[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2005190949A - 有機電界発光素子 - Google Patents

有機電界発光素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2005190949A
JP2005190949A JP2003434072A JP2003434072A JP2005190949A JP 2005190949 A JP2005190949 A JP 2005190949A JP 2003434072 A JP2003434072 A JP 2003434072A JP 2003434072 A JP2003434072 A JP 2003434072A JP 2005190949 A JP2005190949 A JP 2005190949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
group
voltage
light
organic electroluminescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003434072A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4521182B2 (ja
Inventor
Tatsuya Igarashi
達也 五十嵐
Toshihiro Ise
俊大 伊勢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2003434072A priority Critical patent/JP4521182B2/ja
Priority to US11/019,297 priority patent/US7982391B2/en
Publication of JP2005190949A publication Critical patent/JP2005190949A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4521182B2 publication Critical patent/JP4521182B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011Condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1092Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1096Heterocyclic compounds characterised by ligands containing other heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/186Metal complexes of the light metals other than alkali metals and alkaline earth metals, i.e. Be, Al or Mg
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917Electroluminescent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

【課題】 発光効率が良好な有機電界発光素子、特に、青色に発光する有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】 一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有し、電圧を印加した時に蛍光発光する化合物と電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させて電圧印加時の発光強度を増幅させる機能を有する化合物とを含有し、電圧印加時の発光が主に蛍光発光化合物からの発光に由来する有機電界発光素子であって、
該電圧を印加した時に蛍光発光する化合物が、ジスチリルアリーレン誘導体、オリゴアリーレン誘導体、芳香族含窒素ヘテロ環化合物、含硫黄ヘテロ環化合物、金属錯体、オキソ置換ヘテロ環化合物、有機ケイ素化合物、及び、トリアリールアミン誘導体からなる群より選択される1種以上であることを特徴とする有機電界発光素子。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電気エネルギーを光に変換して発光できる発光素子、特に、有機電界発光素子に関する。
有機電界発光素子(以下、適宜、有機EL素子又は単に発光素子と称する)は、低電圧で高輝度の発光を得ることができるため、有望な表示素子として注目されている。この有機電界発光素子の重要な特性値として、外部量子効率がある。外部量子効率は下記式により算出され、この値が大きいほど、即ち、素子に注入された電子に対して、放出されるフォトンが多いほど、消費電力の点で有利な素子と言える。
外部量子効率φ=素子から放出されたフォトン数/素子に注入された電子数
有機電界発光素子の外部量子効率は具体的には下記式により決定される。
外部量子効率φ=内部量子効率×光取り出し効率
有機化合物からの蛍光発光を利用する有機EL素子においては、内部量子効率の限界値が25%であり、光取り出し効率が約20%であることから、外部量子効率の限界値は約5%とされている。
有機電界発光素子の内部量子効率を向上させて、素子の外部量子効率を向上する方法として、三重項発光材料(りん光発光材料)を用いる素子が報告されている(例えば、特許文献1参照。)。この素子は従来の蛍光発光を利用した素子(一重項発光素子)に比べて外部量子効率を向上させることが可能であり、外部量子効率の最大値は8%(100cd/m2時の外部量子効率は7.5%)を達しているが、重原子金属錯体からのりん光発光を用いていることから発光のレスポンスが遅く、また、耐久性の点で改良が望まれていた。
この問題を改良する方法として、三重項励起子から一重項励起子へのエネルギー移動を用いた一重項発光素子が報告されている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、この文献に記載の素子の外部量子効率の最大値は3.3%にすぎず、従来の一重項発光素子の外部量子効率(φ=5%)を超えておらず、効率の向上という観点からはさらなる改良が求められていた。
国際公開第2000/070655号パンフレット 国際公開第2001/008230号パンフレット
本発明の目的は、発光効率が良好で高輝度発光が可能な有機電界発光素子を提供することにある。
この課題は下記手段によって達成された。
