JP5619395B2 - 有機電界発光素子及びカルバゾール化合物 - Google Patents
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Description
特に、有機電界発光素子に関しては、高分子系材料と低分子系材料を用いた2種類の方式が提案されている。高分子系材料は湿式製膜プロセスで良好な膜を形成しやすいが、一方で、不純物の影響を受けやすい。低分子系材料は高い純度を得ることが容易であり高い性能を示すものがあるが、一般的に湿式製膜プロセスにおいて良好な膜を形成することは困難である。これまでにも、低分子系材料を用いた湿式製膜プロセスによる有機デバイスの作成について報告がなされているが、充分な性能が得られない場合があった(特許文献1〜3、非特許文献1〜3)。
カルバゾール化合物は、有機電界発光素子として比較的高い性能を与える骨格として広く知られており、これまでも、湿式製膜プロセスへの適用例が報告されているが、充分な性能が得られない場合があった(特許文献4)。特に、カルバゾール骨格に対して、溶解度を向上させることを目的として、特定の置換基を3位と6位に導入された化合物が報告されているが、充分な性能が得られない場合があった(非特許文献4、特許文献5)。また、カルバゾール骨格に対して、トリチル基を導入した化合物が報告されているが、この場合にも充分な性能が得られない場合があった(特許文献6)。
また、高温、高湿の環境下での経時後においても高い効率を示し、駆動時の初期における発光輝度の低下が小さな有機電界発光素子を提供することが可能な、化合物の製造方法及び、その製造中間体を提供することである。
〔1〕
基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を含む少なくとも1層の有機層を有する有機電界発光素子に用いる組成物であって、下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする組成物。
一般式(1)
置換基(2)
〔2〕
前記一般式(1)中、R3が、前記置換基(2)であることを特徴とする〔1〕に記載の組成物。
〔3〕
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の組成物。
〔4〕
前記一般式(3)中、Ar2がフェニレン、又はビフェニレンを表すことを特徴とする〔3〕に記載の組成物。
〔5〕
前記一般式(3)中、nが2であることを特徴とする〔3〕又は〔4〕に記載の組成物。
〔6〕
基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を含む少なくとも1層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のいずれかが〔1〕〜〔5〕に記載の一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
〔7〕
前記発光層が〔1〕〜〔5〕に記載の一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物と燐光発光材料とを含むことを特徴とする〔6〕に記載の有機電界発光素子。
〔8〕
前記燐光発光材料がIr又はPt錯体であることを特徴とする〔7〕に記載の有機電界発光素子。
〔9〕
前記有機層のいずれかが〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の組成物を用いて形成されたことを特徴とする〔6〕〜〔8〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔10〕
前記有機層のいずれかが〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の組成物を用いて湿式製膜により形成されたことを特徴とする〔6〕〜〔9〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔11〕
前記湿式製膜が、コーティング法、インクジェット法、スプレー塗布法から選択されることを特徴とする〔10〕に記載の有機電界発光素子。
〔12〕
下記一般式(3)で表される化合物を、下記一般式(4)を用いて製造することを特徴とする製造方法。
〔13〕
下記の構造式で表されるカルバゾール化合物。
本発明の有機電界発光素子用組成物は、基板上に、一対の電極と、該電極間に少なくとも1層の有機層を有する有機電界発光素子に用いる組成物であって、下記一般式(1)で表される化合物を含有する。
一般式(1)で表される化合物は、カルバゾール基に特定の置換基を有するという構造的特徴により、アモルファス性が高く、欠陥の少ない膜を短時間に形成することが可能となり、高い素子性能として、高温、高湿の環境下での経時後においても高い効率を示し、かつ、特に駆動時の初期における発光輝度の低下が小さくなるという効果を奏する。
(一般式(1)で表される化合物)
置換基(2)
<置換基群V>
炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜5の無置換のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基)、炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20、更に好ましくは炭素数1〜10の置換アルキル基{例えばトリフェニルメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基、カルボキシエチル基、エトキシカルボニルメチル基、アセチルアミノメチル基、またここでは炭素数2〜18、好ましくは炭素数3〜10、更に好ましくは炭素数3〜5の不飽和炭化水素基(例えばビニル基、エチニル基1−シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベンジリデン基)も置換アルキル基に含まれることにする};炭素数6〜30、好ましくは炭素数6〜20、更に好ましくは炭素数6〜15の置換もしくは無置換のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、p−カルボキシフェニル基、p−ニトロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、p−シアノフェニル基、m−フルオロフェニル基、p−トリル基、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニル);炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜10、更に好ましくは炭素数4〜6の置換もしくは無置換のヘテロアリール基(例えばN−カルバゾイル基、3−カルバゾイル基、2−ピリジル基、5−メチル−3−ピリジル基、2−チエニル基、2−フリル基、モルホリノ基、テトラヒドロフルフリル基、ピリジミジル基);ハロゲン原子(例えば塩素、臭素、沃素、フッ素);シアノ基;カルボキシル基;リン酸基;スルホ基;ヒドロキシ基;炭素数1〜10、好ましくは炭素数2〜8、更に好ましくは炭素数2〜5のカルバモイル基(例えばメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、モルホリノカルバモイル基);炭素数0〜10、好ましくは炭素数2〜8、更に好ましくは炭素数2〜5のスルファモイル基(例えばメチルスルファモイル基、エチルスルファモイル基、ピペリジノスルファモイル基);ニトロ基;炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−フェニルエトキシ基);炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜12、更に好ましくは炭素数6〜10のアリールオキシ基(例えばフェノキシ基、p−メチルフェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、ナフトキシ基);炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシル基(例えばアセチル基、ベンゾイル基、トリクロロアセチル基);炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシルオキシ基(例えばアセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基);炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシルアミノ基(例えばアセチルアミノ基);炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のスルホニル基(例えばメタンスルホニル基、エタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基);炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のスルフィニル基(例えばメタンスルフィニル基、エタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基);炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のスルホニルアミノ基(例えばメタンスルホニルアミノ基、エタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基);
Ar1が表すアリール基としては、炭素数6〜30、好ましくは炭素数6〜20、更に好ましくは炭素数6〜15の置換もしくは無置換のアリール基(例えばフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、p−カルボキシフェニル基、p−ニトロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、p−シアノフェニル基、m−フルオロフェニル基、p−トリル基、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニル、カルバゾリル基で置換されたフェニル基、カルバゾリル基で置換されたビフェニル基)であり、好ましくは、フェニル基、ビフェニル基であり、特に好ましくは、カルバゾリル基で置換されたフェニル基、カルバゾリル基で置換されたビフェニル基である。
Ar1として好ましくは、アリール基であり、フェニル基、ビフェニル基であり、更に置換基を有していてもよい。
更なる置換基としては、上記置換基群Vが挙げられるが、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基であり、特にカルバゾリル基が好ましい。
R9、R10、R11のうち少なくとも1つはアルキル基であり、かつ、R9、R10、R11は同時に全て同じ置換基を表すことはない。
R9、R10、R11の組み合わせとしては、以下のものが挙げられる。
R9=R10=R11=アルキル基
R9=R10=アルキル基、R11=アリール基
R9=R10=アルキル基、R11=ヘテロアリール基
