WO2014034791A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an organic electroluminescence element.
- the present invention relates to an organic electroluminescence device using an aromatic amine derivative having a substituted or unsubstituted 9,9-diphenylfluorene skeleton.
- an organic electroluminescence (EL) element is composed of an anode, a cathode, and one or more organic thin film layers sandwiched between the anode and the cathode.
- EL organic electroluminescence
- a voltage is applied between both electrodes, electrons from the cathode side and holes from the anode side are injected into the light emitting region, and the injected electrons and holes recombine in the light emitting region to generate an excited state, which is excited.
- Light is emitted when the state returns to the ground state. Therefore, the development of a compound that efficiently transports electrons or holes to the light emitting region and facilitates recombination of electrons and holes is important in obtaining a high-efficiency organic EL device.
- Patent Document 1 discloses an aromatic amine derivative having a structure in which an N-carbazolyl group is directly bonded to a 9,9-diphenylfluorene skeleton
- Patent Document 2 discloses a 3-carbazolyl group.
- Patent Document 4 discloses an aromatic amine derivative having a structure in which a 3-carbazolyl group is bonded to a 9,9-diphenylfluorene skeleton via a nitrogen atom.
- Patent Document 5 proposes an aromatic amine derivative having a skeleton selected from a fluorene skeleton, a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, and a dibenzothiophene skeleton, and the aromatic amine derivative is used as a material for an organic EL device, particularly a hole transport material. It is described that the organic EL element used as can be driven at a low voltage and has a long life.
- Patent Documents 1 to 5 cannot be said to be sufficiently improved in terms of lowering the driving voltage and extending the life, and further improvements have been demanded.
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a long-life and high-efficiency organic EL element that can be driven at a low voltage.
- the present inventors have found that a compound in which a disubstituted amino group is bonded directly or indirectly to the 2-position of the 9,9-diphenylfluorene skeleton is added to the light emitting layer. It has been found that by using it for a hole transport layer other than the adjacent layers, an organic EL element capable of being driven at a low voltage and having a long life and high efficiency can be realized.
- an organic electroluminescence device having a first hole transport layer, an adjacent layer adjacent to a light emitting layer, and a light emitting layer in that order from the anode side between the opposing anode and cathode, the first hole transport
- Ar 1 and Ar 2 may be the same or different from each other, and are a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted ring carbon number of 6 to 50 Aryl groups, substituted or unsubstituted heteroaryl groups having 3 to 50 ring atoms, substituted or unsubstituted fluoroalkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, It represents a substituted or unsubstituted fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- L 1 represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
- R 1 to R 4 may be the same or different from each other, and are a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group.
- m is an integer of 0-4.
- n is an integer of 0 to 3.
- p and q are each independently an integer of 0 to 5.
- Carbon atom a and carbon atom b may be directly bonded through a single bond.
- R 5 and R 6 may be the same or different from each other, and are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 50 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted.
- Ar 3 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 50 ring atoms.
- L 3 to L 5 each represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
- R 7 and R 8 may be the same or different from each other, and are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 50 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted.
- Substituted heterocyclic group having 3 to 50 atoms substituted or unsubstituted fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon number It represents a 1 to 20 fluoroalkoxy group or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- L ⁇ 6 > represents the coupling group represented by following formula (5) or Formula (6).
- R 9 to R 16 may be the same or different from each other, and are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, Substituted or unsubstituted heterocyclic group having 3 to 50 ring atoms, halogen atom, substituted or unsubstituted fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted Alternatively, it represents an unsubstituted fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms, or a cyano group.
- Ar 4 and Ar 5 may be the same or different from each other, and are a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group.
- Substituted heterocyclic group having 3 to 50 atoms substituted or unsubstituted fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon number It represents a 1 to 20 fluoroalkoxy group or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- Ar 1 is represented by any of the following formulas (7) to (11)
- Ar 2 is represented by any of the following formulas (12) to (22)
- R 21 s may be the same or different from each other, and may be a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a substituted or unsubstituted carbon number of 1 to 20 represents a fluoroalkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyano group.
- R 22 s may be the same or different from each other, and are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 50 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted rings.
- n1 is an integer of 0-4.
- n2 is an integer of 0 to 5.
- n3 is an integer of 0 to 3.
- n4 is 0 or 1.
- the organic EL element of the present invention can be driven at a low voltage, has a long life and is highly efficient.
- carbon number ab in the expression “substituted or unsubstituted X group having carbon number ab” represents the carbon number when X group is unsubstituted, and X group The number of carbon atoms of the substituent when is substituted is not included.
- hydroxide atom includes isotopes having different neutron numbers, that is, light hydrogen (protium), deuterium (deuterium) and tritium (tritium).
- an optional substituent when “substituted or unsubstituted” is an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms (preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5 carbon atoms); 3 to 50 ring carbon atoms (preferably A cycloalkyl group having 3 to 6, more preferably 5 or 6) an aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms (preferably 6 to 24, more preferably 6 to 12); 6 to 50 ring carbon atoms (preferably Is an aralkyl group having 1 to 50 carbon atoms (preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5 carbon atoms) having an aryl group of 6 to 24, more preferably 6 to 12; amino group; 1 to 50 carbon atoms (preferably Has a mono- or dialkylamino group having an alkyl group of 1 to 10, more preferably 1 to 5); an aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms (preferably 6 to 24, more preferably 6 to 12) Mono-also A diarylamino group; an alkoxy group having an alk
- an aryloxy group having an aryl group an alkyl group having 1 to 50 (preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5) carbon atoms and a ring forming carbon number of 6 to 50 (preferably 6 to 24, more preferably) Is a mono-, di- or tri-substituted silyl group having a group selected from aryl groups of 6 to 12); a ring atom number of 5 to 50 (preferably 5 to 24, more preferably 5 to 12) and a hetero atom ( Heteroaryl group containing 1 to 5 (preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2) nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom); halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine) Child); selected from the group consisting of nitro group; a cyano group.
- the organic EL device of the present invention has a first hole transport layer, an adjacent layer adjacent to the light emitting layer, and a light emitting layer in that order from the anode side between the opposing anode and cathode, and the first hole transport layer.
- a compound represented by the following formula (1) hereinafter sometimes referred to as “compound A”.
- the first hole transport layer may be composed of a single layer or a plurality of layers. When the first hole transport layer is composed of a plurality of layers, any one or more layers may contain the compound A. Good.
- Ar 1 and Ar 2 may be the same or different from each other, and are a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted ring carbon number of 6 to 50 Aryl groups, substituted or unsubstituted heteroaryl groups having 3 to 50 ring atoms, substituted or unsubstituted fluoroalkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, It represents a substituted or unsubstituted fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- L 1 represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
- R 1 and R 2 which may be the same or different from each other, are a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, a halogen atom, A substituted or unsubstituted fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyano group.
- R 3 and R 4 may be the same or different from each other, and are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 50 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted.
- m is an integer of 0-4.
- n is an integer of 0 to 3.
- p and q are each independently an integer of 0 to 5.
- Carbon atom a and carbon atom b may be directly bonded through a single bond.
- the compound A is represented by the following formula (1-a).
- Ar 1 , Ar 2 , R 1 to R 4 , m and n have the same meanings as those in the formula (1).
- p1 and q1 are each independently an integer of 0 to 4.
- L 1 in the formulas (1) and (1-a) preferably represents a single bond or a phenylene group.
- the compound A is represented by the following formula (1-1).
- Ar 1 , Ar 2 , R 1 to R 4 , m and n have the same meanings as those in the formula (1).
- p1 and q1 are each independently an integer of 0 to 4.
- alkyl group having 1 to 20 carbon atoms examples include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group.
- aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms examples include, for example, phenyl group, naphthylphenyl group, biphenylyl group, Phenylyl group, biphenylenyl group, naphthyl group, phenylnaphthyl group, acenaphthylenyl group, anthryl group, benzoanthryl group, aceanthryl group, phenanthryl group, benzophenanthryl group, phenenyl group, fluorenyl group, 9,9-dimethylfull Olenyl group, 7-phenyl-9,9-dimethylfluorenyl group, pentacenyl group, picenyl group, pentaphenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, benzocricenyl group, s-indaceny
- the heterocyclic group having 3 to 50 ring atoms is at least 1, preferably 1 to 5 heteroatoms, for example, Includes nitrogen, sulfur and oxygen atoms.
- the heterocyclic group include a pyrrolyl group, a furyl group, a thienyl group, a pyridyl group, a pyridazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyrazinyl group, a triazinyl group, an imidazolyl group, an oxazolyl group, a thiazolyl group, an isoxazolyl group, an isothiazolyl group.
- a pyrazinyl group, a triazinyl group, a benzofuranyl group, a benzothiophenyl group, a dibenzofuranyl group, and a dibenzothiophenyl group are preferable, and a benzofuranyl group, a benzothiophenyl group, a dibenzofuranyl group, and a dibenzothiophenyl group are more preferable.
- the halogen atom is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferred.
- Examples of the fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms include at least one hydrogen atom of the above alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. And a group obtained by substituting 1 to 7 hydrogen atoms with fluorine atoms, preferably a heptafluoropropyl group, a pentafluoroethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, or a trifluoromethyl group.
- a pentafluoroethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, and a trifluoromethyl group are more preferable, and a trifluoromethyl group is particularly preferable.
- the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms) is represented by —OR 10 , and R 10 represents the above alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. .
