WO2017222036A1 - 化合物、有機el素子、表示装置および照明装置 - Google Patents

化合物、有機el素子、表示装置および照明装置 Download PDF

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時由 梅田
青森 繁
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Definitions

  • Some embodiments of the present invention relate to a compound, an organic EL element, a display device, and a lighting device.
  • organic EL displays Conventionally, displays (organic EL displays, display devices) using organic EL elements have been developed. Compared with a display using a liquid crystal panel, the organic EL display has an advantage that it can be reduced in thickness and power consumption because a backlight is unnecessary.
  • the organic EL element has a pair of electrodes and functional layers such as a light emitting layer, an electron transport layer, and a hole transport layer sandwiched between these electrodes.
  • functional layers such as a light emitting layer, an electron transport layer, and a hole transport layer sandwiched between these electrodes.
  • novel compounds constituting each functional layer have been studied (for example, see Patent Documents 1 and 2).
  • a compound represented by the following general formula (1) is provided.
  • R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a cyano group, or a triphenylsilyl group.
  • a plurality of R 1 s may be the same or different from each other, and only one of them is a cyano group
  • R 2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or a carbon number of 1
  • a plurality of R 2 may be the same or different from each other, and at least one R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
  • R 3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkoxy group, a phenyl group having 1 to 22 carbon atoms, a carbazole group, a diphenylamino group or a triphenylsilyl group, double Of R 3 may be the same or different.
  • an organic EL device having a layer containing the above-described compound is provided.
  • a first organic EL element that emits red light a second organic EL element that emits green light
  • a third organic EL element that emits blue light There is provided a display device in which at least one of the first organic EL element, the second organic EL element, and the third organic EL element is the above-mentioned organic EL element Is done.
  • a display device having the above-described organic EL element and a phosphor layer that emits fluorescence by absorbing light emitted from the organic EL element.
  • the organic EL element described above, and a color filter layer that converts white light emitted from the organic EL element into at least one of red light, green light, and blue light, A display device is provided.
  • an illumination device that includes the above-described organic EL element and emits white light.
  • a novel compound capable of producing a high-performance organic EL device with improved luminous efficiency.
  • the compounds according to one aspect of the invention are those that emit thermally activated delayed fluorescence.
  • an organic EL element, a display device, and a lighting device that use such a compound and have improved luminous efficiency can be provided.
  • the schematic diagram which shows the organic EL element by 1 aspect of this invention The schematic sectional drawing of the display apparatus of 3rd Embodiment.
  • the top view which illustrates the principal part of the display device of a 3rd embodiment.
  • the equivalent circuit diagram which illustrates the principal part of the display apparatus of 3rd Embodiment.
  • the schematic sectional drawing of the display apparatus of 4th Embodiment The schematic sectional drawing of the display apparatus of 5th Embodiment.
  • the schematic diagram which shows the electronic device of 6th Embodiment The schematic diagram which shows the electronic device of 6th Embodiment.
  • the schematic diagram which shows the electronic device of 6th Embodiment The schematic diagram which shows the electronic device of 6th Embodiment.
  • R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a cyano group, or a triphenylsilyl group.
  • a plurality of R 1 may be the same or different from each other, and only one of them is a cyano group.
  • R 2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and a plurality of R 2 may be the same or different from each other And at least one R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
  • R 3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms, a phenyl group, a carbazole group, a diphenylamino group or a triphenylsilyl group, and a plurality of R 3 are They may be the same or different from each other. )
  • the compound (1) has a structure in which a benzene ring is bonded to a nitrogen atom of carbazole having a donor property. Further, the compound (1) has a structure in which a cyano group which is an electron withdrawing group and a fluorinated alkyl group which is also an electron withdrawing group are bonded on the benzene ring.
  • R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a cyano group, or a triphenylsilyl group. .
  • the alkyl group in R 1 may be linear, branched or cyclic, and when it is cyclic, the alkyl group may be monocyclic or polycyclic.
  • the alkyl group preferably has 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group having 1 to 22 carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, and isopentyl group.
  • the cyclic alkyl group preferably has 3 to 22 carbon atoms, and examples of the alkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclononyl group, and a cyclodecyl group.
  • Norbornyl group, isobornyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group and tricyclodecyl group, and one or more hydrogen atoms of these cyclic alkyl groups are linear, branched or cyclic
  • the thing substituted by the alkyl group of can be illustrated.
  • examples of the linear, branched, and cyclic alkyl groups for substituting a hydrogen atom include those described above as the alkyl group for R 1 .
  • Examples of the alkoxy group for R 1 include monovalent groups in which the above-described alkyl group is bonded to an oxygen atom, such as a methoxy group and a cyclopropoxy group.
  • the alkyl group contained in the alkoxy group may be linear, branched or cyclic, and when it is cyclic, the alkyl group may be monocyclic or polycyclic.
  • the alkyl group contained in the alkoxy group preferably has 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the fluorinated alkyl group for R 1 include those in which one or more hydrogen atoms of the above-described alkyl group are substituted with fluorine atoms.
  • R 1 s possessed by the compound (1) may be the same as or different from each other. Further, only one of R 1 is a cyano group, two R 1 remaining is a group other than a cyano group among the substituents mentioned above.
  • R 2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
  • Examples of the alkyl group, alkoxy group and fluorinated alkyl group in R 2 are the same as the alkyl group, alkoxy group and fluorinated alkyl group in R 1 .
  • Two R 2 possessed by the compound (1) may be the same as or different from each other. At least one R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
  • R 3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms, a phenyl group, a carbazole group, a diphenylamino group or a triphenylsilyl group.
  • Examples of the alkyl group and alkoxy group in R 3 are the same as the alkyl group and alkoxy group in R 1 .
  • the eight R 3 possessed by the compound (1) may be the same as or different from each other.
  • R 1 , R 2 and R 3 of the compound (1) are exemplified, but substituents usable as R 1 , R 2 and R 3 of the compound (1) are not limited to those described above. Other substituents can also be employed.
  • one of the two R 2 is preferably a hydrogen atom. That is, a preferable structure as a compound according to one embodiment of the present invention is represented by the following general formula (2).
  • the compound represented by the following formula (2) may be referred to as “compound (2)”.
  • R ⁇ 1 >, R ⁇ 3 > is the same as that of Formula (1).
  • R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
  • two of the three R 1 are preferably hydrogen atoms, and face the carbon atom bonded to the nitrogen atom of the carbazole group (with respect to the carbon atom bonded to the nitrogen atom).
  • R 1 ( bonded to the para carbon atom) is preferably a cyano group.
  • 6 of 1-position, 2-position, 4-position, 5-position, 7-position and 8-position among 8 R 3 are preferably hydrogen atoms, and 3-position and
  • the two R 3 bonded to the carbon atom at the 6-position are preferably the substituents described above as the groups that R 3 can take.
  • a preferable structure as a compound according to one embodiment of the present invention is represented by the following general formula (3).
  • the compound represented by the following formula (3) may be referred to as “compound (3)”.
  • R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
  • R 3 is the same as in formula (1)
  • R 3 is used for adjusting the molecular weight of the entire compounds (1) to (3). That is, when it is desired to reduce the molecular weight of the compounds (1) to (3), among the above-described substituents that can be adopted as R 3 , a hydrogen atom, an alkyl group, or an alkoxy group having a small carbon number is selected. It is good to choose. When the molecular weights of the compounds (1) to (3) are small, the compounds (1) to (compound 3) become soluble in a solvent and can be applied as a solution.
  • Examples of the compounds (1) to (3) include the following formulas (11) to (26).
  • the following formulas (11) to (26) are merely examples, and the present invention is not limited to them.
  • the compounds (1) to (3) have an “intramolecular donor / acceptor type” structure having an acceptor benzene skeleton and a donor carbazole skeleton.
  • the acceptor benzene skeleton has an electron-withdrawing cyano group as R 1 and an electron-withdrawing fluorinated alkyl group as R 2 .
  • the plane of the benzene skeleton and the plane of the carbazole group are perpendicular to each other at the connecting portion of the benzene skeleton and the carbazole group due to steric hindrance of the fluorinated alkyl group and carbazole group of R 2
  • the structure is greatly twisted.
  • the compounds (1) to (3) have an electronic state in which the energy level difference ( ⁇ EST) between the singlet excited state (S1) and the triplet excited state (T1) is small.
  • compound (1) to compound (3) when used as the luminescent materials, they exhibit thermally activated delayed fluorescence.
  • Use of such compounds (1) to (3) as the light emitting material of the organic EL device is preferable because a light emitting device having good light emission efficiency (external quantum yield) of the organic EL device can be obtained.
  • the compounds (1) to (3) can be produced by reacting the corresponding fluorobenzonitriles with carbazoles.
  • the compound (17) can be produced according to the following reaction formula.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • MS mass spectrometry
  • IR infrared spectroscopy
  • UV-VIS absorption spectrum ultraviolet / visible spectroscopy
  • the organic EL element injects carriers from both the positive and negative electrodes and causes the light emitting material to be excited to emit light.
  • the excited states (excitons) generated by carrier injection the excited singlet state is 25% and the excited triplet state is 75%.
  • the excited triplet state has a longer lifetime than the excited singlet state. Therefore, the organic EL material in the excited triplet state is easily deactivated due to saturation of the excited state, interaction between excitons in the excited triplet state, energy transfer to oxygen, impurities, deteriorated molecules, and the like. For this reason, phosphorescence, which is light emission from an excited triplet state, generally has a high emission quantum yield in many cases.
  • delayed fluorescence material a material in an excited triplet state absorbs thermal energy, so that an inverted term from an excited triplet state to an excited singlet state. Crossed between. The material in the excited singlet state emits fluorescence.
  • thermally activated delayed fluorescent material by absorption of thermal energy is particularly useful.
  • a thermally activated delayed fluorescent material 25% of excited singlet excitons generated by carrier injection emit prompt fluorescence.
  • 75% excited triplet state excitons generated by carrier injection absorb room temperature, heat generated by the device, etc., cross back to excited singlet, and emit delayed fluorescence.
  • both the prompt fluorescence and the delayed fluorescence are emitted from the excited singlet state, and thus have the same spectral shape.
  • the lifetime of the delayed fluorescence via the excited triplet state is longer than that of the prompt fluorescence.
  • the ratio of excited singlet states which was generated only by 25% with a general fluorescent material, is 25% or more, and in principle up to 100%. It can be raised.
  • the compound according to one embodiment of the present invention exhibits thermally activated delayed fluorescence. Therefore, an excellent organic EL element can be provided by using the compound according to one embodiment of the present invention as a light-emitting material of a light-emitting layer.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an organic EL element according to one embodiment of the present invention.
  • An organic EL element 100 according to an aspect of the present invention includes an anode 2, a cathode 3, and a light emitting layer 4 sandwiched between the anode 2 and the cathode 3. Moreover, the organic EL element 100 has the board
  • a substrate 1, an anode 2, a hole transport layer 5, a light emitting layer 4, an electron transport layer 6, and a cathode 3 are laminated in this order. Each layer may be a single layer or may have a configuration in which a plurality of layers are laminated.
  • a hole injection layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, an exciton blocking layer, and the like may be appropriately stacked.
  • the hole transport layer may be a hole injection / transport layer having a hole injection function
  • the electron transport layer may be an electron injection / transport layer having an electron injection function.
  • the substrate 1 can be made of either a light transmissive material or a light non-transmissive material as long as the anode 2 is formed and can support the layer structure of the organic EL element.
  • a material for forming the substrate a material made of glass, plastic, quartz, silicon, or the like can be used.
  • the substrate 1 is provided with a driving TFT element for driving the organic EL element.
  • a metal, an alloy, a conductive metal compound, and a mixture thereof can be used.
  • Specific examples of such materials include metals such as Au, conductive metal oxides such as indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO, and CuI.
  • the anode 2 can be obtained, for example, by forming a thin film made of the material for forming the anode 2 on the substrate 1 by PVD or CVD and then forming it in a desired pattern by photolithography.
  • the cathode 3 can be made of a conductive material having a low work function (for example, less than 4 eV).
  • a metal, an alloy, a conductive metal compound, and a mixture thereof can be used.
  • Specific examples of such 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, rare earth metals and the like.
  • the cathode 3 can be obtained by, for example, PVD such as vapor deposition or sputtering.
  • the light-emitting layer 4 has a wavelength corresponding to the energy gap of the light-emitting material by exciting the light-emitting material with holes injected from the anode and electrons injected from the cathode, and further combining the holes and electrons. It is a layer that emits light.
  • a light emitting material may be used alone or may include a light emitting layer and a host material.
  • a known host molecule for an organic EL element can be used as the host molecule.
  • host molecules examples include 1,3-bis (N-carbazolyl) benzene (mCP), 9,9 ′-(2,6-pyridinediyl) bis-9H-carbazole (PYD2), 4, 4′-bis (N-carbazolyl) -1,1′-biphenyl (CBP), 9,9′-biphenyl-3,3′-diylbis-9H-carbazole (mCBP), 4,4′-bis (9- Carbazolyl) -2,2′-dimethylbiphenyl (CDBP), 9,9-di (4-dicarbazole-benzyl) fluorene (CPF), poly (N-octyl-2,7-carbazole-O-9,9- Carbazole derivatives such as dioctyl-2,7-fluorene) (PCF); Aniline derivatives such as 4- (diphenylphosphoyl) -N, N-diphenylaniline (mCP), 9,
  • the host molecule when the compound according to one embodiment of the present invention is used as a light-emitting dopant or an assist dopant is not limited thereto.