<1>一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有し、電圧を印加した時に蛍光発光する化合物(以下、適宜、蛍光発光化合物と称する)と電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させて電圧印加時の発光強度を増幅させる機能を有する化合物(以下、適宜、増幅剤と称する)とを含有し、電圧印加時の発光が主に蛍光発光化合物からの発光に由来する有機電界発光素子であって、該蛍光発光化合物が、ジスチリルアリーレン誘導体、オリゴアリーレン誘導体、芳香族含窒素ヘテロ環化合物、含硫黄ヘテロ環化合物、金属錯体、オキソ置換ヘテロ環化合物、有機ケイ素化合物、及び、トリアリールアミン誘導体からなる群より選択される1種以上であることを特徴とする有機電界発光素子。なお、以下、これらの蛍光発光化合物をまとめて「特定蛍光発光化合物」と称することがある。
<2>一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有し、電圧を印加した時に蛍光発光する化合物と電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させて電圧印加時の発光強度を増幅させる機能を有する化合物とを含有し、電圧印加時の発光が主に蛍光発光化合物からの発光に由来する有機電界発光素子であって、該電圧を印加した時に蛍光発光する化合物を、少なくとも2種含むことを特徴とする有機電界発光素子。
<3>前記発光層に含まれる蛍光発光化合物の濃度が0.1%以上10%以下であることを特徴とする<1>又は<2>に記載の有機電界発光素子。
<4>前記発光層に含まれる蛍光発光化合物の蛍光量子収率が70%以上であることを特徴とする<1>乃至<3>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<5>前記増幅剤の発光スペクトルと、蛍光発光化合物の吸収スペクトルと、が重なっていることを特徴とする<1>乃至<4>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<6>前記増幅剤のりん光量子収率が50%以上であることを特徴とする<1>乃至<5>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<7>前記増幅剤のりん光寿命が10μs以下であることを特徴とする<1>乃至<6>のいずれかに記載の有機電界発光素子
以下は、本発明の好ましい態様である。
<8>前記発光層の陰極側に隣接する層のT1レベル(最低励起三重項状態のエネルギーレベル)が、50 kcal/mol 以上(209.2 kJ/mol以上)、90 kcal/mol 以下(377.1 kJ/mol以下) であることを特徴とする<1>乃至<7>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<9>前記発光層の陽極側に隣接する層のT1レベル(最低励起三重項状態のエネルギーレベル)が、50 kcal/mol 以上(209.2 kJ/mol以上)、90 kcal/mol 以下(377.1 kJ/mol以下) であることを特徴とする<1>乃至<8>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<10>前記蛍光発光化合物が下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする<1>乃至<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2005190949
前記一般式(1)中、Ar11はアリーレン基を表し、Ar12、Ar13それぞれアリール基を表し、R11、R12、R13、R14はそれぞれ水素原子または置換基を表す。
<11>前記蛍光発光化合物が下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする<1>乃至<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2005190949
前記一般式(2)中、R21、R22、R23はそれぞれ水素原子または置換基を表す。X21は酸素原子、硫黄原子、置換又は無置換の窒素原子を表す。
<12>前記蛍光発光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>乃至<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2005190949
前記一般式(3)中、R31、R32、R33、R34、R35はそれぞれ水素原子または置換基を表す。
<13>前記蛍光発光化合物が下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする<1>乃至<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2005190949
前記一般式(4)中、R41、R42、R43、R44、R45はそれぞれ水素原子または置換基を表す。
<14>前記蛍光発光化合物が下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする<1>乃至<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2005190949
前記一般式(5)中、Ar51、Ar52、Ar53はそれぞれアリール基を表す。
<15>前記蛍光発光化合物が下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする<1>乃至<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2005190949
前記一般式(6)中、Ar61、Ar62はそれぞれアリール基を表す。
<16>前記蛍光発光化合物が下記一般式(7)で表される化合物であることを特徴とする<1>乃至<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2005190949
前記一般式(7)中、R71、R72、R73、R74はそれぞれ水素原子または置換基を表す。
<17>前記蛍光発光化合物が下記一般式(8)で表される化合物であることを特徴とする<1>乃至<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2005190949
前記一般式(8)中、R81、R82、R83、R84はそれぞれ水素原子または置換基を表す。
<18>前記有機電界発光素子から得られる発光が白色であることを特徴とする<1>乃至<17>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
