JP2005281210A - Compound for organic el element, and organic el element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL素子用化合物及び有機EL素子に関するものである。 The present invention relates to a compound for an organic EL device and an organic EL device.
有機ELディスプレイ等に用いられる有機EL素子は、例えば、蛍光性有機化合物や燐光性有機化合物等の発光性有機化合物を含む発光層を、ホール注入電極(陽極)及び電子注入電極(陰極)で挟んだ構成を有するものであり、この発光性有機化合物に上記電極から電界を印加することにより励起・発光させる素子である。このような有機EL素子は、無機EL素子と比較して、輝度や発光効率(量子収率)等の素子特性において優れており、現在実用化の段階を迎えつつある。 An organic EL element used for an organic EL display, for example, has a light emitting layer containing a light emitting organic compound such as a fluorescent organic compound or a phosphorescent organic compound sandwiched between a hole injection electrode (anode) and an electron injection electrode (cathode). It is an element that is excited and emits light by applying an electric field from the electrode to the light emitting organic compound. Such an organic EL element is superior in element characteristics such as luminance and light emission efficiency (quantum yield) as compared with an inorganic EL element, and is now in the stage of practical use.
この有機EL素子の発光原理は、おおむね以下の通りと考えられている。すなわち、まず、ホール注入電極から発光層に注入されたホール(正孔)と電子注入電極から発光層に注入された電子とが、その発光層において再結合することにより、蛍光性有機化合物等の励起子が生成する。次いで、その励起子が失活する際に、エネルギーが光(蛍光、燐光)成分として放出されることにより発光すると考えられている。 The light emission principle of this organic EL element is generally considered as follows. That is, first, holes (holes) injected from the hole injection electrode into the light emitting layer and electrons injected from the electron injection electrode into the light emitting layer recombine in the light emitting layer. Excitons are generated. Subsequently, when the exciton is deactivated, it is considered that energy is emitted by being released as a light (fluorescence, phosphorescence) component.
そのような有機EL素子の、発光層、キャリア(電子、ホール)輸送層などの有機層に用いられる非金属系の発光性有機化合物として、アントラセン誘導体又はナフタセン誘導体などの多環縮合芳香族化合物が知られている。例えば、特許文献1には、十分な輝度の発光、特に長波長における発光が得られ、かつ良好な発光性能が長期にわたって持続する耐久性に優れた有機EL素子の提供を意図して、ナフタセン又はその誘導体を含有する発光層を備えた有機EL素子が提案されている。
しかしながら、本発明者らは、上記特許文献1に記載のものを始めとする従来の有機EL素子について詳細に検討を行ったところ、このような従来の有機EL素子は、まだ十分な発光効率を示しておらず、更なる輝度の改善が必要であることを見出した。
However, the present inventors have studied in detail the conventional organic EL elements including those described in
そこで、本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、十分に優れた発光効率を示す有機EL素子を形成するための有機EL素子用化合物、及びその有機EL素子用化合物を用いることによって十分な発光輝度を示すことのできる有機EL素子を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is sufficient to use an organic EL element compound for forming an organic EL element exhibiting sufficiently excellent luminous efficiency, and the organic EL element compound. An object of the present invention is to provide an organic EL element capable of exhibiting excellent light emission luminance.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、π共役電子の広がりがより大きくなっているような主骨格を有する化合物を有機EL素子の有機層に用いると、その有機EL素子の発光効率が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used a compound having a main skeleton in which the spread of π-conjugated electrons is larger in the organic layer of the organic EL device, the organic The inventors have found that the luminous efficiency of the EL element is improved, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の有機EL素子用化合物は、下記一般式(1)で表されることを特徴とする。
ここで、式(1)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30及びR31(以下、「R1〜R11及びR21〜R31」と略す。)は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよい1価の複素環基を示し、Lは、単結合、置換基を有していてもよいアリーレン基、置換基を有していてもよい2価の複素環基又は置換基を有していてもよいトリアリールアミン構造を有する連結基を示す。また、R1〜R11及びR21〜R31の少なくとも2つの隣接する基は互いに結合或いは縮合して環を形成してもよい。なお、置換基を有していてもよいトリアリールアミン構造を有する連結基としては、置換基を有していてもよいトリアリールアミンの異なるアリール基に結合した2つの水素が脱離して形成される2価の連結基などが挙げられる。
Here, in the
上記一般式(1)で表される化合物(以下、化合物(1)という。)を有機EL素子の有機層に用いると、本発明の目的を達成できる要因について、本発明者らは現在のところ以下のように考えている。すなわち、上記化合物(1)は従来の発光性有機化合物と比較して、π電子の広がりが大きくなっているため、その化合物(1)の分子上を電子が比較的自由に移動できると推定される。したがって、化合物(1)を含有する有機層においては、キャリア移動性が向上し、キャリアの再結合確率が従来のものと比較して十分に高くなると考えられる。その結果、かかる有機層を備えた有機EL素子の発光効率(発光輝度)は十分に高くなると推測される。ただし、要因はこれに限定されない。 When the compound represented by the general formula (1) (hereinafter referred to as the compound (1)) is used in the organic layer of the organic EL device, the present inventors have currently investigated the factors that can achieve the object of the present invention. I think as follows. That is, since the compound (1) has a larger π-electron spread than the conventional light-emitting organic compound, it is estimated that electrons can move relatively freely on the molecule of the compound (1). The Therefore, in the organic layer containing the compound (1), carrier mobility is improved, and the recombination probability of carriers is considered to be sufficiently higher than that of the conventional one. As a result, it is estimated that the light emission efficiency (light emission luminance) of the organic EL element provided with such an organic layer is sufficiently high. However, the factor is not limited to this.
また、本発明に係る上記化合物(1)を用いた有機EL素子は、その駆動寿命が、従来のものと比較して長くなる傾向にある。これは、分子サイズが大きくなることによって発光効率が向上し、電子及びホールの抜けが減少することにより有機材料の劣化が抑制されたためと考えられるが、要因はこれに限定されない。 In addition, the organic EL device using the compound (1) according to the present invention tends to have a longer driving life than the conventional one. This is considered to be because the emission efficiency is improved by increasing the molecular size and the deterioration of the organic material is suppressed by reducing the escape of electrons and holes, but the factor is not limited to this.
本発明の有機EL素子用化合物において、R1〜R11及びR21〜R31は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよい複素環基であり、且つ、Lは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレン基又は下記式(2)で表される連結基であると好ましい。かかる化合物を用いることにより、有機EL素子の発光効率及び駆動寿命が更に向上する傾向にある。
同様の観点から、R1〜R11及びR21〜R31は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよいアリール基であり、且つ、Lは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレン基又は上記式(2)で表される連結基であるとより好ましい。 From the same viewpoint, R 1 to R 11 and R 21 to R 31 are each independently an aryl group optionally having a hydrogen atom or a substituent, and L is a phenylene group, a biphenylene group, It is more preferable that it is a naphthalene group or a coupling group represented by the above formula (2).
本発明の有機EL素子は、互いに対向して配置されている電極間に備えられ発光層を含む1又は2以上の有機層のうち、1以上の有機層が上記一般式(1)で表される化合物を含有するものであることを特徴とする。 In the organic EL device of the present invention, one or more organic layers among the one or two or more organic layers provided between the electrodes arranged to face each other and including the light emitting layer are represented by the general formula (1). It is characterized by containing a compound.
ここで、式(1)中、R1〜R11及びR21〜R31は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよい1価の複素環基を示し、Lは、単結合、置換基を有していてもよいアリーレン基、置換基を有していてもよい2価の複素環基又は置換基を有していてもよいトリアリールアミン構造を有する連結基を示す。R1〜R11及びR21〜R31の少なくとも2つの隣接する基は互いに結合あるいは縮合して環を形成してもよい。 Here, in formula (1), R 1 to R 11 and R 21 to R 31 may each independently have a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, or a substituent. An alkenyl group, an aryl group which may have a substituent, or a monovalent heterocyclic group which may have a substituent, L is a single bond, an arylene group which may have a substituent , A divalent heterocyclic group which may have a substituent or a linking group having a triarylamine structure which may have a substituent; At least two adjacent groups of R 1 to R 11 and R 21 to R 31 may be bonded to each other or condensed to form a ring.
この本発明の有機EL素子は、通常緑色からオレンジ色の発光波形を有するものである。上述の本発明の化合物(1)を有機層に用いているので、発光効率が十分に優れたものであり、また、従来の有機EL素子と比較して、駆動寿命及び安定性がより向上する傾向にある。なお、この有機EL素子の発光波形を変化させたい場合は、置換基であるR1〜R11及びR21〜R31並びに連結基であるLを代えればよい。
The organic EL device of the present invention usually has a green to orange emission waveform. Since the above-described compound (1) of the present invention is used in the organic layer, the luminous efficiency is sufficiently excellent, and the driving life and stability are further improved as compared with the conventional organic EL device. There is a tendency. Incidentally, when it is desired to change the emission waveform of the organic EL device may In
本発明の有機EL素子において、発光層が上記一般式(1)で表される化合物を含有すると好ましい。この有機EL素子は、キャリア移動性に優れた化合物(1)を、発光に直接関与する発光層の構成材料として用いるので、その発光効率及び駆動寿命が一層向上する傾向にある。 In the organic EL device of the present invention, the light emitting layer preferably contains a compound represented by the general formula (1). In this organic EL device, since the compound (1) excellent in carrier mobility is used as a constituent material of the light emitting layer directly related to light emission, the light emission efficiency and the driving life tend to be further improved.
本発明の有機EL素子は、発光層を2層以上備え、それらの発光層のうち1層以上が上記一般式(1)で表される化合物を含有してもよい。この有機EL素子は、発光層を2層以上備えるので、上述の十分に優れた発光効率及び向上した駆動寿命に加えて、発光色の調整がより容易になる傾向にあり、しかも発光色のバリエーションも一層豊富になる傾向にある。 The organic EL device of the present invention may include two or more light emitting layers, and one or more of the light emitting layers may contain the compound represented by the general formula (1). Since this organic EL device includes two or more light emitting layers, in addition to the above sufficiently excellent light emission efficiency and improved driving life, the adjustment of the light emission color tends to be easier, and variations in the light emission color are also possible. Tend to become more abundant.
本発明の有機EL素子は、上記一般式(1)で表される化合物を含有する1層以上の発光層と、その化合物を含有しない1層以上の発光層とを備え、該化合物を含有しない1層以上の発光層のうち1層以上がスチリルアミン誘導体を含有すると好ましい。スチリルアミン誘導体は、非常に強い発光を示し、しかも有機EL素子の長寿命化に寄与できる化合物であるため、この有機EL素子は、発光効率及び駆動寿命を更に向上させることが可能となる傾向にある。 The organic EL device of the present invention includes one or more light emitting layers containing the compound represented by the general formula (1) and one or more light emitting layers not containing the compound, and does not contain the compound. Of the one or more light-emitting layers, one or more layers preferably contain a styrylamine derivative. Since the styrylamine derivative is a compound that exhibits very strong light emission and can contribute to the extension of the lifetime of the organic EL element, the organic EL element tends to further improve the light emission efficiency and the driving life. is there.
本発明の有機EL素子において、発光層が、ドーパント材料として上記一般式(1)で表される化合物を含有すると好ましい。ここで、「ドーパント材料」とは、発光能力が比較的高い発光性有機化合物であって、発光層にドープされるものをいう。また、後述する「ホスト材料」とは、発光能力がドーパント材料に比較して低く成膜性に優れた発光性有機化合物であって、発光層の主成分となるものをいう。有機EL素子の発光層においては、主にドーパント材料の部分で発光する。そのため、本発明の有機EL素子において、このドーパント材料に化合物(1)を用いると、より発光効率の向上が達成可能となる傾向にある。 In the organic EL device of the present invention, the light emitting layer preferably contains a compound represented by the above general formula (1) as a dopant material. Here, the “dopant material” refers to a light-emitting organic compound having a relatively high light emission ability and doped into the light-emitting layer. In addition, a “host material” described later is a light-emitting organic compound that has a light-emitting ability lower than that of a dopant material and excellent in film formability, and is a main component of a light-emitting layer. In the light emitting layer of the organic EL element, light is emitted mainly from the dopant material. Therefore, in the organic EL device of the present invention, when the compound (1) is used as this dopant material, the emission efficiency tends to be further improved.