  • the host material in the light-emitting layer is preferably an organic compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of longer wavelengths, and has a high glass transition temperature.
  • the compound according to one embodiment of the present invention when used as a host molecule or an assist dopant, a known light-emitting material for an organic EL element can be used as the light-emitting dopant.
  • fluorescent material coumarin dyes As luminescent dopants that can be used, fluorescent material coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, Examples include perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, rare earth complex phosphors, and compounds having a high fluorescence quantum yield such as laser dyes.
  • the phosphorescent materials tris (2-phenylpyridine) iridium (III) (Ir (ppy) 3 ), Ir (piq) 3, Ir (ppy) 2 (acac), Ir (piq) 2 acac, Ir (Btp) ) 2 acac, bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III) (FIrpic), bis (4 ′, 6′-difluorophenylpolydinato) tetrakis (1-pyrazoyl) ) Borate iridium (III) (FIr 6 ), tris [N- (4′-cyanophenyl) -N′-methylimidazol-2-ylidene-C2, C2 ′] iridium (III) (Ir (cn-pmic) 3), tris ((3,5-difluoro-4-cyanophenyl)
  • metal complexes such as Cu complexes of FP, Pt complexes such as FPt and Pt-4, complexes of heavy atoms such as rhenium (Re), ruthenium (Ru), copper (Cu), or osmium (Os)
  • Re rhenium
  • Ru ruthenium
  • Cu copper
  • Os osmium
  • the hole transport layer 5 is an arbitrary structure in the organic EL element 100 and is a layer having a function of transporting holes.
  • the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • As the hole transport material a material capable of either injecting or transporting holes or blocking electrons can be used.
  • As a hole transport material a well-known thing can be used as a hole transport material of an organic EL element.
  • hole transport materials examples include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, indolocarbazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives.
  • it is preferable to use an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound it is more preferable to use an aromatic tertiary amine compound, but it is not limited to these.
  • the electron transport layer 6 is an arbitrary structure in the organic EL element 100 and is a layer having a function of transporting electrons.
  • the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • As the electron transporting material a material capable of either injecting or transporting electrons or blocking holes can be used.
  • As an electron transport material a well-known thing can be used as an electron transport material of an organic EL element.
  • electron transport materials examples include oxadiazole derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives. It is done. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, polymer materials in which these materials are introduced into polymer chains or these materials as polymer main chains can also be used, but are not limited thereto.
  • the hole injection layer and the electron injection layer may be present between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer.
  • the injection layer can be provided as necessary between the electrode and the organic layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance.
  • the electron blocking layer or the hole blocking layer is a layer that can block the charge (electrons or holes) existing in the light emitting layer and / or the diffusion of excitons out of the light emitting layer.
  • the electron blocking layer can be disposed between the light emitting layer and the hole transport layer, and blocks electrons from passing from the light emitting layer to the hole transport layer.
  • the hole blocking layer can be disposed between the light emitting layer and the electron transport layer, and blocks holes from passing from the light emitting layer to the electron transport layer.
  • the blocking layer can also be used to block the excitons from diffusing outside the light emitting layer. That is, each of the electron blocking layer and the hole blocking layer can also function as an exciton blocking layer.
  • the electron blocking layer or the exciton blocking layer can be used in the meaning including a layer having the functions of an electron blocking layer and an exciton blocking layer in one layer.
  • the hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense.
  • the hole blocking layer has a role of blocking holes from reaching the electron transport layer while transporting electrons, thereby improving the recombination probability of electrons and holes in the light emitting layer.
  • the material for the hole blocking layer the material for the electron transport layer can be used as necessary.
  • the electron blocking layer has a function of transporting holes in a broad sense.
  • the electron blocking layer has a role to block electrons from reaching the hole transport layer while transporting holes, thereby improving the probability of recombination of electrons and holes in the light emitting layer. .
  • the exciton blocking layer is a layer for preventing excitons generated by recombination of holes and electrons in the light emitting layer from diffusing into the charge transport layer. It becomes possible to efficiently confine in the light emitting layer, and the light emission efficiency of the device can be improved.
  • the exciton blocking layer can be inserted on either the anode side or the cathode side adjacent to the light emitting layer, or both can be inserted simultaneously. That is, when the exciton blocking layer is provided on the anode side, when inserted on the cathode side between the hole transport layer and the light emitting layer, the layer is disposed adjacent to the light emitting layer between the light emitting layer and the cathode, respectively. Can be inserted.
  • a hole injection layer, an electron blocking layer, or the like can be provided between the anode and the exciton blocking layer adjacent to the anode side of the light emitting layer, and the excitation adjacent to the cathode and the cathode side of the light emitting layer can be provided.
  • an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, and the like can be provided between the child blocking layer.
  • the blocking layer is disposed, at least one of the excited singlet energy and the excited triplet energy of the material used as the blocking layer is preferably higher than the excited singlet energy and the excited triplet energy of the light emitting material.
  • Such an organic EL device includes the above-described compounds as the compounds (1) to (3) in any of the light-emitting layer 4, the hole transport layer 5, and the electron transport layer 6.
  • the compounds (1) to (3) are useful as a material for forming an organic EL device.
  • the compound (1) to the compound (3) contain a delayed fluorescent material that emits delayed fluorescence.
  • An organic EL element using a delayed fluorescent material as a light emitting material emits delayed fluorescent light and has high luminous efficiency.
  • any one of the compounds (1) to (3) is used as a material for forming the light emitting layer 4, these compounds may function as a light emitting dopant, may function as an assist dopant, or function as a host molecule. Or may function as an exciplex molecule.
  • the paired compounds include the above hole transport layer, electron transport layer, hole injection layer, electron blocking layer, hole blocking layer, electron The well-known thing used for an injection layer, an exciton blocking layer, etc. can be used.
  • the ratio of the compound according to one embodiment of the present invention as the light emitting material in the light emitting layer is preferably 0.1% by weight or more, and more preferably 1% by weight or more. .
  • the ratio of the compound according to one embodiment of the present invention contained in the light emitting layer as the light emitting material is preferably 50% by weight or less, and more preferably 20% by weight or less. More preferably, it is 15% by weight or less.
  • the proportion contained in the light-emitting layer is preferably 1% by weight or more and 5% by weight or more. It is more preferable.
  • the compound according to one embodiment of the present invention as an assist dopant when using a host molecule and a light-emitting dopant it is preferably 50% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, and 20% by weight. More preferably, it is as follows.
  • the proportion of the compound according to one embodiment of the present invention as a host molecule in the light emitting layer is preferably 70% by weight or more, more preferably 85% by weight or more,
  • the proportion of the compound according to one embodiment of the present invention as the host molecule in the light emitting layer is preferably 99% by weight or less, and more preferably 97% by weight or less.
  • the proportion of the compound according to one embodiment of the present invention as the host molecule in the light emitting layer is preferably 50% by weight or more, and more preferably 70% by weight or more. preferable. Further, when the light emitting dopant and the assist dopant are used, the proportion of the compound according to one embodiment of the present invention as the host molecule in the light emitting layer is preferably 95% by weight or less, and 90% by weight or less. Is more preferable.
  • the proportion contained in the light emitting layer is preferably 30% by weight or more, and more preferably 40% by weight or more.
  • the proportion contained in the light emitting layer is preferably 70% by weight or less, and more preferably 60% by weight or less.
  • the compounds (1) to (3) are included as a material for forming the hole transport layer 5
  • the holes injected from the anode are efficiently introduced into the light emitting layer due to the excellent hole transport property due to the carbazole skeleton.
  • the effect of transportation can be expected.
  • the compounds (1) to (3) are included as the material for forming the electron transport layer 6, the excellent electron transport property due to the benzene ring skeleton having an electron-withdrawing cyano group and a fluoroalkyl group, The effect of efficiently transporting the injected electrons to the light emitting layer can be expected.
  • organic EL element having the above-described configuration, since the compound according to one embodiment of the present invention described above is used, an organic EL element with improved light emission efficiency can be provided.
  • the organic electroluminescence element of the present embodiment described above emits light when an electric field is applied between the anode and the cathode of the obtained element and energized. At this time, if the light is emitted from the excited singlet state, light having a wavelength corresponding to the energy is confirmed as fluorescence emission and delayed fluorescence emission. Since normal fluorescence has a shorter lifetime than delayed fluorescence, the emission lifetime can be distinguished from fluorescence (prompt fluorescence) and delayed fluorescence. On the other hand, if the light is emitted from the excited triplet state, the wavelength corresponding to the energy is confirmed as phosphorescence. In the compound according to one embodiment of the present invention, phosphorescence is hardly observable at room temperature. Under extremely low temperature conditions such as liquid nitrogen, phosphorescence emission can be observed.
  • the display device of the present embodiment includes a first organic EL element that emits red light, a second organic EL element that emits green light, and a third organic EL element that emits blue light. At least one of the first organic EL element, the second organic EL element, and the third organic EL element is the organic EL element according to the second embodiment described above.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the display device of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating the main part of the display device of this embodiment.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of one pixel illustrating the main part of the display device of this embodiment.
  • the same reference numerals are given to components common to the previous embodiment, and detailed description thereof is omitted.
  • the display device 1000 includes an element substrate (substrate) 10, an organic EL element 20, and a partition wall 30.
  • the display apparatus 1000 according to the present embodiment has a top emission type structure.
  • the element substrate 10 has a pixel selection TFT element (not shown), a driving TFT element, and wirings connected to these elements on the substrate.
  • a plurality of organic EL elements 20 are provided on the element substrate 10.
  • the organic EL element 20 has a laminated structure of a lower electrode 21, a light emitting unit 22, and an upper common electrode 23.
  • the lower electrode 21 is patterned for each sub-pixel, and a plurality of lower electrodes 21 are provided on the element substrate 10.
  • the lower electrode 21 corresponds to the anode 2 in the second embodiment.
  • the light emitting unit 22 has a layered structure having a generally known configuration such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the light emitting unit 22 corresponds to the light emitting layer 4, the hole transport layer 5, and the electron transport layer 6 in the second embodiment.
  • the upper common electrode 23 extends over the plurality of light emitting units 22 and covers the upper surfaces of the plurality of light emitting units 22.
  • the upper common electrode 23 corresponds to the cathode 3 in the second embodiment.
  • an organic EL element (first organic EL element) 20R that emits red light and an organic EL element (second organic EL element) that emits green light are used. ) 20G and an organic EL element (third organic EL element) 20B that emits blue light.
  • the partition 30 divides the plurality of lower electrodes 21 and the plurality of light emitting units 22 into sub-pixels.
  • the upper common electrode 23 is provided so as to cover the top of the partition wall 30. Further, a through hole penetrating in the substrate thickness direction is provided inside the partition wall 30, and a via 31 for connecting the wiring of the element substrate 10 and the upper common electrode 23 is provided in the through hole.
  • the organic EL element 20R is the organic EL element of the second embodiment.
  • the organic EL element 20B is the organic EL element shown in the second embodiment, and has any one of the above-described compounds (1) to (3) as a light-emitting layer forming material.
  • a known material can be used as the forming material of each part.
  • scanning lines 101 and signal lines 102 are wired in a matrix in a plan view with respect to an element substrate 10 included in an organic EL element.
  • Each scanning line 101 is connected to a scanning circuit 103 provided on one side edge of the element substrate 10, and each signal line 102 is connected to a video signal driving circuit 104 provided on the other side edge of the element substrate 10.
  • a driving element such as a thin film transistor for driving the organic EL element is incorporated in each of the intersections of the scanning line 101 and the signal line 102, and a pixel electrode is connected to each driving element. These pixel electrodes correspond to the anode 2 of the organic EL element.
  • the scanning circuit 103 and the video signal driving circuit 104 are electrically connected to a controller 105 via control lines 106, 107, and 108, and the controller 105 is controlled by a central processing unit (CPU) 109.
  • a central processing unit (CPU) 109 In addition, an organic EL power supply circuit 112 is separately connected to the scanning circuit 103 and the video signal driving circuit 104 via power supply wirings 110 and 111.
  • the image signal output unit includes a CPU 109 and a controller 105.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram constituting one pixel arranged in each region partitioned by the scanning line 101 and the signal line 102.
  • a switching TFT 124, a storage capacitor 125, a TFT circuit 120 having a driving TFT 126, and the organic EL element 100 are provided in a region partitioned by the scanning line 101 and the signal line 102.
  • a power supply line 123 is connected to the organic EL element 100.
  • this signal is applied to the source electrode of the switching TFT 124, and the storage capacitor 125 connected to the drain electrode is charged through the switching TFT 124 that is turned on.
  • the storage capacitor 125 is connected between the source electrode and the gate electrode of the driving TFT 126.
  • the gate voltage of the driving TFT 126 is held at a value determined by the voltage of the storage capacitor 125 until the switching TFT 124 is next selected for scanning.