本発明の有機電界発光素子は、高輝度発光、高耐久発光が可能であり、また、青、緑、白色など種々の色の発光を得ることが可能である。
本発明は、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、蛍光発光化合物と増幅剤とを含有し、且つ、電圧印加時の発光が主に蛍光発光化合物からの発光に由来し、また、蛍光発光化合物として、(A)ジスチリルアリーレン誘導体、(B)オリゴアリーレン誘導体、(C)芳香族含窒素ヘテロ環化合物、(D)含硫黄ヘテロ環化合物、(E)金属錯体、(F)オキソ置換ヘテロ環化合物、(G)有機ケイ素化合物、及び、(H)トリアリールアミン誘導体からなる群より選択される1種以上を用いることを特徴とする有機電界発光素子に関する。
ここで、前記蛍光発光化合物として、少なくとも2種の化合物を含むことが好ましい態様である。
本発明の有機電界発光素子は、電圧印加時の発光が主に蛍光発光化合物からの発光に由来することを特徴とするが、電圧印加時の発光が主に蛍光発光化合物からの発光に由来するとは、言い換えれば、素子から得られる発光成分のうち、51%以上が一重項励起子からの発光(蛍光)であり、残り49%以下が三重項励起子からの発光(りん光)であることを意味するが、本発明においては、素子から得られる発光成分のうち、70%以上が蛍光、30%以下がりん光であることが好ましく、素子から得られる発光成分のうち、80%以上が蛍光、20%以下がりん光であることがさらに好ましく、最も好ましくは90%以上が蛍光、10%以下がりん光の場合である。発光が主に蛍光発光であると、発光のレスポンス、耐久性が向上し、また、高輝度時(例えば1000cd/m2以上)の効率低下が少ない点で好ましい。
本発明の有機電界発光素子に用いられる、電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させ、電圧印加時に蛍光を発する化合物の発光強度を増幅させる機能を有する化合物(増幅剤)のりん光発光極大波長は380nm以上650nm以下であることが好ましく、400nm以上630nm以下であることがより好ましく、410nm以上620nm以下であることがさらに好ましく、420nm以上610nm以下であることが特に好ましい。
増幅剤のりん光を測定する条件としては、例えば、増幅剤を含有する溶液(例えば1×10-5mol/lのトルエン溶液)を凍結脱気し、20℃において吸収極大波長を光励起子、測定する手法が挙げられる。
本発明に用いられる増幅剤のりん光量子収率は20%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましく、60%以上であることがさらに好ましい。増感剤のりん光量子収率は、増幅剤を含有する溶液(例えば1×10-5mol/lのトルエン溶液)を凍結脱気し、20℃において測定することができる。
また、本発明に用いられる蛍光発光化合物からの発光極大波長は350nm以上680nm以下であることが好ましく、410nm以上670nm以下であることがより好ましく、420nm以上660nm以下であることがさらに好ましく、430nm以上650nm以下であることが特に好ましい。
本発明の有機EL素子は、発光層中に少なくとも一つのホスト材料を含有することが好ましい。ホスト材料は発光層中の蛍光発光化合物が含まれている層に含有されてもよく、また、増幅剤が含まれている層に含有されてもよいが、蛍光発光化合物が含まれている層、及び、増幅剤が含まれている層の両層に含まれていることが好ましい。
本発明の発光素子中に用いられるホスト材料のT1レベル(最低励起三重項状態のエネルギーレベル)は、50 kcal/mol 以上(209.2 kJ/mol以上)、90 kcal/mol 以下(377.1 kJ/mol以下)であることが好ましく、52kcal/mol以上(217.6 kJ/mol以上)、80kcal/mol以下(335.2 kJ/mol以下)であることがより好ましく、55kcal/mol以上(230.1 kJ/mol以上)、70kcal/mol以下(293.3 kJ/mol以下)であることがさらに好ましい。
本発明の発光素子は、発光層の陰極側に隣接する層(例えば電子輸送層、ホールブロック層、励起子ブロック層など)のT1レベル(最低励起三重項状態のエネルギーレベル)が、50 kcal/mol 以上(209.2 kJ/mol以上)、90 kcal/mol 以下(377.1 kJ/mol以下)であることが好ましく、52kcal/mol以上(217.6 kJ/mol以上)、80kcal/mol以下(335.2 kJ/mol以下)であることがより好ましく、55kcal/mol以上(230.1 kJ/mol以上)、70kcal/mol以下(293.3 kJ/mol以下)であることがさらに好ましい。
また、発光層の陽極側に隣接する層(例えばホール輸送層など)のT1レベル(最低励起三重項状態のエネルギーレベル)が、50 kcal/mol 以上(209.2 kJ/mol以上)、90 kcal/mol 以下(377.1 kJ/mol以下)であることが好ましく、52kcal/mol以上(217.6 kJ/mol以上)、80kcal/mol以下(335.2 kJ/mol以下)であることがより好ましく、55kcal/mol以上(230.1 kJ/mol以上)、70kcal/mol以下(293.3 kJ/mol以下)であることがさらに好ましい。
本発明の有機電界発光素子は、(A)ジスチリルアリーレン誘導体、(B)オリゴアリーレン誘導体、(C)芳香族含窒素ヘテロ環化合物、(D)含硫黄ヘテロ環化合物、(E)金属錯体、(F)オキソ置換ヘテロ環化合物、(G)有機ケイ素化合物、及び、(H)トリアリールアミン誘導体からなる群より選択される蛍光発光化合物を含有することを要する。以下、本発明に好適に用いられる特定蛍光発光化合物について、詳細に説明する。
まず、本発明に用いうる(A)ジスチリルアリーレン誘導体について説明する。ジスチリルアリーレン誘導体とは、スチリル基がアリーレン連結基で2個、もしくはそれ以上連結した化合物のことである。
(A)ジスチリルアリーレン誘導体におけるアリーレン連結基の構造は、特に限定されないが、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、ピレニレン基、ペリレニレン基、及び、これらを組み合わせた連結基(例えばビフェニレン基、ターフェニレン基、テトラフェニレン基、ジフェニルアントラセン基など)などが挙げられ、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、及び、これらを組み合わせた連結した化合物が好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基を2〜4個連結した化合物がより好ましい。
