JP5563399B2 - 有機電界発光素子及びp−ジシアノベンゼン構造を有する化合物 - Google Patents
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Description
また素子の駆動電圧の低減、並びに輝度及び耐久性の向上のため、フェニレンに縮合多環芳香族基が2つ以上置換した電荷輸送材料を使用した素子が特許文献2に記載されている。
しかしながら、これら従来の電荷輸送材料を用いた素子は耐久性が低く、耐久性の大幅な向上が求められている。
従来の電荷輸送材料を用いた素子が有するこの問題に対し、本発明者らは、p−ジシアノベンゼン構造を有し、かつ特定の置換基を有する化合物を用いることにより、耐久性が大幅に向上した有機電界発光素子が提供されることを見出した。
また、本発明の別の目的は、上述の有機電界発光素子に有用な化合物、並びに該化合物を含有する組成物及び薄膜を提供することである。更に、本発明の別の目的は、本発明の有機電界発光素子を含む発光装置、表示装置及び照明装置を提供することである。
R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R12とR13、及びR13とR14、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
nは1、2又は3を表す。
nが2又は3の時、複数のR11〜R15は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。
〔2〕 前記一般式(1)において、nが2である、上記〔1〕に記載の有機電界発光素子。
〔3〕 前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物である、上記〔1〕又は〔2〕に記載の有機電界発光素子。
R22、R23、R24、R27、R28及びR29はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R22とR23、R23とR24、R27とR28、及びR28とR29、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。
〔4〕 前記一般式(2)において、R21とR26、R22とR27、R23とR28、R24とR29、及びR25とR30、がそれぞれ同一である、上記〔3〕に記載の有機電界発光素子。
〔5〕 前記発光層に、少なくとも一種類の燐光発光材料を含有する、上記〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
〔6〕 前記燐光発光材料が、下記一般式(E−1)で表されるイリジウム錯体である、上記〔5〕に記載の有機電界発光素子。
A1はZ1と窒素原子と共に5又は6員のヘテロ環を形成する原子群を表す。
B1はZ2と炭素原子と共に5又は6員環を形成する原子群を表す。
(X−Y)はモノアニオン性の二座配位子を表す。
nE1は1〜3の整数を表す。
〔7〕 前記一般式(1)又は(2)で表される化合物を、前記発光層に含有する、上記〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
〔8〕 前記一般式(1)又は(2)で表される化合物を、前記発光層と前記陰極との間の層に用いる、上記〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
〔9〕 上記〔1〕〜〔8〕のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた発光装置。
〔10〕 上記〔1〕〜〔8〕のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
〔11〕 上記〔1〕〜〔8〕のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。
〔12〕 下記一般式(1)で表される化合物。
R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R12とR13、及びR13とR14、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
nは1、2又は3を表す。
nが2又は3の時、複数のR11〜R15は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。
〔13〕 前記一般式(1)において、nが2である、上記〔12〕に記載の化合物。
〔14〕 下記一般式(2)で表される化合物である、上記〔12〕又は〔13〕に記載の化合物。
R22、R23、R24、R27、R28及びR29はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R22とR23、R23とR24、R27とR28、及びR28とR29、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。
〔15〕 前記一般式(2)において、R21とR26、R22とR27、R23とR28、R24とR29、及びR25とR30、がそれぞれ同一である、上記〔14〕に記載の化合物。
〔16〕 上記〔12〕〜〔15〕のいずれか一項に記載の、前記一般式(1)又は(2)で表される化合物を含有する組成物。
〔17〕 上記〔12〕〜〔15〕のいずれか一項に記載の、前記一般式(1)又は(2)で表される化合物を含有する薄膜。
(置換基群A)
アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメチル、エチル、イソプロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜10であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(芳香族ヘテロ環基も包含し、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、セレン原子、テルル原子であり、具体的にはピリジル、ピラジニル、ピリミジル、ピリダジニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、キノリル、フリル、チエニル、セレノフェニル、テルロフェニル、ピペリジル、ピペリジノ、モルホリノ、ピロリジル、ピロリジノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基、シロリル基などが挙げられる。)、シリル基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリルオキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。)、ホスホリル基(例えばジフェニルホスホリル基、ジメチルホスホリル基などが挙げられる。)が挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。また、置換基に置換した置換基は更に置換されてもよく、さらなる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。また、置換基に置換した置換基に置換した置換基は更に置換されてもよく、さらなる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。
アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメチル、エチル、イソプロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。)、シアノ基、ヘテロ環基(芳香族ヘテロ環基も包含し、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、セレン原子、テルル原子であり、具体的にはピリジル、ピラジニル、ピリミジル、ピリダジニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、キノリル、フリル、チエニル、セレノフェニル、テルロフェニル、ピペリジル、ピペリジノ、モルホリノ、ピロリジル、ピロリジノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基、シロリル基などが挙げられる。)これらの置換基は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、前記置換基群Bから選択される基を挙げることができる。また、置換基に置換した置換基は更に置換されてもよく、さらなる置換基としては、以上に説明した置換基群Bから選択される基を挙げることができる。また、置換基に置換した置換基に置換した置換基は更に置換されてもよく、さらなる置換基としては、以上に説明した置換基群Bから選択される基を挙げることができる。
以下、一般式(1)で表される化合物について説明する。
R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R12とR13、及びR13とR14、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
