WO2017115753A1 - 架橋化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置 - Google Patents

架橋化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置 Download PDF

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康生 宮田
北 弘志
植田 則子
幸宏 牧島
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コニカミノルタ株式会社
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    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • the present invention relates to a cross-linking compound, an organic electroluminescence element material, an organic electroluminescence element, and a display device and an illumination device provided with the organic electroluminescence element.
  • Organic EL elements also referred to as “organic electroluminescent elements” using electroluminescence of organic materials (Electro Luminescence: hereinafter abbreviated as “EL”) have already been put into practical use as a new light emitting system that enables planar light emission.
  • EL Electro Luminescence
  • TTA triplet-triplet annihilation
  • TTF Triplet-Triplet Fusion
  • RISC triplet excitons to singlet excitons
  • thermally activated delayed fluorescence (“ It is also referred to as “thermally excited delayed fluorescence”): Thermally Activated Delayed Fluorescence (hereinafter abbreviated as “TADF” where appropriate)
  • TADF Thermally Activated Delayed Fluorescence
  • Patent Document 2 Non-Patent Document 1
  • Non-Patent Document 2 Utilizing delayed fluorescence by this TADF mechanism enables 100% internal quantum efficiency that is theoretically equivalent to phosphorescence emission even in fluorescence emission by electric field excitation.
  • 1 and 2 are schematic diagrams showing energy diagrams of a compound that expresses a TADF phenomenon (TADF compound) and a general fluorescent compound.
  • TADF compound TADF compound
  • 2CzPN having the structure shown in FIG. 1
  • HOMO is localized at the 1st and 2nd carbazolyl groups on the benzene ring
  • LUMO is localized at the 4th and 5th cyano groups.
  • exciplex emission is known (see Non-Patent Document 4).
  • An exciplex can be formed in the thin film by co-evaporating the electron donating molecule and the electron withdrawing molecule.
  • the exciplex state, Delta] E ST is known to be minimal, as with TADF, by utilizing the exciton energy theoretically 100%, it is possible to EL light emission.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and a problem to be solved is to provide a new crosslinking compound in which the emission wavelength is controlled and the emission efficiency can be improved. Moreover, it is providing the display apparatus and the illuminating device with which the organic electroluminescent element material containing the said bridge
  • the present inventor newly developed an organic electroluminescence device containing a compound capable of forming an exciplex or excimer with one kind of molecule within or between molecules. And have found that the luminous efficiency can be improved, and have reached the present invention. That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
  • the first of the present invention relates to a crosslinking compound.
  • L and M each represent an electron donating group D or an electron withdrawing group A;
  • the electron donating group D is an electron donating heterocycle optionally substituted with a substituent other than an aryl group substituted with an electron donating group, a cyano group, and a nitrogen-containing aromatic six-membered ring-containing heterocyclic group.
  • the electron withdrawing group A includes a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group substituted with a fluorine atom, an optionally substituted carbonyl group, an optionally substituted sulfonyl group, and an optionally substituted boryl group.
  • X, Y and Z each represent a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom or a silicon atom, n represents an integer of 1 to 4, and when n is 2 or more, the plurality of Z may be the same or different from each other;
  • One or two rings including two or more adjacent atoms among X, Y and one or more Zs as a ring-constituting atom may be formed, and the X, the Z connected to the M, and the X and the At least one of the atoms between M and Z linked to is outside the ring; Atoms outside the ring are carbon atoms, oxygen atoms or silicon atoms) [2]
  • the electron donating group D is an
  • the electron-withdrawing group A is an electron-donating complex substituted with an aryl group, a cyano group, or a nitrogen-containing aromatic six-membered heterocyclic group which may be substituted with an electron-withdrawing group.
  • X ′, Y ′ and Z ′ are each —CR 1 R 2 , an oxygen atom or —SiR 1 R 2 ; Q is independently C—R 3 or a nitrogen atom; R 1 to R 3 are each a hydrogen atom or a substituent) [11]
  • An organic electroluminescence device comprising a compound formed of one kind of molecule, wherein the compound is the crosslinking compound according to any one of [1] to [10].
  • a display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of [11] to [14].
  • An illumination device including the organic electroluminescence element according to any one of [11] to [14].
  • An organic electroluminescence device material comprising the crosslinking compound according to any one of [1] to [10].
  • crosslinking compound can provide the display apparatus and illuminating device with which the organic electroluminescent element material, this organic electroluminescent element, and the said organic electroluminescent element were comprised.
  • Schematic diagram showing energy diagram of TADF compound Schematic diagram showing the energy diagram of a general fluorescent compound Schematic diagram showing the energy diagram when the crosslinking compound functions as an assist dopant
  • Schematic diagram showing the energy diagram when the crosslinking compound functions as a host compound Schematic diagram showing an example of a display device composed of organic EL elements
  • Schematic diagram of an active matrix display device Schematic showing the pixel circuit
  • Schematic diagram of a passive matrix display device Schematic diagram of lighting device
  • the graph which shows the emission spectrum of the solution containing the crosslinking compound of this invention produced in the Example, and the solution containing a comparison compound The graph which shows the emission spectrum of the solution containing the crosslinking compound of this invention produced in the Example, and a single film
  • is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
  • An organic EL device comprising an intramolecular or intermolecular exciplex or a compound that forms an intramolecular or intermolecular excimer with one kind of molecule, specifically, a cross-linking compound having a structure represented by the general formula (1)
  • a cross-linking compound having a structure represented by the general formula (1)
  • the number of materials in the light-emitting layer can be reduced.
  • the process cost in the vapor deposition process and the coating process can be reduced.
  • exciplexes and excimers are formed by the interaction of two sites, so that the effect can be maximized when the mixing ratio is 1: 1.
  • the mixing ratio of the electron donating group D and the electron withdrawing group A can be completely controlled to 1: 1, so that the effect of the exciplex can be maximized. And the luminous efficiency of the device can be increased. In addition, it is possible to suppress the emission wavelength from being longer than that of an organic EL element including a compound that forms a conventional intermolecular exciplex or intermolecular excimer.
  • an organic EL device including a compound that forms an intramolecular exciplex or an intramolecular excimer, specifically, a crosslinking compound having a structure represented by the general formula (1) has high luminous efficiency, and It is possible to suppress the emission wavelength from becoming longer than that of an organic EL device including a compound that forms a conventional intermolecular exciplex or intermolecular excimer.
  • the light emission efficiency can be made higher than that of the compound forming the intermolecular excimer or exciplex of the prior art.
  • the intramolecular excimer or the intramolecular exciplex of the present application is easily formed at a short distance in the molecule as described above, it is different from the compound that forms the intermolecular excimer or exciplex that is a conventional technique, Strong electron donating group D and electron withdrawing group A are not required.
  • the compound that forms an intramolecular exciplex or excimer of the present application can reduce the emission wavelength longer than the conventional compound that forms an intermolecular exciplex or excimer.
  • the intramolecular exciplex or the compound that forms an excimer of the present application contains a non-conjugated atom, the ⁇ -conjugated system hardly spreads in the molecule. As a result, the emission wavelength can be made longer than that of the ⁇ -conjugated compound. Thus, the compound forming the intramolecular exciplex or excimer of the present application is superior in controlling the emission wavelength.
  • the structure of the electron donating group D and the electron withdrawing group A in the present application is usually a liquid if each group is a single molecule, or a thin film because the molecular weight is too small even if it is a solid.
  • the organic electroluminescence element cannot be manufactured in the first place.
  • the prior art is also novel in that device fabrication is realized by a new technique of linking together compound groups that cannot be fabricated. The present invention has been made based on these findings.
  • crosslinking compound of the present invention preferably has a structure represented by the following general formula (1).
  • L and M each represent an electron donating group D or an electron withdrawing group A.
  • the electron donating group D represented by L or M is “an aryl group substituted with an electron donating group”, “a cyano group or a nitrogen-containing aromatic six-membered ring-containing heterocyclic group”
  • An electron-donating heterocyclic group which may be substituted with the above-mentioned substituent, or an “optionally substituted amino group”.
  • the “aryl group” of the “aryl group substituted with an electron donating group” represented by D is preferably a group derived from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 24 carbon atoms.
  • aromatic hydrocarbon rings include benzene ring, indene ring, naphthalene ring, azulene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, acenaphthylene ring, biphenylene ring, naphthacene ring, pyrene ring, pentalene ring, ASEAN Tolylene ring, heptalene ring, triphenylene ring, as-indacene ring, chrysene ring, s-indacene ring, preaden ring, phenalene ring, fluoranthene ring, perylene ring, acephenanthrylene ring, biphenyl ring, terphenyl ring,
  • benzene ring, naphthalene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, biphenylene ring, chrysene ring, pyrene ring, triphenylene ring, chrysene ring, fluoranthene ring, perylene ring, biphenyl ring, and terphenyl ring are mentioned. .
  • heterocyclic rings include pyrrole ring, indole ring, carbazole ring, indoloindole ring, 9,10-dihydroacridine ring, 10,11-dihydrodibenzoazepine, 5,10-dihydrodibenzoazacillin, phenoxy.
  • carbazole ring More preferred are carbazole ring, indoloindole ring, 9,10-dihydroacridine ring, phenoxazine ring, phenothiazine ring, dibenzothiophene ring, benzofurylindole ring, benzocarbazole ring, dibenzofuran ring.
  • the electron-donating heterocycle may be the same or different two or more heterocycles connected to each other.
  • the dibenzofuran ring is substituted with an electron-donating substituent (for example, a carbazole group)
  • the dibenzofuran ring can function as an electron-donating group D as a whole, but is substituted with an unsubstituted or electron-withdrawing substituent. In this case, it can function as an electron withdrawing group A.
  • the “electron-donating group” of the “aryl group substituted with an electron-donating group” represented by D includes an alkyl group, an alkoxy group, an optionally substituted amino group, and an optionally substituted electron donor. Sex heterocyclic groups and the like. Preferable examples include an optionally substituted alkyl group and an optionally substituted heterocyclic group of an electron donating group.
  • alkyl group of the “electron-donating group” in the “aryl group substituted with an electron-donating group” represented by D may be linear, branched, or cyclic. 20 linear, branched, or cyclic alkyl groups, such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl, neopentyl, n-hexyl, cyclohexyl, 2-ethylhexyl, n-heptyl, n-octyl, 2-hexyloctyl, n-nonyl, n-decyl, n-undecyl Group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group,
  • the “alkoxy group” of the “electron-donating group” of the “aryl group substituted with an electron-donating group” represented by D may be linear, branched, or cyclic. 20 linear, branched, or cyclic alkyl groups are mentioned, specifically, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group, n -Pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, cyclohexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyl Oxy group, n-undecyloxy group, n-dodecyloxy group, n-tridecyloxy group, n-tetrade
  • the substituent of the “optionally substituted amino group” of the “electron-donating group” of the “aryl group substituted with an electron-donating group” represented by D is an alkyl group or an alkyl group.
  • An aryl ring that may be used may be mentioned, and the alkyl group and the aryl group may be the same as described above, and the same is preferable.
  • Cyano group and nitrogen-containing aromatic six-membered of "an electron-donating heterocyclic group optionally substituted with a substituent other than a cyano group and a nitrogen-containing aromatic six-membered heterocyclic group” represented by D
  • the “substituent other than the ring-containing heterocyclic group” is a substituent other than the cyano group and the nitrogen-containing aromatic six-membered ring-containing heterocyclic group described later, and is preferably an electron-donating group or an aryl group.
  • the electron donating group or the aryl group include an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group which may be substituted with an alkyl group, an amino group which may be substituted, and the like. The same thing is preferable.
  • an electron withdrawing substituent may be used as long as the electron donating property of the electron donating heterocyclic group is not impaired, and examples thereof include a dibenzofuryl group.
  • Examples of the “electron-donating heterocyclic group that may be substituted” of the “electron-donating group” of the “aryl group substituted with an electron-donating group” represented by D include the same groups as described above. Similar ones are preferred.
  • Examples of the substituent of the “optionally substituted amino group” represented by D include the same substituents as those described above for the “optionally substituted amino group”, and the same ones are preferable.
  • the electron donating group D is “an aryl group substituted with an electron donating group” or “substituted, because it easily interacts with another electron donating group D or an electron withdrawing group A. It is preferably an “electron-donating heterocyclic group”. This is because these groups have high planarity, and therefore easily overlap with other electron-donating groups D or electron-withdrawing groups A and easily interact with each other.
  • the “aryl group substituted with an electron donating group” or “optionally substituted electron donating heterocyclic group” is preferably a phenyl group substituted with an electron donating group or an optionally substituted carbazolyl Group, an optionally substituted azacarbazolyl group, an optionally substituted diazacarbazolyl group, an optionally substituted 9,10-dihydroacridyl group, an optionally substituted phenoxazyl group, a substituted An phenothiazyl group which may be substituted, or an optionally substituted 5,10-dihydrophenazyl group.
  • the electron withdrawing group A represented by L or M is “fluorine atom”, “cyano group”, “alkyl group substituted with fluorine atom”, “optionally substituted” “Carbonyl group”, “optionally substituted sulfonyl group”, “optionally substituted boryl group”, “aryl group optionally substituted with electron withdrawing group”, “cyano group or nitrogen-containing aromatic” It may be an “electron-donating heterocyclic group substituted with a group 6-membered ring-containing heterocyclic group” or “an electron-withdrawing heterocyclic group which may be substituted”.
  • Examples of the “alkyl group” of the “alkyl group substituted with a fluorine atom” represented by A include the same ones as described above, and the same ones are preferable.
  • Examples of the “aryl group” of the “optionally substituted aryl group” represented by A include the same as those described above, and the same is preferable.
  • the “electron-withdrawing heterocyclic group” of the “optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group” represented by A is from an electron-withdrawing heterocyclic ring having 3 to 24 carbon atoms. Derived groups are preferred. Examples of such heterocycles include dibenzothiophene oxide ring, dibenzothiophene dioxide ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoxaline ring , Phthalazine ring, pteridine ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, azacarbazole ring, diazacarbazole ring, dibenzofuran ring, dibenzosilole ring, azadibenzofuran ring, diazadibenzofuran
  • a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring More preferably a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring, and particularly preferably a nitrogen-containing aromatic six-membered ring, a dibenzofuran ring, an azadibenzofuran ring, or a diazadibenzofuran ring.
  • the electron-withdrawing heterocycle may be obtained by linking two or more of the same or different heterocycles.
  • Examples of the substituent of the “optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group” represented by A include a deuterium atom, a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group optionally substituted with a fluorine atom, fluorine Examples include an aryl group that may be substituted with an alkyl group that may be substituted with an atom, an aryl group that may be substituted with a fluorine atom, and an aryl group that may be substituted with a cyano group. Specific examples of the alkyl group and aryl group include the same groups as described above, and the same groups are preferable. Further, an electron-donating substituent may be used as long as it does not impair the electron-withdrawing property of the electron-withdrawing heterocyclic group, and examples thereof include a carbazole group.
  • the electron withdrawing group of the “aryl group optionally substituted with an electron withdrawing group” represented by A includes a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group substituted with a fluorine atom, A good carbonyl group, an optionally substituted sulfonyl group, an optionally substituted phosphine oxide group, an optionally substituted boryl group, an optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group, and the like.
  • a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group substituted with a fluorine atom, or an optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group is preferable.
  • the “electron-donating heterocyclic group” of the “electron-donating heterocyclic group substituted with a cyano group or a nitrogen-containing aromatic six-membered heterocyclic group” represented by A is the same as described above. The same thing is preferable.
  • the “nitrogen-containing aromatic six-membered ring-containing heterocycle” in the “electron-donating heterocyclic group substituted with a cyano group or a nitrogen-containing aromatic six-membered ring-containing heterocyclic group” represented by A is nitrogen-containing It is a group derived from a heterocyclic ring containing an aromatic six-membered ring.
  • heterocyclic rings containing nitrogen-containing aromatic six-membered rings include pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoxaline ring, phthalazine ring, pteridine Ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, azacarbazole ring, diazacarbazole ring, azadibenzofuran ring, diazadibenzofuran ring and the like.
  • Examples of the substituent of the “optionally substituted carbonyl group”, “optionally substituted sulfonyl group”, and “optionally substituted boryl group” represented by A include a fluorine atom, a cyano group, and fluorine. Examples thereof include an alkyl group which may be substituted with an atom, an aryl group which may be substituted, and an electron-withdrawing heterocyclic group which may be substituted. Specific examples include the same ones as described above, and the same ones are preferable.
  • an aryl group optionally substituted with an electron withdrawing group It is preferably “an electron donating heterocyclic group substituted with a cyano group or a nitrogen-containing aromatic six-membered ring-containing heterocyclic group” or “an electron-withdrawing heterocyclic group which may be substituted”. This is because these groups have high planarity, and therefore easily overlap with other electron-withdrawing groups A or electron-donating groups D and easily interact with each other.
  • aryl group optionally substituted with an electron withdrawing group “an electron donating heterocyclic group substituted with a cyano group or a nitrogen-containing aromatic six-membered heterocyclic group” or “substituted
  • the “electron-withdrawing heterocyclic group” is preferably an aryl group substituted with a cyano group or an electron-withdrawing heterocyclic ring optionally substituted with a cyano group from the viewpoint of high electron-withdrawing property.
  • L and M may be an electron donating group D
  • the other may be an electron withdrawing group A
  • both L and M may be an electron donating group D
  • Both M may be electron withdrawing groups A.
  • the compound forms an intramolecular or intermolecular exciplex.
  • both L and M are electron donating groups D, or when both L and M are electron withdrawing groups A, an exciplex with a small charge separation within a molecule or between molecules is formed, Alternatively, it becomes a compound that forms an excimer within or between molecules.
  • L and M When both L and M are electron donating groups D, or when both L and M are electron withdrawing groups A, L and M may be the same or different from each other. However, from the viewpoint of forming an intramolecular or intermolecular excimer, the same is preferable.
  • X, Y and Z each represent a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom or a silicon atom.
  • n represents an integer of 1 to 4.
  • the plurality of Zs may be the same as or different from each other.
  • n is preferably 1 or 3, and more preferably 1, from the viewpoint of easily taking a steric configuration in which L and M easily interact with each other and easily obtaining a device having high luminous efficiency.
  • one or two rings including two or more adjacent members among X, Y, and one or more Zs as ring-constituting atoms may be formed. However, it is assumed that at least one atom between X and Z connected to M and between X and Z connected to M is outside the ring.
  • the ring containing two or more adjacent members among X, Y, and one or more Zs as a ring constituent atom may be an aliphatic ring or an aromatic ring.
  • the aliphatic ring may be a monocyclic aliphatic ring or a polycyclic aliphatic ring (hydrogenated aromatic condensed ring).
  • the aromatic ring may be a monocyclic aromatic ring or a condensed polycyclic aromatic ring, and is preferably a monocyclic aromatic from the viewpoint of allowing L and M to act at a short distance. It is a ring.
  • the aromatic ring is an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring.
  • the aromatic hydrocarbon ring may be the same as the “aromatic hydrocarbon ring” in the above “aryl group”.
  • the aromatic heterocycle may be the same as the “electron-withdrawing heterocycle” in the above-mentioned “optionally substituted electron-withdrawing heterocyclic group”.
  • the aromatic ring is preferably an aromatic hydrocarbon ring or a nitrogen-containing aromatic heterocycle in which X, Y and Z forming the ring are each a carbon atom or a nitrogen atom.
  • the ring containing two or more adjacent atoms among X, Y and one or more Z as ring constituent atoms is specifically cyclopentane, cyclohexane, benzene, naphthalene, carbazole, dibenzofuran, fluorene, dibenzothiophene, dibenzosilole, India Loindole, indolocarbazole and the like can be mentioned, and benzene, naphthalene, carbazole, dibenzofuran and fluorene are preferable, and benzene is more preferable. Further, carbon atoms in the benzene ring contained in these ring structures may be replaced with nitrogen atoms, and the number of nitrogen atoms is preferably 0-2.
  • the two rings are a single bond or an exocyclic atom (a carbon atom, an oxygen atom, or a silicon atom) ).
  • Examples of the structure of -XY- (Z) n- when two rings are formed include diphenyl ether, diphenylmethane and diphenylsilane.
  • a ring containing two or more adjacent atoms among X, Y, and one or more Zs as a ring-constituting atom is preferably an aromatic ring from the viewpoint that high luminous efficiency can be easily obtained;
  • a monocyclic aromatic ring is more preferable, and a benzene ring is further preferable from the viewpoint of easy interaction at a short distance.
