JP2018111674A - Compound, light emitter compound, light emitter, light-emitting device, light source, authentication device, and electronic apparatus - Google Patents

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Yuiga Hamade
唯芽 濱出
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徹司 藤田
英利 山本
Hidetoshi Yamamoto
英利 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a compound and a light emitter compound that are capable of providing an efficient, long-life light emitter emitting light in a wide wavelength region of the near-infrared region by being included in a light-emitting layer included in a light emitter; an efficient, long-life light emitter emitting light in a wide wavelength region of the near-infrared region; and a light-emitting device, a light source, an authentication device and an electronic apparatus that comprise the light emitter.SOLUTION: A light emitter 1 comprises a positive electrode 3, a negative electrode 8, and a light-emitting layer 5 disposed between the positive electrode 3 and the negative electrode 8 to emit light upon energization between the positive electrode 3 and the negative electrode 8. The light-emitting layer 5 contains a compound represented by a general formula IRD as a light-emitting material.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物、発光素子用化合物、発光素子、発光装置、光源、認証装置および電子機器に関するものである。   The present invention relates to a benzo-bis-thiadiazole compound, a compound for a light emitting device, a light emitting device, a light emitting device, a light source, an authentication device, and an electronic apparatus.

有機エレクトロルミネッセンス素子(いわゆる有機EL素子)は、陽極と陰極との間に少なくとも1層の発光性有機層を介挿した構造を有する発光素子である。このような発光素子では、陰極と陽極との間に電界を印加することにより、発光層に陰極側から電子が注入されるとともに陽極側から正孔が注入され、発光層中で電子と正孔が再結合することにより励起子が生成され、この励起子が基底状態に戻る際に、そのエネルギー分が光として放出される。   An organic electroluminescence element (so-called organic EL element) is a light emitting element having a structure in which at least one light emitting organic layer is interposed between an anode and a cathode. In such a light emitting device, by applying an electric field between the cathode and the anode, electrons are injected into the light emitting layer from the cathode side and holes are injected from the anode side, and electrons and holes are injected into the light emitting layer. Recombination generates excitons, and when the excitons return to the ground state, the energy is emitted as light.

このような発光素子としては、700nmを超える長波長域で発光するものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   As such a light emitting element, one emitting light in a long wavelength region exceeding 700 nm is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).

例えば、特許文献1、2に記載の発光素子では、分子内に官能基として電子供与体であるアミンと電子受容体であるニトリル基を共存させた材料を発光層のドーパントとして用いることにより、発光波長を長波長化している。   For example, in the light-emitting element described in Patent Documents 1 and 2, light emission is achieved by using a material in which an amine as an electron donor and a nitrile group as an electron acceptor are used as functional groups in the molecule as a dopant in the light-emitting layer. The wavelength is increased.

また、発光層の発光材料として、ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物を用いることも報告されている(例えば、非特許文献1参照)。   It has also been reported that a benzo-bis-thiadiazole-based compound is used as the light-emitting material of the light-emitting layer (see, for example, Non-Patent Document 1).

しかし、従来では、幅広い波長領域における近赤外域で発光する高効率かつ長寿命な素子を実現することはできなかった。   However, conventionally, it has not been possible to realize a highly efficient and long-life device that emits light in the near infrared region in a wide wavelength range.

また、近赤外域で面発光する高効率かつ長寿命な発光素子は、例えば、血中酸素濃度、血糖値、体脂肪率、皮膚癌等の生体情報取得用(生体センサー)の光源、静脈、指紋等の生体情報を用いて個人を認証する生体認証用(生体認証装置)の光源、さらには、各種発光装置、および電子機器の光源として、その実現が望まれている。   In addition, a high-efficiency and long-life light-emitting element that emits light in the near infrared region includes, for example, a light source for obtaining biological information (biological sensor) such as blood oxygen concentration, blood glucose level, body fat percentage, and skin cancer, Realization as a light source for biometric authentication (biometric authentication device) that authenticates an individual using biometric information such as a fingerprint, and also as a light source for various light emitting devices and electronic devices is desired.

特開2000−091073号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-091073 特開2001−110570号公報JP 2001-110570 A

Adv. Mater. 2009, 21, 111-116Adv. Mater. 2009, 21, 111-116

本発明の目的は、発光素子が備える発光層に含まれることで、幅広い波長領域における近赤外域で発光する高効率かつ長寿命な発光素子を得ることができる化合物および発光素子用化合物、幅広い波長領域における近赤外域で発光する高効率かつ長寿命な発光素子、この発光素子を備える発光装置、光源、認証装置および電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to include a compound capable of obtaining a light-emitting element having a high efficiency and a long lifetime that emits light in the near-infrared region in a wide wavelength range by being contained in a light-emitting layer included in the light-emitting element, a compound for a light-emitting element, It is an object to provide a light-emitting element that emits light in the near-infrared region and has a long lifetime, a light-emitting device including the light-emitting element, a light source, an authentication device, and an electronic device.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の化合物(ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物)は、下記一般式IRDで表わされることを特徴とする。

Figure 2018111674
[前記一般式IRD中、基Zは、芳香族環を含む炭素数1〜50の置換基であり、各基Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。] Such an object is achieved by the present invention described below.
The compound of the present invention (benzo-bis-thiadiazole compound) is represented by the following general formula IRD.
Figure 2018111674
[In the general formula IRD, the group Z is a C 1-50 substituent containing an aromatic ring, and each group R is independently a hydrogen atom, C 1-20 containing an aromatic ring. Any one of the substituents. ]

前記一般式IRDで表わされる化合物(ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物)を、発光素子が備える発光層に含まれる発光材料として用いることにより、この発光素子は、幅広い波長領域における近赤外域、具体的には、705nm以上975nm以下の発光ピーク波長域で、高効率に発光し得るものとなる。   By using the compound represented by the general formula IRD (benzo-bis-thiadiazole-based compound) as a light emitting material included in a light emitting layer included in the light emitting element, the light emitting element has a near infrared region in a wide wavelength region, specifically Can emit light with high efficiency in the emission peak wavelength region of 705 nm or more and 975 nm or less.

本発明の発光素子用化合物(ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物)は、下記一般式IRDで表わされることを特徴とする。

Figure 2018111674
[前記一般式IRD中、基Zは、芳香族環を含む炭素数1〜50の置換基であり、各基Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。] The compound for light emitting device (benzo-bis-thiadiazole compound) of the present invention is represented by the following general formula IRD.
Figure 2018111674
[In the general formula IRD, the group Z is a C 1-50 substituent containing an aromatic ring, and each group R is independently a hydrogen atom, C 1-20 containing an aromatic ring. Any one of the substituents. ]

前記一般式IRDで表わされる発光素子用化合物(ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物)を、発光素子が備える発光層に含まれる発光材料として用いることにより、この発光素子は、幅広い波長領域における近赤外域、具体的には、705nm以上975nm以下の発光ピーク波長域で、高効率に発光し得るものとなる。   By using the compound for a light emitting device represented by the general formula IRD (benzo-bis-thiadiazole compound) as a light emitting material included in a light emitting layer provided in the light emitting device, the light emitting device has a near infrared region in a wide wavelength region. Specifically, light can be emitted with high efficiency in an emission peak wavelength region of 705 nm or more and 975 nm or less.

本発明の発光素子は、陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間に通電することにより発光する発光層と、を有し、
前記発光層は、発光材料として下記一般式IRDで表わされる化合物を含んで構成されることを特徴とする。
The light emitting device of the present invention comprises an anode,
A cathode,
A light emitting layer that is provided between the anode and the cathode and emits light when energized between the anode and the cathode;
The light emitting layer includes a compound represented by the following general formula IRD as a light emitting material.

Figure 2018111674
[前記一般式IRD中、基Zは、芳香族環を含む炭素数1〜50の置換基であり、各基Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。]
Figure 2018111674
[In the general formula IRD, the group Z is a C 1-50 substituent containing an aromatic ring, and each group R is independently a hydrogen atom, C 1-20 containing an aromatic ring. Any one of the substituents. ]

このように構成された発光素子によれば、発光材料として前記一般式IRDで表わされる化合物(ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物)を用いているので、幅広い波長領域における近赤外域、具体的には、705nm以上975nm以下の発光ピーク波長域で、高効率に発光し得る発光素子とすることができる。   According to the light emitting device configured as described above, since the compound represented by the general formula IRD (benzo-bis-thiadiazole compound) is used as the light emitting material, the near infrared region in a wide wavelength region, specifically, In the emission peak wavelength region of 705 nm to 975 nm, a light emitting element that can emit light with high efficiency can be obtained.

本発明の発光素子では、前記発光材料を保持するホスト材料として下記式IRH1で表わされる化合物(テトラセン系材料)を含んで構成されることが好ましい。   The light emitting device of the present invention preferably includes a compound (tetracene-based material) represented by the following formula IRH1 as a host material for holding the light emitting material.

Figure 2018111674
[前記式IRH1中、nは、1〜12の自然数を示し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールアミノ基を示す。]
Figure 2018111674
[In the formula IRH1, n represents a natural number of 1 to 12, and R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group which may have a substituent, or an arylamino group. ]

ホスト材料としてテトラセン系材料を用いることから、ホスト材料から発光材料へエネルギーを効率的に移動させることができる。そのため、発光素子の発光効率を優れたものとすることができる。   Since a tetracene-based material is used as the host material, energy can be efficiently transferred from the host material to the light emitting material. Therefore, the light emission efficiency of the light emitting element can be improved.

また、テトラセン系材料は電子およびホールに対する安定性(耐性)に優れるため、発光層の長寿命化、ひいては、発光素子の長寿命化を図ることができる。   In addition, since the tetracene-based material is excellent in stability (resistance) against electrons and holes, the lifetime of the light-emitting layer can be extended, and thus the lifetime of the light-emitting element can be increased.

本発明の発光素子では、前記発光材料を保持するホスト材料として下記式IRH2で表わされる化合物(アントラセン系材料)を含んで構成されることが好ましい。

Figure 2018111674
[前記式IRH2中、nは、1〜10の自然数を示し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールアミノ基を示す。] The light emitting device of the present invention preferably includes a compound (anthracene-based material) represented by the following formula IRH2 as a host material for holding the light emitting material.
Figure 2018111674
[In the formula IRH2, n represents a natural number of 1 to 10, and R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group which may have a substituent, or an arylamino group. ]

ホスト材料としてアントラセン系材料を用いることから、ホスト材料から発光材料へエネルギーを効率的に移動させることができる。そのため、発光素子の発光効率を優れたものとすることができる。   Since an anthracene-based material is used as the host material, energy can be efficiently transferred from the host material to the light-emitting material. Therefore, the light emission efficiency of the light emitting element can be improved.

また、アントラセン系材料は電子およびホールに対する安定性(耐性)に優れるため、発光層の長寿命化、ひいては、発光素子の長寿命化を図ることができる。   In addition, since the anthracene-based material is excellent in stability (resistance) against electrons and holes, it is possible to extend the life of the light-emitting layer and thus the light-emitting element.

本発明の発光素子では、前記ホスト材料は、炭素原子および水素原子で構成されていることが好ましい。   In the light emitting device of the present invention, the host material is preferably composed of carbon atoms and hydrogen atoms.

これにより、ホスト材料と発光材料との不本意な相互作用が生じるのを防止することができる。そのため、発光素子の発光効率を高めることができる。また、電位および正孔に対するホスト材料の耐性を高めることができる。そのため、発光素子の長寿命化を図ることができる。   Thereby, it is possible to prevent unintended interaction between the host material and the light emitting material. Therefore, the light emission efficiency of the light emitting element can be increased. In addition, the resistance of the host material to potential and holes can be increased. Therefore, the lifetime of the light emitting element can be extended.

本発明の発光素子では、前記発光層中における前記発光材料の含有量は、0.5wt%以上5.0wt%以下であることが好ましい。   In the light emitting device of the present invention, the content of the light emitting material in the light emitting layer is preferably 0.5 wt% or more and 5.0 wt% or less.

これにより、発光素子の発光効率と寿命とのバランスを優れたものとすることができる。   Thereby, the balance of the luminous efficiency and lifetime of a light emitting element can be made excellent.

本発明の発光素子では、前記発光層と前記陰極との間に設けられ、アントラセン骨格を有する化合物を含んで構成されている電子輸送層を備えることが好ましい。   The light-emitting element of the present invention preferably includes an electron transport layer provided between the light-emitting layer and the cathode and configured to include a compound having an anthracene skeleton.

これにより、発光層へ電子を効率的に輸送・注入することができる。その結果、発光素子の発光効率を高めることができるとともに、耐久性の向上が図られる。   Thereby, electrons can be efficiently transported and injected into the light emitting layer. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element can be increased and the durability can be improved.

本発明の発光素子では、前記発光層の厚さは、10nm以上50nm以下であることが好ましい。   In the light emitting device of the present invention, the thickness of the light emitting layer is preferably 10 nm or more and 50 nm or less.

これにより、発光素子の駆動電圧を抑制しつつ、発光素子の長寿命化を図ることができる。   Thereby, the lifetime of the light emitting element can be extended while suppressing the driving voltage of the light emitting element.

本発明の発光装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
このような発光装置は、近赤外域での発光が可能である。また、高効率および長寿命な発光素子を備えるので、信頼性に優れる。
The light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element of the present invention.
Such a light emitting device can emit light in the near infrared region. Further, since the light-emitting element with high efficiency and long life is provided, the reliability is excellent.

本発明の光源は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
このような光源は、近赤外域での発光が可能である。また、高効率および長寿命な発光素子を備えるので、信頼性に優れる。
The light source of the present invention includes the light emitting element of the present invention.
Such a light source can emit light in the near infrared region. Further, since the light-emitting element with high efficiency and long life is provided, the reliability is excellent.

本発明の認証装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
このような認証装置は、近赤外光を用いて生体認証を行うことができる。また、高効率および長寿命な発光素子を備えるので、信頼性に優れる。
The authentication apparatus of the present invention includes the light emitting element of the present invention.
Such an authentication apparatus can perform biometric authentication using near infrared light. Further, since the light-emitting element with high efficiency and long life is provided, the reliability is excellent.

本発明の電子機器は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
このような電子機器は、高効率および長寿命な発光素子を備えるので、信頼性に優れる。
The electronic device of the present invention includes the light emitting element of the present invention.
Since such an electronic device includes a light-emitting element with high efficiency and a long lifetime, it has excellent reliability.

本発明の実施形態に係る発光素子を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the light emitting element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows embodiment of the display apparatus to which the light-emitting device of this invention is applied. 本発明の認証装置の実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the authentication apparatus of this invention. 本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which an electronic apparatus of the present invention is applied.

以下、本発明の化合物、発光素子用化合物、発光素子、発光装置、光源、認証装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the compound of the present invention, a compound for a light emitting device, a light emitting device, a light emitting device, a light source, an authentication device, and an electronic apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る発光素子を模式的に示す断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 will be described as “upper” and the lower side as “lower”.