同様の観点から、本発明の有機EL素子において、発光層が2種以上のドーパント材料を含有し、該ドーパント材料のうち1種以上が上記一般式(1)で表される化合物であっても好ましい。この場合、化合物(1)以外の発光性有機化合物をもドーパント材料に用いると、発光色の調整が可能となる。例えば、本発明に係る化合物(1)を2色発光させる場合の黄色発光材料として用い、又は、3色発光させる場合の緑色材料として用いると、従来のものと比較して、長寿命でしかも高効率な白色発光が可能な有機EL素子を得ることができる傾向にある。 From the same viewpoint, in the organic EL device of the present invention, the light emitting layer may contain two or more dopant materials, and one or more of the dopant materials may be a compound represented by the general formula (1). preferable. In this case, when a luminescent organic compound other than the compound (1) is also used as the dopant material, the emission color can be adjusted. For example, when the compound (1) according to the present invention is used as a yellow light emitting material in the case of emitting two colors, or as a green material in the case of emitting three colors, it has a longer lifetime and higher life than the conventional one. There is a tendency that an organic EL element capable of efficient white light emission can be obtained.
さらにこの場合、化合物(1)をドーパント材料として含有する発光層が、ホスト材料として、アントラセン誘導体、配位子として8−キノリノール又はその誘導体を有するアルミニウム錯体、及びテトラアリールベンジジン誘導体からなる群より選ばれる1種以上の化合物を更に含有すると、発光効率及び駆動寿命の更なる向上の観点から、より好ましい。 Furthermore, in this case, the light emitting layer containing the compound (1) as a dopant material is selected from the group consisting of an anthracene derivative as a host material, an aluminum complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, and a tetraarylbenzidine derivative. It is more preferable to further contain one or more kinds of compounds from the viewpoint of further improving the light emission efficiency and the driving life.
本発明の有機EL素子は、白色発光するものであると好ましい。白色発光する有機EL素子は、偏光フィルターと併用することにより発光色の調整が容易である等、その用途が比較的豊富であるので有用である。また、例えば、本発明に係る化合物(1)を2色発光させる場合の黄色発光材料として用い、又は、3色発光させる場合の緑色材料として用いると、従来のものと比較して、長寿命でしかも高効率な白色発光が可能な有機EL素子を得ることができる傾向にある。 The organic EL device of the present invention preferably emits white light. An organic EL element that emits white light is useful because its use is relatively abundant, such as easy adjustment of emission color when used in combination with a polarizing filter. In addition, for example, when the compound (1) according to the present invention is used as a yellow light emitting material in the case of emitting two colors, or as a green material in the case of emitting three colors, it has a longer life than the conventional one. In addition, it tends to be possible to obtain an organic EL element capable of highly efficient white light emission.
また、本発明の有機EL素子は、上記一般式(1)で表される化合物をホスト材料として含有しても好ましい。これにより、他の化合物をホスト材料として用いた従来の有機EL素子と比較して、より発光効率を向上できる傾向にある。ホスト材料は、発光層におけるキャリアの輸送を担うと共に、そこでキャリアを再結合させて励起エネルギーを発生させる役割をも有している。ホスト材料の分子上で発生した励起エネルギーはドーパント材料に移動し、そこで光の形で放出されると考えられている。本発明の化合物(1)はキャリアの輸送性が従来のものよりも円滑であると共に、キャリアの再結合により発生する励起エネルギーが従来のものよりも高いと考えられる。これらのことに起因して、化合物(1)を発光層のホスト材料として用いると、その有機EL素子は、発光効率が向上する傾向にあると考えられる。ただし、要因はこれに限定されない。 Moreover, the organic EL device of the present invention preferably contains the compound represented by the general formula (1) as a host material. Thereby, it exists in the tendency which can improve luminous efficiency more compared with the conventional organic EL element which used the other compound as a host material. The host material plays a role of transporting carriers in the light emitting layer, and also has a role of recombining the carriers there to generate excitation energy. It is believed that the excitation energy generated on the host material molecules moves to the dopant material where it is emitted in the form of light. The compound (1) of the present invention is considered to have a carrier transport property smoother than that of the conventional compound and higher excitation energy generated by carrier recombination than that of the conventional compound. For these reasons, it is considered that when the compound (1) is used as a host material of the light emitting layer, the organic EL element tends to improve the light emission efficiency. However, the factor is not limited to this.
本発明の有機EL素子は、電極と発光層との間に備えられた有機層が、上記一般式(1)で表される化合物を含有しても好ましい。上記有機層としては、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層及び電子輸送層などが挙げられる。このような本発明の有機EL素子は、より良好な発光性能を比較的長期にわたって発揮する傾向にある。これは、化合物(1)がキャリア輸送性に優れたものであることに起因すると考えられる。 In the organic EL device of the present invention, the organic layer provided between the electrode and the light emitting layer preferably contains the compound represented by the general formula (1). Examples of the organic layer include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, and an electron transport layer. Such an organic EL device of the present invention tends to exhibit better light emitting performance over a relatively long period of time. This is considered due to the fact that the compound (1) is excellent in carrier transportability.
本発明の有機EL素子は、その駆動寿命が向上するように上記一般式(1)で表される化合物を有機層に含有させることができる。この場合、化合物(1)を、ホスト材料、ドーパント材料、キャリア輸送層の主成分又はキャリア注入層の主成分、以外の添加剤として用いることもできる。 The organic EL device of the present invention can contain the compound represented by the general formula (1) in the organic layer so that the driving life thereof is improved. In this case, the compound (1) can also be used as an additive other than the host material, the dopant material, the main component of the carrier transport layer or the main component of the carrier injection layer.
本発明によれば、十分に優れた発光効率を示す有機EL素子を形成するための有機EL素子用化合物、及びその有機EL素子用化合物を用いることによって十分な発光輝度を示すことのできる有機EL素子を提供することができる。 According to the present invention, an organic EL element compound for forming an organic EL element exhibiting sufficiently excellent luminous efficiency, and an organic EL capable of exhibiting sufficient emission luminance by using the compound for organic EL element. An element can be provided.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
(有機EL素子用化合物)
本実施形態の有機EL素子用化合物は、上記一般式(1)で表されるナフタセンダイマー又はその誘導体である(以下、「化合物(1)」という。)。
(Compound for organic EL device)
The compound for organic EL elements of this embodiment is a naphthacene dimer represented by the above general formula (1) or a derivative thereof (hereinafter referred to as “compound (1)”).
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10及びR11(以下、「R1〜R11」と略す。)、並びに、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30及びR31(以下、「R21〜R31」と略す。)としての、置換基を有していてもよいアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。このアルキル基の炭素数は、キャリア輸送性の向上によりこの化合物を用いた有機EL素子の発光効率をより高める観点、及び合成の容易さの観点から、1〜5であると好ましく、1〜3であるとより好ましい。そのようなアルキル基としては、メチル基、エチル基及びプロピル基などが挙げられるが、なかでもメチル基が特に好ましい。アルキル基の総数は分子全体で、0〜4であると好ましく、0〜2であるとより好ましい。 R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 (hereinafter abbreviated as “R 1 to R 11 ”), and R 21 , R 22 , R 23 , R 24 , R 25 , R 26 , R 27 , R 28 , R 29 , R 30 and R 31 (hereinafter abbreviated as “R 21 to R 31 ”). The alkyl group which may have may be linear or branched. The number of carbon atoms of this alkyl group is preferably 1 to 5 from the viewpoint of further increasing the light emission efficiency of the organic EL device using this compound by improving the carrier transport property, and the ease of synthesis. Is more preferable. Examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among them, a methyl group is particularly preferable. The total number of alkyl groups in the whole molecule is preferably 0 to 4, more preferably 0 to 2.
R1〜R11及びR21〜R31としての、置換基を有していてもよいアルケニル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、その炭素数は、上述のアルキル基と同様の観点から、2〜20であると好ましく、2〜14であるとより好ましい。そのようなアルケニル基としては、ビニル基及びスチリル基などのアリル基などが挙げられる。アルケニル基の総数は分子全体で0〜4であると好ましく、0〜2であるとより好ましい。 The alkenyl group which may have a substituent as R 1 to R 11 and R 21 to R 31 may be linear or branched, and the carbon number thereof is the above-mentioned alkyl. From the same viewpoint as the group, it is preferably 2 to 20, and more preferably 2 to 14. Such alkenyl groups include allyl groups such as vinyl and styryl groups. The total number of alkenyl groups is preferably 0 to 4 and more preferably 0 to 2 in the whole molecule.
R1〜R11及びR21〜R31としての置換基を有していてもよいアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基(1−ナフチル基、2−ナフチル基)、ビフェニリル基(o−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基)又はトリル基(o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基)などが例示される。これらの中では、上述のアルキル基の場合と同様の観点から、フェニル基、ナフチル基又はビフェニリル基が好ましい。 The aryl group which may have a substituent as R 1 to R 11 and R 21 to R 31 is, for example, a phenyl group, a naphthyl group (1-naphthyl group, 2-naphthyl group), a biphenylyl group (o- Examples include biphenylyl group, p-biphenylyl group, m-biphenylyl group) or tolyl group (o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group). Among these, a phenyl group, a naphthyl group, or a biphenylyl group is preferable from the same viewpoint as in the case of the alkyl group described above.
R1〜R11及びR21〜R31には、置換基を有していてもよい複素環基を採用することもできる。そのような複素環基としては、上述のアルキル基の場合と同様の観点から、ヘテロ元素としてN、O及びSからなる群より選ばれる原子(より好ましくはN及びSからなる群より選ばれる原子)の少なくとも1つを有する複素環基(単環式でも縮合環式でもよい。)であると好ましく、ピリジル基(2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基)、チオフェニル基(2−チオフェニル基、3−チオフェニル基、4−チオフェニル基)、キノリル基(2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、8−キノリル基等)又はベンゾチアゾリル基(5−ベンゾチアゾリル基、6−ベンゾチアゾリル基、7−ベンゾチアゾリル基、8−ベンゾチアゾリル基等)であるとより好ましい。なお、本発明における、置換基を有していてもよい1価の複素環基は、「置換基を有していてもよい複素環状化合物」から導かれる1価の基を意味する。 For R 1 to R 11 and R 21 to R 31 , a heterocyclic group which may have a substituent may be employed. As such a heterocyclic group, an atom selected from the group consisting of N, O and S as a hetero element (more preferably an atom selected from the group consisting of N and S) from the same viewpoint as in the case of the alkyl group described above ) Is preferably a heterocyclic group (which may be monocyclic or condensed), a pyridyl group (2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 4-pyridyl group), thiophenyl group (2 -Thiophenyl group, 3-thiophenyl group, 4-thiophenyl group), quinolyl group (2-quinolyl group, 3-quinolyl group, 4-quinolyl group, 8-quinolyl group, etc.) or benzothiazolyl group (5-benzothiazolyl group, 6- A benzothiazolyl group, a 7-benzothiazolyl group, an 8-benzothiazolyl group, and the like. In the present invention, the monovalent heterocyclic group which may have a substituent means a monovalent group derived from “a heterocyclic compound which may have a substituent”.
また、R1〜R11及びR21〜R31に採用されるものとして、上述の好ましい置換基の他、水素原子であっても、発光効率の向上等の観点から好ましい。 Moreover, as what is employ | adopted for R < 1 > -R < 11 > and R < 21 > -R < 31 >, even if it is a hydrogen atom other than the above-mentioned preferable substituent, it is preferable from viewpoints, such as improvement of luminous efficiency.
R1〜R11及びR21〜R31の少なくとも2つの隣接する基が互いに結合あるいは縮合して環を形成する場合、形成される縮合環としては、例えば、インデン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、iso−キノリン、キノクサリン、フェナジン、アクリジン、インドール、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾチアゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、アクリドン、ベンズイミダゾール、クマリン及びフラボン等を挙げることができる。 When at least two adjacent groups of R 1 to R 11 and R 21 to R 31 are bonded to each other or condensed to form a ring, the formed condensed ring includes, for example, indene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, quinoline , Iso-quinoline, quinoxaline, phenazine, acridine, indole, carbazole, phenoxazine, phenothiazine, benzothiazole, benzothiophene, benzofuran, acridone, benzimidazole, coumarin and flavone.