  • the number of rings containing two or more adjacent members among X, Y and one or more Z as ring constituent atoms is preferably one from the viewpoint that X and Y can easily interact with each other at a close distance.
  • An atom outside the ring containing two or more adjacent atoms among X, Y and one or more Z atoms as a ring-constituting atom is an atom other than a nitrogen atom, that is, a carbon atom, an oxygen atom, or a silicon atom It is preferable that This is because when the atom outside the ring is a nitrogen atom, conjugation is connected by the unpaired electron on the nitrogen atom and the ⁇ electron of the substituted aryl group, and the nitrogen atom does not function as a non-conjugated atom.
  • the atoms outside the ring are optionally substituted alkyl group-substituted carbon atoms, optionally substituted alkoxy group-substituted carbon atoms, optionally substituted aryl group-substituted carbon atoms, oxygen atoms, optionally substituted It is more preferable that they are a good alkyl group-substituted silicon atom, an optionally substituted alkoxy group-substituted silicon atom, or an optionally substituted aryl group-substituted silicon atom.
  • the “alkyl group” in the optionally substituted alkyl group include the same alkyl groups as described above, and the “substituent” is preferably a fluorine atom or the like.
  • alkoxy group in the optionally substituted alkoxy group
  • substituted alkoxy group examples include the same alkoxy groups as described above, and the “substituent” is preferably a fluorine atom or the like.
  • aryl group in the optionally substituted aryl group include the same as the above-mentioned “aryl group”, and the “substituent” is preferably an alkyl group, a fluorine atom, or the like.
  • L and M are 1 to 3 sites, preferably 1 site or 2 sites, more preferably 1 site, via —XY— (Z) n—. Can be linked (crosslinked).
  • the crosslinking compound having a structure represented by the general formula (1) preferably has a structure represented by any one of the following general formulas (2) to (9).
  • L and M have the same meanings as L and M in the general formula (1), respectively.
  • X ', Y' and Z ' respectively represent -CR 1 R 2, an oxygen atom or -SiR 1 R 2.
  • R 1 and R 2 in -CR 1 R 2 and -SiR 1 R 2 are each hydrogen atom or a substituent.
  • the substituent represented by R 1 and R 2 include an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted aryl group, and a cyano group.
  • the optionally substituted alkyl group, the optionally substituted alkoxy group, and the optionally substituted aryl group are the same as those described above.
  • X ′, Y ′ and Z ′ are each —CR 1 R 2 (wherein R 1 and R 2 are a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, or an optionally substituted aryl group), oxygen More preferably, it is an atom, —SiR 1 R 2 (R 1 and R 2 are an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group).
  • Examples of —X′—Y′—Z′— in the general formula (8) include —CR 1 R 2 —O—CR 1 R 2 — and —SiR 1 R 2 —O—SiR 1 R 2 — ( R 1 , R 2 : a hydrogen atom or a substituent).
  • Q independently represents C—R 3 or a nitrogen atom.
  • the number of nitrogen atoms is preferably 0-2.
  • R 3 in C-R 3 is a hydrogen atom or a substituent.
  • the substituent represented by R 3 include an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted aryloxy group, The arylsilyl group which may be substituted, the alkylsilyl group which may be substituted, the arylmethyl group which may be substituted, a hydroxyl group, a fluorine atom, and a cyano group are included.
  • Examples of the optionally substituted alkyl group, the optionally substituted alkoxy group, and the optionally substituted aryl group are the same as those described above.
  • Examples of the “alkyl group” in the optionally substituted alkylsilyl group include the same alkyl groups as described above.
  • Examples of the “aryl group” in the aryloxy group which may be substituted, the arylsilyl group which may be substituted and the arylmethyl group which may be substituted include the same aryl groups as described above.
  • "Is the same as the substituent in the above-mentioned" optionally substituted aryl group ".
  • R 3 in C-R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, and more preferably a hydroxyl group.
  • M in the general formulas (2), (4), and (6) may be bonded to a group (for example, R 3 of C—R 3 ) substituted with Q in the ortho position with respect to M to form a ring.
  • the general formula (2), (5), (6), (8) or (9) A crosslinking compound having a structure represented by formula (2) or (8) is preferred, a crosslinking compound having a structure represented by formula (2) is more preferred, and a compound having a structure represented by formula (2) is more preferred.
  • the following crosslinking compound is represented by L: 2,4-dicyanophenyl group (electron-withdrawing group A), M: carbazolyl group (electron-donating group D), X : Oxygen atom, Y and Z: equivalent to a carbon atom marked with a dotted line constituting a benzene ring.
  • L and M are 1 to 3 sites, preferably 1 or 2 sites, more preferably 1 site, and the general formulas (2) to (9) ) May be cross-linked via a connecting part similar to the connecting part of L and M.
  • the cross-linking compound of the present invention is preferably a compound represented by any one of the general formulas (1) to (9).
  • crosslinking compound according to the present invention may further have a substituent or may have a structural isomer, and are not limited to this description.
  • the exemplified compound T-103 satisfies both the general formula (2) and the general formula (7), it is considered that the exemplified compound T-103 mainly exhibits properties based on the structure represented by the general formula (2).
  • Exemplified compounds T-106 to T-108 satisfy both the general formula (2) and the general formula (5), but mainly exhibit properties based on the structure represented by the general formula (2). It is conceivable that. This is because charge interaction is more likely to occur between the electron-withdrawing group A and the electron-donating group D than between the electron-withdrawing groups A (or between the electron-donating groups D). This is probably because it is easier to form than excimer.
  • the molecular weight of the crosslinking compound of the present invention is preferably from 300 to 2000, more preferably from 400 to 900, from the viewpoint of enabling thin film formation.
  • the crosslinking compound in which one of L and M is the electron donating group D and the other is the electron withdrawing group A forms an intramolecular or intermolecular exciplex.
  • an electron withdrawing group A and an electron donating group D interact to generate excitons.
  • both L and M are electron donating groups D, or both L and M are electron withdrawing groups A
  • the cross-linked compound has an intramolecular or intermolecular charge separation degree. Forms a small exciplex.
  • a cross-linking compound in which L and M are the same forms an intramolecular or intermolecular excimer.
  • the crosslinking compound of the present invention forms an intramolecular exciplex or an intramolecular excimer can be confirmed by the following method.
  • 1) The above compound is dissolved in 2-methyl-tetrahydrofuran to prepare a 10 ⁇ 5 M measuring solution.
  • a compound comprising the electron-withdrawing group A (or the electron-donating group D) is represented by 2- Dissolve in methyl-tetrahydrofuran to prepare a 10 ⁇ 5 M comparative solution.
  • a compound comprising the electron withdrawing group A and a compound having the electron donating group D and the remainder are converted into 2-methyl Dissolve in tetrahydrofuran to prepare a 10 ⁇ 5 M comparative solution.
  • the emission spectra of the measurement solution and the comparison solution are excited and measured at their respective maximum absorption wavelengths.
  • 3) Superimpose the emission spectrum of the measurement solution and the emission spectrum of the comparison solution.
  • the maximum emission wavelength of the emission spectrum of the measurement solution is longer than the maximum emission wavelength of the emission spectrum of the comparison solution. If the emission spectrum of the measurement solution is broader than the emission spectrum of the comparison solution, it is determined that the compound to be measured forms an intramolecular exciplex or an intramolecular excimer. be able to.
  • a single-layer film (hereinafter abbreviated as a single film) is produced by the above-described compound deposition or coating process. 2) The above-mentioned measurement solution and the emission spectrum of the single film are excited and measured at their respective maximum absorption wavelengths. 3) Superimpose the emission spectrum of the solution for measurement and the emission spectrum of the single film. 4) When the emission spectrum of the measurement solution does not match the emission spectrum of the single film, specifically, the maximum emission wavelength of the emission spectrum of the single film is longer than the maximum emission wavelength of the emission spectrum of the measurement solution. If the emission spectrum of the single film is broader than the emission spectrum of the measurement solution, it can be determined that the compound to be measured forms an intermolecular exciplex or an intermolecular excimer. .
  • cross-linking compounds have bipolar properties and can respond to various energy levels, so that they can be used not only as light emitting materials and host materials, but also suitable for hole transport and electron transport, That is, since it can be used as a charge transport material, it is not limited to use in a light emitting layer, and the above-described hole injection layer, hole transport layer, electron blocking layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection You may use for a layer, an intermediate
  • the crosslinking compound having the structure represented by the general formula (1) is synthesized, for example, by referring to the method described in International Publication No. 2014/022008 or the method described in the references described in these documents. be able to.
  • the cross-linking compound of the present invention which forms an intramolecular or intermolecular exciplex or an intramolecular or intermolecular excimer with one kind of molecule, can be used as an organic electroluminescent (EL) device material.
  • EL organic electroluminescent
  • an organic EL light emitting system and a light emitting material related to the technical idea of the present invention will be described.
  • Organic EL emission methods There are two types of organic EL emission methods: “phosphorescence emission” that emits light when returning from the triplet excited state to the ground state, and “fluorescence emission” that emits light when returning from the singlet excited state to the ground state. is there.
  • TTA triplet-triplet annihilation
  • the rate constant is usually small. That is, since the transition is difficult to occur, the exciton lifetime is increased from millisecond to second order, and it is difficult to obtain desired light emission.
  • a rare metal such as iridium, palladium, or platinum, which is a rare metal.
  • the price of the metal itself is a major industrial issue.
  • a general fluorescent compound is not necessarily a heavy metal complex like a phosphorescent compound, and is a so-called organic compound composed of a combination of general elements such as carbon, oxygen, nitrogen and hydrogen.
  • other non-metallic elements such as phosphorus, sulfur, and silicon can be used, and complexes of typical metals such as aluminum and zinc can be used.
  • TTA triplet-triplet annihilation
  • Thermal activated delayed fluorescence (TADF) compound is a method that can solve the problems of TTA.
  • Fluorescent compounds have the advantage of infinite molecular design as described above. That is, among the molecularly designed compounds, there are compounds in which the energy level difference between the triplet excited state and the singlet excited state is extremely close.
  • HOMO is known to be distributed to electron donating sites and LUMO is distributed to electron withdrawing sites in the molecular orbitals of molecules.
  • LUMO is distributed to electron withdrawing sites in the molecular orbitals of molecules.
  • TADF compounds have various problems in terms of their light emission mechanism and molecular structure. The following describes some of the problems generally associated with TADF compounds.
  • stabilization is achieved by bringing the donor part of one molecule and the acceptor part of the other molecule close to each other.
  • a stabilization state is not limited to the formation between two molecules, but can also be formed between a plurality of molecules such as three or five molecules.
  • various stabilization states with a wide distribution are obtained.
  • the shape of the absorption spectrum and the emission spectrum is greatly extended and broadened.
  • various existence states can be taken depending on the direction and angle of interaction between the two molecules.
  • the shape of the emission spectrum becomes broad.
  • the broad emission spectrum causes a big problem. This is a problem that the color purity of the luminescent color is lowered. This is not a big problem when applied to lighting applications, but when used for electronic displays, the color gamut is small and the color reproducibility of pure colors is low. It becomes difficult.
  • the electron donating groups D, the electron withdrawing groups A, or the electron donating group D and the electron withdrawing group A are included.
  • the cross-linking compound having the structure represented by the general formula (1) can be formed at a short distance in the molecule and can easily form an excimer or exciplex, a conventional intermolecular excimer or exciplex can be formed.
  • strong electron donating groups D and electron withdrawing groups A are not required.
  • the cross-linking compound having the structure represented by the general formula (1) can suppress the emission wavelength from becoming longer than a conventional compound that forms an intermolecular exciplex or excimer. Furthermore, since the crosslinking compound having the structure represented by the general formula (1) includes a non-conjugated atom, the ⁇ -conjugated system is difficult to spread, and therefore, the emission wavelength can be suppressed from being longer than that of the ⁇ -conjugated compound.
  • Organic EL Element is an organic electroluminescence element having at least a light emitting layer between an anode and a cathode, and at least one layer of the light emitting layer is intramolecular or intermolecular exciplex or intramolecular or It contains a crosslinking compound having a structure represented by the general formula (1), which forms an intermolecular excimer with one kind of molecule.
  • Anode / light emitting layer // cathode Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (3) Anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode (4) Anode / hole transport layer / light emitting layer / Electron transport layer / cathode (5) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (6) Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (7) Anode / hole injection layer / hole transport layer / (electron blocking layer /) light emitting layer / (hole blocking layer /) electron transport layer / electron injection layer / cathode Among the above, the configuration of (7) is Although used preferably, it is
  • the light emitting layer used in the present invention is composed of a single layer or a plurality of layers, and when there are a plurality of light emitting layers, a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers.
  • a hole blocking layer also referred to as a hole blocking layer
  • an electron injection layer also referred to as a cathode buffer layer
  • An electron blocking layer also referred to as an electron barrier layer
  • a hole injection layer also referred to as an anode buffer layer
  • the electron transport layer used in the present invention is a layer having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. Moreover, you may be comprised by multiple layers.
  • the hole transport layer used in the present invention is a layer having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. Moreover, you may be comprised by multiple layers.
  • the layer excluding the anode and the cathode is also referred to as “organic layer”.
  • the organic EL element of the present invention may be a so-called tandem element in which a plurality of light emitting units including at least one light emitting layer are stacked.
  • first light emitting unit, the second light emitting unit, and the third light emitting unit may all be the same or different.
  • Two light emitting units may be the same, and the remaining one may be different.
  • a plurality of light emitting units may be laminated directly or via an intermediate layer, and the intermediate layer is generally an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, an intermediate layer.
  • a known material structure can be used as long as it is also called an insulating layer and has a function of supplying electrons to the anode-side adjacent layer and holes to the cathode-side adjacent layer.
  • Examples of materials used for the intermediate layer include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO 2 , TiN, ZrN, HfN, TiOx, VOx, CuI, InN, GaN, CuAlO 2 , Conductive inorganic compound layers such as CuGaO 2 , SrCu 2 O 2 , LaB 6 , RuO 2 and Al, two-layer films such as Au / Bi 2 O 3 , SnO 2 / Ag / SnO 2 , ZnO / Ag / ZnO , Bi 2 O 3 / Au / Bi 2 O 3 , TiO 2 / TiN / TiO 2 , TiO 2 / ZrN / TiO 2 and other multilayer films, C 60 and other fullerenes, conductive organic layers such as oligothiophene, Examples include conductive organic compound layers such as metal phthalocyanines, metal-free phthalocyanines, metal porphyrins, metal-free
  • Preferred examples of the configuration within the light emitting unit include, for example, those obtained by removing the anode and the cathode from the configurations (1) to (7) mentioned in the above representative device configurations. It is not limited.
  • tandem organic EL element examples include, for example, US Pat. No. 6,337,492, US Pat. No. 7,420,203, US Pat. No. 7,473,923, US Pat. No. 6,872,472, US Pat. No. 6,107,734, US Pat. No. 6,337,492, International JP 2005/009087, JP 2006-228712, JP 2006-24791, JP 2006-49393, JP 2006-49394, JP 2006-49396, JP 2011. No. -96679, JP 2005-340187, JP 47114424, JP 34966681, JP 3884564, JP 4213169, JP 2010-192719, JP 2009-076929, JP Open 2008-078 No. 14, JP 2007-059848 A, JP 2003-272860 A, JP 2003-045676 A, International Publication No. 2005/094130, and the like.
  • the present invention is not limited to these.
  • the light-emitting layer used in the present invention is a layer that provides a field in which electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer are recombined to emit light via excitons, and the light-emitting portion is the light-emitting layer Even in the layer, it may be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer. If the light emitting layer used for this invention satisfy
  • the total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but it prevents the uniformity of the film to be formed, the application of unnecessary high voltage during light emission, and the improvement of the stability of the emission color against the drive current. From the viewpoint, it is preferably adjusted to a range of 2 nm to 5 ⁇ m, more preferably adjusted to a range of 2 to 500 nm, and further preferably adjusted to a range of 5 to 200 nm.
  • each light emitting layer used in the present invention is preferably adjusted to a range of 2 nm to 1 ⁇ m, more preferably adjusted to a range of 2 to 200 nm, and further preferably in a range of 3 to 150 nm. Adjusted.
  • the light emitting layer used in the present invention may be composed of a single layer or a plurality of layers.
  • the above-mentioned cross-linking compound used for the light emitting layer, it may be used alone or in combination with a host material, a fluorescent light emitting material, a phosphorescent light emitting material, etc. described later.
  • At least one layer of the light-emitting layer contains a light-emitting dopant (a light-emitting compound, a light-emitting dopant, or simply a dopant), and further contains a host compound (a matrix material, a light-emitting host compound, a host material, or simply a host). It is preferable to do.
  • At least one layer of the light emitting layer contains the above-described crosslinking compound and the host compound, since the light emission efficiency is improved. It is preferable that at least one layer of the light emitting layer contains the above-described cross-linking compound and at least one of the fluorescent light emitting compound and the phosphorescent light emitting compound because the light emission efficiency is improved. It is preferable that at least one layer of the light-emitting layer contains the above-described cross-linking compound, at least one of a fluorescent light-emitting compound and a phosphorescent light-emitting compound, and a host compound because the light emission efficiency is improved.
  • Luminescent dopant As the luminescent dopant, a fluorescent luminescent dopant (also referred to as a fluorescent luminescent compound or a fluorescent dopant) and a phosphorescent dopant (also referred to as a phosphorescent luminescent compound or a phosphorescent dopant) are preferably used. It is done.
  • the light emitting layer contains the crosslinking compound of the present invention as a luminescent compound or an assist dopant in the range of 0.1 to 50% by mass, and particularly in the range of 1 to 30% by mass. It is preferable.
  • the light emitting layer preferably contains the light emitting compound in the range of 0.1 to 50% by mass, and particularly preferably in the range of 1 to 30% by mass.
  • the concentration of the light-emitting compound in the light-emitting layer can be arbitrarily determined based on the specific light-emitting compound used and the requirements of the device, and is uniform in the thickness direction of the light-emitting layer. It may be contained and may have any concentration distribution.
  • the luminescent compound used in the present invention may be used in combination of two or more kinds, a combination of fluorescent luminescent compounds having different structures, or a combination of a fluorescent luminescent compound and a phosphorescent luminescent compound. May be. Thereby, arbitrary luminescent colors can be obtained.
  • the cross-linking compound of the present invention acts as an assist dopant.
  • the crosslinking compound acts as a host compound.
  • the cross-linking compound acts as a host compound and a light-emitting compound.
  • the lowest excited absolute value of the difference between the singlet energy level and the lowest excited triplet energy level (Delta] E ST) is a local minimum of the cross-linked compounds of the present invention In the point.
  • the light emitting layer, the crosslinking compound of the present invention when containing 3 ingredients luminescent compound and the host compound, S 1 and T 1 of the energy level of the S 1 and T 1 of the said cross-linking compound, a host compound lower than the energy level, higher than the energy level of the S 1 and T 1 of the luminescent compound.
  • light emitting layer when containing two components of the crosslinking compound with luminescent compound of the present invention, the energy level of the S 1 and T 1 of the said cross-linking compound, luminescent compound of S 1 and T 1 A higher energy level is preferable.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show schematic diagrams when the crosslinking compound of the present invention acts as an assist dopant and a host compound, respectively.
  • 3 and 4 are examples, and the generation process of triplet excitons generated on the cross-linked compound of the present invention is not limited to electric field excitation, but energy transfer and electron transfer from the light emitting layer or from the peripheral layer interface. Etc. are also included.
  • a fluorescent compound is used as a light-emitting material, but the present invention is not limited to this, and a phosphorescent compound may be used, or a fluorescent compound and a phosphorescent compound may be used. Both of the functional compounds may be used.
  • the light emitting layer contains a host compound having a mass ratio of 100% or more with respect to the crosslinking compound, and the fluorescent compound and / or the phosphorescent compound is used as the crosslinking compound.
  • the content is preferably within the range of 0.1 to 50% by mass.
  • the light emitting layer contains a fluorescent compound and / or a phosphorescent compound in a mass ratio of 0.1 to 50% with respect to the crosslinking compound. Is preferred.
  • the emission spectrum of the crosslinking compound overlaps with the absorption spectrum of the luminescent compound.
  • the light emission color of the organic EL device of the present invention and the compound used in the present invention is shown in FIG. It is determined by the color when the result measured with a luminance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) is applied to the CIE chromaticity coordinates.
