WO2021200243A1 - 有機電界発光素子 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an organic electroluminescent device (hereinafter referred to as an organic EL device), and more particularly to an organic EL device containing a specific mixed host material.
- Patent Document 1 discloses an organic EL device using a TTF (Triplet-Triplet Fusion) mechanism, which is one of the delayed fluorescence mechanisms.
- TTF Triplet-Triplet Fusion
- the TTF mechanism utilizes the phenomenon that singlet excitons are generated by the collision of two triplet excitons, and it is theoretically considered that the internal quantum efficiency can be increased up to 40%.
- the efficiency is lower than that of the phosphorescent type organic EL element, further improvement in efficiency and low voltage characteristics are required.
- Patent Document 2 discloses an organic EL element using a TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence) mechanism.
- the TADF mechanism utilizes the phenomenon that inverse intersystem crossing from a triplet exciter to a singlet exciter occurs in a material with a small energy difference between the singlet level and the triplet level, and theoretically determines the internal quantum efficiency. It is believed that it can be increased to 100%.
- Patent Documents 3 and 4 disclose the use of an indolocarbazole compound in which a condensed heterocycle is substituted as a host material. Further, Patent Documents 5 and 6 disclose that an indolocarbazole compound is used as a mixed host material. Further, Patent Document 7 discloses an organic EL device using a mixed host material of a compound in which a condensed heterocycle is substituted in a nitrogen-containing 6-membered ring and a carbazole compound.
- Patent Document 8 discloses an organic EL device using a mixed host material of an indolocarbazole compound in which a nitrogen-containing 6-membered ring is substituted with a condensed heterocycle and a specific indolocarbazole compound substituted with an aryl group. .. Furthermore, Patent Documents 9 and 10 disclose an organic EL device using a mixed host material of indolocarbazole compounds.
- an organic EL element In order to apply an organic EL element to a display element such as a flat panel display, it is necessary to improve the luminous efficiency of the element and at the same time ensure sufficient stability during driving. In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a practically useful organic EL device that realizes high efficiency and low voltage characteristics.
- an organic electroluminescent element using a specific mixed host material for the light emitting layer can solve the above problems, and have completed the present invention.
- the present invention is an organic electroluminescent element having a plurality of organic layers between an anode and a cathode facing each other, the organic layer has at least one light emitting layer, and the light emitting layers are two different from each other.
- a host material and a dopant material are included, and one of the host materials is a compound represented by the following general formula (1), and the other of the host materials is a compound represented by the following general formula (2). It is a characteristic organic electroluminescent element.
- ring A is a heterocycle represented by the formula (1a), and ring A is condensed with an adjacent ring at an arbitrary position.
- X represents N or C-Ar', and at least one of X represents N.
- Y represents O, S, N-Ar 3 , or C-Ar 4 Ar 5 .
- Any one of Z 1 to Z 4 is a carbon atom bonded to a six-membered ring containing X, and the other and Z 5 to Z 8 independently represent C-Ar'or N, and Ar. If there are multiple', they may be the same or different.
- Ar, Ar'and Ar 1 to Ar 5 are independently hydrogen, dear hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkyl group having 7 to 38 carbon atoms, and 2 carbon atoms.
- the hydrogen atom may be substituted with deuterium or halogen.
- a and b represent the number of substitutions, and each represents an integer of 1 to 4 independently.
- c represents the number of substitutions and represents an integer of 1 to 2.
- ring B is a heterocycle represented by the formula (2a), and ring B is condensed with an adjacent ring at an arbitrary position.
- Ar 6 and Ar 7 are independently hydrogen, dehydrogen, halogen, cyano group, nitro group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, aralkyl group having 7 to 38 carbon atoms, and alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms.
- alkynyl group with 2 to 20 carbon atoms dialkylamino group with 2 to 40 carbon atoms, diarylamino group with 12 to 44 carbon atoms, dialalkylamino group with 14 to 76 carbon atoms, acyl group with 2 to 20 carbon atoms , Acyloxy group with 2 to 20 carbon atoms, alkoxy group with 1 to 20 carbon atoms, alkoxycarbonyl group with 2 to 20 carbon atoms, alkoxycarbonyloxy group with 2 to 20 carbon atoms, alkylsulfonyl group with 1 to 20 carbon atoms, Substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 17 carbon atoms, or linked aromatic group in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked.
- a group When these groups have a hydrogen atom, the hydrogen atom may be substituted with deuterium or halogen.
- d and e represent the number of permutations, and each represents an integer of 1 to 4.
- f represents the number of substitutions and represents an integer of 1 to 2.
- Ar 8 independently contains hydrogen, dear hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, aralkyl group having 7 to 38 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, and carbon number of carbon atoms.
- Y is preferably O or S.
- the general formula (1) is preferably represented by any of the following general formulas (4) to (8). [Here, X, Y, Ar, Ar 1 , Ar 2 , Z 1 to Z 8 , a, b, and c are synonymous with the general formula (1). ]
- Ar 1 and Ar 2 are substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 10 carbon atoms, or 2 to 5 aromatic rings thereof are linked. It is more preferably a linked aromatic group.
- the general formula (2) is preferably represented by any of the following general formulas (9) to (13). [Here, Ar 8 , d, e, f, Ar 6 , and Ar 7 are synonymous with equation (2). ]
- Ar 6 and Ar 7 are preferably substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 10 carbon atoms, and substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 3 to 17 carbon atoms.
- the dopant material is a phosphorescent dopant material or a fluorescent dopant material containing thermally activated delayed fluorescence.
- the organic electric field light emitting element according to the present invention has a mixed host material containing two kinds of compounds and also has a light emitting layer having a dopant material.
- the ratio of the compound represented by the general formula (1) to the total of the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) is 10 mass. It is preferably% or more and less than 70% by mass, and more preferably 20% by mass or more and less than 60% by mass.
- the luminescent dopant material is an organic metal complex containing at least one metal selected from the group consisting of ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold, or is thermally activated. More preferably, it is a fluorescent dopant material containing delayed fluorescence.
- a compound represented by the general formula (1) and a compound represented by the general formula (2) are mixed to prepare a premix, and then a host material containing the compound. It is preferable to have a step of forming a light emitting layer by vapor deposition.
- the difference between the 50% weight loss temperature of the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) is within 20 ° C. ..
- the material used for the organic layer has high durability against electric charges, and it is important to suppress leakage of excitons and electric charges to the peripheral layer, especially in the light emitting layer.
- it is effective to improve the bias of the light emitting region in the light emitting layer, and for that purpose, the amount of both charges (electrons / holes) injected into the light emitting layer or the transport of both charges in the light emitting layer. It is necessary to control the amount within a preferable range.
- both the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) used in the present invention have an indolocarbazole structure.
- the indolocarbazole structure is known to have high charge resistance.
- the compound represented by the general formula (1) has a low voltage because the injection transportability of charges, particularly electrons, is improved by substituting the nitrogen-containing 6-membered ring in which a condensed aromatic group is linked to the indolocarbazole structure.
- an organic EL element that can be driven stably can be manufactured.
- the injection transportability of electric charges, particularly holes is enhanced, and an organic EL element that can be stably driven at a low voltage is manufactured.
- the charge injection transportability can be controlled at a high level by changing the binding mode of the indolocarbazole ring and the type and number of substituents to the skeleton, and therefore it is represented by the general formula (1). It is presumed that by combining the compound and the compound represented by the general formula (2), the amount of both charges injected into the organic layer can be adjusted within a preferable range, and the bias of the light emitting region in the light emitting layer can be improved. ..
- the characteristics of the organic EL element can be improved, and in particular, the luminous efficiency and the applied voltage can be improved as compared with the conventional case.
- the organic EL device of the present invention has a structure in which an anode, an organic layer, and a cathode are laminated, and at least one of the organic layers includes a light emitting layer formed by using a predetermined material for an organic electroluminescent device. .. That is, this organic EL element has an organic layer composed of a plurality of layers between the opposite anode and the cathode, but at least one of the plurality of layers is a light emitting layer, and there may be a plurality of light emitting layers. At least one of the light emitting layers contains two different host materials and a dopant material, and one of the host materials is a compound represented by the above-mentioned general formula (1) (hereinafter, referred to as “1”).
- the other is composed of a compound represented by the above-mentioned general formula (2) (hereinafter referred to as a second host material), and for these, a luminescent dopant material is preferably used.
- a light emitting layer is formed as a vapor deposition layer to be contained.