R9=アルキル基、R10=R11=アリール基
R9=アルキル基、R10=R11=ヘテロアリール基
一般式(3)
置換基(2)
Ar2が表すアリール基としては、炭素数6〜30、好ましくは炭素数6〜20、更に好ましくは炭素数6〜15の置換もしくは無置換のアリール基(例えばフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、p−カルボキシフェニル基、p−ニトロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、p−シアノフェニル基、m−フルオロフェニル基、p−トリル基、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニル)である。
更なる置換基としては、上記置換基群Vが挙げられるが、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基であり、特にカルバゾリル基が好ましい。
一般式(1)で表される化合物の含有量は、組成物の全質量に対して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、5〜95質量%含ませることがより好ましい。
以下、本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は一般式(3)で表される化合物を、下記一般式(4)を用いて製造することを特徴とする製造方法である。
この方法を用いることにより、純度が高く素子性能の高い化合物を得ることが可能となる。
置換基(2)
一般式(3)で表される化合物及び一般式(4)で表される化合物の好ましい範囲及び具体例は前記と同様のものを挙げることができる。
本発明の方法によれば、一般式(4)で表される化合物を高収率で得ることができる。
カップリング反応としては、遷移金属触媒、特に、銅、ニッケル、パラジウム触媒を用いる方法が好ましく、具体的な方法は、たとえば、Mauger,C.C.Mignani,G.A.著AldrichimicaActa第39巻、17頁、2006年、Schlummer,B.、Scholz,U.著Advanced.Synthetic.Catalyst.第346巻、第1599頁、2004年、Anderson,K.W.著.Angew.Chem.Int.Ed.第45巻、第6523頁、2006年、Altman,R.A.、Buchwald,S.L.著Organic Letters第8巻,第2779頁、2006年、Kiyomori,A.著Tetrahedron Letters第40巻,第2657頁、1999年、Shafir,A.、Buchwald,S.L.著Journal of the American Chemical Society第128巻,第8742頁,2006年に記載の方法が挙げられる。
本発明は下記カルバゾール化合物にも関する。本発明のカルバゾール化合物は新規化合物であり、高温、高湿の環境下での経時後においても高い効率を示し、かつ、駆動時の初期における発光輝度の低下が小さな有機電界発光素子を提供し得る化合物の製造中間体として有用である。
本発明の有機電界発光素子は、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を含む少なくとも1層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のいずれかが前記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物を含む。
本発明において、一般式(1)で表される化合物は、有機層のいずれの層に含有されてもよい。一般式(1)で表される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、もしくは複数に含有されるのが好ましく、正孔輸送層、電子輸送層又は発光層に含まれていることが好ましく、発光層に含まれていることがより好ましい。
一般式(1)で表される化合物は発光層に含有させる場合、発光層の全質量に対して1〜99質量%含ませることが好ましく、5〜95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。一般式(1)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、50〜100質量%含まれることが好ましく、60〜100質量%含まれることがより好ましい。
本発明の有機電界発光素子は通常、その透明電極と背面電極との間に2〜40ボルト程度の直流電圧(交流成分を含んでもよい)又は直流電流を印加すると発光する。また、本発明の発光素子を駆動する際には、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、米国特許5828429号、同6023308号、日本特許第2784615号等に記載の駆動方法を利用することができる。以下、本発明で用いる発光積層体をなす各層について詳述するが、本発明はそれらにより限定されない。
本発明で使用する基材は、水分を透過させない材料又は水分透過率が極めて低い材料からなるのが好ましい。該材料は、好ましくは有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム(YSZ)、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルやポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料等が挙げられる。中でも、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、かつ低通気性及び低吸湿性である有機材料が特に好ましく使用できる。基材は単一材料で形成しても、2種以上の材料で形成してもよい。基材の材料は透明電極材料に応じて適宜選択してよく、例えば透明電極が酸化インジウムスズ(ITO)である場合には、ITOとの格子定数の差が小さい材料を用いるのが好ましい。