発光素子(エレクトロルミネッセンス素子)1は、本実施形態では、図1に示すように、陽極3と正孔注入層4と発光層5と電子輸送層6と電子注入層7と陰極8とがこの順に積層されてなるものである。すなわち、発光素子1では、陽極3と陰極8との間に、陽極3側から陰極8側へ正孔注入層4と発光層5と電子輸送層6と電子注入層7とがこの順で積層された積層体14が介挿されている。   In the present embodiment, the light emitting element (electroluminescent element) 1 includes an anode 3, a hole injection layer 4, a light emitting layer 5, an electron transport layer 6, an electron injection layer 7, and a cathode 8, as shown in FIG. They are laminated in order. That is, in the light emitting element 1, the hole injection layer 4, the light emitting layer 5, the electron transport layer 6, and the electron injection layer 7 are laminated in this order between the anode 3 and the cathode 8 from the anode 3 side to the cathode 8 side. The laminated body 14 is inserted.

そして、発光素子1は、その全体が基板2上に設けられるとともに、封止部材9で封止されている。   The entire light-emitting element 1 is provided on the substrate 2 and is sealed with a sealing member 9.

このような発光素子1にあっては、陽極3と陰極8とこれら同士の間に設けられた発光層5とを有し、陽極3および陰極8に駆動電圧が印加され、陽極3と陰極8との間、すなわち発光層5に通電されることにより、発光層5に対し、それぞれ、陰極8側から電子が供給(注入)されるとともに、陽極3側から正孔が供給(注入)される。そして、発光層5では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成され、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)を放出(発光)する。これにより、発光素子1(発光層5)は、発光する。   Such a light-emitting element 1 has the anode 3 and the cathode 8 and the light-emitting layer 5 provided between them, and a driving voltage is applied to the anode 3 and the cathode 8, and the anode 3 and the cathode 8. In other words, when the light emitting layer 5 is energized, electrons are supplied (injected) to the light emitting layer 5 from the cathode 8 side, and holes are supplied (injected) from the anode 3 side. . In the light emitting layer 5, holes and electrons recombine, and excitons (excitons) are generated by the energy released during the recombination, and energy (fluorescence or phosphorescence) is generated when the excitons return to the ground state. Is emitted (emitted). Thereby, the light emitting element 1 (light emitting layer 5) emits light.

特に、この発光素子1は、後述するように発光層5の発光材料として本発明の化合物(好ましい例として発光素子用化合物)、すなわち、後述する一般式IRDで表わされるベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物を用いることにより、幅広い波長領域における近赤外域、具体的には、705nm以上975nm以下の発光ピーク波長域で、高効率に発光する。なお、本明細書において、「近赤外域」とは、700nm以上1500nm以下の波長域を言う。   In particular, the light-emitting element 1 includes a compound of the present invention (preferably a compound for a light-emitting element) as a light-emitting material of the light-emitting layer 5 as described later, that is, a benzo-bis-thiadiazole compound represented by the general formula IRD described later. Is used to emit light with high efficiency in the near infrared region in a wide wavelength region, specifically, in the emission peak wavelength region of 705 nm to 975 nm. In the present specification, the “near infrared region” refers to a wavelength region of 700 nm to 1500 nm.

基板2は、陽極3を支持するものである。本実施形態の発光素子1は、基板2側から光を取り出す構成(ボトムエミッション型)であるため、基板2および陽極3は、それぞれ、実質的に透明(無色透明、着色透明または半透明)とされている。   The substrate 2 supports the anode 3. Since the light-emitting element 1 of the present embodiment is configured to extract light from the substrate 2 side (bottom emission type), the substrate 2 and the anode 3 are substantially transparent (colorless transparent, colored transparent, or translucent), respectively. Has been.

基板2の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the constituent material of the substrate 2 include resin materials such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, cycloolefin polymer, polyamide, polyethersulfone, polymethyl methacrylate, polycarbonate, and polyarylate, quartz glass, and soda glass. Such glass materials can be used, and one or more of these can be used in combination.

このような基板2の平均厚さは、特に限定されないが、0.1mm以上30mm以下程度であるのが好ましく、0.1mm以上10mm以下程度であるのがより好ましい。   The average thickness of the substrate 2 is not particularly limited, but is preferably about 0.1 mm or more and 30 mm or less, and more preferably about 0.1 mm or more and 10 mm or less.

なお、発光素子1が基板2と反対側から光を取り出す構成(トップエミッション型)の場合、基板2には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。   In the case where the light emitting element 1 is configured to extract light from the side opposite to the substrate 2 (top emission type), the substrate 2 can be either a transparent substrate or an opaque substrate.

不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜(絶縁膜)を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。   Examples of the opaque substrate include a substrate made of a ceramic material such as alumina, an oxide film (insulating film) formed on the surface of a metal substrate such as stainless steel, and a substrate made of a resin material. It is done.

また、このような発光素子1では、陽極3と陰極8との間の距離(すなわち積層体14の平均厚さ)は、100nm以上500nm以下であるのが好ましく、100nm以上300nm以下であるのがより好ましく、100nm以上250nm以下であるのがさらに好ましい。これにより、簡単かつ確実に、発光素子1の駆動電圧を実用的な範囲内にすることができる。   In such a light emitting element 1, the distance between the anode 3 and the cathode 8 (that is, the average thickness of the stacked body 14) is preferably 100 nm or more and 500 nm or less, and preferably 100 nm or more and 300 nm or less. More preferably, it is 100 nm or more and 250 nm or less. Thereby, the drive voltage of the light emitting element 1 can be set within a practical range easily and reliably.

以下、発光素子1を構成する各部を順次説明する。
(陽極)
陽極3は、正孔注入層4に正孔を注入する電極である。この陽極3の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
Hereinafter, each part which comprises the light emitting element 1 is demonstrated sequentially.
(anode)
The anode 3 is an electrode that injects holes into the hole injection layer 4. As a constituent material of the anode 3, it is preferable to use a material having a large work function and excellent conductivity.

陽極3の構成材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、In、SnO、Sb含有SnO、Al含有ZnO等の酸化物、Au、Pt、Ag、Cuまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the constituent material of the anode 3 include ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), In 2 O 3 , SnO 2 , Sb-containing SnO 2 , oxides such as Al-containing ZnO, Au, Pt, and Ag. Cu, alloys containing these, and the like can be used, and one or more of these can be used in combination.

特に、陽極3は、ITOで構成されているのが好ましい。ITOは、透明性を有するとともに、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料である。これにより、陽極3から正孔注入層4へ効率的に正孔を注入することができる。   In particular, the anode 3 is preferably made of ITO. ITO is a material having transparency, a large work function, and excellent conductivity. Thereby, holes can be efficiently injected from the anode 3 into the hole injection layer 4.

また、陽極3の正孔注入層4側の面(図1にて上面)は、プラズマ処理が施されているのが好ましい。これにより、陽極3と正孔注入層4との接合面の化学的および機械的な安定性を高めることができる。その結果、陽極3から正孔注入層4への正孔注入性を向上させることができる。なお、かかるプラズマ処理については、後述する発光素子1の製造方法の説明において詳述する。   Further, the surface of the anode 3 on the hole injection layer 4 side (the upper surface in FIG. 1) is preferably subjected to plasma treatment. Thereby, the chemical and mechanical stability of the joint surface between the anode 3 and the hole injection layer 4 can be enhanced. As a result, the hole injection property from the anode 3 to the hole injection layer 4 can be improved. Such plasma treatment will be described in detail in the description of the method for manufacturing the light emitting element 1 described later.

このような陽極3の平均厚さは、特に限定されないが、10nm以上200nm以下程度であるのが好ましく、50nm以上150nm以下程度であるのがより好ましい。   The average thickness of the anode 3 is not particularly limited, but is preferably about 10 nm to 200 nm, and more preferably about 50 nm to 150 nm.

(陰極)
一方、陰極8は、後述する電子注入層7を介して電子輸送層6に電子を注入する電極である。この陰極8の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
(cathode)
On the other hand, the cathode 8 is an electrode that injects electrons into the electron transport layer 6 via an electron injection layer 7 described later. As a constituent material of the cathode 8, a material having a small work function is preferably used.

陰極8の構成材料としては、例えば、Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rbまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、複数層の積層体、複数種の混合層等として)用いることができる。   Examples of the constituent material of the cathode 8 include Li, Mg, Ca, Sr, La, Ce, Er, Eu, Sc, Y, Yb, Ag, Cu, Al, Cs, Rb, and alloys containing these. These can be used alone or in combination of two or more thereof (for example, as a laminate of a plurality of layers, a mixed layer of a plurality of types, or the like).

特に、陰極8の構成材料として合金を用いる場合には、Ag、Al、Cu等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、MgAg、AlLi、CuLi等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極8の構成材料として用いることにより、陰極8の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。   In particular, when an alloy is used as the constituent material of the cathode 8, it is preferable to use an alloy containing a stable metal element such as Ag, Al, or Cu, specifically, an alloy such as MgAg, AlLi, or CuLi. By using such an alloy as a constituent material of the cathode 8, the electron injection efficiency and stability of the cathode 8 can be improved.

このような陰極8の平均厚さは、特に限定されないが、100nm以上10000nm以下程度であるのが好ましく、100nm以上500nm以下程度であるのがより好ましい。   The average thickness of the cathode 8 is not particularly limited, but is preferably about 100 nm to 10,000 nm, and more preferably about 100 nm to 500 nm.

なお、本実施形態の発光素子1は、ボトムエミッション型であるため、陰極8に、光透過性は、特に要求されない。また、トップエミッション型である場合には、陰極8側から光を透過させる必要があるので、陰極8の平均厚さは、1nm以上50nm以下程度であるのが好ましい。   In addition, since the light emitting element 1 of this embodiment is a bottom emission type, the light transmittance of the cathode 8 is not particularly required. In the case of the top emission type, since it is necessary to transmit light from the cathode 8 side, the average thickness of the cathode 8 is preferably about 1 nm to 50 nm.

(正孔注入層)
正孔注入層4は、陽極3からの正孔注入効率を向上させる機能を有する(すなわち正孔注入性を有する)ものである。これにより、発光素子1の発光効率を高めることができる。ここで、正孔注入層4は、陽極3から注入された正孔を発光層5まで輸送する機能をも有する(すなわち正孔輸送性を有する)ものである。したがって、正孔注入層4は、前述したように正孔輸送性を有することから、正孔輸送層であるということもできる。なお、正孔注入層4と発光層5との間に、正孔注入層4とは異なる材料(例えばベンジジン誘導体等のアミン系化合物)で構成された正孔輸送層を別途設けてもよい。
(Hole injection layer)
The hole injection layer 4 has a function of improving the hole injection efficiency from the anode 3 (that is, has a hole injection property). Thereby, the luminous efficiency of the light emitting element 1 can be improved. Here, the hole injection layer 4 also has a function of transporting holes injected from the anode 3 to the light emitting layer 5 (that is, has a hole transport property). Therefore, since the hole injection layer 4 has a hole transport property as described above, it can be said that it is a hole transport layer. A hole transport layer made of a material different from the hole injection layer 4 (for example, an amine compound such as a benzidine derivative) may be provided separately between the hole injection layer 4 and the light emitting layer 5.

この正孔注入層4は、正孔注入性を有する材料(正孔注入性材料)を含んでいる。
この正孔注入層4に含まれる正孔注入性材料としては、特に限定されず、例えば、銅フタロシアニンや、4,4’,4’’−トリス(N,N−フェニル−3−メチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、N,N’−ビス−(4−ジフェニルアミノ−フェニル)−N, N’−ジフェニル−ビフェニル−4−4’−ジアミン等のアミン系材料が挙げられる。
The hole injection layer 4 includes a material having a hole injection property (hole injection material).
The hole injecting material contained in the hole injecting layer 4 is not particularly limited. For example, copper phthalocyanine, 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-phenyl-3-methylphenylamino) And amine-based materials such as triphenylamine (m-MTDATA) and N, N′-bis- (4-diphenylamino-phenyl) -N, N′-diphenyl-biphenyl-4-4′-diamine.

中でも、正孔注入層4に含まれる正孔注入性材料としては、正孔注入性および正孔輸送性に優れるという観点から、アミン系材料を用いるのが好ましく、ジアミノベンゼン誘導体、ベンジジン誘導体(ベンジジン骨格を有する材料)、分子内に「ジアミノベンゼン」ユニットと「ベンジジン」ユニットとの両方を有するトリアミン系化合物、テトラアミン系化合物(具体的には、例えば、下記式HIL−1〜HIL−27で表されるような化合物)を用いるのがより好ましい。   Among them, as the hole injecting material contained in the hole injecting layer 4, it is preferable to use an amine-based material from the viewpoint of excellent hole injecting property and hole transporting property, and a diaminobenzene derivative, a benzidine derivative (benzidine) A material having a skeleton), a triamine compound having both a “diaminobenzene” unit and a “benzidine” unit in the molecule, and a tetraamine compound (specifically, for example, those represented by the following formulas HIL-1 to HIL-27): It is more preferable to use such a compound.

Figure 2018111674
Figure 2018111674

Figure 2018111674
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Figure 2018111674
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また、正孔注入層4の構成材料のLUMOは、発光層5に用いるホスト材料のLUMOとの差が0.5eV以上であることが好ましい。これにより、電子が発光層5から正孔注入層4へ抜けてしまうのを低減し、発光効率を高めることができる。   Further, the LUMO of the constituent material of the hole injection layer 4 is preferably 0.5 eV or more different from the LUMO of the host material used for the light emitting layer 5. Thereby, it is possible to reduce the escape of electrons from the light emitting layer 5 to the hole injection layer 4 and to increase the light emission efficiency.

また、正孔注入層4の構成材料のHOMOは、4.7eV以上5.8eV以下であることが好ましく、また、正孔注入層4の構成材料のLUMOは、2.2eV以上3.0eV以下であることが好ましい。   The HOMO of the constituent material of the hole injection layer 4 is preferably 4.7 eV or more and 5.8 eV or less, and the LUMO of the constituent material of the hole injection layer 4 is 2.2 eV or more and 3.0 eV or less. It is preferable that

このような正孔注入層4の平均厚さは、特に限定されないが、5nm以上90nm以下程度であるのが好ましく、10nm以上70nm以下程度であるのがより好ましい。   The average thickness of the hole injection layer 4 is not particularly limited, but is preferably about 5 nm to 90 nm, and more preferably about 10 nm to 70 nm.

(発光層)
発光層5は、前述した陽極3と陰極8との間に通電することにより、発光するものである。
(Light emitting layer)
The light emitting layer 5 emits light when energized between the anode 3 and the cathode 8 described above.

この発光層5は、発光材料を含んで構成されている。本発明では、この発光層5は、発光材料として本発明の化合物(発光素子用化合物)である下記一般式IRDで表わされるベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物(以下、単に「ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物」とも言う)すなわち、2つ(複数)のベンゾ−ビス−チアジアゾール骨格を有する化合物を含んで構成されている。   The light emitting layer 5 includes a light emitting material. In the present invention, the light-emitting layer 5 has a benzo-bis-thiadiazole compound (hereinafter simply referred to as “benzo-bis-thiadiazole-based compound) represented by the following general formula IRD, which is the compound of the present invention (compound for light-emitting element) as a light-emitting material. (Also referred to as “compound”), that is, a compound having two (plural) benzo-bis-thiadiazole skeletons.