- the alkoxy group is preferably a t-butoxy group, a propoxy group, an ethoxy group or a methoxy group, more preferably an ethoxy group or a methoxy group, and particularly preferably a methoxy group.
- the fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms) is represented by —OR 11 , and R 11 is the above fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Represents.
- the fluoroalkoxy group is preferably a heptafluoropropoxy group, a pentafluoroethoxy group, a 2,2,2-trifluoroethoxy group, or a trifluoromethoxy group, preferably a pentafluoroethoxy group or a 2,2,2-trifluoroethoxy group.
- a trifluoromethoxy group is more preferable, and a trifluoromethoxy group is particularly preferable.
- the aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms is represented by —OR 12 , and R 12 represents the aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms described for R 1 .
- R 12 is preferably a terphenyl group, a biphenyl group, or a phenyl group, more preferably a biphenyl group or a phenyl group, and particularly preferably a phenyl group.
- Ar 1 is represented by any of the following formulas (7) to (11) and (24) to (27) Is preferred.
- the groups represented by the above formulas (24) to (27) partially contain a parabiphenyl structure.
- the para-position of the benzene ring directly bonded to the central nitrogen atom is a highly electrochemically fragile site with high electron density.
- the parabiphenyl structure protects the compound with a phenyl group instead of being unsubstituted. As a result, the deterioration of the material is suppressed, and as a result, the lifetime of the organic EL element is extended.
- Ar 2 is preferably represented by any of the following formulas (12) to (22).
- L 1 is preferably represented by the following formula (23).
- R 21 s may be the same or different from each other, and may be a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a substituted or unsubstituted carbon number of 1 to 20 represents a fluoroalkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyano group.
- R 22 s may be the same or different from each other, and are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 50 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted rings.
- n1 is an integer of 0-4.
- n2 is an integer of 0 to 5.
- n3 is an integer of 0 to 3.
- n4 is 0 or 1.
- Ar 1 is represented by any one of the above formulas (7) to (9), Ar 2 is preferably represented by the formulas (13) to (18), Ar 1 is represented by the above formula (9), and Ar 2 is represented by the formula (13). ) To (16) are preferred.
- Ar 1 is a dimethylfluorenyl group, and Ar 2 is preferably a biphenylyl group.
- R 1 to R 4 are preferably the halogen atom (fluorine atom), the alkyl group (methyl group, ethyl group, various propyl groups, various butyl groups) or the aryl group (phenyl group, naphthyl group).
- the compound A is useful as a material for an organic EL device, particularly as a hole injection layer material or a hole transport layer material.
- the method for producing Compound A is not particularly limited, and those skilled in the art can easily produce the compound A by utilizing and modifying known synthetic reactions with reference to the examples of the present specification.
- the organic EL device of the present invention may be a phosphorescent monochromatic light emitting device, a fluorescent / phosphorescent hybrid (white) light emitting device, or a simple type having a single light emitting unit.
- a tandem type having a plurality of light emitting units may be used.
- the “light emitting unit” refers to a minimum unit that includes one or more organic layers, one of which is a light emitting layer, and can emit light by recombination of injected holes and electrons.
- the organic EL device of the present invention sequentially has a first hole transport layer, an adjacent layer adjacent to the light emitting layer, and a light emitting layer from the anode side between the opposing anode and cathode.
- a second hole transport layer, an electron barrier layer, an insulating layer, or the like can be used, and the second hole transport layer is preferable.
- the element configuration (2) is preferably used.
- An organic EL element is usually produced on a translucent substrate.
- This translucent substrate is a substrate that supports the organic EL element, and preferably has a visible light transmittance of 50% or more in the wavelength range of 400 to 700 nm, and more preferably a smooth substrate is used.
- Examples of such a translucent substrate include a glass plate and a synthetic resin plate.
- Examples of the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, quartz, and the like.
- the synthetic resin plate include plates made of polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene terephthalate resin, polyether sulfide resin, polysulfone resin, and the like.
- the anode plays a role of directly or indirectly injecting holes into the first hole transport layer, and it is effective to have a work function of 4 eV or more (preferably 4.5 eV or more).
- Specific examples of anode materials include carbon, aluminum, vanadium, iron, cobalt, nickel, tungsten, silver, gold, platinum, palladium and their alloys, ITO substrate, tin oxide used for NESA substrate, indium oxide, etc. And organic conductive resins such as polythiophene and polypyrrole.
- the anode is obtained by forming a thin film from these anode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
- the transmittance of the anode for light emission is greater than 10%.
- the sheet resistance of the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
- the film thickness of the anode varies depending on the material, but is usually 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 10 nm to 200 nm.
- cathode As the cathode, a metal, an alloy, an electrically conductive compound having a small work function (less than 4 eV), and a mixture thereof, and an electrode material thereof are used.
- electrode materials include magnesium, calcium, tin, lead, titanium, yttrium, lithium, ruthenium, manganese, aluminum, lithium fluoride and the like, and alloys thereof, but are not particularly limited thereto. It is not a thing.
- the alloy include magnesium / silver, magnesium / indium, lithium / aluminum, and the like, but are not particularly limited thereto.
- the ratio of the alloy is controlled by the temperature of the vapor deposition source, the atmosphere, the degree of vacuum, etc., and is selected to an appropriate ratio.
- the anode and the cathode may be formed of two or more layers.
- This cathode is obtained by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
- the transmittance of the cathode for light emission is preferably greater than 10%.
- the sheet resistance as a cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the thickness of the cathode is usually 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 50 nm to 200 nm.
- the compound A is difficult to crystallize and may be used in any of the above organic thin film layers. However, in the organic EL device of the present invention, it is contained in the first hole transport layer from the viewpoint of driving at a lower voltage. Is done.
- the organic EL device of the present invention can be driven at a low voltage, has high luminous efficiency, and has a long life.
- the content of Compound A in the first hole transport layer is preferably 30 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, and still more preferably 80 to 100% by mass with respect to the total amount. It is particularly preferably 90 to 100% by mass.
- a material other than the compound A contained in the first hole transport layer, or a material that forms other than the layer formed using the compound A when the first hole transport layer is composed of a plurality of layers (hereinafter, "Other materials for forming a hole transport layer” may be described as), which assists hole injection into the light emitting layer and transports holes to the light emitting region, and has a hole mobility of A material having a large ionization energy of usually 5.7 eV or less is preferable, and a material that transports holes to the light-emitting layer with a lower electric field strength is preferable.
- the mobility of holes is, for example, 10 4 to 10 6 V / When an electric field of cm is applied, it is preferably 10 ⁇ 4 cm 2 / V ⁇ second or more.
- the other hole transport layer forming materials include phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, imidazolone, imidazolethione, pyrazoline, pyrazolone, tetrahydroimidazole, oxazole, Oxadiazole, hydrazone, acylhydrazone, polyarylalkane, stilbene, butadiene, benzidine-type triphenylamine, styrylamine-type triphenylamine, diamine-type triphenylamine, derivatives of the above compounds, and polyvinylcarbazole, polysilane, conductivity
- polymeric materials such as a polymer
- the other hole transport layer forming material those conventionally used as a hole injection material in an optical transmission material can also be used.
- R 111 to R 116 each independently represents a cyano group, —CONH 2 , a carboxyl group, or —COOR 117 (R 117 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).
- R 111 and R 112 , R 113 and R 114 , or R 115 and R 116 together represent a group represented by —CO—O—CO—.
- R 111 to R 116 are the same and each represents a cyano group, —CONH 2 , a carboxyl group, or —COOR 117 .
- R 111 and R 112 , R 113 and R 114 , and R 115 and R 116 together represent a group represented by —CO—O—CO—.
- examples of the hole injection material include aromatic tertiary amine derivatives and phthalocyanine derivatives.
- aromatic tertiary amine derivative examples include triphenylamine, tolylamine, tolyldiphenylamine, N, N′-diphenyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1,1′-biphenylyl-4, 4′-diamine, N, N, N ′, N ′-(4-methylphenyl) -1,1′-phenyl-4,4′-diamine, N, N, N ′, N ′-(4-methyl Phenyl) -1,1′-biphenylyl-4,4′-diamine, N, N′-diphenyl-N, N′-dinaphthyl-1,1′-biphenylyl-4,4′-diamine, N, N '-(Methylphenyl) -N, N'-(4-n-butylphenyl) -phenanthrene-9,10-diamine, N, N-bis (4-d
- phthalocyanine (Pc) derivative examples include H 2 Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAlPc, ClGaPc, ClInPc, ClSnPc, Cl 2 SiPc, (HO) AlPc, (HO) GaPc, Examples include, but are not limited to, phthalocyanine derivatives and naphthalocyanine derivatives such as VOPc, TiOPc, MoOPc, and GaPc—O—GaPc.
- hole transport layer forming materials can be sensitized by adding an electron accepting substance.
- a known light emitting material, doping material, hole injecting material, electron injecting material described later can be used as necessary, and compound B can be used as a doping material. It can.
- An organic EL element can prevent the brightness
- a light emitting material, a doping material, a hole injection material, and an electron injection material can be used in combination.
- the doping material can improve light emission luminance and light emission efficiency and change the light emission color.
- the second hole transport layer is an embodiment of an adjacent layer adjacent to the light emitting layer, and preferably contains a compound B represented by any of the following formulas (2) to (4).
- the content of Compound B in the second hole transport layer is preferably 30 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, and further preferably 80 to 100% by mass with respect to the total amount. It is particularly preferably 90 to 100% by mass.