通常、透明電極は有機化合物層に正孔を供給する陽極としての機能を有するが、陰極として機能させることもでき、この場合背面電極を陽極として機能させる。以下、透明電極を陽極とする場合について説明する。
通常、背面電極は有機化合物層に電子を注入する陰極としての機能を有するが、陽極として機能させることもでき、この場合上記透明電極を陰極として機能させる。以下、背面電極を陰極とする場合について説明する。
本発明の発光素子において、発光層は蛍光発光性化合物(蛍光発光材料)もしくは燐光発光性化合物(燐光発光材料)を含有する。好ましくは燐光発光性化合物である。燐光発光性化合物は、三重項励起子から発光することができる化合物であれば特に限定されることはない。燐光発光性化合物としては、オルトメタル化錯体又はポルフィリン錯体を用いるのが好ましく、オルトメタル化錯体を用いるのがより好ましい。ポルフィリン錯体の中ではポルフィリン白金錯体が好ましい。本発明においては、燐光発光材料がIr又はPt錯体であることが好ましい。燐光発光性化合物は単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
湿式製膜方法を用いると有機化合物層を容易に大面積化することができ、高輝度で発光効率に優れた発光素子が低コストで効率よく得られ、好ましい。湿式製膜方法は有機化合物層の材料に応じて適宜選択できる。湿式製膜方法により製膜した場合は製膜した後に乾燥してよい。乾燥は湿式製膜層が損傷しないように温度、圧力等の条件を選択して行う。
使用する反応溶媒については、特に限定されない。これらの溶媒の好ましい例には、水、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、ケトン類、エステル類が含まれる。
更に、有機溶剤は2種以上混合して用いても良い。2種以上混合する場合、第一の溶媒として発光層に含まれる発光材料及びホスト材料を溶解し、沸点が200℃以上の溶媒から選ばれる少なくとも一種を含有し、第一の溶媒の沸点は200〜300℃であることが好ましく、200〜250℃であることがより好ましい。
これにより、発光層塗布膜の平滑性の向上と、隣接層との密着性の向上し、有機EL素子の発光効率、及び素子耐久性の向上が可能になる。
第一の溶媒としては、例えばアミド系溶媒、アミド系を除く非プロトン性極性溶媒、高沸点疎水性溶媒が挙げられる。
アミド系溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(沸点202℃)、2−ピロリドン(沸点245℃)、1−アセチル−2−ピロリドン(沸点231℃)、N−エチル−2−ピロリドン(沸点218℃)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(沸点220℃)、ホルムアミド(沸点210.5℃)、N,N−ジブチルホルムアミド(沸点243℃)、m−キシリレンジアミン(沸点245℃)など、もしくはこれらの誘導体を挙げることができる。
アミド系を除く非プロトン性極性溶媒としては、炭酸プロピレン(沸点243℃)、γ―ブチロラクトン(沸点204℃)、γ―バレロラクトン(沸点207℃)、α−アセチル−γ−ブチロラクトン(沸点235℃)など、もしくこれらの誘導体を挙げることができる。
高沸点疎水性溶媒としては、シクロヘキシルベンゼン(沸点240℃)、1,2,3,4−テトラメチルベンゼン(沸点203℃)、3−メチルビフェニル(沸点272℃)、4−メチルビフェニル(沸点262℃)、1−メチルナフタレン(沸点244.8℃)など、もしくはこれらの誘導体を挙げることができる。
発光材料の溶解性の観点から、アミド系溶媒が好ましく。中でもN−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンが好ましく、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンがより好ましい。
第一の溶媒は、更に2種以上混合したものであってもよい。
これにより、製膜した有機層中の水分を除去でき、有機電界発光素子の長寿命化を可能にすることができる。
第二の溶媒としてはエタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−n−ブトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、ヘキサン、トルエン、クメン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピルなどを挙げることができる。
第二の溶媒は、更に2種以上混合したものであってもよい。
なお、第一の溶媒、第二の溶媒、及び第三の溶媒は、精製処理したものが好ましい。具体的には、(1)シリカゲル、アルミナ、カチオン性イオン交換樹脂、アニオン性イオン交換樹脂等のカラム精製処理、(2)無水硫酸ナトリウム、無水硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、モレキュラーシーブス、ゼオライト等の脱水処理、(3)蒸留処理、(4)不活性ガス(窒素、アルゴン)等によるバブリング処理、(4)濾過、遠心沈降等による不純物の除去処理等、任意の方法を用いることができる。より好ましくは、カラム精製処理と脱水処理による精製方法である。