nは1、2又は3を表す。
nが2又は3の時、複数のR11〜R15は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。
R11及びR15で表されるアルキル基は、直鎖又は分岐鎖状のアルキル基であり、置換基は有さない。R11及びR15で表されるアルキル基は、好ましくは炭素数1〜18のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜12のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数1〜6のアルキル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、i−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、t−アミル基、s−イソアミル基及びn−ヘキシル基、のいずれかであり、最も好ましくはメチル基、i−プロピル基、n−ブチル基、及びt−ブチル基のいずれかである。
R12、R13及びR14はより好ましくはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、無置換のフェニル基、フェニル基を有するフェニル基、フェナントレニル基及びシアノ基を有するフェニル基、又は無置換のトリフェニレニル基を表すか、或いは、R12とR13、及びR13とR14、はそれぞれ結合して、無置換のフェナントレン環、無置換のトリフェニレン環、又はアルキル基を有するフルオレン環を形成してもよい。
nが2の時、一般式(1)に含まれるp−ジシアノベンゼン構造に置換する2つの置換基は対称であることが好ましい。
置換基Cは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、又はフェニル基であり、より好ましくはアルキル基、シアノ基、又はフェニル基である。
R22、R23、R24、R27、R28及びR29はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R22とR23、R23とR24、R27とR28、及びR28とR29、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。
一般式(2)において、R22、R23、R24、R27、R28及びR29の具体例及び好ましい範囲は、一般式(1)におけるR12、R13及びR14の具体例及び好ましい範囲と同様である。
一般式(1)又は(2)で表される化合物の膜状態でのT1エネルギーは、2.39eV(55kcal/mol)以上3.51eV(80kcal/mol)以下であることが好ましく、2.52eV(58kcal/mol)以上3.25eV(75kcal/mol)以下であることがより好ましく、2.65eV(61kcal/mol)以上3.04eV(70kcal/mol)以下であることが更に好ましい。特に、発光材料として燐光発光材料を用いる場合には、T1エネルギーが上記範囲となることが好ましい。
一般式(1)又は(2)で表される化合物を発光層中に含有させる場合、本発明の一般式(1)又は(2)で表される化合物は発光層の全質量に対して0.1〜99質量%含ませることが好ましく、1〜97質量%含ませることがより好ましく、10〜96質量%含ませることが更に好ましい。一般式(1)又は(2)で表される化合物を発光層以外の層に更に含有させる場合は、該発光層以外の層の全質量に対して70〜100質量%含まれることが好ましく、85〜100質量%含まれることがより好ましい。
本発明は、上記一般式(1)で表される電荷輸送材料にも関する。上記一般式(1)で表される電荷輸送材料は、好ましくは上記一般式(2)で表される電荷輸送材料である。
本発明の一般式(1)又は(2)で表される化合物及び電荷輸送材料は、電子写真、有機トランジスタ、有機光電変換素子(エネルギー変換用途、センサー用途等)、有機電界発光素子等の有機エレクトロニクス素子に好ましく用いることができ、有機電界発光素子に用いるのが特に好ましい。 一般式(1)又は(2)で表される電荷輸送材料の好ましい範囲は前記の通りである。
本発明は上記一般式(1)又は(2)で表される化合物を含む組成物にも関する。本発明の組成物において、一般式(1)又は(2)で表される化合物の含有量は、組成物中の全固形分に対して30〜99質量%であることが好ましく、50〜97質量%であることがより好ましく、70〜96質量%であることが更に好ましい。本発明の組成物における他に含有しても良い成分としては、有機物でも無機物でもよく、有機物としては、後述するホスト材料、蛍光発光材料、燐光発光材料、炭化水素材料として挙げた材料が適用でき、好ましくはホスト材料、燐光発光材料、炭化水素材料である。
本発明の組成物は蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等の湿式製膜法により有機電界発光素子の有機層を形成することができる。
本発明の有機電界発光素子について詳細に説明する。
本発明の有機電界発光素子は、基板上に、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層とを有する有機電界発光素子であって、前記少なくとも一層の有機層のいずれか少なくとも一層に、少なくとも一種類の後述の一般式(1)で表される化合物を含有する。発光素子の性質上、一対の電極である陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明若しくは半透明であることが好ましい。
有機層としては、発光層以外に、正孔注入層、正孔輸送層、ブロック層(正孔ブロック層、励起子ブロック層など)、電子輸送層などが挙げられる。これらの有機層は、それぞれ複数層設けてもよく、複数層設ける場合には同一の材料で形成してもよいし、層毎に異なる材料で形成してもよい。
図1に、本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例を示す。図1の有機電界発光素子10は、基板2上に、一対の電極(陽極3と陰極9)の間に発光層6を含む有機層を有する。有機層としては、陽極側3から正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、正孔ブロック層7及び電子輸送層8がこの順に積層されている。
前記有機層の層構成としては、特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記透明電極上に又は前記半透明電極上に形成されるのが好ましい。この場合、有機層は、前記透明電極又は前記半透明電極上の前面又は一面に形成される。
有機層の形状、大きさ、及び厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
・陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、
・陽極/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/陰極、
・陽極/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極、
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/陰極、
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極、
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極。
有機電界発光素子の素子構成、基板、陰極及び陽極については、例えば、特開2008−270736号公報に詳述されており、該公報に記載の事項を本発明に適用することができる。
本発明で使用する基板としては、有機層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
<陽極>
陽極は、通常、有機層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
<陰極>
陰極は、通常、有機層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
本発明における有機層について説明する。
本発明の有機電界発光素子において、各有機層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、スピンコート法、バーコート法等の溶液塗布法のいずれによっても好適に形成することができる。有機層の少なくとも1層が溶液塗布法により形成されることが好ましい。
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。本発明の有機電界発光素子における発光層は、少なくとも一種類の蛍光発光材料又は燐光発光材料を含有し、少なくとも一種類の燐光発光材料を含有することが外部量子収率の向上の観点で好ましい。