- X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
- L 2 represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
- R 5 and R 6 may be the same or different from each other, and are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 50 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted.
- Ar 3 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 50 ring atoms.
- r is an integer of 0-4.
- s is an integer of 0-2.
- t is an integer of 0-2. ]
- the compound B represented by the general formula (2) or (2-1) those in which r is 0 to 2 and s and t are each independently 0 or 1 are preferred. It is preferable that 2 is a phenylene group and R 6 is a dibenzofuranyl group, a dibenzothiophenyl group, a 9,9-dimethylfluorenyl group or a biphenylyl group.
- L 3 to L 5 each represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
- R 7 and R 8 may be the same or different from each other, and are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 50 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted.
- Substituted heterocyclic group having 3 to 50 atoms substituted or unsubstituted fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon number It represents a 1 to 20 fluoroalkoxy group or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- R 7 and R 8 are each independently a phenyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group, or 9,9-dimethylfluorenyl. It is preferable that L 3 to L 5 are each independently a single bond or a phenylene group.
- L ⁇ 6 > represents the coupling group represented by following formula (5) or Formula (6).
- R 9 to R 16 may be the same or different from each other, and are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, Substituted or unsubstituted heterocyclic group having 3 to 50 ring atoms, halogen atom, substituted or unsubstituted fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted Alternatively, it represents an unsubstituted fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms, or a cyano group.
- Ar 4 and Ar 5 may be the same or different from each other, and are a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group.
- Substituted heterocyclic group having 3 to 50 atoms substituted or unsubstituted fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon number It represents a 1 to 20 fluoroalkoxy group or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- R 9 to R 16 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, phenyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group. Or a 9,9-dimethylfluorenyl group, and Ar 4 and Ar 5 are each independently a biphenylyl group or a terphenylyl group.
- the second hole transport layer preferably contains a nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivative represented by the following formula (B-1) or (B-2).
- the content of the nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivative represented by the following formula (B-1) or (B-2) in the second hole transport layer is preferably 30 to 100% by mass with respect to the total amount. More preferably, it is 50 to 100% by mass, still more preferably 80 to 100% by mass, and particularly preferably 90 to 100% by mass.
- Ring A is a structure represented by the above formula (1a) that is condensed with an adjacent ring to share ring-forming carbons C 1 and C 2 , or a ring-forming carbon C 3 and C 4 that is condensed with an adjacent ring, or It represents a structure represented by the above formula (1b) which share the ring-forming carbon C 4 and C 5, or a ring-forming carbon C 5 and C 6.
- Y represents NRa, CRbRc, SiRbRc, an oxygen atom, or a sulfur atom.
- W and Z each independently represent a single bond, CRbRc, SiRbRc, an oxygen atom, or a sulfur atom.
- L 2 represents a single bond, an arylene group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a heteroarylene group having 5 to 30 ring atoms.
- R 31 to R 34 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, a substituted or unsubstituted silyl group, or the number of ring-forming carbon atoms. It represents a 6-30 aryl group, a heteroaryl group having 5-30 ring atoms, a halogen atom or a cyano group. Two adjacent R 31 to R 34 may be bonded to each other to form a saturated or unsaturated divalent group forming a ring.
- Q is a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or 5 to 30 ring atoms.
- c represents an integer of 0-2.
- n represents 0 or 1.
- nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivative represented by the formula (B-1) or (B-2) are shown below, but are not limited to the following compounds.
- an insulating layer made of an insulating thin film layer may be inserted between the pair of electrodes.
- the material used for the insulating layer include aluminum oxide, lithium fluoride, lithium oxide, cesium fluoride, cesium oxide, magnesium oxide, magnesium fluoride, calcium oxide, calcium fluoride, aluminum nitride, titanium oxide, and silicon oxide. Germanium oxide, silicon nitride, boron nitride, molybdenum oxide, ruthenium oxide, vanadium oxide, and the like. A mixture or laminate of these may be used.
- the light emitting layer of the organic EL element has the following functions (1) to (3).
- Injection function a function that can inject holes from the adjacent layer when an electric field is applied, and can inject electrons from the cathode or the electron injection layer.
- Transport function A function of moving injected charges (electrons and holes) by the force of an electric field.
- Light emission function A function that provides a field for recombination of electrons and holes and connects it to light emission.
- the host material or doping material that can be used for the light emitting layer is not particularly limited.
- the electron injection layer / electron transport layer is a layer that assists injection of electrons into the light emitting layer and transports electrons to the light emitting region, and has a high electron mobility.
- the adhesion improving layer is an electron injection layer made of a material with particularly good adhesion to the cathode. Since the emitted light is reflected by an electrode (in this case, a cathode), it is known that light emitted directly from the anode interferes with light emitted from the anode via reflection by the electrode. In order to efficiently use this interference effect, the electron transport layer is appropriately selected with a film thickness of several nanometers to several micrometers.
- the electron mobility is at least 10 ⁇ 5 cm 2 / Vs or more when an electric field of cm is applied.
- materials used for the electron injection layer include fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, fluorenylidenemethane, anthra.
- quinodimethane, anthrone, etc. and derivatives thereof are mentioned, it is not particularly limited to these. Further, it can be sensitized by adding an electron donating substance to the electron injection material.
- metal complex compounds examples include 8-hydroxyquinolinate lithium, tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinato) (1-naphtholato) aluminum, and the like. It is not limited to these.
- the nitrogen-containing five-membered derivative for example, oxazole, thiazole, oxadiazole, thiadiazole, and triazole derivatives are preferable.
- the nitrogen-containing five-membered derivative is preferably a benzimidazole derivative represented by any of the following formulas (1) to (3).
- Z 1 , Z 2 and Z 3 are each independently a nitrogen atom or a carbon atom.
- R 11 and R 12 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 60 ring carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
- m is an integer of 0 to 5, and when m is an integer of 2 or more, the plurality of R 11 may be the same as or different from each other.
- R 11 's may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring.
- the substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring.
- Ar 1 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 60 ring carbon atoms.
- Ar 2 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 ring carbon atoms, or a substituted group. Alternatively, it is an unsubstituted heteroaryl group having 3 to 60 ring carbon atoms.
- Ar 3 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 3 to 60 ring carbon atoms.
- L 1 , L 2 and L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted hetero condensed ring group having 9 to 60 ring atoms, or a substituted group. Or it is an unsubstituted fluorenylene group.
- a protective layer is provided on the surface of the device, or the entire device is protected by silicon oil, resin, or the like. It is also possible.
- each layer of the organic EL device of the present invention any of dry deposition methods such as vacuum deposition, sputtering, plasma and ion plating, and wet deposition methods such as spin coating, dipping and flow coating should be used. Can do.
- a thin film is formed using a solution or dispersion obtained by dissolving or dispersing a material for forming each layer in an appropriate solvent such as ethanol, chloroform, tetrahydrofuran, or dioxane.
- the solution or dispersion may contain a resin or an additive for improving film formability, preventing pinholes in the film, and the like.
- the resin include insulating resins such as polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polyester, polyamide, polyurethane, polysulfone, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, and cellulose, and copolymers thereof, poly-N-vinylcarbazole, polysilane.
- photoconductive resins such as polythiophene and polypyrrole.
- the additive include an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer.
- the film thickness of each layer is not particularly limited, and may be a film thickness that provides good device performance. If the film thickness is too thick, a large applied voltage is required to obtain a constant light output, resulting in poor efficiency. If the film thickness is too thin, pinholes and the like are generated, and sufficient light emission luminance cannot be obtained even when an electric field is applied.
- the normal film thickness is suitably in the range of 5 nm to 10 ⁇ m, but more preferably in the range of 10 nm to 0.2 ⁇ m.
- Example 1-1 (Production of organic EL element) A glass substrate with an ITO transparent electrode line of 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm (manufactured by Geomatic) was ultrasonically cleaned in isopropyl alcohol for 5 minutes and further UV-cleaned with UV (Ultraviolet) for 30 minutes. A glass substrate with a transparent electrode line after washing is mounted on a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and first the following electron-accepting compound (A) is deposited so as to cover the transparent electrode on the surface where the transparent electrode line is formed. Then, an A film having a thickness of 5 nm was formed.
- the following aromatic amine derivative (X1) was vapor-deposited as a 1st positive hole transport material, and the 160-nm-thick 1st positive hole transport layer was formed into a film.
- the following aromatic amine derivative (H1) was deposited as a second hole transport material to form a second hole transport layer having a thickness of 10 nm.
- a host compound (BH) and a dopant compound (BD) were co-evaporated with a thickness of 25 nm to obtain a light emitting layer.
- the concentration of the dopant compound (BD) was 4% by mass.
- the following compound (ET1) having a thickness of 20 nm, and the following compound (ET2) having a thickness of 10 nm and Li were co-deposited at a thickness of 25 nm on the light emitting layer, thereby forming an electron transport / injection layer. .
- the concentration of Li was 4% by mass.
- 80 nm-thick metal Al was sequentially laminated to form a cathode, and an organic electroluminescence element was manufactured.
- Examples 1-2 to 1-12 were carried out in the same manner as in Example 1-1 except that the following aromatic amine derivatives listed in Table 1 were used as the first hole transport material and the second hole transport material. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1-1.
- Comparative Examples 1-1 and 1-2 are the same as in Examples 1-1 and 1-2 except that NPD was used instead of the aromatic amine derivative (X1) as the first hole transport material. -1, 1-2 were used to produce organic EL devices.