スチリル基、または、アリーレン連結基はさらに置換基を有していてもよい。導入可能な置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメチル、エチル、iso−プロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜10であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。)、
アシル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、
アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、
ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基などが挙げられる。)、シリル基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリルオキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。)などが挙げられる。これらの置換基はさらに置換されてもよい。
スチリル基上の置換基としては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ビニル基、置換基が連結して環構造(炭化水素環、ヘテロ環など、例えば、ベンゼン環、ピロール環など)を形成する基が好ましく、アルキル基、アリール基、置換基が連結して環構造を形成する基がより好ましい。
アリール連結基上の置換基としては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ビニル基、置換基が連結して環構造(炭化水素環、ヘテロ環など、例えば、ベンゼン環、ピロール環など)を形成する基が好ましく、アルキル基、アリール基がより好ましい。
本発明で用いられるジスチリルアリーレン誘導体としては、一般式(1)で表される化合物が好ましい。
以下、一般式(1)について詳細に説明する。式中、Ar11はアリーレン基を表す。アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、ピレニレン基、ペリレニレン基、及び、これらを組み合わせた連結基(例えばビフェニレン基、ターフェニレン基、テトラフェニレン基、ジフェニルアントラセン基など)などが挙げられ、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、及び、これらを組み合わせた連結した化合物が好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基を2〜4個連結した化合物がより好ましい。
Ar12、Ar13はそれぞれアリール基を表す。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基などが挙げられる。アリール基上には置換基を有していてもよく、置換基同士が結合して環構造(炭化水素環またはヘテロ環、例えば、ベンゼン環、ピロール環など)を形成してもよい。置換基としては前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。Ar12、Ar13はアリール基が好ましい。
11、R12、R13、R14はそれぞれ水素原子または置換基を表す。 R11、R12、R13、R14は水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、水素原子、アリール基がより好ましい。
次に、本発明で用いられる(B)芳香族含窒素ヘテロ環化合物について説明する。芳香族含窒素ヘテロ環誘導体としては、錯体(ホウ素錯体、金属錯体)では無い化合物が好ましい。
芳香族含窒素ヘテロ環化合物中の含窒素ヘテロ環としては特に限定されないが、例えば、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環、及び、これらの縮環(例えばベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノリン環、キノキサリン環、カルバゾール環、イミダゾピリジン環など)が挙げられる。これらのヘテロ環上に置換基を有していてもよい。置換基としては、前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。
芳香族含窒素ヘテロ環化合物としては、ピロール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール環誘導体が好ましく、カルバゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体がより好ましい。
本発明で用いられる含窒素ヘテロ環化合物としては、一般式(2)、(3)で表される化合物が好ましい。
一般式(2)について説明する。R21、R22、R23はそれぞれ水素原子または置換基を表す。置換基としては前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。R22とR23が結合して環構造(例えばベンゾ縮環)を形成してもよい。
21はアルキル基、アリール基、ヘテロ環基が好ましく、アリール基、ヘテロ環基がより好ましい。 R22、R23は、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、結合して環構造を形成する基が好ましく、アリール基、ヘテロアリール基、結合して環構造を形成する基がより好ましく、結合して環構造を形成する基がさらに好ましく、結合して芳香環を形成する基が特に好ましい。
21は酸素原子、硫黄原子、置換又は無置換の窒素原子を表し、酸素原子、硫黄原子が好ましく、硫黄原子がより好ましい。
次に、一般式(3)について説明する。R31、R32、R33、R34、R35はそれぞれ水素原子または置換基を表す。置換基としては前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。R32とR33、または、R34とR35が結合して環構造(例えばベンゾ縮環)を形成してもよい。
31はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アリール基、アルキル基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。
32、R33、R34、R35はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、結合して環構造を形成する基が好ましく、アリール基、結合して環構造を形成する基がより好ましく、結合して環構造を形成する基がさらに好ましく、結合して芳香環を形成する基が特に好ましい。