本発明では、発光層に含有される少なくとも一種類の蛍光発光材料又は燐光発光材料に加えて、発光材料として、発光層に含有される蛍光発光材料や燐光発光材料とは異なる蛍光発光材料や燐光発光材料を用いることができる。
これら蛍光発光材料や燐光発光材料については、例えば、特開2008−270736号公報の段落番号[0100]〜[0164]、特開2007−266458号公報の段落番号[0088]〜[0090]に詳述されており、これら公報の記載の事項を本発明に適用することができる。
これら燐光発光性金属錯体化合物は、発光層において、前記一般式(1)又は(2)で表される化合物と共に含有されるのが好ましい。
A1はZ1と窒素原子と共に5又は6員のヘテロ環を形成する原子群を表す。
B1はZ2と炭素原子と共に5又は6員環を形成する原子群を表す。
(X−Y)はモノアニオン性の二座配位子を表す。
nE1は1〜3の整数を表す。
Z1及びZ2はそれぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Z1及びZ2として好ましくは炭素原子である。
錯体の安定性、発光波長制御及び発光量子収率の観点から、A1、Z1及び窒素原子で形成される5又は6員のヘテロ環として好ましくは、ピリジン環、ピラジン環、イミダゾール環、ピラゾール環であり、より好ましくはピリジン環、イミダゾール環、ピラジン環であり、更に好ましくはピリジン環、イミダゾール環であり、最も好ましくはピリジン環である。
前記置換基同士は連結して縮合環を形成していてもよく、形成される環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、チオフェン環、フラン環などが挙げられる。これら形成される環は置換基を有していてもよく、置換基としては前述の炭素原子上の置換基、窒素原子上の置換基が挙げられる。
錯体の安定性、発光波長制御及び発光量子収率の観点からB1、Z2及び炭素原子で形成される5又は6員環として好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チオフェン環であり、より好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラゾール環であり、更に好ましくはベンゼン環、ピリジン環である。
また前記A1、Z1及び窒素原子で形成される5又は6員のヘテロ環の置換基と、前記B1、Z2及び炭素原子で形成される5又は6員環の置換基とが連結して、前述と同様の縮合環を形成していてもよい。
(X−Y)で表される配位子としては下記一般式(l−1)〜(l−14)が好ましいが、本発明はこれらに限定されない。
(X−Y)で表される配位子として好ましくは、ジケトン類あるいはピコリン酸誘導体であり、錯体の安定性と高い発光効率が得られる観点から以下に示されるアセチルアセトネート(acac)であることが最も好ましい。
REは水素原子又は置換基を表す。
(X−Y)はモノアニオン性の二座配位子を表す。
nE2は1〜3の整数を表す。
AE1〜AE4として好ましくはC−REであり、AE1〜AE4がC−REである場合に、AE3のREとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子、又はシアノ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はフッ素原子であり、特に好ましく水素原子、又はフッ素原子であり、AE1、AE2及びAE4のREとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子、又はシアノ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はフッ素原子であり、特に好ましく水素原子である。
(X−Y)、及びnE2は一般式(E−1)における(X−Y)、及びnE1と同義であり好ましい範囲も同様である。
AはCR’又は窒素原子を表し、R’は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、−CN、ペルフルオロアルキル基、トリフルオロビニル基、−CO2R、−C(O)R、−NR2、−NO2、−OR、ハロゲン原子、アリール基又はヘテロアリール基を表し、更に置換基Zを有していてもよい。Rはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
RT1〜RT7、及びR’は、任意の2つが互いに結合して縮合4〜7員環を形成してもよく、該縮合4〜7員環は、シクロアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、該縮合4〜7員環は更に置換基Zを有していてもよい。これらのうち、RT1とRT7、又はRT5とRT6で縮環してベンゼン環を形成する場合が好ましく、RT5とRT6で縮環してベンゼン環を形成する場合が特に好ましい。
置換基Zはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、−R”、−OR”、−N(R”)2、−SR”、−C(O)R”、−C(O)OR”、−C(O)N(R”)2、−CN、−NO2、−SO2、−SOR”、−SO2R”、又は−SO3R”を表し、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
(X−Y)は、モノアニオン性の二座配位子を表す。nE3は1〜3の整数を表す。
シクロアルキル基としては、置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、置換してもよい基としては、前述の置換基Zを挙げることができる。RT1〜RT7、及びR’で表されるシクロアルキル基として、好ましくは環員数4〜7のシクロアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数5〜6のシクロアルキル基であり、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
RT1〜RT7、及びR’で表されるアルケニル基としては好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニル、アリル、1−プロペニル、1−イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。
RT1〜RT7、及びR’で表されるアルキニル基としては、好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばエチニル、プロパルギル、1−プロピニル、3−ペンチニルなどが挙げられる。
またAがCR’を表すと共に、RT1〜RT7、及びR’のうち、0〜2つがアルキル基又はフェニル基で、残りが全て水素原子である場合が特に好ましく、RT1〜RT7、及びR’のうち、0〜2つがアルキル基で、残りが全て水素原子である場合が特に好ましい。
(X−Y)は、一般式(E−1)における(X−Y)と同義であり好ましい範囲も同様である。
R1’〜R5’は、任意の2つが互いに結合して縮合4〜7員環を形成してもよく、該縮合4〜7員環は、シクロアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、該縮合4〜7員環は更に置換基Zを有していてもよい。
Zはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、−R”、−OR”、−N(R”)2、−SR”、−C(O)R”、−C(O)OR”、−C(O)N(R”)2、−CN、−NO2、−SO2、−SOR”、−SO2R”、又は−SO3R”を表し、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
また、R1’〜R5’における好ましい範囲は、一般式(E−3)におけるRT1〜RT7、R’と同様である。またAがCR’を表すと共に、RT1〜RT4、R’、及びR1’〜R5’のうち、0〜2つがアルキル基又はフェニル基で残りが全て水素原子である場合が特に好ましく、RT1〜RT4、R’、及びR1’〜R5’のうち、0〜2つがアルキル基で残りが全て水素原子である場合が更に好ましい。
RT5、RT6、R6’〜R8’は、任意の2つが互いに結合して縮合4〜7員環を形成してもよく、該縮合4〜7員環は、シクロアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、該縮合4〜7員環は更に置換基Zを有していてもよい。
Zはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、−R”、−OR”、−N(R”)2、−SR”、−C(O)R”、−C(O)OR”、−C(O)N(R”)2、−CN、−NO2、−SO2、−SOR”、−SO2R”、又は−SO3R”を表し、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
また、R6’〜R8’における好ましい範囲は、一般式(E−3)におけるRT1〜RT7、R’と同様である。またAがCR’を表すと共に、RT2〜RT6、R’、及びR6’〜R8’のうち、0〜2つがアルキル基又はフェニル基で残りが全て水素原子である場合が特に好ましく、RT2〜RT6、R’、及びR6’〜R8’のうち、0〜2つがアルキル基で残りが全て水素原子である場合が更に好ましい。