- the first host material contained in the light emitting layer is selected from the compound represented by the general formula (1), and the second host material is selected from the compound represented by the general formula (2).
- X represents N or C-Ar', and at least one of X represents N, but it is preferable that two or more of X are N, and X is all N. Is more preferable.
- a and b represent the number of substitutions, and each independently represents an integer of 1 to 4, preferably 1 to 2, and more preferably 1.
- c represents the number of substitutions, represents an integer of 1 to 2, and is preferably 1.
- Z 1 to Z 4 is a carbon atom bonded to a six-membered ring containing X, and the other ones and Z 5 to Z 8 are independently C-Ar'or C-Ar', respectively. It represents N and is preferably C-Ar'. When a plurality of Ar'exists, they may be the same or different.
- Ar, Ar'and Ar 1 to Ar 5 are independently hydrogen, dehydrogen, halogen, cyano group, nitro group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 7 to 38 carbon atoms, respectively.
- Ar 1 and Ar 2 are substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 10 carbon atoms, or linked aromatic groups in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked. preferable.
- Ar, Ar'and Ar 3 to Ar 5 are hydrogen, deuterium, alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbons. It is preferably an aromatic heterocyclic group of number 3 to 17, or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked, and hydrogen, dehydrogen, substituted or unsubstituted carbon. 6-18 aromatic hydrocarbon groups, substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic groups with 3-12 carbon atoms, or substituted or unsubstituted linked aromatic groups in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked. Is more preferable.
- a linked aromatic group refers to a group in which an aromatic hydrocarbon group and / or an aromatic ring of an aromatic heterocyclic group is linked by a single bond.
- 2 to 5 aromatic rings of substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 30 carbon atoms are linked, or substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic groups having 3 to 17 carbon atoms.
- 2 to 5 aromatic rings are linked, or 2 to 5 aromatic rings of these aromatic hydrocarbon groups and 2 to 5 aromatic rings of aromatic heterocyclic groups are linked. These may be linearly linked or branched, and the aromatic rings may be the same or different.
- Ar, Ar'and Ar 1 to Ar 5 are halogen, cyano group, nitro group, alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, aralkyl group with 7 to 38 carbon atoms, alkenyl group with 2 to 20 carbon atoms, 2 to 20 carbon atoms.
- alkynyl groups dialkylamino groups with 2-40 carbon atoms, diarylamino groups with 12-44 carbon atoms, dialalkylamino groups with 14-76 carbon atoms, acyl groups with 2-20 carbon atoms, 2-20 carbon atoms
- the alkoxycarbonyl group has 2 to 20 carbon atoms
- the alkoxycarbonyloxy group has 2 to 20 carbon atoms
- the alkylsulfonyl group has 1 to 20 carbon atoms.
- Alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecil, icosyl, etc.
- Aralkyl groups such as phenylmethyl, phenylethyl, phenylicosyl, naphthylmethyl, anthranylmethyl, phenanthrenylmethyl, pyrenylmethyl, alkenyl groups such as vinyl, propenyl, butenyl, pentenyl, decenyl, icosenyl, ethynyl, propargyl, butynyl, Alkinyl groups such as pentynyl, decynyl and icocinyl, dialkylamino groups such as dimethylamino, ethylmethylamino, diethylamino, dipropylamino, dibutylamino, dipentynylamino, didecylamino and diicosylamino, diphenylamino, naphthylphenylamino and dinaphthylamino , Diarylamino groups such as dianthranyla
- Alkoxy groups such as heptoxy, octoxy, nonyloxy, decanyloxy, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, propoxycarbonyl, butoxycarbonyl, pent Alkoxycarbonyl groups such as xycarbonyl, alkoxycarbonyloxy groups such as methoxycarbonyloxy, ethoxycarbonyloxy, propoxycarbonyloxy, butoxycarbonyloxy, pentoxycarbonyloxy, methylsulfonyl, ethylsulfonyl, propylsulfonyl, butylsulfonyl, pentylsulfonyl, etc.
- Examples thereof include an alkylsulfonyl group, a cyano group, a nitro group, a fluoro group, and a tosyl group.
- Preferred are methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, or dodecyl.
- the unsubstituted Ar, Ar'and the unsubstituted Ar 3 to Ar 5 are an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a linked aromatic group include benzene, naphthalene, pyridine, and pyrimidine.
- an aromatic group formed by taking one H from a compound composed of 2 to 5 linkages thereof can be mentioned.
- the unsubstituted Ar 1 and Ar 2 are an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a linked aromatic group include the unsubstituted Ar and the unsubstituted Ar 3 to Ar 5 .
- each of the above-mentioned unsubstituted aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group may have a substituent.
- the substituent is a cyano group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a diarylamino group having 12 to 44 carbon atoms.
- the substituent when it is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, it may be linear, branched, or cyclic.
- the number of substituents is 0 to 5, preferably 0 to 2.
- the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group have a substituent, the carbon number calculation does not include the carbon number of the substituent. However, it is preferable that the total number of carbon atoms including the number of carbon atoms of the substituent satisfies the above range.
- these groups have a hydrogen atom, the hydrogen atom may be substituted with deuterium or halogen.
- substituents include cyano, methyl, ethyl, propyl, i-propyl, butyl, t-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, diphenylamino and naphthylphenylamino. , Dinaphthylamino, dianthranylamino, diphenanthrenylamino, dipyrenylamino and the like.
- Preferred include cyano, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, diphenylamino, naphthylphenylamino, or dinaphthylamino.
- Ar 6 and Ar 7 are independently hydrogen, dehydrogen, halogen, cyano group, nitro group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and aromatic group having 7 to 38 carbon atoms, respectively.
- It is preferably a ring group or a linked aromatic group in which 2 to 5 aromatic hydrocarbon groups and aromatic heterocyclic groups are linked, and at least one of Ar 6 and Ar 7 is one or more. It is more preferable to contain an aromatic heterocycle having 6 to 17 carbon atoms substituted or unsubstituted.
- unsubstituted Ar 6 and Ar 7 are an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a linked aromatic group include benzene, naphthalene, pyridine, pyrimidine, thiophene, isothiazole, and thiazole.
- Aromatic groups formed by taking individual Hs can be mentioned.
- D and e represent the number of substitutions, each representing an integer of 1 to 4, preferably 1 to 2, and more preferably 1.
- f represents the number of substitutions, represents an integer of 1 to 2, and is preferably 1.
- Ar 8 independently contains hydrogen, dear hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, aralkyl group having 7 to 38 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, and carbon number of carbon atoms.
- Ar 8 is hydrogen, hydrocarbon, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, and an aromatic complex having 3 to 17 carbon atoms substituted or unsubstituted. It is preferably a ring group or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked, and is an aromatic hydrocarbon having hydrogen, hydrocarbon, substituted or unsubstituted 6 to 18 carbon atoms. More preferably, it is a hydrogen group, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked.
- Ar 8 Specific examples of Ar 8 are the same as those described in Ar.
- Ar 6 and Ar 7 are alkyl groups with 1 to 20 carbon atoms, aralkyl groups with 7 to 38 carbon atoms, alkoxy groups with 2 to 20 carbon atoms, alkynyl groups with 2 to 20 carbon atoms, and dialkyl groups with 2 to 40 carbon atoms.
- the organic electric field light emitting element of the present invention has a light emitting layer containing a compound represented by the general formula (1), a compound represented by the general formula (2), and a dopant material, but the light emitting layer has other components. It may contain an aliphatic organic compound, an aromatic hydrocarbon compound, an aromatic heterocyclic compound, an organic metal complex and the like. When other components are contained, the total ratio of the other compounds to the light emitting layer is preferably less than 30% by mass, more preferably less than 10% by mass.
- the ratio of the compound represented by the general formula (1) to the total of the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) is 10% by mass or more and less than 70% by mass. It is preferably 20% by mass or more and less than 60% by mass.
- the luminescent dopant material is an organic metal complex containing at least one metal selected from the group consisting of ruthenium, rhodium, palladium, silver, renium, osmium, iridium, platinum and gold, or thermal activation delayed fluorescence. It is preferable that it is a fluorescent dopant material containing.
- the light emitting layer of the organic electroluminescent element of the present invention may be formed by depositing first and second host materials and dopant materials from a vapor deposition source, and these may be dissolved or dispersed in a solvent to form a spin coating method. It may be formed by a bar coating method, a spray method, an inkjet method, a printing method or the like.