- Comparative Example 1-3 In Comparative Example 1-3, instead of the aromatic amine derivative (X1) as the first hole transport material in Example 1-1, NPD was used instead of the aromatic amine derivative (X1), and the aromatic amine derivative (H1) was used as the second hole transport material. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1-1 except that (X1) was used instead.
- the organic EL element produced as described above is caused to emit light by direct current drive, and the luminance (L) and current density are measured to obtain the current efficiency (L / J) and drive voltage (V) at a current density of 10 mA / cm 2 . It was. Further, the device lifetime at a current density of 50 mA / cm 2 was determined.
- the 80% life means the time until the luminance is attenuated to 80% of the initial luminance in constant current driving. The results are shown in Table 1.
- Example 2-1 (Production of organic EL element) A 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm glass substrate with an ITO transparent electrode line (manufactured by Geomatic) was ultrasonically cleaned in isopropyl alcohol for 5 minutes, and further UV (Ultraviolet) ozone cleaned for 30 minutes. A glass substrate with a transparent electrode line after washing is mounted on a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and first the following electron-accepting compound (A) is deposited so as to cover the transparent electrode on the surface where the transparent electrode line is formed. Then, an A film having a thickness of 5 nm was formed.
- ITO transparent electrode line manufactured by Geomatic
- the said aromatic amine derivative (X1) was vapor-deposited as a 1st positive hole transport material, and the 65-nm-thick 1st positive hole transport layer was formed into a film.
- the following aromatic amine derivative (H6) was deposited as a second hole transport material to form a second hole transport layer having a thickness of 10 nm.
- a compound (host1-X) as a first host material, a compound (host2-X) as a second host material, and Ir (BZQ) 3 as a phosphorescent dopant material were co-evaporated. .
- a light emitting layer having a thickness of 25 nm and emitting green light was formed.
- the concentration of the phosphorescent dopant material was 10% by mass, the concentration of the first host material was 45%, and the concentration of the second host material was 45%.
- a compound (C) having a thickness of 35 nm, LiF having a thickness of 1 nm, and metal Al having a thickness of 80 nm were sequentially laminated on the phosphorescent light emitting layer to form a cathode.
- LiF which is an electron injecting electrode, was formed at a deposition rate of 1 ⁇ / min.
- Examples 2-2 to 2-6 were carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the aromatic amine derivatives listed in Table 2 were used as the first hole transport material and the second hole transport material. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 2-1.
- Comparative Examples 2-1 to 2-3 were the same as those of Example 2-1 to 2-3 except that NPD was used instead of the aromatic amine derivative (X1) as the first hole transport material.
- Organic EL devices were produced in the same manner as in -1 to 2-3.
- the organic EL element produced as described above is caused to emit light by direct current drive, and the luminance (L) and current density are measured to obtain the current efficiency (L / J) and drive voltage (V) at a current density of 10 mA / cm 2 . It was. Further, the device lifetime at a current density of 50 mA / cm 2 was determined.
- the 80% life means the time until the luminance is attenuated to 80% of the initial luminance in constant current driving. The results are shown in Table 2.
- the organic EL element of the present invention is useful as a material for realizing an organic EL element that has a long life and can be driven with high efficiency.
- Examples 3-1 to 3-4 In Examples 3-1 to 3-4, the following aromatic amine derivatives listed in Table 3 as the first hole transport material and the second hole transport material in Example 1-1, and the following compound (H8) An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1-1 except that was used.
- the organic EL element produced as described above is caused to emit light by direct current drive, and the luminance (L) and current density are measured to obtain the current efficiency (L / J) and drive voltage (V) at a current density of 10 mA / cm 2 . It was. Further, the device lifetime at a current density of 50 mA / cm 2 was determined.
- the 80% life means the time until the luminance is attenuated to 80% of the initial luminance in constant current driving. The results are shown in Table 3.
- the organic EL device of the present invention is highly efficient and has a long life even when driven at a low voltage because the first hole transport layer contains a specific compound. Recognize.
- an organic EL element that can be driven with a long life, low voltage, and high efficiency is realized.
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Description
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。例えば、置換もしくは無置換の9,9-ジフェニルフルオレン骨格を有する芳香族アミン誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
一般に有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子は陽極、陰極、及び陽極と陰極に挟まれた1層以上の有機薄膜層から構成されている。両電極間に電圧が印加されると、陰極側から電子、陽極側から正孔が発光領域に注入され、注入された電子と正孔は発光領域において再結合して励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際に光を放出する。従って、電子又は正孔を効率よく発光領域に輸送し、電子と正孔との再結合を容易にする化合物の開発は高効率有機EL素子を得る上で重要である。
通常、有機EL素子を高温環境下で駆動又は保管すると、発光色の変化、発光効率の低下、駆動電圧の上昇、発光寿命の短時間化等の問題が生じる。この様な問題を防ぐために、正孔輸送材料として、特許文献1はN-カルバゾリル基が9,9-ジフェニルフルオレン骨格に直接結合した構造を有する芳香族アミン誘導体、特許文献2は3-カルバゾリル基が9,9-ジメチルフルオレン骨格に直接結合した構造を有する芳香族アミン誘導体、特許文献3はN-カルバゾリルフェニル基が窒素原子を介して9,9-ジフェニルフルオレン骨格に結合した構造を有する芳香族アミン誘導体、特許文献4は3-カルバゾリル基が窒素原子を介して9,9-ジフェニルフルオレン骨格に結合した構造の芳香族アミン誘導体を開示している。さらに、特許文献5は、フルオレン骨格、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格から選ばれる骨格を有する芳香族アミン誘導体を提案し、該芳香族アミン誘導体を有機EL素子用材料、特に正孔輸送材料として用いた有機EL素子は、低電圧で駆動可能であり、かつ、長寿命であると記載している。
しかし、特許文献1~5に開示された芳香族アミン誘導体は、駆動電圧の低下及び長寿命化に関して改善が十分であるとはいえず、さらなる改善が求められていた。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、低電圧駆動が可能で長寿命かつ高効率の有機EL素子を提供すること目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、ジ置換アミノ基が9,9-ジフェニルフルオレン骨格の2位に直接又は間接的に結合した化合物を、発光層に隣接する層以外の正孔輸送層に用いることで、低電圧駆動が可能で長寿命かつ高効率の有機EL素子を実現し得ることを見出した。
すなわち、本発明は以下に示す発明を提供する。
[1]対向する陽極と陰極の間に、陽極側から、第一正孔輸送層、発光層に隣接する隣接層、発光層を順次有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該第一正孔輸送層が下記式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(1)において、Ar1およびAr2は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。
L1は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R1~R4は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
mは、0~4の整数である。
nは、0~3の整数である。
p及びqは、それぞれ独立に、0~5の整数である。
炭素原子aと炭素原子bとは、単結合を介して直接結合してもよい。]
[2]前記隣接層が第二正孔輸送層である[1]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[3]前記第二正孔輸送層が下記式(2)で表される化合物を含有する[2]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(2)において、Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。
L2は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R5及びR6は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
Ar3は、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。
rは、0~4の整数である。
sは、0~2の整数である。
tは、0~2の整数である。]
[4]前記式(2)で表される化合物が下記式(2-1)で表される[3]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(2-1)中、X、L2、R5、R6、s、t、及びrは、それぞれ前記式(2)におけるものと同義である。同一の記号で表されるものが複数ある場合には、それらはそれぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。]
[5]前記第二正孔輸送層が下記式(3)で表される化合物を含有する[2]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(3)において、L3~L5は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R7及びR8は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。]