有機EL素子用の発光材料又はキャリア(電子、ホール)輸送材料としての特性が特に優れていることから、化合物(1)中のR1〜R11の組合せ又はR21〜R31の組合せは、以下に示す(I−1)〜(I−449)、(II−1)〜(II−2660)、(IV−1〜IV−28)、(II−2665)〜(II−4456)及び(III−1)〜(III−1792)のいずれかの組であると特に好ましい。なお、R1〜R11の組とR21〜R31の組とは、いずれを組み合わせても好ましい。ここで、A1〜A16は下記置換基を示し、Phはフェニル基を示す。
化合物(1)中、Lに用いられる置換基を有していてもよいアリーレン基としては、フェニレン基(1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基)、メチルフェニレン基(2−メチル−1,4−フェニレン基、3−メチル−1,4−フェニレン基、3−メチル−1,2−フェニレン基、3−メチル−1,5−フェニレン基等)、エチルフェニレン基(2−エチル−1,3−フェニレン基、2−エチル−1,4−フェニレン基、3−エチル−1,4−フェニレン基等)、ナフチレン基(1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、1,6−ナフチレン基、1,7−ナフチレン基、1,8−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基等)又はビフェニレン基(4,4’−ビフェニレン基、3,3’−ビフェニレン基、2,2’−ビフェニレン基等)などが挙げられる。それらの中で、キャリアの再結合確率の向上及びそのことに起因する有機EL素子の発光効率の向上の観点、並びに合成の容易さの観点から、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニレン基であると好ましい。 In the compound (1), the arylene group which may have a substituent used for L includes a phenylene group (1,2-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,4-phenylene group), methyl Phenylene group (2-methyl-1,4-phenylene group, 3-methyl-1,4-phenylene group, 3-methyl-1,2-phenylene group, 3-methyl-1,5-phenylene group, etc.), ethyl Phenylene group (2-ethyl-1,3-phenylene group, 2-ethyl-1,4-phenylene group, 3-ethyl-1,4-phenylene group, etc.), naphthylene group (1,4-naphthylene group, 1, 5-naphthylene group, 1,6-naphthylene group, 1,7-naphthylene group, 1,8-naphthylene group, 2,6-naphthylene group, etc.) or biphenylene group (4,4′-biphenylene group, 3,3 ′) -Biphenylene group, 2 2'biphenylene group and the like) and the like. Among them, a phenylene group, a naphthylene group, or a biphenylene group is preferable from the viewpoint of improving the recombination probability of carriers, improving the light emission efficiency of the organic EL element resulting therefrom, and ease of synthesis. .
Lには、置換基を有していてもよい2価の複素環基を採用することもできる。そのような2価の複素環基としては、上述のアルキル基の場合と同様の観点から、ヘテロ元素としてN、O及びSからなる群より選ばれる原子(より好ましくはN及びSからなる群より選ばれる原子)の少なくとも1つを有する2価の複素環基(単環式でも縮合環式でもよい。)であると好ましく、それぞれ置換基を有していてもよい、ピリジニレン基、上記式(2)で表される基、ジベンゾチオフェニレン基、イミダゾールジイル基又はベンゾチアゾールジイル基であるとより好ましい。なお、本発明における、置換基を有していてもよい2価の複素環基は、「置換基を有していてもよい複素環状化合物」から導かれる2価の基を意味する。 L may be a divalent heterocyclic group which may have a substituent. As such a divalent heterocyclic group, an atom selected from the group consisting of N, O and S as a hetero element (more preferably from the group consisting of N and S) from the same viewpoint as in the case of the alkyl group described above. A divalent heterocyclic group (which may be monocyclic or condensed ring) having at least one selected atom), each having a substituent, a pyridinylene group having the above formula ( More preferably, it is a group represented by 2), a dibenzothiophenylene group, an imidazole diyl group or a benzothiazole diyl group. In the present invention, the divalent heterocyclic group which may have a substituent means a divalent group derived from the “heterocyclic compound which may have a substituent”.
有機EL素子の発光効率を更に向上できる観点から、Lは、以上説明したもののなかで、単結合、又は以下に示す(i−1)〜(i−38)のいずれかの連結基であると、更に好ましい。
同様の観点から、Lが、これらのうち、単結合、並びに式(i−1)、(i−2)、(i−3)、(i−5)、(i−7)、(i−8)、(i−31)、(i−35)及び(i−38)で表される基からなる群より選ばれるいずれかの連結基であるとより好ましく、単結合、並びに式(i−1)、(i−3)、(i−5)、(i−7)及び(i−8)のいずれかであると、特に好ましい。 From the same point of view, L is a single bond of these, as well as formulas (i-1), (i-2), (i-3), (i-5), (i-7), (i- 8), (i-31), (i-35), and (i-38) are more preferably any linking group selected from the group consisting of groups represented by a single bond and formula (i- 1), (i-3), (i-5), (i-7) and (i-8) are particularly preferred.
上記化合物(1)は従来の発光性有機化合物と比較して、π電子の広がりが大きくなっているため、その化合物(1)の分子上を電子が比較的自由に移動できると考えられる。したがって、化合物(1)を含有する有機層においては、キャリア移動性が向上し、キャリアの再結合確率が従来のものと比較して十分に高くなり、輝度半減寿命も向上すると考えられる。その結果、かかる有機層を備えた有機EL素子の発光効率(発光輝度)は十分に高くなると考えられる。また、化合物(1)を用いた有機EL素子は、その駆動寿命が、従来のものと比較して長くなる傾向にある。これは、発光性有機化合物の分子サイズが大きくなることによって、その分子への不純物の影響が小さくなるため等と推定される。 Since the compound (1) has a larger spread of π electrons compared to the conventional light-emitting organic compound, it is considered that electrons can move relatively freely on the molecule of the compound (1). Therefore, in the organic layer containing the compound (1), carrier mobility is improved, the carrier recombination probability is sufficiently higher than that of the conventional layer, and the luminance half-life is also improved. As a result, it is considered that the light emission efficiency (light emission luminance) of the organic EL element having such an organic layer is sufficiently high. Moreover, the organic EL element using the compound (1) tends to have a longer driving life than the conventional one. This is presumably because the influence of impurities on the molecule is reduced by increasing the molecular size of the luminescent organic compound.
上述した本実施形態の化合物(1)は、Journal of Organic Chemistry、Reynold C, Fusionら、1960年、第25巻、2226〜2227頁、又は、Tetrahedron Lett.、Jeffrey A. Dodgeら、1988年、vol.29、No.12、1359〜1362頁に記載の方法に準じて合成することができる。例えば、まず、下記式(a)で表される化合物(ブロモベンゾフラン)と、下記式(b)で表される化合物とを3臭化ホウ素の存在下で反応させて、下記式(c)で表される6−ブロモフェニル−11−フェニル−5,12−ナフタセンキノン(以下、「キノン化合物(c)」という。)を合成する。
次いで、キノン化合物(c)を下記式(d)で表されるフェニルリチウムとを反応させて、フェニルリチウムのフェニル基の、キノン化合物(c)のカルボニル炭素に対する求核攻撃を生じさせて、下記式(e)で表されるジオール体(以下、「化合物(e)」という。)を得る。
次に、化合物(e)をヨウ化水素などの還元剤の存在下で脱OHさせることにより、下記式(f)で表されるルブレン(テトラフェニルナフタセン)誘導体(以下、「化合物(f)」という。)を合成する。
そして、化合物(f)をビスジシクロオクタジエンニッケル(0)(Ni(cod)2)の存在下でカップリングさせることにより、化合物(1)の1種である下記式(g)で表されるナフタセンダイマー誘導体(以下、「化合物(g)」という。)が得られる。
同様に、以下の反応スキーム(h)、(j)に従い、化合物(1)の1種である下記式(k)、(p)で表される化合物がそれぞれ合成される。
このようにして得られる化合物(1)を発光層に用いると、緑色からオレンジ色の発光波形が得られる。なお、この発光波形は、上述のR1〜R11及びR21〜R31並びにLを代えることにより、調整することができる。
(有機EL素子)
When the compound (1) thus obtained is used for the light emitting layer, a green to orange light emission waveform is obtained. This emission waveform can be adjusted by replacing R 1 to R 11 and R 21 to R 31 and L described above.
(Organic EL device)
次に、本発明の好適な実施形態に係る有機EL素子について説明する。 Next, an organic EL element according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明に係る有機EL素子の第1実施形態(単層型有機EL)を示す模式断面図である。図1に示す有機EL素子100は、互いに対向して配置されている2つの電極(第1の電極1及び第2の電極2)により、発光層10が挟持された構造を有している。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment (single-layer organic EL) of an organic EL element according to the present invention. An
図2は、本発明に係る有機EL素子の第2実施形態(2層型有機EL)を示す模式断面図である。図2に示す有機EL素子200は、図1における有機EL素子100の第1の電極1と発光層10の間にホール輸送層11を設けた構造を有している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment (two-layer organic EL) of an organic EL element according to the present invention. An
図3は、本発明に係る有機EL素子の第3実施形態(3層型有機EL)を示す模式断面図である。図3に示す有機EL素子300は、図2における有機EL素子200の第2の電極2と発光層10の間に電子輸送層12を設けた構造を有している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a third embodiment (three-layer organic EL) of an organic EL element according to the present invention. The
図4は、本発明に係る有機EL素子の第4実施形態(4層型有機EL)を示す模式断面
図である。図4に示す有機EL素子400は、互いに対向して配置されている2つの電極(第1の電極1及び第2の電極2)により、ホール注入層14、ホール輸送層11、発光層10及び電子注入層13が挟持された構造を有している。ホール注入層14、ホール輸送層11、発光層10及び電子注入層13はいずれも有機層であり、第1の電極1側からこの順に積層されている。なお、電子注入層13は無機層(金属層、金属化合物層等)とすることもできる(以下同様)。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a fourth embodiment (four-layer organic EL) of an organic EL element according to the present invention. An
図5は、本発明に係る有機EL素子の第5実施形態(5層型有機EL)を示す模式断面図である。図5に示す有機EL素子500は、図4における有機EL素子400の電子注入層13と発光層10の間に電子輸送層12を設けた構造を有している。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a fifth embodiment (five-layer type organic EL) of the organic EL element according to the present invention. An
さらに、図示していないが、発光層として異なる構成材料(材料の種類、材料の含有割合)を含有する発光層を複数積層して設けてもよい。 Further, although not shown, a plurality of light emitting layers containing different constituent materials (type of material, content ratio of materials) may be provided as a light emitting layer.
なお、第1〜第5実施形態において第1の電極1は基板4上に形成されている。また、本発明の有機EL素子用化合物は、上述した発光層、ホール輸送層、ホール注入層、電子輸送層および電子注入層の少なくとも一つに、その構成材料として含有されている。
In the first to fifth embodiments, the
上記実施形態においては、第1の電極1及び第2の電極2がそれぞれホール注入電極(陽極)及び電子注入電極(陰極)として機能し、電源Pによる電界の印加により、第1実施形態においては発光層10(第2〜3実施形態ではホール輸送層11、第4〜5実施形態ではホール注入層14)に対して、第1の電極1からホール(正孔)が注入されるとともに、発光層10(第2実施形態においても発光層10、第3実施形態では電子輸送層12、第4〜5実施形態では電子注入層13)に対して、第2の電極2から電子が注入され、これらの再結合に基づいて発光層中の有機EL素子用化合物が発光する。
In the said embodiment, the
また、発光層、電子注入層、電子輸送層、ホール注入層及びホール輸送層の好適な厚さは、いずれも5〜100nmである。 Moreover, the suitable thickness of a light emitting layer, an electron injection layer, an electron carrying layer, a hole injection layer, and a hole transport layer is all 5-100 nm.