  • one or a plurality of light-emitting layers contain a plurality of light-emitting dopants having different emission colors and emit white light.
  • fluorescent luminescent dopant may be the cross-linked compound of the present invention, or a known fluorescent dopant or delayed fluorescent dopant used in the light emitting layer of an organic EL device. You may select and use suitably from these.
  • the phosphorescent dopant used in the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, specifically, a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and a phosphorescence quantum yield. Is defined as a compound of 0.01 or more at 25 ° C., but a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
  • the phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence dopant used in the present invention achieves the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. Just do it.
  • the phosphorescent dopant can be appropriately selected from known materials used for the light emitting layer of the organic EL element. Specific examples of known phosphorescent dopants that can be used in the present invention include compounds described in the following documents.
  • a preferable phosphorescent dopant includes an organometallic complex having Ir as a central metal. More preferably, a complex containing at least one coordination mode of metal-carbon bond, metal-nitrogen bond, metal-oxygen bond, and metal-sulfur bond is preferable.
  • the host compound used in the present invention is a compound mainly responsible for charge injection and transport in the light emitting layer, and its own light emission is not substantially observed in the organic EL device.
  • the host compound preferably has a mass ratio in the layer of 20% or more among the compounds contained in the light emitting layer.
  • the host compounds may be used alone or in combination of two or more. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the efficiency of the organic electroluminescence element can be improved.
  • the crosslinking compound of the present invention may be used, but is not particularly limited. From the viewpoint of reverse energy transfer, those having an excitation energy larger than the excitation singlet energy of the dopant are preferred, and those having an excitation triplet energy larger than the excitation triplet energy of the dopant are more preferred.
  • the host compound is responsible for carrier transport and exciton generation in the light emitting layer. Therefore, it can exist stably in all active species states such as cation radical state, anion radical state, and excited state, and does not cause chemical changes such as decomposition and addition reaction. It is preferable not to move at the angstrom level.
  • the light emitting dopant since the dwell time of the triplet excited state of the light emitting dopant is long, it is high the T 1 energy level of the host compound itself, further host
  • the host compound has a low T 1 , for example, the compound does not form a low T 1 state in an associated state, the light emitting dopant and the host compound do not form an exciplex, or the host compound does not form an electromer by an electric field. It is necessary to design the molecular structure appropriately.
  • the host compound itself must have high electron hopping mobility, high hole hopping movement, and small structural change when it is in a triplet excited state. It is.
  • Preferred examples of host compounds that satisfy such requirements include those having a high T 1 energy level, such as a carbazole skeleton, an azacarbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, or an azadibenzofuran skeleton.
  • the host compound has a hole transporting ability or an electron transporting ability, prevents the emission of light from becoming longer, and further stabilizes the organic electroluminescence device against heat generation during high temperature driving or during device driving. From the viewpoint of operating, it is preferable to have a high glass transition temperature (Tg). Tg is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher.
  • the glass transition point (Tg) is a value determined by a method based on JIS K 7121-2012 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).
  • the crosslinking compound of this invention is also suitable to use as a host compound used for this invention.
  • the crosslinking compound of the present invention has a high T 1 and can be suitably used for a light emitting material having a short emission wavelength (that is, a high energy level of T 1 and S 1 ).
  • the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • the total thickness of the electron transport layer according to the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 2 nm to 5 ⁇ m, more preferably 2 to 500 nm, and further preferably 5 to 200 nm.
  • the organic EL element when the light generated in the light emitting layer is extracted from the electrode, the light extracted directly from the light emitting layer interferes with the light extracted after being reflected by the electrode from which the light is extracted and the electrode located at the counter electrode. It is known to wake up. When light is reflected by the cathode, this interference effect can be efficiently utilized by appropriately adjusting the total thickness of the electron transport layer between several nanometers and several micrometers.
  • the electron mobility of the electron transport layer is preferably 10 ⁇ 5 cm 2 / Vs or more.
  • the material used for the electron transport layer may be any of electron injecting or transporting properties and hole blocking properties, and can be selected from conventionally known compounds. Can be selected and used.
  • nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivatives (carbazole derivatives, azacarbazole derivatives (one or more carbon atoms constituting the carbazole ring are substituted with nitrogen atoms), pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, pyridazine derivatives, Triazine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, phenanthroline derivatives, azatriphenylene derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, etc.), dibenzofuran derivatives, Dibenzothiophene derivatives, silole derivatives, aromatic hydrocarbon ring derivatives (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, etc.) It is.
  • a metal complex having a quinolinol skeleton or a dibenzoquinolinol skeleton as a ligand such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7- Dibromo-8-quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc.
  • a metal complex in which the central metal is replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the electron transport material.
  • metal-free or metal phthalocyanine or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material.
  • the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material for the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and an inorganic semiconductor such as n-type-Si, n-type-SiC, etc. as in the case of the hole injection layer and the hole transport layer. Can also be used as an electron transporting material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials as a polymer main chain can be used.
  • the electron transport layer may be doped with a doping material as a guest material to form an electron transport layer having a high n property (electron rich).
  • the doping material include n-type dopants such as metal complexes and metal compounds such as metal halides.
  • Specific examples of the electron transport layer having such a structure include, for example, JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.
  • More preferable known electron transport materials in the present invention include aromatic heterocyclic compounds containing at least one nitrogen atom and compounds containing a phosphorus atom.
  • aromatic heterocyclic compounds containing at least one nitrogen atom and compounds containing a phosphorus atom.
  • the electron transport material may be used alone or in combination of two or more.
  • the hole blocking layer is a layer having a function of an electron transport layer in a broad sense, and is preferably made of a material having a function of transporting electrons while having a small ability to transport holes, and transporting electrons while transporting holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking.
  • the structure of the electron transport layer described above can be used as a hole blocking layer according to the present invention, if necessary.
  • the hole blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer.
  • the layer thickness of the hole blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
  • the material used for the hole blocking layer As the material used for the hole blocking layer, the material used for the above-described electron transport layer is preferably used, and the material used as the above-described host compound is also preferably used for the hole blocking layer.
  • the electron injection layer (also referred to as “cathode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the cathode and the light emitting layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance. It is described in detail in Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of the second edition of “The Forefront of Industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998)”.
  • the electron injection layer may be provided as necessary, and may be present between the cathode and the light emitting layer or between the cathode and the electron transport layer as described above.
  • the electron injection layer is preferably a very thin film, and the layer thickness is preferably in the range of 0.1 to 5 nm, depending on the material. Moreover, the nonuniform layer (film
  • JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like Specific examples of materials preferably used for the electron injection layer are as follows. , Metals typified by strontium and aluminum, alkali metal compounds typified by lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, etc., alkaline earth metal compounds typified by magnesium fluoride, calcium fluoride, etc., oxidation Examples thereof include metal oxides typified by aluminum, metal complexes typified by 8-hydroxyquinolinate lithium (Liq), and the like. Further, the above-described electron transport material can also be used.
  • the materials used for the electron injection layer may be used alone or in combination of two or more.
  • the hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes and may have a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer.
  • the total thickness of the hole transport layer according to the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 5 nm to 5 ⁇ m, more preferably 2 to 500 nm, and further preferably 5 to 200 nm.
  • a material used for the hole transport layer (hereinafter referred to as a hole transport material), any material that has either a hole injection property or a transport property or an electron barrier property may be used. Any one can be selected and used.
  • porphyrin derivatives for example, porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, polyarylalkane derivatives, triarylamine derivatives, carbazole derivatives , Indolocarbazole derivatives, isoindole derivatives, acene derivatives such as anthracene and naphthalene, fluorene derivatives, fluorenone derivatives, and polyvinyl carbazole, polymer materials or oligomers with aromatic amines introduced into the main chain or side chain, polysilane, conductive And polymer (for example, PEDOT / PSS, aniline copolymer, polyaniline, polythiophene, etc.).
  • PEDOT / PSS aniline copolymer, poly
  • triarylamine derivatives examples include benzidine type typified by ⁇ -NPD (4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl), starburst type typified by MTDATA, Examples include compounds having fluorene or anthracene in the triarylamine-linked core.
  • hexaazatriphenylene derivatives such as those described in JP-T-2003-519432 and JP-A-2006-135145 can also be used as a hole transport material.
  • a hole transport layer having a high p property doped with impurities can also be used.
  • examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
  • JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. It is also possible to use so-called p-type hole transport materials and inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC, as described in the literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139). Further, ortho-metalated organometallic complexes having Ir or Pt as the central metal represented by Ir (ppy) 3 are also preferably used.
  • the above-mentioned materials can be used as the hole transport material, a triarylamine derivative, a carbazole derivative, an indolocarbazole derivative, an azatriphenylene derivative, an organometallic complex, or an aromatic amine is introduced into the main chain or side chain.
  • the polymer materials or oligomers used are preferably used.
  • the electron blocking layer is a layer having a function of a hole transport layer in a broad sense, and is preferably made of a material having a function of transporting holes and a small ability to transport electrons, while transporting holes. By blocking electrons, the probability of recombination of electrons and holes can be improved.
  • the above-described configuration of the hole transport layer can be used as an electron blocking layer according to the present invention, if necessary.
  • the electron blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the anode side of the light emitting layer.
  • the layer thickness of the electron blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.
  • the material used for the electron blocking layer As the material used for the electron blocking layer, the material used for the above-described hole transport layer is preferably used, and the above-mentioned host compound is also preferably used for the electron blocking layer.
  • the hole injection layer (also referred to as “anode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the anode and the light emitting layer for the purpose of lowering the driving voltage and improving the light emission luminance. It is described in detail in Volume 2, Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of “The Forefront of Industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998)”.
  • the hole injection layer may be provided as necessary, and may be present between the anode and the light emitting layer or between the anode and the hole transport layer as described above.
  • the details of the hole injection layer are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, etc.
  • Examples of materials used for the hole injection layer include: Examples thereof include materials used for the above-described hole transport layer.
  • phthalocyanine derivatives typified by copper phthalocyanine, hexaazatriphenylene derivatives, metal oxides typified by vanadium oxide, amorphous carbon as described in JP-T-2003-519432 and JP-A-2006-135145, etc.
  • the materials used for the hole injection layer described above may be used alone or in combination of two or more.
  • the organic layer in the present invention described above may further contain other additives.
  • the additive include halogen elements such as bromine, iodine and chlorine, halogenated compounds, alkali metals such as Pd, Ca and Na, alkaline earth metals, transition metal compounds, complexes, and salts.
  • the content of the additive can be arbitrarily determined, but is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and further preferably 50 ppm or less with respect to the total mass% of the contained layer. .
  • the formation method of the organic layer according to the present invention is not particularly limited, and a conventionally known formation method such as a vacuum deposition method or a wet method (also referred to as a wet process) can be used.
  • wet method examples include spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, die coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, curtain coating method, and LB method (Langmuir-Blodgett method). From the viewpoint of obtaining a homogeneous thin film easily and high productivity, a method with high roll-to-roll method suitability such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method and a spray coating method is preferable.
  • liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material used in the present invention examples include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, Aromatic hydrocarbons such as mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.
  • ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone
  • fatty acid esters such as ethyl acetate
  • halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene
  • Aromatic hydrocarbons such as mesitylene and cyclohexylbenzene
  • a dispersion method it can be dispersed by a dispersion method such as ultrasonic wave, high shearing force dispersion or media dispersion.
  • vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a degree of vacuum of 10 ⁇ 6 to 10 ⁇ 2 Pa, and a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within the range of 50 nm / second, substrate temperature ⁇ 50 to 300 ° C., layer (film) thickness 0.1 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
  • the organic layer according to the present invention is preferably formed from the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but it may be taken out halfway and subjected to different film formation methods. In that case, it is preferable to perform the work in a dry inert gas atmosphere.
  • anode As the anode in the organic EL element, a material having a work function (4 eV or more, preferably 4.5 eV or more) of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is preferably used.
  • electrode substances include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used.
  • the anode may be formed by depositing a thin film of these electrode materials by vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by photolithography, or when pattern accuracy is not so high (about 100 ⁇ m or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material.
  • a wet film forming method such as a printing method or a coating method can be used.
  • the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness of the anode depends on the material, it is usually selected within the range of 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 10 to 200 nm.
  • cathode As the cathode, a material having a work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, aluminum, rare earth metals and the like.
  • a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • the emission luminance is improved, which is convenient.
  • a transparent or translucent cathode can be produced by producing a conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode after producing the above metal with a thickness of 1 to 20 nm.
  • the support substrate (hereinafter also referred to as a substrate or a substrate) that can be used in the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, and the like, and is transparent or opaque. May be.
  • the support substrate is preferably transparent.
  • the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film.
  • a particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by J
  • the surface of the resin film may be formed with an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both, and the water vapor permeability (25 ⁇ 0.5 ° C.) measured by a method according to JIS K 7129-1992.
  • Relative humidity (90 ⁇ 2)% RH) is preferably 0.01 g / m 2 ⁇ 24 h or less, and further, oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987.
  • it is preferably a high-barrier film having 1 ⁇ 10 ⁇ 3 ml / m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm or less and a water vapor permeability of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 g / m 2 ⁇ 24 h or less.
  • the material for forming the barrier film may be any material that has a function of suppressing the entry of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, and the like can be used.
  • the method for forming the barrier film is not particularly limited.
  • vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization A plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.
  • the opaque support substrate examples include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, ceramic substrates, and the like.
  • the external extraction quantum efficiency at room temperature (25 ° C.) of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, and more preferably 5% or more.
  • the external extraction quantum efficiency (%) the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element ⁇ 100.
  • a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor may be used in combination.
  • sealing means used for sealing the organic EL element of the present invention include a method of bonding a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive.
  • a sealing member it should just be arrange
  • transparency and electrical insulation are not particularly limited.
  • Specific examples include a glass plate, a polymer plate / film, and a metal plate / film.
  • the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
  • the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.
  • a polymer film and a metal film can be preferably used because the organic EL element can be thinned.
  • the polymer film has an oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 ml / m 2 ⁇ 24 h or less, and measured by a method according to JIS K 7129-1992.
  • the water vapor permeability (25 ⁇ 0.5 ° C., relative humidity 90 ⁇ 2%) is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ 24 h or less.
  • sealing member For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used.
  • the adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups of acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. be able to.
  • hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned.
  • a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
  • an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesively cured from room temperature to 80 ° C. is preferable.
  • a desiccant may be dispersed in the adhesive.
  • coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print like screen printing.
  • the electrode and the organic layer are coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film.
  • the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like may be used. it can.
  • a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials.
  • the method of forming these films There are no particular limitations on the method of forming these films. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
  • an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil can be injected in the gas phase and liquid phase.
  • a vacuum can also be used.
  • a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
  • hygroscopic compound examples include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate).
  • metal oxides for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide
  • sulfates for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate.
  • metal halides eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.
  • perchloric acids eg perchloric acid Barium, magnesium perchlorate, and the like
  • anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.
  • a protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween.
  • the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate.
  • the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for the sealing can be used, but the polymer film is light and thin. Is preferably used.
  • An organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (within a refractive index of about 1.6 to 2.1), and is about 15% to 20% of light generated in the light emitting layer. It is generally said that it can only be taken out. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle ⁇ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because light is totally reflected between the light and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the side surface of the device.
  • a technique for improving the light extraction efficiency for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the transparent substrate and the air interface (for example, US Pat. No. 4,774,435), A method for improving efficiency by providing light condensing property (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-134795), a method for forming a reflective surface on the side surface of an element (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394), a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the substrate and the light emitter (for example, Japanese Patent Laid-Open No.
  • these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention.
  • a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or a substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any layers of the electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
  • the light extracted from the transparent electrode has a higher extraction efficiency to the outside as the refractive index of the medium is lower.
  • the low refractive index layer examples include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally in the range of about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Furthermore, it is preferable that it is 1.35 or less.
  • the thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave exuded by evanescent enters the substrate.
  • the method of introducing a diffraction grating into an interface that causes total reflection or in any medium has a feature that the effect of improving the light extraction efficiency is high.
  • This method uses the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction, such as first-order diffraction or second-order diffraction.
  • the light that cannot be emitted due to total internal reflection between layers is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (in the transparent substrate or transparent electrode). , Trying to extract light out.
  • the diffraction grating to be introduced has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in a certain direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. The light extraction efficiency does not increase so much.
  • the refractive index distribution a two-dimensional distribution
  • the light traveling in all directions is diffracted, and the light extraction efficiency is increased.
  • the position where the diffraction grating is introduced may be in any layer or in the medium (in the transparent substrate or transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.
  • the period of the diffraction grating is preferably in the range of about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium.
  • the arrangement of the diffraction gratings is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.
  • the organic EL device of the present invention is front-facing to a specific direction, for example, the light emitting surface of the device by combining a so-called condensing sheet, for example, by providing a structure on the microlens array on the light extraction side of the support substrate (substrate). By condensing in the direction, the luminance in a specific direction can be increased.
  • a quadrangular pyramid having a side of 30 ⁇ m and an apex angle of 90 degrees is arranged two-dimensionally on the light extraction side of the substrate.
  • One side is preferably within a range of 10 to 100 ⁇ m. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate
  • the condensing sheet it is possible to use, for example, an LED backlight of a liquid crystal display device that has been put into practical use.
  • a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used.
  • the shape of the prism sheet for example, the base material may be formed by forming a ⁇ -shaped stripe having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 ⁇ m, or the vertex angle is rounded and the pitch is changed randomly. Other shapes may be used.
  • a light diffusion plate / film may be used in combination with the light collecting sheet.
  • a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
  • the organic EL element of the present invention can be used as an electronic device such as a display device, a display, and various light emitting devices.
  • Examples of light emitting devices include lighting devices (home lighting, interior lighting), clocks and backlights for liquid crystals, billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light Although the light source of a sensor etc. are mentioned, It is not limited to this, It can use effectively for the use as a backlight of a liquid crystal display device, and an illumination light source especially.
  • patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like during film formation, if necessary.
  • patterning only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned.
  • a conventionally known method is used. Can do.
  • the display device including the organic EL element of the present invention may be either single color or multicolor, but here, the multicolor display device will be described.
  • a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet or printing.
  • the method is not limited, but a vapor deposition method, an inkjet method, a spin coating method, and a printing method are preferable.
  • the configuration of the organic EL element included in the display device is selected from the above-described configuration examples of the organic EL element as necessary.
  • the manufacturing method of an organic EL element is as having shown in the one aspect
  • a DC voltage When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state.
  • the alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
  • the multicolor display device can be used as a display device, a display, or various light emission sources.
  • a display device or display full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.
  • Examples of the display device or display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in a car.
  • the display device or display may be used as a display device for reproducing still images and moving images
  • the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
  • Light-emitting devices include household lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, optical storage media light sources, electrophotographic copying machine light sources, optical communication processor light sources, optical sensor light sources, etc.
  • the present invention is not limited to these.
  • FIG. 5 is a schematic view showing an example of a display device composed of organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.
  • the display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, a wiring unit C that electrically connects the display unit A and the control unit B, and the like.
  • the control unit B is electrically connected to the display unit A via the wiring unit C, and sends a scanning signal and an image data signal to each of a plurality of pixels based on image information from the outside. Sequentially emit light according to the image data signal, scan the image, and display the image information on the display unit A.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a display device using an active matrix method.
  • the display unit A has a wiring unit C including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6, a plurality of pixels 3 and the like on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below.
  • FIG. 6 shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
  • the scanning line 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at the orthogonal positions (details are illustrated). Not)
  • the pixel 3 When the scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives the image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data.
  • a full color display can be achieved by appropriately arranging pixels in the red region, the green region, and the blue region on the same substrate.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a pixel circuit.
  • the pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like.
  • a full color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 in a plurality of pixels, and juxtaposing them on the same substrate.
  • an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6.
  • a scanning signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 11 via the scanning line 5
  • the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is supplied to the capacitor 13 and the driving transistor 12. Is transmitted to the gate.
  • the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive transistor 12 is turned on.
  • the drive transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7 and a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and the power supply line 7 connects to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.
  • the driving of the switching transistor 11 When the scanning signal moves to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, since the capacitor 13 holds the charged potential of the image data signal even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied. Until then, the light emission of the organic EL element 10 continues.
  • the driving transistor 12 When the scanning signal is next applied by sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.
