • Emission layer Emission Luminous efficiency Luminance half-life Host material Dopant material (cd / A) (h)
  • Example 10 H-1 compound [14] E-1 Blue 3.0 3300
  • Example 11 H-1 compound [17] E-1 Blue 3.1 3000
  • Example 12 H-1 Compound [2] E-1 Blue 1.9 1500
  • Example 13 H-1 Compound [3] E-1 Color 2.5 2800
  • Example 14 H-1 Compound [4] E-1 Blue 2.7 3000
  • Example 17 Compound [49] E- 1 Blue 2.6 2900
  • Example 18 H-1 Compound [55] E-1 Blue 2.5 2800
  • Example 19 H-1 Compound [57] E-1 Amber 2.4 2900
  • Example 20 H— 1 Compound [64] E-1 Blue 2.0 2500
  • Example 21 H-1 Compound [87] E-1 Blue 2.7 4500
  • Example 22 H-1 Compound [68] E-1 Amber
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Example 10 except that D-l represented by the following formula was used as the dopant material.
  • this light emitting device was DC driven with lOmAZcm 2 , blue light emission with a light emission efficiency of 1.
  • lcdZA was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of lOmAZcm 2 , the luminance was reduced by half in 500 hours.
  • a light emitting device was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that D-2 shown below was used as the dopant material.
  • this light emitting device was DC driven with lOmAZcm 2 , blue light emission with a luminous efficiency of 1.8 cdZA was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of lOmAZcm 2 , the luminance was reduced by half in 400 hours.
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that D-3 shown below was used as the dopant material.
  • this light emitting device was DC driven with lOmAZcm 2 , blue light emission with a luminous efficiency of 1.5 cdZA was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of lOmAZcm 2 , the luminance was reduced by half in 450 hours.
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that D-4 shown below was used as the dopant material.
  • this light emitting device was DC driven with lOmAZcm 2 , blue light emission with a luminous efficiency of 1.8 cdZA was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of lOmAZcm 2 , the luminance was reduced by half in 300 hours.
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Example 10 except that H-2 shown below was used as the host material.
  • H-2 shown below was used as the host material.
  • this light-emitting element was DC-driven with lOmAZcm 2
  • high-efficiency blue light emission with a luminous efficiency of 2.7c dZA was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of lOmAZcm 2
  • the luminance half time was 2500 hours.
  • H-3 is a compound represented by the following formula.
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Example 10 except that Compound [279] was used as the host material and E-2 shown below was used as the electron transport material.
  • this light-emitting device was DC-driven with lOmAZ cm 2 , high-efficiency blue light emission with a luminous efficiency of 3.2 cdZA was obtained.
  • this light-emitting device was DC-driven with lOmAZcm 2 , the luminance half-life was 5000 hours.
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Example 50.
  • the results of each example are shown in Table 3.
  • E3, E-4, E-5 and E-6 are compounds represented by the following formulae.
  • Example 60 After the compound [279] as the host material and the compound [14] as the dopant material are vapor-deposited to a thickness of 5 nm so that the doping concentration is 2%, the compound as the host material is used as the light-emitting material.
  • a light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 10, except that [5], 6, 11, 12, 12-tetraphenylnaphthacene as a dopant material was laminated to a thickness of 30 nm so that the doping concentration was 1%. Produced. From this light-emitting element, high-efficiency white light emission with a luminous efficiency of 6.5 cd / A was obtained. When this light-emitting device was DC-driven with lOmAZcm 2 , the luminance half-life was 3500 hours.
  • the compound [279] as the host material and the compound [1 32] as the dopant material are deposited as a light emitting material to a thickness of 5 nm so that the doping concentration is 2%.
  • a light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 10, except that [5], 6, 11, 12, 12-tetraphenylnaphthacene as a dopant material was laminated to a thickness of 30 nm so that the doping concentration was 1%. Produced. From this light emitting device, high efficiency white light emission with a luminous efficiency of 7. Ocd / A was obtained. When this light emitting device was DC-driven with lOmAZcm 2 , the luminance half time was 5,000 hours.
  • the compound [279] as the host material and the compound [1 31] as the dopant material are deposited as a light emitting material to a thickness of 5 nm so that the doping concentration is 2%, and further, the compound as the host material is used as the light emitting material.
  • a light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 10, except that [5], 6, 11, 12, 12-tetraphenylnaphthacene as a dopant material was laminated to a thickness of 30 nm so that the doping concentration was 1%. Produced. From this light-emitting element, high-efficiency white light emission with a luminous efficiency of 7.5 cd / A was obtained. When this light emitting device was DC-driven with lOmAZcm 2 , the luminance half time was 5,500 hours.
  • compound [279] is used as a host material, and 1, 3, 5, 7—tetra (4-t-butinolephenol) as a dopant material, 8-phenolinore 4, 4-difunoleolone 4-bora 3a , 4a-Diaza-s-Indacene is deposited to a thickness of 5 nm so that the doping concentration is 1%, then compound [279] is used as the host material, and 2, 3, 5, 6- 1H, 4H as the dopant material.
  • a glass substrate manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., 15 ⁇ well, electron beam evaporation product
  • ITO transparent conductive film is deposited to 150 nm is cut into 30 X 40 mm, and 300 ⁇ m pitch (remaining width 270 m) is obtained by photolithography.
  • X I did a pattern check in 32 stripes.
  • One side of the ITO stripe is extended to 1.27mm pitch (800m wide opening) to facilitate electrical connection to the outside.
  • the obtained substrate was ultrasonically cleaned with acetone and “Semicocrine (registered trademark) 56” (manufactured by Fruch Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes, respectively, and then washed with ultrapure water.
  • H-1 as a host material and compound [68] as a dopant material were deposited to a thickness of 35 nm so that the doping concentration was 2%.
  • E-1 was laminated to a thickness of 20 nm as an electron transport material.
  • the film thickness mentioned here is a display value of a crystal oscillation type film thickness monitor.
  • a mask with 16 250 m openings (corresponding to the remaining width 50 ⁇ m and 300 ⁇ m pitch) formed by wet etching on a 50 / zm thick Kovar plate was applied to ITO stripes in vacuum. The mask was changed so that it was orthogonal, and the back surface force was also fixed with a magnet so that the mask and the ITO substrate were in close contact.
  • lithium fluoride was deposited to 0.5 nm, and then aluminum was deposited to 200 nm to produce a 32 ⁇ 16 dot matrix element. When this element was driven in matrix, characters could be displayed without crosstalk.
  • the light emitting device of the present invention can be suitably used in the fields of display devices, flat panel displays, backlights, illumination, interiors, signs, signboards, electrophotographic machines, optical signal generators, and the like.