- the light emitting layer of the organic electroluminescent element of the present invention is formed by a thin-film deposition method, it can be used by thin-film deposition from different vapor deposition sources. Is preferably vapor-deposited from one electroluminescence source at the same time to form a light emitting layer.
- the premix may be mixed with a luminescent dopant material required to form the light emitting layer or other host material used as needed, but there is a large difference in the temperature at which the desired vapor pressure is obtained.
- vapor deposition may be performed from another vapor deposition source.
- the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), and the dopant material are dissolved or dispersed in a solvent.
- the ink By forming the ink into a light emitting layer ink, a film can be formed by the above printing method.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structural example of a general organic EL device used in the present invention, in which 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, and 5 is a light emitting layer. , 6 represent an electron transport layer, and 7 represents a cathode.
- the organic EL device of the present invention may have an exciton blocking layer adjacent to the light emitting layer, or may have an electron blocking layer between the light emitting layer and the hole injection layer.
- the exciton blocking layer can be inserted into either the anode side or the cathode side of the light emitting layer, and both can be inserted at the same time.
- the organic EL device of the present invention has an anode, a light emitting layer, and a cathode as essential layers, but it is preferable to have a hole injection transport layer and an electron injection transport layer in addition to the essential layers, and further, a light emitting layer and an electron injection. It is preferable to have a hole blocking layer between the transport layers.
- the hole injection transport layer means either or both of the hole injection layer and the hole transport layer
- the electron injection transport layer means either or both of the electron injection layer and the electron transport layer.
- the structure opposite to that of FIG. 1, that is, the cathode 7, the electron transport layer 6, the light emitting layer 5, the hole transport layer 4, and the anode 2 can be laminated in this order on the substrate 1, and in this case as well, the layers can be laminated in this order. It can be added or omitted.
- the organic EL device of the present invention is preferably supported by a substrate.
- the substrate is not particularly limited as long as it is conventionally used for an organic EL element, and for example, a substrate made of BR> K lath, transparent plastic, quartz, or the like can be used.
- anode material in the organic EL element a material having a large work function (4 eV or more), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is preferably used.
- electrode materials include metals such as Au and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2, and ZnO.
- amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3- ZnO) capable of producing a transparent conductive film may be used.
- a thin film may be formed by forming a thin film of these electrode materials by a method such as thin film deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not required so much (about 100 ⁇ m or more). May form a pattern through a mask having a desired shape during vapor deposition or sputtering of the electrode material.
- a coatable substance such as an organic conductive compound
- a wet film forming method such as a printing method or a coating method can also be used.
- the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
- the film thickness depends on the material, but is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.
- the cathode material a material having a small work function (4 eV or less) (electron-injectable metal), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof 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 ) Examples include mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
- a mixture of an electron injectable metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this for example, magnesium / silver mixture, magnesium / Aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, lithium / aluminum mixture, aluminum and the like are suitable.
- the cathode can be produced by forming a thin film of these cathode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
- the sheet resistance of 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 brightness is improved, which is convenient.
- a transparent or translucent cathode can be produced by forming the above metal on the cathode having a film thickness of 1 to 20 nm and then forming the conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode. By applying this, it is possible to manufacture an element in which both the anode and the cathode are transparent.
- the light emitting layer is a layer that emits light after excitons are generated by recombination of holes and electrons injected from each of the anode and the cathode, and the light emitting layer is a compound represented by the general formula (1). It contains a compound represented by the general formula (2) and a luminescent dopant material.
- the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) are preferably used as a host material for the light emitting layer.
- the compound represented by the general formula (1) one kind may be used, or two or more kinds may be used.
- the compound represented by the general formula (2) one kind may be used, or two or more kinds may be used.
- one or more known host materials may be used in combination, but the amount used is a combination of the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2). It is preferably 50% by mass or less, preferably 25% by mass or less, based on the total amount of the host materials.
- the 50% weight loss temperature refers to the temperature at which the weight is reduced by 50% when the temperature is raised from room temperature to 550 ° C. at a rate of 10 ° C. per minute in TG-DTA measurement under nitrogen airflow decompression (1 Pa). .. It is considered that vaporization by evaporation or sublimation occurs most actively in the vicinity of this temperature.
- the difference between the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) is preferably within 30 ° C., more preferably within 20 ° C. preferable.
- the premixing method a known method such as pulverization and mixing can be adopted, but it is desirable to mix as uniformly as possible.
- the difference in the 50% weight loss temperature shall be an absolute value.
- each host material is vapor-deposited from different vapor deposition sources, or multiple types of host materials are simultaneously vapor-deposited from one vapor deposition source by premixing them before vapor deposition to form a premixture. You can also do it.
- a method capable of mixing as uniformly as possible is desirable, and examples thereof include pulverization mixing, heating and melting under reduced pressure or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, sublimation, and the like. It is not limited to the method.
- the form of the host and its premixture may be powder, stick or granular.
- the phosphorescent dopant material is an organic metal complex containing at least one metal selected from ruthenium, rhodium, palladium, silver, renium, osmium, iridium, platinum and gold. Is preferable.
- the iridium complexes described in J.Am.Chem.Soc.2001,123,4304 and JP-A-2013-53051 are preferably used, but are not limited thereto.
- the phosphorescent dopant material may contain only one type or two or more types in the light emitting layer.
- the content of the phosphorescent dopant material is preferably 0.10 to 30 wt%, more preferably 1.0 to 20 wt% with respect to the host material.
- the phosphorescent dopant material is not particularly limited, and specific examples thereof include the following.
- the fluorescent light emitting dopant material is not particularly limited, but for example, a benzoxazole derivative, a benzothiazole derivative, a benzoimidazole derivative, a styrylbenzene derivative, a polyphenyl derivative, a diphenylbutadiene derivative, etc.
- Tetraphenylbutadiene derivative Tetraphenylbutadiene derivative, naphthalimide derivative, coumarin derivative, condensed aromatic compound, perinone derivative, oxadiazole derivative, oxazine derivative, aldazine derivative, pyrrolidine derivative, cyclopentadiene derivative, bisstyrylanthracene derivative, quinacridone derivative, pyrolopyridine derivative, Thiadiazolopyridine derivatives, styrylamine derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, aromatic dimethyridine compounds, metal complexes of 8-quinolinol derivatives, metal complexes of pyromethene derivatives, rare earth complexes, various metal complexes typified by transition metal complexes, etc.
- polymer compounds such as polythiophene, polyphenylene and polyphenylene vinylene, and organic silane derivatives.
- Preferred are condensed aromatic derivatives, styryl derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, oxazine derivatives, pyrromethene metal complexes, transition metal complexes, or lanthanoid complexes, and more preferably naphthalene, pyrene, chrysene, triphenylene, benzo [c] phenanthrene.
- the fluorescent light emitting dopant material only one kind may be contained in the light emitting layer, or two or more kinds may be contained.
- the content of the fluorescent dopant material is preferably 0.10 to 20%, more preferably 1.0 to 10% with respect to the host material.
- the heat-activated delayed fluorescence light-emitting dopant material is not particularly limited, but may be a metal complex such as a tin complex or a copper complex, or WO2011 / 070963.
- Indrocarbazole derivative described, cyanobenzene derivative described in Nature 2012,492,234, carbazole derivative, phenazine derivative described in Nature Photonics 2014,8,326, oxadiazole derivative, triazole derivative, sulfone derivative, phenoxazine derivative, aclysine derivative, etc. Can be mentioned.
- the thermally activated delayed fluorescence dopant material is not particularly limited, and specific examples thereof include the following.
- the thermally activated delayed fluorescence dopant material may contain only one type or two or more types in the light emitting layer. Further, the thermally activated delayed fluorescence dopant material may be mixed with a phosphorescence light emitting dopant material or a fluorescence emission dopant material.
- the content of the Thermally Activated Delayed Fluorescence Dopant Material is preferably 0.10 to 50% by mass, more preferably 1.0 to 30% by mass, based on the host material.
- the injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer in order to reduce the driving voltage and improve the emission brightness.
- the injection layer can be provided as needed.
- the hole blocking layer has the function of an electron transporting layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material having a function of transporting electrons and a significantly small ability to transport holes.
- a known hole blocking layer material can be used for the hole blocking layer, but it is preferable to contain a compound represented by the general formula (1).
- the electron blocking layer has a function of a hole transporting layer in a broad sense, and by blocking electrons while transporting holes, the probability of recombination of electrons and holes in the light emitting layer can be improved. ..