R1a〜R1kは、任意の2つが互いに結合して縮合4〜7員環を形成してもよく、該縮合4〜7員環は、シクロアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、該縮合4〜7員環は更に置換基Zを有していてもよい。
Zはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、−R”、−OR”、−N(R”)2、−SR”、−C(O)R”、−C(O)OR”、−C(O)N(R”)2、−CN、−NO2、−SO2、−SOR”、−SO2R”、又は−SO3R”を表し、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
(X−Y)は、モノアニオン性の二座配位子を表す。
nE6は1〜3の整数を表す。
R1jとR1kとが連結し単結合を形成する場合が特に好ましい。
(X−Y)、及びnE6の好ましい範囲は、一般式(E−3)における(X−Y)、及びnE3と同様である。
R1a〜R1iは、任意の2つが互いに結合して縮合4〜7員環を形成してもよく、該縮合4〜7員環は、シクロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基であり、該縮合4〜7員環は更に置換基Zを有していてもよい。
Zはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、−R”、−OR”、−N(R”)2、−SR”、−C(O)R”、−C(O)OR”、−C(O)N(R”)2、−CN、−NO2、−SO2、−SOR”、−SO2R”、又は−SO3R”を表し、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
(X−Y)は、モノアニオン性の二座配位子を表す。
nE7は1〜3の整数を表す。
炭素原子でPtに結合するQ1、Q2、Q3及びQ4としては、アニオン性の配位子でも中性の配位子でもよく、アニオン性の配位子としてはビニル配位子、芳香族炭化水素環配位子(例えばベンゼン配位子、ナフタレン配位子、アントラセン配位子、フェナントレン配位子など)、ヘテロ環配位子(例えばフラン配位子、チオフェン配位子、ピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、ピリダジン配位子、トリアジン配位子、チアゾール配位子、オキサゾール配位子、ピロール配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、トリアゾール配位子及び、それらを含む縮環体(例えばキノリン配位子、ベンゾチアゾール配位子など))が挙げられる。中性の配位子としてはカルベン配位子が挙げられる。
窒素原子でPtに結合するQ1、Q2、Q3及びQ4としては、中性の配位子でもアニオン性の配位子でもよく、中性の配位子としては含窒素芳香族ヘテロ環配位子(ピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、ピリダジン配位子、トリアジン配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、トリアゾール配位子、オキサゾール配位子、チアゾール配位子及びそれらを含む縮環体(例えばキノリン配位子、ベンゾイミダゾール配位子など))、アミン配位子、ニトリル配位子、イミン配位子が挙げられる。アニオン性の配位子としては、アミノ配位子、イミノ配位子、含窒素芳香族ヘテロ環配位子(ピロール配位子、イミダゾール配位子、トリアゾール配位子及びそれらを含む縮環体(例えはインドール配位子、ベンゾイミダゾール配位子など))が挙げられる。
酸素原子でPtに結合するQ1、Q2、Q3及びQ4としては、中性の配位子でもアニオン性の配位子でもよく、中性の配位子としてはエーテル配位子、ケトン配位子、エステル配位子、アミド配位子、含酸素ヘテロ環配位子(フラン配位子、オキサゾール配位子及びそれらを含む縮環体(ベンゾオキサゾール配位子など))が挙げられる。アニオン性の配位子としては、アルコキシ配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ配位子、アシルオキシ配位子、シリルオキシ配位子などが挙げられる。
硫黄原子でPtに結合するQ1、Q2、Q3及びQ4としては、中性の配位子でもアニオン性の配位子でもよく、中性の配位子としてはチオエーテル配位子、チオケトン配位子、チオエステル配位子、チオアミド配位子、含硫黄ヘテロ環配位子(チオフェン配位子、チアゾール配位子及びそれらを含む縮環体(ベンゾチアゾール配位子など))が挙げられる。アニオン性の配位子としては、アルキルメルカプト配位子、アリールメルカプト配位子、ヘテロアリールメルカプト配位子などが挙げられる。
リン原子でPtに結合するQ1、Q2、Q3及びQ4としては、中性の配位子でもアニオン性の配位子でもよく、中性の配位子としてはホスフィン配位子、リン酸エステル配位子、亜リン酸エステル配位子、含リンヘテロ環配位子(ホスフィニン配位子など)が挙げられ、アニオン性の配位子としては、ホスフィノ配位子、ホスフィニル配位子、ホスホリル配位子などが挙げられる。
Q1、Q2、Q3及びQ4で表される基は、置換基を有していてもよく、置換基としては前記置換基群Aとして挙げたものが適宜適用できる。また置換基同士が連結していても良い(Q3とQ4が連結した場合、環状四座配位子のPt錯体になる)。
錯体の安定性及び発光量子収率の観点から、L1、L2及びL3として好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、イミノ基、オキシ基、チオ基、シリレン基であり、より好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基、イミノ基であり、更に好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基であり、更に好ましくは、単結合、メチレン基、フェニレン基であり、更に好ましくは単結合、ジ置換のメチレン基であり、更に好ましくは単結合、ジメチルメチレン基、ジエチルメチレン基、ジイソブチルメチレン基、ジベンジルメチレン基、エチルメチルメチレン基、メチルプロピルメチレン基、イソブチルメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、メチルフェニルメチレン基、シクロヘキサンジイル基、シクロペンタンジイル基、フルオレンジイル基、フルオロメチルメチレン基である。
L1は特に好ましくはジメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、シクロヘキサンジイル基であり、最も好ましくはジメチルメチレン基である。
L2及びL3として最も好ましくは単結合である。
A401〜A414はそれぞれ独立にC−R又は窒素原子を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。
Rで表される置換基としては、前記置換基群Aとして挙げたものが適用できる。
A401〜A406として好ましくはC−Rであり、R同士が互いに連結して環を形成していても良い。A401〜A406がC−Rである場合に、A402、A405のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子であり、特に好ましくは水素原子、フッ素原子である。A401、A403、A404、A406のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子であり、特に好ましく水素原子である。
L41は、前記一般式(C−1)中のL1と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
A407〜A414がC−Rを表す場合に、A408、A412のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、ペルフルオロアルキル基、アルキル基、アリール基、フッ素原子、シアノ基であり、特に好ましくは、水素原子、フェニル基、ペルフルオロアルキル基、シアノ基である。A407、A409、A411、A413のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、ペルフルオロアルキル基、フッ素原子、シアノ基であり、特に好ましく水素原子、フェニル基、フッ素原子である。A410、A414のRとして好ましくは水素原子、フッ素原子であり、より好ましくは水素原子である。A407〜A409、A411〜A413のいずれかがC−Rを表す場合に、R同士が互いに連結して環を形成していても良い。
炭素原子でPtに結合するYとしてはビニル配位子が挙げられる。窒素原子でPtに結合するYとしてはアミノ配位子、イミノ配位子が挙げられる。酸素原子でPtに結合するYとしては、アルコキシ配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ配位子、アシルオキシ配位子、シリルオキシ配位子、カルボキシル配位子、リン酸配位子、スルホン酸配位子などが挙げられる。硫黄原子でPtに結合するYとしては、アルキルメルカプト配位子、アリールメルカプト配位子、ヘテロアリールメルカプト配位子、チオカルボン酸配位子などが挙げられる。