[6]前記第二正孔輸送層が下記式(4)で表される化合物を含有するものである[2]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(4)において、L6は、下記式(5)または式(6)で表される連結基を表す。
R9~R16は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
Ar4及びAr5は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。]
[7]前記式(1)において、Ar1が下記式(7)~(11)のいずれかで表され、Ar2が下記式(12)~(22)のいずれかで表され、かつ、L1が単結合又は下記式(23)で表される連結基である[3]~[6]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(7)~(23)中、R21は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又はシアノ基を表す。R22は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
n1は、0~4の整数である。
n2は、0~5の整数である。
n3は、0~3の整数である。
n4は、0又は1である。]
[8]前記一般式(1)におけるL1が単結合である[3]~[7]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[9]前記第一正孔輸送層が下記式(1-a-1)で表される化合物を含有するものである[3]~[6]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(1-a-1)中、Ar1、Ar2、R1~R4、m及びnは、それぞれ前記式(1)におけるものと同義である。
p1及びq1は、それぞれ独立に、0~4の整数である。]
[10]一般式(1)又は(1-a-1)におけるAr1が下記式(24)~式(27)のうちいずれか一つで表される、[7]~[9]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(24)~式(27)中、R21及びn1は、それぞれ前記式(7)におけるものと同義である。]
[1]対向する陽極と陰極の間に、陽極側から、第一正孔輸送層、発光層に隣接する隣接層、発光層を順次有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該第一正孔輸送層が下記式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
L1は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R1~R4は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
mは、0~4の整数である。
nは、0~3の整数である。
p及びqは、それぞれ独立に、0~5の整数である。
炭素原子aと炭素原子bとは、単結合を介して直接結合してもよい。]
[2]前記隣接層が第二正孔輸送層である[1]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[3]前記第二正孔輸送層が下記式(2)で表される化合物を含有する[2]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
L2は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R5及びR6は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
Ar3は、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。
rは、0~4の整数である。
sは、0~2の整数である。
tは、0~2の整数である。]
[4]前記式(2)で表される化合物が下記式(2-1)で表される[3]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[5]前記第二正孔輸送層が下記式(3)で表される化合物を含有する[2]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
R7及びR8は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。]
[6]前記第二正孔輸送層が下記式(4)で表される化合物を含有するものである[2]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ar4及びAr5は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。]
[7]前記式(1)において、Ar1が下記式(7)~(11)のいずれかで表され、Ar2が下記式(12)~(22)のいずれかで表され、かつ、L1が単結合又は下記式(23)で表される連結基である[3]~[6]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
n1は、0~4の整数である。
n2は、0~5の整数である。
n3は、0~3の整数である。
n4は、0又は1である。]
[8]前記一般式(1)におけるL1が単結合である[3]~[7]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[9]前記第一正孔輸送層が下記式(1-a-1)で表される化合物を含有するものである[3]~[6]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
p1及びq1は、それぞれ独立に、0~4の整数である。]
[10]一般式(1)又は(1-a-1)におけるAr1が下記式(24)~式(27)のうちいずれか一つで表される、[7]~[9]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
本発明の有機EL素子は、低電圧駆動が可能であり、長寿命かつ高効率なものである。
本発明において、「置換もしくは無置換の炭素数a~bのX基」という表現における「炭素数a~b」は、X基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、X基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
また、「水素原子」とは、中性子数が異なる同位体、すなわち、軽水素(protium)、重水素(deuterium)及び三重水素(tritium)を包含する。
更に、“置換もしくは無置換”というときの任意の置換基は、炭素数1~50(好ましくは1~10、より好ましくは1~5)のアルキル基;環形成炭素数3~50(好ましくは3~6、より好ましくは5又は6)のシクロアルキル基;環形成炭素数6~50(好ましくは6~24、より好ましくは6~12)のアリール基;環形成炭素数6~50(好ましくは6~24、より好ましくは6~12)のアリール基を有する炭素数1~50(好ましくは1~10、より好ましくは1~5)のアラルキル基;アミノ基;炭素数1~50(好ましくは1~10、より好ましくは1~5)のアルキル基を有するモノ-又はジアルキルアミノ基;環形成炭素数6~50(好ましくは6~24、より好ましくは6~12)のアリール基を有するモノ-又はジアリールアミノ基;炭素数1~50(好ましくは1~10、より好ましくは1~5)のアルキル基を有するアルコキシ基;環形成炭素数6~50(好ましくは6~24、より好ましくは6~12)のアリール基を有するアリールオキシ基;炭素数1~50(好ましくは1~10、より好ましくは1~5)のアルキル基及び環形成炭素数6~50(好ましくは6~24、より好ましくは6~12)のアリール基から選ばれる基を有するモノ-、ジ-又はトリ置換シリル基;環原子数5~50(好ましくは5~24、より好ましくは5~12)でありヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子)を1~5個(好ましくは1~3個、より好ましくは1~2個)含むヘテロアリール基;ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子);シアノ基;ニトロ基からなる群より選ばれる。
本発明の有機EL素子は、対向する陽極と陰極の間に、陽極側から、第一正孔輸送層、発光層に隣接する隣接層、発光層を順次有し、該第一正孔輸送層が下記式(1)で表される化合物(以下、「化合物A」と記載することがある。)を含有することを特徴とする。
尚、第一正孔輸送層は、一層からなるものであっても、複数層からなるものであってもよく、複数層から構成される場合、いずれか一層以上が上記化合物Aを含有すればよい。
尚、第一正孔輸送層は、一層からなるものであっても、複数層からなるものであってもよく、複数層から構成される場合、いずれか一層以上が上記化合物Aを含有すればよい。
[式(1)において、Ar1およびAr2は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。
L1は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R1及びR2は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又はシアノ基を表す。R3及びR4は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
mは、0~4の整数である。
nは、0~3の整数である。
p及びqは、それぞれ独立に、0~5の整数である。
炭素原子aと炭素原子bとは、単結合を介して直接結合してもよい。]
L1は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R1及びR2は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又はシアノ基を表す。R3及びR4は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
mは、0~4の整数である。
nは、0~3の整数である。
p及びqは、それぞれ独立に、0~5の整数である。
炭素原子aと炭素原子bとは、単結合を介して直接結合してもよい。]
ここで、一般式(1)における炭素原子aと炭素原子bとが、単結合を介して直接結合した場合、上記化合物Aは以下の式(1-a)で表される。
[式(1-a)中、Ar1、Ar2、R1~R4、m及びnは、それぞれ前記式(1)におけるものと同義である。
p1及びq1は、それぞれ独立に、0~4の整数である。]
p1及びq1は、それぞれ独立に、0~4の整数である。]
[式(1-1)中、Ar1、Ar2、R1~R4、m及びnは、それぞれ前記式(1)におけるものと同義である。
p1及びq1は、それぞれ独立に、0~4の整数である。]
p1及びq1は、それぞれ独立に、0~4の整数である。]
式(1-1)に示したように、フルオレン骨格が窒素原子に直接結合すると化合物Aのイオン化ポテンシャルが小さくなる。そのため、陽極、あるいは正孔注入層とのエネルギー障壁が減少し、発光層への電子注入が容易になり、その結果、有機EL素子の駆動電圧を低くすることができる。
前記炭素数1~20(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~5)のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基(異性体を含む)、ヘキシル基(異性体を含む)、ヘプチル基(異性体を含む)、オクチル基(異性体を含む)、ノニル基(異性体を含む)、デシル基(異性体を含む)、ウンデシル基(異性体を含む)、及びドデシル基(異性体を含む)等が挙げられ、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、及びペンチル基(異性体を含む)が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基がより好ましく、メチル基及びt-ブチル基が特に好ましい。
前記環形成炭素数6~50(好ましくは環形成炭素数6~30、より好ましくは環形成炭素数6~18)のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチルフェニル基、ビフェニルイル基、ターフェニルイル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、フェニルナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、アセアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、9,9-ジメチルフルオレニル基、7-フェニル-9,9-ジメチルフルオレニル基、ペンタセニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、s-インダセニル基、as-インダセニル基、フルオランテニル基、及びペリレニル基等が挙げられ、フェニル基、ナフチルフェニル基、ビフェニルイル基、ターフェニルイル基、ナフチル基、9,9-ジメチルフルオレニル基が好ましく、フェニル基、ビフェニルイル基、ナフチル基、9,9-ジメチルフルオレニル基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。
環形成原子数3~50(好ましくは環形成原子数6~30、より好ましくは環形成原子数6~18)の複素環基は少なくとも1個、好ましくは1~5個のヘテロ原子、例えば、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子、を含む。該複素環基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基などが挙げられ、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基が好ましく、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基がより好ましい。
前記ハロゲン原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子であり、フッ素原子が特に好ましい。
前記炭素数1~20(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~5)のフルオロアルキル基としては、例えば、上記の炭素数1~20のアルキル基の少なくとも1個の水素原子、好ましくは1~7個の水素原子をフッ素原子で置換して得られる基が挙げられ、ヘプタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、トリフルオロメチル基が好ましく、ペンタフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、トリフルオロメチル基がより好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
前記炭素数1~20(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~5)のアルコキシ基は-OR10で表され、R10は上記の炭素数1~20のアルキル基を表す。該アルコキシ基としては、t-ブトキシ基、プロポキシ基、エトキシ基、メトキシ基が好ましく、エトキシ基、メトキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
前記炭素数1~20(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~5)のフルオロアルコキシ基は-OR11で表され、R11は上記の炭素数1~20のフルオロアルキル基を表す。該フルオロアルコキシ基としては、ヘプタフルオロプロポキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2-トリフルオロエトキシ基、トリフルオロメトキシ基が好ましく、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2-トリフルオロエトキシ基、トリフルオロメトキシ基がより好ましく、トリフルオロメトキシ基が特に好ましい。
環炭素数6~50のアリールオキシ基は-OR12で表され、R12はR1に関して記載した環炭素数6~50のアリール基を表す。該アリールオキシ基としては、R12はターフェニル基、ビフェニル基、フェニル基が好ましく、ビフェニル基、フェニル基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。
上記式(24)~(27)で表される基は部分的にパラビフェニル構造を含んでいる。中心窒素原子に直接結合するベンゼン環のパラ位は電子密度が高く電気化学的に脆弱な箇所であるが、パラビフェニル構造により無置換では無くフェニル基で保護する形になることで化合物の安定性が向上し、材料の劣化が抑制される結果有機EL素子が長寿命化する。
[式(7)~(23)中、R21は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又はシアノ基を表す。R22は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
n1は、0~4の整数である。
n2は、0~5の整数である。
n3は、0~3の整数である。