(基板)
基板4としては、ガラス、石英等の非晶質基板、Si、GaAs、ZnSe、ZnS、GaP、InP等の結晶基板、Mo、Al、Pt、Ir、Au、Pd、SUS等の金属基板、ポリオレフィン、ポリカーボネート等の樹脂基板などを用いることができる。また、結晶質又は非晶質のセラミック、金属、有機物等の薄膜を所定基板上に形成したものを用いてもよい。
(substrate)
Examples of the
基板4の側を光取出し側とする場合には、基板4としてガラスや石英等の透明基板を用いることが好ましく、特に、安価なガラスの透明基板を用いることが好ましい。透明基板には、発色光の調整のために、色フィルター膜や蛍光物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜等を設けてもよい。
When the
(第1の電極)
第1の電極1はホール注入電極(陽極)として機能する。そのため、第1の電極1の材料としては、従来の有機EL素子が備えているものであれば、特に限定されることなく用いられるが、その第1の電極1に隣接する層に効率よく且つ均一に電界を印可できる材料が好ましい。
(First electrode)
The
また、基板4の側を光取り出し側とする場合、有機EL素子の発光波長領域である波長400〜700nmにおける透過率、特にRGB各色の波長における第1の電極1の透過率は、50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることが更に好ましい。第1の電極1の透過率が50%未満であると、発光層10からの発光が減衰されて画像表示に必要な輝度が得られにくくなる。
When the
光透過率の比較的高い第1の電極1は、各種酸化物で構成される透明導電膜を用いて構成することができる。かかる材料としては、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム(IZO)等が好ましく、中でも、ITOは、面内の比抵抗が均一な薄膜を容易に得ることができる点で特に好ましい。
The
第1の電極1の膜厚は、上述の光透過率を考慮して決定することが好ましい。例えば酸化物透明導電膜を用いる場合、その膜厚は、好ましくは10〜500nm、より好ましくは30〜300nmであることが好ましい。第1の電極1の膜厚が500nmを超えると、光透過率が不充分となると共に、基板4からの第1の電極1の剥離が発生する場合がある。また、膜厚の減少に伴い光透過性は向上するが、膜厚が10nm未満の場合、抵抗率が大きくなり有機EL素子の駆動電圧を上昇させる傾向にある。
The film thickness of the
(第2の電極)
第2の電極2は電子注入電極(陰極)として機能する。第2の電極2の材料としては、従来の有機EL素子が備えているものであれば、特に限定されることなく用いられるが、金属材料、有機金属錯体又は金属化合物等が挙げられ、有機発光層10へ効率的且つ確実に電子を注入できるように、仕事関数が比較的低い材料を用いると好ましく、また透明であってもよい。
(Second electrode)
The
第2の電極2を構成する金属材料の具体例としては、Li、Na、K若しくはCs等のアルカリ金属、Mg、Ca、Sr若しくはBa等のアルカリ土類金属、又はAl(アルミニウム)が挙げられる。また、La、Ce、Sn、Zn若しくはZr等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属と特性が近い金属を用いることもできる。さらには、上記金属材料の酸化物又はハロゲン化物を用いることもできる。さらに、上記材料を含む混合物又は合金であってもよく、これらを複数積層してもよい。
Specific examples of the metal material constituting the
第2の電極2の膜厚は、電子を均一に注入できる程度であればよく、0.1nm以上とすればよい。
The film thickness of the
なお、第2の電極2上には補助電極を設けてもよい。これにより、発光層10等への電子注入効率を向上させることができ、また、発光層10や電子注入層13への水分又は有機溶媒の侵入を防止することができる。補助電極の材料としては、仕事関数及び電荷注入能力に関する制限がないため、一般的な金属を用いることができるが、導電率が高く取り扱いが容易な金属を用いることが好ましい。また、特に第2の電極2が有機材料を含む場合には、有機材料の種類や密着性等に応じて適宜選択することが好ましい。
An auxiliary electrode may be provided on the
補助電極に用いられる材料としては、Al、Ag、In、Ti、Cu、Au、Mo、W、Pt、Pd、Ni等が挙げられるが、中でもAl及びAg等の低抵抗の金属を用いると電子注入効率を更に高めることができる。また、TiN等の金属化合物を用いることにより一層高い封止性を得ることができる。これらの材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。また、2種以上の金属を用いる場合は合金として用いてもよい。このような補助電極は、例えば、真空蒸着法等によって形成可能である。 Examples of the material used for the auxiliary electrode include Al, Ag, In, Ti, Cu, Au, Mo, W, Pt, Pd, and Ni. Among them, when a low-resistance metal such as Al and Ag is used, electrons are used. The injection efficiency can be further increased. Moreover, higher sealing properties can be obtained by using a metal compound such as TiN. These materials may be used alone or in combination of two or more. Moreover, when using 2 or more types of metals, you may use as an alloy. Such an auxiliary electrode can be formed by, for example, a vacuum deposition method or the like.
(発光層)
発光層10には、上述した有機EL素子用化合物(1)を構成材料として用いることができる。このような発光層10を備える有機EL素子は、実用に耐えることができるものであり、しかも、十分に高い発光効率及び輝度を示し、さらには、駆動寿命を従来のものと比較して長くできる傾向にある。
(Light emitting layer)
For the
本実施形態の化合物(1)は、発光層10の構成材料として単独で用いてもよく、あるいは、他の蛍光性(発光性)の構成材料と組み合わせて、それぞれを同程度の量用いてもよいが、化合物(1)を発光層10のドーパント材料として用い、更に、化合物(1)以外の構成材料をホスト材料として発光層10に含有させると好ましい。この場合、発光層10においては、化合物(1)が主に発光中心となるところ、化合物10による発光は、キャリアの再結合の向上に起因して十分な輝度を示す。したがって、このような発光層10を備えた有機EL素子は、十分に優れた発光効率を有することができる。
The compound (1) of the present embodiment may be used alone as a constituent material of the
また、この場合、ホスト材料としては、それ自体で発光が可能な化合物を用いると好ましく、アントラセン誘導体、配位子として8−キノリノール又はその誘導体を有するアルミニウム錯体、又はテトラアリールベンゼンを用いるとより好ましい。これにより、ホスト材料の発光波長特性を変化させることができ、より長波長側に移行した発光が可能となるとともに、有機EL素子の発光効率及び/又は安定性が向上する傾向にある。 In this case, it is preferable to use a compound capable of emitting light as the host material, and more preferable to use an anthracene derivative, an aluminum complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, or tetraarylbenzene. . Thereby, the light emission wavelength characteristic of the host material can be changed, light emission shifted to a longer wavelength side can be achieved, and the light emission efficiency and / or stability of the organic EL element tends to be improved.
発光層10のホスト材料に用いられる好適なアントラセン誘導体としては、例えば、下記一般式(a−1)、(a−2)又は(a−3)で表される化合物、これらの化合物を単位とするπ共役系高分子体、これらの化合物をアルキル鎖、エーテル鎖などでペンダント型若しくは架橋型にした非共役系高分子体などが挙げられる。また、好適な高分子材料としては特開2003−338375に記載された高分子体なども挙げられる。
ここで、上記式中、R41〜R45、R51〜R55、R61〜R65及びR71〜R75は、水素原子、アリール基若しくは複素環基であって、それぞれの置換基は同一であっても異なっていてもよい。 Here, in the above formula, R 41 ~R 45, R 51 ~R 55, R 61 ~R 65 and R 71 to R 75 is a hydrogen atom, an aryl group or heterocyclic group, each substituent They may be the same or different.
発光層10のホスト材料に用いられる好適な上記アルミニウム錯体としては、特開昭63−264692号、特開平3−255190号、特開平5−70733号、特開平5−258859号又は特開平6−215874号等に開示されているものを挙げることができる。
Suitable aluminum complexes for use as the host material of the light-emitting
具体的には、まず、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム、ビス(8−キノリノラト)マグネシウム、ビス(ベンゾ{f}−8−キノリノラト)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウムオキシド、トリス(8−キノリノラト)インジウム、トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム、8−キノリノラトリチウム、トリス(5−クロロ−8−キノリノラト)ガリウム、ビス(5−クロロ−8−キノリノラト)カルシウム、5,7−ジクロル−8−キノリノラトアルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム又はポリ[亜鉛(II)−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノリニル)メタン]等が挙げられる。 Specifically, first, tris (8-quinolinolato) aluminum, bis (8-quinolinolato) magnesium, bis (benzo {f} -8-quinolinolato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum oxide, tris (8-quinolinolato) indium, tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum, 8-quinolinolatolithium, tris (5-chloro-8-quinolinolato) gallium, bis (5-chloro-8-quinolinolato) calcium, 5,7-dichloro-8-quinolinolato aluminum, tris (5,7-dibromo-8-hydroxyquinolinolato) aluminum or poly [zinc (II) -bis (8-hydroxy-5-quinolinyl) methane] etc. Is mentioned.
また、上記アルミニウム錯体としては、8−キノリノール又はその誘導体に加えて、別の配位子をも有するアルミニウム錯体であってもよく、このようなものとしては、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(メタークレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,3−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,6−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,4−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,6−ジフェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,4,6−トリフェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,3,6−トリメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,3,5,6−テトラメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(1−ナフトラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4−エチル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−6−トリフルオロメチル−8−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III) 等がある。 The aluminum complex may be an aluminum complex having another ligand in addition to 8-quinolinol or a derivative thereof. As such, bis (2-methyl-8-quinolinolato ) (Phenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (ortho-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (meta-cresolato) aluminum (III), bis (2 -Methyl-8-quinolinolato) (para-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (ortho-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) ( (Meta-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (para-phenylphenol) Lato) Aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,3-dimethylphenolato) Aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,6-dimethylphenolato) Aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,4-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) aluminum ( III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,6-diphenylphenolato) Aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,4,6-triphenylphenolato) Aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) 2,3,6-trimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,3,5,6-tetramethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-) 8-quinolinolato) (1-naphtholato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2-naphtholato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (ortho-phenyl) Phenolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (para-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (meta-phenylphenolato) ) Aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) Aluminum (III), bis (2,4-di Til-8-quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolato) (para-cresolato) aluminum (III), bis ( 2-methyl-4-methoxy-8-quinolinolato) (para-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-5-cyano-8-quinolinolato) (ortho-cresolato) aluminum (III), bis ( 2-methyl-6-trifluoromethyl-8-quinolinolato) (2-naphtholato) aluminum (III) and the like.
このほか、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(4−エチル−2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(4−エチル−2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4−メトキシキノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(2−メチル−4−メトキシキノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(5−シアノ−2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(5−シアノ−2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 等であってもよい。 In addition, bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (4-ethyl-2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis ( 4-ethyl-2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (2-methyl-4-methoxyquinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2-methyl-4-methoxyquinolino) Lato) aluminum (III), bis (5-cyano-2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (5-cyano-2-methyl-8-quinolinolato) a Luminium (III), bis (2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato) aluminum (III) Etc.