  • the power supply line 123 is connected to the organic EL power supply circuit 112, and a current supplied from the power supply line 123 flows to the organic EL element 100 through the driving TFT 126 and causes the organic EL element 100 to emit light continuously.
  • the display device has excellent luminous efficiency by using the above-described compounds (1) to (3) in the organic EL element 100.
  • the display device of the present embodiment includes the organic EL element according to the second embodiment described above and a phosphor layer that emits fluorescence by absorbing light emitted from the organic EL element.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the display device of the present embodiment.
  • the display device 1100 of this embodiment includes an organic EL device 1110 and a wavelength conversion substrate 1120.
  • the organic EL device 1110 includes an element substrate (substrate) 10, an organic EL element 25, a partition wall 30, and a sealing unit 40.
  • the organic EL element 25 has a laminated structure of a plurality of lower electrodes 21, a light emitting portion 26 that is continuously provided so as to cover the plurality of lower electrodes 21, and an upper common electrode 23 that is continuously provided so as to cover the light emitting portion 26. is doing.
  • the organic EL device 1110 of this embodiment is the organic EL element shown in the second embodiment as the organic EL element 25, and any one of the above-described compounds (1) to (3) is used as a material for forming the light emitting layer. Have what you have.
  • the organic EL element 25 is configured to prepare a material for forming the light emitting portion 26 and a laminated structure and emit blue light.
  • the sealing portion 40 is provided on the surface of the element substrate 10 so as to cover the plurality of organic EL elements 25 and the partition walls 30.
  • the organic EL element 25 is generally weak against oxygen and moisture and easily deteriorates.
  • the sealing unit 40 has a function of protecting the organic EL element 25 from oxygen and moisture.
  • As a forming material of the sealing part 40 a well-known thing can be used.
  • a wavelength conversion substrate 1120 is disposed on the sealing portion 40 of the organic EL device 1110.
  • the wavelength conversion substrate 1120 includes a substrate 50, a partition wall 60, a wavelength conversion layer (phosphor layer) 70, a light scattering layer 75, and a sealing unit 80.
  • a transparent substrate can be used as the substrate 50.
  • the material for forming the transparent substrate include inorganic materials such as glass, quartz glass, and silicon nitride, and resin materials such as acrylic resin and polycarbonate resin.
  • a substrate using a composite material formed by laminating or mixing these materials may be employed as long as it has optical transparency.
  • a known planarization layer may be formed on the surface of the substrate 50 using a resin material.
  • the partition wall 60 is provided in a lattice shape using, for example, a resin material.
  • the wavelength conversion layer 70 includes a binder and a plurality of phosphor particles dispersed in the binder.
  • the wavelength conversion layer 70 is formed in contact with the partition wall 60.
  • the wavelength conversion layer 70 includes a wavelength conversion layer 70R that absorbs excitation light, converts it into red light, and emits it, and a wavelength conversion layer 70G that absorbs excitation light, converts it into green light, and emits it.
  • the wavelength conversion layer 70R includes a red phosphor.
  • the wavelength conversion layer 70G includes a green phosphor.
  • Known binders, red phosphors, and green phosphors can be used.
  • the light scattering layer 75 can include a binder and a plurality of light scattering particles dispersed inside the binder.
  • the light scattering layer 75 is formed in contact with the partition wall 60.
  • Known binders and light scattering particles can be used.
  • a sealing unit 80 is provided around the wavelength conversion layer 70 and between the wavelength conversion layer 70 and the organic EL device 1110.
  • the sealing unit 80 seals the partition wall 60, the wavelength conversion layer 70, and the light scattering layer 75.
  • the sealing unit 80 bonds the organic EL device 1110 and the wavelength conversion substrate 1120.
  • As the sealing part 80 a well-known thing can be used.
  • the wavelength conversion layer 70 and the light scattering layer 75 are arranged so as to overlap each organic EL element 25 (subpixel) of the organic EL device 1110 in a planar manner.
  • circuit configuration around the display device 1100 can adopt the same configuration as that shown in FIGS. 3 and 4 of the third embodiment.
  • the blue light emitted from the organic EL element 25 is absorbed by the red phosphor of the wavelength conversion layer 70R and converted into red light. Further, the blue light emitted from the organic EL element 25 is absorbed by the green phosphor of the wavelength conversion layer 70G and converted into green light. Further, the blue light emitted from the organic EL element 25 is scattered by the light scattering layer 75. As a result, color image display using red light, green light, and blue light is possible.
  • the organic EL element according to one embodiment of the present invention is used as the organic EL element 25, the light emission efficiency is excellent.
  • the organic EL device 1110 including the organic EL element according to one aspect of the present invention emits blue light, and the blue light emitted from the wavelength conversion substrate 1120 including a phosphor is emitted.
  • color image display is performed by converting light into green light and red light, other configurations may be employed.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the display device of the present embodiment.
  • a display device 1200 illustrated in FIG. 6 may include an organic EL device 1210 and a color filter substrate 1220.
  • the organic EL device 1210 has a plurality of organic EL elements 27.
  • the organic EL element 27 has a laminated structure of a plurality of lower electrodes 21, a light emitting portion 28 that is continuously provided so as to cover the plurality of lower electrodes 21, and an upper common electrode 23 that is continuously provided so as to cover the light emitting portion 28. is doing.
  • the organic EL element 27 has a configuration in which a material for forming the light emitting portion 28 and a laminated structure are prepared and white light is emitted.
  • the organic EL device 1210 of this embodiment corresponds to the lighting device in the present invention.
  • the color filter substrate 1220 includes a substrate 50, a partition wall 60, a color filter layer 90, and a sealing portion 80.
  • the color filter layer 90 absorbs a part of white light and transmits a red light, a color filter layer 90R that absorbs a part of white light, a color filter layer 90G that absorbs a part of white light and transmits green light, and a part of white light.
  • a color filter layer 90B that transmits blue light is included.
  • the color filter layer 90 is disposed so as to overlap with each organic EL element 27 (subpixel) of the organic EL device 1210 in a planar manner.
  • white light emitted from the organic EL element 27 is converted into red light by the color filter layer 90R. Further, the white light emitted from the organic EL element 27 is converted into green light by the color filter layer 90G. Further, the white light emitted from the organic EL element 27 is converted into blue light by the color filter layer 90B. As a result, color image display using red light, green light, and blue light is possible.
  • the organic EL element according to one embodiment of the present invention is used as the organic EL element 27, so that the light emission efficiency is excellent.
  • each organic EL corresponding to the lower electrode 21 includes a plurality of lower electrodes 21 patterned for each sub-pixel, like the organic EL device 1210 of this embodiment.
  • the element 27 is not limited to be capable of emitting light.
  • a lighting device that has a lower electrode larger than the lower electrode 21 of the present embodiment (for example, one side is several centimeters) and can be used as an indoor light source may be configured. Is possible.
  • FIG. 7 to 9 are schematic views showing the electronic apparatus of the present embodiment.
  • the electronic device of this embodiment has the display device described above.
  • the 7 includes the display device according to one embodiment of the present invention described above in the display portion 2001, and a battery, a communication module, and the like are incorporated in the main body portion 2002.
  • the electronic device 2000 is, for example, a smartphone, a tablet personal computer, an electronic book terminal, an electronic album, an electronic textbook, an electronic dictionary, or the like, but is not limited thereto.
  • the display device according to one embodiment of the present invention as the display portion 2001, the electronic device 2000 can extend the usage time compared to the case where a display device having a conventional structure is used for the display portion.
  • the display 8 is a wearable display such as a tablet PC or a smart phone, and includes a display unit 2101 and a main body unit 2102.
  • the display portion 2101 employs the display device according to one embodiment of the present invention described above.
  • a flexible substrate for example, a polymer material
  • the display portion 2101 can be bent, and the wearability is improved.
  • the electronic device 2100 can extend the usage time compared to the case where a display device having a conventional structure is used for the display portion.
  • the display portion 2201 and the display device according to one embodiment of the present invention described above are employed.
  • a flexible substrate for example, a polymer material
  • the display portion 2201 can be bent and a foldable display is obtained.
  • the electronic device 2200 can be used as, for example, a paperback book type or a new book type electronic book by taking advantage of being foldable.
  • the electronic device 2200 can use the display device according to one embodiment of the present invention as the display portion 2201, so that the usage time can be extended as compared with the case where a display device having a conventional structure is used for the display portion.
  • each compound produced was measured with the following apparatus.
  • Absorption spectrum “UV-2450” manufactured by Shimadzu Corporation Fluorescence spectrum, phosphorescence spectrum: “FluoroMax-4” manufactured by HORIBA, Ltd.
  • Luminescence quantum yield “C9920-02G” manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
  • Emission decay curve, time-resolved emission spectrum “C11200” manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
  • the organic phase was washed with saturated brine and then dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. Further, activated carbon (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., activated carbon powder, 037-02115) was added to the organic phase, stirred for 5 minutes, and then the activated carbon was removed by filtration.
  • activated carbon manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., activated carbon powder, 037-02115
  • the solution sample was 5 ⁇ using a deoxygenated toluene solvent (oxygen concentration of 1 ppm or less: manufactured by Wako Pure Chemical Industries) in a glove box (oxygen concentration of about 1 ppm, moisture concentration of about 0.1 ppm) filled with nitrogen gas. The concentration was adjusted to 10 ⁇ 5 mol / L. Further, the solution was put into a quartz cell with branches, sealed with a septum cap, and taken out of the glove box for optical measurement.
  • a deoxygenated toluene solvent oxygen concentration of 1 ppm or less: manufactured by Wako Pure Chemical Industries
  • a glove box oxygen concentration of about 1 ppm, moisture concentration of about 0.1 ppm
  • FIG. 11 shows an absorption spectrum, a fluorescence spectrum, and a phosphorescence spectrum of the compound (101).
  • Compound (101) has a maximum absorption wavelength ( ⁇ Abs, max ) of 350 nm, a fluorescence peak wavelength ( ⁇ PL, max ) of 424 nm, and a phosphorescence peak wavelength ( ⁇ PL (77 K, 10 ms delayed), max ) of 408 nm. there were.
  • the energy level difference ( ⁇ E ST ) between the singlet excited state (S 1 ) and the triplet excited state (T 1 ) of the compound (101) was 0.14 eV. As ⁇ E ST is small, it is known that prone to delayed fluorescence.
  • the light emission quantum yield (PLQY) of the compound (101) was 0.56, which proved to be a good light emitting material.
  • FIG. 12 is an emission decay curve of the compound (101).
  • FIG. 13 is a time-resolved emission spectrum of the compound (101).
  • FIG. 13 shows a prompt emission spectrum and a delayed emission spectrum.
  • the component with the long emission lifetime was 9.3 ns, and the component with the low emission lifetime was 140 ⁇ s.
  • the prompt emission spectrum and delayed emission spectrum of compound (101) are both fluorescence having the same spectral shape, and it can be seen that compound (101) produces delayed fluorescence.
  • FIG. 15 shows the absorption spectrum, fluorescence spectrum, and phosphorescence spectrum of the compound (102).
  • Compound (102) has a maximum absorption wavelength ( ⁇ Abs, max ) of 360 nm, a peak wavelength of fluorescence ( ⁇ PL, max ) of 457 nm, and a peak wavelength of phosphorescence ( ⁇ PL (77 K, 10 ms delayed), max ) of 415 nm. there were.
  • the energy level difference ( ⁇ E ST ) between the singlet excited state (S 1 ) and the triplet excited state (T 1 ) of the compound (102) was 0.07 eV.
  • the emission quantum yield (PLQY) of the compound (102) was 0.91, which was found to be extremely high.
  • FIG. 16 is an emission decay curve of the compound (102).
  • FIG. 17 is a time-resolved emission spectrum of the compound (102).
  • FIG. 17 shows a prompt emission spectrum and a delayed emission spectrum.
  • the component with the fast emission lifetime was 13.2 ns, and the component with the slow emission lifetime was 31.1 ⁇ s.
  • both the prompt emission spectrum and delayed emission spectrum of the compound (102) are fluorescence having the same spectral shape, and the compound (102) produces delayed fluorescence.
  • the organic phase was washed with saturated brine and then dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. Further, activated carbon (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., activated carbon powder, 037-02115) was added to the organic phase, stirred for 5 minutes, and then the activated carbon was removed by filtration.
  • activated carbon manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., activated carbon powder, 037-02115
  • FIG. 19 shows an absorption spectrum, a fluorescence spectrum, and a phosphorescence spectrum of the compound (103).
  • Compound (103) has a maximum absorption wavelength ( ⁇ Abs, max ) of 370 nm, a fluorescence peak wavelength ( ⁇ PL , max ) of 457 nm, and a phosphorescence peak wavelength ( ⁇ PL (77 K, 10 ms delayed), max ) of 449 nm. there were.
  • the energy level difference ( ⁇ E ST ) between the singlet excited state (S 1 ) and the triplet excited state (T 1 ) of the compound (103) was 0.20 eV.
  • the emission quantum yield (PLQY) of the compound (103) was 0.82, which was found to be high.
  • FIG. 20 is an emission decay curve of the compound (103).
  • FIG. 21 is a time-resolved emission spectrum of the compound (103).
  • FIG. 21 shows a prompt emission spectrum and a delayed emission spectrum.