Landscapes

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Description

明 細 書
発光素子材料および発光素子
技術分野
[0001] 本発明は、蛍光色素や電荷輸送材として有用なピレン化合物およびこれを用いた 発光素子であって、表示素子、フラットパネルディスプレイ、ノ ックライト、照明、インテ リア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能な発光素 子に関するものである。
背景技術
[0002] 陰極カゝら注入された電子と陽極カゝら注入された正孔が両極に挟まれた有機発光体 内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行わ れている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、発光材料 を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。
[0003] この研究は、コダック社の C. W. Tangらによって有機薄膜発光素子が高輝度に発 光することが示されて以来、多くの研究機関が検討を行っている。コダック社の研究 グループが提示した有機薄膜発光素子の代表的な構成は、 ITOガラス基板上に正 孔輸送性のジァミンィ匕合物、発光層であるトリス(8—キノリノラート)アルミニウム(III) 、そして陰極として Mg :Agを順次設けたものであり、 10V程度の駆動電圧で l,OOOc dZm2の緑色発光が可能であった (非特許文献 1参照)。
[0004] また、有機薄膜発光素子は、発光層に種々の蛍光材料を用いることにより、多様な 発光色を得ることが可能であることから、ディスプレイなどへの実用ィ匕研究が盛んであ る。三原色の発光材料の中では緑色発光材料の研究が最も進んでおり、現在は赤 色発光材料と青色発光材料にぉ ヽて、特性向上を目指して鋭意研究がなされて ヽる
[0005] 有機薄膜発光素子における最大の課題の一つは、素子の耐久性である。特に青 色に関しては、耐久性が優れ、信頼性の高い素子を提供する青色発光材料が少な い。例えば、青色ゲスト材料として、スチリルァミン誘導体 (特許文献 1参照)やペリレ ン誘導体 (特許文献 2参照)を用いる技術が開示されている。また、ピレンィ匕合物を青 色発光素子に用いる技術が開示されている。種々のピレン化合物 (特許文献 3〜5参 照)を用いた青色発光素子が報告されているが、いずれも耐久性が不十分であった 非特許文献 1 :アプライド フィジックス レターズ (Applied Physics Letters) (米
S) 1987年、 51卷、 12号、 p. 913— 915
特許文献 1 :特開平 5— 17765号公報 (請求項 1)
特許文献 2:特開 2003 - 86380号公報 (請求項 3)
特許文献 3:特開 2001— 118682号公報 (請求項 1)
特許文献 4:特開 2004— 75567号公報 (請求項 1〜4)
特許文献 5:国際公開第 2004Z096945号パンフレット(特許請求の範囲) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 上述のように、従来の有機薄膜発光素子では、発光効率が高ぐかつ耐久性に優 れた青色発光素子が提供されていな力つた。そこで本発明は、従来技術の問題を解 決し、発光効率が高ぐかつ耐久性に優れた青色発光素子を可能にする発光素子 材料、およびこれを用いた発光素子を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明は一般式(1)で表されるピレンィ匕合物を含有する発光素子材料である。
[0008] [化 1]
Figure imgf000004_0001
[0009] 1〜!^ はそれぞれ同じでも異なって!/、てもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル 基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル基、アルキ-ル基、アルコキシ基、ァ ルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチオエーテル基、ァリール基、ヘテロ ァリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボニル 基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンオキサイド基の中カゝら選ばれる。 1^〜1^は 隣接する置換基同士で環を形成していても良い。但し、 〜!^のうち少なくとも一つ は下記一般式(2)で表される置換基である。 )
[化 2]
Figure imgf000005_0001
[0011] (RU〜R14はそれぞれ同じでも異なっていてもよぐ水素、アルキル基、シクロアルキ ル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル基、アルキ-ル基、アルコキシ基、 アルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチオエーテル基、ァリール基、へテ ロアリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボ- ル基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンオキサイド基の中力も選ばれる。 R11と R12 との間、 R12と R13との間、または R13と R14との間を介して炭素数 4〜6の環を形成して いても良い。但し、 RU〜R14のうちいずれか一つは一般式(1)のピレン骨格との単結 合に用いられる。 X1は下記一般式 (3)に示された基、 〜 は、窒素、炭素原子の 中力も選ばれる。但し、 Υ〜Υ4のうち少なくとも一つは窒素原子、かつ少なくとも一つ は炭素原子であり、窒素原子の場合には窒素原子上の置換基は存在しない。 )
[0012] [化 3]
Figure imgf000005_0002
[0013] (R15は水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアル ケ-ル基、アルキ-ル基、ァリール基、ヘテロァリール基、シァノ基、カルボ-ル基、 カルボキシル基、ォキシカルボ-ル基、力ルバモイル基の中力 選ばれる。 ) また、本発明は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層が存在し、電気エネルギーに より発光する発光素子であって、該発光素子が一般式(1)で表される発光素子材料 を含有することを特徴とする発光素子である。
発明の効果 [0014] 本発明は、発光素子等に利用可能な発光性能の高い発光素子材料を提供できる 。さらに本発明によれば、上記発光素子材料を用いることによって、耐久性に優れた 発光素子が得られる。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 本発明における一般式(1)で表されるピレンィ匕合物について詳細に説明する。
[0016] [化 4]
Figure imgf000006_0001
[0017] 1^〜1^°はそれぞれ同じでも異なっていてもよぐ水素、アルキル基、シクロアルキ ル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル基、アルキ-ル基、アルコキシ基、 アルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチオエーテル基、ァリール基、へテ ロアリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボ- ル基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンオキサイド基の中力も選ばれる。 1^〜1^1() は隣接する置換基同士で環を形成していても良い。但し、尺1〜!^のうち少なくとも一 つは下記一般式(2)で表される置換基である。
[0018] [化 5]
Figure imgf000006_0002
R"〜R14はそれぞれ同じでも異なっていてもよぐ水素、アルキル基、シクロアルキ ル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル基、アルキ-ル基、アルコキシ基、 アルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチオエーテル基、ァリール基、へテ ロアリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボ- ル基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンオキサイド基の中カゝら選ばれる。 R11と R1; との間、 R12と R13との間、または R13と R14との間を介して炭素数 4〜6の環を形成して いても良い。但し、 RU〜R14のうちいずれか一つはピレン骨格との単結合に用いられ る。 X1は下記一般式 (3)に示された基、 ^〜Υ4は、窒素、炭素原子の中から選ばれ る。但し、 ^〜Υ4のうち少なくとも一つは窒素原子、かつ少なくとも一つは炭素原子 であり、窒素原子の場合には窒素原子上の置換基は存在しない。
[0020] [化 6]
R15
ー0— , 一 S— , — Ν— 、。)
[0021] R15は水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアル ケ-ル基、アルキ-ル基、ァリール基、ヘテロァリール基、シァノ基、カルボ-ル基、 カルボキシル基、ォキシカルボ-ル基、力ルバモイル基の中から選ばれる。
[0022] これらの置換基のうち、アルキル基とは、例えば、メチル基、ェチル基、 η—プロピル 基、イソプロピル基、 η—ブチル基、 sec—ブチル基、 tert—ブチル基などの飽和脂 肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。置換さ れている場合の追加の置換基には特に制限は無ぐ例えば、アルキル基、ァリール 基、ヘテロァリール基等を挙げることができ、この点は、以下の記載にも共通する。ま た、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通 常 1以上 20以下、より好ましくは 1以上 8以下の範囲である。
[0023] シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル、シクロへキシル、ノルボル-ル、ァ ダマンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有して 、ても有し ていなくてもよい。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、通常、 3以上 20 以下の範囲である。
[0024] 複素環基とは、例えば、ピラン環、ピぺリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子 を環内に有する脂肪族環を示し、これは置換基を有して!/ヽても有して!/ヽなくてもょ ヽ 。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、 2以上 20以下の範囲である。
[0025] ァルケ-ル基とは、例えば、ビュル基、ァリル基、ブタジェ-ル基などの二重結合を 含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有して 、ても有して 、なくて もよい。ァルケ-ル基の炭素数は特に限定されないが、通常、 2〜20の範囲である。
[0026] シクロアルケ-ル基とは、例えば、シクロペンテ-ル基、シクロペンタジェ-ル基、シ クロへキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置 換基を有して ヽても有して 、なくてもょ 、。
[0027] アルキニル基とは、例えば、ェチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化 水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキ-ル基の 炭素数は特に限定されないが、通常、 2〜20の範囲である。
[0028] アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのエーテル結 合を介して脂肪族炭化水素基が結合した官能基を示し、この脂肪族炭化水素基は 置換基を有して 、ても有して 、なくてもょ 、。アルコキシ基の炭素数は特に限定され ないが、通常、 1以上 20以下の範囲である。