本発明の発光素子は、必要に応じて上述した電子輸送材料からなる電子輸送層を有してよい。電子輸送層は上述のポリマーバインダーを含有してもよい。電子輸送層の厚みは10〜200nmとするのが好ましく、20〜80nmとするのがより好ましい。厚みが200nmを越えると駆動電圧が上昇する場合があり、10nm未満であると発光素子が短絡する場合がある。
本発明の発光素子は、必要に応じて上述した正孔輸送材料からなる正孔輸送層を有してよい。正孔輸送層は上述のポリマーバインダーを含有してもよい。正孔輸送層の厚みは10〜200nmとするのが好ましく、20〜80nmとするのがより好ましい。厚みが200nmを越えると駆動電圧が上昇する場合があり、10nm未満であると発光素子が短絡する場合がある。
本発明の発光素子は、特開平7−85974号、同7−192866号、同8−22891号、同10−275682号、同10−106746号等に記載の保護層を有していてもよい。保護層は発光素子の最上面に形成する。ここで最上面とは、基材、透明電極、有機化合物層及び背面電極をこの順に積層する場合には背面電極の外側表面を指し、基材、背面電極、有機化合物層及び透明電極をこの順に積層する場合には透明電極の外側表面を指す。保護層の形状、大きさ、厚み等は特に限定されない。保護層をなす材料は、水分や酸素等の発光素子を劣化させ得るものが素子内に侵入又は透過するのを抑制する機能を有しているものであれば特に限定されず、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、二酸化ゲルマニウム等が使用できる。
1H NMR(CDCl3):δ7.6(s,1H)、7.45(d,1H,J=10Hz)、7.26(d,1H,J=10Hz)、7.1−7.0(m,2H)、2.8−2.7(m,3H)、2.4(t,1H,J=15Hz)、2.05(d,1H,J=15Hz)、1.7−1.55(m,1H)、1.51.3(m,3H)、0.95(s,6H)、0.85(t,3H,J=10Hz)
1H NMR(CDCl3):δ8.05(d,1H,J=10Hz)、8.0(s,1H)、7.95(s,1H)、7.5−7.4(m,4H)、7.2−7.15(m,1H)、1.75(q,2H,J=10Hz)、1.4(s,6H,J=15Hz)、0.7(t,3H,J=10Hz)
1H NMR(CDCl3):δ8.18(d,2H,J=10Hz)、8.10(s, 2H)、7.92(d,4H,J=12Hz)、7.70(d,4H,J=12Hz)、7.5−7.3(m,8H)、7.3(t,2H,J=10Hz)、1.8(q,4H,J=12Hz)、1.42(s,6H)、0.74(t,3H,J=12Hz)
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、α―NPDを100nm蒸着した。この上に、Ir(ppy)3と本発明の化合物No.35を5:95の比率(質量比)で50nm蒸着し、この上に、Balqを6nm蒸着し、この上に、Alqを20nm蒸着した。この上に、マグネシウムと銀を10:1の比率(モル比)で100nm共蒸着し、EL素子を作製した。作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内で、ステンレ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)を用いて封止した。
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧をEL素子に印加して発光させると、520nm付近に極大発光波長を有する発光が得られた。
(性能評価)
(1)湿熱経時耐久性
上記素子を、湿度95%、温度80℃の環境下にて1週間放置させた。放置させた後の効率を評価した。結果を表1に示す。
評価基準は以下の通りである。
○:湿熱経時前の外部量子効率に比べ、効率の低下幅が5%〜10%未満の範囲内
△:湿熱経時前の外部量子効率に比べ、効率の低下幅が10%〜20%未満の範囲内
×:湿熱経時前の外部量子効率に比べ、効率の低下幅が20%以上
駆動電流密度2.5mA/cm2にて駆動させた発光輝度を測定し、駆動開始時点における発光輝度に対する、1時間駆動させた後の発光輝度の低下の割合を求めた。測定は、有機EL素子の正面における分光放射輝度を分光放射輝度計(コニカミノルタ(株)製CS−1000)を用いて測定した。結果を表1に示す。評価基準は以下の通りである。
○:駆動開始時の発光輝度に比べ、発光輝度の低下幅が1%〜2%未満の範囲内
△:駆動開始時の発光輝度に比べ、発光輝度の低下幅が2%〜5%未満の範囲内
×:駆動開始時の発光輝度に比べ、発光輝度の低下幅が5%以上
実施例1の発光素子の作成において、本発明の化合物No.35の代わりに下記の比較化合物1を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作成した。
実施例1の発光素子の作製において、Ir(ppy)3の代わりにFirpicを用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作成した。実施例1と同様の手法で素子を発光させると、485nm付近に極大発光波長を有する発光が得られた。
実施例1と同様の評価を行った。
実施例2の発光素子の作成において、本発明の化合物No.35の代わりに比較化合物1を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作成した。
(塗布液の調整)