  • the organic EL element 10 emits light by the switching transistor 11 and the drive transistor 12 that are active elements for the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels, and the light emission of the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels 3. It is carried out.
  • Such a light emitting method is called an active matrix method.
  • the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-value image data signal having a plurality of gradation potentials, or by turning on / off a predetermined light emission amount by a binary image data signal. Good.
  • the potential of the capacitor 13 may be held continuously until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.
  • the present invention not only the active matrix method described above, but also a passive matrix light emission drive in which an organic EL element emits light according to a data signal only when a scanning signal is scanned.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a passive matrix display device.
  • a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.
  • the pixel 3 connected to the applied scanning line 5 emits light according to the image data signal.
  • a display device with improved luminous efficiency was obtained by using the organic EL element of the present invention.
  • the organic EL element of the present invention can also be used for a lighting device.
  • the organic EL element of the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure.
  • Examples of the purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure include a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processing machine, and a light source of an optical sensor. It is not limited. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
  • the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection device for projecting an image, or a type for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a display device (display).
  • the drive method when used as a display device for moving image reproduction may be either a passive matrix method or an active matrix method.
  • the crosslinking compound of the present invention can be applied to a lighting device including an organic EL element that emits substantially white light.
  • white light emission can be obtained by simultaneously emitting a plurality of light emission colors and mixing the colors.
  • the combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of three primary colors of red, green, and blue, or two of the complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange, etc. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.
  • the organic EL device forming method of the present invention may be simply arranged by providing a mask only when forming a light emitting layer, a hole transporting layer, an electron transporting layer, etc. Since the other layers are common, patterning of a mask or the like is unnecessary, and for example, an electrode film can be formed on one surface by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like, and productivity is improved.
  • the non-light emitting surface of the organic EL device of the present invention is covered with a glass case, a 300 ⁇ m thick glass substrate is used as a sealing substrate, and an epoxy photocurable adhesive (LUX The track LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, sealed, and illuminated as shown in FIG. 9 and FIG. A device can be formed.
  • LUX epoxy photocurable adhesive
  • FIG. 9 shows a schematic diagram of a lighting device, and the organic EL element (organic EL element 101 in the lighting device) of the present invention is covered with a glass cover 102 (note that the sealing operation with the glass cover is performed by lighting. This was performed in a glove box under a nitrogen atmosphere (in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without bringing the organic EL element 101 in the apparatus into contact with the air.
  • a nitrogen atmosphere in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the lighting device, 105 is a cathode, 106 is an organic layer, and 107 is a glass substrate with a transparent electrode.
  • the glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.
  • an illumination device with improved luminous efficiency can be obtained.
  • the light-emitting thin film according to the present invention contains the cross-linking compound of the present invention, and can be produced in the same manner as the organic layer forming method.
  • the light-emitting thin film and the present invention can be produced in the same manner as the organic layer forming method.
  • the method for forming the light-emitting thin film of the present invention is not particularly limited, and conventionally known methods such as a vacuum deposition method and a wet method (also referred to as a wet process) can be used.
  • wet method examples include spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, die coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, curtain coating method, and LB method (Langmuir-Blodgett method). From the viewpoint of obtaining a homogeneous thin film easily and high productivity, a method with high roll-to-roll method suitability such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method and a spray coating method is preferable.
  • liquid medium for dissolving or dispersing the light emitting material used in the present invention examples include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, and mesitylene.
  • Aromatic hydrocarbons such as cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.
  • a dispersion method it can be dispersed by a dispersion method such as ultrasonic wave, high shearing force dispersion or media dispersion.
  • the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally the boat heating temperature is in the range of 50 to 450 ° C., and the degree of vacuum is in the range of 10 ⁇ 6 to 10 ⁇ 2 Pa.
  • the deposition rate is within the range of 0.01 to 50 nm / second
  • the substrate temperature is within the range of ⁇ 50 to 300 ° C.
  • the layer thickness is within the range of 0.1 to 5 ⁇ m, and preferably within the range of 5 to 200 nm. desirable.
  • the spin coat method it is preferable to perform the spin coater within a range of 100 to 1000 rpm and within a range of 10 to 120 seconds in a dry inert gas atmosphere.
  • Example 1 (Preparation of organic EL device 1-1) An ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 150 nm was formed as an anode on a glass substrate having a size of 50 mm ⁇ 50 mm and a thickness of 0.7 mm, followed by patterning. Thereafter, the transparent substrate with the ITO transparent electrode is ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. Then, the transparent substrate is placed on a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus. Fixed. Each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an amount optimal for device fabrication. As the evaporation crucible, a crucible made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten was used.
  • ⁇ -NPD 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl
  • H-232 as a host compound and Comparative Compound 1 as a luminescent compound were co-evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to be 94% and 6% by volume, respectively, to form a light emitting layer having a layer thickness of 30 nm. Formed.
  • BCP 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • lithium fluoride with a film thickness of 0.5 nm
  • 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode.
  • the non-light-emitting surface side of the above element was covered with a can-shaped glass case in an atmosphere of high purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode lead-out wiring was installed to prepare an organic EL element 1-1.
  • Organic EL devices 1-2 to 1-38 were produced in the same manner as the organic EL device 1-1 except that the host compound and the luminescent compound were changed as shown in Table 1.
  • the luminous efficiency of each sample during driving of the obtained organic EL elements 1-1 to 1-38 was evaluated by performing the following measurements.
  • Example 2 (Preparation of organic EL element 2-1) Patterning was performed on a substrate (NA Techno Glass NA45) in which an ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 100 nm was formed on a 100 mm ⁇ 100 mm ⁇ 1.1 mm glass substrate as an anode. Thereafter, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • substrate NA Techno Glass NA45
  • ITO indium tin oxide
  • This transparent support substrate using a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) to 70% with pure water, 3000 rpm, A thin film was formed by spin coating under conditions of 30 seconds, and then dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a hole injection layer having a layer thickness of 20 nm.
  • This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition apparatus, and each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with a constituent material of each layer in an amount optimal for device fabrication.
  • the evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.
  • ⁇ -NPD was deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a hole transport layer having a layer thickness of 40 nm.
  • the deposition rate was 0.1 nm so that H-234 as the host compound and 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene (TBPe) as the luminescent compound would be 97% and 3% by volume, respectively.
  • Co-evaporation was performed at a rate of / sec to form a light emitting layer having a layer thickness of 30 nm.
  • TPBi (1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form an electron transport layer having a layer thickness of 30 nm.
  • the non-light emitting surface side of the above element was covered with a can-shaped glass case in an atmosphere of high-purity nitrogen gas with a purity of 99.999% or more, and an electrode lead-out wiring was installed to prepare an organic EL element 2-1.
  • organic EL element 2-2 (Preparation of organic EL element 2-2) Using H-234 as the host compound, 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene as the light-emitting compound, and Comparative Compound 1 as the third component, the proportions were 82%, 3%, and 15%, respectively.
  • An organic EL element 2-2 was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 2-1, except that the light emitting layer was formed so as to be%.
  • Organic EL elements 2-3 to 2-6 were produced in the same manner as the organic EL element 2-2 except that the third component was changed as shown in Table 2.
  • Table 2 shows the relative values of the obtained light emission luminance (relative values with respect to the light emission luminance of the organic EL element 2-1 in Example 2).
  • Example 3 Preparation of organic EL element 3-1
  • ITO indium tin oxide
  • the transparent substrate with the ITO transparent electrode is ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • the transparent substrate is placed on a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus. Fixed.
  • Each of the resistance heating boats for vapor deposition in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an optimum amount for device fabrication.
  • the resistance heating boat was made of molybdenum or tungsten.
  • the resistance heating boat containing HAT-CN was heated and heated, and deposited on the ITO transparent electrode at a deposition rate of 0.1 nm / second. A hole injection layer was formed.
  • ⁇ -NPD 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl
  • the hole transport layer was heated by energizing a resistance heating boat containing Comparative Compound 1 as a host compound and GD-1 as a luminescent compound, respectively, at a deposition rate of 0.1 nm / second and 0.010 nm / second, respectively. Co-evaporated on top to form a light emitting layer with a layer thickness of 40 nm.
  • HB-1 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a first electron transport layer having a layer thickness of 5 nm.
  • ET-1 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a second electron transport layer having a layer thickness of 45 nm.
  • lithium fluoride was vapor-deposited to a thickness of 0.5 nm, and then 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, thereby producing an organic EL element 3-1.
  • Organic EL devices 3-2 to 3-40 were fabricated in the same manner as the organic EL device 3-1, except that the host compound was changed as shown in Table 3.
  • Example 3 shows the relative value of the obtained light emission luminance (in Example 3, the relative value with respect to the light emission luminance of the organic EL element 3-1).
  • Example 4 Preparation of organic EL element 4-1 On a glass substrate having a size of 50 mm ⁇ 50 mm and a thickness of 0.7 mm, ITO (indium tin oxide) as an anode was formed to a thickness of 150 nm and patterned. Thereafter, the transparent substrate with the ITO transparent electrode is ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. Then, the transparent substrate is placed on a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus. Fixed.
  • ITO indium tin oxide
  • Each of the resistance heating boats for vapor deposition in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an optimum amount for device fabrication.
  • the resistance heating boat was made of molybdenum or tungsten.
  • the resistance heating boat containing ⁇ -NPD (4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl) is energized and heated. Then, vapor deposition was performed on the ITO transparent electrode at a vapor deposition rate of 0.1 nm / second to form a hole injection layer having a layer thickness of 30 nm.
  • TCTA tris (4-carbazoyl-9-ylphenyl) amine
  • H-233 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a second hole transport layer having a layer thickness of 10 nm.
  • the resistance heating boat containing Comparative Compound 1 as a host compound and TBPe (2,5,8,11-tetra-tert-butylperylene) as a luminescent compound was energized and heated. Co-evaporation was performed on the hole transport layer at 1 nm / second and 0.010 nm / second to form a light emitting layer having a layer thickness of 20 nm.
  • H-232 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a first electron transport layer having a layer thickness of 10 nm.
  • TBPi (1,3,5-tris (1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl) benzene) was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second, and the second electron transport having a layer thickness of 30 m was performed. A layer was formed.
  • lithium fluoride was vapor-deposited to a thickness of 0.5 nm, and then 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, whereby an organic EL element 4-1 was produced.
  • Organic EL devices 4-2 to 4-24 were produced in the same manner as the organic EL device 4-1, except that the host compound was changed as shown in Table 4.
  • Example 4 shows the relative value of the obtained light emission luminance (in Example 4, the relative value with respect to the light emission luminance of the organic EL element 4-1).
  • the crosslinking compound of the present invention showed higher luminous efficiency than the comparative compound.
  • the compound T-124 in which the electron withdrawing group A is a group having higher planarity is more electron withdrawing. It is shown that the luminous efficiency of the device can be improved as compared with the compound T-38 in which the group A is a group having low planarity. Further, from the comparison between the compounds T-1 and T-125 in Table 1, in the general formula (2), the compound T-1 in which the electron-donating group D is a group having higher planarity is more electron-donating group D. It is shown that the light emission efficiency of the device can be improved as compared with Compound T-125, in which is a group having low planarity.
  • the compound T-114 in which L and M are the same group is not the same group in L and M. It is shown that the light emission efficiency of the device can be improved as compared with the compound T-97.
  • the compound T-21 having the structure of the general formula (2) has a device element more than the compound T-126 having the structure of the general formula (8). It is shown that the luminous efficiency can be increased.
  • Example 5 (Preparation of solution 5-1) The bridging compound T-106 was dissolved in 2-methyl-tetrahydrofuran to prepare a 10 ⁇ 5 M solution 5-1.
  • Comparative Compound 5 and Comparative Compound 6 were mixed at a molar ratio of 1: 2 and dissolved in 2-methyl-tetrahydrofuran to give Comparative Compound 5 at 10 ⁇ 5 M and Comparative Compound 6 at 2 ⁇ 10 ⁇ 5 M -2 was prepared.
  • the cross-linking compound T-106 which is a component contained in the solution 5-1, has an intramolecular structure because the electron-donating group D and the electron-withdrawing group A are cross-linked by non-conjugated atoms in the molecule. This shows that an exciplex could be formed.
  • Comparative Compounds 1 to 4 all of the electron donating group D and the electron withdrawing group A, or the electron donating groups D (or the electron withdrawing groups A) are the non-conjugated atoms of the present application. It is clear that no intramolecular exciplex or intramolecular excimer is formed because the ⁇ electron clouds are not cross-linked with each other and are not in positions where they overlap. Furthermore, since the comparative compounds 5 and 6 have a molecular weight that is too small, a thin film cannot be formed, and it is clear that the device itself is difficult to produce.
  • Example 6 (Preparation of solution 6-1) A solution was prepared in the same manner as in Example 5 except that the crosslinking compound T-144 was used.
  • an organic electroluminescence device having high luminous efficiency while controlling the emission wavelength.

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Abstract

本発明の目的は、発光波長を制御しながら、高い発光効率を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。本発明の架橋化合物は、下記一般式(1)で表される構造を有する。(一般式(1)中、L及びMは、それぞれ電子供与性基D又は電子求引性基Aを表し、X、Y及びZは、それぞれ炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、nは、1~4の整数を表し、nが2以上であるとき、複数のZは互いに同じであっても異なっていてもよく、X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む1又は2つの環が形成されていてもよく、且つX、Mと連結するZ、及びXとMと連結するZとの間の原子、の少なくとも1つは前記環の外にあり、前記環の外にある原子は、炭素原子、酸素原子又はケイ素原子である)

Description

架橋化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
 本発明は、架橋化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、その有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置に関する。
 有機材料のエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:以下「EL」と略記する。)を利用した有機EL素子(「有機電界発光素子」ともいう。)は、平面発光を可能とする新しい発光システムとして既に実用化されている技術である。有機EL素子は、電子ディスプレイはもとより、最近では照明機器にも適用され、その発展が期待されている。
 有機EL素子の発光方式としては、三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。
 有機EL素子に電界をかけると、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が注入され、発光層において再結合し励起子を生じる。このとき一重項励起子と三重項励起子とが25%:75%の割合で生成するため、三重項励起子を利用するリン光発光の方が、蛍光発光に比べ、理論的に高い内部量子効率が得られることが知られている。
 しかしながら、リン光発光方式において実際に高い量子効率を得るためには、中心金属にイリジウムや白金などの希少金属を用いた錯体を用いる必要があり、将来的に希少金属の埋蔵量や金属自体の値段が産業上大きな問題となることが懸念される。
 一方で、蛍光発光型においても発光効率を向上させるために様々な開発がなされており、近年新しい動きが出てきた。
 例えば、特許文献1には、二つの三重項励起子の衝突により一重項励起子が生成する現象(Triplet-Triplet Annihilation:以下、適宜「TTA」と略記する。また、Triplet-Triplet Fusion:「TTF」ともいう。)に着目し、TTAを効率的に起こして蛍光素子の高効率化を図る技術が開示されている。この技術により蛍光発光材料の発光効率は従来の蛍光発光材料の2~3倍まで向上しているが、TTAにおける理論的な一重項励起子生成効率は40%程度にとどまるため、依然としてリン光発光に比べ高発光効率化の問題を有している。
 さらに近年では、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差(Reverse Intersystem Crossing:以下、適宜「RISC」と略記する。)が生じる現象を利用した現象(熱活性型遅延蛍光(「熱励起型遅延蛍光」ともいう):Thermally Activated Delayed Fluorescence:以下、適宜「TADF」と略記する。)を利用した蛍光発光材料と、有機EL素子への利用の可能性が報告されている(例えば、特許文献2、非特許文献1、非特許文献2参照。)。このTADF機構による遅延蛍光を利用すると、電界励起による蛍光発光においても、理論的にはリン光発光と同等の100%の内部量子効率が可能となる。
 TADF現象発現のためには、室温又は発光素子中の発光層温度で電界励起により生じた75%の三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が起こる必要がある。さらに、逆項間交差により生じた一重項励起子が、直接励起により生じた25%の一重項励起子と同様に蛍光発光することにより、100%の内部量子効率が理論上可能となる。この逆項間交差が起こるためには、最低励起一重項エネルギー準位(S1)と最低三重項励起エネルギー準位(T1)の差の絶対値(以降、ΔESTと呼ぶ。)が極めて小さいことが必須である。
 さらに、ホスト化合物と発光性化合物からなる発光層に、TADF性を示す化合物を第三成分(アシストドーパント)として発光層に含めると、高発光効率発現に有効であることが知られている(非特許文献3参照。)。アシストドーパント上に25%の一重項励起子と75%の三重項励起子を電界励起により発生させることによって、三重項励起子は逆項間交差(RISC)を伴って一重項励起子を生成することができる。一重項励起子のエネルギーは、発光性化合物へエネルギー移動し、発光性化合物が移動してきたエネルギーにより発光することが可能となる。従って、理論上100%の励起子エネルギーを利用して、発光性化合物を発光させることが可能となり、高発光効率が発現する。
 TADF現象発現させるためには、分子内の最高被占分子軌道(HOMO)と最低空分子軌道(LUMO)を混在させずに局在化してΔESTを極小化する必要がある。次にTADF現象発現の分子設計の一例を示す。図1及び図2は、TADF現象を発現する化合物(TADF化合物)と一般的な蛍光発光性化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図である。例えば、図1に示す構造を有する2CzPNでは、ベンゼン環上の1位と2位のカルバゾリル基にHOMOが局在し、4位と5位のシアノ基にLUMOが局在している。そのため、2CzPNのHOMOとLUMOを分離することができ、ΔESTが極めて小さくなってTADF現象を発現する。一方、2CzPNの4位と5位のシアノ基をメチル基に置き換えた2CzXy(図2)では、構造は類似しているが、2CzPNでみられるHOMOとLUMOの明確な分離ができないために、ΔESTを小さくすることはできず、TADF現象を発現させるには至らない。
 HOMOとLUMOを分離するには、上述のように、強力な電子供与性基および電子求引性基を用いてHOMOとLUMOの連結部に捻じれを加えることや、HOMOとLUMOの距離を離すなどの手法があるが、分子設計上の制約が大きい。そのため、高性能のEL素子設計を行う上で、TADF材料において、HOMO準位、LUMO準位、発光波長、量子収率などを所望の物性で分子設計を行うには課題が生じている。
 TADFの他にΔESTを極小化して高発光効率化する技術として、エキシプレックス発光が知られている(非特許文献4参照)。電子供与性分子と電子求引性分子を共蒸着することにより、薄膜中でエキシプレックスを形成することができる。エキシプレックス状態では、ΔESTが極小であることが知られており、TADFと同様、理論上100%の励起子エネルギーを利用して、EL発光させることが可能である。分子間でエキシプレックスを形成するためには、強力な電子供与性分子と電子求引性分子を用いる必要があり、その結果、強い分子内電荷移動(CT)性の励起状態を形成するため、発光スペクトルが大きく長波長化する要因となり、発光波長の制御が困難であるという課題がある。逆に、発光波長を制御するためにそれぞれの分子の電子供与性又は電子求引性を弱めると、エキシプレックス発光の発現に支障をきたすことになる。そのため、発光波長の制御しながら、エキシプレックスを形成させる新たな手法が望まれている。
国際公開第2010/134350号 特開2013-116975号公報
H.Uoyama,et al.,Nature,2012,492,234-238 Q.Zhang et al.,Nature,Photonics,2014,8,326-332 H.Nakanоtani,et al.,Nature Communicaion,2014,5,4016-4022. K.Goushi,et al.,Appl.Phys.Lett.2012,101,023306.