発光層10のホスト材料としては、上述のものの他に、特願平6−114456号公報に記載のテトラアリールエテン誘導体など、あるいは、トリフェニルアミン誘導体を用いてもよい。
As a host material of the
また、化合物(1)をドーパント材料として用いる場合、ホスト材料として、ホール輸送性に優れた1種以上のホール輸送性化合物と、電子輸送性に優れた1種以上の電子輸送性化合物とを併用すると好ましい。これにより、発光層10において、キャリアのホッピング伝導パスができるため、各キャリアは極性的に優勢な物質中を移動し、逆の極性のキャリア注入は起こり難くなり、有機化合物がダメージを受け難くなり、駆動寿命が延びる傾向にある。このようなホスト材料中に、化合物(1)をドーパント材料として含有させることにより、ホスト材料が有する発光波長特性を変化させることができ、発光波長を長波長に移行させることができるとともに、発光強度を高め、かつ有機EL素子の安定性を向上できる傾向にある。
Moreover, when using a compound (1) as a dopant material, as a host material, it uses together 1 or more types of hole transportable compounds excellent in hole transportability, and 1 or more types of electron transport compounds excellent in electron transportability. It is preferable. As a result, a carrier hopping conduction path can be formed in the
化合物(1)をドーパント材料として用いる場合、その発光層10における含有割合は、発光層10を構成する全材料の質量に対して、0.01〜10質量%であると好ましく、0.1〜5質量%であるとより好ましい。ドーパント材料の含有割合が上記下限値を下回ると、発光に寄与するドーパント材料の絶対量が減少するため、十分な輝度を確保できない傾向にあり、上記上限値を超えると、ドーパント材料におけるキャリアのホッピングが発生しやすくなり、そのドーパント材料においてキャリアをトラップし難くなるため、キャリアの再結合確率が低下し、発光効率が低くなる傾向にある。
When using the compound (1) as a dopant material, the content ratio in the
さらに、発光層10のドーパント材料として、化合物(1)に加えて、それとは異なる化合物を用いることもできる。ドーパント材料によるキャリアのトラップ性は、材料毎に異なるため、ドーパント材料を適切に選択することにより、発光層10においてより効率的にキャリアをトラップできる傾向にある。したがって、このような選択により、キャリアの再結合確率が一層向上し、この発光層10を備える有機EL素子の発光効率を更に上昇させることが可能となる。
Furthermore, as a dopant material of the
上述の観点から、本実施形態の化合物(1)と組み合わせてドーパント材料に用いるのに適した化合物としては、例えば、特開昭63−264692号公報に開示されているような化合物、より具体的には、キナクリドン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも1種が挙げられる。また、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘導体等が挙げられる。さらには、公知ののフェニルアントラセン誘導体、公知のテトラアリールエテン誘導体等が挙げられる。 In view of the above, as a compound suitable for use as a dopant material in combination with the compound (1) of the present embodiment, for example, a compound as disclosed in JP-A 63-264692, more specifically, Includes at least one selected from compounds such as quinacridone and styryl dyes. In addition, quinoline derivatives such as metal complex dyes having 8-quinolinol or a derivative thereof such as tris (8-quinolinolato) aluminum as a ligand, tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, 12-phthaloperinone derivatives, and the like can be given. Furthermore, a well-known phenylanthracene derivative, a well-known tetraarylethene derivative, etc. are mentioned.
また、化合物(1)は、発光層10のホスト材料として用いることもできる。これにより、他の化合物をホスト材料として用いた従来の有機EL素子と比較して、より発光効率を向上できる傾向にある。
The compound (1) can also be used as a host material for the
この場合、発光層10のドーパント材料としては、発光効率の向上等の観点から、ホスト材料である化合物(1)のエネルギーギャップに対してドーパント材料のエネルギーギャップが小さくなるような化合物が好ましい。そのようなドーパント材料に用いられる化合物としては、例えば、ジインデノペリレン誘導体、ペリレン誘導体、ルブレン誘導体、ペンタセン誘導体、ピラン誘導体などが好ましく、ジインデノペリレン誘導体がより好ましい。
In this case, the dopant material of the
また、化合物(1)を発光層10のホスト材料として用いる場合、その発光層10における含有割合は、発光層10を構成する全材料の質量に対して、10〜99.9質量%であると好ましく、30〜99.0質量%であるとより好ましい。ホスト材料の含有割合が10質量%を下回ると、ドーパント材料におけるキャリアのホッピングが発生しやすくなり、そのドーパント材料においてキャリアをトラップし難くなるため、キャリアの再結合確率が低下し、発光効率が低くなる傾向にある。また、ホスト材料の含有割合が99.9質量%を超えると、発光に寄与するドーパント材料の絶対量が減少するため、十分な輝度を確保できない傾向にある。
Moreover, when using a compound (1) as a host material of the
さらに、化合物(1)を、発光層10のドーパント材料としてでもなく、ホスト材料としてでもなく、発光効率、駆動寿命又は駆動電圧の向上を目的とする添加剤として用いることもできる。この場合、化合物(1)の発光層10における含有割合は、発光層10を構成する全材料の質量に対して、0.1〜10質量%程度にするとよい。これにより、化合物(1)はホスト材料として機能し難くなる傾向にある。なお、化合物(1)がドーパント材料として機能しているか否かの確認方法としては、有機EL素子の発光スペクトルの測定が挙げられる。この測定法により、化合物(1)が示す特有の波長範囲に発光スペクトルの極大ピークが認められなければ、化合物(1)がドーパント材料として機能していない蓋然性が高い。
Further, the compound (1) can be used not as a dopant material of the
有機EL素子用化合物(1)を発光層10の構成材料として用いない場合、発光層の構成材料としては、電子とホールとの再結合により励起子が生成し、その励起子がエネルギーを放出して基底状態に戻る際に発光するような有機化合物であれば、特に限定されることなく用いることができる。
When the organic EL element compound (1) is not used as a constituent material of the
具体的には、例えば、アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体、イリジウム錯体若しくは希土類金属錯体等の有機金属錯体化合物、アントラセン、ナフタセン、ベンゾフルオランテン、ナフトフルオランテン、スチリルアミン若しくはテトラアリールジアミン又はこれらの誘導体、ペリレン、キナクリドン、クマリン、DCM若しくはDCJTBなどの低分子有機化合物、あるいは、ポリアセチレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体若しくはポリチオフェン誘導体等のπ共役系ポリマー、又は、ポリビニル化合物、ポリスチレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアクリレート誘導体若しくはポリメタクリレート誘導体等の非π共役系の側鎖型ポリマー若しくは主鎖型ポリマー等に色素を含有させたものなどの高分子有機化合物などを挙げることができる。 Specifically, for example, organometallic complex compounds such as aluminum complex, beryllium complex, zinc complex, iridium complex, or rare earth metal complex, anthracene, naphthacene, benzofluoranthene, naphthofluoranthene, styrylamine, tetraaryldiamine, or These derivatives, low molecular organic compounds such as perylene, quinacridone, coumarin, DCM or DCJTB, or π-conjugated polymers such as polyacetylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polyfluorene derivatives or polythiophene derivatives, or polyvinyl compounds, polystyrene derivatives, Non-π conjugated side chain polymers or main chain polymers such as polysilane derivatives, polyacrylate derivatives or polymethacrylate derivatives, etc. And high molecular organic compounds.
また、この場合、発光層10の構成材料として、ホスト材料とドーパント材料を組み合わせて用いると好ましい。比較的蛍光性の強いドーパント材料を用いることにより発光波長特性を変化させることができ、発光波長を長波長に移行することが可能になるとともに、有機EL素子の発光効率及び/又は安定性が向上する傾向にある。
In this case, it is preferable to use a combination of a host material and a dopant material as a constituent material of the
ホスト材料としては、上述した化合物のうち、1,10−フェナントロリン誘導体、有機金属錯体化合物、ナフタレン、アントラセン、ナフタセン、ペリレン、ベンゾフルオランテン若しくはナフトフルオランテンなどの芳香族炭化水素化合物及びそれらの誘導体、さらにはスチリルアミン若しくはテトラアリールジアミン誘導体などが好ましい。ドーパント材料としては、上述した化合物のうち、有機金属錯体化合物、ナフタレン、アントラセン、ナフタセン、ペリレン、ベンゾフルオランテン、ナフトフルオランテンなどの芳香族炭化水素化合物及びそれらの誘導体、さらにはスチリルアミン又はテトラアリールジアミン誘導体、あるいはキナクリドン、クマリン、DCM及びそれらの誘導体が好ましい。 As the host material, among the above-mentioned compounds, aromatic hydrocarbon compounds such as 1,10-phenanthroline derivatives, organometallic complex compounds, naphthalene, anthracene, naphthacene, perylene, benzofluoranthene or naphthofluoranthene, and their Derivatives, further styrylamine or tetraaryldiamine derivatives are preferred. As the dopant material, among the above-mentioned compounds, aromatic hydrocarbon compounds such as organometallic complex compounds, naphthalene, anthracene, naphthacene, perylene, benzofluoranthene, naphthofluoranthene, and derivatives thereof, further styrylamine or Tetraaryldiamine derivatives or quinacridone, coumarin, DCM and their derivatives are preferred.
発光層は、必要に応じて、少なくとも1種以上のホール輸送性化合物と少なくとも1種以上の電子輸送性化合物との混合層としてもよく、この混合層中にドーパントを含有させてもよい。混合層では、キャリアのホッピング伝導パスが生成し、各キャリアは極性的に優勢な物質中を移動するので、逆方向のキャリア注入は起こり難くなると考えられる。これにより、発光層を構成する有機材料が損傷を受け難くなるので、有機EL素子の駆動寿命が延びるという利点がある。 The light emitting layer may be a mixed layer of at least one kind of hole transporting compound and at least one kind of electron transporting compound, if necessary, and may contain a dopant in the mixed layer. In the mixed layer, a carrier hopping conduction path is generated, and each carrier moves in a polar dominant substance, so that it is considered that carrier injection in the reverse direction is unlikely to occur. This makes it difficult for the organic material constituting the light emitting layer to be damaged, and thus has the advantage of extending the drive life of the organic EL element.
混合層に用いるホール輸送性化合物及び電子輸送性化合物としては、1,10−フェナントロリン誘導体、有機金属錯体化合物、アントラセン、ナフタセン、ベンゾフルオランテン、ナフトフルオランテンなどの芳香族炭化水素化合物またはこれらの誘導体を用いると好ましい。ホール輸送性化合物としては、強い蛍光を有するアミン誘導体を用いても好ましく、そのようなアミン誘導体としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体、テトラアリールベンジジン誘導体、スチリルアミン誘導体又は芳香族縮合環を有するアミン誘導体が挙げられる。 Examples of the hole transporting compound and the electron transporting compound used in the mixed layer include 1,10-phenanthroline derivatives, organometallic complex compounds, aromatic hydrocarbon compounds such as anthracene, naphthacene, benzofluoranthene, naphthofluoranthene, and the like. It is preferable to use a derivative of As the hole transporting compound, it is also preferable to use an amine derivative having strong fluorescence. Examples of such an amine derivative include a triphenylamine derivative, a tetraarylbenzidine derivative, a styrylamine derivative, or an amine having an aromatic condensed ring. Derivatives.
この場合のホール輸送性化合物と電子輸送性化合物との好ましい混合比は、それぞれのキャリア移動度及びキャリア濃度により異なるが、一般的には、ホール輸送性化合物と電子輸送性化合物との混合比(質量比)が、1:99〜99:1であると好ましく、10:90〜90:10であるとより好ましく、20:80〜80:20程度であると更に好ましい。 In this case, the preferred mixing ratio of the hole transporting compound and the electron transporting compound varies depending on the carrier mobility and the carrier concentration, but generally, the mixing ratio of the hole transporting compound and the electron transporting compound ( (Mass ratio) is preferably 1:99 to 99: 1, more preferably 10:90 to 90:10, and even more preferably about 20:80 to 80:20.
(ホール輸送層)
ホール輸送層には、上述した本発明の有機EL素子用化合物(1)を構成材料として用いることができる。このようなホール輸送層を備える有機EL素子は、ホールをホール注入電極(又はホール注入層)から発光層へ円滑に輸送できる傾向にあるので、発光効率及び輝度の更なる向上が認められる傾向にある。また、本発明に係る化合物(1)、及び、それ以外の後述するホール輸送層に採用され得る材料は、ホール輸送層に併用することも可能である。この場合、化合物(1)のホール輸送層中の含有割合は、ホール輸送層を構成する全材料の質量に対して、10〜99質量%であると好ましく、20〜95質量%であるとより好ましい。
(Hall transport layer)
In the hole transport layer, the above-described compound (1) for an organic EL device of the present invention can be used as a constituent material. Since the organic EL element having such a hole transport layer tends to smoothly transport holes from the hole injection electrode (or hole injection layer) to the light emitting layer, further improvement in light emission efficiency and luminance tends to be recognized. is there. Moreover, the compound (1) which concerns on this invention, and the material which can be employ | adopted for the hole transport layer mentioned later other than that can also be used together for a hole transport layer. In this case, the content ratio of the compound (1) in the hole transport layer is preferably 10 to 99% by mass and more preferably 20 to 95% by mass with respect to the mass of all materials constituting the hole transport layer. preferable.