Yで表される配位子は、置換基を有していてもよく、置換基としては前記置換基群Aとして挙げたものが適宜適用できる。また置換基同士が連結していても良い。
例えば、配位子、又はその解離体と金属化合物を溶媒(例えば、ハロゲン系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、ニトリル系溶媒、アミド系溶媒、スルホン系溶媒、スルホキサイド系溶媒、水などが挙げられる)の存在下、若しくは、溶媒非存在下、塩基の存在下(無機、有機の種々の塩基、例えば、ナトリウムメトキシド、t−ブトキシカリウム、トリエチルアミン、炭酸カリウムなどが挙げられる)、若しくは、塩基非存在下、室温以下、若しくは加熱し(通常の加熱以外にもマイクロウェーブで加熱する手法も有効である)得ることができる。
また、発光層は一層であっても二層以上の多層であってもよく、それぞれの層に同じ発光材料やホスト材料を含んでもよいし、層毎に異なる材料を含んでもよい。発光層が複数の場合、それぞれの発光層が異なる発光色で発光してもよい。
ホスト材料とは、発光層において主に電荷の注入、輸送を担う化合物であり、また、それ自体は実質的に発光しない化合物のことである。ここで「実質的に発光しない」とは、該実質的に発光しない化合物からの発光量が好ましくは素子全体での全発光量の5%以下であり、より好ましくは3%以下であり、更に好ましくは1%以下であることを言う。
ホスト材料としては、一般式(1)又は(2)で表される化合物を用いることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、8−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体及びそれらの誘導体(置換基や縮環を有していてもよい)等を挙げることができる。
本発明において、前記発光層が、ホスト材料を含むことが好ましい。前記ホスト材料は一般式(1)又は(2)で表される化合物、又は下記一般式(4−1)若しくは(4−2)で表される化合物であることが好ましい。
本発明においては、一般式(1)又は(2)で表される化合物を発光層と陰極の間の有機層(好ましくは電子輸送層)に含有する場合、発光層に一般式(4−1)又は(4−2)で表される化合物の少なくとも1つ以上を含むことが好ましい。
gは0〜8の整数を表し、電荷輸送を担うカルバゾール骨格を遮蔽しすぎない観点から0〜4が好ましい。また、合成容易さの観点から、カルバゾールが置換基を有する場合、窒素原子に対し、対称になるように置換基を持つものが好ましい。
ホスト材料のT1が燐光発光材料のT1より小さいと発光を消光してしまうためホスト材料には燐光発光材料より大きなT1が求められる。また、ホスト材料のT1が燐光発光材料より大きい場合でも、両者のT1差が小さい場合には一部、燐光発光材料からホスト材料への逆エネルギー移動が起こるため、効率低下や耐久性低下の原因となる。従って、T1が十分に大きく、化学的安定性及びキャリア注入・輸送性の高いホスト材料が求められている。
本発明の有機電界発光素子は、前記一対の電極が陽極を含み、前記発光層と該陽極との間に少なくとも一層の有機層を含むことが好ましく、該有機層に少なくとも一種類の下記一般式(M−1)で表される化合物を含有することが好ましい。
一般式(M−1)で表される化合物が含有される、発光層と陽極の間の発光層に隣接する有機層は正孔輸送層であることがより好ましい。
Ar3はアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアミノを表し、更に置換基Zを有していてもよい。
Zはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、−R”、−OR”、−N(R”)2、−SR”、−C(O)R”、−C(O)OR”、−C(O)N(R”)2、−CN、−NO2、−SO2、−SOR”、−SO2R”、又は−SO3R”を表し、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
pは1〜4の整数であり、pが2以上のときAr1及びAr2はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
RM2〜RM23はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シリル基、シアノ基、ニトロ基、又はフッ素原子を表す。
RM4、RM5、RM11、RM12、RM19及びRM20として好ましくは、水素原子、置換基Zを有していても良いアルキル基若しくはアリール基、又はフッ素原子であり、更に好ましくは水素原子である。
RM3、RM6、RM9、RM14、RM17及びRM22として好ましくは、水素原子、置換基Zを有していても良いアルキル基若しくはアリール基、フッ素原子、又はシアノ基であり、より好ましくは水素原子、又は置換基Zを有していても良いアルキル基であり、更に好ましくは水素原子である。
RM10、RM13、RM18及びRM21として好ましくは、水素原子、置換基Zを有していても良いアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基若しくはアミノ基、ニトロ基、フッ素原子、又はシアノ基であり、より好ましくは水素原子、置換基Zを有していても良いアルキル基若しくはアリール基、ニトロ基、フッ素原子、又はシアノ基であり、更に好ましくは水素原子、又は置換基Zを有していても良いアルキル基である。アルキル基が置換基を有する場合の置換基としては、フッ素原子が好ましく、置換基Zを有していても良いアルキル基の炭素数は好ましくは1〜6であり、より好ましくは1〜4である。
aは0〜4の整数を表し、複数のRS1が存在するとき、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。b〜eはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、それぞれ複数のRS2〜RS5が存在するとき、それらは同一でも異なっていてもよく、任意の2つが結合し環を形成してもよい。
qは1〜5の整数であり、qが2以上のとき複数のRS1は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。
シクロアルキル基としては、置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、置換してもよい基としては、前述の置換基Zを挙げることができる。RS1〜RS5で表されるシクロアルキル基として、好ましくは環員数4〜7のシクロアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数5〜6のシクロアルキル基であり、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
RS1〜RS5で表されるアルケニル基としては好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニル、アリル、1−プロペニル、1−イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。
RS1〜RS5で表されるアルキニル基としては、好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばエチニル、プロパルギル、1−プロピニル、3−ペンチニルなどが挙げられる。
また、一般式(M−1)で表される化合物を、複数の有機層に用いる場合はそれぞれの層において、上記の範囲で含有することが好ましい。
該正孔輸送層は、上述した材料の一種類又は二種類以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
本発明の有機電界発光素子は、前記一対の電極が陰極を含み、前記発光層と該陰極との間に少なくとも一層の有機層を含むことが好ましく、該有機層に芳香族炭化水素化合物を含有することが好ましい。
芳香族炭化水素化合物は、発光層と陰極の間の発光層に隣接する有機層に含有されることがより好ましいが、その用途が限定されることはなく、有機層内のいずれの層に更に含有されてもよい。本発明にかかる芳香族炭化水素化合物の導入層としては、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、励起子ブロック層、電荷ブロック層のいずれか、若しくは複数に含有することができる。
芳香族炭化水素化合物が含有される、発光層と陰極の間の発光層に隣接する有機層は電荷ブロック層又は電子輸送層であることが好ましく、電子輸送層であることがより好ましい。
芳香族炭化水素化合物を発光層以外の層に含有させる場合は、70〜100質量%含まれることが好ましく、85〜100質量%含まれることがより好ましい。芳香族炭化水素化合物を発光層に含有させる場合は、発光層の全質量に対して0.1〜99質量%含ませることが好ましく、1〜95質量%含ませることがより好ましく、10〜95質量%含ませることがより好ましい。