本発明で用いられる(C)オリゴアリーレン誘導体について説明する。オリゴアリーレン誘導体とは、アリール基が2個以上繋がった化合物のことである。繋がっているアリール基の個数としては、2個以上8個以下が好ましく、2個以上6個以下がより好ましく、3個、または、4個がさらに好ましい。
アリール基としては特に限定されないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、ピレニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基などが挙げられる。アリール基上に置換基を有していてもよく、置換基としては、前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。
オリゴアリーレン誘導体としては、ビフェニレン誘導体、ターフェニレン誘導体、テトラフェニレン誘導体、ジフェニルアントラセン誘導体、ビナフチレン誘導体、ビアンスリレン誘導体、ターアンスリレン誘導体が好ましい。
本発明で用いられる(C)オリゴアリーレン誘導体としては、一般式(6)で表される化合物が好ましい。
一般式(6)について説明する。
Ar61、Ar62はそれぞれアリール基を表す。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、アンスリル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、アンスリル基、ペリレニル基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、ペリレニル基がさらに好ましい。 Ar61、Ar62の少なくとも一つは3環以上のアリール基であることが好ましく、4環以上のアリール基であることがより好ましい。
本発明に用いうる(D)含硫黄ヘテロ環化合物とは、硫黄原子を有するヘテロ環化合物のことである。含硫黄ヘテロ環誘導体としては、5員、または、6員環の含硫黄ヘテロ環誘導体が好ましく、チオフェン誘導体が好ましい。
本発明で用いられる(E)金属錯体について説明する。金属錯体中の金属イオンとしては特に限定されないが、ベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、ガリウムイオンが好ましく、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、ガリウムイオンがより好ましく、アルミニウムイオンがさらに好ましい。
金属錯体中の配位子としては特に限定されないが、2座の配位子を有することが好ましく、酸素−窒素で配位する2座の配位子、酸素−酸素で配位する2座の配位子、窒素−窒素で配位する2座の配位子を有することがより好ましく、酸素−窒素で配位する2座の配位子、窒素−窒素で配位する2座の配位子を有することがさらに好ましく、酸素−窒素で配位する2座の配位子を有することが特に好ましい。
本発明で用いられる(F)オキソ置換ヘテロ環化合物について説明する。オキソ置換ヘテロ環化合物とは、ヘテロ環の環内にカルボニル基有する化合物のことである。オキソ置換ヘテロ環化合物としては、ピロン(ピラノン)誘導体、ピリドン誘導体が好ましい。
本発明で用いられる(F)オキソ置換ヘテロ環化合物としては、一般式(4)、(7)、(8)で表される化合物が好ましい。
一般式(4)について説明する。R41、R42、R43、R44、R45はそれぞれ水素原子または置換基を表す。置換基としては前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。 R42とR43、または、R44とR45が結合して環構造(例えばベンゾ縮環)を形成してもよい。
41はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アリール基、アルキル基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。
42、R43、R44、R45はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、結合して環構造を形成する基が好ましく、アリール基、結合して環構造を形成する基がより好ましく、結合して環構造を形成する基がさらに好ましく、結合して芳香環を形成する基が特に好ましい。
次に、好ましい(F)オキソ置換ヘテロ環化合物を表す一般式(7)について説明する。R71、R72、R73、R74はそれぞれ水素原子または置換基を表す。置換基同士が結合して環構造(例えばベンゾ縮環など)を形成してもよい。置換基としては前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。
71、R72はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、結合して環構造を形成する基が好ましく、結合して環構造を形成する基がより好ましく、結合して芳香環を形成する基がさらに好ましく、結合して芳香族炭化水素環を形成する基が特に好ましい。芳香族炭化水素環上の置換基としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基、置換アミノ基(ジアルキルアミノ基が好ましい)が好ましい。
73はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アルキル基、アリール基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。
74はシアノ基、へテロ環基、エステル基、アリール基が好ましく、ヘテロ環基がより好ましく、ヘテロアリール基がさらに好ましく、含窒素5員のヘテロアリール基が特に好ましい。
次に、一般式(8)について説明する。R81、R82、R83、R84はそれぞれ水素原子または置換基を表す。置換基としては前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。
81、R82はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アルキル基、アリール基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。R83、R84はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アリール基、ヘテロアリール基がより好ましく、アリール基がさらに好ましい。
本発明で用いられる(G)有機ケイ素化合物について説明する。有機ケイ素化合物とは、ケイ素原子を含有する有機化合物のことであり、アリールシラン誘導体、アルケニルシラン誘導体、アルキニルシラン誘導体、シロールに代表される含ケイ素ヘテロ環化合物が好ましい。