 本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光波長が制御され、発光効率を高めうる新たな架橋化合物を提供することである。また、当該架橋化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子並びに当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することである。
 本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、分子内又は分子間でエキシプレックス又はエキシマを一種類の分子で形成できる化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子を新たに想到し、発光効率を向上できることを見出して本発明に至った。
 すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
 本発明の第一は、架橋化合物に係わる。
 [1] 下記一般式(1)で表される構造を有する、架橋化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(前記一般式(1)中、
 L及びMは、それぞれ電子供与性基D又は電子求引性基Aを表し、
 前記電子供与性基Dは、電子供与性基で置換されたアリール基、シアノ基及び含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基で置換されていてもよい電子供与性の複素環基、及び置換されていてもよいアミノ基からなる群より選ばれる基であり、
 前記電子求引性基Aは、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいボリル基、電子求引性基で置換されていてもよいアリール基、シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基、及び置換されていてもよい電子求引性の複素環基からなる群より選ばれる基であり、
 X、Y及びZは、それぞれ炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、
 nは、1~4の整数を表し、nが2以上であるとき、複数のZは互いに同じであっても異なっていてもよく、
 前記X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む1又は2つの環が形成されていてもよく、且つ前記X、前記Mと連結するZ、及び前記Xと前記Mと連結するZとの間の原子、の少なくとも1つは前記環の外にあり、
 前記環の外にある原子は、炭素原子、酸素原子又はケイ素原子である)
 [2] 前記電子供与性基Dは、電子供与性基で置換されたアリール基、又はシアノ基及び含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基で置換されていてもよい電子供与性の複素環基である、[1]に記載の架橋化合物。
 [3] 前記電子求引性基Aは、電子求引性基で置換されていてもよいアリール基、シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基、又は置換されていてもよい電子求引性の複素環基である、[1]又は[2]に記載の架橋化合物。
 [4] 前記L及びMの一方が、前記電子供与性基Dであり、且つ前記L及びMの他方が、前記電子求引性基Aである、[1]~[3]のいずれか一項に記載の架橋化合物。
 [5] 前記L及びMの両方が、前記電子供与性基Dであるか、又は前記L及びMの両方が、前記電子求引性基Aである、[1]~[4]のいずれか一項に記載の架橋化合物。
 [6] 前記L及びMが、互いに同一の基である、[5]に記載の架橋化合物。
 [7] 前記X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む1つの環が形成されており、前記環は、単環式芳香族炭化水素環又は単環式芳香族複素環である、[1]~[6]のいずれか一項に記載の架橋化合物。
 [8] 前記X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む環が形成されていない、[1]~[6]のいずれか一項に記載の架橋化合物。
 [9] 前記nが1又は3である、[1]~[8]のいずれか一項に記載の架橋化合物。
 [10] 下記一般式(2)~(9)のいずれかで表される構造を有する、[1]~[9]のいずれか一項に記載の架橋化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(一般式(2)~(9)において、
 L及びMは、それぞれ前記一般式(1)のL及びMと同義であり、
 X’、Y’及びZ’は、それぞれ-CR、酸素原子又は-SiRであり、
 Qは、独立してC-R又は窒素原子であり、
 R~Rは、それぞれ水素原子又は置換基である)
 [11] 陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層とを含み、前記発光層の少なくとも一層が、分子内又は分子間エキシプレックス又は分子内又は分子間エキシマを一種類の分子で形成する化合物を含み、前記化合物は、[1]~[10]のいずれか一項に記載の架橋化合物である、有機エレクトロルミネッセンス素子。
 [12] 前記発光層が、ホスト化合物をさらに含む、[11]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 [13] 前記発光層が、蛍光発光性化合物及びりん光発光性化合物の少なくとも一方をさらに含む、[11]又は[12]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 [14] 前記発光層が、ホスト化合物と、蛍光発光性化合物及びりん光発光性化合物の少なくとも一方とをさらに含む、[11]~[13]のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 [15] [11]~[14]のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、表示装置。
 [16] [11]~[14]のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、照明装置。
 [17] [1]~[10]のいずれか一項に記載の架橋化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
 [18] 前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、発光材料である、[17]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
 [19] 前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、電荷輸送材料である、[17]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
 [20] 前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、分子内又は分子間エキシプレックス又は分子内又は分子間エキシマを一種類の分子で形成する、[17]~[19]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
 本発明の上記手段により、発光波長が制御され、かつ発光効率を高めうる新たな架橋化合物を提供することができる。また、当該架橋化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子並びに当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することができる。
TADF化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図 一般的な蛍光発光性化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図 架橋化合物がアシストドーパントとして機能する場合のエネルギーダイヤグラムを示した模式図 架橋化合物がホスト化合物として機能する場合のエネルギーダイヤグラムを示した模式図 有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図 アクティブマトリクス方式による表示装置の模式図 画素の回路を示した概略図 パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図 照明装置の概略図 照明装置の模式図 実施例で作製した本発明の架橋化合物を含む溶液と、比較化合物を含む溶液の発光スペクトルを示すグラフ 実施例で作製した本発明の架橋化合物を含む溶液と単膜の発光スペクトルを示すグラフ
 以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
 分子内又は分子間エキシプレックス又は分子内又は分子間エキシマを一種類の分子で形成する化合物、具体的には一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物を含む有機EL素子は、分子間エキシプレックス又は分子間エキシマを二種類の分子間で形成する化合物を含む従来の有機EL素子よりも、発光層の材料点数を減少させることができることから、均一な膜形成による素子の高特性化、及び蒸着プロセスや塗布プロセスでのプロセスコストの低減が可能となる。薄膜中において、エキシプレックスやエキシマは、2つの部位の相互作用によって形成されることから、その混合比が1:1であるときに効果を極大化できるが、従来の二種類の分子の混合膜を形成する上で、精密に1:1の混合比での膜形成を行うことはプロセスの制約上、困難である。本願の技術を用いることにより、例えばエキシプレックスの場合、電子供与性基Dと電子求引性基Aの混合比を1対1に完全に制御できることから、エキシプレックスの効果を最大限に活かすことができ、素子の発光効率を高めうる。また、従来の分子間エキシプレックス又は分子間エキシマを形成する化合物を含む有機EL素子よりも発光波長の長波長化を抑制しうる。
 前述の通り、分子内エキシプレックス又は分子内エキシマを形成する化合物、具体的には一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物を含む有機EL素子は、高い発光効率を有し、且つ従来の分子間エキシプレックス又は分子間エキシマを形成する化合物を含む有機EL素子よりも発光波長の長波長化を抑制しうる。
 この理由は明らかではないが、以下のように推察される。本願では、電子供与性基D同士、電子求引性基A同士、又は電子供与性基Dと電子求引性基Aを、非共役原子で連結するという新たな手法を用いることにより、分子内エキシマ又はエキシプレックスを形成し、ΔESTを極小化することができる。また、本願の分子内エキシマ又は分子内エキシプレックスは、電子供与性基D同士、電子求引性基A同士、又は電子供与性基Dと電子求引性基Aを分子内の近い距離に存在させることができるため、容易に形成されやすい。これらの結果、従来技術の分子間エキシマ又はエキシプレックスを形成する化合物よりも高発光効率化したものできると推察される。
 さらに、本願の分子内エキシマ又は分子内エキシプレックスは、前述の通り、分子内の近い距離で容易に形成されるので、従来技術であるの分子間エキシマ又はエキシプレックスを形成する化合物とは異なり、強力な電子供与性基Dと電子求引性基Aを必要としない。その結果、本願の分子内エキシプレックス又はエキシマを形成する化合物は、従来の分子間エキシプレックス又はエキシマを形成する化合物と比べて、発光波長の長波長化を少なくできる。さらに、本願の分子内エキシプレックス又はエキシマを形成する化合物は、非共役原子を含むので、π共役系が分子内で広がりにくい。その結果、π共役系化合物よりも発光波長の長波長化を少なくすることができる。このように、本願の分子内エキシプレックス又はエキシマを形成する化合物は、発光波長の制御する上で優位性がある。
 さらに、本願での電子供与性基Dや電子求引性基Aの構造は、通常、それぞれの基が単独の分子であれば液体であったり、固体であっても分子量が小さすぎるため薄膜形成が困難であったりと、有機エレクトロルミネッセンス素子がそもそも作製できない問題点がある。従来技術では、素子の作製不可能な化合物群同士を連結するという新たな手法によって、素子作製を実現した点においても、新規性を有する。本発明は、これらの知見に基づきなされたものである。
 1.本発明の架橋化合物
 本発明の架橋化合物は、下記一般式(1)で表される構造を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 一般式(1)において、LとMは、それぞれ電子供与性基D又は電子求引性基Aを表す。
 (電子供与性基D)
 一般式(1)において、L又はMで表される電子供与性基Dは、「電子供与性基で置換されたアリール基」、「シアノ基及び含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基で置換されていてもよい電子供与性の複素環基」、又は「置換されていてもよいアミノ基」である。
 Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「アリール基」としては、炭素数が6~24の芳香族炭化水素環から誘導される基が好ましい。そのような芳香族炭化水素環の例には、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、ナフタセン環、ピレン環、ペンタレン環、アセアントリレン環、ヘプタレン環、トリフェニレン環、as-インダセン環、クリセン環、s-インダセン環、プレイアデン環、フェナレン環、フルオランテン環、ペリレン環、アセフェナントリレン環、ビフェニル環、ターフェニル環、テトラフェニル環等から誘導される基が挙げられる。より好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ビフェニレン環、クリセン環、ピレン環、トリフェニレン環、クリセン環、フルオランテン環、ペリレン環、ビフェニル環、及びターフェニル環が挙げられる。
 Dで表される「シアノ基及び含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基で置換されていてもよい電子供与性の複素環基」の「電子供与性の複素環基」としては、炭素数が4~24の電子供与性の複素環から誘導される基が好ましい。そのような複素環の例には、ピロール環、インドール環、カルバゾール環、インドロインドール環、9,10-ジヒドロアクリジン環、10,11-ジヒドロジベンゾアゼピン、5,10-ジヒドロジベンゾアザシリン、フェノキサジン環、フェノチアジン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾフリルインドール環、ベンゾチエノインドール環、インドロカルバゾール環、ベンゾフリルカルバゾール環、ベンゾチエノカルバゾール環、ベンゾチエノベンゾチオフェン環、ベンゾカルバゾール環、又はジベンゾカルバゾール環等が挙げられる。より好ましくは、カルバゾール環、インドロインドール環、9,10-ジヒドロアクリジン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾフリルインドール環、ベンゾカルバゾール環、ジベンゾフラン環が挙げられる。なお、電子供与性の複素環は、同一の又は異なる2以上の上記複素環を連結したものであってもよい。また、ジベンゾフラン環は、電子供与性の置換基(例えばカルバゾール基)で置換された場合は、全体として電子供与性基Dとして機能しうるが、無置換又は電子求引性の置換基で置換された場合は電子求引性基Aとして機能しうる。
 Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」としては、アルキル基、アルコキシ基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよい電子供与性の複素環基等が挙げられる。好ましくは、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよい電子供与性基の複素環基が挙げられる。
 Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」の「アルキル基」としては、直鎖、分岐、又は環状のいずれでもよく、例えば、炭素数1~20の直鎖、分岐、又は環状のアルキル基が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、2-エチルヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-ヘキシルオクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-イコシル基が挙げられる。好ましくは、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基、2-エチルヘキシル基、2-ヘキシルオクチル基が挙げられる。
 Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」の「アルコシキ基」としては、直鎖、分岐、又は環状のいずれでもよく、例えば、炭素数1~20の直鎖、分岐、又は環状のアルキル基が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、n-ウンデシルオキシ基、n-ドデシルオキシ基、n-トリデシルオキシ基、n-テトラデシルオキシ基、2-n-ヘキシル-n-オクチルオキシ基、n-ペンタデシルオキシ基、n-ヘキサデシルオキシ基、n-ヘプタデシルオキシ基、n-オクタデシルオキシ基、n-ノナデシルオキシ基、n-イコシルオキシ基が挙げられ、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、t-ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、2-ヘキシルオクチルオキシ基が好ましい。
 Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」の「置換されていてもよいアミノ基」の置換基としては、アルキル基、アルキル基で置換されていてもよいアリール環が挙げられ、アルキル基及びアリール基については、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
 Dで表される「シアノ基及び含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基で置換されていてもよい電子供与性の複素環基」の「シアノ基及び含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基」とは、シアノ基及び後述する含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基であり、電子供与性基又はアリール基であることが好ましい。電子供与性基又はアリール基の例には、アルキル基、アルコキシ基、アルキル基で置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアミノ基などが挙げられ、具体的には上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。また、電子供与性の複素環基の電子供与性を損なわない範囲であれば電子求引性の置換基であってもよく、その例にはジベンゾフリル基等も含まれる。
 Dで表される「電子供与性基で置換されたアリール基」の「電子供与性基」の「置換されていてもよい電子供与性の複素環基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
 Dで表される「置換されていてもよいアミノ基」の置換基としては、上述の「置換されていてもよいアミノ基」の置換基と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
 これらの中でも、電子供与性基Dは、他の電子供与性基D又は電子求引性基Aと相互作用しやすい点から、「電子供与性基で置換されたアリール基」又は「置換されていてもよい電子供与性の複素環基」であることが好ましい。これらの基は、平面性が高いことから、他の電子供与性基D又は電子求引性基Aと空間的に重なり合いやすく、相互作用しやすいからである。「電子供与性基で置換されたアリール基」又は「置換されていてもよい電子供与性の複素環基」は、好ましくは電子供与性基で置換されたフェニル基、置換されていてもよいカルバゾリル基、置換されていてもよいアザカルバゾリル基、置換されていてもよいジアザカルバゾリル基、置換されていてもよい9,10-ジヒドロアクリジル基、置換されていてもよいフェノキサジル基、置換されていてもよいフェノチアジル基、又は置換されていてもよい5,10-ジヒドロフェナジル基である。
 (電子求引性基A)
 一般式(1)において、L又はMで表される電子求引性基Aは、「フッ素原子」、「シアノ基」、「フッ素原子で置換されたアルキル基」、「置換されていてもよいカルボニル基」、「置換されていてもよいスルホニル基」、「置換されていてもよいボリル基」、「電子求引性基で置換されていてもよいアリール基」、「シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基」、又は「置換されていてもよい電子求引性の複素環基」でありうる。
 Aで表される「フッ素原子で置換されたアルキル基」の「アルキル基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
 Aで表される「置換されていてもよいアリール基」の「アリール基」としては、上述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
 Aで表される「置換されていてもよい電子求引性の複素環基」の「電子求引性の複素環基」としては、炭素数が3~24の電子求引性の複素環から誘導される基が好ましい。そのような複素環の例には、ジベンゾチオフェンオキシド環、ジベンゾチオフェンジオキシド環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、アザカルバゾール環、ジアザカルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾシロール環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、ジベンゾボロール環、ジベンゾホスホールオキシド環などが挙げられる。より好ましくは、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、又はジアザジベンゾフラン環が挙げられ、さらに好ましくは含窒素芳香族複素環であり、特に好ましくは含窒素芳香族6員環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、又はジアザジベンゾフラン環である。なお、電子求引性の複素環は、同一の又は異なる2以上の上記複素環を連結したものであってもよい。
 Aで表される「置換されていてもよい電子求引性の複素環基」の置換基としては、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基で置換されていてもよいアリール基、フッ素原子で置換されていてもよいアリール基、シアノ基で置換されていてもよいアリール基が挙げられる。アルキル基、アリール基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。また、電子求引性の複素環基の電子求引性を損なわない範囲であれば電子供与性の置換基であってもよく、その例にはカルバゾール基等も含まれる。
 Aで表される「電子求引性基で置換されていてもよいアリール基」の電子求引性基としては、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、置換されていてもよい電子求引性の複素環基が挙げられ、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、又は置換されていてもよい電子求引性の複素環基が好ましい。
 Aで表される「シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基」の「電子供与性の複素環基」としては、前述と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
 Aで表される「シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基」の「含窒素芳香族六員環含有複素環」とは、含窒素芳香族六員環を含む複素環に由来する基である。含窒素芳香族六員環を含む複素環の例には、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、アザカルバゾール環、ジアザカルバゾール環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環などが挙げられる。好ましくは、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、アザカルバゾール環、ジアザカルバゾール環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環が挙げられ、より好ましくは、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、アザカルバゾール環、アザジベンゾフラン環が挙げられる。
 Aで表される「置換されていてもよいカルボニル基」、「置換されていてもよいスルホニル基」、「置換されていてもよいボリル基」の置換基としては、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよい電子求引性の複素環基が挙げられる。具体例としては、上記と同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
 これらの中でも、電子求引基Aは、他の電子求引性基A又は電子供与性基Dと相互作用しやすい点から、「電子求引性基で置換されていてもよいアリール基」、「シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基」又は「置換されていてもよい電子求引性の複素環基」であることが好ましい。これらの基は、平面性が高いことから、他の電子求引性基A又は電子供与性基Dと空間的に重なり合いやすく、相互作用しやすいからである。
 「電子求引性基で置換されていてもよいアリール基」、「シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基」又は「置換されていてもよい電子求引性の複素環基」は、高い電子求引性を有する点から、好ましくはシアノ基で置換されたアリール基、シアノ基で置換されていてもよい電子求引性の複素環基、無置換の含窒素芳香族6員環基、フッ素原子で置換された含窒素芳香族6員環基、シアノ基で置換された含窒素芳香族6員環基、シアノ基で置換された電子供与性の複素環基、アザカルバゾールで置換された電子供与性の複素環基、アザジベンゾフランで置換された電子供与性の複素環基、フッ素置換アルキル基で置換された含窒素芳香族6員環基、又は置換されていてもよいアリール基で置換されている含窒素芳香族6員環基である。より好ましくはシアノ基で置換されたフェニル基、シアノ基で置換されたカルバゾリル基、アザカルバゾールで置換されたカルバゾリル基、アザジベンゾフランで置換されたカルバゾリル基、シアノ基で置換されたジベンゾフリル基、アザジベンゾフリル基、ジアザジベンゾフリル基、シアノ基で置換されたピリジル基、置換されてもよいピラジル基、置換されていてもよいピリミジル基、置換されていてもよいトリアジル基が挙げられ、さらに好ましくはシアノフェニル基、m-ジシアノフェニル基、3-シアノカルバゾリル基、3-(9-アザカルバゾリル)カルバゾリル基、3-アザジベンゾフリルカルバゾリル基、9-アザジベンゾフリルカルバゾリル基、6-シアノカルバゾリル基、2-シアノ基ジベンゾフリル基、アザジベンゾフリル基、ジアザジベンゾフリル基、2-シアノピリジル基、3-シアノピリジル基、2,6-ジシアノピリジル基、2-シアノピラジル基、2-シアノピリミジル基、5-シアノピリミジル基、置換されていてもよい2,4-ジフェニルピリミジル基、置換されていてもよいジフェニルトリアジル基、又は置換されていてもよいトリフェニルトリアジル基である。
 L及びMの一方が電子供与性基Dであり、他方が電子求引性基Aであってもよいし、L及びMの両方が、電子供与性基Dであってもよいし、L及びMの両方が電子求引性基Aであってもよい。L及びMの一方が電子供与性基Dであり、他方が電子求引性基Aである場合、分子内又は分子間エキシプレックスを形成する化合物となる。L及びMの両方が電子供与性基Dであるか、又はL及びMの両方が電子求引性基Aである場合、分子内又は分子間で電荷分離度が小さいエキシプレックスを形成するか、又は分子内又は分子間でエキシマを形成する化合物となる。L及びMの両方が電子供与性基Dであるか、又はL及びMの両方が電子求引性基Aである場合、LとMは、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよいが、分子内又は分子間エキシマを形成する観点では、同一であることが好ましい。
 一般式(1)において、X、Y及びZは、それぞれ炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表す。
 一般式(1)において、nは、1~4の整数を表す。nが2以上のとき、複数のZは互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。nは、LとMが相互作用しやすい立体配置をとりやすく、高い発光効率を有する素子が得られやすい観点から、1又は3であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。
 一般式(1)において、X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む1又は2つの環が形成されていてもよい。但し、X、Mと連結するZ、及びXと該Mと連結するZとの間の原子の少なくとも1つは、当該環の外にあるものとする。
 X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む環は、脂肪族環であってもよいし、芳香族環であってもよい。
 脂肪族環は、単環式脂肪族環であってもよいし、多環式脂肪族環(芳香族縮合環の水添物)であってもよい。
 芳香族環は、単環式芳香族環であってもよいし、縮合多環式芳香族環であってもよく、LとMを近い距離で作用させやすい観点から好ましくは単環式芳香族環である。芳香族環は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環である。芳香族炭化水素環は、上述の「アリール基」における「芳香族炭化水素環」と同様としうる。芳香族複素環は、上述の「置換されていてもよい電子求引性の複素環基」における「電子求引性の複素環」と同様としうる。中でも、芳香族環は、環を形成しているX、Y及びZがそれぞれ炭素原子又は窒素原子である芳香族炭化水素環又は含窒素芳香族複素環であることが好ましい。
 X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む環は、具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、ナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、フルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、インドロインドール、インドロカルバゾール等が挙げられ、ベンゼン、ナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、フルオレンが好ましく、ベンゼンがさらに好ましい。また、これらの環構造に含まれるベンゼン環内の炭素原子は窒素原子に置き換わってもよく、窒素原子の数は0~2個であることが好ましい。
 X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む環が2つ形成される場合、2つの環は、単結合又は環外の原子(炭素原子、酸素原子又はケイ素原子)を介して結合されうる。環が2つ形成される場合の-X-Y-(Z)n-の構造の例には、ジフェニルエーテル、ジフェニルメタン及びジフェニルシランが含まれる。
 これらの中でも、X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む環は、高い発光効率が得られやすい点から芳香族環であることが好ましく;LとMとを近い距離で相互作用させやすい点から単環式芳香族環であることがより好ましく、ベンゼン環であることがさらに好ましい。さらに、X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む環の数は、XとYを近い距離で相互作用させやすい点から、1つであることが好ましい。
 X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む環の外にある原子(環外の原子)は、窒素原子以外の原子、即ち炭素原子、酸素原子、又はケイ素原子であることが好ましい。環外の原子が窒素原子であると、窒素原子上の不対電子と置換したアリール基のπ電子とで共役が繋がり、窒素原子が非共役原子として機能しないからである。環外の原子は、置換されていてもよいアルキル基置換炭素原子、置換されていてもよいアルコキシ基置換炭素原子、置換されていてもよいアリール基置換炭素原子、酸素原子、置換されていてもよいアルキル基置換ケイ素原子、置換されていてもよいアルコキシ基置換ケイ素原子、又は置換されていてもよいアリール基置換ケイ素原子であることがさらに好ましい。置換されていてもよいアルキル基における「アルキル基」は上述のアルキル基と同様のものが挙げられ、「置換基」はフッ素原子等であることが好ましい。置換されていてもよいアルコキシ基における「アルコキシ基」は上述のアルコキシ基と同様のものが挙げられ、「置換基」はフッ素原子等であることが好ましい。置換されていてもよいアリール基における「アリール基」は上述の「アリール基」と同様のものが挙げられ、「置換基」はアルキル基やフッ素原子等であることが好ましい。
 一般式(1)において、X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上が1つの環を形成しているか、又はX、Y及び1以上のZが環を形成していないことが好ましい。