- the material of the electron blocking layer a known electron blocking layer material can be used, and a hole transporting layer material described later can be used as needed.
- the film thickness of the electron blocking layer is preferably 3 to 100 nm, more preferably 5 to 30 nm.
- 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, and the excitons are inserted by inserting this layer. It is possible to efficiently confine it in the light emitting layer, and it is possible to improve the light emitting efficiency of the element.
- the exciton blocking layer can be inserted between two adjacent light emitting layers in an element in which two or more light emitting layers are adjacent to each other.
- exciton blocking layer As the material of the exciton blocking layer, a known exciton blocking layer material can be used. For example, 1,3-dicarbazolylbenzene (mCP) and bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenylatoaluminum (III) (BAlq) can be mentioned.
- mCP 1,3-dicarbazolylbenzene
- BAlq bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenylatoaluminum
- the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and the hole transport layer may be provided as a single layer or a plurality of layers.
- the hole transport material has either injection or transport of holes or an electron barrier property, and may be either an organic substance or an inorganic substance. Any compound can be selected and used for the hole transport layer from conventionally known compounds. Examples of such hole transporting materials include porphyrin derivatives, arylamine derivatives, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, and amino-substituted chalcone derivatives.
- the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and the electron transport layer may be provided with a single layer or a plurality of layers.
- the electron transport material (which may also serve as a hole blocking material) may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
- any conventionally known compound can be selected and used.
- a polycyclic aromatic derivative such as naphthalene, anthracene or phenanthroline, tris (8-quinolinolate) aluminum (III).
- Derivatives phosphine oxide derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimide, freolenidene methane derivatives, anthracinodimethane and antron derivatives, bipyridine derivatives, quinoline derivatives, oxadiazole derivatives, benzoimidazole Derivatives, benzothiazole derivatives, indolocarbazole derivatives and the like can be mentioned. Further, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
- the compounds represented by the general formula (2) and the above-mentioned compound A including the compounds (1) -1, (1) -3, etc., which are the compounds represented by the general formula (1) described above, are shown.
- the 50% weight loss temperature (T 50 ) of C is noted.
- the 50% weight loss temperature is when the weight is reduced by 50% when the temperature is raised from room temperature to 550 ° C. at a rate of 10 ° C. per minute in the TG-DTA measurement under nitrogen airflow decompression (1 Pa). The temperature of.
- Example 1 Each thin film was laminated with a vacuum degree of 4.0 ⁇ 10 -5 Pa by a vacuum deposition method on a glass substrate on which an anode made of ITO having a film thickness of 110 nm was formed.
- HAT-CN was formed on the ITO to a thickness of 25 nm as a hole injection layer, and then NPD was formed to a thickness of 30 nm as a hole transport layer.
- HT-1 was formed to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer.
- compound (1) -1 was co-deposited as the first host material
- compound (2) -6 was co-deposited as the second host material
- Ir (ppy) 3 was co-deposited as the light emitting dopant material from different vapor deposition sources to obtain 40 nm.
- a light emitting layer was formed to a thickness.
- the concentration of Ir (ppy) 3 is 10% by mass
- the concentration of the mixed host consisting of the first host material and the second host material is 90% by mass
- the breakdown is the first host material and the second host material.
- ET-1 was formed to a thickness of 20 nm as an electron transport layer.
- LiF was formed on the electron transport layer as an electron injection layer to a thickness of 1 nm.
- Al was formed as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 70 nm to prepare an organic EL device.
- Example 1 an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 2 were used as the first host material and the second host material.
- Example 7 the compounds shown in Table 2 were used as the first host material and the second host material, and co-deposited so that the mass ratio of the first host material and the second host material became the values shown in Table 2.
- Example 14-18 the compounds shown in Table 2 were used as the first host material and the second host material, and the first host and the second host were premixed at the mass ratios shown in Table 2 to form a premixture.
- An organic EL element was produced in the same manner as in Example 1 except that this was vapor-deposited from one vapor deposition source.
- Example 1 an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 2 were used alone as the host material.
- the thickness of the light emitting layer and the concentration of the light emitting dopant are the same as in Example 1.
- Example 1 an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 2 were used as the first host material and the second host material.
- Example 1 Comparative Examples 11 to 13
- the compounds shown in Table 2 are used as the first host material and the second host material, and the first host material and the second host material are mixed in advance to form a premixture, which is then vapor-deposited.
- An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that it was vapor-deposited from the source.
- Table 2 shows the evaluation results of the produced organic EL device.
- the brightness, drive voltage, and power efficiency are the values when the drive current is 20 mA / cm 2 and are the initial characteristics.
- LT70 is the time required for the initial brightness to decay to 70%, and represents the life characteristic.
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Abstract