n4は、0又は1である。]
n1は、0~4の整数である。
n2は、0~5の整数である。
n3は、0~3の整数である。
n4は、0又は1である。]
化合物Aとしては、前記一般式(1)、(1-a)、(1-a-1)において、Ar1が上記式(7)~(9)のいずれかで表されるものであり、かつ、Ar2が式(13)~(18)で表されるものであることが好ましく、さらに、Ar1が上記式(9)で表されるものであり、かつ、Ar2が式(13)~(16)で表されるものであることが好ましく、特に、Ar1がジメチルフルオレニル基であり、かつ、Ar2がビフェニリル基であることが好ましい。
前記R1~R4としては、前記ハロゲン原子(フッ素原子)、前記アルキル基(メチル基、エチル基、各種プロピル基、各種ブチル基)、前記アリール基(フェニル基、ナフチル基)が好ましい。
以下に式(1)で表される化合物Aの具体例を示すが、下記化合物に限定されるものではない。
上記化合物Aは有機EL素子用材料、特に正孔注入層材料又は正孔輸送層材料として有用である。化合物Aの製造方法は特に制限されず、当業者であれば本明細書の実施例を参照しながら、公知の合成反応を利用及び変更して容易に製造することができる。
以下、本発明の有機EL素子構成について説明する。
本発明の有機EL素子は、燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光/燐光ハイブリッド型の(白色)発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよい。ここで、「発光ユニット」とは、一層以上の有機層を含み、そのうちの一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光することができる最小単位をいう。
本発明の有機EL素子は、燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光/燐光ハイブリッド型の(白色)発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよい。ここで、「発光ユニット」とは、一層以上の有機層を含み、そのうちの一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光することができる最小単位をいう。
本発明の有機EL素子は、上述のように、対向する陽極と陰極の間に、陽極側から、第一正孔輸送層、発光層に隣接する隣接層、発光層を順次有する。上記隣接層としては、第二正孔輸送層、電子障壁層、絶縁層等を用いることができるが、好ましくは第二正孔輸送層である。
本発明の有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の(1)~(6)を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、(2)の素子構成が好ましく用いられる。
(1)陽極/第一正孔輸送層/電子障壁層/発光層/陰極
(2)陽極/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/発光層/(電子輸送層/)電子注入層/陰極
(3)陽極/第一正孔輸送層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(4)陽極/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(5)陽極/絶縁層/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
(6)陽極/絶縁層/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/発光層/(電子輸送層/)電子注入層/陰極
(1)陽極/第一正孔輸送層/電子障壁層/発光層/陰極
(2)陽極/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/発光層/(電子輸送層/)電子注入層/陰極
(3)陽極/第一正孔輸送層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(4)陽極/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(5)陽極/絶縁層/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
(6)陽極/絶縁層/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/発光層/(電子輸送層/)電子注入層/陰極
以下、好ましい形態として、上記(1)~(6)の構成の有機EL素子の各層について説明する。
(基板)
有機EL素子は、通常、透光性基板上に作製する。この透光性基板は有機EL素子を支持する基板であり、波長400~700nmの可視領域の光の透過率が50%以上であるものが好ましく、さらに平滑な基板を用いるのが好ましい。
このような透光性基板としては、例えば、ガラス板、合成樹脂板等が挙げられる。ガラス板としては、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等で成形された板が挙げられる。また、合成樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂等の板が挙げられる。
有機EL素子は、通常、透光性基板上に作製する。この透光性基板は有機EL素子を支持する基板であり、波長400~700nmの可視領域の光の透過率が50%以上であるものが好ましく、さらに平滑な基板を用いるのが好ましい。
このような透光性基板としては、例えば、ガラス板、合成樹脂板等が挙げられる。ガラス板としては、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等で成形された板が挙げられる。また、合成樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂等の板が挙げられる。
(陽極)
陽極は、正孔を直接又は間接的に第一正孔輸送層に注入する役割を担うものであり、4eV以上(好ましくは4.5eV以上)の仕事関数を有することが効果的である。陽極材料の具体例としては、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ITO基板、NESA基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物、ポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が挙げられる。
陽極は、これらの陽極材料を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成することにより得られる。
発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が10%より大きいことが好ましい。また陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料によっても異なるが、通常10nm~1μm、好ましくは10nm~200nmである。
陽極は、正孔を直接又は間接的に第一正孔輸送層に注入する役割を担うものであり、4eV以上(好ましくは4.5eV以上)の仕事関数を有することが効果的である。陽極材料の具体例としては、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ITO基板、NESA基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物、ポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が挙げられる。
陽極は、これらの陽極材料を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成することにより得られる。
発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が10%より大きいことが好ましい。また陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料によっても異なるが、通常10nm~1μm、好ましくは10nm~200nmである。
(陰極)
陰極としては、仕事関数の小さい(4eV未満)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びそれらの合金が用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。該合金としては、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム、リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
この陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成することにより得られる。
ここで、発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は10%より大きくすることが好ましい。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、さらに、陰極の膜厚は、通常10nm~1μm、好ましくは50nm~200nmである。
陰極としては、仕事関数の小さい(4eV未満)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びそれらの合金が用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。該合金としては、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム、リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
この陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成することにより得られる。
ここで、発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は10%より大きくすることが好ましい。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、さらに、陰極の膜厚は、通常10nm~1μm、好ましくは50nm~200nmである。
(第一正孔輸送層)
上記化合物Aは結晶化しにくく、上記のいずれの有機薄膜層に用いられてもよいが、本発明の有機EL素子においては、より低電圧での駆動の観点から、第一正孔輸送層に含有される。本発明の有機EL素子は、低電圧駆動が可能であるのみならず、発光効率が高く、寿命が長い。
上記化合物Aは結晶化しにくく、上記のいずれの有機薄膜層に用いられてもよいが、本発明の有機EL素子においては、より低電圧での駆動の観点から、第一正孔輸送層に含有される。本発明の有機EL素子は、低電圧駆動が可能であるのみならず、発光効率が高く、寿命が長い。
第一正孔輸送層における化合物Aの含有量は、その全量に対して、好ましくは30~100質量%であり、より好ましくは50~100質量%であり、さらに好ましくは80~100質量%であり、特に好ましくは90~100質量%である。
第一正孔輸送層に含まれる上記化合物A以外の材料、あるいは、第一正孔輸送層が複数層からなる場合に、上記化合物Aを用いて形成される層以外を形成する材料(以下、「他の正孔輸送層形成用材料」と記載することがある。)としては、発光層への正孔注入を助け、正孔を発光領域まで輸送するものであって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常5.7eV以下のものが好ましく、また、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば104~106V/cmの電界印加時に、10-4cm2/V・秒以上であることが好ましい。
上記他の正孔輸送層形成用材料の具体例としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等、前記化合物の誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
また、上記他の正孔輸送層形成用材料としては、従来、光導伝材料において正孔注入材料として慣用されているものを用いることもできる。
このような正孔注入材料としては、下記式(A)で表されるヘキサアザトリフェニレン化合物を用いることが好ましい。
上記式(A)中、R111~R116は、それぞれ独立にシアノ基、-CONH2、カルボキシル基、もしくは-COOR117(R117は、炭素数1~20のアルキル基である。)を表すか、又は、R111及びR112、R113及びR114、又はR115及びR116が一緒になって-CO-O-CO-で示される基を表す。
なお、R111~R116が同一で、シアノ基、-CONH2、カルボキシル基、又は-COOR117を表すことが好ましい。また、R111及びR112、R113及びR114、及びR115及びR116のすべてが一緒になって-CO-O-CO-で示される基を表すことが好ましい。
なお、R111~R116が同一で、シアノ基、-CONH2、カルボキシル基、又は-COOR117を表すことが好ましい。また、R111及びR112、R113及びR114、及びR115及びR116のすべてが一緒になって-CO-O-CO-で示される基を表すことが好ましい。
また、上記正孔注入材料としては、例えば、芳香族三級アミン誘導体及びフタロシアニン誘導体も挙げられる。
芳香族三級アミン誘導体としては、例えば、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-(3-メチルフェニル)-1,1’-ビフェニルイル-4,4’-ジアミン、N,N,N’,N’-(4-メチルフェニル)-1,1’-フェニル-4,4’-ジアミン、N,N,N’,N’-(4-メチルフェニル)-1,1’-ビフェニルイル-4,4’-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジナフチル-1,1’-ビフェニルイル-4,4’-ジアミン、N,N’-(メチルフェニル)-N,N’-(4-n-ブチルフェニル)-フェナントレン-9,10-ジアミン、N,N-ビス(4-ジ-4-トリルアミノフェニル)-4-フェニル-シクロヘキサン等、又はこれらの芳香族三級アミンに由来する構成単位を有するオリゴマーもしくはポリマーであるが、特にこれらに限定されるものではない。
フタロシアニン(Pc)誘導体としては、例えば、H2Pc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、Cl2SiPc、(HO)AlPc、(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOPc、GaPc-O-GaPc等のフタロシアニン誘導体及びナフタロシアニン誘導体があるが、これらに限定されるものではない。
また、他の正孔輸送層形成用材料には、電子受容物質を添加することにより増感させることもできる。
第一正孔輸送層には、必要に応じて、公知の発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料、後述する電子注入材料を使用することもできるし、化合物Bをドーピング材料として使用することもできる。
有機EL素子は、複数の有機薄膜層を形成することにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。必要があれば、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料、電子注入材料を組み合わせて使用することができる。また、ドーピング材料により、発光輝度や発光効率を向上させ、発光色を変化させることもできる。
第一正孔輸送層には、必要に応じて、公知の発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料、後述する電子注入材料を使用することもできるし、化合物Bをドーピング材料として使用することもできる。
有機EL素子は、複数の有機薄膜層を形成することにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。必要があれば、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料、電子注入材料を組み合わせて使用することができる。また、ドーピング材料により、発光輝度や発光効率を向上させ、発光色を変化させることもできる。
(第二正孔輸送層)
第二正孔輸送層は、発光層に隣接する隣接層の一態様であり、下記式(2)~(4)のいずれかで表される化合物Bを含有することが好ましい。
第二正孔輸送層における化合物Bの含有量は、その全量に対して、好ましくは30~100質量%であり、より好ましくは50~100質量%であり、さらに好ましくは80~100質量%であり、特に好ましくは90~100質量%である。
第二正孔輸送層は、発光層に隣接する隣接層の一態様であり、下記式(2)~(4)のいずれかで表される化合物Bを含有することが好ましい。