 一般式(1)において、LとMは、1~3か所で、好ましくは1か所又は2か所で、さらに好ましくは1か所で、-X-Y-(Z)n-を介して連結(架橋)されうる。
 一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物は、下記一般式(2)~(9)のいずれかで表される構造を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 一般式(2)~(9)において、L及びMは、それぞれ一般式(1)のL及びMと同義である。
 一般式(2)~(9)において、X’、Y’及びZ’は、それぞれ-CR、酸素原子又は-SiRを表す。-CR及び-SiRにおけるR及びRは、それぞれ水素原子又は置換基である。R及びRで表される置換基の例には、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアリール基、及びシアノ基が含まれる。置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、及び置換されていてもよいアリール基は、上述と同様のものが挙げられる。
 中でも、X’、Y’及びZ’は、それぞれ-CR(R及びRが、水素原子、置換されていてもよいアルキル基、又は置換されていてもよいアリール基)、酸素原子、-SiR(R及びRは、置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアリール基)であることがより好ましい。
 一般式(8)における-X’-Y’-Z’―の例には、-CR-O-CR-、及び-SiR-O-SiR-(R、R:水素原子又は置換基)が含まれる。
 一般式(2)~(7)において、Qは、独立してC-R又は窒素原子を表す。窒素原子の数は、0~2個であることが好ましい。C-RにおけるRは、水素原子又は置換基である。Rで表される置換基の例には、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールシリル基、置換されていてもよいアルキルシリル基、置換されていてもよいアリールメチル基、水酸基、フッ素原子及びシアノ基が含まれる。置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、及び置換されていてもよいアリール基は、上述と同様のものが挙げられる。置換されていてもよいアルキルシリル基における「アルキル基」は上述のアルキル基と同様のものが挙げられる。置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールシリル基及び置換されていてもよいアリールメチル基における「アリール基」は上述のアリール基と同様のものが挙げられ、「置換基」は上述の「置換されていてもよいアリール基」における置換基と同様のものが挙げられる。C-RにおけるRは、水素原子、フェニル基、水酸基であることがより好ましい。
 一般式(2)、(4)及び(6)におけるMは、Mに対してオルト位のQに置換する基(例えばC-RのR)と互いに結合して環を形成してもよい。例えば後述する例示化合物T-150は、一般式(6)において、M=―NHR(R:フェニル置換カルバゾール基)、Mのオルト位のQをC-Phとしたとき、C-PhのPh(フェニル基)と―NHRのN原子とが互いに結合して5員環を形成した化合物に該当すると考えることができる。また、後述する例示化合物T-192は、一般式(4)において、M=カルバゾール置換フェニル基、Mのオルト位のQをC-R(R=水酸基)としたとき、C-RのR(水酸基)とカルバゾール置換フェニル基のフェニル基とが互いに結合して5員環を形成した化合物に該当すると考えることができる。
 中でも、LとMが相互作用しやすい立体配置をとりやすく、高い発光効率を有する素子が得られやすい観点から、一般式(2)、(5)、(6)、(8)又は(9)で表される構造を有する架橋化合物が好ましく、一般式(2)又は(8)で表される構造を有する架橋化合物がより好ましく、一般式(2)で表される構造を有する化合物がさらに好ましい。
 例えば、下記の架橋化合物は、一般式(1)又は(2)において、L:2,4-ジシアノフェニル基(電子求引性基A)、M:カルバゾリル基(電子供与性基D)、X:酸素原子、Y及びZ:ベンゼン環を構成する点線でマークされた炭素原子としたものに相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 一般式(2)~(9)中、LとMは、1~3か所で、好ましくは1か所又は2か所で、さらに好ましくは1か所で、一般式(2)~(9)におけるLとMの連結部と同様の連結部を介して架橋されていてもよい。
 本発明の架橋化合物は、一般式(1)~(9)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
 以下に、本発明に係る架橋化合物の好ましい具体例を挙げるが、これらの化合物はさらに置換基を有していたり、構造異性体などが存在していたりする場合もあり、本記述に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 なお、例示化合物T-103は、一般式(2)と一般式(7)の両方を満たしているが、主に一般式(2)で表される構造に基づく性質を示すと考えられる。同様に、例示化合物T-106~T-108は、一般式(2)と一般式(5)の両方を満たしているが、主に一般式(2)で表される構造に基づく性質を示すと考えられる。これは、電子求引性基A同士(又は電子供与性基D同士)よりも、電子求引性基Aと電子供与性基Dとの間のほうが電荷の相互作用が生じやすく、エキシプレックスのほうが、エキシマよりも形成されやすいからであると考えられる。
 本発明の架橋化合物の分子量は、薄膜形成を可能にする観点から、300~2000であることが好ましく、400~900であることがより好ましい。
 これらの架橋化合物を用いることで、上述のとおり、発光波長の長波長化を抑制しながら、分子内又は分子間エキシプレックス又は分子内又は分子間エキシマからなる励起子を形成しうる。それにより、これらの架橋化合物を含む有機EL素子は、発光波長が大きく長波長化することなく、高い発光効率を有しうる。
 一般式(1)においてL及びMの一方が電子供与性基Dであり、他方が電子求引性基Aである架橋化合物は、分子内又は分子間エキシプレックスを形成する。そのような分子内又は分子間エキシプレックスを形成する化合物は、電子求引性基Aと電子供与性基Dとが相互作用して励起子を生成する。
 一般式(1)においてL及びMの両方が電子供与性基Dであるか、又はL及びMの両方が電子求引性基Aである架橋化合物は、分子内又は分子間で電荷分離度が小さいエキシプレックスを形成する。LとMが同一である架橋化合物は、分子内又は分子間エキシマを形成する。
 本発明の架橋化合物が分子内エキシプレックス又は分子内エキシマを形成するかどうかは、以下の方法で確認することができる。
 1)上記化合物を、2-メチル-テトラヒドロフランに溶解し、10-5Mの測定用溶液を調製する。一方、上記化合物が2つの電子求引性基A(又は2つの電子供与性基D)を有する場合、当該電子求引性基A(又は当該電子供与性基D)からなる化合物を、2-メチル-テトラヒドロフランに溶解し、10-5Mの比較用溶液を調製する。上記化合物が電子求引性基Aと電子供与性基Dの両方を有する場合、当該電子求引性基Aからなる化合物と、当該電子供与性基Dと残部を有する化合物とを、2-メチル-テトラヒドロフランに溶解し、10-5Mの比較用溶液を調製する。
 2)測定用溶液と比較用溶液の発光スペクトルを、それぞれの極大吸収波長で励起して、測定する。
 3)測定用溶液の発光スペクトルと比較用溶液の発光スペクトルとを重ね合わせる。
 4)測定用溶液の発光スペクトルと比較用溶液の発光スペクトルが一致しない場合、具体的には、測定用溶液の発光スペクトルの最大発光波長が比較用溶液の発光スペクトルの最大発光波長よりも長波長側にシフトし、且つ測定用溶液の発光スペクトルが比較用溶液の発光スペクトルよりもブロードなスペクトルである場合、測定対象となる化合物が分子内エキシプレックス又は分子内エキシマを形成していると判断することができる。
 本発明の架橋化合物が分子間エキシプレックス又は分子間エキシマを形成するかどうかは、以下の方法で確認することができる。
 1)上記化合物の蒸着又は塗布プロセスで、単層の膜(以下、単膜と略)を作製する。
 2)上述の測定用溶液と単膜の発光スペクトルを、それぞれの極大吸収波長で励起して、測定する。
 3)測定用溶液の発光スペクトルと単膜の発光スペクトルとを重ね合わせる。
 4)測定用溶液の発光スペクトルと単膜の発光スペクトルが一致しない場合、具体的には、単膜の発光スペクトルの最大発光波長が測定用溶液の発光スペクトルの最大発光波長よりも長波長側にシフトし、且つ単膜の発光スペクトルが測定用溶液の発光スペクトルよりもブロードなスペクトルである場合、測定対象となる化合物が分子間エキシプレックス又は分子間エキシマを形成していると判断することができる。
 さらに、これらの架橋化合物は、バイポーラー性を有し、様々なエネルギー準位に対応できることから、発光材料やホスト材料としても使用できるのみならず、正孔輸送、電子輸送にも適した化合物、即ち、電荷輸送材料として使用することができるため、発光層での使用に限定されず、上述の正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、中間層などに用いてもよい。
 <合成方法>
 一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物は、例えば国際公開第2014/022008号に記載の方法、又は、これらの文献に記載の参照文献に記載の方法を参照することにより合成することができる。
 2.有機エレクトロルミネッセンス素子材料
 分子内又は分子間エキシプレックス又は分子内又は分子間エキシマを一種類の分子で形成する、本発明の架橋化合物は、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子材料として用いることができる。具体的には、前記一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物を、発光性材料、ホスト材料、アシストドーパント等の用途で有機エレクトロルミネッセンス素子材料として使用することが、高発光性の観点から好ましい。
 次に、本発明の技術思想と関連する、有機ELの発光方式及び発光材料について述べる。
 <有機ELの発光方式>
 有機ELの発光方式としては三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。
 有機ELのような電界で励起する場合には、三重項励起子が75%の確率で、一重項励起子が25%の確率で生成するため、リン光発光の方が蛍光発光に比べ発光効率を高くすることが可能で、低消費電力化を実現するには優れた方式である。
 一方、蛍光発光においても、75%の確率で生成してしまう、通常では、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしかならない三重項励起子を、高密度で存在させることによって、二つの三重項励起子から一つの一重項励起子を発生させて発光効率を向上させるTTA(Triplet-Triplet Annihilation、また、Triplet-Triplet Fusion:「TTF」と略記する。)機構を利用した方式が見つかっている。
 さらに、近年では、安達らの発見により一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギーギャップを小さくすることで、発光中のジュール熱及び/又は発光素子が置かれる環境温度によりエネルギー準位の低い三重項励起状態から一重項励起状態に逆項間交差がおこり、結果としてほぼ100%に近い蛍光発光を可能とする現象(熱励起型遅延蛍光又は熱励起型遅延蛍光ともいう:「TADF」)とそれを可能にする蛍光物質が見いだされている(例えば、非特許文献1等参照。)。
 <リン光発光性化合物>
 前述のとおり、リン光発光は発光効率的には蛍光発光よりも理論的には3倍有利であるが、三重項励起状態から一重項基底状態へのエネルギー失活(=リン光発光)は禁制遷移であり、また同様に一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差も禁制遷移であるため、通常その速度定数は小さい。すなわち、遷移が起こりにくいため、励起子寿命はミリ秒から秒オーダーと長くなり、所望の発光を得ることが困難である。
 ただし、イリジウムや白金などの重金属を用いた錯体が発光する場合には、中心金属の重原子効果によって、前記の禁制遷移の速度定数が3桁以上増大し、配位子の選択によっては、100%のリン光量子収率を得ることも可能となる。
 しかしながら、このような理想的な発光を得るためには、希少金属であるイリジウムやパラジウム、白金などのいわゆる白金属と呼ばれる貴金属を用いる必要があり、大量に使用されることになるとその埋蔵量や金属自体の値段が産業上大きな問題となってくる。
 <蛍光発光性化合物>
 一般的な蛍光発光性化合物は、リン光発光性化合物のような重金属錯体である必要性は特になく、炭素、酸素、窒素及び水素などの一般的な元素の組み合わせから構成される、いわゆる有機化合物が適用でき、さらに、リンや硫黄、ケイ素などその他の非金属元素を用いることも可能で、また、アルミニウムや亜鉛などの典型金属の錯体も活用できるなど、その多様性はほぼ無限と言える。
 ただし、従来の蛍光化合物では前記のように励起子の25%しか発光に適用できないために、リン光発光のような高効率発光は望めない。
 <遅延蛍光化合物>
 [励起三重項-三重項消滅(TTA)遅延蛍光化合物]
 蛍光発光性化合物の問題点を解決すべく登場したのが遅延蛍光を利用した発光方式である。三重項励起子同士の衝突を起源とするTTA方式は、下記のような一般式で記述できる。すなわち、従来、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしか変換されなかった三重項励起子の一部が、発光に寄与しうる一重項励起子に逆項間交差できるメリットがあり、実際の有機EL素子においても従来の蛍光発光素子の約2倍の外部取り出し量子効率を得ることができている。
 一般式: T + T → S + S
 (式中、Tは三重項励起子、Sは一重項励起子、Sは基底状態分子を表す。)
 しかしながら、上式からもわかるように、二つの三重項励起子から発光に利用できる一重項励起子は一つしか生成しないため、この方式で100%の内部量子効率を得ることは原理上できない。
 [熱活性型遅延蛍光(TADF)化合物]
 もう一つの高効率蛍光発光であるTADF方式は、TTAの問題点を解決できる方式である。
 蛍光発光性化合物は前記のごとく無限に分子設計できる利点を持っている。すなわち、分子設計された化合物の中で、特異的に三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位差が極めて近接する化合物が存在する。
 このような化合物は、分子内に重原子を持っていないにもかかわらず、ΔESTが小さいために通常では起こりえない三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が起こる。さらに、一重項励起状態から基底状態への失活(=蛍光発光)の速度定数が極めて大きいことから、三重項励起子はそれ自体が基底状態に熱的に失活(無輻射失活)するよりも、一重項励起状態経由で蛍光を発しながら基底状態に戻る方が速度論的に有利である。そのため、TADFでは理論的には100%の蛍光発光が可能となる。
 <ΔESTに関する分子設計思想>
 上記ΔESTを小さくするための分子設計について説明する。
 ΔESTを小さくするためには、原理上分子内の最高被占軌道(Highest Occupied Molecular Orbital:HOMO)と最低空軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital:LUMO)の空間的な重なりを小さくすることが最も効果的である。
 一般に分子の電子軌道において、HOMOは電子供与性部位に、LUMOは電子求引性部位に分布することが知られており、分子内に電子供与性と電子求引性の骨格を導入することによって、HOMOとLUMOが存在する位置を遠ざけることが可能である。
 例えば、「実用化ステージを迎えた有機光エレクトロニクス」応用物理 第82巻、第6号、2013年においては、シアノ基やトリアジンなどの電子求引性の骨格と、カルバゾールやジフェニルアミノ基等の電子供与性の骨格とを導入することで、LUMOとHOMOとをそれぞれ局在化させている。
 <TADF化合物が抱える一般的な問題>
 TADF化合物は、その発光機構及び分子構造の面から種々の問題を抱えている。以下に、一般的にTADF化合物が抱える問題の一部について記載する。
 TADF化合物においては、ΔESTを小さくするためにHOMOとLUMOの存在する部位をできるだけ離すことが必要であるが、このため、分子の電子状態はHOMO部位とLUMO部位が分離したドナー/アクセプター型の分子内CT(分子内電荷移動状態)に近い状態となってしまう。
 このような分子は、複数存在すると一方の分子のドナー部分と他方の分子のアクセプター部分とを近接させると安定化が図られる。そのような安定化状態は2分子間での形成に限らず、3分子間若しくは5分子間など、複数の分子間でも形成が可能であり、結果、広い分布を持った種々の安定化状態が存在することになり、吸収スペクトル及び発光スペクトルの形状は大きく長波長化してブロードとなる。また、2分子を超える多分子集合体を形成しない場合であっても、二つの分子の相互作用する方向や角度などの違いによって様々な存在状態を取り得るため、基本的にはやはり吸収スペクトル及び発光スペクトルの形状はブロードになる。
 発光スペクトルがブロードになることは大きな問題を発生する。発光色の色純度が低くなってしまう問題である。照明用途に適用する場合にはそれほど大きな問題にはならないが、電子ディスプレイ用途に用いる場合には色再現域が小さくなり、また、純色の色再現性が低くなることから、実際に商品として適用するのは困難になる。
 これに対して、一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物では、電子供与性基D同士、電子求引性基A同士、又は電子供与性基Dと電子求引性基Aを、非共役原子で連結されている。それにより、分子内エキシプレックス又は分子内エキシマを形成でき、ΔESTを極小化することができる。
 また、一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物は、分子内の近い距離で形成することができ、容易にエキシマ又はエキシプレックスを形成しうるので、従来の分子間エキシマ又はエキシプレックスを形成する化合物とは異なり、強力な電子供与性基Dと電子求引性基Aを必要としない。その結果、一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物は、従来の分子間エキシプレックス又はエキシマを形成する化合物と比べて、発光波長の長波長化を抑制できる。さらに、一般式(1)に示される構造を有する架橋化合物は、非共役原子を含むことから、π共役系が広がりにくいので、π共役系化合物よりも発光波長の長波長化を抑制できる。
 3.有機EL素子
 本発明の有機EL素子は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層の少なくとも1層が、分子内又は分子間エキシプレックス又は分子内又は分子間エキシマを一種類の分子で形成する、前記一般式(1)で表される構造を有する架橋化合物を含有することを特徴とする。
 本発明の有機EL素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
 (1)陽極/発光層//陰極
 (2)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
 (3)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
 (4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
 (5)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
 (6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
 (7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/(電子阻止層/)発光層/(正孔阻止層/)電子輸送層/電子注入層/陰極
 上記の中で(7)の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
 本発明に用いられる発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
 必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層(正孔障壁層ともいう)や電子注入層(陰極バッファー層ともいう)を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層(電子障壁層ともいう)や正孔注入層(陽極バッファー層ともいう)を設けてもよい。
 本発明に用いられる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
 本発明に用いられる正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
 上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。
 (タンデム構造)
 また、本発明の有機EL素子は、少なくとも1層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
 タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
 陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/中間層/第3発光ユニット/陰極
 ここで、上記第1発光ユニット、第2発光ユニット及び第3発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
 複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
 中間層に用いられる材料としては、例えば、ITO(インジウムスズ酸化物)、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)、ZnO、TiN、ZrN、HfN、TiOx、VOx、CuI、InN、GaN、CuAlO、CuGaO、SrCu、LaB、RuO、Al等の導電性無機化合物層や、Au/Bi等の2層膜や、SnO/Ag/SnO、ZnO/Ag/ZnO、Bi/Au/Bi、TiO/TiN/TiO、TiO/ZrN/TiO等の多層膜、またC60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた(1)~(7)の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 タンデム型有機EL素子の具体例としては、例えば、米国特許第6337492号、米国特許第7420203号、米国特許第7473923号、米国特許第6872472号、米国特許第6107734号、米国特許第6337492号、国際公開第2005/009087号、特開2006-228712号公報、特開2006-24791号公報、特開2006-49393号公報、特開2006-49394号公報、特開2006-49396号公報、特開2011-96679号公報、特開2005-340187号公報、特許第4711424号、特許第3496681号、特許第3884564号、特許第4213169号、特開2010-192719号公報、特開2009-076929号公報、特開2008-078414号公報、特開2007-059848号公報、特開2003-272860号公報、特開2003-045676号公報、国際公開第2005/094130号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 以下、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。
 (発光層)
 本発明に用いられる発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。本発明に用いられる発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
 発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm~5μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2~500nmの範囲に調整され、更に好ましくは5~200nmの範囲に調整される。
 また、本発明に用いられる個々の発光層の層厚としては、2nm~1μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2~200nmの範囲に調整され、更に好ましくは3~150nmの範囲に調整される。
 本発明に用いられる発光層は、一層で構成されてもよいし、複数の層から構成されてもよい。上述の架橋化合物を発光層に用いる場合、単独で用いてもよいし、後述のホスト材料、蛍光発光材料、りん光発光材料などと混合して用いてもよい。発光層の少なくとも一層が、発光ドーパント(発光性化合物、発光性ドーパント、単にドーパントともいう。)を含有し、さらにホスト化合物(マトリックス材料、発光ホスト化合物、ホスト材料、単にホストともいう。)を含有することが好ましい。本発明においては、発光層の少なくとも一層が、上述の架橋化合物と、ホスト化合物とを含有すると、発光効率が向上するため好ましい。発光層の少なくとも一層が、上述の架橋化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも1種類とを含有すると、発光効率が向上するため好ましい。発光層の少なくとも一層が、上述の架橋化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも1種類と、ホスト化合物とを含有すると、発光効率が向上するため好ましい。
 (1)発光ドーパント
 発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント(蛍光発光性化合物、蛍光ドーパントともいう。)と、リン光発光性ドーパント(リン光発光性化合物、リン光ドーパントともいう。)が好ましく用いられる。本発明においては、発光層が、本発明の架橋化合物を発光性化合物又はアシストドーパントとして、0.1~50質量%の範囲内で含有し、特に、1~30質量%の範囲内で含有することが好ましい。
 本発明においては、発光層が発光性化合物を0.1~50質量%の範囲内で含有し、特に、1~30質量%の範囲内で含有することが好ましい。
 発光層中の発光性化合物の濃度については、使用される特定の発光性化合物及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
 また、本発明で用いられる発光性化合物は、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なる蛍光発光性化合物同士の組み合わせや、蛍光発光性化合物とリン光発光性化合物とを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。
 本発明の架橋化合物と、発光性化合物と、ホスト化合物を発光層に含有する場合、当該架橋化合物はアシストドーパントとして作用する。一方、発光層が、本発明の架橋化合物と発光性化合物とを含有し、ホスト化合物を含有しない場合、当該架橋化合物はホスト化合物として作用する。発光層が、本発明の架橋化合物のみを含有する場合、当該架橋化合物はホスト化合物兼発光性化合物として作用する。
 効果が発現する機構としては、いずれの場合も同様であり、本発明の架橋化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位の差の絶対値(ΔEST)が極小である点にある。
 これにより、本発明の架橋化合物上に生成した理論上すべての励起子エネルギーを発光性化合物に蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)することができ、高発光効率の発現を可能にする。
 したがって、発光層が、本発明の架橋化合物、発光性化合物及びホスト化合物の3成分を含有する場合は、当該架橋化合物のSとTのエネルギー準位は、ホスト化合物のSとTのエネルギー準位よりも低く、発光性化合物のSとTのエネルギー準位よりも高い方が好ましい。
 同様に、発光層が、本発明の架橋化合物と発光性化合物の2成分を含有する場合は、当該架橋化合物のSとTのエネルギー準位は、発光性化合物のSとTのエネルギー準位よりも高い方が好ましい。
 図3及び図4に、本発明の架橋化合物がそれぞれアシストドーパント及びホスト化合物として作用する場合の模式図を示す。図3及び図4は一例であって、本発明の架橋化合物上に生成する三重項励起子の生成過程は電界励起のみに限定されず、発光層内又は周辺層界面からのエネルギー移動や電子移動等も含まれる。
 さらに、図3及び図4では、発光材料として蛍光発光性化合物を用いて示しているが、これに限定されず、リン光発光性化合物を用いてもよいし、蛍光発光性化合物とリン光発光性化合物の両者を用いてもよい。
 本発明の架橋化合物をアシストドーパントとして用いる場合、発光層は、当該架橋化合物に対し質量比で100%以上のホスト化合物を含有し、蛍光発光性化合物及び/又はリン光発光性化合物を当該架橋化合物に対して質量比0.1~50%の範囲内で含有していることが好ましい。
 本発明の架橋化合物をホスト化合物として用いる場合、発光層は、蛍光発光性化合物及び/又はリン光発光性化合物を当該架橋化合物に対して質量比0.1~50%の範囲内で含有することが好ましい。
 本発明の架橋化合物をアシストドーパント又はホスト化合物として用いる場合、当該架橋化合物の発光スペクトルと発光性化合物の吸収スペクトルが重なることが好ましい。
 本発明の有機EL素子や本発明に用いられる化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図3.16において、分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタ(株)製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
 本発明においては、1層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。
 白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組合わせ等が挙げられる。
 本発明の有機EL素子における白色とは、2度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がx=0.39±0.09、y=0.38±0.08の領域内にあることが好ましい。
 (1.1)蛍光発光性ドーパント
 蛍光発光性ドーパント(蛍光ドーパント)は、本発明の架橋化合物を用いてもよいし、有機EL素子の発光層に使用される公知の蛍光ドーパントや遅延蛍光性ドーパントの中から適宜選択して用いてもよい。
 本発明に使用できる公知の蛍光ドーパントの具体例としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。また、近年では遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第2011/156793号、特開2011-213643号公報、特開2010-93181号公報、特許5366106号等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 (1.2)リン光発光性ドーパント
 本発明に用いられるリン光発光性ドーパントについて説明する。
 本発明に用いられるリン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
 上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
 リン光ドーパントは、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
 Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国際公開第2009/100991号、国際公開第2008/101842号、国際公開第2003/040257号、米国特許出願公開第2006/835469号明細書、米国特許出願公開第2006/0202194号明細書、米国特許出願公開第2007/0087321号明細書、米国特許出願公開第2005/0244673号明細書、Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、国際公開第2009/050290号、国際公開第2002/015645号、国際公開第2009/000673号、米国特許出願公開第2002/0034656号明細書、米国特許第7332232号、米国特許出願公開第2009/0108737号明細書、米国特許出願公開第2009/0039776号明細書、米国特許第6921915号、米国特許第6687266号、米国特許出願公開第2007/0190359号明細書、米国特許出願公開第2006/0008670号明細書、米国特許出願公開第2009/0165846号明細書、米国特許出願公開第2008/0015355号明細書、米国特許第7250226号、米国特許第7396598号、米国特許出願公開第2006/0263635号明細書、米国特許出願公開第2003/0138657号明細書、米国特許出願公開第2003/0152802号明細書、米国特許第7090928号、Angew.Chem.lnt.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics 23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国際公開第2002/002714号、国際公開第2006/009024号、国際公開第2006/056418号、国際公開第2005/019373号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2007/004380号、国際公開第2006/082742号、米国特許出願公開第2006/0251923号明細書、米国特許出願公開第2005/0260441号明細書、米国特許第7393599号、米国特許第7534505号、米国特許第7445855号、米国特許出願公開第2007/0190359号明細書、米国特許出願公開第2008/0297033号明細書、米国特許第7338722号、米国特許出願公開第2002/0134984号明細書、米国特許第7279704号、米国特許出願公開第2006/098120号明細書、米国特許出願公開第2006/103874号明細書、国際公開第2005/076380号、国際公開第2010/032663号、国際公開第2008140115号、国際公開第2007/052431号、国際公開第2011/134013号、国際公開第2011/157339号、国際公開第2010/086089号、国際公開第2009/113646号、国際公開第2012/020327号、国際公開第2011/051404号、国際公開第2011/004639号、国際公開第2011/073149号、米国特許出願公開第2012/228583号明細書、米国特許出願公開第2012/212126号明細書、特開2012-069737号公報、特願2011-181303号公報、特開2009-114086号公報、特開2003-81988号公報、特開2002-302671号公報、特開2002-363552号公報等である。