Figure 2018111674
[前記一般式IRD中、基Zは、芳香族環を含む炭素数1〜50の置換基であり、各基Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。]
Figure 2018111674
[In the general formula IRD, the group Z is a C 1-50 substituent containing an aromatic ring, and each group R is independently a hydrogen atom, C 1-20 containing an aromatic ring. Any one of the substituents. ]

前記一般式IRD中、各基Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかであるが、フェニル基であることが好ましい。また、基Zは、芳香族環を含む炭素数1〜50の置換基であるが、窒素原子を含むことが好ましく、具体的には、例えば、ジフェニルアミン基、フェノチアジン基、フェノキサジン基、カルバゾール基、チオフェニル−フェニルアミン基、モノフェニルアミン基のうちのいずれかを2つ含むものであることが好ましい。そのため、前記一般式IRDは、下記一般式IRD−A、下記一般式IRD−B、または、下記一般式IRD−Cで表わされるベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物で表すことができる。   In the general formula IRD, each group R is independently a hydrogen atom or a substituent having 1 to 20 carbon atoms including an aromatic ring, but is preferably a phenyl group. The group Z is a C 1-50 substituent containing an aromatic ring, but preferably contains a nitrogen atom, and specifically includes, for example, a diphenylamine group, a phenothiazine group, a phenoxazine group, and a carbazole group. , A thiophenyl-phenylamine group, and a monophenylamine group. Therefore, the general formula IRD can be represented by a benzo-bis-thiadiazole compound represented by the following general formula IRD-A, the following general formula IRD-B, or the following general formula IRD-C.

Figure 2018111674
[前記一般式IRD−A中、各基Xは、酸素原子、硫黄原子、単結合、開環しているのうちのいずれかであり、基Yは、フェニル基、チオフェニル基のうちのいずれかであり、各基R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。]
Figure 2018111674
[In the general formula IRD-A, each group X is one of an oxygen atom, a sulfur atom, a single bond and a ring-opening, and the group Y is either a phenyl group or a thiophenyl group. Each of the groups R 1 and R 2 is independently any one of a hydrogen atom and a substituent having 1 to 20 carbon atoms including an aromatic ring. ]

Figure 2018111674
[前記一般式IRD−B中、基Yは、フェニル基、チオフェニル基のうちのいずれかであり、各基R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。]
Figure 2018111674
[In the general formula IRD-B, the group Y is any one of a phenyl group and a thiophenyl group, and each of the groups R 1 and R 2 is independently a carbon atom containing a hydrogen atom or an aromatic ring. It is one of 1 to 20 substituents. ]

Figure 2018111674
[前記一般式IRD−C中、基Yは、フェニル基、チオフェニル基のうちのいずれかであり、各基R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。]
Figure 2018111674
[In the general formula IRD-C, the group Y is any one of a phenyl group and a thiophenyl group, and each of the groups R 1 and R 2 is independently a carbon atom containing a hydrogen atom or an aromatic ring. It is one of 1 to 20 substituents. ]

なお、本明細書中において、例えば、基Xは、単結合であるとは、基Xに連結する結合手が原子を介さず直接連結していることをいい、基Xは、開環しているとは、基Xに連結する2つの結合手にそれぞれ水素原子が連結していることをいう。   In the present specification, for example, the group X being a single bond means that the bond connected to the group X is directly linked without an atom, and the group X is ring-opened. The term “has” means that a hydrogen atom is connected to each of two bonds connected to the group X.

また、前記一般式IRD−A、前記一般式IRD−Bおよび前記一般式IRD−C中、各基R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかであるが、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである場合、窒素原子を含むことが好ましく、具体的には、例えば、ジフェニルアミン基、フェノチアジン基、フェノキサジン基、カルバゾール基のうちのいずれかであることが好ましく、ジフェニルアミン基であることがより好ましい。 Moreover, the general formula IRD-A, in the general formula IRD-B and the general formula IRD-C, each group R 1, R 2 are each independently 1 to carbon atoms, including hydrogen atoms, an aromatic ring It is any one of the 20 substituents, but when it is any of the substituents having 1 to 20 carbon atoms including an aromatic ring, it preferably contains a nitrogen atom. A diphenylamine group, a phenothiazine group, a phenoxazine group or a carbazole group is preferred, and a diphenylamine group is more preferred.

前記一般式IRDを、前記一般式IRD−A、前記一般式IRD−Bおよび前記一般式IRD−Cで表される構成のものとすることで、これらの化合物は、基Yであるフェニル基、チオフェニル基のうちのいずれかを介して、電子ドナーとして機能するジフェニルアミン、フェノチアジン、フェノキサジン、カルバゾール、チオフェニル−フェニルアミンまたはモノフェニルアミンが対称をなして2つ連結し、さらに、これら2つの電子ドナーにそれぞれ1つの電子アクセプターとして機能するベンゾ−ビス−チアジアゾール骨格が連結する構造を有するものとなる。すなわち、2つの電子アクセプターが、基Yを備える2つの電子ドナーを介して連結された構造を有するものとなる。このような電子アクセプターと電子ドナーとの組み合わせとすることで、化合物中におけるバンドギャップを狭め、このベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物を発光材料における発光ドーパントとして含む発光層5を、高効率な近赤外域の発光が実現されたものとし得る。また、このベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物を発光材料における発光ドーパントとして含む発光層5は、700nm以上の波長域(近赤外域)のうち、幅広い波長領域において発光し得るもの、具体的には、705nm以上975nm以下の発光ピーク波長域での発光をし得るものとなる。   By making the said general formula IRD into the structure represented by the said general formula IRD-A, the said general formula IRD-B, and the said general formula IRD-C, these compounds are the phenyl groups which are group Y, Diphenylamine, phenothiazine, phenoxazine, carbazole, thiophenyl-phenylamine or monophenylamine, which function as an electron donor, is connected via two of the thiophenyl groups in a symmetrical manner, and these two electron donors Each has a structure in which a benzo-bis-thiadiazole skeleton functioning as one electron acceptor is linked. In other words, the two electron acceptors have a structure in which the two electron acceptors are connected via two electron donors including the group Y. By using such a combination of an electron acceptor and an electron donor, the band gap in the compound is narrowed, and the light-emitting layer 5 containing this benzo-bis-thiadiazole-based compound as a light-emitting dopant in the light-emitting material is made highly efficient near-red. It can be assumed that light emission in the outer region is realized. Moreover, the light emitting layer 5 containing this benzo-bis-thiadiazole compound as a light emitting dopant in the light emitting material can emit light in a wide wavelength region in a wavelength region of 700 nm or more (near infrared region), specifically, The light can be emitted in the emission peak wavelength region of 705 nm or more and 975 nm or less.

特に、電子ドナーとしてフェノチアジンまたはチオフェニル−フェニルアミン基を備えるものを、ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物として用いた場合、このものを発光ドーパントとして含む発光層5は、特に長波長域において発光し得るもの、具体的には、935nm以上945nm以下程度の発光ピーク波長域での発光をし得るものとなる。なお、このような傾向は、基Yとして、チオフェニル基を備える場合に、より顕著に認められる。   In particular, when an electron donor having a phenothiazine or thiophenyl-phenylamine group is used as a benzo-bis-thiadiazole compound, the light-emitting layer 5 containing this as a light-emitting dopant can emit light particularly in a long wavelength region. Specifically, light can be emitted in an emission peak wavelength region of about 935 nm to 945 nm. Such a tendency is more noticeable when the group Y has a thiophenyl group.

また、電子ドナーとしてフェノキサジンを備えるものを、ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物として用いた場合、このものを発光ドーパントとして含む発光層5は、特に優れた発光効率で発光し得るものとなる。   Moreover, when the thing provided with phenoxazine as an electron donor is used as a benzo-bis-thiadiazole-type compound, the light emitting layer 5 containing this as a light emission dopant will be able to light-emit with the especially outstanding luminous efficiency.

上記のような各基X、Y、R、Rを備える上記式IRD−Aで表されるベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物としては、具体的には、例えば、基Yがフェニル基である場合、下記式IRD−1、3、5、7、9で表わされる化合物またはその誘導体が挙げられ、基Yがチオフェニル基である場合、下記式IRD−2、4、6、8で表わされる化合物またはその誘導体が挙げられる。 Specific examples of the benzo-bis-thiadiazole compound represented by the above formula IRD-A having the groups X, Y, R 1 and R 2 as described above include, for example, the group Y is a phenyl group. In this case, a compound represented by the following formula IRD-1, 3, 5, 7, 9 or a derivative thereof may be mentioned. When the group Y is a thiophenyl group, a compound represented by the following formula IRD-2, 4, 6, 8 Or a derivative thereof.

また、上記のような各基Y、R、Rを備える上記式IRD−Bで表されるベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物としては、具体的には、例えば、基Yがフェニル基である場合、下記式IRD−10、11で表わされる化合物またはその誘導体が挙げられ、基Yがチオフェニル基である場合、下記式IRD−12で表わされる化合物またはその誘導体が挙げられる。 Further, as the benzo-bis-thiadiazole compound represented by the above formula IRD-B having the groups Y, R 1 and R 2 as described above, specifically, for example, the group Y is a phenyl group. In this case, compounds represented by the following formulas IRD-10 and 11 or derivatives thereof are exemplified. When the group Y is a thiophenyl group, compounds represented by the following formula IRD-12 or derivatives thereof are exemplified.

さらに、上記のような各基Y、R、Rを備える上記式IRD−Cで表されるベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物としては、具体的には、例えば、基Yがフェニル基である場合、下記式IRD−13、14で表わされる化合物またはその誘導体が挙げられ、基Yがチオフェニル基である場合、下記式IRD−15で表わされる化合物またはその誘導体が挙げられる。 Furthermore, as the benzo-bis-thiadiazole compound represented by the above formula IRD-C having the groups Y, R 1 and R 2 as described above, specifically, for example, the group Y is a phenyl group. In this case, compounds represented by the following formulas IRD-13 and 14 or derivatives thereof are exemplified. When the group Y is a thiophenyl group, compounds represented by the following formula IRD-15 or derivatives thereof are exemplified.

Figure 2018111674
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Figure 2018111674
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なお、発光層5は、上述した発光材料以外の発光材料(各種蛍光材料、各種燐光材料)が含まれていてもよい。   In addition, the light emitting layer 5 may contain light emitting materials (various fluorescent materials, various phosphorescent materials) other than the light emitting materials described above.

また、発光層5は、本実施形態では、前述したような発光材料に加えて、この発光材料がゲスト材料(ドーパント)として添加(担持)されるホスト材料を含んで構成されていることが好ましい。このホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを発光材料に移動(フェルスター移動またはデクスター移動)させて、発光材料を励起する機能を有する。そのため、発光層5を、発光材料(ゲスト材料)の他に、ホスト材料を含有する構成とすることで、発光素子1の発光効率を高めることができる。このようなホスト材料は、例えば、ゲスト材料である発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープして用いることができる。   Further, in the present embodiment, the light emitting layer 5 is preferably configured to include a host material added (supported) as a guest material (dopant) in addition to the light emitting material as described above. . This host material recombines holes and electrons to generate excitons and to transfer the exciton energy to the luminescent material (Felster movement or Dexter movement) to excite the luminescent material. Have. Therefore, the light emission efficiency of the light emitting element 1 can be improved by setting the light emitting layer 5 to include a host material in addition to the light emitting material (guest material). Such a host material can be used by, for example, doping a host material with a light-emitting material that is a guest material as a dopant.

このようなホスト材料としては、用いるゲスト材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、ナフタセン誘導体、アントラセン誘導体などのアセン系材料、ペリレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(p−フェニルフェノラト)アルミニウム(BAlq)、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq)等のキノリノラト系金属錯体、トリフェニルアミンの4量体等のトリアリールアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ルブレンおよびその誘導体、シロール誘導体、ジカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾピラン誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)、3−フェニル−4−(1’−ナフチル)−5−フェニルカルバゾール、4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(CBP)等のカルバゾール誘導体等が挙げられ、これらのうち1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。 Such a host material is not particularly limited as long as it exhibits the functions described above for the guest material to be used. For example, acene-based materials such as a distyrylarylene derivative, a naphthacene derivative, and an anthracene derivative, Quinolinolato such as perylene derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylamine derivatives, bis (2-methyl-8-quinolinolato) (p-phenylphenolato) aluminum (BAlq), tris (8-quinolinolato) aluminum complexes (Alq 3 ), etc. Metal complexes, triarylamine derivatives such as tetraphenylamine tetramers, oxadiazole derivatives, rubrene and its derivatives, silole derivatives, dicarbazole derivatives, oligothiophene derivatives, benzopyran derivatives, triazole derivatives, benzoxa Derivatives, benzothiazole derivatives, quinoline derivatives, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi), 3-phenyl-4- (1′-naphthyl) -5-phenylcarbazole, 4, , 4′-N, N′-dicarbazole biphenyl (CBP) and the like, and one of these can be used alone or two or more can be used in combination.

これらの中でも、ホスト材料としては、アセン系材料、または、キノリノラト系金属錯体を用いるのが好ましく、アセン系材料を用いるのがより好ましい。   Among these, as the host material, an acene-based material or a quinolinolato-based metal complex is preferably used, and an acene-based material is more preferably used.

アセン系材料は、前述したようなゲスト材料との不本意な相互作用が少ない。また、ホスト材料としてアセン系材料(特にアントラセン系材料、テトラセン系材料)を用いると、ホスト材料からゲスト材料(発光材料)へのエネルギー移動を効率的に行うことができ、そのため、発光素子1の発光効率を優れたものとすることができる。これは、(a)アセン系材料の三重項励起状態からのエネルギー移動によるゲスト材料の一重項励起状態の生成が可能となること、(b)アセン系材料のπ電子雲とゲスト材料の電子雲との重なりが大きくなること等によるものと考えられる。   The acene-based material has little unintentional interaction with the guest material as described above. In addition, when an acene-based material (particularly anthracene-based material or tetracene-based material) is used as the host material, energy transfer from the host material to the guest material (light-emitting material) can be efficiently performed. The luminous efficiency can be made excellent. This is because (a) it is possible to generate a singlet excited state of the guest material by energy transfer from the triplet excited state of the acene material, and (b) a π electron cloud of the acene material and an electron cloud of the guest material. This is thought to be due to an increase in the overlap with.

このようなことから、ホスト材料としてアセン系材料を用いると、発光素子1の発光効率を高めることができる。   Therefore, when an acene-based material is used as the host material, the light emission efficiency of the light-emitting element 1 can be increased.

また、アセン系材料は、電子および正孔に対する耐性に優れる。また、アセン系材料は、熱安定性にも優れる。そのため、発光層5ひいては発光素子1の長寿命化を図ることができる。また、アセン系材料は、熱安定性に優れるため、気相成膜法を用いて発光層を形成する場合に、成膜時の熱によるホスト材料の分解を防止することができる。そのため、優れた膜質を有する発光層を形成することができ、その結果、この点でも、発光素子1の発光効率を高めるとともに長寿命化を図ることができる。   Acene-based materials are excellent in resistance to electrons and holes. Acene-based materials are also excellent in thermal stability. Therefore, the lifetime of the light emitting layer 5 and thus the light emitting element 1 can be extended. In addition, since the acene-based material is excellent in thermal stability, the host material can be prevented from being decomposed by heat at the time of film formation when the light emitting layer is formed using the vapor phase film formation method. Therefore, a light emitting layer having excellent film quality can be formed. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element 1 can be increased and the life can be extended.

さらに、アセン系材料は、それ自体発光しにくいので、ホスト材料が発光素子1の発光スペクトルに悪影響を及ぼすのを防止することもできる。   Furthermore, since the acene-based material itself does not easily emit light, the host material can be prevented from adversely affecting the emission spectrum of the light-emitting element 1.