第二正孔輸送層における化合物Bの含有量は、その全量に対して、好ましくは30~100質量%であり、より好ましくは50~100質量%であり、さらに好ましくは80~100質量%であり、特に好ましくは90~100質量%である。
[式(2)において、Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。
L2は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R5及びR6は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
Ar3は、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。
rは、0~4の整数である。
sは、0~2の整数である。
tは、0~2の整数である。]
L2は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R5及びR6は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
Ar3は、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。
rは、0~4の整数である。
sは、0~2の整数である。
tは、0~2の整数である。]
[式(2-1)中、X、L2、R5、R6、s、t、及びrは、それぞれ前記式(2)におけるものと同義である。同一の記号で表されるものが複数ある場合には、それらはそれぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。]
前記一般式(2)又は(2-1)で表される化合物Bとしては、rが0~2であり、s及びtが、それぞれ独立に、0又は1であるものが好ましく、さらに、L2がフェニレン基であり、かつ、R6がジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、9,9-ジメチルフルオレニル基又はビフェニリル基であるものが好ましい。
[式(3)において、L3~L5は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R7及びR8は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。]
R7及びR8は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。]
前記一般式(3)で表される化合物Bとしては、R7及びR8が、それぞれ独立に、フェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基又は9,9-ジメチルフルオレニル基であり、L3~L5が、それぞれ独立に、単結合又はフェニレン基であるものが好ましい。
R9~R16は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
Ar4及びAr5は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。]
Ar4及びAr5は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。]
前記一般式(4)で表される化合物Bとしては、R9~R16が、それぞれ独立に、炭素数1~5のアルキル基、フェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基又は9,9-ジメチルフルオレニル基であり、Ar4及びAr5が、それぞれ独立に、ビフェニリル基又はターフェニリル基であるものが好ましい。
式(2)~(6)における各基の具体例は、上記式(1)における各基について挙げたものと同様である。
以下に式(2)又は(2-1)で表される化合物Bの具体例を示すが、下記化合物に限定されるものではない。
以下に式(3)で表される化合物Bの具体例を示すが、下記化合物に限定されるものではない。
以下に式(4)で表される化合物Bの具体例を示すが、下記化合物に限定されるものではない。
また、第二正孔輸送層は、下記式(B-1)又は(B-2)で表される含窒素芳香族複素環誘導体を含有することも好ましい。
第二正孔輸送層における下記式(B-1)又は(B-2)で表される含窒素芳香族複素環誘導体の含有量は、その全量に対して、好ましくは30~100質量%であり、より好ましくは50~100質量%であり、さらに好ましくは80~100質量%であり、特に好ましくは90~100質量%である。
第二正孔輸送層における下記式(B-1)又は(B-2)で表される含窒素芳香族複素環誘導体の含有量は、その全量に対して、好ましくは30~100質量%であり、より好ましくは50~100質量%であり、さらに好ましくは80~100質量%であり、特に好ましくは90~100質量%である。
環Aは、隣接環と縮合して環形成炭素C1及びC2を共有する上記式(1a)で表される構造、あるいは、隣接環と縮合して環形成炭素C3及びC4、又は環形成炭素C4及びC5、又は環形成炭素C5及びC6を共有する上記式(1b)で表される構造を表す。
Yは、NRa、CRbRc、SiRbRc、酸素原子、硫黄原子を表す。
W及びZは、それぞれ独立に、単結合、CRbRc、SiRbRc、酸素原子、硫黄原子を表わす。
L2は、単結合、環形成炭素数6~30のアリーレン基、環形成原子数5~30のヘテロアリーレン基を表わす。
R31~R34は、それぞれ独立に、炭素数1~15の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3~15であるシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、環形成炭素数6~30のアリール基、環形成原子数5~30のヘテロアリール基、ハロゲン原子又はシアノ基を表わす。隣接した2つのR31~R34同士は互いに結合して環を形成する飽和もしくは不飽和の2価の基を形成してもよい。
Qは、炭素数1~15の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3~15であるシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、又は環形成原子数5~30のヘテロアリール基を表わす。
a、b、dは、それぞれ独立に、0~4の整数を表す。
cは、0~2の整数を表す。
nは、0または1を表わす。
以下に式(B-1)又は(B-2)で表される含窒素芳香族複素環誘導体の具体例を示すが、下記化合物に限定されるものではない。
(絶縁層)
有機EL素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層からなる絶縁層を挿入してもよい。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。なお、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
有機EL素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層からなる絶縁層を挿入してもよい。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。なお、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
(発光層)
有機EL素子の発光層は下記(1)~(3)の機能を併せ持つ。
(1)注入機能:電界印加時に隣接層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能。
(2)輸送機能:注入された電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能。
(3)発光機能:電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能。
発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さに違いがあってもよく、また、正孔移動度と電子移動度で表される、発光層の正孔輸送能及び電子輸送能が異なっていてもよいが、どちらか一方の電荷を移動させることが好ましい。
有機EL素子の発光層は下記(1)~(3)の機能を併せ持つ。
(1)注入機能:電界印加時に隣接層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能。
(2)輸送機能:注入された電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能。
(3)発光機能:電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能。
発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さに違いがあってもよく、また、正孔移動度と電子移動度で表される、発光層の正孔輸送能及び電子輸送能が異なっていてもよいが、どちらか一方の電荷を移動させることが好ましい。
発光層に使用できるホスト材料又はドーピング材料は特に制限されない。例えば、ナフタレン、フェナントレン、ルブレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、デカシクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、フルオレン、スピロフルオレン、9,10-ジフェニルアントラセン、9,10-ビス(フェニルエチニル) アントラセン、1,4-ビス(9'-エチニルアントラセニル)ベンゼン等の縮合多量芳香族化合物及びそれらの誘導体、トリス(8-キノリノラート)アルミニウム、ビス-(2-メチル-8-キノリノラート)-4-(フェニルフェノリナート)アルミニウム等の有機金属錯体、アリールアミン誘導体、スチリルアミン誘導体、スチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、オキサゾン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピラジン誘導体、ケイ皮酸エステル誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体等から選ばれる。これらの中でも、アリールアミン誘導体、スチリルアミン誘導が好ましく、スチリルアミン誘導がより好ましい。
(電子注入層/電子輸送層)
電子注入層/電子輸送層は、発光層への電子の注入を助け、電子を発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい。付着改善層は陰極との付着が特に良い材料からなる電子注入層である。
発光した光が電極(この場合は陰極)により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して陽極から取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子輸送層は数nm~数μmの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、104~106V/cmの電界印加時に電子移動度が少なくとも10-5cm2/Vs以上であることが好ましい。
電子注入層に用いられる材料としては、具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等とそれらの誘導体が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、電子注入材料に電子供与性物質を添加することにより増感させることもできる。
電子注入層/電子輸送層は、発光層への電子の注入を助け、電子を発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい。付着改善層は陰極との付着が特に良い材料からなる電子注入層である。
発光した光が電極(この場合は陰極)により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して陽極から取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子輸送層は数nm~数μmの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、104~106V/cmの電界印加時に電子移動度が少なくとも10-5cm2/Vs以上であることが好ましい。
電子注入層に用いられる材料としては、具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等とそれらの誘導体が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、電子注入材料に電子供与性物質を添加することにより増感させることもできる。
他の効果的な電子注入材料は、金属錯体化合物及び含窒素五員環誘導体である。
前記金属錯体化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリナートリチウム、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(1-ナフトラート)アルミニウム等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
前記含窒素五員誘導体としては、例えば、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール誘導体が好ましい。
特に、本発明においては、前記含窒素五員誘導体として、下記式(1)~(3)のいずれかで表されるベンゾイミダゾール誘導体が好ましい。
前記金属錯体化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリナートリチウム、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(1-ナフトラート)アルミニウム等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
前記含窒素五員誘導体としては、例えば、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール誘導体が好ましい。
特に、本発明においては、前記含窒素五員誘導体として、下記式(1)~(3)のいずれかで表されるベンゾイミダゾール誘導体が好ましい。
上記式(1)~(3)中、Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
R11及びR12は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリール基、置換もしくは無置換の環炭素数3~60のヘテロアリール基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロアルキル基又は炭素数1~20のアルコキシ基である。
mは、0~5の整数であり、mが2以上の整数であるとき、複数のR11は互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する2個のR11同士が互いに結合して置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環を形成していてもよい。該置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。
Ar1は、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリール基又は置換もしくは無置換の環炭素数3~60のヘテロアリール基である。
Ar2は、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリール基又は置換もしくは無置換の環炭素数3~60のヘテロアリール基である。
Ar3は、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環炭素数3~60のヘテロアリーレン基である。
L1、L2及びL3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリーレン基、置換もしくは無置換の環原子数9~60のヘテロ縮合環基又は置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
R11及びR12は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリール基、置換もしくは無置換の環炭素数3~60のヘテロアリール基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロアルキル基又は炭素数1~20のアルコキシ基である。
mは、0~5の整数であり、mが2以上の整数であるとき、複数のR11は互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する2個のR11同士が互いに結合して置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環を形成していてもよい。該置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。