本発明で用いられる(H)トリアリールアミン誘導体に関して説明する。トリアリールアミン誘導体とは、窒素原子上にアリール基が3つ結合した化合物のことである。アリール基上に置換基を有していてもよい。置換基としては、前記スチリル基上の置換基で説明した基が挙げられる。置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。
アリール基としてはフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、アンスリル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、アンスリル基、ペリレニル基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、ペリレニル基がさらに好ましい。
本発明で用いられる(H)トリアリールアミン誘導体としては、一般式(5)で表される化合物が好ましい。
一般式(5)について説明する。
Ar51、Ar52、Ar53はそれぞれアリール基を表す。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、アンスリル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、アンスリル基、ペリレニル基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、ペリレニル基がさらに好ましい。 Ar51、Ar52、Ar53の少なくとも一つは3環以上のアリール基であることが好ましく、4環以上のアリール基であることがより好ましい。
本発明に用いられる蛍光発光化合物は低分子化合物であっもてよく、また、オリゴマー化合物、ポリマー化合物であってもよい。蛍光発光化合物がポリマーである場合、その重量平均分子量(ポリスチレン換算)は、好ましくは1000〜5000000であり、より好ましくは2000〜1000000、さらに好ましくは3000〜100000の範囲である。本発明に係る蛍光発光化合物としては、重量平均分子量が300〜1500程度の低分子化合物が好ましく、その分子量としては、400〜1300がより好ましく、500〜1000の範囲であることが特に好ましい。
以下に本発明の有機電界発光素子に用いられる特定の蛍光発光化合物の好適な例を示すが、本発明はこれに限定されない。
Figure 2005190949
Figure 2005190949
Figure 2005190949
Figure 2005190949
Figure 2005190949
Figure 2005190949
Figure 2005190949
これらの蛍光発光化合物は、発光層中に1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
本発明の発光素子においては、発光層中に蛍光発光化合物を2種以上含む場合、複数のの蛍光発光化合物は、互いに同じ基本構造を有する2種以上の化合物であっても、互いに異なる基本構造の化合物同士であってもよいが、すくなくとも1種が前記本発明に係る特定蛍光発光化合物であることが好ましい。
これら2種以上の蛍光発光化合物が互いに異なる色で発光し、例えば、白色の発光となってもよい。
少なくとも2種含まれる蛍光発光性化合物としては、特に限定されないが、前述の特定の蛍光発光化合物(好ましくは前記(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(H)であり、より好ましくは(A)、(B)、(C)である。)から選ばれる化合物と、縮環芳香族化合物とを含むことが好ましい。
前記特定の蛍光発光化合物と組み合わせて好適に用いられる縮環芳香族化合物としては例えば、縮環芳香族炭化水素環を有する化合物(例えばナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、アセナフチレン、ピレン、ペリレン、フルオランテン、テトラセン、クリセン、ペンタセン、コロネン、及び、これらの誘導体(テトラ−t−ブチルピレン、ビナフチル、ルブレン、ベンゾピレン、ベンゾアントラセンなど)、縮環芳香族ヘテロ環を有する化合物(キノリン、キノキサリン、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、イミダゾピリジン、アザインドール、及び、これらの誘導体(例えば、ビスベンゾオキサゾリルベンゼン、ベンゾキノリンなど)など)などが挙げられ、縮環芳香族炭化水素環を有する化合物が好ましい。
縮環芳香族炭化水素環を有する化合物としてはナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、アセナフチレン、ピレン、ペリレン、フルオランテン及び、これらの誘導体が好ましく、アントラセン、フルオランテン、ピレン、ペリレン及び、これらの誘導体がより好ましく、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体がさらに好ましい。
発光層中に、本発明に係る特定蛍光発光化合物と、縮環芳香族化合物とが含まれる場合、両者の含有比は1:1程度であることが好ましい。
本発明の蛍光発光化合物の蛍光量子収率は、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましく、95%以上であることが特に好ましい。蛍光量子収率は、固体膜中、もしくは、溶液中、20℃で測定したときの値を用いることができる。
本発明の有機電界発光素子においては、発光層中のこれら蛍光発光化合物の含有量は特に限定されないが、発光効率の観点からは、0.01〜30質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましい。なお、この含有量は、蛍光発光化合物が2種以上複群れる場合には、その合計量をさす。
本発明で用いられる増幅剤とは、電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させ、電圧印加時に蛍光を発する化合物の発光強度を増幅させる機能を有する化合物のことである。増幅剤としては電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させる化合物であれは特に限定されないが、例えば、発光素子中で生成した三重項励起子を、蛍光発光する化合物もしくはホスト材料の一重項励起子にエネルギー移動させる機能を有する化合物が挙げられる。これらの機能を満たす化合物としては、20℃でりん光を発する化合物(りん光の量子収率としては50%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい)、例えば、遷移金属錯体などが挙げられる。