このようなアセン系材料は、アセン骨格を有し、かつ、前述したような効果を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体(テトラセン誘導体)、ペンタセン誘導体が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、アントラセン系材料(アントラセン誘導体)またはテトラセン系材料(テトラセン誘導体)を用いるのが好ましく、テトラセン系材料を用いるのがより好ましい。   Such an acene-based material is not particularly limited as long as it has an acene skeleton and exhibits the effects described above. For example, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, naphthacene derivatives (tetracene derivatives), pentacene Derivatives can be used, and one or more of these can be used in combination, but anthracene-based materials (anthracene derivatives) or tetracene-based materials (tetracene derivatives) are preferably used, and tetracene-based materials are used. Is more preferable.

テトラセン系材料としては、1つの分子内に少なくとも1つのテトラセン骨格を有し、かつ、前述したようなホスト材料としての機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、下記式IRH1で表わされる化合物を用いるのが好ましい。   The tetracene-based material is not particularly limited as long as it has at least one tetracene skeleton in one molecule and can function as a host material as described above. For example, the following formula IRH1 It is preferable to use a compound represented by:

Figure 2018111674
[前記式IRH1中、nは、1〜12の自然数を示し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールアミノ基を示す。]
Figure 2018111674
[In the formula IRH1, n represents a natural number of 1 to 12, and R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group which may have a substituent, or an arylamino group. ]

前述したようなベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物は、極性が高い(分極が大きい)ため、発光材料として用いた場合、発光層中の濃度が高いときに、発光材料の分子同士の相互作用により発光効率が低下する現象である濃度消光を生じやすい。   Since the benzo-bis-thiadiazole compound as described above has high polarity (high polarization), when used as a light emitting material, it emits light due to interaction between molecules of the light emitting material when the concentration in the light emitting layer is high. It tends to cause concentration quenching, which is a phenomenon that the efficiency decreases.

一方、前記テトラセン系材料は、極性が低い(分極が小さい)。そのため、テトラセン系材料をホスト材料として用いることにより、前述したような発光材料の分子同士の相互作用を低減し、濃度消光性を低減することができる。   On the other hand, the tetracene-based material has low polarity (small polarization). Therefore, by using a tetracene-based material as a host material, the interaction between molecules of the light emitting material as described above can be reduced, and the concentration quenching property can be reduced.

これに対し、例えば、極性が高い(分極が大きい)Alqをホスト材料として用いた場合、ホスト材料および発光材料の双方の極性が高く(分極が大きく)なるため、発光材料の分子同士の相互作用が生じやすく、濃度消光性が高くなってしまう。 On the other hand, for example, when Alq 3 having high polarity (high polarization) is used as the host material, both the host material and the light emitting material have high polarity (high polarization). The effect tends to occur, and the concentration quenching property becomes high.

また、テトラセン系材料と同じアセン系材料であるアントラセン系材料は、ホスト材料として用いた場合、濃度消光性を低減する効果があるものの、テトラセン系材料をホスト材料として用いた場合と比べて、発光効率が低くなる。これは、アントラセン系材料をホスト材料として用いると、ホスト材料から発光材料へのエネルギー移動が十分でないこと、および、ホスト材料のLUMOに注入された電子が陽極側へ突き抜ける確率が高いことが原因であると推察される。かかる点を考慮すると、アントラセン系材料とテトラセン系材料とを比較すると、テトラセン系材料がホスト材料として特に好ましく用いられる。   In addition, anthracene-based materials, which are the same acene-based materials as tetracene-based materials, have the effect of reducing concentration quenching when used as a host material, but they emit light more than when tetracene-based materials are used as host materials. Efficiency is lowered. This is because when an anthracene-based material is used as a host material, energy transfer from the host material to the light-emitting material is not sufficient, and there is a high probability that electrons injected into the LUMO of the host material will penetrate to the anode side. It is assumed that there is. Considering this point, when anthracene materials and tetracene materials are compared, tetracene materials are particularly preferably used as host materials.

よって、ホスト材料としてテトラセン系材料(アセン系材料)を用いることにより、発光素子1の発光効率を高めることができる。   Therefore, the light emission efficiency of the light-emitting element 1 can be increased by using a tetracene-based material (acene-based material) as the host material.

また、テトラセン系材料は、電子および正孔に対する耐性に優れる。また、テトラセン系材料は、熱安定性にも優れる。そのため、発光素子1は、長寿命化を図ることができる。また、テトラセン系材料は、熱安定性に優れるため、気相成膜法を用いて発光層を形成する場合に、成膜時の熱によるホスト材料の分解を防止することができる。そのため、優れた膜質を有する発光層を形成することができ、その結果、この点でも、発光素子1の発光効率を高めるとともに長寿命化を図ることができる。   Tetracene-based materials are excellent in resistance to electrons and holes. Tetracene-based materials are also excellent in thermal stability. Therefore, the life of the light emitting element 1 can be extended. Further, since the tetracene-based material is excellent in thermal stability, it is possible to prevent decomposition of the host material due to heat during film formation when the light-emitting layer is formed using a vapor phase film formation method. Therefore, a light emitting layer having excellent film quality can be formed. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element 1 can be increased and the life can be extended.

さらに、テトラセン系材料は、それ自体発光しにくいので、ホスト材料が発光素子1の発光スペクトルに悪影響を及ぼすのを防止することもできる。   Furthermore, since the tetracene-based material itself does not easily emit light, the host material can be prevented from adversely affecting the emission spectrum of the light-emitting element 1.

また、ホスト材料として用いるテトラセン系材料としては、前記式IRH1で表され、かつ、前述したようなホスト材料としての機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、下記式IRH1−Aで表わされる化合物を用いるのが好ましく、下記IRH1−Bで表わされる化合物を用いるのがより好ましい。   The tetracene-based material used as the host material is not particularly limited as long as it is represented by the above formula IRH1 and can exhibit the function as the host material as described above. It is preferable to use the compound represented, and it is more preferable to use the compound represented by the following IRH1-B.

Figure 2018111674
[前記式IRH1−A、IRH1−B中、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールアミノ基を示す。また、R〜Rは、互いに同じであっても異なっていてもよい。]
Figure 2018111674
[In the formulas IRH1-A and IRH1-B, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group which may have a substituent, or an arylamino group. R 1 to R 4 may be the same as or different from each other. ]

また、テトラセン系材料すなわちホスト材料は、炭素原子および水素原子で構成されているのが好ましい。これにより、ホスト材料の極性を低くし、ホスト材料と発光材料との不本意な相互作用が生じるのを防止することができる。そのため、発光素子1の発光効率を高めることができる。また、電位および正孔に対するホスト材料の耐性を高めることができる。そのため、発光素子1の長寿命化を図ることができる。   Further, the tetracene-based material, that is, the host material is preferably composed of carbon atoms and hydrogen atoms. As a result, the polarity of the host material can be reduced and unintentional interaction between the host material and the light emitting material can be prevented. Therefore, the light emission efficiency of the light emitting element 1 can be increased. In addition, the resistance of the host material to potential and holes can be increased. Therefore, the lifetime of the light emitting element 1 can be extended.

具体的には、テトラセン系材料としては、例えば、下記式IRH1−1〜IRH1−27で表される化合物を用いるのが好ましい。   Specifically, it is preferable to use, for example, a compound represented by the following formulas IRH1-1 to IRH1-27 as the tetracene-based material.

Figure 2018111674
Figure 2018111674

Figure 2018111674
Figure 2018111674

なお、アントラセン系材料としては、1つの分子内に少なくとも1つのアントラセン骨格を有し、かつ、前述したようなホスト材料としての機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、下記式IRH2で表わされる化合物が好ましく用いられ、例えば、下記式IRH2−A、下記式IRH2−B、下記式IRH2−Cまたは下記式IRH2−Dで表される化合物が挙げられる。より具体的には、例えば、下記式IRH2−1〜56で表される化合物が挙げられる。   The anthracene-based material is not particularly limited as long as it has at least one anthracene skeleton in one molecule and can exhibit the function as the host material as described above. A compound represented by the formula IRH2 is preferably used, and examples thereof include compounds represented by the following formula IRH2-A, the following formula IRH2-B, the following formula IRH2-C, or the following formula IRH2-D. More specifically, for example, compounds represented by the following formulas IRH2-1 to 56 are mentioned.

Figure 2018111674
Figure 2018111674

Figure 2018111674
Figure 2018111674

Figure 2018111674
Figure 2018111674

Figure 2018111674
Figure 2018111674

また、発光層5に用いるホスト材料のHOMOは、5.0eV以上5.8eV以下であることが好ましく、また、このホスト材料のLUMOは、2.5eV以上3.6eV以下であることが好ましい。   Further, the HOMO of the host material used for the light emitting layer 5 is preferably 5.0 eV or more and 5.8 eV or less, and the LUMO of the host material is preferably 2.5 eV or more and 3.6 eV or less.

このような発光材料およびホスト材料を含む発光層5中における発光材料の含有量(ドープ量)は、0.5wt%以上5.0wt%以下であるのが好ましく、0.75wt%以上2.0wt%以下であるのがより好ましく、1.5wt%以上2.0wt%以下であるのがさらに好ましい。発光材料の含有量が前記下限値未満では、ホスト材料の種類によってはホストからの発光が強くなる傾向を示し、また、前記上限値超では、ホスト材料の種類によっては濃度消光による発光効率低下が顕著となる傾向を示すことがあるため、発光材料の含有量を前記範囲内に設定することにより、発光素子1の発光効率と寿命とのバランスを優れたものとすることができる。   The content (doping amount) of the light emitting material in the light emitting layer 5 including such a light emitting material and the host material is preferably 0.5 wt% or more and 5.0 wt% or less, and preferably 0.75 wt% or more and 2.0 wt%. % Or less is more preferable, and 1.5 wt% or more and 2.0 wt% or less is further preferable. When the content of the light emitting material is less than the lower limit value, the light emission from the host tends to be strong depending on the type of the host material, and when the content exceeds the upper limit value, the light emission efficiency decreases due to concentration quenching depending on the type of the host material. Since the tendency to become remarkable may be shown, the balance between the luminous efficiency and the lifetime of the light emitting element 1 can be made excellent by setting the content of the light emitting material within the above range.

また、発光層5の平均厚さは、10nm以上50nm以下であるのが好ましく、25nm以上50nm以下であるのがより好ましい。発光層5の平均厚さが前記下限値未満では、発光材料の種類によっては、発光層5の周辺層での再結合が増大する傾向を示し、不要な発光が増大してしまうおそれがあり、また、前記上限値超では、発光材料の種類によっては、発光層5における電圧が徐々に上昇する傾向を示し、発光層5の発光効率の低下を招くおそれがあるため、発光層5の厚さを前記範囲内に設定することにより、発光素子1の駆動電圧を抑制しつつ、高効率および長寿命な発光素子1とすることができる。   In addition, the average thickness of the light emitting layer 5 is preferably 10 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 25 nm or more and 50 nm or less. If the average thickness of the light emitting layer 5 is less than the lower limit, depending on the type of the light emitting material, recombination in the peripheral layer of the light emitting layer 5 tends to increase, and unnecessary light emission may increase. In addition, when the value exceeds the upper limit value, depending on the type of the light emitting material, the voltage in the light emitting layer 5 tends to gradually increase, and the light emitting efficiency of the light emitting layer 5 may be reduced. Is set within the above range, the light-emitting element 1 having high efficiency and long life can be obtained while suppressing the driving voltage of the light-emitting element 1.

なお、本実施形態では、本発明の発光素子用化合物を、発光層5が備える発光材料に適用する場合について説明したが、本発明の発光素子用化合物は、これに限らず、正孔注入層4が備える正孔注入材料または電子輸送層6が備える電子輸送材料として含有されていてもよい。   In addition, although this embodiment demonstrated the case where the compound for light emitting elements of this invention was applied to the light emitting material with which the light emitting layer 5 is provided, the compound for light emitting elements of this invention is not restricted to this, A positive hole injection layer. 4 may be contained as a hole injection material included in 4 or an electron transport material included in the electron transport layer 6.

(電子輸送層)
電子輸送層6は、陰極8から電子注入層7を介して注入された電子を発光層5に輸送する機能を有するものである。
(Electron transport layer)
The electron transport layer 6 has a function of transporting electrons injected from the cathode 8 through the electron injection layer 7 to the light emitting layer 5.

電子輸送層6の構成材料(電子輸送性材料)としては、例えば、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)等のフェナントロリン誘導体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)等の8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、アザインドリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、アントラセン系材料等のアセン系材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the constituent material (electron transporting material) of the electron transport layer 6 include phenanthroline derivatives such as 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP), and tris (8-quinolinolato) aluminum. Quinoline derivatives such as organometallic complexes having 8-quinolinol or a derivative thereof such as (Alq 3 ) as a ligand, azaindolizine derivatives, oxadiazole derivatives, perylene derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone Examples include derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, and acene-based materials such as anthracene-based materials, and one or more of these can be used in combination.

これらの中でも、電子輸送層6に用いる電子輸送性材料としては、アントラセン骨格を有する化合物を用いることが好ましい。また、フェナントロリン誘導体、フェナントロリン誘導体のように骨格中に窒素原子を備える含窒素化合物を用いることが好ましい。これらのことから、特に、アザインドリジン骨格およびアントラセン骨格の双方を分子内に有するアザインドリジン系化合物(以下、単に「アザインドリジン系化合物」ともいう)を用いることがより好ましい。これにより、発光層5へ電子を効率的に輸送・注入することができる。その結果、発光素子1の発光効率を高めることができる。   Among these, as an electron transport material used for the electron transport layer 6, it is preferable to use a compound having an anthracene skeleton. Further, it is preferable to use a nitrogen-containing compound having a nitrogen atom in the skeleton, such as a phenanthroline derivative and a phenanthroline derivative. In view of these, it is particularly preferable to use an azaindolizine compound having both an azaindolizine skeleton and an anthracene skeleton in the molecule (hereinafter also simply referred to as “azaindolizine compound”). Thereby, electrons can be efficiently transported and injected into the light emitting layer 5. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element 1 can be increased.

また、電子輸送層6は、前述したような電子輸送性材料のうち2種以上を組み合わせて用いる場合、2種以上の電子輸送性材料を混合した混合材料で構成されていてもよいし、異なる電子輸送性材料で構成された複数の層を積層して構成されていてもよい。本実施形態では、図1に示すように、電子輸送層6は、第1電子輸送層6bと、第1電子輸送層6bと発光層5との間に設けられた第2電子輸送層6aと、を有している。   In addition, when the electron transport layer 6 is used in combination of two or more of the electron transport materials as described above, the electron transport layer 6 may be composed of a mixed material obtained by mixing two or more electron transport materials, or different. You may be comprised by laminating | stacking the some layer comprised with the electron transport material. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the electron transport layer 6 includes a first electron transport layer 6 b, a second electron transport layer 6 a provided between the first electron transport layer 6 b and the light emitting layer 5, ,have.