炭素原子と水素原子のみからなり、分子量が400〜1200の範囲にあり、総炭素数13〜22の縮合多環骨格を有する炭化水素化合物を用いることが好ましい。総炭素数13〜22の縮合多環骨格としては、フルオレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、クリセン、ペンタセン、ピレン、ペリレン、トリフェニレンのいずれかであることが好ましく、T1の観点からフルオレン、トリフェニレン、フェナントレンがより好ましく、化合物の安定性、電荷注入・輸送性の観点からトリフェニレンが更に好ましく、一般式(Tp−1)で表される化合物であることが特に好ましい。
フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、若しくはトリフェニレニル基(これらは更にアルキル基、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、若しくはトリフェニレニル基で置換されていてもよい)で置換されていてもよい、ベンゼン環であることが特に好ましい。
Lとして好ましくは、アルキル基又はベンゼン環で置換されていてもよいベンゼン環、フルオレン環、又はこれらを組み合わせて成るn価の連結基である。
以下にLの好ましい具体例を挙げるがこれらに限定されるものではない。なお具体例中*でトリフェニレン環と結合する。
Ar2は、メタ位が炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、又はこれらを組み合わせてなる基で置換されたベンゼン環であることが特に好ましい。
合成後、カラムクロマトグラフィー、再結晶等による精製を行った後、昇華精製により精製することが好ましい。昇華精製により、有機不純物を分離できるだけでなく、無機塩や残留溶媒等を効果的に取り除くことができる。
本発明の発光素子は、発光層と陰極との間に少なくとも一層の有機層を含むことが好ましく、該有機層に少なくとも一種類の下記一般式(O−1)で表される化合物を含有することが素子の効率や駆動電圧の観点から好ましい。以下に、一般式(O−1)について説明する。
一般式(O−1)で表される化合物は、より好ましくは下記一般式(O−2)で表される化合物である。
R02〜R04はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30)、又はヘテロアリール基(好ましくは炭素数4〜12)を表し、これらは前述の置換基群Aから選ばれる置換基を有していても良い。R02〜R04として好ましくは水素原子、アルキル基、又はアリール基であり、より好ましくは水素原子、又はアリール基であり、最も好ましくは水素原子である。
電荷輸送層とは、有機電界発光素子に電圧を印加した際に電荷移動が起こる層をいう。具体的には正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層又は電子注入層が挙げられる。好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層である。塗布法により形成される電荷輸送層が正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層であれば、低コストかつ高効率な有機電界発光素子の製造が可能となる。また、電荷輸送層として、より好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層又は電子ブロック層である。
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層、正孔輸送層については、特開2008−270736号公報の段落番号〔0165〕〜〔0167〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。これらの層に用いる電子注入材料、電子輸送材料は低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
電子輸送材料としては、本発明の一般式(1)又は(2)で表される化合物を用いることができる。その他の材料としては、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.2nm〜100nmであるのがより好ましく、0.5nm〜50nmであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、アルミニウム(III)ビス(2−メチル−8−キノリナト)4−フェニルフェノレート(Aluminum (III)bis(2−methyl−8−quinolinato)4−phenylphenolate(Balqと略記する))等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline(BCPと略記する))等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の一種類又は二種類以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する有機化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
電子ブロック層は、上述した材料の一種類又は二種類以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
本発明において、有機EL素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層については、特開2008−270736号公報の段落番号〔0169〕〜〔0170〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
本発明の素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
封止容器については、特開2008−270736号公報の段落番号〔0171〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜15ボルト)、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平2−148687号、同6−301355号、同5−29080号、同7−134558号、同8−234685号、同8−241047号の各公報、特許第2784615号、米国特許5828429号、同6023308号の各明細書等に記載の駆動方法を適用することができる。
本発明の素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、又は光通信等に好適に利用できる。特に、照明装置、表示装置等の発光輝度が高い領域で駆動されるデバイスに好ましく用いられる。
次に、図2を参照して本発明の発光装置について説明する。 本発明の発光装置は、前記有機電界発光素子を用いてなる。
図2は、本発明の発光装置の一例を概略的に示した断面図である。図2の発光装置20は、透明基板(支持基板)2、有機電界発光素子10、封止容器16等により構成されている。
ここで、接着層14としては、エポキシ樹脂等の光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができ、例えば熱硬化性の接着シートを用いることもできる。
次に、図3を参照して本発明の照明装置について説明する。
図3は、本発明の照明装置の一例を概略的に示した断面図である。本発明の照明装置40は、図3に示すように、前述した有機EL素子10と、光散乱部材30とを備えている。より具体的には、照明装置40は、有機EL素子10の基板2と光散乱部材30とが接触するように構成されている。
光散乱部材30は、光を散乱できるものであれば特に制限されないが、図3においては、透明基板31に微粒子32が分散した部材とされている。透明基板31としては、例えば、ガラス基板を好適に挙げることができる。微粒子32としては、透明樹脂微粒子を好適に挙げることができる。ガラス基板及び透明樹脂微粒子としては、いずれも、公知のものを使用できる。このような照明装置40は、有機電界発光素子10からの発光が散乱部材30の光入射面30Aに入射されると、入射光を光散乱部材30により散乱させ、散乱光を光出射面30Bから照明光として出射するものである。
(合成例1)化合物1の合成
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=8.47(s,2H),8.01(s,2H),7.87−7.67(m,10H),7.53(t,J=7.6Hz,4H),7.43(t,J=7.3Hz,2H).
合成例1において、3−ビフェニルボロン酸を4−ビフェニルボロン酸に換える以外は合成例1と同様にして、化合物2を合成した。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=8.36(s,2H),7.92(d,J=8.4Hz,4H),7.85−7.78(m,8H),7.53(t,J=7.6Hz,4H),7。44(t,J=7.2Hz,2H).