発光効率が改善されると共に駆動時の安定性が十分に確保されて実用上有用な有機EL素子を提供する。 発光層が互いに異なる2つのホスト材料とドーパント材料とを含み、該ホスト材料のひとつは一般式(1)で表される化合物であり、該ホスト材料の他方は一般式(2)で表される化合物である有機電界発光素子である。 〔環Aは式(1a)で表される複素環、XはN又はC-Ar'、YはO、S、N-Ar3、又はC-Ar4Ar5、Z1~Z4のうちいずれか一つは、Xを含む六員環と結合する炭素原子であり、それ以外及びZ5~Z8はC-Ar'又はNを表す。Ar、Ar'及びAr1~Ar5は水素、炭素数1~20のアルキル基等である。〕 〔環Bは式(2a)で表される複素環であり、Ar6及びAr7は水素、炭素数1~20のアルキル基等である。〕
Description
本発明は、有機電界発光素子(以下、有機EL素子という)に関するものであり、詳しくは、特定の混合ホスト材料を含む有機EL素子に関するものである。
有機EL素子に電圧を印加することで、陽極から正孔が、陰極からは電子がそれぞれ発光層に注入される。そして発光層において、注入された正孔と電子が再結合し、励起子が生成される。この際、電子スピンの統計則により、一重項励起子及び三重項励起子が1:3の割合で生成する。一重項励起子による発光を用いる蛍光発光型の有機EL素子は、内部量子効率は25%が限界であるといわれている。一方で三重項励起子による発光を用いる燐光発光型の有機EL素子は、一重項励起子から項間交差が効率的に行われた場合には、内部量子効率を100%まで高められることが知られている。
さらに最近では、遅延蛍光を利用した高効率の有機EL素子の開発がなされている。例えば特許文献1には、遅延蛍光のメカニズムの一つであるTTF(Triplet-Triplet Fusion)機構を利用した有機EL素子が開示されている。TTF機構は2つの三重項励起子の衝突によって一重項励起子が生成する現象を利用するものであり、理論上内部量子効率を40%まで高められると考えられている。しかしながら、燐光発光型の有機EL素子と比較すると効率が低いため、更なる効率の改良、及び低電圧特性が求められている。
また、特許文献2では、TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence)機構を利用した有機EL素子が開示されている。TADF機構は一重項準位と三重項準位のエネルギー差が小さい材料において三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が生じる現象を利用するものであり、理論上内部量子効率を100%まで高められると考えられている。
しかしながらいずれの機構においても、効率、寿命ともに向上の余地があり、加えて駆動電圧の低減についても改善が求められている。
一方、特許文献3、4では縮合複素環を置換したインドロカルバゾール化合物について、ホスト材料としての使用を開示している。また、特許文献5、6ではインドロカルバゾール化合物を混合ホスト材料として使用することを開示している。また、特許文献7では含窒素6員環に縮合複素環が置換した化合物とカルバゾール化合物の混合ホスト材料を使用した有機EL素子を開示している。更に、特許文献8では含窒素6員環に縮合複素環が置換したインドロカルバゾール化合物と、アリール基が置換した特定のインドロカルバゾール化合物の混合ホスト材料を使用した有機EL素子を開示している。更にまた、特許文献9、及び10では、インドロカルバゾール化合物同士の混合ホスト材料を使用した有機EL素子を開示している。
しかしながら、これらの有機EL素子では、いずれも十分な特性を有しているとは言えず、特に効率、電圧の更なる改良が望まれている。
有機EL素子をフラットパネルディスプレイ等の表示素子に応用するためには、素子の発光効率を改善すると同時に駆動時の安定性を十分に確保する必要がある。本発明は、上記現状に鑑み、高効率で、低電圧特性を実現する実用上有用な有機EL素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、発光層に特定の混合ホスト材料を用いた有機電界発光素子によれば、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、対向する陽極と陰極との間に複数の有機層を有する有機電界発光素子であって、有機層は少なくとも一つの発光層を有して、該発光層は互いに異なる2つのホスト材料とドーパント材料とを含み、前記ホスト材料の一方は下記一般式(1)で表される化合物であり、前記ホスト材料の他方は下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする、有機電界発光素子である。
XはN又はC-Ar’を表し、Xのうち少なくとも一つはNを表す。
YはO、S、N-Ar3、又はC-Ar4Ar5を表す。
Z1~Z4のうちいずれか一つは、Xを含む六員環と結合する炭素原子であり、それ以外及びZ5~Z8はそれぞれ独立にC-Ar’、又はNを表し、Ar’が複数存在する場合は同一であっても異なっていてもよい。
Ar、Ar’及びAr1~Ar5は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。なお、これらの基が水素原子を有する場合、該水素原子が重水素若しくはハロゲンで置換されていてもよい。
a、及びbは置換数を表し、それぞれ独立に1~4の整数を表す。また、cは置換数を表し、1~2の整数を表す。
Ar6、及びAr7は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。なお、これらの基が水素原子を有する場合、該水素原子が重水素若しくはハロゲンで置換されていてもよい。
d、及びeは置換数を表し、それぞれ1~4の整数を表す。また、fは置換数を表し、1~2の整数を表す。
Ar8は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。〕
前記一般式(1)において、Z1、又はZ2のいずれかでXを含む六員環と連結することが好ましい。
前記式一般(1)において、YはO、又はSであることが好ましい。
前記一般式(4)~(8)において、Z2でXを含む六員環と連結することが好ましい。
前記一般式(4)~(8)において、Ar1、及びAr2は、置換若しくは未置換の炭素数6~10の芳香族炭化水素基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基であることがさらに好ましい。
前記一般式(9)~(13)において、Ar6、及びAr7は、好ましくは置換若しくは未置換の炭素数6~10の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基であり、Ar6、及びAr7のうち、少なくとも一方は、一つ以上の炭素数6~17の芳香族複素環を含むことが好ましい。
前記ドーパント材料が燐光発光性のドーパント材料であるか、又は熱活性化遅延蛍光発光を含む蛍光性のドーパント材料であるのが好ましい。
ここで、本発明の有機電界発光素子における好ましい態様を示す。すなわち、本発明に係る有機電界発光素子は、2種類の化合物を含んだ混合ホスト材料を有すると共に、ドーパント材料を有した発光層を備えたものである。このうち、混合ホスト材料として、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物の合計に対して、一般式(1)で表される化合物の割合が10質量%以上70質量%未満であることが好ましく、20質量%以上60質量%未満であることがより好ましい。また、発光性のドーパント材料が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体であるか、又は、熱活性化遅延蛍光を含む蛍光性のドーパント材料であることがより好ましい。
また、上記の有機電界発光素子を製造するに当たり、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物とを混合して予備混合物としたのち、これを含むホスト材料を蒸着させて発光層を形成する工程を有するのが好適である。
上記有機電界発光素子の製造方法において、前記一般式(1)で表される化合物と前記一般式(2)で表される化合物の50%重量減少温度の差が20℃以内であることが適する。
素子特性向上のためには、有機層に使用する材料の電荷に対する耐久性が高いことが必要であり、特に発光層においては周辺層への励起子及び電荷の漏れを抑えることが重要である。この電荷/励起子の漏れ抑制には、発光層中における発光領域の偏りの改善が有効で、そのためには発光層への両電荷(電子/正孔)注入量若しくは発光層中における両電荷輸送量を好ましい範囲に制御することが必要である。
ここで、本発明で用いられる一般式(1)、及び一般式(2)で表される化合物は、共にインドロカルバゾール構造を有する。インドロカルバゾール構造は、電荷に対する高い耐久性を有することが知られている。一般式(1)で表される化合物はインドロカルバゾール構造に縮合芳香族基が連結した含窒素6員環を置換することにより、電荷、特に電子の注入輸送性が向上し、低電圧でありながら安定して駆動する有機EL素子を作製することができると考えられる。さらに、一般式(2)で表されるインドロカルバゾール化合物を混合することで、電荷、特に正孔の注入輸送性を高め、低電圧でありながら安定して駆動する有機EL素子を作製することができ、インドロカルバゾール環の結合様式や該骨格への置換基の種類・数を変えることで電荷の注入輸送性を高いレベルで制御できると考えられるため、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物を組み合わせることで、有機層への両電荷注入量を好ましい範囲に調整でき、発光層中における発光領域の偏りを改善することができると推測される。特に、遅延蛍光発光EL素子や燐光発光EL素子の場合にあっては、発光層で生成する励起エネルギーを閉じ込めるのに十分高い最低励起三重項エネルギーを有していることから、発光層内からのエネルギー流出がなく、低電圧でありながら、高効率、長寿命な有機EL素子を作製することが可能となったと想定される。
したがって、本発明によれば、有機EL素子の特性を高めることができるようになり、特に、発光効率や印加電圧に関して、従来に比べて改良を図ることが可能になる。
本発明の有機EL素子は、陽極、有機層及び陰極が積層された構造を有し、この有機層の少なくとも1層に、所定の有機電界発光素子用材料を用いて形成された発光層を備える。すなわち、この有機EL素子は、対向する陽極と陰極の間に複数の層からなる有機層を有するが、複数の層の少なくとも1層は発光層であり、発光層は複数あってもよい。そして、発光層の少なくとも一つは、互いに異なる2つのホスト材料とドーパント材料とを含んだものであり、そのうちのホスト材料のひとつは、前述した一般式(1)で表される化合物(以下、第1ホスト材料という)からなり、他方は、同じく前述の一般式(2)で表される化合物(以下、第2ホスト材料という)からなり、これらについて、好適には、発光性のドーパント材料を含有する蒸着層として発光層を形成する。
すなわち、上記発光層に含まれる第1ホスト材料は、一般式(1)で表される化合物から選ばれ、第2ホスト材料は一般式(2)で表される化合物から選ばれる。
一般式(1)において、XはN又はC-Ar’を表し、Xのうち少なくとも一つはNを表すが、Xのうち二つ以上がNであることが好ましく、XがすべてNであることがより好ましい。
a、及びbは置換数を表し、それぞれ独立に、1~4の整数を表し、好ましくは1~2であり、より好ましくは1である。同じくcは置換数を表し、1~2の整数を表し、好ましくは1である。
Z1~Z4のうち、いずれか一つは、Xを含む六員環と結合する炭素原子であり、それ以外のもの、及びZ5~Z8は、それぞれ独立にC-Ar’、又はNを表し、好ましくはC-Ar’である。なお、Ar’が複数存在する場合は同一であっても異なっていてもよい。
一般式(1)において、Ar、Ar’及びAr1~Ar5は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。
このうち、Ar1、及びAr2は、置換若しくは未置換の炭素数6~10の芳香族炭化水素基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基であることがより好ましい。
またAr、Ar’及びAr3~Ar5は、水素、重水素、炭素数1~20のアルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であることが好ましく、水素、重水素、置換若しくは未置換の炭素数6~18の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~12の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であることがより好ましい。
なお、本明細書において、連結芳香族基は、芳香族炭化水素基及び/又は芳香族複素環基の芳香族環が単結合で連結した基を言う。具体的には、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基の芳香族環が2~5個連結するか、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基の芳香族環が2~5個連結するか、或いは、これら芳香族炭化水素基の芳香族環と芳香族複素環基の芳香族環とが2~5個連結したものを表す。これらは直鎖状に連結しても、分岐状に連結してもよく、芳香族環は同一であっても、異なってもよい。