第1電子輸送層6bの構成材料として用いるアントラセン骨格を有する化合物は、アザインドリジン骨格およびアントラセン骨格の双方を分子内に有するアザインドリジン系化合物であることが好ましい。また、第2電子輸送層6aの構成材料として用いるアントラセン骨格を有する化合物は、アントラセン骨格を分子内に有し、かつ、炭素原子および水素原子で構成されているアントラセン系化合物であることが好ましい。これにより、発光層5へ電子を効率的に輸送・注入するとともに、電子輸送層6の劣化を低減することができる。その結果、発光素子1の発光効率を高めるとともに、発光素子1の長寿命化を図ることができる。   The compound having an anthracene skeleton used as a constituent material of the first electron transport layer 6b is preferably an azaindolizine compound having both an azaindolizine skeleton and an anthracene skeleton in the molecule. The compound having an anthracene skeleton used as a constituent material of the second electron transport layer 6a is preferably an anthracene compound having an anthracene skeleton in the molecule and composed of carbon atoms and hydrogen atoms. As a result, electrons can be efficiently transported and injected into the light emitting layer 5 and deterioration of the electron transport layer 6 can be reduced. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element 1 can be increased and the life of the light emitting element 1 can be extended.

ここで、光学的な光取り出しに必要な電子輸送層6の厚さを第2電子輸送層6aにより確保しつつ、第1電子輸送層6bの厚さを薄くして長寿命化を図ることができる。   Here, while the thickness of the electron transport layer 6 necessary for optical light extraction is secured by the second electron transport layer 6a, the thickness of the first electron transport layer 6b is reduced to extend the life. it can.

電子輸送層6に用いるアザインドリジン系化合物は、1つの分子内に含まれるアザインドリジン骨格およびアントラセン骨格の数がそれぞれ1つまたは2つであるのが好ましい。これにより、電子輸送層6の電子輸送性および電子注入性を優れたものとすることができる。   The azaindolizine compound used for the electron transport layer 6 preferably has one or two azaindolizine skeletons and anthracene skeletons in one molecule. Thereby, the electron transport property and the electron injection property of the electron transport layer 6 can be made excellent.

具体的には、電子輸送層6に用いるアザインドリジン系化合物としては、例えば、下記式ETL1−1〜24で表わされるような化合物、下記式ETL1−25〜36で表わされるような化合物、下記式ETL1−37〜56で表わされる化合物を用いるのが好ましい。   Specifically, examples of the azaindolizine compound used for the electron transport layer 6 include compounds represented by the following formulas ETL1-1 to 24, compounds represented by the following formulas ETL1-25 to 36, Preference is given to using compounds of the formula ETL1-37 to 56.

Figure 2018111674
Figure 2018111674

Figure 2018111674
Figure 2018111674

Figure 2018111674
Figure 2018111674

このようなアザインドリジン系化合物は、電子輸送性および電子注入性に優れる。そのため、発光素子1の発光効率を向上させることができる。   Such an azaindolizine compound is excellent in electron transport property and electron injection property. Therefore, the light emission efficiency of the light emitting element 1 can be improved.

このようなアザインドリジン系化合物の電子輸送性および電子注入性が優れるのは、以下のような理由によるものと考えられる。   The reason why such an azaindolizine compound has excellent electron transport properties and electron injection properties is considered to be as follows.

前述したようなアザインドリジン骨格およびアントラセン骨格を分子内に有するアザインドリジン系化合物は、その分子全体がπ共役系で繋がっているため、電子雲が分子全体に亘って拡がっている。   In the azaindolizine-based compound having an azaindolizine skeleton and an anthracene skeleton in the molecule as described above, the entire molecule is connected by a π-conjugated system, and therefore the electron cloud spreads over the entire molecule.

そして、かかるアザインドリジン系化合物のアザインドリジン骨格の部分は、電子を受け入れる機能と、その受け取った電子をアントラセン骨格の部分へ送り出す機能とを有する。一方、かかるアザインドリジン系化合物のアントラセン骨格の部分は、アザインドリジン骨格の部分から電子を受け入れる機能と、その受け入れた電子を、電子輸送層6の陽極3側に隣接する層、すなわち発光層5へ受け渡す機能とを有する。   The azaindolizine skeleton portion of the azaindolizine compound has a function of accepting electrons and a function of sending the received electrons to the anthracene skeleton portion. On the other hand, the anthracene skeleton portion of the azaindolizine compound has a function of accepting electrons from the azaindolizine skeleton portion, and a layer adjacent to the anode 3 side of the electron transport layer 6, that is, a light emitting layer. 5 is provided.

より具体的に説明すると、かかるアザインドリジン系化合物のアザインドリジン骨格の部分は、2つの窒素原子を有し、その一方(アントラセン骨格の部分に近い側)の窒素原子がsp混成軌道を有し、他方(アントラセン骨格の部分に遠い側)の窒素原子がsp混成軌道を有する。sp混成軌道を有する窒素原子は、アザインドリジン系化合物の分子の共役系の一部を構成するとともに、炭素原子よりも電気陰性度が高く、電子を引き付ける強さが大きいため、電子を受け入れる部分として機能する。一方、sp混成軌道を有する窒素原子は、通常の共役系ではないが、非共有電子対を有するため、その電子がアザインドリジン系化合物の分子の共役系に向けて電子を送り出す部分として機能する。 More specifically, the azaindolizine skeleton portion of the azaindolizine compound has two nitrogen atoms, one of which (on the side closer to the anthracene skeleton portion) has an sp 2 hybrid orbital. And the other nitrogen atom (the side far from the anthracene skeleton portion) has an sp 3 hybrid orbital. A nitrogen atom having an sp 2 hybrid orbital constitutes a part of the conjugated system of the molecule of an azaindolizine compound, and has a higher electronegativity and a higher strength to attract an electron than a carbon atom, and therefore accepts an electron. Act as part. On the other hand, a nitrogen atom having an sp 3 hybrid orbital is not a normal conjugated system, but has an unshared electron pair, so that the electron functions as a part for sending an electron toward the conjugated system of the molecule of the azaindolizine compound. To do.

一方、かかるアザインドリジン系化合物のアントラセン骨格の部分は、電気的に中性であるため、アザインドリジン骨格の部分から電子を容易に受け入れることができる。また、かかるアザインドリジン系化合物のアントラセン骨格の部分は、発光層5の構成材料、特にホスト材料(テトラセン系材料)と軌道の重なりが大きいため、発光層5のホスト材料へ電子を容易に受け渡すことができる。   On the other hand, since the anthracene skeleton portion of the azaindolizine compound is electrically neutral, electrons can be easily accepted from the azaindolizine skeleton portion. In addition, since the anthracene skeleton portion of the azaindolizine compound has a large orbital overlap with the constituent material of the light emitting layer 5, particularly the host material (tetracene material), electrons are easily received by the host material of the light emitting layer 5. Can pass.

また、かかるアザインドリジン系化合物は、前述したように電子輸送性および電子注入性に優れるため、結果として、発光素子1の駆動電圧を低電圧化することができる。   In addition, since the azaindolizine-based compound is excellent in the electron transporting property and the electron injecting property as described above, the driving voltage of the light emitting element 1 can be lowered as a result.

また、アザインドリジン骨格の部分は、sp混成軌道を有する窒素原子が還元されても安定であり、sp混成軌道を有する窒素原子が酸化されても安定である。そのため、かかるアザインドリジン系化合物は、電子および正孔に対する安定性が高いものとなる。その結果、発光素子1の長寿命化を図ることができる。 The azaindolizine skeleton portion is stable even when a nitrogen atom having an sp 2 hybrid orbital is reduced, and is stable even if a nitrogen atom having an sp 3 hybrid orbital is oxidized. Therefore, such an azaindolizine compound has high stability against electrons and holes. As a result, the lifetime of the light emitting element 1 can be extended.

また、電子輸送層6(第2電子輸送層6aを有する場合、特に第2電子輸送層6a)に用いるアントラセン系化合物としては、前述した発光層5に含まれるホスト材料として挙げた上記式IRH2で表される化合物であればよいが、上記式IRH2−A、上記式IRH2−B、上記式IRH2−Cまたは上記式IRH2−Dで表される化合物であることが好ましく、より具体的には、例えば、上記式IRH2−1〜56で表される化合物であることが好ましい。   Moreover, as an anthracene type compound used for the electron carrying layer 6 (when it has the 2nd electron carrying layer 6a, especially the 2nd electron carrying layer 6a), the said formula IRH2 quoted as the host material contained in the light emitting layer 5 mentioned above is mentioned. The compound represented by the above formula IRH2-A, the above formula IRH2-B, the above formula IRH2-C, or the above formula IRH2-D is preferable, and more specifically, For example, a compound represented by the above formulas IRH2-1 to 56 is preferable.

また、電子輸送層6(より具体的には、第2電子輸送層6a)の構成材料のHOMOは、発光層5に用いるホスト材料のHOMOとの差が0.2eV以上であることが好ましい。これにより、正孔が発光層5から電子輸送層6へ抜けてしまうのを低減し、発光効率を高めることができる。   In addition, the HOMO of the constituent material of the electron transport layer 6 (more specifically, the second electron transport layer 6a) preferably has a difference of 0.2 eV or more from the HOMO of the host material used for the light emitting layer 5. Thereby, it can reduce that a hole escapes from the light emitting layer 5 to the electron carrying layer 6, and can improve luminous efficiency.

また、第2電子輸送層6aの構成材料のHOMOは、5.5eV以上6.0eV以下であることが好ましく、また、第2電子輸送層6aの構成材料のLUMOは、2.5eV以上3.0eV以下であることが好ましい。   Further, the HOMO of the constituent material of the second electron transport layer 6a is preferably 5.5 eV or more and 6.0 eV or less, and the LUMO of the constituent material of the second electron transport layer 6a is 2.5 eV or more and 3. It is preferably 0 eV or less.

また、第1電子輸送層6bの構成材料のHOMOは、5.8eV以上6.5eV以下であることが好ましく、また、第1電子輸送層6bの構成材料のLUMOは、2.8eV以上3.5eV以下であることが好ましい。   Further, the HOMO of the constituent material of the first electron transport layer 6b is preferably 5.8 eV or more and 6.5 eV or less, and the LUMO of the constituent material of the first electron transport layer 6b is 2.8 eV or more and 3. It is preferably 5 eV or less.

また、第2電子輸送層6aの厚さは、第1電子輸送層6bの厚さよりも厚いことが好ましい。これにより、発光素子1の駆動電圧を抑制しつつ、発光層5へ電子を効率的に輸送・注入するとともに、電子輸送層6の劣化を低減することができる。   In addition, the thickness of the second electron transport layer 6a is preferably thicker than the thickness of the first electron transport layer 6b. Thereby, it is possible to efficiently transport and inject electrons to the light emitting layer 5 while suppressing the driving voltage of the light emitting element 1 and to reduce deterioration of the electron transport layer 6.

また、第2電子輸送層6aの具体的な厚さは、30nm以上150nm以下であることが好ましく、70nm以上90nm以下であることがより好ましい。これにより、発光素子1の駆動電圧を抑制しつつ、発光層5へ電子を効率的に輸送・注入するとともに、電子輸送層6の劣化を低減することができる。   The specific thickness of the second electron transport layer 6a is preferably 30 nm or more and 150 nm or less, and more preferably 70 nm or more and 90 nm or less. Thereby, it is possible to efficiently transport and inject electrons to the light emitting layer 5 while suppressing the driving voltage of the light emitting element 1 and to reduce deterioration of the electron transport layer 6.

さらに、電子輸送層6全体の厚さは、55nm以上200nm以下であることが好ましく、70nm以上95nm以下であることがより好ましい。これにより、発光素子1の駆動電圧を抑制しつつ、発光層5へ電子を効率的に輸送・注入することができる。   Furthermore, the thickness of the entire electron transport layer 6 is preferably 55 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 70 nm or more and 95 nm or less. Thereby, it is possible to efficiently transport and inject electrons to the light emitting layer 5 while suppressing the driving voltage of the light emitting element 1.

なお、第2電子輸送層6aは、第1電子輸送層6bと発光層5との構成材料の組み合わせ等によっては、省略してもよい。   The second electron transport layer 6a may be omitted depending on the combination of constituent materials of the first electron transport layer 6b and the light emitting layer 5.

(電子注入層)
電子注入層7は、陰極8からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。
(Electron injection layer)
The electron injection layer 7 has a function of improving the electron injection efficiency from the cathode 8.

この電子注入層7の構成材料(電子注入性材料)としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。   Examples of the constituent material (electron injectable material) of the electron injection layer 7 include various inorganic insulating materials and various inorganic semiconductor materials.

このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド(酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物)、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層7を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物(アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等)は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層7を構成することにより、発光素子1は、高い輝度が得られるものとなる。   Examples of such inorganic insulating materials include alkali metal chalcogenides (oxides, sulfides, selenides, tellurides), alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides. Of these, one or two or more of these can be used in combination. By configuring the electron injection layer 7 using these as main materials, the electron injection property can be further improved. In particular, an alkali metal compound (alkali metal chalcogenide, alkali metal halide, etc.) has a very small work function, and the light-emitting element 1 can be obtained with high luminance by forming the electron injection layer 7 using the work function. Become.

アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、LiO、LiO、NaS、NaSe、NaO等が挙げられる。 Examples of the alkali metal chalcogenide include Li 2 O, LiO, Na 2 S, Na 2 Se, and NaO.

アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、MgO、CaSe等が挙げられる。   Examples of the alkaline earth metal chalcogenide include CaO, BaO, SrO, BeO, BaS, MgO, and CaSe.

アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、CsF、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl、NaCl等が挙げられる。   Examples of the alkali metal halide include CsF, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, and NaCl.

アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、CaF、BaF、SrF、MgF、BeF等が挙げられる。 Examples of the alkaline earth metal halide include CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 , and BeF 2 .

また、無機半導体材料としては、例えば、Li、Na、Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Cd、Mg、Si、Ta、SbおよびZnのうちの少なくとも1つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   In addition, as the inorganic semiconductor material, for example, an oxide including at least one element of Li, Na, Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Cd, Mg, Si, Ta, Sb, and Zn , Nitrides, oxynitrides, and the like, and one or more of these can be used in combination.

電子注入層7の平均厚さは、特に限定されないが、0.1nm以上1000nm以下程度であるのが好ましく、0.2nm以上100nm以下程度であるのがより好ましく、0.2nm以上50nm以下程度であるのがさらに好ましい。   The average thickness of the electron injection layer 7 is not particularly limited, but is preferably about 0.1 nm to 1000 nm, more preferably about 0.2 nm to 100 nm, and more preferably about 0.2 nm to 50 nm. More preferably.

なお、この電子注入層7は、陰極8および電子輸送層6の構成材料や厚さ等によっては、省略してもよい。   The electron injection layer 7 may be omitted depending on the constituent materials and thicknesses of the cathode 8 and the electron transport layer 6.

(封止部材)
封止部材9は、陽極3、積層体14、および陰極8を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材9を設けることにより、発光素子1の信頼性の向上や、変質・劣化の防止(耐久性向上)等の効果が得られる。
(Sealing member)
The sealing member 9 is provided so as to cover the anode 3, the laminate 14, and the cathode 8, and has a function of hermetically sealing them and blocking oxygen and moisture. By providing the sealing member 9, effects such as improvement in reliability of the light emitting element 1 and prevention of deterioration / deterioration (improvement in durability) can be obtained.

封止部材9の構成材料としては、例えば、Al、Au、Cr、Nb、Ta、Tiまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材9の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材9と陽極3、積層体14および陰極8との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。   Examples of the constituent material of the sealing member 9 include Al, Au, Cr, Nb, Ta, Ti, alloys containing these, silicon oxide, and various resin materials. In addition, when using the material which has electroconductivity as a constituent material of the sealing member 9, in order to prevent a short circuit, between the sealing member 9 and the anode 3, the laminated body 14, and the cathode 8 is required. Accordingly, an insulating film is preferably provided.