本発明の有機EL素子用化合物に加えて若しくは代えて、ホール輸送層の構成材料として、低分子材料、高分子材料のいずれのホール輸送性材料も使用可能である。ホール輸送性低分子材料としては、例えば、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、テトラアリールベンジジン誘導体などが挙げられる。また、ホール輸送性高分子材料としては、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸共重合体(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリスチレンスルホン酸共重合体(Pani/PSS)などが挙げられる。これらのホール輸送性材料は、1種を単独で用いて
もよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
In addition to or in place of the compound for an organic EL device of the present invention, any hole transporting material of a low molecular weight material or a high molecular weight material can be used as a constituent material of the hole transporting layer. Examples of the hole transporting low molecular weight material include pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenylamine derivatives, and tetraarylbenzidine derivatives. Also, hole transporting polymer materials include polyvinyl carbazole (PVK), polyethylenedioxythiophene (PEDOT), polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid copolymer (PEDOT / PSS), polyaniline / polystyrene sulfonic acid copolymer. (Pani / PSS). One of these hole transport materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
(電子輸送層)
電子輸送層には、上述した本発明の有機EL素子用化合物(1)を構成材料として用いることができる。このような電子輸送層を備える有機EL素子は、電子を電子注入電極(又は電子注入層)から発光層へ円滑に輸送できる傾向にあるので、発光効率及び輝度の更なる向上が認められる傾向にある。また、本発明に係る化合物(1)、及び、それ以外の後述する電子輸送層に採用され得る材料は、電子輸送層に併用することも可能である。この場合、化合物(1)の電子輸送層中の含有割合は、電子輸送層を構成する全材料の質量に対して、1〜100質量%であると好ましく、5〜99質量%であるとより好ましい。
(Electron transport layer)
In the electron transport layer, the above-described compound (1) for an organic EL device of the present invention can be used as a constituent material. Since the organic EL device having such an electron transport layer tends to smoothly transport electrons from the electron injection electrode (or electron injection layer) to the light emitting layer, further improvement in light emission efficiency and luminance tends to be recognized. is there. Moreover, the compound (1) which concerns on this invention, and the material which can be employ | adopted for the other electron transport layer mentioned later can also be used together for an electron transport layer. In this case, the content ratio of the compound (1) in the electron transport layer is preferably 1 to 100% by mass and more preferably 5 to 99% by mass with respect to the mass of all materials constituting the electron transport layer. preferable.
本発明の有機EL素子用化合物に加えて若しくは代えて、電子輸送層の構成材料として、低分子材料、高分子材料のいずれの電子輸送材料も使用可能である。電子輸送性低分子材料としては、例えば、アントラセン誘導体、ナフタレン誘導体、ナフタセン誘導体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、アルミニウム錯体、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、フェナントロリン及びその誘導体、並びにこれらの化合物を配位子とする金属錯体などが挙げられる。また、電子輸送性高分子材料としては、ポリキノキサリン、ポリキノリンなどが挙げられる。 In addition to or in place of the compound for an organic EL device of the present invention, any electron transport material of a low molecular material or a polymer material can be used as a constituent material of the electron transport layer. Examples of the electron transporting low molecular weight material include anthracene derivatives, naphthalene derivatives, naphthacene derivatives, pyridine derivatives, quinoline derivatives, aluminum complexes, oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof. Derivatives, anthraquinones and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, fluorene and derivatives thereof, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, phenanthroline and derivatives thereof, and metal complexes having these compounds as ligands . Examples of the electron transporting polymer material include polyquinoxaline and polyquinoline.
特に、後述する電子注入層の構成材料として、本発明の有機EL素子用化合物を用いる際に、その有機EL素子が、本発明の有機EL素子用化合物以外の電子輸送材料を電子輸送層の構成材料として用いた電子輸送層を備えると好ましい。このような有機EL素子は寿命を一層向上できる傾向にある。 In particular, when the compound for an organic EL device of the present invention is used as a constituent material for an electron injection layer described later, the organic EL device is configured to form an electron transport material other than the compound for an organic EL device of the present invention. It is preferable to provide an electron transport layer used as a material. Such an organic EL element tends to further improve the lifetime.
上述した電子輸送層の構成材料は、1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the constituent material of the electron transport layer described above, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
(ホール注入層)
ホール注入層には、上述した本発明の有機EL素子用化合物(1)を構成材料として用いることができる。このようなホール注入層を備える有機EL素子は、ホールをホール注入電極から比較的容易に注入できる傾向にあるので、発光効率及び輝度の更なる向上が認められる傾向にある。また、本発明に係る化合物(1)、及び、それ以外の後述するホール注入層に採用され得る材料は、ホール注入層に併用することも可能である。この場合、化合物(1)のホール注入層中の含有割合は、ホール注入層を構成する全材料の質量に対して、1〜100質量%であると好ましく、5〜99質量%であるとより好ましい。
(Hole injection layer)
In the hole injection layer, the above-described compound (1) for an organic EL device of the present invention can be used as a constituent material. An organic EL device having such a hole injection layer tends to allow holes to be injected relatively easily from the hole injection electrode, and thus further improvement in luminous efficiency and luminance tends to be observed. In addition, the compound (1) according to the present invention and other materials that can be used for the hole injection layer described later can be used in combination with the hole injection layer. In this case, the content ratio of the compound (1) in the hole injection layer is preferably 1 to 100% by mass and more preferably 5 to 99% by mass with respect to the mass of all materials constituting the hole injection layer. preferable.
本発明の有機EL素子用化合物をホール注入層の構成材料として用いない場合、ホール注入層の材料は、従来の有機EL素子のホール注入層に用いられているものであれば特に限定されることはなく、アリールアミン、フタロシアニン、ポリアニリン/有機酸、ポリチオフェン/ポリマー酸などの有機化合物材料、又は、ゲルマニウム若しくはシリコン等の金属若しくは半金属の酸化物などを用いることができる。これらのホール注入性材料は、1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 When the organic EL device compound of the present invention is not used as a constituent material of the hole injection layer, the material of the hole injection layer is not particularly limited as long as it is used for the hole injection layer of the conventional organic EL device. Alternatively, an organic compound material such as arylamine, phthalocyanine, polyaniline / organic acid, polythiophene / polymer acid, or a metal or metalloid oxide such as germanium or silicon can be used. These hole injecting materials may be used singly or in combination of two or more.
また、ホール輸送層とホール注入層とを共に設ける場合、ホール注入電極側からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ましい。またホール注入電極表面には薄膜性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことができる傾向にある。また、素子化する場合、蒸着を用いているので1〜10nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとすることができるため、ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホール注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着することにより形成することができる。 Moreover, when providing both a hole transport layer and a hole injection layer, it is preferable to laminate | stack in order of the layer of a compound with a small ionization potential from the hole injection electrode side. Further, it is preferable to use a compound having a good thin film property on the surface of the hole injection electrode. By adopting such a stacking order, the driving voltage is lowered, and it tends to be possible to prevent the occurrence of current leakage and the generation / growth of dark spots. In addition, in the case of elementization, since vapor deposition is used, a thin film of about 1 to 10 nm can be made uniform and pinhole-free, so that the ion injection potential is small in the hole injection layer and the visible portion has absorption. Even if such a compound is used, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a change in color tone of light emission and reabsorption. The hole injecting and transporting layer can be formed by evaporating the above compound in the same manner as the light emitting layer and the like.
(電子注入層)
電子注入層には、上述した本発明の有機EL素子用化合物(1)を構成材料として用いることができる。このような電子注入層を備える有機EL素子は、電子を電子注入電極(又は電子注入層)から発光層へ円滑に輸送できる傾向にあるので、発光効率及び輝度の更なる向上が認められる傾向にある。また、本発明に係る化合物(1)、及び、それ以外の後述する電子注入層に採用され得る材料は、電子注入層に併用することも可能である。この場合、化合物(1)の電子注入層中の含有割合は、電子注入層を構成する全材料の質量に対して、1〜100質量%であると好ましく、5〜99質量%であるとより好ましい。
(Electron injection layer)
For the electron injection layer, the above-described compound (1) for an organic EL device of the present invention can be used as a constituent material. Since the organic EL device including such an electron injection layer tends to smoothly transport electrons from the electron injection electrode (or electron injection layer) to the light emitting layer, further improvement in light emission efficiency and luminance tends to be recognized. is there. Moreover, the compound (1) which concerns on this invention, and the material which can be employ | adopted for the other electron injection layer mentioned later can also be used together for an electron injection layer. In this case, the content ratio of the compound (1) in the electron injection layer is preferably 1 to 100% by mass and more preferably 5 to 99% by mass with respect to the mass of all materials constituting the electron injection layer. preferable.
本発明の有機EL素子用化合物を電子注入層の構成材料として用いない場合若しくは併用する場合、電子注入層にはリチウム等のアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム等を用いることができる。 When the organic EL device compound of the present invention is not used as a constituent material of the electron injection layer or is used in combination, an alkali metal such as lithium, lithium fluoride, lithium oxide, or the like can be used for the electron injection layer.
また、電子注入層及び電子輸送層を両方設ける場合、電子注入電極側から電子親和力の値の大きい化合物の順に積層することが好ましい。 Moreover, when providing both an electron injection layer and an electron carrying layer, it is preferable to laminate | stack in order of the compound with a large value of an electron affinity from the electron injection electrode side.
なお、上述したホール輸送層、電子輸送層、ホール注入層又は電子注入層に、上記有機EL素子用化合物(1)を微量添加してもよい。この場合、化合物(1)は、各キャリア輸送材料又は各キャリア注入材料として機能するよりも、そのような機能を補助することにより、有機EL素子の駆動寿命の更なる長期化、発光効率の更なる向上、又は駆動電圧の更なる低減に寄与する機能を有する。 In addition, you may add the said compound for organic EL elements (1) in a trace amount to the hole transport layer, electron transport layer, hole injection layer, or electron injection layer mentioned above. In this case, the compound (1) supports such a function rather than functioning as each carrier transporting material or each carrier injecting material, thereby further extending the driving life of the organic EL element and increasing the luminous efficiency. A function that contributes to further improvement or further reduction of the driving voltage.
本発明に係る有機EL素子は、公知の製造方法で製造でき、有機層の形成方法としては、真空蒸着法、イオン化蒸着法、塗布法等を、有機層を構成する材料に応じて適宜選択して採用できる。 The organic EL device according to the present invention can be produced by a known production method, and as a method for forming the organic layer, a vacuum vapor deposition method, an ionization vapor deposition method, a coating method, or the like is appropriately selected according to the material constituting the organic layer. Can be adopted.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、本発明の有機EL素子の別の実施形態において、有機層に化合物(1)を含有し、しかも、ホスト材料及び/又はドーパント材料の異なる2層以上の発光層を備えてもよい。これにより、有機EL素子の発光色の調整が更に容易になる傾向にある。このような有機EL素子としては、例えば、発光層を2層備え、一方の発光層に化合物(1)を含有し、他方の発光層に化合物(1)とは異なる材料を用いたものなどが挙げられる。この場合、他方の発光層に含有される材料としては、従来の有機EL素子の発光層に用いられるものであれば特に限定されないが、スチリルアミン誘導体を用いるとより好ましい。この化合物は、非常に強い発光を示し、しかも有機EL素子の長寿命化に寄与できる化合物である。したがって、例示した上記有機EL素子は、発光効率及び駆動寿命の両方を一層向上できる傾向にある。 For example, in another embodiment of the organic EL device of the present invention, the organic layer may contain the compound (1) and further include two or more light-emitting layers having different host materials and / or dopant materials. Thereby, the adjustment of the emission color of the organic EL element tends to be further facilitated. As such an organic EL element, for example, two light emitting layers are provided, one of the light emitting layers contains the compound (1), and the other light emitting layer uses a material different from the compound (1). Can be mentioned. In this case, the material contained in the other light-emitting layer is not particularly limited as long as it is used in the light-emitting layer of the conventional organic EL device, but a styrylamine derivative is more preferable. This compound is a compound that exhibits very strong light emission and can contribute to the extension of the lifetime of the organic EL device. Therefore, the exemplified organic EL element tends to further improve both the light emission efficiency and the drive life.