  • the component with the fast emission lifetime was 10.9 ns, and the component with the slow emission lifetime was 503 ⁇ s.
  • both the prompt emission spectrum and delayed emission spectrum of the compound (103) are fluorescence having the same spectral shape, and it can be seen that the compound (103) produces delayed fluorescence.
  • the crystals separated by filtration were dissolved in ethyl acetate, washed with water and saturated brine, and dehydrated over anhydrous magnesium sulfate.
  • Activated carbon manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., activated carbon powder, 037-02115 was added to the obtained ethyl acetate solution, stirred for 5 minutes, and then the activated carbon was removed by filtration.
  • FIG. 22 shows the absorption spectrum, fluorescence spectrum, and phosphorescence spectrum of the compound (201).
  • Compound (201) has an absorption maximum wavelength ( ⁇ Abs, max ) of 356 nm, a fluorescence peak wavelength ( ⁇ PL, max ) of 439 nm, and a phosphorescence peak wavelength ( ⁇ PL (77 K, 10 ms delayed), max ) of 444 nm. there were.
  • the energy level difference ( ⁇ E ST ) between the singlet excited state (S 1 ) and the triplet excited state (T 1 ) of the compound (201) was 0.30 eV.
  • the light emission quantum yield (PLQY) of the compound (201) was 0.49.
  • FIG. 23 is an emission decay curve of the compound (201).
  • FIG. 24 is a time-resolved emission spectrum of the compound (201).
  • FIG. 24 shows a prompt emission spectrum and a delayed emission spectrum.
  • the component with the fast emission lifetime was 14.2 ns
  • the component with the slow emission lifetime was 2.28 ⁇ s.
  • both the prompt emission spectrum and the delayed emission spectrum of the compound (201) are fluorescence having the same spectral shape, and it can be seen that the compound (201) produces delayed fluorescence.
  • Example 4 A glass substrate (ITO substrate) having a thickness of 0.7 mm on which an anode made of indium tin oxide (ITO) having a thickness of 100 nm was formed was washed with water and then subjected to ultrasonic cleaning in an alkaline aqueous solution for 30 minutes. After washing with water and further ultrasonic cleaning with ultrapure water for 15 minutes, it was dried at 110 ° C. for 30 minutes. Next, the obtained ITO substrate was subjected to UV-ozone treatment in an air atmosphere using a UV ozone cleaner.
  • ITO substrate having a thickness of 0.7 mm on which an anode made of indium tin oxide (ITO) having a thickness of 100 nm was formed was washed with water and then subjected to ultrasonic cleaning in an alkaline aqueous solution for 30 minutes. After washing with water and further ultrasonic cleaning with ultrapure water for 15 minutes, it was dried at 110 ° C. for 30 minutes. Next, the obtained ITO substrate was subject
  • the ITO substrate was set in a vacuum deposition machine, and each thin film was laminated on the ITO film by vacuum deposition as follows.
  • the degree of vacuum during film formation was 5.0 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa.
  • ⁇ -NPD (below) is formed to a thickness of 30 nm on the ITO film
  • TCTA (below) is formed to a thickness of 20 nm thereon
  • CzSi (below) is further formed to a thickness of 10 nm thereon. Formed.
  • the compound (101) and DPEPO (below) were co-deposited from different evaporation sources to form a 20 nm thick layer as a light emitting layer. At this time, the concentration of the compound (101) was 10.0% by weight.
  • DPEPO was formed to a thickness of 10 nm, and TPBi (described below) was formed thereon to a thickness of 30 nm. Further, lithium fluoride (LiF) was vacuum-deposited by 0.5 nm, and then aluminum (Al) was vapor-deposited to a thickness of 100 nm to form a cathode.
  • LiF lithium fluoride
  • Al aluminum
  • the laminated structure is sealed by bonding the ITO substrate and the glass substrate with a photocurable resin in a state where the ITO substrate and the glass substrate are opposed to each other so as to sandwich the created laminated structure.
  • 4 organic EL elements were produced.
  • the produced organic EL element was measured using a source meter (Keithley, Inc .: Model 2400) and a high-sensitivity spectral radiance meter (Otsuka Electronics: HS-1000).
  • the organic EL device using the compound (101) as a luminescent material was found to emit light having a peak wavelength of 430 nm, and an external quantum efficiency of 12% was obtained.
  • Example 5 An organic EL device of Example 5 was produced in the same manner as in Example 4 except that the compound (102) was used when producing the light emitting layer.
  • the organic EL device using the compound (102) as a luminescent material was found to emit light having a peak wavelength of 455 nm, and an external quantum efficiency of 15% was obtained.
  • Example 6 The organic EL device of Example 6 was prepared in the same manner as in Example 4 except that the compound (103) was used when forming the light emitting layer and the concentration of the compound (103) was 12.0% by mass. Produced.
  • the organic EL device using the compound (103) as a luminescent material was found to emit light having a peak wavelength of 456 nm, and an external quantum efficiency of 16% was obtained.
  • Some aspects of the present invention are a novel compound capable of producing a high-performance organic EL device with improved luminous efficiency, an organic EL device with improved luminous efficiency using such a compound, a display device, and a lighting device Etc.

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Abstract

下記一般式(1)で表される化合物。(式中、Rは、水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、フッ化アルキル基、シアノ基またはトリフェニルシリル基。複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、いずれか1つのみがシアノ基。Rは、水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基またはフッ化アルキル基。複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、少なくとも1つのRはフッ化アルキル基。Rは、水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェニル基、カルバゾール基、ジフェニルアミノ基またはトリフェニルシリル基。複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)

Description

化合物、有機EL素子、表示装置および照明装置
 本発明のいくつかの態様は、化合物、有機EL素子、表示装置および照明装置に関するものである。
 本願は、2016年6月23日に、日本に出願された特願2016-124402号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来、有機EL素子を用いたディスプレイ(有機ELディスプレイ、表示装置)が開発されている。有機ELディスプレイは、液晶パネルを用いたディスプレイと比べ、バックライトが不要であるため薄型化や省電力化が可能であるという利点を有している。
 有機EL素子は、一対の電極と、これらの電極に挟持された発光層、電子輸送層、正孔輸送層などの各機能層と、を有している。近年、高性能な有機EL素子を得るために、各機能層を構成する新規化合物が検討されている(例えば、特許文献1~2参照)。
国際公開第2013/154064号 国際公開第2015/008580号
 一方、現在知られている有機ELディスプレイは、発光効率の点で改善の余地があった。そのため、所望の性能を有する有機ELディスプレイを実現可能な新規な化合物が求められていた。
 本発明のいくつかの態様はこのような事情に鑑みてなされたものであって、発光効率が改善され高性能な有機EL素子を製造可能な新規な化合物を提供することを目的とする。また、このような化合物が用いられ、発光効率が改善された有機EL素子を提供することをあわせて目的とする。また、このような有機EL素子が用いられた表示装置、照明装置を提供することをあわせて目的とする。
 本発明の第1の態様によれば、下記一般式(1)で表される化合物が提供される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、炭素数1~22のフッ化アルキル基、シアノ基またはトリフェニルシリル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、いずれか1つのみがシアノ基である。Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基または炭素数1~22のフッ化アルキル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、少なくとも1つのRは炭素数1~22のフッ化アルキル基である。Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、フェニル基、カルバゾール基、ジフェニルアミノ基またはトリフェニルシリル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
 本発明の第2の態様によれば、上述の化合物を含む層を有する有機EL素子が提供される。
 本発明の第3の態様によれば、赤色光を射出する第1の有機EL素子と、緑色光を射出する第2の有機EL素子と、青色光を射出する第3の有機EL素子と、を有し、前記第1の有機EL素子と、前記第2の有機EL素子と、前記第3の有機EL素子と、の少なくともいずれか1つは、上述の有機EL素子である表示装置が提供される。
 本発明の第4の態様によれば、上述の有機EL素子と、前記有機EL素子から射出された光を吸収して蛍光を発する蛍光体層と、を有する表示装置が提供される。
 本発明の第5の態様によれば、上述の有機EL素子と、前記有機EL素子から射出された白色光を、赤色光、緑色光、青色光の少なくとも1種に変換するカラーフィルタ層と、を有する表示装置が提供される。
 本発明の第6の態様によれば、上述の有機EL素子を含み、白色光を射出する照明装置が提供される。
 本発明のいくつかの態様によれば、発光効率が改善され高性能な有機EL素子を製造可能な新規な化合物を提供することができる。本発明の一態様による化合物の中には、熱活性型の遅延蛍光を放射するものが含まれる。また、このような化合物が用いられ、発光効率が改善された有機EL素子、表示装置、照明装置を提供することができる。