遷移金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、ルテニウム錯体、パラジウム錯体、ロジウム錯体、銅錯体、または、希土類錯体がより好ましく、イリジウム錯体、白金錯体がさらに好ましい。
増幅剤は発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層のいずれかに含有されればよいが、蛍光発光する化合物とともに発光層に含有されることが好ましい。これらの層中における増幅剤の濃度は特に限定されないが、素子の発光効率や耐久性の向上といった観点からは、0.1質量%以上9質量%以下が好ましく、1質量%以上8%質量以下がより好ましく、2質量%以上7質量%以下がさらに好ましく、3質量%以上6質量%以下が特に好ましい。
なお、本発明の発光素子における増幅剤と、前記特定蛍光発光化合物との好ましい組み合わせを選択する目安の一つとして、両者の発光スペクトルと吸収スペクトルとを比較する手段が挙げられる。本発明の発光素子は、増幅剤の発光スペクトルと蛍光発光化合物の吸収スペクトルとの重なり面積が大きい方がフェルスター型エネルギー移動の効率が向上し、発光素子の効率が向上する点で好ましい。前記発光スペクトル及び吸収スペクトルは、クロロホルム等の溶液中で測定することができる。
本発明の発光素子は、電子輸送層を含有し、電子輸送層が非錯体化合物であることが好ましい。非錯体化合物としては、特に限定されないが、含窒素ヘテロ環化合物が好ましい。
含窒素ヘテロ環化合物としては特に限定されないが、6員環芳香族含窒素ヘテロ環化合物、または、5員環芳香族含窒素ヘテロ環化合物が好ましく、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、キノキサリン、キノリン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、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、及び、これらの誘導体(例えばテトラフェニルピリジン、ベンゾイミダゾール、イミダゾピリジンなど) がより好ましく、イミダゾール誘導体がさらに好ましく、イミダゾピリジン誘導体が特に好ましい。
本発明の発光素子の外部量子効率としては、5%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、13%以上がさらに好ましい。外部量子効率の数値は20℃で素子を駆動したときの外部量子効率の最大値、もしくは、20℃で素子を駆動した時の100〜300cd/m2付近での外部量子効率の値を用いることができる。
本発明の発光素子の内部量子効率としては、30%以上が好ましく、50%以上がさらに好ましく、70%以上がさらに好ましい。素子の内部量子効率は 内部量子効率=外部量子効率/光取り出し効率 で算出される。通常の有機EL素子では光取り出し効率は約20%であるが、基板の形状、電極の形状、有機層の膜厚、無機層の膜厚、有機層の屈折率、無機層の屈折率等を工夫することにより、光取り出し効率を20%以上にすることが可能で有る。
本発明の有機電界発光素子が、ホール輸送層、発光層、電子輸送層の少なくとも3層を有する場合、発光層と電子輸送層の間にホールブロック層、もしくは、励起子ブロック層を持たない素子が好ましい。また、発光層と電極の間には、電子輸送層一層のみがあることが好ましい。
ホールブッロク層とは、陽極から注入されたホールをブロックする機能を有するものであり、また、励起子ブロック層とは、発光層で生成した励起子をブロックし、発光領域を限定する機能を有するものであり、前記した特許文献2、及び、以下に記載の比較例1に記載のBCPがこれに相当する。
本発明の発光層に含まれるホスト材料のイオン化ポテンシャルは、5.8eV以上、6.3eV以下であることが好ましく、5.95eV以上、6.25eV以下であることがより好ましく、6.0eV以上6.2eV以下であることがさらに好ましい。
本発明の発光素子中のホスト材料の電子移動度は 1×10-6 Vs/cm 以上、1×10-1Vs/cm以下であることが好ましく、5×10-6 Vs/cm 以上1×10-2Vs/cm以下であることがより好ましく、1×10-5 Vs/cm 以上1×10-2Vs/cm以下であることがさらに好ましく、5×10-5 Vs/cm 以上1×10-2Vs/cm以下であることが特に好ましい。
本発明の発光素子中のホスト材料のホール移動度は 1×10-6 Vs/cm 以上、1×10-1Vs/cm以下であることが好ましく、5×10-6 Vs/cm 以上1×10-2Vs/cm以下であることがより好ましく、1×10-5 Vs/cm 以上1×10-2Vs/cm以下であることがさらに好ましく、5×10-5 Vs/cm 以上1×10-2Vs/cm以下であることが特に好ましい。
本発明の発光層に含まれるホスト材料、電子輸送層、及び、ホール輸送材料のガラス転移点は90℃以上400℃以下であることが好ましく、100℃以上380℃以下であることがより好ましく、120℃以上370℃以下であることがさらに好ましく、140℃以上360℃以下であることが特に好ましい。
本発明の発光素子は、ホール輸送層、発光層、電子輸送層を少なくとも有し、発光層が電圧印加時に蛍光を発する化合物を少なくとも一つ有する層と、増幅剤を少なくとも一つ有する層の交互積層構造を少なくとも一つ有することが好ましく、発光層が4層以上の交互積層構造で構成されていることが好ましく、発光層が12層以上の交互積層構造で構成されていることがより好ましく、発光層が16層以上の交互積層構造で構成されていることがさらに好ましい。
本発明の交互積層膜を有する発光素子においては、次の(a)〜(c)の手順を含む工程で交互積層膜を作製することが好ましい。(a) 蛍光を発する化合物もしくはその混合物を蒸着する。その際、増幅剤もしくはその混合物の蒸着を蒸着源付近に設置したシャッターで塞ぎ、増幅剤もしくはその混合物が作製中の素子に蒸着されることを抑制する。(b) 増幅剤もしくはその混合物を蒸着する。その際、蛍光発光化合物もしくはその混合物の蒸着を、蒸着源付近に設置したシャッターで塞ぎ、蛍光発光化合物もしくはその混合物が作製中の素子に蒸着されることを抑制する。 (c) (a)、(b)の工程を繰り返し行う。各工程の切り替えは蒸着源付近に設置したシャッターの開閉で行う。例えば、実施例1に記載のプロセスがこれに相当する。
また、本発明の交互積層膜を有する発光素子においては、次の(a)〜(c)の手順を含む工程で交互積層膜を作製することが好ましい。(a)増幅剤もしくはその混合物を蒸着する。その際、蛍光発光化合物もしくはその混合物の蒸着源を、蒸着源付近に設置したシャッターで塞ぎ、蛍光発光化合物もしくはその混合物が作製中の素子に蒸着されることを抑制する。(b)蛍光を発する化合物もしくはその混合物を蒸着する。その際、増幅剤もしくはその混合物の蒸着を、蒸着源付近に設置したシャッターで塞ぎ、増幅剤もしくはその混合物が作製中の素子に蒸着されることを抑制する。(c)(a)、(b)の工程を繰り返し行う。各工程の切り替えは蒸着源付近に設置したシャッターの開閉で行う。