[0029] アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換 されたものである。アルキルチオ基の炭化水素基は置換基を有して 、ても有して ヽな くてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、通常、 1以上 20以下の 範囲である。
[0030] ァリールエーテル基とは、例えば、フエノキシ基など、エーテル結合を介した芳香族 炭化水素基が結合した官能基を示し、芳香族炭化水素基は置換基を有して!/ヽても 有していなくてもよい。ァリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、 6 以上 40以下の範囲である。
[0031] ァリールチオエーテル基とは、ァリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が 硫黄原子に置換されたものである。ァリールエーテル基における芳香族炭化水素基 は置換基を有して 、ても有して 、なくてもょ 、。ァリールエーテル基の炭素数は特に 限定されないが、通常、 6以上 40以下の範囲である。
[0032] ァリール基とは、例えば、フヱ-ル基、ナフチル基、ビフヱ-ル基、フヱナントリル基 、ターフェ-ル基、ピレニル基などの芳香族炭化水素基を示す。ァリール基は、置換 基を有して 、ても有して 、なくてもょ 、。ァリール基の炭素数は特に限定されな 、が、 通常、 6〜40の範囲である。
[0033] ヘテロァリール基とは、例えば、フラ-ル基、チオフェニル基、ォキサゾリル基、ピリ ジル基、キノリニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を環内に有する芳香族 基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロァリール基の炭 素数は特に限定されないが、通常、 2〜30の範囲である。
[0034] ハロゲン原子とは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。
[0035] カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボ-ル基、力ルバモイル基、アミノ基、 ホスフィンオキサイド基は、置換基を有していても有していなくてもよぐ置換基は例え ばアルキル基、シクロアルキル基、ァリール基、ヘテロァリール基などが挙げられ、こ れら置換基はさらに置換されてもょ ヽ。
[0036] 隣接基との間に形成される環とは、前記一般式(1)で説明すると、 〜!^の中か ら選ばれる任意の隣接 2置換基 (例えば R1と R2)が互いに結合して共役または非供 役の縮合環を形成するものである。これら縮合環は環内構造に窒素、酸素、硫黄原 子を含んでいてもよいし、さらに別の環と縮合していてもよいが、これら縮合環を構成 する原子が炭素原子と水素原子のみであると、優れた耐熱性が得られるため好まし い。
[0037] 本発明の一般式(1)で表されるピレンィ匕合物は、分子中にピレン骨格と電子受容 性複素環であるァゾール骨格とを有することにより、高い発光効率と優れた耐熱性を 有している。ここで、一般式(1)の I^ R1^のうちいずれか一つが結合する炭素と、一 般式(2)の RU〜R14のうちいずれか一つが結合している ^〜Υ4との間で、当該 〜 R14に代えて単結合しているもの力 原料の入手性や合成の容易さの点、さらに高効 率発光が可能となる点から、 R\ R3、 R6、 R8のうちいずれか一つが結合する炭素と R1 ェ〜 4のいずれか一つが結合している 〜丫4との間で、当該置換基 R R3、 R6、 R8
、 R"〜R14に代えて単結合して 、ることが好ま 、。
[0038] また、一般式 (2)の R11と R12、 R12と R13、または R13と R14の各置換基間で結合が形 成されて炭素数 4〜6の環を形成していると、高い発光効率と優れた耐熱性が得られ るため好ましい。
[0039] さらに、原料の入手性や合成の容易さの点、さらに高効率発光と優れた耐熱性が 得られる点から、一般式 (4)で表されるピレンィ匕合物であることが好まし 、。
[0040] [化 7]
Figure imgf000010_0001
[0041] Rlb〜R24はそれぞれ同じでも異なって 、てもよく、水素、アルキル基、シクロアルキ ル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル基、アルキ-ル基、アルコキシ基、 アルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチオエーテル基、ァリール基、へテ ロアリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボ- ル基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンオキサイド基、並びに隣接基との間に形 成される縮合環の中から選ばれる。 R25〜R28はそれぞれ同じでも異なって 、てもよく 、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル 基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチ ォエーテル基、ァリール基、ヘテロァリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、 カルボキシル基、ォキシカルボ-ル基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンォキサ イド基の中力 選ばれる。 X2は下記一般式(5)に示された基の中から選ばれる。
[0042] [化 8] 29
一 0— ' — S— , 一 N— (OJ
[0043] R29は水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアル ケ-ル基、アルキ-ル基、ァリール基、ヘテロァリール基、シァノ基、カルボ-ル基、 カルボキシル基、ォキシカルボ-ル基、力ルバモイル基の中から選ばれる。
[0044] また、本発明の一般式(1)で表されるピレンィ匕合物は、 R1 !^のうち少なくとも一 っはァリール基またはへテロアリール基であると、ピレンィ匕合物同士の相互作用が抑 制され、高効率発光が可能となるため好ましい。合成の容易さやピレン化合物同士 の相互作用抑制効果の点から、 R\ R3、 R6、 R8のうち少なくとも一つがァリール基ま たはへテロアリール基であることが好まし 、。 R1および R6がァリール基またはへテロア リール基であると、ピレンィ匕合物同士の相互作用抑制効果が高くなるため、さらに好 ましい。
[0045] 上記のような一般式(1)で表されるピレンィ匕合物として、特に限定されないが、具体 的には以下のような例が挙げられる。
[0046] [化 9]
Figure imgf000012_0001
[0047] [化 10]
Figure imgf000013_0001
[0048] [化 11]
Figure imgf000014_0001
[0049] [化 12] s〔005
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
[0051] [化 14]
Figure imgf000017_0001
[0052] [化 15]
Figure imgf000018_0001
[0053] [化 16]
Figure imgf000019_0001
[0054] [化 17] s005
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[0056] [化 19] /v:/ O sso£900ifcl£ ί/-/-060900ίAV OS
三9二 【二
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OOS
§sĠ
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[0059] [化 22]
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[0060] [化 23]
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[0062] [化 25]
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/v:/ O sso£900ifcl£ ί/-/-060900ίAV LZ
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SOO
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801 s006
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//:/ Oεοε900ί1£ ί/-/-060900ίAV θε
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[0068] 一般式(1)で表されるピレンィ匕合物の合成には、公知の方法を使用することができ る。ピレン骨格ヘアリール基もしくはヘテロァリール基を導入する方法は、例えば、パ ラジウム触媒またはニッケル触媒の存在下で、ハロゲンィ匕ピレン誘導体とァリール誘 導体もしくはヘテロァリール誘導体とのカップリング反応を用いる方法などが挙げられ る。また、ピレン骨格ヘアゾリル基を導入する方法としては、例えば、パラジウム触媒 下で、ハロゲン化ピレン誘導体とァゾール誘導体とのカップリング反応を用いる方法、 ピレンアルデヒドゃピレンカルボン酸誘導体と 2—アミノフヱノールや 2—アミノチオフ ノールとの縮合反応を用いる方法などが挙げられる力 これらに限定されるもので はない。
[0069] 次に、本発明における発光素子の実施形態について例をあげて詳細に説明する。
本発明の発光素子は、少なくとも陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極の間に介在 する発光素子材料からなる有機層とで構成されている。
[0070] 本発明で用いられる陽極は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料であれば特 に限定されないが、比較的仕事関数の大きい材料を用いるのが好ましぐ例えば、酸 化錫、酸化インジウム、酸ィ匕亜鉛インジウム、酸ィ匕錫インジウム (ITO)などの導電性 金属酸化物、あるいは金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電 性物質、ポリチォフェン、ポリピロールおよびポリア-リンなどの導電性ポリマーなどが 挙げられる。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を積層または 混合して用いてもよい。
[0071] 電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよぐ発光素子の消 費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、 300ΩΖ口以下の ITO 基板であれば素子電極として機能するが、現在では 10 Ω Z口程度の基板の供給も 可能になっていることから、 100 ΩΖ口以下の低抵抗品を使用することが特に望まし い。 ITOの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができる力 通常 100〜300nm の間で用いられることが多 、。
[0072] また、発光素子の機械的強度を保っために、発光素子を基板上に形成することが 好ましい。基板としては、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板が好適に 用いられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよい ので、 0. 5mm以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出 イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、 SiOなどのバリア
2
コートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することもできる。 さらに、陽極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなぐ例えば