本発明の一態様による有機EL素子を示す模式図。 第3実施形態の表示装置の概略断面図。 第3実施形態の表示装置の要部を例示する平面図。 第3実施形態の表示装置の要部を例示する等価回路図。 第4実施形態の表示装置の概略断面図。 第5実施形態の表示装置の概略断面図。 第6実施形態の電子機器を示す模式図。 第6実施形態の電子機器を示す模式図。 第6実施形態の電子機器を示す模式図。 実施例1の化合物(101)のH-NMRスペクトル。 実施例1の化合物(101)の吸収、蛍光、りん光スペクトル。 実施例1の化合物(101)の発光減衰曲線。 実施例1の化合物(101)の時間分解発光スペクトル。 実施例2の化合物(102)のH-NMRスペクトル。 実施例2の化合物(102)の吸収、蛍光、りん光スペクトル。 実施例2の化合物(102)の発光減衰曲線。 実施例2の化合物(102)の時間分解発光スペクトル。 実施例3の化合物(103)のH-NMRスペクトル。 実施例3の化合物(103)の吸収、蛍光、りん光スペクトル。 実施例3の化合物(103)の発光減衰曲線。 実施例3の化合物(103)の時間分解発光スペクトル。 比較例1の化合物(201)の吸収、蛍光、りん光スペクトル。 比較例1の化合物(201)の発光減衰曲線。 比較例1の化合物(201)の時間分解発光スペクトル。
[第1実施形態]
<化合物>
 本発明の一態様に係る化合物は、下記一般式(1)で表される。以下、下記式(1)で表される化合物を「化合物(1)」と称することがある。化合物(1)は新規化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、炭素数1~22のフッ化アルキル基、シアノ基またはトリフェニルシリル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、いずれか1つのみがシアノ基である。
 Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基または炭素数1~22のフッ化アルキル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、少なくとも1つのRは炭素数1~22のフッ化アルキル基である。
 Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、フェニル基、カルバゾール基、ジフェニルアミノ基またはトリフェニルシリル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
 すなわち、化合物(1)は、ドナー性を有するカルバゾールの窒素原子にベンゼン環が結合した構造を有している。さらに化合物(1)においては、ベンゼン環上に、電子吸引基であるシアノ基と、同様に電子吸引基であるフッ化アルキル基とが結合した構造を有している。
 式中、Rは水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、炭素数1~22のフッ化アルキル基、シアノ基またはトリフェニルシリル基である。
 Rにおけるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、アルキル基は、単環状及び多環状のいずれでもよい。アルキル基は、炭素数が1~18であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~6であることがさらに好ましい。
 炭素数1~22のアルキル基としては、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、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、n-ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、n-ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基が例示できる。
 環状のアルキル基は、炭素数が3~22であることが好ましく、該アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、トリシクロデシル基が例示でき、さらに、これら環状のアルキル基の1個以上の水素原子が、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基で置換されたものが例示できる。ここで、水素原子を置換する直鎖状、分岐鎖状及び環状のアルキル基としては、Rにおけるアルキル基として例示した上記のものが挙げられる。
 Rにおけるアルコキシ基としては、メトキシ基、シクロプロポキシ基等、上述したアルキル基が酸素原子に結合した一価の基が例示できる。アルコキシ基に含まれるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、アルキル基は、単環状及び多環状のいずれでもよい。アルコキシ基に含まれるアルキル基は、炭素数が1~18であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~6であることがさらに好ましい。
 Rにおけるフッ化アルキル基としては、上述したアルキル基の1個以上の水素原子がフッ素原子で置換されたものが例示できる。
 化合物(1)が有する3つのRは、互いに同一でも異なっていてもよい。また、Rのうちいずれか1つのみがシアノ基であり、残る2つのRは、上述した各置換基のうちシアノ基以外の基である。
 式中、Rは水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、炭素数1~22のフッ化アルキル基である。Rにおけるアルキル基、アルコキシ基、フッ化アルキル基としては、Rにおけるアルキル基、アルコキシ基、フッ化アルキル基と同じものが例示できる。
 化合物(1)が有する2つのRは、互いに同一でも異なっていてもよい。また、少なくとも1つのRは炭素数1~22のフッ化アルキル基である。
 式中、Rは水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、フェニル基、カルバゾール基、ジフェニルアミノ基またはトリフェニルシリル基である。Rにおけるアルキル基、アルコキシ基としては、Rにおけるアルキル基、アルコキシ基と同じものが例示できる。
 化合物(1)が有する8つのRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
 なお、上述のように化合物(1)のR,R,Rについて例示したが、化合物(1)のR,R,Rとして使用可能な置換基は上記記載に限らず、他の置換基も採用可能である。
 化合物(1)において、2つのRのうち1個は水素原子であることが好ましい。すなわち、本発明の一態様に係る化合物として好ましい構造は、下記一般式(2)で表される。以下、下記式(2)で表される化合物を「化合物(2)」と称することがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、R、Rは、式(1)と同様である。
 Rは炭素数1~22のフッ化アルキル基である。)
 また、化合物(2)において、3つのRのうち2つは水素原子であることが好ましく、カルバゾール基の窒素原子と結合する炭素原子と対向する(当該窒素原子と結合する炭素原子に対してパラ位の炭素原子に結合する)Rがシアノ基であることが好ましい。
 さらに、化合物(2)中のカルバゾール骨格において、8つのRのうち1位、2位、4位、5位、7位、8位の6つのは水素原子であることが好ましく、3位および6位の炭素原子に結合する2つのRは、Rが採り得る基として上述した置換基であることがこのましい。
 すなわち、本発明の一態様に係る化合物として好ましい構造は、下記一般式(3)で表される。以下、下記式(3)で表される化合物を「化合物(3)」と称することがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、Rは炭素数1~22のフッ化アルキル基である。
 Rは、式(1)と同様である)
 Rは、化合物(1)~化合物(3)全体の分子量調整に用いられる。すなわち、化合物(1)~化合物(3)の分子量を小さくしたい場合には、Rが採り得る基として上述した置換基のうち、水素原子やアルキル基およびアルコキシ基のうち炭素数の小さいものを選択するとよい。化合物(1)~化合物(3)の分子量が小さい場合には、化合物(1)~(化合物3)が溶媒に可溶となり、溶液として塗布可能となる。
 また、化合物(1)~化合物(3)の分子量を大きくしたい場合には、Rが採り得る基として上述した置換基のうち、アルキル基およびアルコキシ基のうち炭素数の大きいもの、フェニル基、カルバゾール基、ジフェニルアミノ基またはトリフェニルシリル基を選択するとよい。これらのうち、フェニル基やカルバゾール基などの置換基は、化合物(1)~化合物(3)の主骨格の共役系と共役するため、化合物(1)~化合物(3)を発光材料として用いた場合の発光波長に影響を及ぼすことが考えられる。そのため、Rを適宜選択することで、化合物(1)~化合物(3)を発光材料として用いた場合の発光波長を調製することができる。
 化合物(1)~化合物(3)として、例えば下記式(11)~(26)を挙げることができる。下記式(11)~(26)は例示であって、これに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記化合物(1)~化合物(3)は、アクセプター性のベンゼン骨格と、ドナー性のカルバゾール骨格を有する「分子内ドナー・アクセプター型」の構造を有している。アクセプター性のベンゼン骨格は、Rとして電子吸引性のシアノ基を有し、Rとして電子吸引性のフッ化アルキル基を有する。
 また、化合物(1)~化合物(3)では、Rのフッ化アルキル基とカルバゾール基の立体障害により、ベンゼン骨格とカルバゾール基の連結部において、ベンゼン骨格の平面とカルバゾール基の平面が垂直方向に大きくねじれた構造となる。
 これにより、化合物(1)~化合物(3)は、一重項励起状態(S1)と三重項励起状態(T1)とのエネルギー準位差(ΔEST)が小さい電子状態を有する。
 そのため、化合物(1)~化合物(3)を発光材料として用いた場合に、熱活性型の遅延蛍光を示す。このような化合物(1)~化合物(3)を有機EL素子の発光材料として用いると、有機EL素子の発光効率(外部量子収率)が良い発光素子が得られるため好ましい。
 上記化合物(1)~化合物(3)は、対応するフルオロベンゾニトリル類とカルバゾール類とを反応させることで製造できる。一例として、上記化合物(17)は、下記反応式のようにして製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 上記反応式における生成物は、例えば、核磁気共鳴(NMR)分光法、質量分析法(MS)、赤外分光法(IR)、紫外・可視分光法(UV-VIS吸収スペクトル)等、公知の手法で構造を確認できる。
 以上のような化合物によれば、発光効率が改善され高性能な有機EL素子を製造可能な新規な化合物を提供することができる。
[第2実施形態]
<有機EL素子>
 有機EL素子は、正負の両電極からキャリアを注入し、発光材料を励起状態にして発光させる。一般に、キャリア注入により生成した励起状態(励起子)のうち、励起一重項状態は25%、励起三重項状態は75%である。
 上述した励起状態のうち、励起三重項状態は励起一重項状態と比べて寿命が長い。そのため、励起三重項状態の有機EL材料は、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子同士の相互作用、酸素や不純物、劣化分子などへのエネルギー移動などによって、エネルギーが失活しやすい。このことに起因して、励起三重項状態からの発光であるりん光は、一般に発光量子収率が高くないことが多い。
 一方、遅延蛍光を示す材料(以下、遅延蛍光材料と称することがある)では、例えば、励起三重項状態の材料が熱エネルギーを吸収することにより、励起三重項状態から励起一重項状態に逆項間交差される。励起一重項状態となった材料は、蛍光を放射する。
 有機EL素子においては、熱エネルギーの吸収による熱活性化型の遅延蛍光材料が特に有用であると考えられる。熱活性化型の遅延蛍光材料を有機EL素子に利用した場合、キャリア注入によって生成された25%の励起一重項状態の励起子は、プロンプト蛍光を放射する。一方、キャリア注入によって生成された75%の励起三重項状態の励起子は、室温やデバイスが発する熱などを吸収して励起一重項へ逆項間交差され、遅延蛍光を放射する。
 この時、プロンプト蛍光と遅延蛍光は、両者ともに励起一重項状態からの発光であるため、同一のスペクトル形状である。しかし、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差による遅延が発生するため、励起三重項状態を経由した遅延蛍光の寿命は、プロンプト蛍光よりも長くなる。
 このような熱活性化型の遅延蛍光材料を利用することで、一般的な蛍光材料では25%しか生成しなかった励起一重項状態の比率を25%以上に、原理的には100%にまで引き上げることが可能となる。また、100℃未満の低い温度でも強い蛍光および遅延蛍光を発する化合物は、室温やデバイスが発する熱などにより、充分に励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が生じ、遅延蛍光を放射することができる。そのため、このような遅延蛍光材料を有機EL素子の形成材料に用いることで、発光効率を飛躍的に向上させることができる。
 上述したように、本発明の一態様による化合物は、熱活性型の遅延蛍光を示す。したがって、本発明の一態様による化合物を発光層の発光材料として用いることにより、優れた有機EL素子を提供することができる。
 図1は、本発明の一態様による有機EL素子を示す模式図である。本発明の一態様による有機EL素子100は、陽極2と陰極3と、陽極2および陰極3に挟持された発光層4とを有している。また、有機EL素子100は、任意構成として、基板1、正孔輸送層5、電子輸送層6を有している。有機EL素子100は、例えば基板1、陽極2、正孔輸送層5、発光層4、電子輸送層6、陰極3がこの順に積層している。各層は単層であってもよく、複数層が積層した構成であってもよい。また、正孔注入層、電子阻止層、正孔阻止層、電子注入層、励起子阻止層などを適宜積層してもよい。正孔輸送層は、正孔注入機能を有した正孔注入輸送層でもよく、電子輸送層は電子注入機能を有した電子注入輸送層でもよい。
 基板1は、陽極2が形成され有機EL素子の層構造を支持可能であれば、光透過性を有する材料、光透過性を有さない材料のいずれも用いることができる。例えば、基板1の形成材料として、ガラス、プラスチック、石英、シリコンなどからなるものを用いることができる。また、基板1には有機EL素子を駆動させる駆動用TFT素子が設けられている。
 陽極2は、仕事関数の大きい(例えば4eV以上。ただし1eV=1.602×10-19J)導電性材料を形成材料とすることができる。このような材料としては、金属、合金、導電性の金属化合物およびこれらの混合物を用いることができる。このような材料の具体例としては、Au等の金属、酸化インジウムスズ(ITO)、SnO、ZnO等の導電性金属酸化物、CuIなどが挙げられる。
 陽極2は、例えば基板1上にPVDやCVDにより上記陽極2の形成材料からなる薄膜を形成した後、フォトリソグラフィー法で所望のパターンに形成することで得られる。
 陰極3は、仕事関数の小さい(例えば4eV未満)導電性材料を形成材料とすることができる。このような材料としては、金属、合金、導電性の金属化合物およびこれらの混合物を用いることができる。このような材料の具体例としては、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、希土類金属等が挙げられる。
 陰極3は、例えば蒸着やスパッタ等のPVDにより形成することで得られる。
 発光層4は、陽極から注入された正孔と、陰極から注入された電子とにより発光材料が励起され、さらに正孔と電子とが結合することで、発光材料のエネルギーギャップに対応する波長の光を放射する層である。発光層4においては、発光材料を単独で用いてもよく、発光層とホスト材料とを含むこととしてもよい。
 本発明の一態様による化合物を発光ドーパントまたはアシストドーパントとして用いる場合、ホスト分子としては、有機EL素子のホスト分子として公知のものを用いることができる。
 用いることができるホスト分子としては、例えば、1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン(mCP)、9,9’-(2,6-ピリジンジイル)ビス-9H-カルバゾール(PYD2)、4,4’-ビス(N-カルバゾリル)-1,1’-ビフェニル(CBP)、9,9’-ビフェニル-3,3’-ジイルビス-9H-カルバゾール(mCBP)、4,4’-ビス(9-カルバゾリル)-2,2’-ジメチルビフェニル(CDBP)、9,9-ジ(4-ジカルバゾール-ベンジル)フルオレン(CPF)、ポリ(N-オクチル-2,7-カルバゾール-O-9,9-ジオクチル-2,7-フルオレン)(PCF)等のカルバゾール誘導体;
 4-(ジフェニルフォスフォイル)-N,N-ジフェニルアニリン(HM-A1)等のアニリン誘導体;
 1,3-ビス(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)ベンゼン(mDPFB)、1,4-ビス(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)ベンゼン(pDPFB)等のフルオレン誘導体;