Ar、Ar’及びAr1~Ar5がハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基である場合の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル等のアルキル基、フェニルメチル、フェニルエチル、フェニルイコシル、ナフチルメチル、アントラニルメチル、フェナンスレニルメチル、ピレニルメチル等のアラルキル基、ビニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、デセニル、イコセニル等のアルケニル基、エチニル、プロパルギル、ブチニル、ペンチニル、デシニル、イコシニル等のアルキニル基、ジメチルアミノ、エチルメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルアミノ、ジブチルアミノ、ジペンチニルアミノ、ジデシルアミノ、ジイコシルアミノ等のジアルキルアミノ基、ジフェニルアミノ、ナフチルフェニルアミノ、ジナフチルアミノ、ジアントラニルアミノ、ジフェナンスレニルアミノ、ジピレニルアミノ等のジアリールアミノ基、ジフェニルメチルアミノ、ジフェニルエチルアミノ、フェニルメチルフェニルエチルアミノ、ジナフチルメチルアミノ、ジアントラニルメチルアミノ、ジフェナンスレニルメチルアミノ等のジアラルキルアミノ基、アセチル、プロピオニル、ブチリル、バレリル、ベンゾイル等のアシル基、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、バレリルオキシ、ベンゾイルオキシ等のアシルオキシ基、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシ、オクトキシ、ノニロキシ、デカニロキシ等のアルコキシ基、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル等のアルコキシカルボニル基、メトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、プロポキシカルボニルオキシ、ブトキシカルボニルオキシ、ペントキシカルボニルオキシ等のアルコキシカルボニルオキシ基、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニル、ブチルスルホニル、ペンチルスルホニル等のアルキルスルホニル基、シアノ基、ニトロ基、フルオロ基、トシル基等が挙げられる。好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、又はドデシルである。
未置換のAr、Ar’及び未置換のAr3~Ar5が芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は連結芳香族基である場合の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾトリアジン、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、又はこれらが2~5連結して構成される化合物から1個のHをとって生じる芳香族基が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾトリアジン、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、又はこれらが2~5連結して構成される化合物から1個のHをとって生じる芳香族基が挙げられる。より好ましくは、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、又はこれらが2~5連結して構成される化合物から1個のHをとって生じる芳香族基が挙げられる。
未置換のAr1及びAr2が芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は連結芳香族基である場合の具体例としては、未置換のAr、及び未置換のAr3~Ar5と同様であり、好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾトリアジン、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、又はこれらが2~5連結して構成される化合物から1個のHをとって生じる芳香族基が挙げられる。より好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、又はこれらが2~5連結して構成される化合物から1個のHをとって生じる芳香族基である。
本明細書において、上記のような未置換の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基は、それぞれ置換基を有してもよい。置換基を有する場合の置換基は、シアノ基、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、又は炭素数12~44のジアリールアミノ基である。
ここで、置換基が炭素数1~10の脂肪族炭化水素基である場合、直鎖状、分岐状、環状であってもよい。
なお、置換基の数は0~5、好ましくは0~2がよい。芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が置換基を有する場合の炭素数の計算には、置換基の炭素数を含まない。しかし、置換基の炭素数を含んだ合計の炭素数が上記範囲を満足することが好ましい。なお、これらの基が水素原子を有する場合、該水素原子が重水素若しくはハロゲンで置換されていてもよい。
ここで、置換基が炭素数1~10の脂肪族炭化水素基である場合、直鎖状、分岐状、環状であってもよい。
なお、置換基の数は0~5、好ましくは0~2がよい。芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が置換基を有する場合の炭素数の計算には、置換基の炭素数を含まない。しかし、置換基の炭素数を含んだ合計の炭素数が上記範囲を満足することが好ましい。なお、これらの基が水素原子を有する場合、該水素原子が重水素若しくはハロゲンで置換されていてもよい。
上記置換基の具体例としては、シアノ、メチル、エチル、プロピル、i-プロピル、ブチル、t-ブチル、ペンチル、シクロペンチル、へキシル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ジフェニルアミノ、ナフチルフェニルアミノ、ジナフチルアミノ、ジアントラニルアミノ、ジフェナンスレニルアミノ、ジピレニルアミノ等が挙げられる。好ましくは、シアノ、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ジフェニルアミノ、ナフチルフェニルアミノ、又はジナフチルアミノが挙げられる。
一般式(2)において、Ar6、及びAr7は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が2~5個連結した連結芳香族基であり、置換若しくは未置換の炭素数6~18の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数6~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が2~5個連結した連結芳香族基であることが好ましく、Ar6、及びAr7のうち、少なくとも一方は、一つ以上の置換若しくは未置換の炭素数6~17の芳香族複素環を含むことがより好ましい。
未置換のAr6、及びAr7が芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は連結芳香族基である場合の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、ピリジン、ピリミジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾトリアジン、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、又はこれらが2~5連結して構成される化合物から1個のHをとって生じる芳香族基が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、トリフェニレン、ピリジン、ピリミジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾトリアジン、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、又はこれらが2~5連結して構成される化合物から1個のHをとって生じる芳香族基が挙げられる。より好ましくは、ベンゼン、カルバゾール、又はこれらが2~5連結して構成される化合物から1個のHをとって生じる芳香族基が挙げられる。
d、及びeは置換数を表し、それぞれ1~4の整数を表し、好ましくは1~2であり、より好ましくは1である。同じく、fは置換数を表し、1~2の整数を表し、好ましくは1である。
Ar8は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。
またAr8は、水素、重水素、炭素数1~20のアルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であることが好ましく、水素、重水素、置換若しくは未置換の炭素数6~18の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~12の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であることがより好ましい。
Ar8の具体例としては、Arで述べた場合と同様である。
Ar6、及びAr7が炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基である場合の具体例としては、Ar、Ar’及びAr1~Ar5の場合と同様である。なお、本発明においては、2つのホスト材料を含んだ発光層を形成するため、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物とは互いに異なるものである。そのため、両者が重複することを避ける趣旨からすれば、一般式(2)におけるAr6、及びAr7が下記式(3)で表されることはない。
〔ここで、*は、一般式(2)との連結位置を表し、X及びAr1は一般式(1)と同義である。〕
本発明の有機電界発光素子は、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物とドーパント材料を含む発光層を有するが、この発光層については、その他の成分として脂肪族有機化合物、芳香族炭化水素化合物、芳香族複素環化合物、有機金属錯体等を含んでいてもよい。その他の成分を含む場合は、当該発光層に占めるその他の化合物の合計の割合が30質量%未満が好ましく、10質量%未満がより好ましい。
また、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物の合計に対し、一般式(1)で表される化合物の割合が10質量%以上70質量%未満であることが好ましく、20質量%以上60質量%未満であることがより好ましい。
発光性のドーパント材料ついては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金からなる群れから選ばれる少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体であること、又は、熱活性化遅延蛍光を含む蛍光発光性のドーパント材料であることが好ましい。
本発明の有機電界発光素子の発光層は、第1、第2のホスト材料やドーパント材料を蒸着源から蒸着して形成してもよく、これらを溶剤に溶解、或いは分散させてスピンコート法、バーコート法、スプレー法、インクジェット法、印刷法等により形成してもよい。
本発明の有機電界発光素子の発光層を蒸着法により形成する場合、個々に異なる蒸着源から蒸着して使用することもできるが、蒸着前に材料を予備混合して予備混合物とし、その予備混合物を1つの蒸着源から同時に蒸着して発光層を形成することが好ましい。この場合、予備混合物には、発光層を形成するために必要な発光性ドーパント材料又は必要により使用される他のホスト材料を混合させてもよいが、所望の蒸気圧となる温度に大きな差がある場合は、別の蒸着源から蒸着させることがよい。
本発明の有機電界発光素子の発光層を印刷法により形成する場合、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物とドーパント材料とを溶媒に溶解、又は分散させて発光層インクとすることで、上記の印刷法により製膜することができる。
次に、本発明の有機EL素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機EL素子の構造はこれに限定されない。
図1は本発明に用いられる一般的な有機EL素子の構造例を示す断面図であり、1は基板、2は陽極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は発光層、6は電子輸送層、7は陰極を表す。本発明の有機EL素子は発光層と隣接して励起子阻止層を有してもよく、また発光層と正孔注入層との間に電子阻止層を有してもよい。励起子阻止層は発光層の陽極側、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。本発明の有機EL素子では、陽極、発光層、そして陰極を必須の層として有するが、必須の層以外に正孔注入輸送層、電子注入輸送層を有することがよく、更に発光層と電子注入輸送層の間に正孔阻止層を有することがよい。なお、正孔注入輸送層は、正孔注入層と正孔輸送層のいずれか、または両者を意味し、電子注入輸送層は、電子注入層と電子輸送層のいずれか又は両者を意味する。
図1とは逆の構造、すなわち基板1上に陰極7、電子輸送層6、発光層5、正孔輸送層4、陽極2の順に積層することも可能であり、この場合も必要により層を追加、省略することが可能である。
-基板-
本発明の有機EL素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については特に制限はなく、従来から有機EL素子に用いられているものであれば良く、例えば・BR>Kラス、透明プラスチック、石英等からなるものを用いることができる。
本発明の有機EL素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については特に制限はなく、従来から有機EL素子に用いられているものであれば良く、例えば・BR>Kラス、透明プラスチック、石英等からなるものを用いることができる。
-陽極-
有機EL素子における陽極材料としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物からなる材料が好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3-ZnO)等の非晶質で、透明導電膜を作成可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極材料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、或いはパターン精度をあまり必要としない場合(100μm以上程度)は、上記電極材料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な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。膜厚は材料にもよるが、通常10~1000nm、好ましくは10~200nmの範囲で選ばれる。