合成例1において、3−ビフェニルボロン酸を3−(3,5−ジフェニルフェニル)フェニルボロン酸に換える以外は合成例1と同様にして化合物3を合成した。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=8.52(s,2H),8.25(s,2H),8.10−8.08(m,2H),8.05(s,4H),7.95(s,2H),7.90(d,J=7.6Hz,8H),7.80−7.72(m,4H),7.53(t,J=7.6Hz,8H),7.43(t,J=7.4Hz,4H).
合成例1において、3−ビフェニルボロン酸を9−フェナントレンボロン酸に換える以外は合成例1と同様にして化合物4を合成した。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=9.04(d,J=8.4Hz,2H),8.99(d,J=8.4Hz,2H),8.50(s,2H),8.16−8.12(m,3H),8.45(s,1H),7.91−7.65(m,10H).
合成例1において、3−ビフェニルボロン酸を2−トリフェニレンボロン酸に換える以外は合成例1と同様にして化合物5を合成した。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=9.22(s,2H),9.07(d,J=9.2Hz,2H),9.03−9.00(m,2H),8.98−8.93(m,2H),8.92−8.87(m,4H),8.69(s,2H),8.8.12(d,J=8.4Hz,2H),7.83−7.76(m,8H).
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=9.04(d,J=8.8Hz,2H),8.98(d,J=8.8Hz,2H),8.55(s,2H),8.47(s,2H),8.13(d,J=7.4Hz,2H),8.08(s,4H),8.04(s,2H),7.87−7.60(m,10H).
中間体A1.7g(5mmol)、4―p−ターフェニルボロン酸1.4g(5mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.02g(0.025mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2‘,6’−ジメトキシビフェニル(SPhos)0.04g(0.1mmol)、リン酸カリウム2.1g(10mmol)、テトラヒドロフラン80ml、純水20mlを窒素雰囲気下、100℃で3時間攪拌した。反応液を室温まで放冷した後、析出した沈殿を濾取しテトラヒドロフラン、純水で洗浄した。得られた固体を純水、テトラヒドロフランで更に洗浄することにより1.8gの化合物7を得た(収率68%)。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=9.02(d,J=8.8Hz,1H),8.97(d,J=8.0Hz,1H),8.47(s,1H),8.41(s,1H),8.11(d,J=6.6Hz,1H),8.03−8.00(m,3H),7.95−7.91(m,4H),7.86−7.74(m,7H),7.68(t,J=7.8Hz,1H),7.62(d,J=8.4Hz,1H),7.52(t,J=7.6Hz,2H),7.41(t,J=7.5Hz,1H).
合成例6、合成例7と同様の反応において、9−フェナントレンボロン酸を4−tert―ブチルフェニルボロン酸に、4―p−ターフェニルボロン酸を2−トリフェニレンボロン酸に換えることで化合物8を合成した。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=9.16(s,1H),9.02(d,J=8.8Hz,1H),8.99−8.96(m,1H),8.94−8.91(m,1H),8.89−8.86(m,2H),8.57(s,1H),8.35(s,1H),8.06(d,J=8.5Hz,1H),7.82−7.75(m,4H),7.70(d,J=8.4Hz,2H),7.64(d,J=8.4Hz,2H).
合成例7において、4―p−ターフェニルボロン酸を2−トリフェニレンボロン酸に換える以外は合成例7と同様にして化合物9を合成した。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=9.26(s,1H),9.10−8.94(m,5H),8.91−8.87(m,2H),8.71(s,1H),8.47(s,1H),8.17−8.13(m,2H),8.05(s,1H),7.87−7.63(m,9H).
合成例1において、3−ビフェニルボロン酸を3−(2−トリフェニレニル)フェニルボロン酸に換える以外は合成例1と同様にして化合物10を合成した。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=9.19(s,2H),9.09−9.05(m,2H),8.97(d,J=9.2Hz,2H),8.92−8.83(m,6H),8.61(s,2H),8.38(s,2H),8.22−8.17(m,4H),7.84−7.72(m,12H).
合成例1において、3−ビフェニルボロン酸を9,9−ジメチルフルオレン−2−ボロン酸に換える以外は合成例1と同様にして化合物11を合成した。
1H NMR(400MHz,inDMSO−d6);δ(ppm)=8.40(s,2H),8.06(d,J=8.0Hz,2H),7.97−7.94(m,4H),7.73(d,J=8.0Hz,2H),7.63−7.61(m,2H),7.43−7.38(m,2H).
以下に記載する実施例及び比較例の各素子の性能は以下のように評価した。
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400を用いて、直流電圧を各素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社製輝度計BM−8を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は浜松ホトニクス製スペクトルアナライザーPMA−11を用いて測定した。これらを元に輝度が1000cd/m2付近の外部量子効率を輝度換算法により算出した。効率は数字が大きいほど好ましい。
(b) 駆動電圧
各素子を輝度が1000cd/m2になるように直流電圧を印加した時の印加電圧を駆動電圧とした。駆動電圧は数字が小さいほど好ましい。
(c) 素子耐久性
以下に記載する各素子作成例に示した輝度になるように直流電圧を印加して発光させ続け、輝度がある輝度まで減少するのに要した時間を駆動耐久性の指標とした。耐久性は数字が大きいほど好ましい。
素子作製に用いた材料は全て昇華精製を行い、高速液体クロマトグラフィー(東ソーTSKgel ODS−100Z)により純度(254nmの吸収強度面積比)が99.9%以上であることを確認した。
なお以下の実施例の見出しの横に記載される括弧書きは、発光色及び本発明の化合物をどの材料として使用したかを示す。ここで「ETL」は電子輸送材料を意味する。
厚み0.5mm、2.5cm角のITO膜を有するガラス基板(ジオマテック社製、表面抵抗10Ω/□)を洗浄容器に入れ、2−プロパノール中で超音波洗浄した後、30分間UV−オゾン処理を行った。この透明陽極(ITO膜)上に真空蒸着法にて以下の有機化合物層を順次蒸着した。
第1層:LG101 :膜厚10nm
第2層:NPD :膜厚30nm
第3層:化合物1及びRD−1(質量比90:10) :膜厚30nm
第4層:BAlq :膜厚5nm
第5層:Alq :膜厚45nm
この上に、フッ化リチウム1nm及び金属アルミニウム70nmをこの順に蒸着し陰極とした。
このものを、大気に触れさせることなく、窒素ガスで置換したグローブボックス内に入れ、ガラス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ(株)製)を用いて封止し、実施例1の素子を得た。同様に実施例1の第3層で使用した化合物1に代えて、以下の表1中に示す第3層材料を用い、かつ第4層の材料として表1中に示す材料を用いることにより、実施例2〜15、比較例1〜5の素子を得た。表中に示す耐久性は、各素子の輝度が3000cd/m2から2700cd/m2になるまでに要した時間とし、実施例1の素子を1とした相対値で示した。