、プラスチック基板上に陽極を形成しても良い。 ITO膜形成方法は、電子線ビーム法
、スパッタリング法およびィ匕学反応法など特に制限を受けるものではな 、。
[0073] 本発明で用いられる陰極に用いられる材料としては、電子を有機層に効率良く注 入できる物質であれば特に限定されないが、一般に白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛 、ァノレミニゥム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カノレシゥ ム、マグネシウムおよびこれらの合金などが挙げられる。電子注入効率をあげて素子 特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マ グネシゥムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、こ れらの低仕事関数金属は、一般に大気中で不安定であることが多ぐ例えば、有機 層に微量のリチウムやマグネシウム (真空蒸着の膜厚計表示で lnm以下)をドーピン グして安定性の高 ヽ電極を使用する方法が好まし 、例として挙げることができる。ま た、フッ化リチウムのような無機塩の使用も可能である。更に、電極保護のために白 金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属 を用いた合金、そしてシリカ、チタ-ァおよび窒化ケィ素などの無機物、ポリビュルァ ルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例 として挙げられる。これらの電極の作製法は、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリン グ、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制 限されない。
[0074] 本発明の発光素子は、有機層が一般式(1)で表されるピレンィ匕合物を含む発光素 子材料により形成される。発光素子材料とは、自ら発光するもの、およびその発光を 助けるもののいずれかに該当し、発光に関与している化合物を指すものであり、具体 的には、正孔輸送材料、発光材料および電子輸送材料などが該当する。
[0075] 本発明の発光素子を構成する有機層は、発光素子材料からなる少なくとも発光層 力も構成される。有機層の構成例としては、発光層のみ力もなる構成の他に、 1)正孔 輸送層 Z発光層 Z電子輸送層および、 2)発光層 Z電子輸送層、 3)正孔輸送層 Z 発光層などの積層構成が挙げられる。また、上記各層は、それぞれ単一層からなつ てもよいし、複数層からなってもよい。正孔輸送層および電子輸送層が複数層からな る場合、電極に接する側の層をそれぞれ正孔注入層および電子注入層と呼ぶことが あるが、以下の説明では正孔注入材料は正孔輸送材料に、電子注入材料は電子輸 送材料にそれぞれ含まれる。
[0076] 正孔輸送層は、正孔輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔輸 送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。正孔輸送材料としては、例えば、 4, 4,—ビス(N— (3—メチルフエ-ル)—N—フエ-ルァミノ)ビフエ-ル、 4, 4,—ビ ス(N—(l—ナフチル)—N—フエ-ルァミノ)ビフエ-ル、 4, 4,, 4"—トリス(3—メチ ルフヱ-ル(フ -ル)ァミノ)トリフ -ルァミンなどのトリフ -ルァミン誘導体、ビス( N—ァリルカルバゾール)またはビス(N—アルキルカルバゾール)などのビス力ルバ ゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾ フラン誘導体ゃチォフェン誘導体、ォキサジァゾール誘導体、フタロシアニン誘導体 、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有 するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチォフェン、ポリア-リン、ポリフルオレン 、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必 要な薄膜を形成し、陽極力も正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であ れば特に限定されるものではな 、。
[0077] 本発明において、発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよぐそれぞ れ発光材料 (ホスト材料、ドーパント材料)により形成され、これはホスト材料とドーパ ント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。すなわ ち、本発明の発光素子では、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料 のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。ホスト 材料およびドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであ つても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分 的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散され ていても、いずれでもよい。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きる 場合があるため、ホスト材料に対して 0. 1重量%以上 20重量%以下で用いることが 好ましぐさらに好ましくは 0. 5重量%以上 10重量%以下である。ドーピング方法とし ては、ドーパント材料とホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ドー パント材料とホスト材料と予め混合してから同時に蒸着しても良い。
[0078] 本発明の一般式(1)で表されるピレンィ匕合物は発光材料として好適に用いられる。
また、本発明のピレン化合物は、青色領域に強い発光を示すことから、青色発光材 料として好適に用いられるが、これに限定されるものではなぐ緑色〜赤色発光素子 や白色発光素子用の材料としても用いることができる。本発明のピレン化合物はホス ト材料として用いてもよいが、蛍光量子収率が高ぐスペクトル半値幅が狭いことから 、ドーパント材料として好適に用いられる。
[0079] 本発明の一般式(1)で表されるピレンィ匕合物のイオンィ匕ポテンシャルは、特に限定 されるものではないが、好ましくは 5eV以上 7eV以下であり、より好ましくは 5. 4eV以 上 6. 4eV以下である。なお、イオンィ匕ポテンシャルの絶対値は測定方法により異な ることが報告されているが、本発明のイオンィ匕ポテンシャルは、大気雰囲気型紫外線 光電子分析装置 (AC— 1、理研機器 (株)製)を用いて、 ITOガラス基板上に 30nm 〜: LOOnmの厚さに蒸着した薄膜を測定した値である。
[0080] 本発明で用いられるドーパント材料としては、前記ピレンィ匕合物一種のみに限る必 要はなぐ複数のピレンィ匕合物を混合して用いたり、既知のドーパント材料の一種類 以上をピレンィ匕合物と混合して用いてもよい。具体的には従来力も知られている、ナ フタレン、アントラセン、フエナンスレン、ピレン、トリフエ-レン、ペリレン、フノレ才レン、 インデンなどのァリール環を有する化合物やその誘導体、フラン、ピロール、チォフエ ン、シロール、 9—シラフルオレン、 9, 9,一スピロビシラフルオレン、ベンゾチォフェン 、ベンゾフラン、インドーノレ、ジベンゾチ才フェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フ ェナント口リン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロ口ピリジン、チォキサンテン などのへテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、 アミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフエニルブタジエン誘導体、 スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、クマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、 チアジアゾール、カルバゾール、ォキサゾール、ォキサジァゾール、トリァゾールなど のァゾール誘導体およびその金属錯体および 4, 4' ビス(N—(3—メチルフエ-ル )一 N フエニルァミノ)ビフヱ-ルに代表される芳香族ァミン誘導体などが挙げられ る力 これに限定されるものではない。
[0081] 発光材料に含有されるホスト材料としては、特に限定されるものではないが、以前か ら発光体として知られていたアントラセンゃピレンなどの縮合ァリール環を有する化合 物やその誘導体、 4, 4,一ビス(N— (1 ナフチル)—N—フエ-ルァミノ)ビフエ-ル などの芳香族ァミン誘導体、トリス(8—キノリノラート)アルミニウム (III)をはじめとする 金属キレートィ匕ォキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘 導体、テトラフエニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、ォキサジ ァゾール誘導体、ピロ口ピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジェン誘導体 、ォキサジァゾール誘導体、力ルバゾール誘導体、ピロロピロール誘導体が好適に 用いられる。またポリマー系としては、ポリフエ-レンビ-レン誘導体、ポリパラフエ-レ ン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体そして、ポリチオフ ェン誘導体が好適に用いられる。中でも、電子供与性置換基を有するアントラセンィ匕 合物をホスト材料として用いると、本発明のピレンィ匕合物と組み合わせた際の耐久性 向上効果が顕著になり、好ましい。
[0082] 上記のようなアントラセンィ匕合物として、特に限定されないが、具体的には以下のよ うな例が挙げられる。
[0083] [化 31]
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[0084] [化 32]
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[0086] [化 34]
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[370] [371 ] [372]
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本発明において、電子輸送層とは、陰極力 電子が注入され、さらに電子を輸送す ることを司る層であり、電子注入効率が高ぐ注入された電子を効率良く輸送すること が望ましい。そのためには電子親和力が大きぐし力も電子移動度が大きぐさらに安 定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質である ことが要求される。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極か らの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす 場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子 輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本発明における電子輸送層は、 正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれる。
[0099] 電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、特に限定されるものではないが、 ナフタレン、アントラセンなどの縮合ァリール環を有する化合物やその誘導体、 4, 4, ビス(ジフヱ-ルェテュル)ビフヱ-ルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリ レン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンゃ ジフエノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、力ルバゾール誘導体およ びインドール誘導体、トリス(8—キノリノラート)アルミニウム (III)などのキノリノール錯 体ゃヒドロキシフエ-ルォキサゾール錯体などのヒドロキシァゾール錯体、ァゾメチン 錯体、トロボロン金属錯体およびフラボノール金属錯体、電子受容性窒素を有するへ テロアリール環力 なる化合物などが挙げられる。