有機EL素子における陽極材料としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物からなる材料が好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3-ZnO)等の非晶質で、透明導電膜を作成可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極材料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、或いはパターン精度をあまり必要としない場合(100μm以上程度)は、上記電極材料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な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。膜厚は材料にもよるが、通常10~1000nm、好ましくは10~200nmの範囲で選ばれる。
-陰極-
一方、陰極材料としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属)、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物からなる材料が用いられる。このような電極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(Al2O3)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。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。陰極はこれらの陰極材料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により、作製することができる。また、陰極としてシート抵抗は数百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は向上し、好都合である。
一方、陰極材料としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属)、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物からなる材料が用いられる。このような電極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(Al2O3)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。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。陰極はこれらの陰極材料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により、作製することができる。また、陰極としてシート抵抗は数百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は向上し、好都合である。
また、陰極に上記金属を1~20nmの膜厚で形成した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に形成することで、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。
-発光層-
発光層は陽極及び陰極のそれぞれから注入された正孔及び電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり発光層は、一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)で表される化合物と発光性ドーパント材料とを含む。
発光層は陽極及び陰極のそれぞれから注入された正孔及び電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり発光層は、一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)で表される化合物と発光性ドーパント材料とを含む。
一般式(1)で表される化合物、及び一般式(2)で表される化合物は、発光層のホスト材料として好適に用いられる。一般式(1)で表される化合物は、1種を使用してもよく、2種以上を使用してもよい。同様に、一般式(2)で表される化合物は1種を使用してもよく、2種以上を使用してもよい。
必要により、公知のホスト材料を1種又は複数種類併用してもよいが、その使用量は、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物とを合わせたホスト材料の合計に対し、50質量%以下、好ましくは25質量%以下とすることがよい。
必要により、公知のホスト材料を1種又は複数種類併用してもよいが、その使用量は、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物とを合わせたホスト材料の合計に対し、50質量%以下、好ましくは25質量%以下とすることがよい。
一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)で表される化合物を予備混合して使用する場合は、良好な特性を有する有機EL素子を再現性良く作製するために、それぞれの化合物の50%重量減少温度(T50)の差が小さいことが望ましい。50%重量減少温度は、窒素気流減圧(1Pa)下でのTG-DTA測定において、室温から毎分10℃の速度で550℃まで昇温したとき、重量が50%減少した際の温度をいう。この温度付近では、蒸発又は昇華による気化が最も盛んに起こると考えられる。
一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)で表される化合物は、上記50%重量減少温度の差が30℃以内であることが好ましく、20℃以内であることがより好ましい。予備混合方法としては、粉砕混合等の公知の方法が採用できるが、可及的に均一に混合することが望ましい。なお、50%重量減少温度の差は絶対値を言うものとする。
ホスト材料を複数種使用する場合は、それぞれのホスト材料を異なる蒸着源から蒸着するか、蒸着前に予備混合して予備混合物とすることで1つの蒸着源から複数種のホスト材料を同時に蒸着することもできる。
予備混合の方法としては可及的に均一に混合できる方法が望ましく、粉砕混合や、減圧下又は窒素のような不活性ガス雰囲気下で加熱溶融させる方法や、昇華等が挙げられるが、これらの方法に限定されるものではない。
ホスト、及びその予備混合物の形態は、粉体、スティック状、または顆粒状であってもよい。
発光性ドーパント材料として燐光発光ドーパント材料を使用する場合、燐光発光ドーパント材料としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金から選ばれる少なくとも1つの金属を含む有機金属錯体を含有するものがよい。具体的には、J.Am.Chem.Soc.2001,123,4304や特表2013-53051号公報に記載されているイリジウム錯体が好適に用いられるが、これらに限定されない。
燐光発光ドーパント材料は、発光層中に1種類のみが含有されてもよいし、2種類以上を含有してもよい。燐光発光ドーパント材料の含有量はホスト材料に対して0.10~30wt%であることが好ましく、1.0~20wt%であることがより好ましい。
発光性ドーパント材料として蛍光発光ドーパント材料を使用する場合、蛍光発光ドーパント材料としては、特に限定されないが例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピロリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリジン化合物、8-キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体、希土類錯体、遷移金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体等が挙げられる。好ましくは縮合芳香族誘導体、スチリル誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、オキサジン誘導体、ピロメテン金属錯体、遷移金属錯体、又はランタノイド錯体が挙げられ、より好ましくはナフタレン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、ベンゾ[c]フェナントレン、ベンゾ[a]アントラセン、ペンタセン、ペリレン、フルオランテン、アセナフソフルオランテン、ジベンゾ[a,j]アントラセン、ジベンゾ[a,h]アントラセン、ベンゾ[a]ナフタレン、ヘキサセン、ナフト[2,1-f]イソキノリン、α‐ナフタフェナントリジン、フェナントロオキサゾール、キノリノ[6,5-f]キノリン、ベンゾチオファントレン等が挙げられる。これらは置換基としてアルキル基、アリール基、芳香族複素環基、又はジアリールアミノ基を有してもよい。
蛍光発光ドーパント材料は、発光層中に1種類のみが含有されてもよいし、2種類以上を含有してもよい。蛍光発光ドーパント材料の含有量は、ホスト材料に対して0.10~20%であることが好ましく、1.0~10%であることがより好ましい。
発光性ドーパント材料として熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料を使用する場合、熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料としては、特に限定されないがスズ錯体や銅錯体等の金属錯体や、WO2011/070963号公報に記載のインドロカルバゾール誘導体、Nature 2012,492,234に記載のシアノベンゼン誘導体、カルバゾール誘導体、Nature Photonics 2014,8,326に記載のフェナジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、スルホン誘導体、フェノキサジン誘導体、アクリジン誘導体等が挙げられる。
熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料は、発光層中に1種類のみが含有されてもよいし、2種類以上を含有してもよい。また、熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料は燐光発光ドーパント材料や蛍光発光ドーパント材料と混合して用いてもよい。熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料の含有量は、ホスト材料に対して0.10~50質量%であることが好ましく、1.0~30質量%であることがより好ましい。
-注入層-
注入層とは、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設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
注入層とは、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設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
-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し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで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。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで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。
正孔阻止層には、公知の正孔阻止層材料を用いることができるが、一般式(1)で表される化合物を含有させることが好ましい。
-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し、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで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。
電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで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。
電子阻止層の材料としては、公知の電子阻止層材料を用いることができ、また後述する正孔輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。電子阻止層の膜厚は好ましくは3~100nmであり、より好ましくは5~30nmである。
-励起子阻止層-
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2つ以上の発光層が隣接する素子において、隣接する2つの発光層の間に挿入することができる。
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2つ以上の発光層が隣接する素子において、隣接する2つの発光層の間に挿入することができる。
励起子阻止層の材料としては、公知の励起子阻止層材料を用いることができる。例えば、1,3-ジカルバゾリルベンゼン(mCP)や、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)-4-フェニルフェノラトアルミニウム(III)(BAlq)が挙げられる。
-正孔輸送層-