 1,3,5-トリス[4-(ジフェニルアミノ)フェニル]ベンゼン(TDAPB)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、1,4-ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(UGH2)、ビス[2-(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルオキシド(DPEPO)等が挙げられる。
 本発明の一態様による化合物を発光ドーパントまたはアシストドーパントとして用いる場合のホスト分子としては、これらに限定されない。発光層におけるホスト材料としては、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する有機化合物であることが好ましい。
 また、本発明の一態様による化合物をホスト分子またはアシストドーパントとして用いる場合、発光ドーパントとしては、有機EL素子の発光材料として公知のものを用いることができる。
 用いることができる発光ドーパントとしては、蛍光材料のクマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物等が挙げられる。また、りん光材料のトリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(III)(Ir(ppy))、Ir(piq)3、Ir(ppy)(acac)、Ir(piq)acac、Ir(Btp)acac、ビス[(4,6-ジフルオロフェニル)-ピリジナト-N,C2‘]ピコリネートイリジウム(III)(FIrpic)、ビス(4’,6‘-ジフルオロフェニルポリジナト)テトラキス(1-ピラゾイル)ボレートイリジウム(III)(FIr)、トリス[N-(4’-シアノフェニル)-N’-メチルイミダゾル-2-イリデン-C2,C2’]イリジウム(III)(Ir(cn-pmic))、トリス((3,5-ジフルオロ-4-シアノフェニル)ピリジン)イリジウム(FCNIr)、Ir(dbfmi)、Ir(fbppz)(dfbdp)、FIrNまたはIr(cnbic)等のIr錯体や、[Cu(dnbp)(DPEPhos)]BFや、[Cu(dppb)(DPEPhos)]BF、[Cu(μ-1)dppb]、[Cu(μ-Cl)DPEphos]、Cu(2-tzq)(DPEPhos)、[Cu(PNP)]2、compound 1001、Cu(Bpz)(DPEPhos)などのCu錯体、FPt、Pt-4などのPt錯体、レテニウム(Re)、ルテニウム(Ru)、銅(Cu)、またはオスミウム(Os)等の重原子金属の錯体等、従来公知の種々の金属錯体等が挙げられるが、これらに限定されない。
 正孔輸送層5は、有機EL素子100においては任意の構成であり、正孔を輸送する機能を有する層である。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の阻止のいずれかが可能であるものを用いることができる。正孔輸送材料としては、有機EL素子の正孔輸送材料として公知のものを用いることができる。
 用いることができる正孔輸送材料としては、例えば、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポルフィリン化合物、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。なかでも、芳香族第3級アミン化合物およびスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、芳香族第3級アミン化合物を用いることがより好ましいが、これらに限定されない。
 電子輸送層6は、有機EL素子100においては任意の構成であり、電子を輸送する機能を有する層である。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。電子輸送材料としては、電子の注入または輸送、正孔の阻止のいずれかが可能であるものを用いることができる。電子輸送材料としては、有機EL素子の電子輸送材料として公知のものを用いることができる。
 用いることができる電子輸送材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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が、これらに限定されない。
 正孔注入層や電子注入層は、陽極と発光層または正孔輸送層の間、および陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に必要に応じて設けることができる。
 電子阻止層または正孔阻止層は、発光層中に存在する電荷(電子もしくは正孔)および、または励起子の発光層外への拡散を阻止することができる層である。
 電子阻止層は、発光層および正孔輸送層の間に配置することができ、電子が発光層から正孔輸送層に渡ることを阻止する。同様に、正孔阻止層は発光層および電子輸送層の間に配置することができ、正孔が発光層から電子輸送層に渡ることを阻止する。
 阻止層はまた、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止するために用いることができる。すなわち電子阻止層、正孔阻止層はそれぞれ励起子阻止層としての機能も兼ね備えることができる。
 電子阻止層または励起子阻止層は、一つの層で電子阻止層および励起子阻止層の機能を有する層を含む意味で使用されることができる。正孔阻止層は広い意味では電子輸送層の機能を有する。
 正孔阻止層は電子を輸送しつつ、正孔が電子輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光層中での電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。正孔阻止層の材料としては、電子輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。
 電子阻止層とは、広い意味では正孔を輸送する機能を有する。電子阻止層は正孔を輸送しつつ、電子が正孔輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光層中での電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。
 励起子阻止層とは、発光層内で正孔と電子が再結合することにより生じた励起子が電荷輸送層に拡散することを阻止するための層であり、本層の挿入により励起子を効率的に発光層内に閉じ込めることが可能となり、素子の発光効率を向上させることができる。励起子阻止層は発光層に隣接して陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。すなわち、励起子阻止層を陽極側に有する場合、正孔輸送層と発光層の間に、陰極側に挿入する場合、発光層と陰極との間に、それぞれ発光層に隣接して該層を挿入することができる。
 また、陽極と、発光層の陽極側に隣接する励起子阻止層との間には、正孔注入層や電子阻止層などを有することができ、陰極と、発光層の陰極側に隣接する励起子阻止層との間には、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層などを有することができる。阻止層を配置する場合、阻止層として用いる材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーの少なくともいずれか一方は、発光材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーよりも高いことが好ましい。
 このような本発明の一態様による有機EL素子は、発光層4、正孔輸送層5、電子輸送層6のいずれかにおいて、化合物(1)~化合物(3)として上述した化合物を含む。上記化合物(1)~化合物(3)は、有機EL素子の形成材料として有用である。
 まず、化合物(1)~化合物(3)のいずれかを発光層4の形成材料として含む場合には、次のような効果が期待できる。
 上述したように、化合物(1)~化合物(3)の中には、遅延蛍光を放射する遅延蛍光材料が含まれている。遅延蛍光材料を発光材料として用いた有機EL素子は、遅延蛍光を放射し、発光効率が高いものとなる。
 化合物(1)~化合物(3)のいずれかを発光層4の形成材料として用いる場合、これらの化合物は、発光ドーパントとして機能してもよく、アシストドーパントとして機能してもよく、ホスト分子として機能してもよく、エキサイプレックス分子として機能してもよい。化合物(1)~化合物(3)がこれらの機能を奏する場合、対になる化合物としては、上記の正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子阻止層、正孔阻止層、電子注入層、励起子阻止層などに用いられる公知のものを用いることができる。
 ホスト分子を用いた場合、発光材料として本発明の一態様による化合物が発光層中に含有される割合は、0.1重量%以上であることが好ましく、1重量%以上であることがより好ましい。
また、ホスト分子を用いた場合、発光材料として本発明の一態様による化合物が発光層中に含有される割合は、50重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましく、15重量%以下であることがさらに好ましい。
 ホスト分子と発光ドーパントを用いる際に、アシストドーパントとして本発明の一態様による化合物を用いる場合、発光層中に含有される割合は、1重量%以上であることが好ましく、5重量%以上であることがより好ましい。また、ホスト分子と発光ドーパントを用いる際に、アシストドーパントとして本発明の一態様による化合物を用いる場合、50重量%以下であることが好ましく、30重量%以下であることがより好ましく、20重量%以下であることがさらに好ましい。
 発光ドーパントを用いた場合、ホスト分子として本発明の一態様による化合物が発光層中に含有される割合は、70重量%以上であることが好ましく、85重量%以上であることがより好ましく、また、発光ドーパントを用いた場合、ホスト分子として本発明の一態様による化合物が発光層中に含有される割合は、99重量%以下であることが好ましく、97重量%以下であることがより好ましい。
 発光ドーパントとアシストドーパントを用いた場合、ホスト分子として本発明の一態様による化合物が発光層中に含有される割合は、50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましい。また、発光ドーパントとアシストドーパントを用いた場合、ホスト分子として本発明の一態様による化合物が発光層中に含有される割合は、95重量%以下であることが好ましく、90重量%以下であることがより好ましい。
 エキサイプレックス分子として本発明の一態様による化合物を用いた場合、発光層中に含有される割合は、30重量%以上であることが好ましく、40重量%以上であることがより好ましい。また、エキサイプレックス分子として本発明の一態様による化合物を用いた場合、発光層中に含有される割合は、70重量%以下であることが好ましく、60重量%以下であることがより好ましい。
 また、化合物(1)~化合物(3)を正孔輸送層5の形成材料として含む場合には、カルバゾール骨格による優れた正孔輸送性により、陽極から注入された正孔を発光層に効率よく輸送する効果が期待できる。
 また、化合物(1)~化合物(3)を電子輸送層6の形成材料として含む場合には、電子吸引性のシアノ基とフルオロアルキル基を有するベンゼン環骨格による優れた電子輸送性により、陰極から注入された電子を発光層に効率よく輸送する効果が期待できる。
 以上のような構成の有機EL素子によれば、上述の本発明の一態様に係る化合物を用いているため、発光効率が改善された有機EL素子を提供することができる。
 上述した本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、得られた素子の陽極と陰極との間に電界を印加し通電することにより発光する。このとき、励起一重項状態からの発光であれば、そのエネルギーに応じた波長の光が、蛍光発光および遅延蛍光発光として確認される。通常の蛍光は、遅延蛍光発光よりも寿命が短いため、発光寿命は蛍光(プロンプト蛍光)と遅延蛍光で区別できる。一方、励起三重項状態からの発光であれば、そのエネルギーに応じた波長が、りん光として確認される。本発明の一態様による化合物では、りん光は室温では殆ど観測できない。液体窒素などによる極低温の条件では、りん光発光を観測することができる。
[第3実施形態]
<表示装置>
 本実施形態の表示装置は、赤色光を射出する第1の有機EL素子と、緑色光を射出する第2の有機EL素子と、青色光を射出する第3の有機EL素子と、を有し、第1の有機EL素子と、第2の有機EL素子と、第3の有機EL素子と、の少なくともいずれか1つは、上述した第2実施形態に係る有機EL素子である。
 図2は、本実施形態の表示装置の概略断面図である。図3は、本実施形態の表示装置の要部を例示する平面図である。図4は、本実施形態の表示装置の要部を例示する1画素の等価回路図である。なお、以下の実施形態の説明において、先の実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
 図2に示すように、表示装置1000は、素子基板(基板)10、有機EL素子20、隔壁30を有している。本実施形態の表示装置1000は、トップエミッション型の構造を有している。
 素子基板10は、基板上に不図示の画素選択TFT素子、駆動用TFT素子、これらに接続された各配線を有している。
 有機EL素子20は、素子基板10の上に複数設けられている。有機EL素子20は、下部電極21、発光部22、上部共通電極23の積層構造を有している。
 下部電極21は、サブ画素毎にパターニングされ、素子基板10上に複数設けられている。下部電極21は、第2実施形態における陽極2に対応している。
 発光部22は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層など通常知られた構成の積層構造を有している。発光部22は、第2実施形態における発光層4、正孔輸送層5、電子輸送層6に対応している。
 上部共通電極23は、複数の発光部22に跨り、複数の発光部22の上面を覆って設けられている。上部共通電極23は、第2実施形態における陰極3に対応している。
 本実施形態の表示装置1000においては、有機EL素子20として、赤色光を射出する有機EL素子(第1の有機EL素子)20Rと、緑色光を射出する有機EL素子(第2の有機EL素子)20Gと、青色光を射出する有機EL素子(第3の有機EL素子)20Bとを有している。
 隔壁30は、複数の下部電極21および複数の発光部22をサブ画素毎に分割している。上部共通電極23は、隔壁30の頂部を覆って設けられている。また、隔壁30の内部には、基板厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、貫通孔内には、素子基板10の配線と上部共通電極23とを接続するビア31が設けられている。
 このような表示装置1000において、有機EL素子20Rと、有機EL素子20Gと、有機EL素子20Bとの少なくともいずれか1つは、上記第2実施形態の有機EL素子である。本実施形態においては、有機EL素子20Bは、第2実施形態に示した有機EL素子であり、発光層の形成材料に上述の化合物(1)~化合物(3)のいずれかを有する。その他、各部の形成材料については、公知のものを用いることができる。
 図3に示すように、本発明の一態様に係る表示装置は、有機EL素子が有する素子基板10に対して、平面視でマトリクス状に走査線101と信号線102とが配線されている。各走査線101は、素子基板10の一側縁部に設けられた走査回路103に接続され、各信号線102は、素子基板10の他側縁部に設けられた映像信号駆動回路104に接続されている。より具体的には、走査線101と信号線102との交差部分のそれぞれに、有機EL素子を駆動させる薄膜トランジスタ等の駆動素子が組み込まれ、駆動素子毎に画素電極が接続されている。これらの画素電極が有機EL素子の陽極2に対応している。
 走査回路103及び映像信号駆動回路104は、制御線106、107、108を介してコントローラ105に電気的に接続され、コントローラ105は中央演算装置(CPU)109により作動制御されている。また、走査回路103及び映像信号駆動回路104には、別途、電源配線110、111を介して有機EL電源回路112が接続されている。画像信号出力部はCPU109及びコントローラ105より構成されている。
 図4は、走査線101及び信号線102により区画された各領域内に配置されている、1つの画素を構成する等価回路図である。走査線101及び信号線102により区画された領域内には、スイッチングTFT124、保持容量125、駆動用TFT126を有するTFT回路120、有機EL素子100が設けられている。有機EL素子100には、電源線123が接続されている。
 図4に示す画素回路においては、走査線101に走査信号が印加されると、この信号はスイッチングTFT124のゲート電極に印加されて、スイッチングTFT124をオンにする。
 次いで、信号線102に画素信号が印加されると、この信号はスイッチングTFT124のソース電極に印加され、オンであるスイッチングTFT124を経てそのドレイン電極に接続された保持容量125を充電する。保持容量125は、駆動用TFT126のソース電極とゲート電極との間に接続されている。