 中でも、好ましいリン光ドーパントとしてはIrを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属-炭素結合、金属-窒素結合、金属-酸素結合、金属-硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
 (2)ホスト化合物
 本発明に用いられるホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機EL素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
 ホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が20%以上であることが好ましい。
 ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機エレクトロルミネッセンス素子を高効率化することができる。
 以下に、本発明において好ましく用いられるホスト化合物について述べる。
 ホスト化合物としては、本発明の架橋化合物を用いてもよいが、特に制限はない。逆エネルギー移動の観点から、ドーパントの励起一重項エネルギーより大きな励起エネルギーをもつものが好ましく、さらにドーパントの励起三重項エネルギーより大きな励起三重項エネルギーをもつものがより好ましい。
 ホスト化合物は、発光層内においてキャリアの輸送及び励起子の生成を担う。そのため、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態、及び励起状態の全ての活性種の状態において安定に存在でき、分解や付加反応などの化学変化を起こさないこと、さらに、層中において通電経時でホスト分子がオングストロームレベルで移動しないことが好ましい。
 また、特に併用する発光ドーパントがエキシプレックス発光やエキシマ発光を示す場合には、発光ドーパントの三重項励起状態の存在時間が長いことから、ホスト化合物自体のTエネルギー準位が高いこと、さらにホスト化合物同士が会合した状態で低T状態を作らないこと、発光ドーパントとホスト化合物とがエキシプレックスを形成しないこと、ホスト化合物が電界によりエレクトロマーを形成しないことなど、ホスト化合物が低T化しないような分子構造の適切な設計が必要となる。
 このような要件を満たすためには、ホスト化合物自体が電子のホッピング移動性が高いこと、かつ、正孔のホッピング移動が高いこと、三重項励起状態となったときの構造変化が小さいことが必要である。このような要件を満たすホスト化合物の代表格としてカルバゾール骨格、アザカルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格又はアザジベンゾフラン骨格などの、高Tエネルギー準位を有するものが好ましく挙げられる。
 また、ホスト化合物は、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機エレクトロルミネッセンス素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。好ましくはTgが90℃以上であり、より好ましくは120℃以上である。
 ここで、ガラス転移点(Tg)とは、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS K 7121-2012に準拠した方法により求められる値である。
 また、本発明に用いられるホスト化合物としては、本発明の架橋化合物を用いることも好適である。本発明の架橋化合物は、高いTを有しており、発光波長の短い(すなわちT及びSのエネルギー準位が高い)発光材料に対しても好適に用いることができるためである。
 本発明の有機EL素子に公知のホスト化合物を用いる場合、その具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 特開2001-257076号公報、同2002-308855号公報、同2001-313179号公報、同2002-319491号公報、同2001-357977号公報、同2002-334786号公報、同2002-8860号公報、同2002-334787号公報、同2002-15871号公報、同2002-334788号公報、同2002-43056号公報、同2002-334789号公報、同2002-75645号公報、同2002-338579号公報、同2002-105445号公報、同2002-343568号公報、同2002-141173号公報、同2002-352957号公報、同2002-203683号公報、同2002-363227号公報、同2002-231453号公報、同2003-3165号公報、同2002-234888号公報、同2003-27048号公報、同2002-255934号公報、同2002-260861号公報、同2002-280183号公報、同2002-299060号公報、同2002-302516号公報、同2002-305083号公報、同2002-305084号公報、同2002-308837号公報、米国特許公開第20030175553号、米国特許公開第20060280965号、米国特許公開第20050112407号、米国特許公開第20090017330号、米国特許公開第20090030202号、米国特許公開第20050238919号、国際公開第2001039234号、国際公開第2009021126号、国際公開第2008056746号、国際公開第2004093207号、国際公開第2005089025号、国際公開第2007063796号、国際公開第2007063754号、国際公開第2004107822号、国際公開第2005030900号、国際公開第2006114966号、国際公開第2009086028号、国際公開第2009003898号、国際公開第2012023947号、特開2008-074939号、特開2007-254297号、EP2034538、国際公開第2011055933号、国際公開第2012035853号、特開2015-38941号等である。特開2015-38941号明細書の段落0255~0293に記載されている化合物H-1~H-230や、以下の化合物H-231~H-234が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 (電子輸送層)
 本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。
 本発明に係る電子輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は2nm~5μmの範囲であり、より好ましくは2~500nmであり、さらに好ましくは5~200nmである。
 また、有機EL素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数nm~数μmの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。
 一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は10-5cm/Vs以上であることが好ましい。
 電子輸送層に用いられる材料(以下、電子輸送材料という)としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
 例えば、含窒素芳香族複素環誘導体(カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体(カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの)、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等)、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体等)等が挙げられる。
 また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス(8-キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7-ジクロロ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7-ジブロモ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、ビス(8-キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
 その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型-Si、n型-SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
 また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
 本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、n性の高い(電子リッチ)電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のn型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平4-297076号公報、同10-270172号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等の文献に記載されたものが挙げられる。
 本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 米国特許第6528187号、米国特許第7230107号、米国特許出願公開第2005/0025993号明細書、米国特許出願公開第2004/0036077号明細書、米国特許出願公開第2009/0115316号明細書、米国特許出願公開第2009/0101870号明細書、米国特許出願公開第2009/0179554号明細書、国際公開第2003/060956号、国際公開第2008/132085号、Appl.Phys.Lett.75,4(1999)、Appl.Phys.Lett.79,449(2001)、Appl.Phys.Lett.81,162(2002)、Appl.Phys.Lett.81,162(2002)、Appl.Phys.Lett.79,156(2001)、米国特許第7964293号、米国特許出願公開第2009/030202号明細書、国際公開第2004/080975号、国際公開第2004/063159号、国際公開第2005/085387号、国際公開第2006/067931号、国際公開第2007/086552号、国際公開第2008/114690号、国際公開第2009/069442号、国際公開第2009/066779号、国際公開第2009/054253号、国際公開第2011/086935号、国際公開第2010/150593号、国際公開第2010/047707号、EP2311826号、特開2010-251675号公報、特開2009-209133号公報、特開2009-124114号公報、特開2008-277810号公報、特開2006-156445号公報、特開2005-340122号公報、特開2003-45662号公報、特開2003-31367号公報、特開2003-282270号公報、国際公開第2012/115034号等である。
 本発明におけるより好ましい公知の電子輸送材料としては、少なくとも一つの窒素原子を含む芳香族複素環化合物や、リン原子を含む化合物が挙げられ、例えばピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、アリールホスフィンオキサイド誘導体などが挙げられる。
 電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
 (正孔阻止層)
 正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
 また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。
 本発明の有機EL素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
 本発明に係る正孔阻止層の層厚としては、好ましくは3~100nmの範囲であり、更に好ましくは5~30nmの範囲である。
 正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
 (電子注入層)
 本発明に係る電子注入層(「陰極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。
 本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
 電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は0.1~5nmの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な層(膜)であってもよい。
 電子注入層は、特開平6-325871号公報、同9-17574号公報、同10-74586号公報等にもその詳細が記載されており、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、8-ヒドロキシキノリネートリチウム(Liq)等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
 また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
 (正孔輸送層)
 本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
 本発明に係る正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μmの範囲であり、より好ましくは2~500nmであり、さらに好ましくは5~200nmである。
 正孔輸送層に用いられる材料(以下、正孔輸送材料という)としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
 例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー(例えばPEDOT/PSS、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等)等が挙げられる。
 トリアリールアミン誘導体としては、α-NPD(4,4′-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル)に代表されるベンジジン型や、MTDATAに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
 また、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
 さらに不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4-297076号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
 また、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料やp型-Si、p型-SiC等の無機化合物を用いることもできる。さらにIr(ppy)3に代表されるような中心金属にIrやPtを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
 正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
 本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 例えば、Appl.Phys.Lett.69,2160(1996)、J.Lumin.72-74,985(1997)、Appl.Phys.Lett.78,673(2001)、Appl.Phys.Lett.90,183503(2007)、Appl.Phys.Lett.90,183503(2007)、Appl.Phys.Lett.51,913(1987)、Synth.Met.87,171(1997)、Synth.Met.91,209(1997)、Synth.Met.111,421(2000)、SID Symposium Digest,37,923(2006)、J.Mater.Chem.3,319(1993)、Adv.Mater.6,677(1994)、Chem.Mater.15,3148(2003)、米国特許出願公開第2003/0162053号明細書、米国特許出願公開第2002/0158242号明細書、米国特許出願公開第2006/0240279号明細書、米国特許出願公開第2008/0220265号明細書、米国特許第5061569号、国際公開第2007/002683号、国際公開第2009/018009号、欧州特許第650955号明細書、米国特許出願公開第2008/0124572号明細書、米国特許出願公開第2007/0278938号明細書、米国特許出願公開第2008/0106190号明細書、米国特許出願公開第2008/0018221号明細書、国際公開第2012/115034号、特表2003-519432号公報、特開2006-135145号公報、米国特許出願番号13/585981号等である。
 正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
 (電子阻止層)
 電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
 また、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。
 本発明の有機EL素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
 本発明に係る電子阻止層の層厚としては、好ましくは3~100nmの範囲内であり、更に好ましくは5~30nmの範囲内である。
 電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物も電子阻止層に好ましく用いられる。
 (正孔注入層)
 本発明に係る正孔注入層(「陽極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。
 本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
 正孔注入層は、特開平9-45479号公報、同9-260062号公報、同8-288069号公報等にもその詳細が記載されており、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。
 中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
 前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
 (添加物)
 前述した本発明における有機層は、更に他の添加物が含まれていてもよい。
 添加物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Pd、Ca、Na等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
 添加物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量%に対して1000ppm以下であることが好ましく、より好ましくは500ppm以下であり、さらに好ましくは50ppm以下である。
 ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
 (有機層の形成方法)
 本発明に係る有機層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、中間層等)の形成方法について説明する。
 本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等による形成方法を用いることができる。
 湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア-ブロジェット法)等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。
 本発明に用いられる有機EL材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。
 また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
 更に層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50~450℃、真空度10-6~10-2Pa、蒸着速度0.01~50nm/秒、基板温度-50~300℃、層(膜)厚0.1nm~5μm、好ましくは5~200nmの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
 本発明に係る有機層の形成は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
 (陽極)
 有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上、好ましくは4.5eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムスズ酸化物(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In-ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
 陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
 あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。
 陽極の膜厚は材料にもよるが、通常10nm~1μm、好ましくは10~200nmの範囲内で選ばれる。
 (陰極)
 陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム-カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
 陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることで作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm~5μm、好ましくは50~200nmの範囲で選ばれる。
 なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
 また、陰極に上記金属を1~20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
 [支持基板]
 本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基板、基材等ともいう。)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
 樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)あるいはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
 樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/m・24h以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10-3ml/m・24h・atm以下、水蒸気透過度が、1×10-5g/m・24h以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
 バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
 バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004-68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
 不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
 本発明の有機EL素子の発光の室温(25℃)における外部取り出し量子効率は、1%以上であることが好ましく、5%以上であるとより好ましい。
 ここで、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。
 また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を、蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。
 [封止]
 本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
 具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる1種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
 本発明においては、有機EL素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムはJIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10-3ml/m・24h以下、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度90±2%)が、1×10-3g/m・24h以下のものであることが好ましい。
 封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
 接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2-シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
 なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
 また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
 さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。
 封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
 吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
 [保護膜、保護板]
 有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
 [光取り出し向上技術]
 有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率1.6~2.1程度の範囲内)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
 この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(例えば、米国特許第4774435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(例えば、特開昭63-314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(例えば、特開平1-220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(例えば、特開昭62-172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(例えば、特開2001-202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11-283751号公報)などが挙げられる。
 本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
 本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
 透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。
 低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5~1.7程度の範囲内であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。またさらに1.35以下であることが好ましい。
 また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
 全反射を起こす界面又は、いずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が1次の回折や、2次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
 導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
 しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
 回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、若しくは媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約1/2~3倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
 [集光シート]
 本発明の有機EL素子は、支持基板(基板)の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設ける加工や、いわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
 マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は10~100μmの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
 集光シートとしては、例えば液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)などを用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
 また、有機EL素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)などを用いることができる。
 [用途]
 本発明の有機EL素子は、電子機器、例えば、表示装置、ディスプレイ、各種発光装置として用いることができる。
 発光装置として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
 本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
 4.表示装置
 本発明の有機EL素子を具備する表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
 多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法又は印刷法等で膜を形成できる。
 発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法及び印刷法である。
 表示装置に具備される有機EL素子の構成は、必要に応じて上記の有機EL素子の構成例の中から選択される。
 また、有機EL素子の製造方法は、上記の本発明の有機EL素子の製造の一態様に示したとおりである。
 このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を-の極性として電圧2~40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が-の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
 多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ又は各種発光光源として用いることができる。表示デバイス又はディスプレイにおいて、青、赤及び緑発光の3種の有機EL素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
 表示デバイス又はディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示及び自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