[0100] 本発明における電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している 窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、多重結合は電子受 容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を有するヘテロァリール環は、高 い電子親和性を有する。電子受容性窒素を有するヘテロァリール環としては、例え ば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環 、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フエナント口リン環、イミダゾール環、ォキサゾ ール環、ォキサジァゾール環、トリァゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベ ンゾォキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環およびフエナンスロ イミダゾール環などが挙げられる。
[0101] また、本発明の電子受容性窒素を有するヘテロァリール環力もなる化合物は、炭素
、水素、窒素、酸素、ケィ素、リンカ なる群の中から選ばれる元素で構成されること が好まし!/、。これらの元素で構成された電子受容性窒素を有するヘテロァリール環か らなる化合物は、高い電子輸送能を有し、駆動電圧を著しく低減することができる。
[0102] 電子受容性窒素を有するヘテロァリール環力 なり、かつ炭素、水素、窒素、酸素 、ケィ素、リンカ なる群の中から選ばれる元素で構成される化合物としては、例えば 、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズォキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体
、ォキサジァゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリァゾール誘導体、ピラジン誘 導体、フ ナント口リン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘 導体、ビビリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およ びナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス (N フ ェ-ルベンズイミダゾールー 2 ィル)ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、 1, 3 ビ ス [ (4—tert ブチルフエ-ル) 1, 3, 4 ォキサジァゾリル]フエ-レンなどのォキサ ジァゾール誘導体、 N—ナフチルー 2, 5 ジフエ-ルー 1, 3, 4ートリアゾールなど のトリアゾール誘導体、バソクプロインや 1, 3 ビス(2 フエ-ル一 1, 10 フエナン トロリンー9 ィル)ベンゼンなどのフエナント口リン誘導体、 2, 2,一ビス(ベンゾ [h]キ ノリンー 2 ィル) 9, 9, 一スピロビフルオレンなどのべンゾキノリン誘導体、 2, 5— ビス(6 '— (2,, 2 "—ビビリジル))—1, 1—ジメチルー 3, 4 ジフエ-ルシロールな どのビビリジン誘導体、 1, 3 ビス(4 '一(2, 2' : 6' 2 "—ターピリジニル))ベンゼン などのターピリジン誘導体、ビス(1—ナフチル) 4— (1, 8 ナフチリジン一 2—ィ ル)フエニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体力 電子輸送能の観点か ら好ましく用いられる。さらに、 1, 3 ビス(1, 10 フエナント口リン一 9—ィル)ベンゼ ン、 2, 7 ビス(1, 10 フエナント口リン一 9—ィル)ナフタレン、 1, 3 ビス(2 フエ 二ルー 1, 10 フエナント口リンー9 ィル)ベンゼンなどのフエナント口リン二量体、 および 2, 5 ビス(6,一(2,, 2 "—ビビリジル))一1, 1—ジメチノレ一 3, 4 ジフエ- ルシロールなどのビビリジン二量体は、本発明の一般式(1)で表されるピレンィ匕合物 と組み合わせた際の耐久性向上効果が著しく高ぐ特に好ましい例として挙げられる
[0103] これらの電子輸送材料は単独でも用いられる力 上記電子輸送材料の 2種以上を 混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混 合して用いても構わない。また、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの金属と混合 して用いることも可能である。電子輸送層のイオンィ匕ポテンシャルは、特に限定される ものではないが、好ましくは 5. 8eV以上 8eV以下であり、より好ましくは 6eV以上 7. 5eV以下である。
[0104] 発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、ス ノ ッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されるものではないが、通常 は、抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が素子特性の観点から好まし ヽ。 [0105] 層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、 1-1000 nmの間から選ばれる。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好まし くは lnm以上 200nm以下であり、さらに好ましくは 5nm以上 lOOnm以下である。
[0106] 本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる発光素子である。ここに 電気工ネルギ一とは主に直流電流を指す力 パルス電流や交流電流を用いることも 可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を 考慮すると、できるだけ低 、エネルギーで最大の輝度が得られるようにするべきであ る。
[0107] 本発明の発光素子は、例えば、マトリクスおよび Zまたはセグメント方式で表示する ディスプレイに好適に用 、られる。
[0108] 本発明におけるマトリクス方式とは、表示のための画素が格子状やモザイク状など 二次元的に配置されたものをいい、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形 状やサイズは用途によって決まる。例えば、ノ ソコン、モニター、テレビの画像および 文字表示には、通常一辺が 300 m以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パ ネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺が mmオーダーの画素を用いることに なる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合 には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとス トライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法や アクティブマトリクスのどちらでもよ 、。線順次駆動の方が構造が簡単であると 、う利 点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリクスの方が優れる場合がある ので、これも用途によって使い分けることが必要である。
[0109] 本発明におけるセグメント方式 (タイプ)とは、予め決められた情報を表示するように ノターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や 温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表 示および自動車のパネル表示などが挙げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメ ント表示は同じパネルの中に共存して 、てもよ 、。
[0110] 本発明の発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。ノ ック ライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶 表示装置、時計、オーディオ装置、 自動車パネル、表示板および標識などに使用さ れる。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバック ライトとしては、従来のものが蛍光灯や導光板力もなつているため薄型化が困難であ ることを考えると、本発明における発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量である ことが特徴となる。
実施例
[0111] 以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限 定されない。なお、下記の各実施例にある化合物の番号は上の化学式に記載したィ匕 合物の番号を指す。また構造分析に関する評価方法を下記に示す。
[0112] H— NMRは超伝導 FTNMR ΕΧ— 270 (日本電子(株)製)を用い、重クロロホ ルム溶液にて測定を行った。
[0113] 実施例 1 (化合物 [14]の合成方法)
1—ブロモピレン 5g、 N ブロモスクシンイミド 7. 9g、ジメチルホルムアミド 140mlの 混合溶液を窒素気流下、 80°Cで 10時間撹拌した。室温に冷却した後、水 400mlを 注入し、析出物をろ過した。ろ別した固体を水 50ml、メタノール 100ml、ジクロロメタ ン 200mlで洗浄した後、 70°C下で真空乾燥し、 1, 3, 6 トリブロモピレン 6. lgを淡 黄土色粉末として得た。
[0114] 上記 2gの 1, 3, 6 トリブロモピレン、 4 メチルフエ-ルボロン酸 2. 5g、リン酸三力 リウム 5. 8g、テトラプチルアンモ-ゥムブロミド 0. 88g、酢酸パラジウム 6 lmgと脱気 したジメチルホルムアミド 137mlとの混合溶液を窒素気流下、 130°Cで 9時間加熱撹 拌した。室温に冷却した後、水 800mlを注入し、ジクロロメタン 200mlで抽出した。有 機層を水 100mlで 2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮 した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、 70°C下で真空乾燥し、 1 , 3, 6 トリ(4—メチルフエ-ル)ピレン 1. 8gを淡黄色粉末として得た。
[0115] 上記 1. 5gの 1, 3, 6 トリ(4—メチルフエ-ル)ピレン、 N ブロモスクシンイミド 0.
68g、ジメチルホルムアミド 30mlの混合溶液を窒素気流下、 60°Cで 6時間撹拌した。 室温に冷却した後、水 50mlを注入し、ジクロロメタン 100mlで抽出した。有機層を水 50mlで 2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。シリカ ゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、 70°C下で真空乾燥し、 1—ブロモ 3 , 6, 8 トリ(4—メチルフエ-ル)ピレン 1. 5gを淡黄色粉末として得た。
[0116] 上記 400mgの 1—ブロモ 3, 6, 8 トリ(4—メチルフエ-ル)ピレン、 5 フエ-ル ォキサゾール 160mg、炭酸セシウム 355mg、ヨウ化銅(I) 20mg、(トリ— t—ブチル ホスフィン)テトラフルォロホウ酸塩 9mg、酢酸パラジウム 4mgとジメチルホルムアミド 1 Omlの混合溶液を窒素気流下、 130°Cで 6時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、 水 30mlを注入し、ろ過した。エタノール 30mlで洗浄した後、シリカゲルカラムクロマト グラフィ一により精製し、 70°C下で真空乾燥した後、化合物 [14] 250mgを黄色粉末 として得た。得られた粉末の1 H—NMR分析結果は次の通りであり、上記で得られた 粉末が化合物 [14]であることが確認された。