 従って、駆動用TFT126のゲート電圧は、スイッチングTFT124が次に走査選択されるまで、保持容量125の電圧により決まる値に保持される。電源線123は有機EL電源回路112に接続されており、これから供給される電流は、駆動用TFT126を経て有機EL素子100に流れて、この有機EL素子100を連続発光させる。
 本発明の一態様に係る表示装置は、有機EL素子100において上述した化合物(1)~化合物(3)を用いていることで、発光効率に優れたものとなる。
[第4実施形態]
<表示装置>
 本実施形態の表示装置は、上述した第2実施形態に係る有機EL素子と、有機EL素子から射出された光を吸収して蛍光を発する蛍光体層と、を有する。
 図5は、本実施形態の表示装置の概略断面図である。図に示すように、本実施形態の表示装置1100は、有機EL装置1110と、波長変換基板1120とを有している。
 有機EL装置1110は、素子基板(基板)10、有機EL素子25、隔壁30、封止部40を有している。有機EL素子25は、複数の下部電極21、複数の下部電極21を覆い連続して設けられた発光部26、発光部26を覆い連続して設けられた上部共通電極23、の積層構造を有している。
 本実施形態の有機EL装置1110は、有機EL素子25として、第2実施形態に示した有機EL素子であり、発光層の形成材料に上述の化合物(1)~化合物(3)のいずれかを有するものを備えている。有機EL素子25は、発光部26の形成材料や積層構造を調製し、青色光を射出する構成となっている。
 封止部40は、素子基板10の表面において、複数の有機EL素子25および隔壁30を覆って設けられている。有機EL素子25は、一般に酸素や水分に弱く容易に劣化してしまう。封止部40は、酸素や水分から有機EL素子25を保護する機能を有している。
封止部40の形成材料としては、公知のものを用いることができる。
 有機EL装置1110の封止部40の上には、波長変換基板1120が配置されている。波長変換基板1120は、基板50、隔壁60、波長変換層(蛍光体層)70、光散乱層75、封止部80を有している。
 基板50としては、透明基板を用いることができる。透明基板の形成材料としては、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂材料などが挙げられる。また、光透過性を備えるならば、これらの材料を積層または混合して形成された複合材料を用いた基板を採用することもできる。また、基板50の表面には、樹脂材料を用いて公知の平坦化層を形成していてもよい。
 隔壁60は、例えば樹脂材料を用いて格子状に設けられている。
 波長変換層70は、バインダーと、バインダーの内部に分散した複数の蛍光体粒子と、を含んでいる。波長変換層70は、隔壁60に接して形成されている。
 波長変換層70は、励起光を吸収し赤色光に変換して射出する波長変換層70R、励起光を吸収し緑色光に変換して射出する波長変換層70Gを含んでいる。波長変換層70Rは、赤色蛍光体を含む。波長変換層70Gは、緑色蛍光体を含む。バインダー、赤色蛍光体、緑色蛍光体としては、公知のものを用いることができる。
 光散乱層75は、バインダーと、バインダーの内部に分散した複数の光散乱粒子と、を含む構成とすることができる。光散乱層75は、隔壁60に接して形成されている。バインダー、光散乱粒子としては、公知のものを用いることができる。
 また、波長変換層70の周囲および波長変換層70と有機EL装置1110との間には、封止部80が設けられている。封止部80は、隔壁60、波長変換層70、光散乱層75を封止している。また、封止部80は、有機EL装置1110と波長変換基板1120とを接着する。封止部80としては、公知のものを用いることができる。
 表示装置1100においては、波長変換層70および光散乱層75が有機EL装置1110の各有機EL素子25(サブ画素)と平面的に重なるように配置されている。
 また、表示装置1100の周囲の回路構成は、第3実施形態の図3,4で示したものと同様の構成を採用することができる。
 このような構成の表示装置1100では、有機EL素子25から射出された青色光が波長変換層70Rの赤色蛍光体で吸収されて赤色光に変換される。また、有機EL素子25から射出された青色光が波長変換層70Gの緑色蛍光体で吸収されて緑色光に変換される。さらに、有機EL素子25から射出された青色光が光散乱層75で散乱される。これらにより、赤色光、緑色光、青色光を用いたカラー画像表示が可能となる。
 さらに、本実施形態の表示装置1100では、有機EL素子25として、本発明の一態様による有機EL素子を用いているため、発光効率に優れたものとなる。
[第5実施形態]
<表示装置>
 第4実施形態の表示装置1100においては、本発明の一態様による有機EL素子を備えた有機EL装置1110が青色光を射出することとし、蛍光体を含む波長変換基板1120にて射出された青色光を緑色光、赤色光に変換することで、カラー画像表示を行うこととしたが、他の構成を採用することもできる。
 図6は、本実施形態の表示装置の概略断面図である。本発明の一態様においては、例えば、図6に示す表示装置1200のように、有機EL装置1210と、カラーフィルタ基板1220とを有する構成としてもよい。
 有機EL装置1210は、複数の有機EL素子27を有している。有機EL素子27は、複数の下部電極21、複数の下部電極21を覆い連続して設けられた発光部28、発光部28を覆い連続して設けられた上部共通電極23、の積層構造を有している。有機EL素子27は、発光部28の形成材料や積層構造を調製し、白色光を射出する構成となっている。例えば、本実施形態の有機EL装置1210は、本発明における照明装置に該当する。
 カラーフィルタ基板1220は、基板50、隔壁60、カラーフィルタ層90、封止部80を有している。
 カラーフィルタ層90は、白色光の一部を吸収し赤色光を透過させるカラーフィルタ層90R、白色光の一部を吸収し緑色光を透過させるカラーフィルタ層90G、白色光の一部を吸収し青色光を透過させるカラーフィルタ層90Bを含む。表示装置1200においては、カラーフィルタ層90が有機EL装置1210の各有機EL素子27(サブ画素)と平面的に重なるように配置されている。
 このような構成の表示装置1200では、有機EL素子27から射出された白色光がカラーフィルタ層90Rで赤色光に変換される。また、有機EL素子27から射出された白色光がカラーフィルタ層90Gで緑色光に変換される。さらに、有機EL素子27から射出された白色光がカラーフィルタ層90Bで青色光に変換される。これらにより、赤色光、緑色光、青色光を用いたカラー画像表示が可能となる。
 さらに、本実施形態の表示装置1200では、有機EL素子27として、本発明の一態様による有機EL素子を用いているため、発光効率に優れたものとなる。
 なお、本発明の一態様における照明装置としては、本実施形態の有機EL装置1210のように、サブ画素毎にパターニングされた複数の下部電極21を有し、下部電極21に対応した各有機EL素子27を発光可能なものには限られない。例えば、本発明の一態様による照明装置として、本実施形態の下部電極21より大きい(例えば、1辺が数cm単位)下部電極を有し、室内光源として使用可能な照明装置を構成することも可能である。
[第6実施形態]
<電子機器>
 図7~図9は、本実施形態の電子機器を示す模式図である。本実施形態の電子機器は、上述した表示装置を有する。
 図7に示す電子機器2000は、表示部2001に上述した本発明の一態様に係る表示装置を備え、本体部分2002にバッテリーや通信用のモジュール等を内蔵する。電子機器2000は、例えば、スマートフォン、タブレットパソコン、電子書籍端末、電子アルバム、電子教科書、電子辞書などであるが、これに限られるものではない。電子機器2000は、表示部2001として本発明の一態様に係る表示装置を用いることで、従来構成の表示装置を表示部に用いた場合と比べ使用時間を延ばすことができる。
 図8に示す別形態の電子機器2100は、タブレットパソコンやスマートフォンの他時計などのウェアラブルディスプレイであり、表示部2101と本体部2102とを備えている。表示部2101は、上述した本発明の一態様に係る表示装置を採用している。表示装置において有機EL素子を積層する基板に可撓性を有するもの(例えば、高分子材料)を採用することで、表示部2101を曲げることができ、装着性が向上する。また、電子機器2100は、表示部2101として本発明の一態様に係る表示装置を用いることで、従来構成の表示装置を表示部に用いた場合と比べ使用時間を延ばすことができる。
 図9に示す別形態の電子機器2200は、表示部2201と本体部2202とを備えている。表示部2201、上述した本発明の一態様に係る表示装置を採用している。表示装置において有機EL素子を積層する基板に可撓性を有するもの(例えば、高分子材料)を採用することで、表示部2201を曲げることができ、折り畳み可能なディスプレイとなる。電子機器2200は、折りたたみ可能という利点を活かして、例えば文庫本型・新書型の電子ブックとして利用できる。また、電子機器2200は、表示部2201として本発明の一態様に係る表示装置を用いることで、従来構成の表示装置を表示部に用いた場合と比べ使用時間を延ばすことができる。
 以上、添付図面を参照しながら本発明のいくつかの態様に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
[実施例]
 以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例において、濃度単位「M」は「mol/L」を意味する。
 また、以下の実施例においては、製造した各化合物について、それぞれ下記装置で測定した。
 吸収スペクトル:島津製作所社製「UV-2450」
 蛍光スペクトル、りん光スペクトル:堀場製作所社製「FluoroMax-4」
 発光量子収率:浜松ホトニクス株式会社製「C9920-02G」
 発光減衰曲線、時間分解発光スペクトル:浜松ホトニクス株式会社製「C11200」
[実施例1]
(合成)
 以下の手順に従い、下記式(101)で表される化合物(以下、「化合物(101)」と略記する)を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 フラスコに、カルバゾール(22g、0.132mol)、4-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル(30g、0.159mol)、ナトリウムtert-ブトキシド(17g、0.177mol)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)(150g)を仕込み、室温で3時間撹拌した。得られた反応液を冷水400mlに添加した後、酢酸エチルで抽出した。
 有機相を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。さらに、有機相に活性炭(和光純薬株式会社製、活性炭素粉末、037-02115)を加え、5分間撹拌した後、活性炭を濾過して除いた。
 得られた酢酸エチル溶液を減圧濃縮した後、ヘキサンで結晶化し粗結晶を得た。粗結晶を酢酸エチル/ヘキサンで再結晶し、化合物(101)の白色結晶を得た(収率:74.5%)。
 得られた化合物(101)について、融点、MS、H-NMRを測定した。
 融点を測定したところ、139~140℃であった。
 また、MSを測定したところ、m/z=336のスペクトルが観測され、化合物(101)と整合するデータが得られた。
 また、H-NMRを測定したところ、化合物(101)に特有のスペクトルが観測された。H-NMRスペクトルについては、図10に示す。
 これらの結果から、得られたものは目的物である化合物(101)であることが確認された。
(物性評価)
 得られた化合物(101)について、光学特性を測定した。
 溶液サンプルは、窒素ガスが充填されたグローブボックス(酸素濃度約1ppm、水分濃度約0.1ppm)の中で、脱酸素トルエン溶媒(酸素濃度1ppm以下:和光純薬製)を用いて、5×10-5mol/Lの濃度に調整した。さらに、枝付き石英セルにその溶液を入れ、セプタムキャップで封をした状態で、グローブボックス外部に持ち出して光学測定を行った。
 図11は、化合物(101)の吸収スペクトル、蛍光スペクトル、りん光スペクトルである。化合物(101)の吸収最大波長(λAbs,max)は350nm、蛍光のピーク波長(λPL,max)は424nm、りん光のピーク波長(λPL(77K,10ms delayed)、max)は408nmであった。
 また、化合物(101)の一重項励起状態(S)と三重項励起状態(T)とのエネルギー準位差(ΔEST)は、0.14eVであった。ΔESTが小さいほど、遅延蛍光を生じやすいことが知られている。
 さらに、化合物(101)の発光量子収率(PLQY)は、0.56であり、良好な発光材料であることが分かった。
 また、1×10-4mol/Lの濃度の溶液サンプルを用い、化合物(101)の発光減衰曲線および時間分解発光スペクトルを測定した。図12は、化合物(101)の発光減衰曲線である。図13は、化合物(101)の時間分解発光スペクトルである。図13では、プロンプト発光スペクトルと遅延発光スペクトルとを示している。
 図12、13の測定は、室温にて行った。また、測定には、励起光して窒素ガスレーザーの紫外光(337.1nm)を用いた。
 図12から分かるように、発光寿命の早い成分は9.3nsで、発光寿命の遅い成分は140μsであった。
 図13に示すように、化合物(101)のプロンプト発光スペクトルと遅延発光スペクトルはいずれも同じスペクトル形状の蛍光であり、化合物(101)は遅延蛍光を生じることが分かる。
 図12を分析した結果、蛍光の全発光量に対する遅延蛍光の割合を示すTADF率は0.69であることが分かった。
[実施例2]
(合成)
 以下の手順に従い、下記式(102)で表される化合物(以下、「化合物(102)」と略記する)を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 フラスコに、水素化ナトリウム(60%,15.5g,0.388mol,1.5当量)と、DMF(350mL)を加え、フラスコを氷浴で冷却しながら窒素雰囲気下で撹拌した。この懸濁液に対して、3,6-ジメチルカルバゾール(50.0g,0.256mol)をDMF(350mL)に溶解させた溶液を滴下した。滴下終了後、氷浴をはずし、室温で2時間撹拌した。
 次に、フラスコを水浴で冷却しながら、4-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル(58.0g,0.307mol,1.2当量)のDMF(350mL)溶液を滴下し、滴下終了後、室温で撹拌した。
 室温で撹拌を開始して45分後に、TLCおよびGCで3,6-ジメチルカルバゾールの消失と化合物(102)の生成を確認した。反応液に水(500mL)と1N塩酸(50mL)を加えて反応を停止させた後、反応溶液から化合物(102)を酢酸エチルで抽出した(1L×3回,300mL×1回)。
 有機相を純水(2L×2)で洗浄した後、飽和食塩水(1L)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム(20.8g)で乾燥させた後、吸引ろ過をした。ろ液を減圧濃縮し、黄土色粉末を143g得た。
 得られた黄土色粉末をシリカゲルカラムで精製し(シリカゲル1.22kg,展開溶媒ヘキサン/酢酸エチル=10:1)、白色粉末を得た(収量86.0g,収率92.2%)。
 得られた白色粉末のうち77.8gをヘキサン/酢酸エチルの混合溶媒(ヘキサン1.56L,酢酸エチル0.117L)で再結晶することにより、化合物(102)の白色結晶を得た(収量42.6g,回収率54.7%)。
 得られた化合物(102)について、H-NMRを測定したところ、化合物(102)に特有のスペクトルが観測された。H-NMRスペクトルについては、図14に示す。
 この結果から、得られたものは目的物である化合物(102)であることが確認された。
(物性評価)
 実施例1と同様にして、得られた化合物(102)の光学特性を測定した。
 図15は、化合物(102)の吸収スペクトル、蛍光スペクトル、りん光スペクトルである。化合物(102)の吸収最大波長(λAbs,max)は360nm、蛍光のピーク波長(λPL,max)は457nm、りん光のピーク波長(λPL(77K,10ms delayed)、max)は415nmであった。
 また、化合物(102)の一重項励起状態(S)と三重項励起状態(T)とのエネルギー準位差(ΔEST)は、0.07eVであった。
 さらに、化合物(102)の発光量子収率(PLQY)は、0.91であり、極めて高いことが分かった。
 また、溶液サンプルの濃度を5×10-5mol/Lとしたこと以外は実施例1と同様にして、化合物(102)の発光減衰曲線および時間分解発光スペクトルを測定した。図16は、化合物(102)の発光減衰曲線である。図17は、化合物(102)の時間分解発光スペクトルである。図17では、プロンプト発光スペクトルと遅延発光スペクトルとを示している。
 図16から分かるように、発光寿命の早い成分は13.2nsで、発光寿命の遅い成分は31.1μsであった。
 図17に示すように、化合物(102)のプロンプト発光スペクトルと遅延発光スペクトルいずれも同じスペクトル形状の蛍光であり、化合物(102)は遅延蛍光を生じることが分かる。
 図16を分析した結果、蛍光の全発光量に対する遅延蛍光の割合を示すTADF率は0.93であることが分かった。
[実施例3]
(合成)