Ar1は、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリール基又は置換もしくは無置換の環炭素数3~60のヘテロアリール基である。
Ar2は、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリール基又は置換もしくは無置換の環炭素数3~60のヘテロアリール基である。
Ar3は、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環炭素数3~60のヘテロアリーレン基である。
L1、L2及びL3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環炭素数6~60のアリーレン基、置換もしくは無置換の環原子数9~60のヘテロ縮合環基又は置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
また、本発明により得られた有機EL素子の、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上の観点から、素子の表面に保護層を設けることや、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することも可能である。
本発明の有機EL素子の各層の形成には、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を用いることができる。
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させた溶液又は分散液を用いて薄膜を形成する。また、該溶液又は分散液は成膜性向上、膜のピンホール防止等のために樹脂や添加剤を含んでいてもよい。該樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等が挙げられる。
各層の膜厚は特に限定されるものではなく、良好な素子性能が得られるような膜厚すればよい。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は5nm~10μmの範囲が適しているが、10nm~0.2μmの範囲がより好ましい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
実施例1-1
(有機EL素子の作製)
25mm×75mm×1.1mmのITO透明電極ライン付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄し、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物(A)を蒸着し、膜厚5nmのA膜を成膜した。このA膜上に、第1正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(X1)を蒸着し、膜厚160nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(H1)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、ホスト化合物(BH)とドーパント化合物(BD)とを厚さ25nmで共蒸着し、発光層を得た。ドーパント化合物(BD)の濃度は4質量%であった。
続いて、この発光層上に、厚さ20nmの下記化合物(ET1)、続いて厚さ10nmの下記化合物(ET2)とLiを厚さ25nmで共蒸着し、電子輸送・注入層を成膜した。Liの濃度は4質量%であった。
さらに、厚さ80nmの金属Alを順次積層し、陰極を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
(有機EL素子の作製)
25mm×75mm×1.1mmのITO透明電極ライン付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄し、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物(A)を蒸着し、膜厚5nmのA膜を成膜した。このA膜上に、第1正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(X1)を蒸着し、膜厚160nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(H1)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、ホスト化合物(BH)とドーパント化合物(BD)とを厚さ25nmで共蒸着し、発光層を得た。ドーパント化合物(BD)の濃度は4質量%であった。
続いて、この発光層上に、厚さ20nmの下記化合物(ET1)、続いて厚さ10nmの下記化合物(ET2)とLiを厚さ25nmで共蒸着し、電子輸送・注入層を成膜した。Liの濃度は4質量%であった。
さらに、厚さ80nmの金属Alを順次積層し、陰極を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
実施例1-2~1-12
実施例1-2~1-12は、実施例1-1において、第1正孔輸送材料、及び第2正孔輸送材料として表1に記載の下記芳香族アミン誘導体を用いた以外は、実施例1-1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例1-2~1-12は、実施例1-1において、第1正孔輸送材料、及び第2正孔輸送材料として表1に記載の下記芳香族アミン誘導体を用いた以外は、実施例1-1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例1-1及び1-2
比較例1-1及び1-2は、実施例1-1、1-2において、第1正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体(X1)の代わりに、NPDを用いた以外は、実施例1-1、1-2と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例1-1及び1-2は、実施例1-1、1-2において、第1正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体(X1)の代わりに、NPDを用いた以外は、実施例1-1、1-2と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例1-3
比較例1-3は、実施例1-1において、第1正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体(X1)の代わりに、NPDを、第2正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体(H1)の代わりに(X1)を用いた以外は、実施例1-1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例1-3は、実施例1-1において、第1正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体(X1)の代わりに、NPDを、第2正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体(H1)の代わりに(X1)を用いた以外は、実施例1-1と同様にして有機EL素子を作製した。
(有機EL素子の発光性能評価)
以上のように作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表1に示す。
以上のように作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表1に示す。
実施例2-1
(有機EL素子の作製)
25mm×75mm×1.1mmのITO透明電極ライン付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄し、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物(A)を蒸着し、膜厚5nmのA膜を成膜した。このA膜上に、第1正孔輸送材料として上記芳香族アミン誘導体(X1)を蒸着し、膜厚65nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(H6)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、第一ホスト材料として化合物(host1-X)と、第二ホスト材料として化合物(host2-X)と、燐光発光性ドーパント材料としてIr(BZQ)3とを共蒸着した。これにより、緑色発光を示す厚さ25nmの発光層を形成した。なお、燐光発光性ドーパント材料の濃度を10質量%とし、第一ホスト材料の濃度を45%、第二ホスト材料の濃度を45%とした。
続いて、この燐光発光層上に、厚さ35nmの化合物(C)、厚さ1nmのLiF、厚さ80nmの金属Alを順次積層し、陰極を形成した。なお、電子注入性電極であるLiFは、1Å/minの成膜速度で形成した。
(有機EL素子の作製)
25mm×75mm×1.1mmのITO透明電極ライン付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄し、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物(A)を蒸着し、膜厚5nmのA膜を成膜した。このA膜上に、第1正孔輸送材料として上記芳香族アミン誘導体(X1)を蒸着し、膜厚65nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(H6)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、第一ホスト材料として化合物(host1-X)と、第二ホスト材料として化合物(host2-X)と、燐光発光性ドーパント材料としてIr(BZQ)3とを共蒸着した。これにより、緑色発光を示す厚さ25nmの発光層を形成した。なお、燐光発光性ドーパント材料の濃度を10質量%とし、第一ホスト材料の濃度を45%、第二ホスト材料の濃度を45%とした。
続いて、この燐光発光層上に、厚さ35nmの化合物(C)、厚さ1nmのLiF、厚さ80nmの金属Alを順次積層し、陰極を形成した。なお、電子注入性電極であるLiFは、1Å/minの成膜速度で形成した。
実施例2-2~2-6
実施例2-2~2-6は、実施例2-1において、第1正孔輸送材料、及び第2正孔輸送材料として表2に記載の上記芳香族アミン誘導体を用いた以外は、実施例2-1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例2-2~2-6は、実施例2-1において、第1正孔輸送材料、及び第2正孔輸送材料として表2に記載の上記芳香族アミン誘導体を用いた以外は、実施例2-1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例2-1~2-3
比較例2-1~2-3は、実施例2-1~2-3において、第1正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体(X1)の代わりに、NPDを用いた以外は、実施例2-1~2-3と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例2-1~2-3は、実施例2-1~2-3において、第1正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体(X1)の代わりに、NPDを用いた以外は、実施例2-1~2-3と同様にして有機EL素子を作製した。
(有機EL素子の発光性能評価)
以上のように作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表2に示す。
以上のように作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表2に示す。
本発明の有機EL素子は、長寿命であり、高効率での駆動が可能な有機EL素子を実現する材料として有用である。
実施例3-1~3-4
実施例3-1~3-4は、実施例1-1において、第1正孔輸送材料、及び第2正孔輸送材料として表3に記載の下記芳香族アミン誘導体、及び下記化合物(H8)を用いた以外は、実施例1-1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例3-1~3-4は、実施例1-1において、第1正孔輸送材料、及び第2正孔輸送材料として表3に記載の下記芳香族アミン誘導体、及び下記化合物(H8)を用いた以外は、実施例1-1と同様にして有機EL素子を作製した。
(有機EL素子の発光性能評価)
以上のように作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表3に示す。
以上のように作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表3に示す。
表3の結果から、本発明の有機EL素子は、第一正孔輸送層が特定の化合物を含有することにより、低電圧で駆動しても高効率であり、かつ、長寿命であることがわかる。
本発明の材料組み合わせを用いることにより、長寿命、低電圧、高効率での駆動が可能な有機EL素子が実現する。
Claims (10)
- 対向する陽極と陰極の間に、陽極側から、第一正孔輸送層、発光層に隣接する隣接層、発光層を順次有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該第一正孔輸送層が下記式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(1)において、Ar1およびAr2は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。
L1は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R1~R4は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
mは、0~4の整数である。
nは、0~3の整数である。
p及びqは、それぞれ独立に、0~5の整数である。
炭素原子aと炭素原子bとは、単結合を介して直接結合してもよい。] - 前記隣接層が第二正孔輸送層である請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第二正孔輸送層が下記式(2)で表される化合物を含有する請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(2)において、Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。
L2は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R5及びR6は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
Ar3は、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。
rは、0~4の整数である。
sは、0~2の整数である。
tは、0~2の整数である。] - 前記第二正孔輸送層が下記式(3)で表される化合物を含有する請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(3)において、L3~L5は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
R7及びR8は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。] - 前記第二正孔輸送層が下記式(4)で表される化合物を含有する請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(4)において、L6は、下記式(5)または式(6)で表される連結基を表す。
R9~R16は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
Ar4及びAr5は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基を表す。] - 前記式(1)において、Ar1が下記式(7)~(11)のいずれかで表され、Ar2が下記式(12)~(22)のいずれかで表され、かつ、L1が単結合又は下記式(23)で表される連結基である請求項3~6のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[式(7)~(23)中、R21は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、又はシアノ基を表す。R22は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリールオキシ基、又はシアノ基を表す。
n1は、0~4の整数である。
n2は、0~5の整数である。
n3は、0~3の整数である。
n4は、0又は1である。
] - 前記一般式(1)におけるL1が単結合である請求項3~7のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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