一 NMR (CDC1 (d=ppm) ) : 2.50(ss, 9H), 7.09(s, 1H), 7.34- 7.43(m, 17H), 8.06(
3
s, 1H), 8.23(dd, 2H), 8.49(d, 1H), 8.87(s, 1H), 9.74(d, 1H)。
[0117] 実施例 2 (化合物 [17]の合成方法)
1, 3, 6 トリブロモピレン 2g、 4ーメチルー 1 ナフタレンボロン酸 3. 4g、リン酸三 カリウム 5. 8g、テトラプチルアンモ-ゥムブロミド 0. 88g、酢酸パラジウム 61mgと脱 気したジメチルホルムアミド 140mlとの混合溶液を窒素気流下、 130°Cで 9時間加熱 撹拌した。室温に冷却した後、水 500mlを注入し、ジクロロメタン 200mlで抽出した。 有機層を水 100mlで 2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃 縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、 70°C下で真空乾燥し、 1, 3 , 6 トリ(4—メチルナフタレン一 1—ィル)ピレン 1. 9gを乳白色粉末として得た。
[0118] 上記 1. 9gの 1, 3, 6 トリ(4—メチルナフタレン一 1—ィル)ピレン、 N ブロモスク シンイミド 0. 64g、ジメチルホルムアミド 15mlの混合溶液を窒素気流下、 60°Cで 6時 間撹拌した。室温に冷却した後、水 50mlを注入し、ジクロロメタン 100mlで抽出した 。有機層を水 50mlで 2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃 縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、 70°C下で真空乾燥し、 1—ブロモ 3, 6, 8 トリ(4—メチルナフタレン一 1—ィル)ピレン 1. 5gを淡黄色粉 末として得た。
[0119] 上記 400mgの 1—ブロモ 3, 6, 8 トリ(4—メチルナフタレン一 1—ィル)ピレン、 5 フエ-ルォキサゾール 120mg、炭酸セシウム 280mg、ヨウィ匕銅(I) 16mg、(トリ t ブチルホスフィン)テトラフルォロホウ酸塩 7mg、酢酸パラジウム 3mgとジメチル ホルムアミド 10mlの混合溶液を窒素気流下、 130°Cで 6時間加熱撹拌した。室温に 冷却した後、水 30mlを注入し、ろ過した。エタノール 30mlで洗浄した後、シリカゲル カラムクロマトグラフィーにより精製し、 70°C下で真空乾燥した後、化合物 [17] 260 mgを黄色粉末として得た。得られた粉末の1 H—NMR分析結果は次の通りであり、 上記で得られた粉末が化合物 [ 17]であることが確認された。
一 NMR (CDC1 (d=ppm) ) : 2.78(s, 3H), 2.82(s, 3H), 2.86(s, 3H), 7.10(s, 1H),
3
7.30-7.82(m, 14H), 8.06-8.14(m, 4H), 8.91(s, 1H), 9.73(d, 1H)。
[0120] 実施例 3 (化合物 [68]の合成方法)
1, 6 ジブロモピレン 2g、 4—メチルフエ-ルボロン酸 1. 9g、リン酸三カリウム 5. 9 g、テトラプチルアンモ-ゥムブロミド 0. 9g、酢酸パラジウム 15mgとジメチルホルムァ ミド 30mlの混合溶液を窒素気流下、 130°Cで 6時間加熱撹拌した。室温に冷却した 後、水 30mlを注入し、ろ過した。エタノール 30mlで洗浄した後、トルエンから再結晶 し、真空乾燥した後、 1, 6 ビス (4—メチルフエ-ル)ピレン 1. 3gを得た。
[0121] 次に、 1, 6 ビス(4—メチルフエ-ル)ピレン 1. 3gと N—ブロモスクシンイミド 0. 6g とジメチルホルムアミド 30mlの混合溶液を窒素気流下、 60°Cで 5時間撹拌した。室 温に冷却した後、水 30mlを注入し、ジクロロメタン 100mlで抽出した。有機層を水 50 mlで 2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。トルエンから再結晶 し、真空乾燥した後、 3 ブロモ 1, 6 ビス(4—メチルフエ-ル)ピレン 0. 7gを得 た。
[0122] 次に、 3 ブロモ 1, 6 ビス(4—メチルフエ-ル)ピレン 0. 7g、ベンゾォキサゾー ル 0. 22g、炭酸セシウム 0. 6g、ヨウィ匕銅(I) 37mg、トリフエ-ルホスフィン 14. 5mg 、酢酸パラジウム 7mgとジメチルホルムアミド 30mlの混合溶液を窒素気流下、 130°C で 6時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水 30mlを注入し、ろ過した。エタノール 30mlで洗浄した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した 後、黄色結晶 0. 35gを得た。得られた粉末の1 H—NMR分析結果は次の通りであり 、上記で得られた黄色結晶が化合物 [68]であることが確認された。 H-NMR (CDC1 (d=ppm) ) : 2.52(ss, 6H), 7.39- 7.43(m, 6H), 7.57-7.67(m, 5H), 7
3
•90(dd, 1H), 8.05(d, 1H), 8.13(d, 1H), 8.23— 8.28(dd, 2H), 8.46(d, 1H), 8.87(s, 1H), 9.72(d, 1H)。
[0123] 実施例 4 (化合物 [87]の合成方法)
1, 6 ジブロモピレン 5g、ベンゾチアゾール 2. lg、炭酸セシウム 5g、ヨウ化銅(1) 0 . 31g、トリフエ-ルホスフィン 0. 12g、酢酸パラジウム 57mgとジメチルホルムアミド 5 Omlの混合溶液を窒素気流下、 130°Cで 6時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、 ろ過し、ジメチルホルムアミド 10ml、ジクロロメタン 100mlで洗浄した。ろ液を水 50ml で 2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。シリカゲルカラムクロマ トグラフィ一により精製し、真空乾燥した後、 6—プロモー 1 (ベンゾチアゾールー 2 —ィル)ピレン 1. lgを得た。
[0124] 次に、 6 ブロモ—1— (ベンゾチアゾール—2—ィル)ピレン 0. 3g、 4— t—ブチル フエ-ルボロン酸 0. 16g、リン酸三カリウム 0. 38g、テトラプチルアンモ-ゥムブロミド 58mg、酢酸パラジウム lmgとジメチルホルムアミド 5mlの混合溶液を窒素気流下、 1 30°Cで 6時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、ジメチルホルムアミド 10ml、水 10 ml、エタノール 10mlで洗浄した後、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。真 空乾燥した後、黄色結晶 0. 15gを得た。得られた粉末の1 H— NMR分析結果は次 の通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物 [87]であることが確認された。 'H-NMR CCDCl (d=ppm) ) : 1.46(S, 6H), 7.51(t, 1H), 7.57-7.63(m, 5H), 8.01—8.0
3
7(m, 3H), 8.22-8.36(m, 5H), 8.44(d, 1H), 9.32(d, 1H)。
[0125] 実施例 5 (化合物 [88]の合成方法)
3 ブロモ 1, 6 ビス(4—メチルフエ-ル)ピレン 0. 5g、ベンゾチアゾール 0. 19 g、炭酸セシウム 0. 44g、ヨウ化銅(I) 27mg、トリフエ-ルホスフィン 10. 5mg、酢酸 パラジウム 5mgとジメチルホルムアミド 20mlの混合溶液を窒素気流下、 130°Cで 6時 間加熱撹拌した。室温に冷却した後、ろ過し、ジメチルホルムアミド 10ml、エタノール 10mlで洗浄した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、 黄色結晶 0. 20gを得た。得られた粉末の1 H—NMR分析結果は次の通りであり、上 記で得られた黄色結晶が化合物 [88]であることが確認された。 H-NMR (CDC1 (d=ppm) ) : 2.51(ss, 6H), 7.37-7.48(m, 5H), 7.55— 7.61(m, 5H), 8
3
.01— 8.06(m, 2H), 8.12(d, IH), 8.21-8.27(m, 3H), 8.37(d, IH), 8.41(s, IH), 9.23(d, 1 H)。
[0126] 実施例 6 (化合物 [111]の合成方法)
1, 3, 6 トリブロモピレン 5g、 1—ナフチルボロン酸 7. 84g、リン酸三カリウム 19. 4 g、テトラプチルアンモ-ゥムブロミド 2. 94g、酢酸パラジウム 205mgと脱気したジメチ ルホルムアミド 175mlの混合溶液を窒素気流下、 130°Cで 2時間加熱撹拌した。室 温に冷却した後、水 100mlを注入し、ろ過した。シリカゲルクロマトグラフィーにより精 製し、真空乾燥した後、 1, 3, 6 トリけフタレン— 1—ィル)ピレンを得た。
[0127] 次に、 1, 3, 6 トリ(ナフタレン一 1—ィル)ピレン 3. 22g、 N ブロモスクシンイミド 1. 17gとジメチルホルムアミド 30mlの混合溶液を窒素気流下、 70°Cで 2時間加熱撹 拌した。室温に冷却した後、水 100mlを注入し、ろ過した。シリカゲルクロマトグラフィ 一により精製し、真空乾燥した後、 1—ブロモ 3, 6, 8 トリ(ナフタレン— 1—ィル) ピレンを得た。
[0128] 次に、 1—ブロモ 3, 6, 8 トリ(ナフタレン一 1—ィル)ピレン 400mg、ベンゾォキ サゾール 145mg、炭酸セシウム 218mg、臭化銅(I) 18mg、(トリ— t—ブチルホスフ イン)テトラフルォロホウ酸塩 18mg、酢酸パラジウム 7mgと脱気したジメチルホルムァ ミド 10mlの混合溶液を窒素気流下、 150°Cで 2時間加熱撹拌した。室温に冷却した 後、水 50mlを注入し、ジクロロメタン 100mlで抽出した。有機層を水 50mlで 2回洗 浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。シリカゲルクロマトグ ラフィ一により精製し、真空乾燥した後、化合物 [111]を得た。得られた粉末の1 H— NMR分析結果は次の通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物 [111]である ことが確認された。
'H-NMR CCDCl (d=ppm) ) : 7.28-8.11 (m, 28H) , 8.17 (s, IH) , 8.95 (s, IH) , 9.77
3
(d, IH) .
実施例 7 (化合物 [115]の合成方法)
ベンゾォキサゾールの代わりに 5—メチルベンゾォキサゾールを用いた以外は実施 例 6と同様にして化合物 [115]を得た。得られた粉末の1 H— NMR分析結果は次の 通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物 [115]であることが確認された。 'H-NMRCCDCl (d=ppm) ) :2.50(s, 3H), 7.17-7.71 (m, 19H), 7.91-8.10 (m, 8H
3
), 8.16 (s, 1H), 8.93 (s, 1H), 9.76 (d, 1H).
実施例 8 (化合物 [116]の合成方法)
ベンゾォキサゾールの代わりに 6—メチルベンゾォキサゾールを用いた以外は実施 例 6と同様にして化合物 [116]を得た。得られた粉末の1 H— NMR分析結果は次の 通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物 [116]であることが確認された。 'H-NMRCCDCl (d=ppm) ) :2.50(s, 3H), 7.14-7.72 (m, 19H), 7.90-8.10 (m, 8H
3
), 8.16 (s, 1H), 8.93 (s, 1H), 9.75 (d, 1H).