また、封止部材9は、平板状として、基板2と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。   Further, the sealing member 9 may be formed in a flat plate shape so as to face the substrate 2 and be sealed with a sealing material such as a thermosetting resin.

以上のように構成された発光素子1によれば、発光層5の発光材料としてベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物を用いるとともに、発光層5のホスト材料としてテトラセン系材料を用いることにより、近赤外域での発光を可能とするとともに、高効率化および長寿命化を図ることができる。   According to the light emitting device 1 configured as described above, a benzo-bis-thiadiazole compound is used as the light emitting material of the light emitting layer 5, and a tetracene material is used as the host material of the light emitting layer 5. In addition, it is possible to increase the efficiency and the lifetime.

なお、本発明の発光素子は、上述した発光素子1の構成に限らず、陽極3と発光層5と陰極13とを有し、発光層5に発光材料として前記一般式IRDで表わされるベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物を含有するものであれば、いかなる構成のものであってもよく、例えば、陽極3、発光層5および陰極13以外の層が省略されていてもよいし、他の任意の層が任意の数で追加されていてもよい。具体的には、任意の層が追加されている発光素子としては、例えば、近赤外域で発光する発光層5の他に可視光域または紫外域で発光する発光層を有するものであってもよい。さらに、この場合、近赤外域で発光する発光層5と可視光域または紫外域で発光する発光層とは積層されているものであってもよいし、領域を分離して並列に並べられたものであってもよく、さらに、これらが組み合わされたものであってもよい。
以上のような発光素子1は、例えば、次のようにして製造することができる。
The light-emitting element of the present invention is not limited to the structure of the light-emitting element 1 described above, and has an anode 3, a light-emitting layer 5, and a cathode 13, and the light-emitting layer 5 has a benzo- represented by the above general formula IRD as a light-emitting material. Any structure may be used as long as it contains a bis-thiadiazole compound. For example, layers other than the anode 3, the light emitting layer 5, and the cathode 13 may be omitted, or any other arbitrary Any number of layers may be added. Specifically, as a light emitting element to which an arbitrary layer is added, for example, in addition to the light emitting layer 5 that emits light in the near infrared region, a light emitting layer that emits light in the visible light region or ultraviolet region may be used. Good. Further, in this case, the light emitting layer 5 that emits light in the near infrared region and the light emitting layer that emits light in the visible light region or the ultraviolet region may be stacked, or the regions are separated and arranged in parallel. It may be a thing, and also what combined these may be sufficient.
The above light emitting element 1 can be manufactured as follows, for example.

[1] まず、基板2を用意し、この基板2上に陽極3を形成する。
陽極3は、例えば、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
[1] First, the substrate 2 is prepared, and the anode 3 is formed on the substrate 2.
The anode 3 is, for example, a chemical vapor deposition method (CVD) such as plasma CVD or thermal CVD, a dry plating method such as vacuum deposition, a wet plating method such as electrolytic plating, a thermal spraying method, a sol-gel method, a MOD method, or a metal foil. It can be formed by using, for example, bonding.

[2] 次に、陽極3上に正孔注入層4を形成する。
正孔注入層4は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成するのが好ましい。
[2] Next, the hole injection layer 4 is formed on the anode 3.
The hole injection layer 4 is preferably formed by, for example, a vapor phase process using a CVD method, a dry plating method such as vacuum deposition or sputtering, or the like.

なお、正孔注入層4は、例えば、正孔注入性材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔注入層形成用材料を、陽極3上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。   For example, the hole injection layer 4 may be dried (desolvent or solvent-free) after supplying a material for forming a hole injection layer obtained by dissolving a hole injection material in a solvent or dispersing in a dispersion medium onto the anode 3. It can also be formed by dedispersing medium).

正孔注入層形成用材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることもできる。かかる塗布法を用いることにより、正孔注入層4を比較的容易に形成することができる。   As a method for supplying the hole injection layer forming material, for example, various coating methods such as a spin coating method, a roll coating method, and an ink jet printing method can be used. By using such a coating method, the hole injection layer 4 can be formed relatively easily.

正孔注入層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、各種無機溶媒や、各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。   Examples of the solvent or dispersion medium used for the preparation of the hole injection layer forming material include various inorganic solvents, various organic solvents, or mixed solvents containing these.

なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。   The drying can be performed, for example, by standing in an atmospheric pressure or a reduced pressure atmosphere, heat treatment, or blowing an inert gas.

また、本工程に先立って、陽極3の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極3の上面に親液性を付与すること、陽極3の上面に付着する有機物を除去(洗浄)すること、陽極3の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。   Prior to this step, the upper surface of the anode 3 may be subjected to oxygen plasma treatment. Thereby, it is possible to impart lyophilicity to the upper surface of the anode 3, remove (clean) organic substances adhering to the upper surface of the anode 3, adjust the work function near the upper surface of the anode 3, and the like. .

ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー100W以上800W以下程度、酸素ガス流量50mL/min以上100mL/min以下程度、被処理部材(陽極3)の搬送速度0.5mm/sec以上10mm/sec以下程度とするのが好ましい。   Here, as the conditions of the oxygen plasma treatment, for example, the plasma power is about 100 W or more and 800 W or less, the oxygen gas flow rate is about 50 mL / min or more and 100 mL / min or less, and the conveyance speed of the member to be processed (anode 3) is 0.5 mm / sec or more. It is preferably about 10 mm / sec or less.

[3] 次に、正孔注入層4上に、発光層5を形成する。
発光層5は、例えば、真空蒸着等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[3] Next, the light emitting layer 5 is formed on the hole injection layer 4.
The light emitting layer 5 can be formed, for example, by a vapor phase process using a dry plating method such as vacuum deposition.

[4] 次に、発光層5上に、電子輸送層6(第1電子輸送層6bおよび第2電子輸送層6a)を形成する。   [4] Next, the electron transport layer 6 (the first electron transport layer 6 b and the second electron transport layer 6 a) is formed on the light emitting layer 5.

電子輸送層6(第1電子輸送層6bおよび第2電子輸送層6a)は、例えば、真空蒸着等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成するのが好ましい。   The electron transport layer 6 (the first electron transport layer 6b and the second electron transport layer 6a) is preferably formed by, for example, a vapor phase process using a dry plating method such as vacuum deposition.

なお、電子輸送層6は、例えば、電子輸送性材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、発光層5上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。   For example, the electron transport layer 6 is dried (desolvent or dedispersed) after supplying an electron transport layer forming material obtained by dissolving an electron transport material in a solvent or dispersing in a dispersion medium onto the light emitting layer 5. It can also be formed by the medium.

[5] 次に、電子輸送層6上に、電子注入層7を形成する。
電子注入層7の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層7は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
[5] Next, the electron injection layer 7 is formed on the electron transport layer 6.
When an inorganic material is used as the constituent material of the electron injection layer 7, the electron injection layer 7 is formed by, for example, a vapor phase process using a CVD method, a dry plating method such as vacuum vapor deposition or sputtering, and application and baking of inorganic fine particle ink. Etc. can be used.

[6] 次に、電子注入層7上に、陰極8を形成する。
陰極8は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
[6] Next, the cathode 8 is formed on the electron injection layer 7.
The cathode 8 can be formed by using, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, joining of metal foils, application and firing of metal fine particle ink, or the like.

以上のような工程を経て、発光素子1が得られる。
最後に、得られた発光素子1を覆うように封止部材9を被せ、基板2に接合する。
The light emitting element 1 is obtained through the steps as described above.
Finally, the sealing member 9 is covered so as to cover the obtained light emitting element 1 and bonded to the substrate 2.

(発光装置)
次に、本発明の発光装置の実施形態について説明する。
図2は、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
(Light emitting device)
Next, an embodiment of the light emitting device of the present invention will be described.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a display device to which the light emitting device of the present invention is applied.

図2に示すディスプレイ装置100は、基板21と、複数の発光素子1Aと、各発光素子1Aをそれぞれ駆動するための複数の駆動用トランジスター24とを有している。ここで、ディスプレイ装置100は、トップエミッション構造のディスプレイパネルである。   A display device 100 shown in FIG. 2 includes a substrate 21, a plurality of light emitting elements 1A, and a plurality of driving transistors 24 for driving the respective light emitting elements 1A. Here, the display device 100 is a display panel having a top emission structure.

基板21上には、複数の駆動用トランジスター24が設けられ、これらの駆動用トランジスター24を覆うように、絶縁材料で構成された平坦化層22が形成されている。   A plurality of driving transistors 24 are provided on the substrate 21, and a planarizing layer 22 made of an insulating material is formed so as to cover these driving transistors 24.

各駆動用トランジスター24は、シリコンからなる半導体層241と、半導体層241上に形成されたゲート絶縁層242と、ゲート絶縁層242上に形成されたゲート電極243と、ソース電極244と、ドレイン電極245とを有している。   Each driving transistor 24 includes a semiconductor layer 241 made of silicon, a gate insulating layer 242 formed on the semiconductor layer 241, a gate electrode 243 formed on the gate insulating layer 242, a source electrode 244, and a drain electrode. H.245.

平坦化層上には、各駆動用トランジスター24に対応して発光素子1Aが設けられている。   On the planarization layer, the light emitting element 1A is provided corresponding to each driving transistor 24.

発光素子1Aは、平坦化層22上に、反射膜32、腐食防止膜33、陽極3、積層体(有機EL発光部)14、陰極13、陰極カバー34がこの順に積層されている。本実施形態では、各発光素子1Aの陽極3は、画素電極を構成し、各駆動用トランジスター24のドレイン電極245に導電部(配線)27により電気的に接続されている。また、各発光素子1Aの陰極13は、共通電極とされている。   In the light emitting element 1 </ b> A, a reflective film 32, a corrosion preventing film 33, an anode 3, a stacked body (organic EL light emitting unit) 14, a cathode 13, and a cathode cover 34 are stacked in this order on a planarizing layer 22. In the present embodiment, the anode 3 of each light emitting element 1 </ b> A constitutes a pixel electrode and is electrically connected to the drain electrode 245 of each driving transistor 24 by a conductive portion (wiring) 27. Moreover, the cathode 13 of each light emitting element 1A is a common electrode.

図2における発光素子1Aは、近赤外域で発光するものである。
隣接する発光素子1A同士の間には、隔壁31が設けられている。また、これらの発光素子1A上には、これらを覆うように、エポキシ樹脂で構成されたエポキシ層35が形成されている。
2A emits light in the near infrared region.
A partition wall 31 is provided between the adjacent light emitting elements 1A. Further, an epoxy layer 35 made of an epoxy resin is formed on these light emitting elements 1A so as to cover them.

そして、エポキシ層35上には、これらを覆うように封止基板20が設けられている。
以上説明したようなディスプレイ装置100は、例えば軍事用途等の近赤外線ディスプレイとして用いることができる。
A sealing substrate 20 is provided on the epoxy layer 35 so as to cover them.
The display device 100 as described above can be used as a near infrared display for military use, for example.

このようなディスプレイ装置100によれば、近赤外域での発光が可能である。また、幅広い波長領域における近赤外域で発光し得る高効率および長寿命な発光素子1を備えるので、信頼性に優れる。   According to such a display device 100, light emission in the near infrared region is possible. In addition, since the light-emitting element 1 with high efficiency and long life that can emit light in the near-infrared region in a wide wavelength region is provided, the reliability is excellent.

(認証装置)
次に、本発明の認証装置の実施形態を説明する。
(Authentication device)
Next, an embodiment of the authentication device of the present invention will be described.

図3は、本発明の認証装置の実施形態を示す図である。
図3に示す認証装置1000は、生体F(本実施形態では指先)の生体情報を用いて個人を認証する生体認証装置である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the authentication device of the present invention.
An authentication apparatus 1000 shown in FIG. 3 is a biometric authentication apparatus that authenticates an individual using biometric information of the biometric F (fingertip in this embodiment).

この認証装置1000は、光源100Bと、カバーガラス1001と、マイクロレンズアレイ1002と、受光素子群1003と、発光素子駆動部1006と、受光素子駆動部1004と、制御部1005とを有する。   The authentication apparatus 1000 includes a light source 100B, a cover glass 1001, a microlens array 1002, a light receiving element group 1003, a light emitting element driving unit 1006, a light receiving element driving unit 1004, and a control unit 1005.

光源100Bは、前述した発光素子1を複数備えるものであり、撮像対象物である生体Fへ向けて、近赤外域の光を照射する。例えば、この光源100Bの複数の発光素子1は、カバーガラス1001の外周部に沿って配置される。
カバーガラス1001は、生体Fが接触または近接する部位である。
The light source 100 </ b> B includes a plurality of the light emitting elements 1 described above, and irradiates near-infrared light toward the living body F that is an imaging target. For example, the plurality of light emitting elements 1 of the light source 100 </ b> B are arranged along the outer periphery of the cover glass 1001.
The cover glass 1001 is a part where the living body F is in contact with or close to.

マイクロレンズアレイ1002は、カバーガラス1001の生体Fが接触または近接する側と反対側に設けられている。このマイクロレンズアレイ1002は、複数のマイクロレンズがマトリクス状に配列して構成されている。   The microlens array 1002 is provided on the side opposite to the side of the cover glass 1001 where the living body F is in contact with or close to. The microlens array 1002 includes a plurality of microlenses arranged in a matrix.

受光素子群1003は、マイクロレンズアレイ1002に対してカバーガラス1001とは反対側に設けられている。この受光素子群1003は、マイクロレンズアレイ1002の複数のマイクロレンズに対応してマトリクス状に設けられた複数の受光素子で構成されている。この受光素子群1003の各受光素子としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS等を用いることができる。   The light receiving element group 1003 is provided on the side opposite to the cover glass 1001 with respect to the microlens array 1002. The light receiving element group 1003 includes a plurality of light receiving elements provided in a matrix corresponding to the plurality of microlenses of the microlens array 1002. As each light receiving element of the light receiving element group 1003, for example, a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS, or the like can be used.

発光素子駆動部1006は、光源100Bを駆動する駆動回路である。
受光素子駆動部1004は、受光素子群1003を駆動する駆動回路である。
The light emitting element driving unit 1006 is a driving circuit that drives the light source 100B.
The light receiving element driving unit 1004 is a drive circuit that drives the light receiving element group 1003.

制御部1005は、例えば、MPUであり、発光素子駆動部1006および受光素子駆動部1004の駆動を制御する機能を有する。   The control unit 1005 is, for example, an MPU, and has a function of controlling driving of the light emitting element driving unit 1006 and the light receiving element driving unit 1004.

また、制御部1005は、受光素子群1003の受光結果と、予め記憶された生体認証情報との比較により、生体Fの認証を行う機能を有する。   In addition, the control unit 1005 has a function of performing authentication of the living body F by comparing the light reception result of the light receiving element group 1003 with biometric authentication information stored in advance.

例えば、制御部1005は、受光素子群1003の受光結果に基づいて、生体Fに関する画像パターン(例えば静脈パターン)を生成する。そして、制御部1005は、その画像パターンと、生体認証情報として予め記憶された画像パターンとを比較し、その比較結果に基づいて、生体Fの認証(例えば静脈認証)を行う。   For example, the control unit 1005 generates an image pattern (for example, a vein pattern) related to the living body F based on the light reception result of the light receiving element group 1003. Then, the control unit 1005 compares the image pattern with an image pattern stored in advance as biometric authentication information, and performs authentication (for example, vein authentication) of the biometric F based on the comparison result.