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。正孔輸送層には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。かかる正孔輸送材料としては例えば、ポルフィリン誘導体、アリールアミン誘導体、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、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及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、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が、ポルフィリン誘導体、アリールアミン誘導体及びスチリルアミン誘導体を用いることが好ましく、アリールアミン化合物を用いることがより好ましい。
-電子輸送層-
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、電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
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、電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる場合もある)としては、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。電子輸送層には、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、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントロリン等の多環芳香族誘導体、トリス(8-キノリノラート)アルミニウム(III)誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、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及びアントロン誘導体、ビピリジン誘導体、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体等が挙げられる。更に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。
以下、本発明を実施例によって更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を超えない限りにおいて、種々の形態で実施することが可能である。
表1に、前述した一般式(1)で表される化合物である化合物(1)-1、(1)-3等をはじめ、一般式(2)で表される化合物や上記の化合物A、Cの50%重量減少温度(T50)を記す。ここで、50%重量減少温度は、窒素気流減圧(1Pa)下でのTG-DTA測定において、室温から毎分10℃の速度で550℃まで昇温したときに、重量が50%減少した際の温度である。
実施例1
膜厚110nmのITOからなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度4.0×10-5Paで積層した。まず、ITO上に正孔注入層としてHAT-CNを25nmの厚さに形成し、次に正孔輸送層としてNPDを30nmの厚さに形成した。次に電子阻止層としてHT-1を10nmの厚さに形成した。次に、第1ホスト材料として化合物(1)-1を、第2ホスト材料として化合物(2)-6を、発光ドーパント材料としてIr(ppy)3をそれぞれ異なる蒸着源から共蒸着し、40nmの厚さに発光層を形成した。この時、Ir(ppy)3の濃度が10質量%、第1ホスト材料と第2ホスト材料からなる混合ホストの濃度が90質量%となるようにして、その内訳は第1ホスト材料と第2ホスト材料の質量比が30:70となる蒸着条件で共蒸着した。次に電子輸送層としてET-1を20nmの厚さに形成した。更に電子輸送層上に電子注入層としてLiFを1nmの厚さに形成した。最後に、電子注入層上に、陰極としてAlを70nmの厚さに形成し、有機EL素子を作製した。
膜厚110nmのITOからなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度4.0×10-5Paで積層した。まず、ITO上に正孔注入層としてHAT-CNを25nmの厚さに形成し、次に正孔輸送層としてNPDを30nmの厚さに形成した。次に電子阻止層としてHT-1を10nmの厚さに形成した。次に、第1ホスト材料として化合物(1)-1を、第2ホスト材料として化合物(2)-6を、発光ドーパント材料としてIr(ppy)3をそれぞれ異なる蒸着源から共蒸着し、40nmの厚さに発光層を形成した。この時、Ir(ppy)3の濃度が10質量%、第1ホスト材料と第2ホスト材料からなる混合ホストの濃度が90質量%となるようにして、その内訳は第1ホスト材料と第2ホスト材料の質量比が30:70となる蒸着条件で共蒸着した。次に電子輸送層としてET-1を20nmの厚さに形成した。更に電子輸送層上に電子注入層としてLiFを1nmの厚さに形成した。最後に、電子注入層上に、陰極としてAlを70nmの厚さに形成し、有機EL素子を作製した。
実施例2~6
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用した以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用した以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例7~13
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用し、第1ホスト材料と第2ホスト材料の質量比が表2に示す値となるように共蒸着した以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用し、第1ホスト材料と第2ホスト材料の質量比が表2に示す値となるように共蒸着した以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
実施例14~18
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用し、第1ホストと第2ホストを表2に示す質量比で事前に混合して予備混合物とした後、これを一つの蒸着源から蒸着した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用し、第1ホストと第2ホストを表2に示す質量比で事前に混合して予備混合物とした後、これを一つの蒸着源から蒸着した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例1~4
実施例1において、ホスト材料として表2に記載の化合物を単独で用いた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。発光層の厚み、発光ドーパント濃度は実施例1と同様である。
実施例1において、ホスト材料として表2に記載の化合物を単独で用いた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。発光層の厚み、発光ドーパント濃度は実施例1と同様である。
比較例5~10
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例11~13
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用し、第1ホスト材料と第2ホスト材料を事前に混合して予備混合物とした後、これを一つの蒸着源から蒸着した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例1において、第1ホスト材料及び第2ホスト材料として表2に示す化合物を使用し、第1ホスト材料と第2ホスト材料を事前に混合して予備混合物とした後、これを一つの蒸着源から蒸着した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
作製した有機EL素子の評価結果を表2に示す。
表中で輝度、駆動電圧、電力効率は駆動電流20mA/cm2時の値であり、初期特性である。LT70は、初期輝度が70%まで減衰するまでにかかる時間であり、寿命特性を表す。
表中で輝度、駆動電圧、電力効率は駆動電流20mA/cm2時の値であり、初期特性である。LT70は、初期輝度が70%まで減衰するまでにかかる時間であり、寿命特性を表す。
表2において、本発明の実施例と比較例1~4を比較すると、混合ホストを用いることで寿命特性が著しく向上していることが分かる。また、本発明の実施例と比較例5~13を比較すると、本発明で開示するホスト材料の組合せを適用した有機EL素子は、共蒸着、予備混合のいずれの場合においても、低い駆動電圧と高い輝度を両立しており、電力効率を大きく改善していることがわかる。また、寿命特性においても、非常に優れていることが分かる。
Claims (12)
- 陽極と陰極との間に複数の有機層を有する有機電界発光素子であって、有機層は少なくとも一つの発光層を有して、該発光層は互いに異なる2つのホスト材料とドーパント材料とを含み、前記ホスト材料の一方は下記一般式(1)で表される化合物であり、前記ホスト材料の他方は下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする、有機電界発光素子。
XはN又はC-Ar’を表し、Xのうち少なくとも一つはNを表す。
YはO、S、N-Ar3、又はC-Ar4Ar5を表す。
Z1~Z4のうちいずれか一つは、Xを含む六員環と結合する炭素原子であり、それ以外及びZ5~Z8はそれぞれ独立にC-Ar’、又はNを表し、Ar’が複数存在する場合は同一であっても異なっていてもよい。
Ar、Ar’及びAr1~Ar5は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。なお、これらの基が水素原子を有する場合、該水素原子が重水素若しくはハロゲンで置換されていてもよい。
a、及びbは置換数を表し、それぞれ独立に1~4の整数を表す。また、cは置換数を表し、1~2の整数を表す。
Ar6、及びAr7は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。なお、これらの基が水素原子を有する場合、該水素原子が重水素若しくはハロゲンで置換されていてもよい。
d、及びeは置換数を表し、それぞれ1~4の整数を表す。また、fは置換数を表し、1~2の整数を表す。
Ar8は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。〕 - 前記一般式(1)において、Z1、又はZ2のいずれかで、Xを含む六員環と連結する、請求項1に記載の有機電界発光素子。
- 前記式一般(1)において、YはO、又はSである請求項1又は2に記載の有機電界発光素子。
- 前記一般式(4)~(8)において、Z2でXを含む六員環と連結する、請求項4に記載の有機電界発光素子。
- 前記一般式(4)~(8)において、Ar1、及びAr2は、置換若しくは未置換の炭素数6~10の芳香族炭化水素基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基である請求項5に記載の有機電界発光素子。
- 前記一般式(9)~(13)において、Ar6、及びAr7は、置換若しくは未置換の炭素数6~10の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基であり、Ar6、及びAr7のうち、少なくとも一方は、一つ以上の炭素数6~17の芳香族複素環を含む請求項7に記載の有機電界発光素子。
- 前記ドーパント材料が燐光発光性のドーパント材料であるか、又は熱活性化遅延蛍光発光を含む蛍光性のドーパント材料である請求項1~8のいずれかに記載の有機電界発光素子。
- 下記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(2)で表される化合物とを含むことを特徴とする、混合組成物。
XはN又はC-Ar’を表し、Xのうち少なくとも一つはNを表す。
YはO、S、N-Ar3、又はC-Ar4Ar5を表す。
Z1~Z4のうちいずれか一つは、Xを含む六員環と結合する炭素原子であり、それ以外及びZ5~Z8はそれぞれ独立にC-Ar’、又はNを表し、Ar’が複数存在する場合は同一であっても異なっていてもよい。
Ar、Ar’及びAr1~Ar5は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。なお、これらの基が水素原子を有する場合、該水素原子が重水素若しくはハロゲンで置換されていてもよい。
a、及びbは置換数を表し、それぞれ独立に1~4の整数を表す。また、cは置換数を表し、1~2の整数を表す。
Ar6、及びAr7は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。なお、これらの基が水素原子を有する場合、該水素原子が重水素若しくはハロゲンで置換されていてもよい。
d、及びeは置換数を表し、それぞれ1~4の整数を表す。また、fは置換数を表し、1~2の整数を表す。
Ar8は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~38のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数2~40のジアルキルアミノ基、炭素数12~44のジアリールアミノ基、炭素数14~76のジアラルキルアミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数2~20のアシルオキシ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~20のアルキルスルホニル基、置換若しくは未置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3~17の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が2~5個連結した連結芳香族基を示す。〕 - 前記一般式(1)で表される化合物と、前記一般式(2)で表される化合物とが、50%重量減少温度の差が20℃以内であることを特徴とする請求項10に記載の混合組成物。
- 請求項10、又は11に記載の混合組成物を使用して発光層を作製することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
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