イリジウム錯体(Ir(ppy)3)0.15質量%、下表に示したホスト化合物No.35 1.85質量%、メチルエチルケトン98質量%を混合し、有機電界発光素子用塗布液(塗布液A)を得た。
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを150nmの厚さで蒸着し製膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
このITOガラス基板上に、正孔注入層(PEDOT−PSS溶液(ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体)/バイエル社製)をスピンコートした後、150℃で1時間真空乾燥し、正孔注入層とした(膜厚約40nm)。
この上に塗布液Aをグローブボックス(露点‐68度、酸素濃度10ppm)内でスピンコートし、発光層とした(膜厚約40nm)。
次いで、その上に、真空蒸着法にてBalqを膜厚40nmに蒸着し電子注入層とした。そして、この上にフッ化リチウムを1nm蒸着し、更に金属アルミニウムを70nm蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレ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)を用いて封止した。実施例1と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例3の発光素子の作成において、本発明の化合物No.35の代わりに比較化合物1を用いた以外は、実施例3と同様にして発光素子を作成した。実施例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
(塗布液Bの調整)
イリジウム錯体(Ir(ppy)3)0.23質量%、ホスト化合物No.35 1.77質量%、溶媒(N−メチル−2−ピロリドンと、2−n―ブトキシエタノールと、エチレングリコールとを質量比率55/35/10で混合した溶媒)を質量比率55/35/10で混合した溶媒)98質量%を混合し、有機電界発光素子用塗布液(塗布液B)を得た。
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを150nmの厚さで蒸着し製膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
このITOガラス基板上に、正孔注入層(PEDOT−PSS溶液(ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体)/バイエル社製)をスピンコートした後、100℃で1時間真空乾燥し、正孔注入層とした(膜厚約40nm)。
この上に塗布液Bをグローブボックス(露点‐68度、酸素濃度10ppm)内でスピンコートし、発光層とした(膜厚約40nm)。
次いで、その上に、真空蒸着法にてBalqを膜厚40nmに蒸着し電子注入層とした。
そして、この上にフッ化リチウムを1nm蒸着し、更に金属アルミニウムを70nm蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレ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)を用いて封止した。
実施例1と同様に評価を行った。
得られた結果を表4に示した。
実施例4の発光素子の作成において、本発明の化合物No.35の代わりに比較化合物1を用いた以外は、実施例4と同様にして発光素子を作成した。実施例1と同様に評価した。結果を表4に示す。
(塗布液Cの調整)
イリジウム錯体(Ir(ppy)3)0.23質量%、ホスト化合物No.1 1.77質量%、溶媒(N−メチル−2−ピロリドンと、2−n―ブトキシエタノールと、エチレングリコールとを質量比率55/35/10で混合した溶媒)を質量比率55/35/10で混合した溶媒)98質量%を混合し、有機電界発光素子用塗布液(塗布液C)を得た。
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを150nmの厚さで蒸着し製膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
このITOガラス基板上に、正孔注入層(PEDOT−PSS溶液(ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体)/バイエル社製)をスピンコートした後、100℃で1時間真空乾燥し、正孔注入層とした(膜厚約40nm)。
この上に塗布液Cをグローブボックス(露点‐68度、酸素濃度10ppm)内でスピンコートし、発光層とした(膜厚約40nm)。
次いで、その上に、真空蒸着法にてBalqを膜厚40nmに蒸着し電子注入層とした。
そして、この上にフッ化リチウムを1nm蒸着し、更に金属アルミニウムを70nm蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレ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)を用いて封止した。実施例1と同様に評価を行った。得られた結果を表5に示した。
実施例5の発光素子の作成において、本発明の化合物No.1の代わりに下記の比較化合物2〜4を用いた以外は、実施例5と同様にして発光素子を作成した。実施例1と同様に評価した。結果を表5に示す。
(塗布液Dの調整)