実施例 9 (化合物 [117]の合成方法)
ベンゾォキサゾールの代わりに 5— t ブチルベンゾォキサゾールを用いた以外は 実施例 1と同様にして化合物 [117]を得た。得られた粉末の1 H— NMR分析結果は 次の通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物 [117]であることが確認された。 'H-NMRCCDCl (d=ppm)) :1.40(S, 9H), 7.30-7.70 (m, 19H), 7.87-8.10 (m, 9H
3
), 8.17(s, 1H), 8.94 (s, 1H).
実施例 10
ITO透明導電膜を 150nm堆積させたガラス基板 (旭硝子 (株)製、 15ΩΖ口、電 子ビーム蒸着品)を 30 X 40mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板をァセ トン、 "セミコクリン (登録商標) 56" (フルゥチ化学 (株)製)で各々 15分間超音波洗浄 してから、超純水で洗浄した。続いて、イソプロピルアルコールで 15分間超音波洗浄 して力も熱メタノールに 15分間浸漬させて乾燥させた。この基板を素子を作製する直 前に 1時間 UV オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が 5 X 10_5Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として 、銅フタロシアニンを 10nm、正孔輸送材料として、 4, 4,—ビス(N— (1—ナフチル) —N—フエ-ルァミノ)ビフエ-ルを 50nm蒸着した。次に、発光材料として、ホスト材 料として下記に示す H— 1を、ドーパント材料として化合物 [14]をドープ濃度が 2% になるように 35nmの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、下記に示す E— 1 を 20nmの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを 0.5nm蒸着した後、アルミニウム を lOOOnm蒸着して陰極とし、 5 X 5mm角の素子を作製した。ここでいう膜厚は、水 晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子からは、発光効率 3. OcdZAの 高効率青色発光が得られた。この発光素子は、 lOmAZcm2で直流駆動したところ、 輝度半減時間は 3300時間であった。
[0129] [化 46]
Figure imgf000062_0001
Figure imgf000062_0002
[0130] 実施例 11〜37
ドーパント材料として表 1に記載した材料を用いた以外は、実施例 10と同様にして 発光素子を作製した。各実施例の結果は表 1に示した。
[0131] [表 1]
発光層 電子輸送層 発: 発光効率 輝度半減時間 ホスト材料 ドーパント材料 (cd/A) (h) 実施例 10 H-1 化合物 [14] E-1 青色 3.0 3300 実施例 11 H-1 化合物 [17] E-1 青色 3. 1 3000 実施例 12 H-1 化合物 [2] E— 1 青色 1.9 1500 実施例 13 H-1 化合物 [3] E-1 色 2.5 2800 実施例 14 H-1 化合物 [4] E-1 青色 2.7 3000 実施例 15 H-1 化合物 [36] E-1 青色 2.8 2900 実施例 16 H-1 化合物 [43] E-1 青色 2.5 2800 実施例 17 H-1 化合物 [49] E-1 青色 2.6 2900 実施例 18 H-1 化合物 [55] E-1 青色 2.5 2800 実施例 19 H-1 化合物 [57] E-1 靑色 2.4 2900 実施例 20 H— 1 化合物 [64] E-1 青色 2.0 2500 実施例 21 H-1 化合物 [87] E-1 青色 2.7 4500 実施例 22 H-1 化合物 [68] E-1 靑色 3.0 5000 実施例 23 H-1 化合物 [88] E-1 青色 2.5 4000 実施例 24 H-1 化合物 [111] E-1 青色 3. 1 5000 実施例 25 H-1 化合物 [115] E-1 青色 3.3 4800 実施例 26 H— 1 化合物 [116] E-1 青色 3. 1 4800 実施例 2フ H-1 化合物 ["7] E-1 青色 3.2 4900 実施例 28 H-1 化合物 [131] E-1 青色 3.5 4800 実施例 29 H-1 化合物 [132] E-1 青色 3.3 4700 実施例 30 H-1 化合物 [134] E-1 靑色 3.2 4300 実施例 31 H-1 化合物 [135] E-1 青色 3.0 4200 実施例 32 H-1 化合物 [137] E-1 青色 3. 1 4400 実施例 33 H-1 化合物 [118] E-1 青色 3. 1 4500 実施例 34 H-1 化合物 [159] E-1 青色 3.0 4400 実施例 35 H-1 化合物 [147] E-1 青色 3.0 4700 実施例 36 H-1 化合物 [146] E-1 青色 3. 1 4600 実施例 37 H-1 化合物 [164] E-1 青色 3. 1 4800 比較例 1 H-1 D-1 E-1 青色 1. 1 500 比較例 2 H-1 D-2 E-1 青色 1.8 400 比較例 3 H-1 D-3 E-1 青色 1.5 450 比較例 4 H-1 D-4 E-1 青色 1.8 300 [0132] 比較例 1
ドーパント材料として下記式に示す D—lを用いた以外は、実施例 10と同様にして 発光素子を作製した。この発光素子を lOmAZcm2で直流駆動したところ、発光効 率 1. lcdZAの青色発光が得られた。この発光素子を lOmAZcm2の直流で連続 駆動したところ、 500時間で輝度が半減した。
[0133] [化 47]
Figure imgf000064_0001
[0134] 比較例 2
ドーパント材料として下記に示す D— 2を用いた以外は、比較例 1と同様にして発光 素子を作成した。この発光素子を lOmAZcm2で直流駆動したところ、発光効率 1. 8cdZAの青色発光が得られた。この発光素子を lOmAZcm2の直流で連続駆動し たところ、 400時間で輝度が半減した。
[0135] [化 48]
Figure imgf000064_0002
[0136] 比較例 3
ドーパント材料として下記に示す D— 3を用いた以外は、比較例 1と同様にして発光 素子を作成した。この発光素子を lOmAZcm2で直流駆動したところ、発光効率 1. 5cdZAの青色発光が得られた。この発光素子を lOmAZcm2の直流で連続駆動し たところ、 450時間で輝度が半減した。
[0137] [化 49]
Figure imgf000065_0001
[0138] 比較例 4
ドーパント材料として下記に示す D— 4を用いた以外は、比較例 1と同様にして発光 素子を作成した。この発光素子を lOmAZcm2で直流駆動したところ、発光効率 1. 8cdZAの青色発光が得られた。この発光素子を lOmAZcm2の直流で連続駆動し たところ、 300時間で輝度が半減した。
[0139] [化 50]
Figure imgf000065_0002
[0140] 実施例 38
ホスト材料として下記に示す H— 2を用 、た以外は、実施例 10と同様にして発光素 子を作製した。この発光素子を lOmAZcm2で直流駆動したところ、発光効率 2. 7c dZAの高効率青色発光が得られた。この発光素子を lOmAZcm2の直流で連続駆 動したところ、輝度半減時間は 2500時間であった。
[0141] [化 51]
Figure imgf000065_0003
実施例 39〜49
ホスト材料および電子輸送材料として表 2に記載した材料を用いた以外は、実施例 38と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表 2に示した。なお、表 2の H— 3は下記式で表される化合物である。
[化 52]
Figure imgf000066_0001
[0144] [表 2] 表 2
Figure imgf000066_0002
[0145] 実施例 50
ホスト材料として化合物 [279]を用い、電子輸送材料として下記に示す E— 2を用 いた以外は、実施例 10と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を lOmAZ cm2で直流駆動したところ、発光効率 3. 2cdZAの高効率青色発光が得られた。こ の発光素子を lOmAZcm2で直流駆動したところ、輝度半減時間は 5000時間であ つた o
[0146] [化 53]
Figure imgf000067_0001
[0147] 実施例 51〜59
ホスト材料および電子輸送材料として表 3に記載した材料を用いた以外は、実施例
50と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表 3に示した。なお表 3の E 3、 E— 4、 E— 5、 E— 6は下記式で表される化合物である。
[0148] [化 54]
Figure imgf000067_0002
[0149] [表 3]
3
Figure imgf000067_0003
[0150] 実施例 60 発光材料として、ホスト材料として化合物 [279]を、ドーパント材料として化合物 [1 4]をドープ濃度が 2%になるように 5nmの厚さに蒸着したのち、さらに発光材料とし て、ホスト材料として化合物 [279]を、ドーパント材料として 5, 6, 11, 12—テトラフエ 二ルナフタセンをドープ濃度が 1 %になるように 30nmの厚さに積層した以外は、実 施例 10と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率 6. 5cd/ Aの高効率白色発光が得られた。この発光素子は、 lOmAZcm2で直流駆動したと ころ、輝度半減時間は 3500時間であった。
[0151] 実施例 61
発光材料として、ホスト材料として化合物 [279]を、ドーパント材料として化合物 [1 32]をドープ濃度が 2%になるように 5nmの厚さに蒸着したのち、さらに発光材料とし て、ホスト材料として化合物 [279]を、ドーパント材料として 5, 6, 11, 12—テトラフエ 二ルナフタセンをドープ濃度が 1 %になるように 30nmの厚さに積層した以外は、実 施例 10と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率 7. Ocd/ Aの高効率白色発光が得られた。この発光素子は、 lOmAZcm2で直流駆動したと ころ、輝度半減時間は 5, 000時間であった。