 発光装置としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 以下、本発明の有機EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
 図5は有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
 ディスプレイ1は複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B、表示部Aと制御部Bとを電気的に接続する配線部C等を有する。
 制御部Bは表示部Aと配線部Cを介して電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。
 図6はアクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
 表示部Aは基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部Cと複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。
 図6においては、画素3の発光した光が白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。
 配線部の走査線5及び複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示していない)。
 画素3は走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
 発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
 次に、画素の発光プロセスを説明する。図7は画素の回路を示した概略図である。
 画素は、有機EL素子10、スイッチングトランジスタ11、駆動トランジスタ12、コンデンサー13等を備えている。複数の画素に有機EL素子10として、赤色、緑色及び青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
 図7において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスタ11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスタ11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー13と駆動トランジスタ12のゲートに伝達される。
 画像データ信号の伝達により、コンデンサー13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ12の駆動がオンする。駆動トランジスタ12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。
 制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフしてもコンデンサー13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ12が駆動して有機EL素子10が発光する。
 すなわち、有機EL素子10の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ11と駆動トランジスタ12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
 ここで、有機EL素子10の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
 本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
 図8は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図8において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。
 順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。
 パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
 本発明の有機EL素子を用いることにより、発光効率が向上した表示装置が得られた。
 5.照明装置
 本発明の有機EL素子は、照明装置に用いることもできる。
 本発明の有機EL素子は、共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよい。このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
 また、本発明の有機EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。
 動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、パッシブマトリクス方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。又は、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
 また、本発明の架橋化合物は、実質的に白色の発光を生じる有機EL素子を具備する照明装置に適用できる。例えば、複数の発光材料を用いる場合、複数の発光色を同時に発光させて、混色することで白色発光を得ることができる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色及び青色の3原色の三つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した二つの発光極大波長を含有したものでもよい。
 また、本発明の有機EL素子の形成方法は、発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよい。他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法及び印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。
 この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機EL装置と異なり、素子自体が白色発光である。
 [本発明の照明装置の一態様]
 本発明の有機EL素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
 本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止し、図9及び図10に示すような照明装置を形成することができる。
 図9は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機EL素子(照明装置内の有機EL素子101)はガラスカバー102で覆われている(なお、ガラスカバーでの封止作業は、照明装置内の有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った。)。
 図10は、照明装置の断面図を示し、105は陰極、106は有機層、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
 本発明の有機EL素子を用いることにより、発光効率が向上した照明装置が得られる。
 6.発光性薄膜
 本発明に係る発光性薄膜は、本発明の架橋化合物を含有することを特徴とし、前記有機層の形成方法と同様に作製することができる。
 本発明の発光性薄膜及は、前記有機層の形成方法と同様に作製することができる。
 本発明の発光性薄膜の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等による形成方法を用いることができる。
 湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア-ブロジェット法)等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。
 本発明に用いられる発光材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。
 また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
 更に層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度を50~450℃の範囲内、真空度を10-6~10-2Paの範囲内、蒸着速度0.01~50nm/秒の範囲内、基板温度-50~300℃の範囲内、層厚0.1nm~5μmの範囲内、好ましくは5~200nmの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
 また、成膜にスピンコート法を採用する場合、スピンコーターを100~1000rpmの範囲内、10~120秒の範囲内で、乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例において「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量%」を表す。
 実施例及び比較例で用いた化合物を以下に示す。
 (架橋化合物T-2の合成)
 国際公開2014/022008号に記載の方法に従って、2-(9H-カルバゾリル-9-イル)フェノールを得た。次に、2-(9H-カルバゾリル-9-イル)フェノール、東京化成製の2-クロロ―4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン、炭酸カリウム、N-メチルピロリドンを混合して、100℃で10時間加熱撹拌することによって、架橋化合物T-2の粗精製物を得た。その後、カラムクロマトグラフィー、再結晶、昇華精製を行って、架橋化合物T-2の高純度品を取得した。
 (その他の架橋化合物の合成)
 前述と同様にして、架橋化合物T-1、T-5、T-13、T-15、T-21、T-24、T-30、T-34、T-35、T-38、T-40、T-43、T-45、T-56、T-67、T-85、T-87、T-96、T-97、T-100、T-101、T-102、T-103、T-104、T-105、T-106、T-114、T-124~T-127、T-129、T-135、T-138、T-144、T-146、T-154、T-156、T-159、T-160、T-167、T-177、T-189、T-191、T-194、T-197、T-198及びT-200を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 [実施例1]
 (有機EL素子1-1の作製)
 50mm×50mm、厚さ0.7mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウム・スズ酸化物)を150nmの厚さで成膜し、パターニングを行った。その後、このITO透明電極を付けた透明基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
 真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼは、モリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
 真空度1×10-4Paまで減圧した後、HAT-CN(1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル)の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒でITO透明電極上に蒸着し、層厚10nmの正孔注入輸送層を形成した。
 次いで、α-NPD(4,4’-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル)を蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚40nmの正孔輸送層を形成した。
 次いで、ホスト化合物としてH-232、発光性化合物として比較化合物1を、それぞれ94%、6%の体積%になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、層厚30nmの発光層を形成した。
 その後、BCP(2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を形成した。
 さらに、フッ化リチウムを膜厚0.5nmで形成した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成した。
 上記素子の非発光面側を、純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機EL素子1-1を作製した。
 (有機EL素子1-2~1-38の作製)
 ホスト化合物と発光性化合物を表1に示すように変えた以外は有機EL素子1-1と同様の方法で有機EL素子1-2~1-38を作製した。
 得られた有機EL素子1-1~1-38の駆動時の各サンプルの発光効率を、下記測定を行うことにより評価した。
 (相対発光効率の測定)
 上記作製した各有機EL素子を、室温(約25℃)で、2.5mA/cmの定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)を用いて測定した。
 表1に、得られた発光輝度の相対値(実施例1では有機EL素子1-1の発光輝度に対する相対値)を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
 [実施例2]
 (有機EL素子2-1の作製)
 陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
 この透明支持基板上に、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を用いて3000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、層厚20nmの正孔注入層を設けた。
 この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
 真空度1×10-4Paまで減圧した後、α-NPDを蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚40nmの正孔輸送層を形成した。
 次いで、ホスト化合物としてH-234、発光性化合物として2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレン(TBPe)が、それぞれ97%、3%の体積%になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、層厚30nmの発光層を形成した。
 その後、TPBi(1,3,5-トリス(N-フェニルベンゾイミダゾール-2-イル)を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を形成した。
 さらに、フッ化ナトリウムを膜厚1nmで形成した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成した。
 上記素子の非発光面側を、純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機EL素子2-1を作製した。
 (有機EL素子2-2の作製)
 ホスト化合物としてH-234、発光性化合物として2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレン、第三成分として比較化合物1を用い、それぞれの比率が82%、3%、15%の体積%となるように発光層を形成した以外は有機EL素子2-1の作製と同様にして、有機EL素子2-2を作製した。
 (有機EL素子2-3~2-6の作製)
 第三成分を表2に示すように変えた以外は有機EL素子2-2と同様の方法で有機EL素子2-3~2-6を作製した。
 得られた有機EL素子2-1~2-6の駆動時の各サンプルの発光効率を、実施例1と同様の方法で評価した。表2に、得られた発光輝度の相対値(実施例2では有機EL素子2-1の発光輝度に対する相対値)を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
 [実施例3]
 (有機EL素子3-1の作製)
 50mm×50mm、厚さ0.7mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウム・スズ酸化物)を150nmの厚さで製膜し、パターニングを行った。その後、このITO透明電極を付けた透明基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
 真空蒸着装置内の蒸着用の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。前記抵抗加熱ボートはモリブデン製又はタングステン製を用いた。
 真空度1×10-4Paまで減圧した後、HAT-CNの入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒でITO透明電極上に蒸着し、層厚15nmの正孔注入層を形成した。
 次いで、α-NPD(4,4’-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル)を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの正孔輸送層を形成した。
 次いで、ホスト化合物として比較化合物1と発光性化合物としてGD-1とが入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.010nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着し、層厚40nmの発光層を形成した。
 次いで、HB-1を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚5nmの第一電子輸送層を形成した。
 さらにその上に、ET―1を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚45nmの第二電子輸送層を形成した。
 その後、フッ化リチウムを厚さ0.5nmになるよう蒸着した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子3-1を作製した。
 (有機EL素子3-2~3-40の作製)
 ホスト化合物を表3に示すように変えた以外は有機EL素子3-1と同様の方法で有機EL素子3-2~3-40を作製した。
 得られた有機EL素子3-1~3-40の駆動時の各サンプルの発光効率を、実施例1と同様の方法で評価した。表3に、得られた発光輝度の相対値(実施例3では有機EL素子3-1の発光輝度に対する相対値)を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
 [実施例4]
 (有機EL素子4-1の作製)
 50mm×50mm、厚さ0.7mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウム・スズ酸化物)を150nmの厚さで製膜し、パターニングを行った。その後、このITO透明電極を付けた透明基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
 真空蒸着装置内の蒸着用の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。前記抵抗加熱ボートはモリブデン製又はタングステン製を用いた。
 真空度1×10-4Paまで減圧した後、α-NPD(4,4’-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル)の入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒でITO透明電極上に蒸着し、層厚30nmの正孔注入層を形成した。
 次いで、TCTA(トリス(4-カルバゾイル-9-イルフェニル)アミン)を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚20nmの第一正孔輸送層を形成した。
 さらに、H-233を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚10nmの第二正孔輸送層を形成した。
 次いで、ホスト化合物として比較化合物1と、発光性化合物としてTBPe(2,5,8,11-テトラ-tert-ブチルペリレン)とが入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.010nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着し、層厚20nmの発光層を形成した。
 次いで、H-232を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚10nmの第一電子輸送層を形成した。
 さらにその上に、TBPi(1,3,5-トリス(1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール-2-イル)ベンゼン)を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30mの第二電子輸送層を形成した。
 その後、フッ化リチウムを厚さ0.5nmになるよう蒸着した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子4-1を作製した。
 (有機EL素子4-2~4-24の作製)
 ホスト化合物を表4に示すように変えた以外は有機EL素子4-1と同様の方法で有機EL素子4-2から4-24を作製した。
 得られた有機EL素子4-1~4-24の駆動時の各サンプルの発光効率を、実施例1と同様の方法で評価した。
 表4に、得られた発光輝度の相対値(実施例4では有機EL素子4-1の発光輝度に対する相対値)を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
 素子1~4において、いずれの場合も、比較化合物より本発明の架橋化合物の方が高い発光効率を示した。
 また、表1の化合物T-38とT-124との対比から、一般式(6)において、電子求引性基Aが平面性の高い基である化合物T-124のほうが、電子求引性基Aが平面性の低い基である化合物T-38よりも、素子の発光効率を高めうることが示される。
 また、表1の化合物T-1とT-125との対比から、一般式(2)において、電子供与性基Dが平面性の高い基である化合物T-1のほうが、電子供与性基Dが平面性の低い基である化合物T-125よりも、素子の発光効率を高めうることが示される。
 また、表1の化合物T-97とT-114との対比から、一般式(2)において、LとMが同一の基である化合物T-114のほうが、LとMが同一の基ではない化合物T-97よりも、素子の発光効率を高めうることが示される。
 また、表1、3及び4の化合物T-2とT-85又はT-87との対比から、一般式(1)において形成される環が1つだけあるほうが、環が2つあるよりも、素子の発光効率を高めうることが示される。
 また、表1、3及び4の化合物T-15とT-34の対比から、一般式(2)の構造を有する架橋化合物(n=1)のほうが、一般式(4)の構造を有する架橋化合物(n=2)よりも素子の発光効率を高めうることが示される。
 また、表1の化合物T-35とT-127の対比から、一般式(5)の構造を有する化合物T-35(n=3)のほうが、一般式(4)の構造を有する化合物T-127(n=2)よりも素子の発光効率を高めうることが示される。
 また、表1の化合物T-21とT-126の対比から、一般式(2)の構造を有する化合物T-21のほうが、一般式(8)の構造を有する化合物T-126よりも素子の発光効率を高めうることが示される。
 [実施例5]
 (溶液5-1の調製)
 架橋化合物T-106を2-メチル-テトラヒドロフランに溶解し、10-5Mの溶液5-1を調製した。
 (溶液5-1の発光スペクトル測定)
 溶液5-1を測定用セルに入れ、窒素バブリング後にセルの蓋をして、発光スペクトル測定装置(日立製作所社製 F-7000)を用いて280nmの励起光を照射して、発光スペクトル測定を行った。
 (溶液5-2の調製)
 比較化合物5と比較化合物6を1:2のモル比で混合して2-メチル-テトラヒドロフランに溶解し、比較化合物5が10-5M、比較化合物6が2×10-5Mとなる溶液5-2を調製した。
 (溶液5-2の発光スペクトル測定)
 溶液5-1の発光スペクトル測定と同じ方法で、溶液5-2の発光スペクトルを測定した。
 得られた発光スペクトルの結果を図11に示す。
 図11に示されるように、溶液5-1の発光スペクトルは、溶液5-2の発光スペクトルとは全く異なる発光スペクトルであることが分かった。この結果は、溶液5-1の含有成分である架橋化合物T-106は、分子内で電子供与性基Dと電子求引性基Aが、非共役原子で架橋されているために、分子内エキシプレックスを形成できたことを示している。
 これに対して比較化合物1~4は、いずれも電子供与性基Dと電子求引性基A、或いは電子供与性基D同士(又は電子求引性基A同士)が、本願の非共役原子で架橋されておらず、π電子雲が互いに重なり合う位置にないため、分子内エキシプレックス又は分子内エキシマを形成しないことは明らかである。さらに、比較化合物5及び6は分子量が小さすぎるため、薄膜形成が不可能であり、素子の作製自体が困難であることも明らかである。
 [実施例6]
 (溶液6-1の調整)
 架橋化合物T-144を用いた以外は実施例5と同様の方法で溶液を調製した。
 (溶液6-1の発光スペクトル測定)
 溶液6-1を用いた以外は実施例5と同様の方法で発光スペクトル測定を行った。
 (単膜6-2の作製)
 石英基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
 真空蒸着装置内の蒸着用の抵抗加熱ボートに、架橋化合物T-144を、単膜作製に最適の量を充填した。抵抗加熱ボートは、モリブデン製を用いた。
 真空度1×10-4Paまで減圧した後、架橋化合物T-144の入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で石英基板上に蒸着し、層厚30nmの単膜6-2を形成した。
 (単膜6-2の発光スペクトル測定)
 単膜6-2を用いた以外は溶液6-1と同様の方法で発光スペクトル測定を行った。
 得られた発光スペクトルの結果を図12に示す。
 図12に示されるように、単膜6-2の発光スペクトルは、溶液6-1の発光スペクトルとは全く異なる発光スペクトルであることが分かった。この結果は、架橋化合物T-144は、分子間でエキシプレックスを形成できたことを示している。
 本出願は、2015年12月28日出願の特願2015-256982に基づく優先権を主張する。当該出願明細書及び図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
 本発明によれば、発光波長を制御しながら、高い発光効率を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
 1 ディスプレイ
 3 画素
 5 走査線
 6 データ線
 7 電源ライン
 10 有機EL素子
 11 スイッチングトランジスタ
 12 駆動トランジスタ
 13 コンデンサー
 101 照明装置内の有機EL素子
 102 ガラスカバー
 105 陰極
 106 有機層
 107 透明電極付きガラス基板
 108 窒素ガス
 109 捕水剤
 A 表示部
 B 制御部
 C 配線部

Claims (20)

  1.  下記一般式(1)で表される構造を有する、架橋化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (前記一般式(1)中、
     L及びMは、それぞれ電子供与性基D又は電子求引性基Aを表し、
     前記電子供与性基Dは、電子供与性基で置換されたアリール基、シアノ基及び含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基で置換されていてもよい電子供与性の複素環基、及び置換されていてもよいアミノ基からなる群より選ばれる基であり、
     前記電子求引性基Aは、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいボリル基、電子求引性基で置換されていてもよいアリール基、シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基、及び置換されていてもよい電子求引性の複素環基からなる群より選ばれる基であり、
     X、Y及びZは、それぞれ炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、
     nは、1~4の整数を表し、nが2以上であるとき、複数のZは互いに同じであっても異なっていてもよく、
     前記X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む1又は2つの環が形成されていてもよく、且つ前記X、前記Mと連結するZ、及び前記Xと前記Mと連結するZとの間の原子、の少なくとも1つは前記環の外にあり、
     前記環の外にある原子は、炭素原子、酸素原子又はケイ素原子である)
  2.  前記電子供与性基Dは、電子供与性基で置換されたアリール基、又はシアノ基及び含窒素芳香族六員環含有複素環基以外の置換基で置換されていてもよい電子供与性の複素環基である、請求項1に記載の架橋化合物。
  3.  前記電子求引性基Aは、電子求引性基で置換されていてもよいアリール基、シアノ基もしくは含窒素芳香族六員環含有複素環基で置換された電子供与性の複素環基、又は置換されていてもよい電子求引性の複素環基である、請求項1又は2に記載の架橋化合物。
  4.  前記L及びMの一方が、前記電子供与性基Dであり、且つ前記L及びMの他方が、前記電子求引性基Aである、請求項1~3のいずれか一項に記載の架橋化合物。
  5.  前記L及びMの両方が、前記電子供与性基Dであるか、又は前記L及びMの両方が、前記電子求引性基Aである、請求項1~4のいずれか一項に記載の架橋化合物。
  6.  前記L及びMが、互いに同一の基である、請求項5に記載の架橋化合物。
  7.  前記X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む1つの環が形成されており、
     前記環は、単環式芳香族炭化水素環又は単環式芳香族複素環である、請求項1~6のいずれか一項に記載の架橋化合物。
  8.  前記X、Y及び1以上のZのうち隣り合う2以上を環構成原子として含む環が形成されていない、請求項1~6のいずれか一項に記載の架橋化合物。
  9.  前記nが1又は3である、請求項1~8のいずれか一項に記載の架橋化合物。
  10.  下記一般式(2)~(9)のいずれかで表される構造を有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の架橋化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (一般式(2)~(9)において、
     L及びMは、それぞれ前記一般式(1)のL及びMと同義であり、
     X’、Y’及びZ’は、それぞれ-CR、酸素原子又は-SiRであり、
     Qは、独立してC-R又は窒素原子であり、
     R~Rは、それぞれ水素原子又は置換基である)
  11.  陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層とを含み、
     前記発光層の少なくとも一層が、分子内又は分子間エキシプレックス又は分子内又は分子間エキシマを一種類の分子で形成する化合物を含み、
     前記化合物は、請求項1~10のいずれか一項に記載の架橋化合物である、有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12.  前記発光層が、ホスト化合物をさらに含む、請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  13.  前記発光層が、蛍光発光性化合物及びりん光発光性化合物の少なくとも一方をさらに含む、請求項11又は12に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  14.  前記発光層が、ホスト化合物と、蛍光発光性化合物及びりん光発光性化合物の少なくとも一方とをさらに含む、請求項11~13のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  15.  請求項11~14のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、表示装置。
  16.  請求項11~14のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、照明装置。
  17.  請求項1~10のいずれか一項に記載の架橋化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
  18.  前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、発光材料である、請求項17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
  19.  前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、電荷輸送材料である、請求項17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
  20.  前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、分子内又は分子間エキシプレックス又は分子内又は分子間エキシマを一種類の分子で形成する、請求項17~19のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
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