また、発光層を2層以上設ける場合に、各発光層に発光波長又は発光波形の異なる発光性有機化合物をドーパント材料を用いると、そのような発光層を備えた有機EL素子は、白色発光を示す観点から好ましい。例えば、一方の発光層のドーパント材料に化合物(1)を用いた場合、他方の発光層のドーパント材料として、上述のスチリルアミン誘導体を用いると、色純度の高い白色発光が得られる傾向にある。 In addition, when two or more light emitting layers are provided, if a light emitting organic compound having a different light emission wavelength or light emission waveform is used for each light emitting layer, the organic EL device having such a light emitting layer emits white light. It is preferable from the viewpoint of showing. For example, when the compound (1) is used as the dopant material of one light emitting layer, white light emission with high color purity tends to be obtained when the above-described styrylamine derivative is used as the dopant material of the other light emitting layer.
また、白色発光を得るためには、発光層を単層とした場合であっても、その発光層のドーパント材料として、化合物(1)と、それとは発光波長又は発光波形の異なるスチリルアミン誘導体などの発光性有機化合物とを併用すればよい。 In order to obtain white light emission, even when the light emitting layer is a single layer, as a dopant material of the light emitting layer, compound (1) and a styrylamine derivative having a different emission wavelength or emission waveform from the compound (1) The luminescent organic compound may be used in combination.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
(合成例1)
<キノン化合物の合成>
まず、予め公知の方法により合成した上記式(a)で表されるブロモイソベンゾフラン3g(8.6ミリモル)と、上記式(b)で表されるナフトキノン1.36g(8.6ミリモル)とを、氷浴下にて20cm3のジクロロメタンに溶解して溶液(A)を得た。次いで、溶液(A)に1モル/Lの3臭化ホウ素を含むジクロロメタン溶液8.6cm3をゆっくりと滴下し反応を開始させた。続いて、上記ジクロロメタンを滴下して得た溶液を3時間撹拌して反応液(B)を得た。
(Synthesis Example 1)
<Synthesis of quinone compound>
First, 3 g (8.6 mmol) of bromoisobenzofuran represented by the above formula (a) synthesized in advance by a known method, 1.36 g (8.6 mmol) of naphthoquinone represented by the above formula (b), and Was dissolved in 20 cm 3 of dichloromethane in an ice bath to obtain a solution (A). Next, 8.6 cm 3 of a dichloromethane solution containing 1 mol / L boron tribromide was slowly added dropwise to the solution (A) to initiate the reaction. Subsequently, the solution obtained by dropping the dichloromethane was stirred for 3 hours to obtain a reaction solution (B).
次に、反応液(B)にジクロロメタン100cm3及び蒸留水50cm3を加えて溶液(C)を得た。次いで、溶液(C)を分液ロートに移し、100cm3の蒸留水を用いて3回分液洗浄を行った。その後、得られた有機溶媒相を硫酸マグネシウムにて乾燥させ、エバポレーターにより溶媒を除去し、固形物を得た。
Next, to obtain a solution (C) was added
さらに、その固形物を再度20cm3のジクロロメタンに溶解し、続いて、シリカゲル(C300、和光純薬工業株式会社製、商品名、以下同様。)を用いて精製を行った(シリカゲルクロマトグラフィー)。この際、展開溶媒としては、トルエンとn−ヘキサンとを1:1(体積比)に混合したものを用いた。そして、溶媒をエバポレーターで除去した後、精製された固形物をジクロロメタン及びn−ヘキサンの混合溶媒中で再沈澱させ、黄色粉末であるキノン化合物(c)3gを得た(収率71%)。 Further, the solid was dissolved again in 20 cm 3 of dichloromethane, and subsequently purified using silica gel (C300, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name, the same shall apply hereinafter) (silica gel chromatography). At this time, as the developing solvent, a mixture of toluene and n-hexane at 1: 1 (volume ratio) was used. Then, after removing the solvent with an evaporator, the purified solid was reprecipitated in a mixed solvent of dichloromethane and n-hexane to obtain 3 g of a quinone compound (c) as a yellow powder (yield 71%).
<ジオール体の合成>
上記キノン化合物(c)3g(6.1ミリモル)をAr雰囲気中でテトラヒドロフラン(THF)50cm3に溶解し溶液(D)を得た。次いで、その溶液(D)にフェニルリチウムのシクロヘキサン溶液(1.9モル/L)3.2cm3を−78℃の温度環境下で滴下し反応液(E)を得た。
<Synthesis of diol body>
3 g (6.1 mmol) of the quinone compound (c) was dissolved in 50 cm 3 of tetrahydrofuran (THF) in an Ar atmosphere to obtain a solution (D). Then, 3.2 cm 3 of phenyllithium in cyclohexane (1.9 mol / L) was dropped into the solution (D) under a temperature environment of −78 ° C. to obtain a reaction liquid (E).
さらに反応液(E)を10時間静置した後、トルエン100cm3及び蒸留水50cm3をその反応液(E)に添加して溶液(F)を得た。溶液(F)を分液ロートに移し、100cm3の蒸留水を用いて3回分液洗浄を行った。その後、得られた有機溶媒相を硫酸マグネシウムにて乾燥させ、エバポレーターにて溶媒を除去し、固形物を得た。
After standing further reaction (E) for 10 hours to obtain a solution (F) was added to
さらに、その固形物を20cm3のトルエンに溶解し、シリカゲルを用いて精製を行った(シリカゲルクロマトグラフィー)。この際、展開溶媒としては、トルエンとTHFとを30:1(体積比)に混合したものを用いた。そして、溶媒をエバポレーターにより除去した後、精製された固形物をジクロロメタン及びn−ヘキサンの混合溶媒中で再沈澱させ、白色粉末であるジオール体(化合物(e))2gを得た(収率50%)。 Further, the solid was dissolved in 20 cm 3 of toluene and purified using silica gel (silica gel chromatography). At this time, as a developing solvent, a mixture of toluene and THF at 30: 1 (volume ratio) was used. After removing the solvent with an evaporator, the purified solid was reprecipitated in a mixed solvent of dichloromethane and n-hexane to obtain 2 g of a diol (compound (e)) as a white powder (yield 50). %).
<ルブレン誘導体の合成>
ジオール体である上記化合物(e)2gをTHF50cm3に溶解し溶液(G)を得た。次いで、その溶液(G)に57体積%ヨウ化水素水溶液10cm3をゆっくりと添加し反応液(H)を得た。
<Synthesis of rubrene derivative>
2 g of the diol compound (e) was dissolved in 50 cm 3 of THF to obtain a solution (G). Next, 10 cm 3 of 57 volume% hydrogen iodide aqueous solution was slowly added to the solution (G) to obtain a reaction liquid (H).
さらに反応液(H)を2時間静置した後、トルエン100cm3及び蒸留水30cm3をその反応液(H)に添加して溶液(J)を得た。溶液(J)を分液ロートに移し、100cm3の蒸留水を用いて3回分液洗浄を行い、さらに1体積%チオ硫酸水素ナトリウム水溶液100cm3を用いて3回分液洗浄を行った後、再度100cm3の蒸留水を用いて3回分液洗浄を行った。その後、得られた有機溶媒相を硫酸マグネシウムにて乾燥させ、エバポレーターにて溶媒を除去し、固形物を得た。
After standing further reaction (H) for 2 hours to obtain a solution (J) of toluene was added to 100 cm 3 of distilled water 30 cm 3 in the reaction solution (H). Transfer solution (J) to a separatory funnel, performed three times was washed with distilled water of 100 cm 3, after a further 3 times solution washed with 1 vol% thiosulfate
次に、その固形物を20cm3のトルエンに溶解し、シリカゲルを用いて精製を行った(シリカゲルクロマトグラフィー)。この際、展開溶媒としては、トルエンとn−ヘキサンとを1:3(体積比)に混合したものを用いた。そして、溶媒をエバポレーターにより除去した後、精製された固形物をジクロロメタン及びn−ヘキサンの混合溶媒中で再沈澱させ、赤色粉末であるルブレン誘導体(化合物(f))1.7gを得た(収率70%)。 Next, the solid was dissolved in 20 cm 3 of toluene and purified using silica gel (silica gel chromatography). At this time, as a developing solvent, a mixture of toluene and n-hexane in a ratio of 1: 3 (volume ratio) was used. After removing the solvent with an evaporator, the purified solid was reprecipitated in a mixed solvent of dichloromethane and n-hexane to obtain 1.7 g of a rubrene derivative (compound (f)) as a red powder (yield). Rate 70%).
<ナフタセンダイマー誘導体の合成>
上記化合物(f)1.7g(2.8ミリモル)をAr雰囲気中でジメチルホルムアミド30cm3に溶解し溶液(K)を得た。次いで、その溶液(K)にビスジシクロオクタジエンニッケル(0)を0.46g(1.7ミリモル)、ビピリジンを0.11g(1.3ミリモル)、シクロオクタジエンを1mL添加し、反応液(L)を得た。
<Synthesis of naphthacene dimer derivative>
1.7 g (2.8 mmol) of the above compound (f) was dissolved in 30 cm 3 of dimethylformamide in an Ar atmosphere to obtain a solution (K). Next, 0.46 g (1.7 mmol) of bisdicyclooctadiene nickel (0), 0.11 g (1.3 mmol) of bipyridine, and 1 mL of cyclooctadiene were added to the solution (K). (L) was obtained.
さらに反応液(L)を80℃で10時間静置した後、1Nのメタノール水溶液30cm3をその反応液(L)に添加して2時間撹拌した。撹拌後、トルエンを用いて抽出し、その抽出液を硫酸マグネシウムにて乾燥させ、エバポレーターにて溶媒を除去し、固形物を得た。 Further, the reaction solution (L) was allowed to stand at 80 ° C. for 10 hours, and then 30 cm 3 of a 1N aqueous methanol solution was added to the reaction solution (L) and stirred for 2 hours. After stirring, extraction was performed using toluene, the extract was dried over magnesium sulfate, and the solvent was removed with an evaporator to obtain a solid.
次に、その固形物を20cm3のトルエンに溶解し、シリカゲルを用いて精製を行った(シリカゲルクロマトグラフィー)。この際、展開溶媒としては、トルエンとn−ヘキサンとを1:5(体積比)に混合したものを用いた。そして、溶媒をエバポレーターにより除去した後、精製された固形物をジクロロメタン及びメタノールの混合溶媒中で再沈澱させ、赤色粉末を1g得た。 Next, the solid was dissolved in 20 cm 3 of toluene and purified using silica gel (silica gel chromatography). At this time, as a developing solvent, a mixture of toluene and n-hexane in a ratio of 1: 5 (volume ratio) was used. Then, after removing the solvent with an evaporator, the purified solid was reprecipitated in a mixed solvent of dichloromethane and methanol to obtain 1 g of a red powder.
得られた赤色粉末の質量分析を行ったところ、その質量スペクトル(図6参照。)のm/e=1063付近にメインピークが出現し、ナフタセンダイマー誘導体である化合物(g)であることが確認された(収率70%)。 When the obtained red powder was subjected to mass spectrometry, a main peak appeared in the vicinity of m / e = 1063 in the mass spectrum (see FIG. 6), and it was a compound (g) that is a naphthacene dimer derivative. It was confirmed (yield 70%).
(実施例1)
厚さ100nmのITO透明電極(ホール注入電極)を有するガラス基板を、中性洗剤、純水を用いて超音波洗浄し、乾燥した。次いで、その透明電極の表面をUV/O3洗浄した後、真空蒸着装置(VPC−410、真空機工株式会社、商品名)の基板ホルダーに固定して、1×10−4Pa以下まで減圧した。次に、減圧状態を保ったまま、下記式(4)で表される化合物を蒸着速度0.2nm/秒で100nmの厚さに蒸着し、ホール注入層とした。
A glass substrate having an ITO transparent electrode (hole injection electrode) having a thickness of 100 nm was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent and pure water and dried. Next, the surface of the transparent electrode was washed with UV / O 3 and then fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus (VPC-410, Vacuum Kiko Co., Ltd., trade name), and the pressure was reduced to 1 × 10 −4 Pa or less. . Next, while maintaining the reduced pressure state, a compound represented by the following formula (4) was deposited to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 0.2 nm / second to form a hole injection layer.