層構成を以下に示すものに変えた以外は実施例1と同様にして素子を作製し、実施例16の素子を得た。同様に第4層の材料として表2中に示す材料を用いることにより、実施例17〜19、比較例6、7の素子を得た。効率、駆動電圧及び耐久性は実施例1と同様に評価し、耐久性は実施例16の素子を1とした相対値で示した。
第1層:LG101 :膜厚10nm
第2層:NPD :膜厚30nm
第3層:BAlq及びRD−2(質量比95:5) :膜厚30nm
第4層:化合物1 :膜厚5nm
第5層:Alq :膜厚45nm
層構成を以下に示すものに変えた以外は実施例1と同様にして素子を作製し、実施例20の素子を得た。同様に実施例20の第3層の材料として表3中に示す材料を用い、第4層で使用した化合物1に代えて、以下の表3中に示す第4層材料を用い、かつ第5層の材料として表3中に示す材料を用いることにより、実施例21〜24、比較例8〜11の素子を得た。耐久性は各素子の輝度が5000cd/m2から4500cd/m2になるまでに要した時間とし、実施例20の素子を1とした相対値で示した。また効率及び駆動電圧は実施例1と同様に評価した。
第1層:CuPc :膜厚10nm
第2層:NPD :膜厚25nm
第3層:NPD :膜厚5nm
第4層:化合物1及びGD−1(質量比90:10) :膜厚30nm
第5層:ET−3 :膜厚5nm
第6層:Alq :膜厚45nm
層構成を以下に示すものに変えた以外は実施例20と同様にして素子を作製し、実施例25の素子を得た。同様に第5層の材料として表4中に示す材料を用いることにより、実施例26〜28、比較例12、13の素子を得た。効率、駆動電圧及び耐久性は実施例20と同様に評価し、耐久性は実施例25の素子を1とした相対値で示した。
第1層:2−TNATA及びF4−TCNQ(質量比99.7:0.3) :膜厚160nm
第2層:NPD :膜厚5nm
第3層:HT−1 :膜厚3nm
第4層:mCBP及びGD−2(質量比85:15) :膜厚30nm
第5層:化合物1 :膜厚5nm
第6層:BCP及びLi(質量比99.4:0.6) :膜厚25nm
層構成を以下に示すものに変えた以外は実施例1と同様にして素子を作製し、実施例29の素子を得た。同様に第4層の材料として表5中に示す材料を用いることにより、実施例30〜33、比較例14、15の素子を得た。耐久性は各素子の輝度が1000cd/m2から500cd/m2になるまでに要した時間とし、実施例29の素子を1とした相対値で示した。効率及び駆動電圧は実施例1と同様に評価した。
第1層:CuPc :膜厚10nm
第2層:TPAC :膜厚30nm
第3層:mCBP及びBD−1(質量比90:10) :膜厚30nm
第4層:化合物1 :膜厚5nm
第5層:ET−2 :膜厚25nm
3・・・陽極
4・・・正孔注入層
5・・・正孔輸送層
6・・・発光層
7・・・正孔ブロック層
8・・・電子輸送層
9・・・陰極
10・・・有機電界発光素子(有機EL素子)
11・・・有機層
12・・・保護層
14・・・接着層
16・・・封止容器
20・・・発光装置
30・・・光散乱部材
30A・・・光入射面
30B・・・光出射面
31・・・透明基板
32・・・微粒子
40・・・照明装置
Claims (17)
- 基板上に、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層とを有する有機電界発光素子であって、前記少なくとも一層の有機層のいずれか少なくとも一層に、少なくとも一種類の下記一般式(1)で表される化合物を含有する有機電界発光素子。
R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R12とR13、及びR13とR14、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
nは1、2又は3を表す。
nが2又は3の時、複数のR11〜R15は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。 - 前記一般式(1)において、nが2である、請求項1に記載の有機電界発光素子。
- 前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物である、請求項1又は2に記載の有機電界発光素子。
R22、R23、R24、R27、R28及びR29はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R22とR23、R23とR24、R27とR28、及びR28とR29、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。 - 前記一般式(2)において、R21とR26、R22とR27、R23とR28、R24とR29、及びR25とR30、がそれぞれ同一である、請求項3に記載の有機電界発光素子。
- 前記発光層に、少なくとも一種類の燐光発光材料を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
- 前記一般式(1)又は(2)で表される化合物を、前記発光層に含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
- 前記一般式(1)又は(2)で表される化合物を、前記発光層と前記陰極との間の層に用いる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた発光装置。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。
- 下記一般式(1)で表される化合物。
R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R12とR13、及びR13とR14、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
nは1、2又は3を表す。
nが2又は3の時、複数のR11〜R15は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。 - 前記一般式(1)において、nが2である、請求項12に記載の化合物。
- 下記一般式(2)で表される化合物である、請求項12又は13に記載の化合物。
R22、R23、R24、R27、R28及びR29はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、置換基Cを有していてもよいフェニル基、置換基Cを有していてもよいナフチル基、置換基Cを有していてもよいフェナントレニル基、置換基Cを有していてもよいトリフェニレニル基、又は置換基Cを有していてもよいフルオレニル基を表す。R22とR23、R23とR24、R27とR28、及びR28とR29、はそれぞれ結合して、置換基Cを有していてもよい、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環又はフルオレン環を形成してもよい。
置換基Cは、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基であり、置換基Cがフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、又はフルオレニル基の場合、これら基は更に前記置換基Cを有していてもよい。 - 前記一般式(2)において、R21とR26、R22とR27、R23とR28、R24とR29、及びR25とR30、がそれぞれ同一である、請求項14に記載の化合物。
- 請求項12〜15のいずれか一項に記載の、前記一般式(1)又は(2)で表される化合物を含有する組成物。
- 請求項12〜15のいずれか一項に記載の、前記一般式(1)又は(2)で表される化合物を含有する薄膜。
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