このような認証装置1000によれば、近赤外光を用いて生体認証を行うことができる。また、幅広い波長領域における近赤外域で発光し得る高効率および長寿命な発光素子1を備えるので、信頼性に優れる。
このような認証装置1000は、各種の電子機器に組み込むことができる。
According to such an authentication apparatus 1000, biometric authentication can be performed using near infrared light. In addition, since the light-emitting element 1 with high efficiency and long life that can emit light in the near-infrared region in a wide wavelength region is provided, the reliability is excellent.
Such an authentication apparatus 1000 can be incorporated into various electronic devices.

(電子機器)
図4は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
(Electronics)
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.

この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部を備える表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。   In this figure, a personal computer 1100 includes a main body 1104 provided with a keyboard 1102 and a display unit 1106 provided with a display. The display unit 1106 is rotatable with respect to the main body 1104 via a hinge structure. It is supported by.

このパーソナルコンピューター1100において、本体部1104には、前述した認証装置1000が設けられている。   In the personal computer 1100, the main body 1104 is provided with the authentication device 1000 described above.

このようなパーソナルコンピューター1100によれば、幅広い波長領域における近赤外域で発光し得る高効率および長寿命な発光素子1を備えるので、信頼性に優れる。   According to such a personal computer 1100, since the light-emitting element 1 with high efficiency and long life that can emit light in the near-infrared region in a wide wavelength range is provided, the reliability is excellent.

なお、本発明の電子機器は、図4のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)の他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピューター、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、脈拍計測装置、脈波計測装置、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。   In addition to the personal computer (mobile personal computer) shown in FIG. 4, the electronic device of the present invention includes, for example, a smartphone, a tablet terminal, a clock, a mobile phone, a digital still camera, a television, a video camera, and a viewfinder type. , Monitor direct-view video tape recorder, laptop personal computer, car navigation system, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV monitors, electronic binoculars, POS terminals, devices equipped with touch panels (for example, cash dispensers and ticket vending machines at financial institutions), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, pulse measuring devices, pulse wave measuring devices, heart Electric display device, super Wave diagnosis device, endoscope display device), fish detector, various measuring instruments, instruments (eg, vehicle, aircraft, ship instrument), flight simulator, other various monitors, projection display devices such as projectors Etc. can be applied.

また、本発明の電子機器は、前述した光源100Bを備える構成のものとして、例えば、血中酸素濃度測定器、血糖値測定器、肌診断機、体脂肪測定器、体内蛍光物質観察器、皮膚癌診断機器、瞳観察装置、血管観察機器のような医療機器(生体センサー)、赤外スキャナー機器等が、認証装置1000を備える構成以外のものとして挙げることができる。   In addition, the electronic apparatus of the present invention is configured to include the above-described light source 100B, for example, a blood oxygen concentration measuring device, a blood glucose level measuring device, a skin diagnostic device, a body fat measuring device, a body fluorescent substance observation device, a skin A medical device (biological sensor) such as a cancer diagnostic device, a pupil observation device, and a blood vessel observation device, an infrared scanner device, and the like can be cited as other than the configuration including the authentication device 1000.

以上、本発明の化合物、発光素子用化合物、発光素子、発光装置、光源、認証装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
また、本発明の発光素子および発光装置は照明用の光源として用いてもよい。
As mentioned above, although the compound of this invention, the compound for light emitting elements, the light emitting element, the light-emitting device, the light source, the authentication apparatus, and the electronic device were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these.
Further, the light emitting element and the light emitting device of the present invention may be used as a light source for illumination.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1−1.発光材料の製造
以下の工程1〜5により、前記式IRD−1で表されるベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物を合成した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1-1. Production of Luminescent Material A benzo-bis-thiadiazole compound represented by the formula IRD-1 was synthesized by the following steps 1 to 5.

[工程1]   [Step 1]

Figure 2018111674
Figure 2018111674

まず、2リットルコルベンに発煙硝酸(1.50)500gを仕込み、内温3℃まで冷却した。そこへ、濃硫酸(345ml)を内温10℃以下でゆっくりと滴下した。その後、原料4,7−ブロモ−2,1,3−ベンゾビスチアジアゾール(75.0g,255mmol)を内温10℃以下でゆっくり分割添加し、室温放置し、一晩撹拌した。   First, 500 g of fuming nitric acid (1.50) was charged in a 2 liter Kolben and cooled to an internal temperature of 3 ° C. Thereto, concentrated sulfuric acid (345 ml) was slowly added dropwise at an internal temperature of 10 ° C. or lower. Thereafter, raw material 4,7-bromo-2,1,3-benzobisthiadiazole (75.0 g, 255 mmol) was slowly added in portions at an internal temperature of 10 ° C. or less, left at room temperature, and stirred overnight.

次いで、反応液を氷水(2.7L)へ注ぎ入れ、固体をろ取した。得られた固体にトルエン(80mL)を加え、再結晶化した。得られた固体を再度トルエン(40mL)を用いて再結晶化することによって、目的物を得た(収量25.5g、収率26%)。   Next, the reaction solution was poured into ice water (2.7 L), and the solid was collected by filtration. Toluene (80 mL) was added to the obtained solid and recrystallized. The obtained solid was recrystallized again using toluene (40 mL) to obtain the desired product (yield 25.5 g, yield 26%).

Figure 2018111674
Figure 2018111674

次いで、Arガス下、2リットルコルベンにジブロモ体(15.0g、39mmol)とトリブチルフェニルスタンナン(14.7g、40mmol)をジオキサン(700mL)に溶解し、そこへPd(PPh (2.3g、2mmol)を加え、内温95℃まで昇華し、一晩撹拌した。 Next, a dibromo compound (15.0 g, 39 mmol) and tributylphenylstannane (14.7 g, 40 mmol) were dissolved in dioxane (700 mL) in 2 liters of Kolben under Ar gas, and Pd (PPh 3 ) 4 (2 3 g, 2 mmol) was added, and the temperature was sublimated to 95 ° C. and stirred overnight.

次いで、室温まで冷却後、反応駅を減圧下濃縮した。得られた固体をトルエンにて洗浄し、その後、トルエン800mLを用いて再結晶を行うことにより目的物を得た(収量7.6g、収率51%)。   Subsequently, after cooling to room temperature, the reaction station was concentrated under reduced pressure. The obtained solid was washed with toluene, and then recrystallized using 800 mL of toluene to obtain the desired product (yield 7.6 g, yield 51%).

[工程2]   [Step 2]

Figure 2018111674
Figure 2018111674

まず、Arガス下、1リットルの3つ口フラスコにN,N‘−ビス(4−ブロモフェニル)−N,N’−ジフェニルベンゼン−1,4−ジアミン(43.9g、77mmol)を脱水THF(500ml)に溶解し、−78℃まで冷却した。そこへ1.6Mn−BuLiヘキサン溶液(52.5ml、84.5mmol)を内温−60℃以下で滴下し、そのまま30分間撹拌した。その後、塩化トリブチルすず(IV)(50.1g、154mmol)を内温−60℃以下で滴下した。滴下後、室温まで上昇させ、一晩撹拌した。   First, N, N′-bis (4-bromophenyl) -N, N′-diphenylbenzene-1,4-diamine (43.9 g, 77 mmol) was dehydrated in a 1-liter three-necked flask under Ar gas. (500 ml) and cooled to -78 ° C. A 1.6Mn-BuLi hexane solution (52.5 ml, 84.5 mmol) was added dropwise thereto at an internal temperature of −60 ° C. or lower, and the mixture was stirred as it was for 30 minutes. Thereafter, tributyltin chloride (IV) (50.1 g, 154 mmol) was added dropwise at an internal temperature of −60 ° C. or lower. After dropping, the mixture was raised to room temperature and stirred overnight.

次いで、NaF(4.20g、100mmol)を水(500ml)に溶解し、そこへ反応液を注ぎ入れた。トルエン(250ml)を加えて1時間撹拌した後、有機層を分取し、再度有機層を水(250ml×2)を用いて洗浄した。得られた有機層を減圧下濃縮操作を行うことによって、目的物を得た(収量59g)。   Next, NaF (4.20 g, 100 mmol) was dissolved in water (500 ml), and the reaction solution was poured therein. After adding toluene (250 ml) and stirring for 1 hour, the organic layer was separated, and the organic layer was washed again with water (250 ml × 2). The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain the desired product (yield 59 g).

[工程3]   [Step 3]

Figure 2018111674
Figure 2018111674

まず、Arガス下、500mlの3つ口フラスコにブロモ体(工程1の成果物)(7.5g、19.7mmol)とスズ体(工程2の成果物)(9.4g、9.5mmol)をジオキサン(350ml)に溶解し、そこへPd(PPh(1.13g、0.975mmol)を加え、内温95℃まで昇温し、一晩撹拌した。 First, under Ar gas, a bromo compound (product of Step 1) (7.5 g, 19.7 mmol) and a tin compound (Product of Step 2) (9.4 g, 9.5 mmol) were placed in a 500 ml three-necked flask. Was dissolved in dioxane (350 ml), Pd (PPh 3 ) 4 (1.13 g, 0.975 mmol) was added thereto, the temperature was raised to an internal temperature of 95 ° C., and the mixture was stirred overnight.

次いで、室温まで冷却後、反応液を減圧下濃縮した。得られた固体をトルエンにて洗浄し、その後、トルエン400mlを用いて再結晶を行うことにより目的物を得た(収量4.7g、収率49%)。   Then, after cooling to room temperature, the reaction solution was concentrated under reduced pressure. The obtained solid was washed with toluene, and then recrystallized using 400 ml of toluene to obtain the desired product (yield 4.7 g, yield 49%).

[工程4]   [Step 4]

Figure 2018111674
Figure 2018111674

まず、Arガス下、300mlの3つ口フラスコに酢酸(200ml)とFe(10.2g、182mmol)を加えて、内温65℃まで昇温した。そこへ工程3で得られたニトロ体(4.5g、4.4mmol)をゆっくりと分割添加し、80℃まで昇温、3時間そのまま撹拌した。   First, acetic acid (200 ml) and Fe (10.2 g, 182 mmol) were added to a 300 ml three-necked flask under Ar gas, and the temperature was raised to an internal temperature of 65 ° C. Thereto, the nitro compound (4.5 g, 4.4 mmol) obtained in Step 3 was slowly added in portions, and the temperature was raised to 80 ° C., followed by stirring for 3 hours.

次いで、反応液を室温まで冷却後、水(300ml)へ注ぎ入れた。その後、固体(Fe含む)を濾過した。その固体からTHF(300ml)を用いて有機物を抽出し、減圧下濃縮した。得られた残渣にトルエン(150ml)を加え、再度減圧濃縮することによって目的物を得た(収量2.9g、収率75%)。   The reaction mixture was then cooled to room temperature and poured into water (300 ml). Thereafter, the solid (including Fe) was filtered. The organic matter was extracted from the solid using THF (300 ml) and concentrated under reduced pressure. Toluene (150 ml) was added to the obtained residue and concentrated again under reduced pressure to obtain the desired product (yield 2.9 g, yield 75%).

[工程5]   [Step 5]

Figure 2018111674
Figure 2018111674

Arガス下、300mlの3つ口フラスコに工程4で得られたアミン体(2.5g、2.8mmol)を脱水ピリジン(90ml)に溶解し、N−チオニルアニリン(0.84g、6mmol)とトリメチルシリルクロリド(3.6g、33mmol)を加えた。その後、内温80℃まで昇温、一晩撹拌した。   Under an Ar gas, the amine compound (2.5 g, 2.8 mmol) obtained in Step 4 was dissolved in dehydrated pyridine (90 ml) in a 300 ml three-necked flask, and N-thionylaniline (0.84 g, 6 mmol) and Trimethylsilyl chloride (3.6 g, 33 mmol) was added. Thereafter, the internal temperature was raised to 80 ° C. and stirred overnight.

反応液を室温まで冷却後、水(200ml)に注ぎ入れた。析出した結晶をろ過して取り出し、固体をTHFにて洗浄し、1.3gの固体(結晶)を得た。   The reaction mixture was cooled to room temperature and poured into water (200 ml). The precipitated crystals were filtered out and the solids were washed with THF to obtain 1.3 g of solids (crystals).

シリカゲルクロマトグラフィー(シリカゲル100g、展開溶媒クロロベンゼン)にて精製を行った。   Purification was performed by silica gel chromatography (silica gel 100 g, developing solvent chlorobenzene).

最後にキシレンを用いた再沈殿法により精製を行うことで、目的物である前記化学式IRD−1で表わされる化合物を得た(収量0.8g、収率30%)。   Finally, purification was performed by a reprecipitation method using xylene to obtain a compound represented by the above chemical formula IRD-1 as a target product (yield 0.8 g, yield 30%).

1−2.ホスト材料の製造
前記式IRH1−5等で表されるテトラセン系ホスト材料および前記式IRH2−30等で表されるアントラセン系ホスト材料は、それぞれ、特開2013−177327および特開2013−179123に記載の製造方法を参照して合成した。
1-2. Manufacture of host material The tetracene host material represented by the formula IRH1-5 and the like and the anthracene host material represented by the formula IRH2-30 and the like are described in JP2013-177327A and JP2013-179123A, respectively. The compound was synthesized with reference to the production method.

2.発光素子の製造
(実施例1)
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
2. Production of light emitting device (Example 1)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 0.5 mm was prepared. Next, an ITO electrode (anode) having an average thickness of 100 nm was formed on the substrate by sputtering.

そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、プラズマパワー100W、ガス流量20sccm、処理時間5secで行った。   And after immersing a board | substrate in order of acetone and 2-propanol and ultrasonically cleaning, oxygen plasma treatment and argon plasma treatment were performed. Each of these plasma treatments was performed with a plasma power of 100 W, a gas flow rate of 20 sccm, and a treatment time of 5 seconds.

<2> 次に、ITO電極上に、前記式HIL−1で表わされる化合物を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ70nmの正孔注入層(HIL)を形成した。   <2> Next, the compound represented by the formula HIL-1 was deposited on the ITO electrode by a vacuum deposition method to form a hole injection layer (HIL) having an average thickness of 70 nm.

<3> 次に、正孔注入層上に、発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ25nmの発光層を形成した。発光層の構成材料としては、発光材料(ゲスト材料)として前記式IRD−1で表わされる化合物(ベンゾ−ビス−チアジアゾール系化合物)を用い、ホスト材料として前記式IRH1−5で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いた。また、発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を2.0wt%とした。   <3> Next, the constituent material of the light emitting layer was deposited on the hole injection layer by a vacuum vapor deposition method to form a light emitting layer having an average thickness of 25 nm. As a constituent material of the light emitting layer, a compound represented by the above formula IRD-1 (benzo-bis-thiadiazole compound) is used as a light emitting material (guest material), and a compound represented by the above formula IRH1-5 (tetracene) as a host material. System material) was used. Further, the content (dope concentration) of the light emitting material (dopant) in the light emitting layer was 2.0 wt%.

<4> 次に、発光層上に、前記ETL1−3で表される化合物(アザインドリジン系化合物)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ95nmの電子輸送層(第1電子輸送層;ETL1)を形成した。   <4> Next, a compound represented by the ETL1-3 (azaindolizine compound) is formed on the light emitting layer by a vacuum deposition method, and an electron transport layer (first electron transport layer) having an average thickness of 95 nm is formed. ETL1) was formed.