続いて、下記式(5)で表される化合物(以下、「化合物(5)」という。)を蒸着速度0.2nm/秒で30nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。
さらに、減圧状態を保ったまま、ホスト材料としての下記式(6)で表される化合物(以下、化合物(6)という。)と、ドーパント材料としての化合物(g)とを、98:2の質量比で、全体の蒸着速度0.2nm/秒として40nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
次に、減圧状態を保ったまま、化合物(6)を蒸着速度0.2nm/秒で20nmの厚さに蒸着し、電子輸送層とした。次いで、LiFを蒸着速度0.01nm/秒で0.3nmの厚さに蒸着して電子注入電極とし、さらに保護電極としてAlを150nm蒸着することにより、実施例1の4層型有機EL素子を得た。 Next, while maintaining the reduced pressure state, the compound (6) was deposited to a thickness of 20 nm at a deposition rate of 0.2 nm / second to form an electron transport layer. Next, LiF was deposited to a thickness of 0.3 nm at a deposition rate of 0.01 nm / second to form an electron injection electrode, and Al was deposited to 150 nm as a protective electrode, whereby the four-layer organic EL device of Example 1 was obtained. Obtained.
この実施例1の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧6.5V、10mA/cm2で1000cd/m2の発光(発光極大波長λmax=560nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.48、0.52)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は5000cd/m2、輝度半減時間は2500時間であった。この実施例1の有機EL素子の発光スペクトルを図7に示す。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Example 1 and a current was passed, 1000 cd / m 2 emission (emission maximum wavelength λ max = 560 nm) was confirmed at a driving voltage of 6.5 V and 10 mA / cm 2. The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.48, 0.52). In addition, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 5000 cd / m 2 and the luminance half time was 2500 hours. The emission spectrum of the organic EL device of Example 1 is shown in FIG.
(実施例2)
発光層の形成の際に、ホスト材料としての化合物(6)とドーパント材料としての化合物(g)とを、98:2の質量比で、40nmの厚さに蒸着する代わりに、ドーパント材料としての下記式(7)で表される化合物と、ホスト材料としての化合物(g)とを、2:98の質量比で、50nmの厚さに蒸着した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の4層型有機EL素子を得た。
In forming the light emitting layer, the compound (6) as the host material and the compound (g) as the dopant material are deposited at a mass ratio of 98: 2 to a thickness of 40 nm, instead of being deposited as a dopant material. The same procedure as in Example 1 was performed except that the compound represented by the following formula (7) and the compound (g) as a host material were deposited in a mass ratio of 2:98 to a thickness of 50 nm. A four-layer organic EL device of Example 2 was obtained.
この実施例2の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧6.5V、10mA/cm2で630cd/m2の発光(発光極大波長λmax=610nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.65、0.35)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は3150cd/m2、輝度半減時間は4000時間であった。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Example 2 and a current was passed, 630 cd / m 2 emission (emission maximum wavelength λ max = 610 nm) was confirmed at a driving voltage of 6.5 V and 10 mA / cm 2. The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.65, 0.35). Further, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 3150 cd / m 2 and the luminance half time was 4000 hours.
(実施例3)
発光層の形成の際に、ホスト材料としての化合物(6)とドーパント材料としての化合物(g)とを(98:2の質量比で、40nmの厚さに)蒸着する代わりに、以下のようにした以外は、実施例1と同様にして、実施例3の4層型有機EL素子を得た。すなわち、まず、ホスト材料としての化合物(5)とドーパント材料としての化合物(g)とを、94:6の質量比で、20nmの厚さに蒸着して、第1発光層を得た。さらに第1発光層の上に、ホスト材料としての下記式(8)で表される化合物(以下、「化合物(8)」という。)と、ドーパント材料としての下記式(9)で表される化合物(以下、「化合物(9)」とを、97:3の質量比で、20nmの厚さに蒸着して、第2発光層を得た。
Instead of vapor-depositing the compound (6) as the host material and the compound (g) as the dopant material (at a mass ratio of 98: 2 to a thickness of 40 nm) during the formation of the light emitting layer, A four-layer organic EL device of Example 3 was obtained in the same manner as Example 1 except for the above. That is, first, the compound (5) as the host material and the compound (g) as the dopant material were vapor-deposited at a mass ratio of 94: 6 to a thickness of 20 nm to obtain a first light emitting layer. Further, on the first light emitting layer, a compound represented by the following formula (8) as a host material (hereinafter referred to as “compound (8)”) and a formula (9) as a dopant material are represented. A compound (hereinafter referred to as “compound (9)”) was vapor-deposited at a mass ratio of 97: 3 to a thickness of 20 nm to obtain a second light emitting layer.
この実施例3の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧5.7V、10mA/cm2で900cd/m2の発光(発光極大波長λmax=470nm、567nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.32、0.33)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は4500cd/m2、輝度半減時間は3000時間であった。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Example 3 to pass a current, light emission of 900 cd / m 2 (light emission maximum wavelength λ max = 470 nm, 567 nm) was obtained at a driving voltage of 5.7 V and 10 mA / cm 2. As confirmed, the chromaticity coordinates were (x, y) = (0.32, 0.33). Further, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 4500 cd / m 2 and the luminance half time was 3000 hours.
(実施例4)
第1発光層の形成の際に、化合物(5)の代わりに、化合物(8)を用いた以外は実施例3と同様にして、実施例4の4層型有機EL素子を得た。
Example 4
A 4-layer organic EL device of Example 4 was obtained in the same manner as Example 3 except that Compound (8) was used instead of Compound (5) when forming the first light emitting layer.
この実施例4の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧6.0V、10mA/cm2で1100cd/m2の発光(発光極大波長λmax=471nm、566nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.31、0.33)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は5500cd/m2、輝度半減時間は3000時間であった。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Example 4 to pass a current, light emission of 1100 cd / m 2 (light emission maximum wavelength λ max = 471 nm, 566 nm) was obtained at a drive voltage of 6.0 V, 10 mA / cm 2. The chromaticity coordinates were confirmed to be (x, y) = (0.31, 0.33). Further, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 5500 cd / m 2 and the luminance half time was 3000 hours.
(実施例5)
発光層の形成の際に、ホスト材料としての化合物(6)とドーパント材料としての化合物(g)とを、98:2の質量比で、40nmの厚さに蒸着する代わりに、以下のようにした以外は、実施例1と同様にして、実施例5の4層型有機EL素子を得た。すなわち、まず、ホスト材料としての化合物(8)及び化合物(5)(質量比85:15)と、ドーパント材料としての化合物(g)とを、98:2の質量比で、20nmの厚さに蒸着して、第1発光層を得た。さらに第1発光層の上に、ホスト材料としての化合物(8)及び化合物(5)(質量比85:15)と、ドーパント材料としての化合物(9)とを、96:4の質量比で、20nmの厚さに蒸着して、第2発光層を得た。
(Example 5)
When forming the light emitting layer, instead of depositing the compound (6) as the host material and the compound (g) as the dopant material at a mass ratio of 98: 2 to a thickness of 40 nm, as follows: A four-layer organic EL element of Example 5 was obtained in the same manner as Example 1 except that. That is, first, the compound (8) and the compound (5) (mass ratio 85:15) as the host material and the compound (g) as the dopant material are formed to a thickness of 20 nm at a mass ratio of 98: 2. The first light emitting layer was obtained by vapor deposition. Furthermore, the compound (8) and the compound (5) (mass ratio 85:15) as the host material and the compound (9) as the dopant material at a mass ratio of 96: 4 on the first light emitting layer, A second light emitting layer was obtained by vapor deposition to a thickness of 20 nm.
この実施例5の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧5.6V、10mA/cm2で1300cd/m2の発光(発光極大波長λmax=470nm、565nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.30、0.34)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は6500cd/m2、輝度半減時間は4000時間であった。この実施例5の有機EL素子の発光スペクトルを図8に示す。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Example 5 and a current was passed, emission of 1300 cd / m 2 (light emission maximum wavelength λ max = 470 nm, 565 nm) at a driving voltage of 5.6 V and 10 mA / cm 2 was obtained. As confirmed, the chromaticity coordinates were (x, y) = (0.30, 0.34). Further, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 6500 cd / m 2 and the luminance half time was 4000 hours. The emission spectrum of the organic EL element of Example 5 is shown in FIG.
(比較例1〜5)
化合物(g)に代えて下記式(10)で表される化合物(ルブレン)を用いた以外は実施例1〜5と同様にして、それぞれ比較例1〜5の4層型有機EL素子を得た。
4-layer organic EL devices of Comparative Examples 1 to 5 were obtained in the same manner as in Examples 1 to 5 except that the compound (rubrene) represented by the following formula (10) was used instead of the compound (g). It was.
比較例1の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧6.3V、10mA/cm2で600cd/m2の発光(発光極大波長λmax=558nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.47、0.53)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は3000cd/m2、輝度半減時間は1300時間であった。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Comparative Example 1 and a current was passed, 600 cd / m 2 emission (emission maximum wavelength λ max = 558 nm) was confirmed at a driving voltage of 6.3 V and 10 mA / cm 2 . The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.47, 0.53). In addition, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 3000 cd / m 2 and the luminance half time was 1300 hours.
比較例2の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧6.5V、10mA/cm2で500cd/m2の発光(発光極大波長λmax=610nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.65、0.35)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は2500cd/m2、輝度半減時間は1500時間であった。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Comparative Example 2 to pass a current, light emission of 500 cd / m 2 (light emission maximum wavelength λ max = 610 nm) was confirmed at a driving voltage of 6.5 V, 10 mA / cm 2 . The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.65, 0.35). Further, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 2500 cd / m 2 and the luminance half time was 1500 hours.
比較例3の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧5.7V、10mA/cm2で700cd/m2の発光(発光極大波長λmax=468nm、567nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.32、0.34)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は3500cd/m2、輝度半減時間は1500時間であった。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Comparative Example 3 to cause a current to flow, emission of 700 cd / m 2 at a driving voltage of 5.7 V, 10 mA / cm 2 (emission maximum wavelength λ max = 468 nm, 567 nm) was confirmed. The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.32, 0.34). Further, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 3500 cd / m 2 and the luminance half time was 1500 hours.
比較例4の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧5.9V、10mA/cm2で750cd/m2の発光(発光極大波長λmax=470nm、564nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.31、0.32)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は3750cd/m2、輝度半減時間は1500時間であった。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Comparative Example 4 and a current was passed, emission of 750 cd / m 2 (light emission maximum wavelength λ max = 470 nm, 564 nm) was confirmed at a driving voltage of 5.9 V and 10 mA / cm 2. The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.31, 0.32). In addition, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 3750 cd / m 2 and the luminance half time was 1500 hours.
比較例5の有機EL素子に直流電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧5.4V、10mA/cm2で800cd/m2の発光(発光極大波長λmax=470nm、565nm)が確認され、その色度座標は、(x、y)=(0.30、0.34)であった。また、この素子に、50mA/cm2の一定電流を流し連続発光させたところ、初期輝度は4000cd/m2、輝度半減時間は1500時間であった。 When a direct current voltage was applied to the organic EL element of Comparative Example 5 and a current was passed, 800 cd / m 2 emission (emission maximum wavelength λ max = 470 nm, 565 nm) was confirmed at a driving voltage of 5.4 V and 10 mA / cm 2. The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.30, 0.34). In addition, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 4000 cd / m 2 and the luminance half time was 1500 hours.
1…第1の電極、2…第2の電極、4…基板、10…発光層、11…ホール輸送層、13…電子注入層、14…ホール注入層、100…第1実施形態に係る有機EL素子、200…第2実施形態に係る有機EL素子、300…第3実施形態に係る有機EL素子、400…第4実施形態に係る有機EL素子、500…第5実施形態に係る有機EL素子、P…電源。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
The organic EL device according to claim 4, wherein the compound is contained in the organic layer so as to improve a driving life.
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