[0152] 実施例 62
発光材料として、ホスト材料として化合物 [279]を、ドーパント材料として化合物 [1 31]をドープ濃度が 2%になるように 5nmの厚さに蒸着したのち、さらに発光材料とし て、ホスト材料として化合物 [279]を、ドーパント材料として 5, 6, 11, 12—テトラフエ 二ルナフタセンをドープ濃度が 1 %になるように 30nmの厚さに積層した以外は、実 施例 10と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率 7. 5cd/ Aの高効率白色発光が得られた。この発光素子は、 lOmAZcm2で直流駆動したと ころ、輝度半減時間は 5, 500時間であった。
[0153] 実施例 63
発光材料として、ホスト材料として化合物 [279]を、ドーパント材料として 1, 3, 5, 7 —テトラ(4— t—ブチノレフエ二ノレ) 8—フエ二ノレ一 4, 4—ジフノレオロー 4—ボラ一 3a , 4a—ジァザ— s—インダセンをドープ濃度が 1%になるように 5nmの厚さに蒸着した のち、ホスト材料として化合物 [279]を、ドーパント材料として 2, 3, 5, 6- 1H, 4H —テトラヒドロ一 9— (2,一ベンゾチアゾリル)キノリジノ [9, 9a, 1— gh]クマリンをドー プ濃度が 2%になるように 5nmの厚さに蒸着し、さらに発光材料として、ホスト材料と して化合物 [279]を、ドーパント材料として化合物 [ 111]をドープ濃度が 2%になるよ うに 30nmの厚さに積層した以外は、実施例 10と同様にして発光素子を作製した。こ の発光素子からは、発光効率 7. 5cdZAの高効率白色発光が得られた。この発光 素子は、 lOmAZcm2で直流駆動したところ、輝度半減時間は 7, 000時間であった 実施例 64
ITO透明導電膜を 150nm堆積させたガラス基板 (旭硝子 (株)製、 15 ΩΖ口、電 子ビーム蒸着品)を 30 X 40mmに切断し、フォトリソグラフィ法によって 300 μ mピッ チ(残り幅 270 m) X 32本のストライプ状にパターンカ卩ェした。 ITOストライプの長 辺方向片側は外部との電気的接続を容易にするために 1. 27mmピッチ(開口部幅 800 m)まで広げてある。得られた基板をアセトン、 "セミコクリン (登録商標) 56" (フ ルゥチ化学 (株)製)で各々 15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。続いて 、イソプロピルアルコールで 15分間超音波洗浄して力も熱メタノールに 15分間浸漬 させて乾燥させた。この基板を素子を作製する直前に 1時間 UV—オゾン処理し、真 空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が 5 X 10_4Pa以下になるまで排気した 。抵抗加熱法によって、まず正孔輸送材料として 4, 4,—ビス (N— (1—ナフチル) - N—フエ-ルァミノ)ビフエ-ルを 150nm蒸着した。次に、ホスト材料として H— 1を、 またドーパント材料として化合物 [68]をドープ濃度が 2%になるように 35nmの厚さに 蒸着した。次に、電子輸送材料として E— 1を 20nmの厚さに積層した。ここで言う膜 厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。次に、厚さ 50 /z mのコバール板にゥ エツトエッチングによって 16本の 250 mの開口部(残り幅 50 μ m、 300 μ mピッチ に相当)を設けたマスクを、真空中で ITOストライプに直交するようにマスク交換し、マ スクと ITO基板が密着するように裏面力も磁石で固定した。そしてフッ化リチウムを 0. 5nm蒸着した後、アルミニウムを 200nm蒸着して 32 X 16ドットマトリクス素子を作製 した。本素子をマトリクス駆動させたところ、クロストークなく文字表示できた。
産業上の利用可能性 本発明の発光素子は表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、ィ ンテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に好適に利用可 能である。

Claims

請求の範囲 記一般式 ( 1)で表されるピレン化合物を含有することを特徴とする発光素子材料。
[化 1]
Figure imgf000071_0001
(R1 !^はそれぞれ同じでも異なっていてもよぐ水素、アルキル基、シクロアルキル 基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル基、アルキ-ル基、アルコキシ基、ァ ルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチオエーテル基、ァリール基、ヘテロ ァリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボニル 基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンオキサイド基の中カゝら選ばれる。 R1 !^は 隣接する置換基同士で環を形成していても良い。但し、 〜!^のうち少なくとも一つ は下記一般式(2)で表される置換基である。 )
[化 2]
Figure imgf000071_0002
(RU〜R14はそれぞれ同じでも異なっていてもよぐ水素、アルキル基、シクロアルキ ル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル基、アルキ-ル基、アルコキシ基、 アルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチオエーテル基、ァリール基、へテ ロアリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボ- ル基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンオキサイド基の中力も選ばれる。 R11と R12 との間、 R12と R13との間、または R13と R14との間を介して炭素数 4〜6の環を形成して いても良い。但し、 RU〜R14のうちいずれか一つはピレン骨格との単結合に用いられ る。 X1は下記一般式 (3)に示された基、 ^〜Υ4は、窒素、炭素原子の中から選ばれ る。但し、 Υ〜Υ4のうち少なくとも一つは窒素原子、かつ少なくとも一つは炭素原子 であり、窒素原子の場合には窒素原子上の置換基は存在しない。 )
[化 3]
R15
-0 - ' 一 S— ' —H— 、リ)
(R15は水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアル ケ-ル基、アルキ-ル基、ァリール基、ヘテロァリール基、シァノ基、カルボ-ル基、 カルボキシル基、ォキシカルボ-ル基、力ルバモイル基の中力 選ばれる。 )
[2] 一般式(2)の RU〜R14のうちのいずれか一つ力 一般式(1)の R R3、 R6、 R8のうち のいずれか一つであることを特徴とする請求項 1記載の発光素子材料。
[3] ^〜!^1()のうち少なくとも一つがァリール基またはへテロアリール基であることを特徴と する請求項 1記載の発光素子材料。
[4] R R3、 R6および R8のうち少なくとも一つがァリール基またはへテロアリール基である ことを特徴とする請求項 1記載の発光素子材料。
[5] R1および R6がァリール基またはへテロアリール基であることを特徴とする請求項 1記 載の発光素子材料。
[6] 下記一般式 (4)で表されるピレン化合物を含有することを特徴とする請求項 1記載の 発光素子材料。
[化 4]
Figure imgf000072_0001
(R16〜R24はそれぞれ同じでも異なっていてもよぐ水素、アルキル基、シクロアルキ ル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケ-ル基、アルキ-ル基、アルコキシ基、 アルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチオエーテル基、ァリール基、へテ ロアリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、カルボキシル基、ォキシカルボ- ル基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンオキサイド基、並びに隣接基との間に形 成される縮合環の中から選ばれる。 R25〜R28はそれぞれ同じでも異なって 、てもよく 、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアルケニル 基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ァリールエーテル基、ァリールチ ォエーテル基、ァリール基、ヘテロァリール基、ハロゲン、シァノ基、カルボ-ル基、 カルボキシル基、ォキシカルボ-ル基、力ルバモイル基、アミノ基、ホスフィンォキサ イド基の中力 選ばれる。 X2は下記一般式(5)に示された基の中力 選ばれる。 ) [化 5]
R29
— 0— , — s— , — — (5)
(R29は水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、ァルケ-ル基、シクロアル ケ-ル基、アルキ-ル基、ァリール基、ヘテロァリール基、シァノ基、カルボ-ル基、 カルボキシル基、ォキシカルボ-ル基、力ルバモイル基の中力 選ばれる。 )
[7] 陽極と陰極の間に少なくとも発光層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素 子であって、発光素子が請求項 1〜6のいずれか記載の発光素子材料を含有するこ とを特徴とする発光素子。
[8] 発光層がホスト材料とドーパント材料を有し、一般式(1)で表されるピレンィ匕合物を含 有する発光素子材料がドーパント材料であることを特徴とする請求項 7記載の発光素 子。
[9] 発光層と陰極の間に少なくとも電子輸送層が存在し、電子輸送層が電子受容性窒素 を有するヘテロァリール環構造を有する化合物を含有し、ヘテロァリール環構造を有 する化合物が炭素、水素、窒素、酸素、ケィ素、リンの中から選ばれる元素で構成さ れて 、ることを特徴とする請求項 7記載の発光素子。
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