<5> 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ1nmの電子注入層を形成した。   <5> Next, on the electron transport layer, lithium fluoride (LiF) was formed by a vacuum deposition method to form an electron injection layer having an average thickness of 1 nm.

<6> 次に、電子注入層上に、Alを真空蒸着法により成膜した。これにより、Alで構成される平均厚さ100nmの陰極を形成した。   <6> Next, Al was formed into a film by the vacuum evaporation method on the electron injection layer. Thereby, a cathode having an average thickness of 100 nm made of Al was formed.

<7> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。   <7> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.

以上の工程により、発光素子を製造した。   The light emitting device was manufactured through the above steps.

(実施例2)
前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として前記式IRD−2で表わされる化合物を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 2)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula IRD-2 was used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>.

(実施例3)
前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として前記式IRD−3で表わされる化合物を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 3)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula IRD-3 was used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>.

(実施例4)
前記工程<2>で形成する正孔注入層の平均厚さを30nmとし、前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として前記式IRD−6で表わされる化合物を用い、発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を5.0wt%とし、さらに、前記工程<4>で形成する電子輸送層の平均厚さを75nmとした以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
Example 4
The average thickness of the hole injection layer formed in the step <2> is set to 30 nm, and the compound represented by the formula IRD-6 is used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>. Except that the content (dope concentration) of the material (dopant) was 5.0 wt% and the average thickness of the electron transport layer formed in the step <4> was 75 nm, the same as in Example 1 described above. Thus, a light emitting device was manufactured.

(実施例5)
前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として前記式IRD−7で表わされる化合物を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 5)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula IRD-7 was used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>.

(実施例6)
前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として前記式IRD−9で表わされる化合物を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 6)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula IRD-9 was used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>.

(実施例7)
前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として前記式IRD−10で表わされる化合物を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 7)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula IRD-10 was used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>.

(実施例8)
前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として前記式IRD−13で表わされる化合物を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 8)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula IRD-13 was used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>.

(実施例9)
前記工程<3>において、発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を0.5wt%とした以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
Example 9
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the content (dope concentration) of the light emitting material (dopant) in the light emitting layer in the step <3> was changed to 0.5 wt%.

(実施例10)
前記工程<3>において、発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を5.0wt%とした以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 10)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the content (dope concentration) of the light emitting material (dopant) in the light emitting layer was 5.0 wt% in the step <3>.

(実施例11)
前記工程<3>で用いるホスト材料として前記式IRH1−2で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 11)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula IRH1-2 (tetracene-based material) was used as the host material used in the step <3>.

(実施例12)
前記工程<3>で用いるホスト材料として前記式IRH1−13で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 12)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula IRH1-13 (tetracene material) was used as the host material used in the step <3>.

(実施例13)
前記工程<3>で用いるホスト材料として前記式IRH2−30で表わされる化合物(アントラセン系材料)を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 13)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the compound (anthracene-based material) represented by the formula IRH2-30 was used as the host material used in Step <3>.

(実施例14)
前記工程<3>で用いるホスト材料として前記式IRH2−47で表わされる化合物(アントラセン系材料)を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 14)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (anthracene-based material) represented by the formula IRH2-47 was used as the host material used in the step <3>.

(実施例15)
前記工程<3>で用いるホスト材料として前記式IRH2−52で表わされる化合物(アントラセン系材料)を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 15)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (anthracene-based material) represented by the formula IRH2-52 was used as the host material used in the step <3>.

(実施例16)
前記工程<3>で用いるホスト材料としてAlqを用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 16)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that Alq 3 was used as the host material used in the step <3>.

(実施例17)
前記工程<3>で形成する発光層の平均厚さを10nm、前記工程<4>で形成する電子輸送層の厚さを85nmとした以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 17)
The light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the light emitting layer formed in the step <3> was 10 nm and the thickness of the electron transport layer formed in the step <4> was 85 nm. Manufactured.

(実施例18)
前記工程<3>で形成する発光層の平均厚さを50nm、前記工程<4>で形成する電子輸送層の厚さを45nmとした以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 18)
The light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the light emitting layer formed in the step <3> was 50 nm and the thickness of the electron transport layer formed in the step <4> was 45 nm. Manufactured.

(実施例19)
前記工程<4>において、さらに、発光層と電子輸送層(第1電子輸送層)との間に第2電子輸送層(ETL2)を設けた以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Example 19)
In step <4>, light emission was performed in the same manner as in Example 1 except that a second electron transport layer (ETL2) was further provided between the light emitting layer and the electron transport layer (first electron transport layer). A device was manufactured.

なお、第2電子輸送層の形成は、第1電子輸送層上に、前記IRH2−30で表される化合物(アントラセン系化合物)を真空蒸着法により成膜することにより行った。また、第1電子輸送層の厚さを15nm、第2電子輸送層の厚さを80nmとした。   In addition, formation of the 2nd electron carrying layer was performed by forming into a film by the vacuum evaporation method the compound (anthracene type compound) represented by said IRH2-30 on the 1st electron carrying layer. The thickness of the first electron transport layer was 15 nm, and the thickness of the second electron transport layer was 80 nm.

(実施例20)
第1電子輸送層の厚さを5nm、第2電子輸送層の厚さを90nmとした以外は、前述した実施例19と同様にして発光素子を製造した。
(Example 20)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 19 described above except that the thickness of the first electron transport layer was 5 nm and the thickness of the second electron transport layer was 90 nm.

(比較例1)
前記工程<2>で形成する正孔注入層の平均厚さを90nmとし、前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として下記式IRD−C1で表わされる化合物を用い、ホスト材料としてAlqを用い、さらに、前記工程<4>で形成する電子輸送層の平均厚さを105nmとした以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Comparative Example 1)
The average thickness of the hole injection layer formed in the step <2> is 90 nm, a compound represented by the following formula IRD-C1 is used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>, and Alq 3 is used as the host material. A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the electron transport layer formed in the step <4> was changed to 105 nm.

(比較例2)
前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として下記式IRD−C1で表わされる化合物を用いたこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(Comparative Example 2)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that a compound represented by the following formula IRD-C1 was used as the light emitting material (dopant) used in the step <3>.

(比較例3)
前記工程<3>で用いる発光材料(ドーパント)として下記式IRD−C2で表わされる化合物を用い、ホスト材料として前記式IRH1−5で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いたこと以外は、前述した比較例1と同様にして発光素子を製造した。
(Comparative Example 3)
Except for using the compound represented by the following formula IRD-C2 as the light emitting material (dopant) used in the step <3> and using the compound represented by the formula IRH1-5 (tetracene-based material) as the host material. A light emitting device was manufactured in the same manner as Comparative Example 1.

Figure 2018111674
Figure 2018111674

3.評価
各実施例および各比較例について、一定電流電源(株式会社東陽テクニカ製 KEITHLEY2400)を用いて、発光素子に100mA/cmの定電流を流し、そのときの発光ピーク波長を高速分光放射計(相馬光学製 S-9000)を用いて測定した。また、薄型フォトダイオードパワーセンサ(ソーラボ製 S132C)を用いて、700nm〜980nmの波長域における外部量子効率(発光効率)EQE(%)も測定した。
3. Evaluation About each example and each comparative example, a constant current of 100 mA / cm 2 was passed through the light-emitting element using a constant current power source (KEITLEY2400 manufactured by Toyo Corporation), and the emission peak wavelength at that time was measured with a high-speed spectroradiometer ( It was measured using Soma Optical S-9000). Moreover, the external quantum efficiency (luminous efficiency) EQE (%) in the wavelength range of 700 nm to 980 nm was also measured using a thin photodiode power sensor (S132C manufactured by Thorlabs).

さらに、発光素子に100mA/cmの定電流を流し、輝度が初期の輝度の50%となる時間(LT50)も測定した。
これらの測定結果を表1に示す。
Furthermore, a constant current of 100 mA / cm 2 was passed through the light emitting element, and the time (LT50) during which the luminance was 50% of the initial luminance was also measured.
These measurement results are shown in Table 1.

Figure 2018111674
Figure 2018111674

表1から明らかなように、各実施例の発光素子は、705nm以上975nm以下の幅広い発光ピーク波長領域を有する近赤外域で発光するととともに、各比較例の発光素子に比し、実施例16を除き、発光効率と寿命とのバランスに優れる。   As is clear from Table 1, the light emitting device of each example emits light in the near infrared region having a wide emission peak wavelength region of 705 nm to 975 nm, and compared with the light emitting device of each comparative example, Example 16 Except for this, it has an excellent balance between luminous efficiency and lifetime.

また、実施例11〜15の発光素子と実施例16の発光素子とを比較すると、実施例11〜15の発光素子は、実施例16の発光素子に比べて、外部量子効率(発光効率)が高く、濃度消光性を低減することができる。   In addition, when comparing the light-emitting elements of Examples 11 to 15 and the light-emitting elements of Example 16, the light-emitting elements of Examples 11 to 15 have an external quantum efficiency (luminous efficiency) as compared to the light-emitting element of Example 16. The concentration quenching property can be reduced.

1…発光素子、1A…発光素子、2…基板、3…陽極、4…正孔注入層、5…発光層、6…電子輸送層、6a…第2電子輸送層、6b…第1電子輸送層、7…電子注入層、8…陰極、9…封止部材、13…陰極、14…積層体、20…封止基板、21…基板、22…平坦化層、24…駆動用トランジスター、27…導電部、31…隔壁、32…反射膜、33…腐食防止膜、34…陰極カバー、35…エポキシ層、100…ディスプレイ装置、100B…光源、241…半導体層、242…ゲート絶縁層、243…ゲート電極、244…ソース電極、245…ドレイン電極、1000…認証装置、1001…カバーガラス、1002…マイクロレンズアレイ、1003…受光素子群、1004…受光素子駆動部、1005…制御部、1006…発光素子駆動部、1100…パーソナルコンピューター、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、F…生体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitting element, 1A ... Light emitting element, 2 ... Substrate, 3 ... Anode, 4 ... Hole injection layer, 5 ... Light emitting layer, 6 ... Electron transport layer, 6a ... 2nd electron transport layer, 6b ... 1st electron transport 7 ... Electron injection layer, 8 ... Cathode, 9 ... Sealing member, 13 ... Cathode, 14 ... Laminate, 20 ... Sealing substrate, 21 ... Substrate, 22 ... Planarization layer, 24 ... Driving transistor, 27 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Conductive part 31 ... Partition, 32 ... Reflective film, 33 ... Corrosion prevention film, 34 ... Cathode cover, 35 ... Epoxy layer, 100 ... Display device, 100B ... Light source, 241 ... Semiconductor layer, 242 ... Gate insulating layer, 243 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Gate electrode, 244 ... Source electrode, 245 ... Drain electrode, 1000 ... Authentication apparatus, 1001 ... Cover glass, 1002 ... Micro lens array, 1003 ... Light receiving element group, 1004 ... Light receiving element drive part, 1005 ... Control part, 1006 ... Optical device driving unit, 1100 ... personal computer, 1102 ... keyboard, 1104 ... body part, 1106 ... display unit, F ... biological

Claims (13)

下記一般式IRDで表わされることを特徴とする化合物。
Figure 2018111674
[前記一般式IRD中、基Zは、芳香族環を含む炭素数1〜50の置換基であり、各基Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。]
A compound represented by the following general formula IRD.
Figure 2018111674
[In the general formula IRD, the group Z is a C 1-50 substituent containing an aromatic ring, and each group R is independently a hydrogen atom, C 1-20 containing an aromatic ring. Any one of the substituents. ]
下記一般式IRDで表わされることを特徴とする発光素子用化合物。
Figure 2018111674
[前記一般式IRD中、基Zは、芳香族環を含む炭素数1〜50の置換基であり、各基Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。]
A compound for a light emitting device, represented by the following general formula IRD.
Figure 2018111674
[In the general formula IRD, the group Z is a C 1-50 substituent containing an aromatic ring, and each group R is independently a hydrogen atom, C 1-20 containing an aromatic ring. Any one of the substituents. ]
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間に通電することにより発光する発光層と、を有し、
前記発光層は、発光材料として下記一般式IRDで表わされる化合物を含んで構成されることを特徴とする発光素子。
Figure 2018111674
[前記一般式IRD中、基Zは、芳香族環を含む炭素数1〜50の置換基であり、各基Rは、それぞれ独立して、水素原子、芳香族環を含む炭素数1〜20の置換基のうちのいずれかである。]
The anode,
A cathode,
A light emitting layer that is provided between the anode and the cathode and emits light when energized between the anode and the cathode;
The light emitting layer is configured to include a compound represented by the following general formula IRD as a light emitting material.
Figure 2018111674
[In the general formula IRD, the group Z is a C 1-50 substituent containing an aromatic ring, and each group R is independently a hydrogen atom, C 1-20 containing an aromatic ring. Any one of the substituents. ]
前記発光材料を保持するホスト材料として下記式IRH1で表わされる化合物を含んで構成される請求項3に記載の発光素子。
Figure 2018111674
[前記式IRH1中、nは、1〜12の自然数を示し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールアミノ基を示す。]
The light emitting element of Claim 3 comprised including the compound represented by following formula IRH1 as a host material which hold | maintains the said light emitting material.
Figure 2018111674
[In the formula IRH1, n represents a natural number of 1 to 12, and R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group which may have a substituent, or an arylamino group. ]
前記発光材料を保持するホスト材料として下記式IRH2で表わされる化合物を含んで構成される請求項3に記載の発光素子。
Figure 2018111674
[前記式IRH2中、nは、1〜10の自然数を示し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールアミノ基を示す。]
The light emitting element of Claim 3 comprised including the compound represented by following formula IRH2 as a host material holding the said light emitting material.
Figure 2018111674
[In the formula IRH2, n represents a natural number of 1 to 10, and R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group which may have a substituent, or an arylamino group. ]
前記ホスト材料は、炭素原子および水素原子で構成されている請求項4または5に記載の発光素子。   The light emitting device according to claim 4, wherein the host material is composed of carbon atoms and hydrogen atoms. 前記発光層中における前記発光材料の含有量は、0.5wt%以上5.0wt%以下である請求項3ないし6のいずれか1項に記載の発光素子。   7. The light emitting device according to claim 3, wherein a content of the light emitting material in the light emitting layer is 0.5 wt% or more and 5.0 wt% or less. 前記発光層と前記陰極との間に設けられ、アントラセン骨格を有する化合物を含んで構成されている電子輸送層を備える請求項3ないし7のいずれか1項に記載の発光素子。   8. The light emitting device according to claim 3, further comprising an electron transport layer provided between the light emitting layer and the cathode and configured to include a compound having an anthracene skeleton. 前記発光層の厚さは、10nm以上50nm以下である請求項3ないし8のいずれか1項に記載の発光素子。   The light emitting device according to claim 3, wherein the light emitting layer has a thickness of 10 nm to 50 nm. 請求項3ないし9のいずれか1項に記載の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。   A light-emitting device comprising the light-emitting element according to claim 3. 請求項3ないし9のいずれか1項に記載の発光素子を備えることを特徴とする光源。   A light source comprising the light emitting device according to claim 3. 請求項3ないし9のいずれか1項に記載の発光素子を備えることを特徴とする認証装置。   An authentication apparatus comprising the light emitting device according to claim 3. 請求項3ないし9のいずれか1項に記載の発光素子を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the light emitting element according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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