イリジウム錯体(Ir(ppy)3)0.23質量%、ホスト化合物No.18 1.77質量%、溶媒(N−メチル−2−ピロリドンと、2−n―ブトキシエタノールと、エチレングリコールとを質量比率55/35/10で混合した溶媒)を質量比率55/35/10で混合した溶媒)98質量%を混合し、有機電界発光素子用塗布液(塗布液D)を得た。
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを150nmの厚さで蒸着し製膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
このITOガラス基板上に、正孔注入層(PEDOT−PSS溶液(ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体)/バイエル社製)をスピンコートした後、100℃で1時間真空乾燥し、正孔注入層とした(膜厚約40nm)。
この上に塗布液Dをグローブボックス(露点‐68度、酸素濃度10ppm)内でスピンコートし、発光層とした(膜厚約40nm)。
次いで、その上に、真空蒸着法にてBalqを膜厚40nmに蒸着し電子注入層とした。
そして、この上にフッ化リチウムを1nm蒸着し、更に金属アルミニウムを70nm蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレ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)を用いて封止した。実施例1と同様に評価を行った。得られた結果を表6に示した。
実施例6の発光素子の作成において、本発明の化合物No.18の代わりに下記の比較化合物5を用いた以外は、実施例6と同様にして発光素子を作成した。実施例1と同様に評価した。結果を表6に示す。
(塗布液Eの調整)
イリジウム錯体(Ir(ppy)3)0.23質量%、ホスト化合物No.52 1.77質量%、溶媒(N−メチル−2−ピロリドンと、2−n―ブトキシエタノールと、エチレングリコールとを質量比率55/35/10で混合した溶媒)98質量%を混合し、有機電界発光素子用塗布液(塗布液E)を得た。
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを150nmの厚さで蒸着し製膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
このITOガラス基板上に、正孔注入層(PEDOT−PSS溶液(ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体)/バイエル社製)をスピンコートした後、100℃で1時間真空乾燥し、正孔注入層とした(膜厚約40nm)。
この上に塗布液Eをグローブボックス(露点‐68度、酸素濃度10ppm)内でスピンコートし、発光層とした(膜厚約40nm)。
次いで、その上に、真空蒸着法にてBalqを膜厚40nmに蒸着し電子注入層とした。そして、この上にフッ化リチウムを1nm蒸着し、更に金属アルミニウムを70nm蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレ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)を用いて封止した。実施例1と同様に評価を行った。得られた結果を表7に示した。
実施例7の発光素子の作成において、本発明の化合物No.52の代わりに下記の比較化合物6を用いた以外は、実施例7と同様にして発光素子を作成した。実施例1と同様に評価した。結果を表7に示す。
Claims (11)
- 基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を含む少なくとも1層の有機層を有する有機電界発光素子に用いる組成物であって、下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする組成物。
一般式(1)
(一般式(1)中、Ar1は4−ビフェニル基を表す。R1、R2、R4〜R8はそれぞれ独立に水素原子又は、炭素数1〜18の無置換のアルキル基、炭素数1〜30の置換アルキル基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数1〜20の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜10のカルバモイル基、炭素数0〜10のスルファモイル基、ニトロ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアシルオキシ基、炭素数1〜20のアシルアミノ基、炭素数1〜20のスルホニル基、炭素数1〜20のスルフィニル基、炭素数1〜20のスルホニルアミノ基、炭素数0〜20の置換もしくは無置換のアミノ基、炭素数0〜15のアンモニウム基、炭素数0〜15のヒドラジノ基、炭素数1〜15のウレイド基、炭素数1〜15のイミド基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、炭素数6〜80のアリールチオ基、炭素数1〜80のヘテロアリールチオ基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、および炭素数6〜20のアリーロキシカルボニル基からなる群より選択される置換基を表し、R3は下記置換基(2)を表す。)
置換基(2)
(一般式(2)中、R9、R10、R11はそれぞれ独立にアルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、R9、R10、R11のうち少なくとも1つはアルキル基であり、かつ、R9、R10、R11は同時に全て同じ置換基を表すことはない。波線は結合位置を表す。) - 前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