 以下の手順に従い、下記式(103)で表される化合物(以下、「化合物(103)」と略記する)を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 フラスコに、3,6-ジフェニルカルバゾール(5g、15.6mmol)、4-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル(3.65g、19.3mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(2.05g、21.3mmol)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)(28g)を仕込み、室温(20~25℃)で3時間撹拌した。得られた反応液を冷水100mlに添加した後、酢酸エチルで抽出した。
 有機相を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。さらに、有機相に活性炭(和光純薬株式会社製、活性炭素粉末、037-02115)を加え、5分間撹拌した後、活性炭を濾過して除いた。
 得られた酢酸エチル溶液を減圧濃縮した後、温エタノール50mlを加え結晶を析出させた。得られた結晶スラリーに含まれる酢酸エチルをエタノールと共沸させて除去し、粗結晶を得た。得られた粗結晶をエタノールで洗浄後、風乾させることで化合物(103)の白色結晶を得た(収量:6.5g、収率:85%)。
 得られた化合物(103)について、MS、H-NMRを測定した。
 MSを測定したところ、m/z=488のスペクトルが観測され、化合物(103)と整合するデータが得られた。
 また、H-NMRを測定したところ、化合物(103)に特有のスペクトルが観測された。H-NMRスペクトルについては、図18に示す。
 これらの結果から、得られたものは目的物である化合物(103)であることが確認された。
(物性評価)
 実施例1と同様にして、得られた化合物(103)の光学特性を測定した。
 図19は、化合物(103)の吸収スペクトル、蛍光スペクトル、りん光スペクトルである。化合物(103)の吸収最大波長(λAbs,max)は370nm、蛍光のピーク波長(λPL,max)は457nm、りん光のピーク波長(λPL(77K,10ms delayed)、max)は449nmであった。
 また、化合物(103)の一重項励起状態(S)と三重項励起状態(T)とのエネルギー準位差(ΔEST)は、0.20eVであった。
 さらに、化合物(103)の発光量子収率(PLQY)は、0.82であり、高いことが分かった。
 また、溶液サンプルの濃度を5×10-5mol/Lとしたこと以外は実施例1と同様にして、化合物(103)の発光減衰曲線および時間分解発光スペクトルを測定した。図20は、化合物(103)の発光減衰曲線である。図21は、化合物(103)の時間分解発光スペクトルである。図21では、プロンプト発光スペクトルと遅延発光スペクトルとを示している。
 図20から分かるように、発光寿命の早い成分は10.9nsで、発光寿命の遅い成分は503μsであった。
 図21に示すように、化合物(103)のプロンプト発光スペクトルと遅延発光スペクトルいずれも同じスペクトル形状の蛍光であり、化合物(103)は遅延蛍光を生じることが分かる。
 図20を分析した結果、蛍光の全発光量に対する遅延蛍光の割合を示すTADF率は0.91であることが分かった。
[比較例1]
 以下の手順に従い、下記式(201)で表される化合物(以下、「化合物(201)」と略記する)を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 フラスコに、3,6-ジメチルカルバゾール(1g、5.1mmol)、4-フルオロ-2-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル(1.15g、5.9mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(0.6g、6.2mmol)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)(15g)を仕込み、室温(20~25℃)で3時間撹拌した。得られた反応液を10℃に冷却後、冷水50mlに添加した後、結晶を濾過した。
 濾別した結晶を酢酸エチルに溶解した後、水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで脱水した。得られた酢酸エチル溶液に活性炭(和光純薬株式会社製、活性炭素粉末、037-02115)を加え、5分間撹拌した後、活性炭を濾過して除いた。
 得られた酢酸エチル溶液を減圧濃縮した後、ヘキサンを加えて結晶化させた。得られた結晶を濾別し、風乾させることで化合物(201)の白色結晶を得た(収率:86%)。
 得られた化合物(201)について、MSを測定したところ、m/z=364のスペクトルが観測され、化合物(201)と整合するデータが得られた。この結果から、得られたものは目的物である化合物(201)であることが確認された。
(物性評価)
 実施例1と同様にして、得られた化合物(201)の光学特性を測定した。
 図22は、化合物(201)の吸収スペクトル、蛍光スペクトル、りん光スペクトルである。化合物(201)の吸収最大波長(λAbs,max)は356nm、蛍光のピーク波長(λPL,max)は439nm、りん光のピーク波長(λPL(77K,10ms delayed)、max)は444nmであった。
 また、化合物(201)の一重項励起状態(S)と三重項励起状態(T)とのエネルギー準位差(ΔEST)は、0.30eVであった。
 さらに、化合物(201)の発光量子収率(PLQY)は、0.49であった。
 また、溶液サンプルの濃度を5×10-5mol/Lとしたこと以外は実施例1と同様にして、化合物(201)の発光減衰曲線および時間分解発光スペクトルを測定した。図23は、化合物(201)の発光減衰曲線である。図24は、化合物(201)の時間分解発光スペクトルである。図24では、プロンプト発光スペクトルと遅延発光スペクトルとを示している。
 図23から分かるように、発光寿命の早い成分は14.2nsで、発光寿命の遅い成分は2.28μsであった。
 図24に示すように、化合物(201)のプロンプト発光スペクトルと遅延発光スペクトルいずれも同じスペクトル形状の蛍光であり、化合物(201)は遅延蛍光を生じることが分かる。
 図23を分析した結果、蛍光の全発光量に対する遅延蛍光の割合を示すTADF率は0.12であることが分かった。化合物(201)は、遅延蛍光がほぼ含まれず、有機EL素子の発光ドーパントとして用いた場合に、発光効率向上の効果があまり望めないことが分かった
[実施例4]
 膜厚100nmの酸化インジウムスズ(ITO)からなる陽極が形成された厚さ0.7mmのガラス基板(ITO基板)を水洗後、アルカリ性水溶液中で30分間超音波洗浄を行った。水洗し、さらに超純水で超音波洗浄を15分間行った後、110℃で30分間乾燥させた。次いで、UVオゾンクリーナーを用いて、得られたITO基板を大気雰囲気下でUV-オゾン処理した。
 ITO基板を真空蒸着機にセットし、ITO膜上に真空蒸着法にて下記のように各薄膜を積層した。成膜時の真空度は5.0×10-5Paであった。
 まず、ITO膜上にα-NPD(下記)を30nmの厚さに形成し、その上にTCTA(下記)を20nmの厚さに形成し、さらにその上にCzSi(下記)を10nmの厚さに形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 次いで、化合物(101)とDPEPO(下記)を異なる蒸発源から共蒸着し、20nmの厚さの層を形成して発光層とした。この時、化合物(101)の濃度は10.0重量%とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 次いで、DPEPOを10nmの厚さに形成し、その上にTPBi(下記)を30nmの厚さで形成した。さらにフッ化リチウム(LiF)を0.5nm真空蒸着し、次いでアルミニウム(Al)を100nmの厚さに蒸着することにより陰極を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 次いで、作成した積層構造を挟持するようにITO基板とガラス基板とを対向させた状態で、光硬化性樹脂でITO基板とガラス基板とを接着することで、積層構造を封止し、実施例4の有機EL素子を作製した。
 作製した有機EL素子を、ソースメータ(ケースレー社製:2400型)、高感度分光放射輝度計(大塚電子社製:HS-1000)を用いて測定した。
 化合物(101)を発光材料として用いた有機EL素子は、ピーク波長430nmの発光が認められ、12%の外部量子効率が得られた。
[実施例5]
 発光層を作成する際に化合物(102)を用いたこと以外は、実施例4と同様にして実施例5の有機EL素子を作製した。
 実施例4と同様に測定した結果、化合物(102)を発光材料として用いた有機EL素子は、ピーク波長455nmの発光が認められ、15%の外部量子効率が得られた。
[実施例6]
 発光層を作成する際に化合物(103)を用いたこと、および化合物(103)の濃度を12.0質量%としたこと以外は、実施例4と同様にして実施例6の有機EL素子を作製した。
 実施例4と同様に測定した結果、化合物(103)を発光材料として用いた有機EL素子は、ピーク波長456nmの発光が認められ、16%の外部量子効率が得られた。
 以上の結果から、本発明の実施例が有用であることが分かった。
 本発明のいくつかの態様は、発光効率が改善され高性能な有機EL素子を製造可能な新規な化合物、このような化合物が用いられ発光効率が改善された有機EL素子、表示装置、照明装置などに適用することができる。
1…基板、2…陽極、3…陰極、4…発光層、5…正孔輸送層、6…電子輸送層、20,20B,20G,20R,25,100…有機EL素子、70,70G,70R…波長変換層(蛍光体層)、1000,1100,1200…表示装置、1210…有機EL装置(照明装置)、1220…カラーフィルタ基板

Claims (15)

  1.  下記一般式(1)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、炭素数1~22のフッ化アルキル基、シアノ基またはトリフェニルシリル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、いずれか1つのみがシアノ基である。
     Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基または炭素数1~22のフッ化アルキル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、少なくとも1つのRは炭素数1~22のフッ化アルキル基である。
     Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1~22のアルキル基、炭素数1~22のアルコキシ基、フェニル基、カルバゾール基、ジフェニルアミノ基またはトリフェニルシリル基であり、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
  2.  下記一般式(2)で表される請求項1に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、R、Rは、式(1)と同様である)
     Rは炭素数1~22のフッ化アルキル基である。)
  3.  下記一般式(3)で表される請求項2に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、Rは炭素数1~22のフッ化アルキル基である。
     Rは、式(1)と同様である)
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の化合物を含む層を有する有機EL素子。
  5.  前記層として発光層を備え、
     前記化合物は発光ドーパントとして機能する請求項4に記載の有機EL素子。
  6.  遅延蛍光を放射する請求項5に記載の有機EL素子。
  7.  前記層として発光層を備え、
     前記化合物はアシストドーパントとして機能する請求項4~6のいずれか1項に記載の有機EL素子。
  8.  前記層として発光層を備え、
     前記化合物はホスト化合物として機能する請求項4~7のいずれか1項に記載の有機EL素子。
  9.  前記層として発光層を備え、
     前記化合物はエキサイプレックス分子として機能する請求項4に記載の有機EL素子。
  10.  前記層として正孔輸送層を備える請求項4~9のいずれか1項に記載の有機EL素子。
  11.  前記層として電子輸送層を備える請求項4~10のいずれか1項に記載の有機EL素子。
  12.  赤色光を射出する第1の有機EL素子と、
     緑色光を射出する第2の有機EL素子と、
     青色光を射出する第3の有機EL素子と、を有し、
     前記第1の有機EL素子と、前記第2の有機EL素子と、前記第3の有機EL素子と、の少なくともいずれか1つは、請求項4から11のいずれか1項に記載の有機EL素子である表示装置。
  13.  請求項4から11のいずれか1項に記載の有機EL素子と、
     前記有機EL素子から射出された光を吸収して蛍光を発する蛍光体層と、を有する表示装置。
  14.  請求項4から11のいずれか1項に記載の有機EL素子と、
     前記有機EL素子から射出された白色光を、赤色光、緑色光、青色光の少なくとも1種に変換するカラーフィルタ層と、を有する表示装置。
  15.  請求項4から11のいずれか1項に記載の有機EL素子を含み、白色光を射出する照明装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115093363A (zh) * 2022-04-26 2022-09-23 南京邮电大学 一类有机蓝光小分子及其制备和应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111509134A (zh) 2020-04-22 2020-08-07 Tcl华星光电技术有限公司 Qled发光器件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015072889A (ja) * 2013-05-02 2015-04-16 国立大学法人九州大学 発光素子
JP2015109428A (ja) * 2013-10-24 2015-06-11 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
CN105037247A (zh) * 2015-06-26 2015-11-11 南京工业大学 一类联咔唑衍生物的合成及在有机电致发光中应用
JP2016516085A (ja) * 2013-03-22 2016-06-02 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子のための材料
WO2016116497A1 (de) * 2015-01-20 2016-07-28 Cynora Gmbh Organische moleküle, insbesondere zur verwendung in optoelektronischen bauelementen
WO2016124704A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 Technische Universität Dresden Blaue fluoreszenzemitter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016516085A (ja) * 2013-03-22 2016-06-02 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子のための材料
JP2015072889A (ja) * 2013-05-02 2015-04-16 国立大学法人九州大学 発光素子
JP2015109428A (ja) * 2013-10-24 2015-06-11 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
WO2016116497A1 (de) * 2015-01-20 2016-07-28 Cynora Gmbh Organische moleküle, insbesondere zur verwendung in optoelektronischen bauelementen
WO2016124704A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 Technische Universität Dresden Blaue fluoreszenzemitter
CN105037247A (zh) * 2015-06-26 2015-11-11 南京工业大学 一类联咔唑衍生物的合成及在有机电致发光中应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115093363A (zh) * 2022-04-26 2022-09-23 南京邮电大学 一类有机蓝光小分子及其制备和应用
CN115093363B (zh) * 2022-04-26 2023-09-22 南京邮电大学 一类有机蓝光小分子及其制备和应用

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