(一般式(3)中、Ar2は4−ビフェニレンを表す。R16、R17、R19〜R23はそれぞれ独立に水素原子又は、炭素数1〜18の無置換のアルキル基、炭素数1〜30の置換アルキル基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数1〜20の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜10のカルバモイル基、炭素数0〜10のスルファモイル基、ニトロ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアシルオキシ基、炭素数1〜20のアシルアミノ基、炭素数1〜20のスルホニル基、炭素数1〜20のスルフィニル基、炭素数1〜20のスルホニルアミノ基、炭素数0〜20の置換もしくは無置換のアミノ基、炭素数0〜15のアンモニウム基、炭素数0〜15のヒドラジノ基、炭素数1〜15のウレイド基、炭素数1〜15のイミド基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、炭素数6〜80のアリールチオ基、炭素数1〜80のヘテロアリールチオ基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、および炭素数6〜20のアリーロキシカルボニル基からなる群より選択される置換基を表し、R18は上記置換基(2)を表す。nは2以上の整数を表す。) - 前記一般式(3)中、nが2であることを特徴とする請求項2に記載の組成物。
- 基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を含む少なくとも1層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のいずれかが請求項1〜3のいずれか1項に記載の一般式(1)または(3)のいずれかで表される化合物を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
- 前記発光層が請求項1〜3のいずれか1項に記載の一般式(1)または(3)のいずれかで表される化合物と燐光発光材料とを含むことを特徴とする請求項4に記載の有機電界発光素子。
- 前記燐光発光材料がIr又はPt錯体であることを特徴とする請求項5に記載の有機電界発光素子。
- 前記有機層のいずれかが請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物を用いて形成されたことを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
- 前記有機層のいずれかが請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物を用いて湿式製膜により形成されたことを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の有機電界発光素子。
- 前記湿式製膜が、コーティング法、インクジェット法、スプレー塗布法から選択されることを特徴とする請求項8に記載の有機電界発光素子。
- 下記一般式(3)で表される化合物を、下記一般式(4)で表される化合物とハロゲン化合物とをカップリング反応により連結させることにより製造することを特徴とする製造方法。
(一般式(3)中、Ar2は4−ビフェニレンを表す。R16、R17、R19〜R23はそれぞれ独立に水素原子又は、炭素数1〜18の無置換のアルキル基、炭素数1〜30の置換アルキル基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数1〜20の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜10のカルバモイル基、炭素数0〜10のスルファモイル基、ニトロ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアシルオキシ基、炭素数1〜20のアシルアミノ基、炭素数1〜20のスルホニル基、炭素数1〜20のスルフィニル基、炭素数1〜20のスルホニルアミノ基、炭素数0〜20の置換もしくは無置換のアミノ基、炭素数0〜15のアンモニウム基、炭素数0〜15のヒドラジノ基、炭素数1〜15のウレイド基、炭素数1〜15のイミド基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、炭素数6〜80のアリールチオ基、炭素数1〜80のヘテロアリールチオ基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、および炭素数6〜20のアリーロキシカルボニル基からなる群より選択される置換基を表し、R18は下記置換基(2)を表す。nは2以上の整数を表す。)
置換基(2)
(一般式(2)中、R9、R10、R11はそれぞれ独立にアルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、R9、R10、R11のうち少なくとも1つはアルキル基であり、かつ、R9、R10、R11は同時に全て同じ置換基を表すことはない。波線は結合位置を表す。)
(一般式(4)中、R1、R2、R4〜R8は水素原子又は置換基を表すが、R3は上記置換基(2)を表す。) - 下記の構造式で表されるカルバゾール化合物。
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