次に、前記特定蛍光発光化合物を含有する本発明の有機電界発光素子に関して説明する。本発明の発光素子は、システム、駆動方法、利用形態など特に問わない。代表的な発光素子として有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子を挙げることができる。
本発明の発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する(例えば微細な凹凸ハ゜ターンを形成する)、基板・ITO層・有機層の屈折率を制御する、基板・ITO層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
本発明の発光素子は、陽極側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であってもよい。
本発明の発光素子で用いられる基材は、特に限定されないが、ジルコニア安定化イットリウム、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、ポリエチレン、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)、テフロン(R)(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリテトラフルオロエチレン−ポリエチレン共重合体等の高分子量材料であってもよい。
本発明の有機電界発光素子は、一重項の青色発光素子と併用してもよい。
本発明の有機電界発光素子の発光層は積層構造を少なくとも一つ有していてもよい。積層数は2層以上50層以下が好ましく、4層以上30層以下がより好ましく、6層以上20層以下がさらに好ましい。
積層を構成する各層の膜厚は特に限定されないが、0.2nm以上、20nm以下が好ましく、0.4nm以上、15nm以下がより好ましく、0.5nm以上10nm以下がさらに好ましく、1nm以上5nm以下が特に好ましい
本発明の有機電界発光素子の発光層は複数のドメイン構造を有していてもよい。発光層中に他のドメイン構造を有していてもよい。各ドメインの径は、0.2nm以上10nm以下が好ましく、0.3nm以上5nm以下がより好ましく、0.5nm以上3nm以下がさらに好ましく、0.7nm以上2nm以下が特に好ましい。
本発明に係る特定蛍光発光化合物を含有する発光素子の有機層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法(スプレーコート法、ディップコート法、含浸法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ロールブラッシュ法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、スピンコート法、フローコート法、バーコート法、マイクログラビアコート法、エアードクターコート、ブレードコート法、スクイズコート法、トランスファーロールコート法、キスコート法、キャストコート法、エクストルージョンコート法、ワイヤーバーコート法、スクリーンコート法等)、インクジェット法、印刷法、転写法などの方法が用いられ、特性面、製造面で抵抗加熱蒸着、コーティング法、転写法が好ましい。
本発明の発光素子は陽極、陰極の一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物膜を形成した素子であり、発光層のほか正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が4eV以上の材料である。具体例としては酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、およびこれらとITOとの積層物などが挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からITOが好ましい。陽極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常10nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは50nm〜1μmであり、更に好ましくは100nm〜500nmである。
陽極は通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラスを用いる場合には、通常0.2mm以上、好ましくは0.7mm以上のものを用いる。
陽極の作製には材料によって種々の方法が用いられるが、例えばITOの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法(ゾルーゲル法など)、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。
陽極は洗浄その他の処理により、素子の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばITOの場合、UV−オゾン処理、プラズマ処理などが効果的である。
陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの負極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。陰極の材料としては金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属(例えばLi、Na、K等)及びそのフッ化物または酸化物、アルカリ土類金属(例えばMg、Ca等)及びそのフッ化物または酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金またはそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金またはそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金またはそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属等が挙げられ、好ましくは仕事関数が4eV以下の材料であり、より好ましくはアルミニウム、リチウム−アルミニウム合金またはそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金またはそれらの混合金属等である。陰極は、上記化合物及び混合物の単層構造だけでなく、上記化合物及び混合物を含む積層構造を取ることもできる。例えば、アルミニウム/フッ化リチウム、アルミニウム/酸化リチウム の積層構造が好ましい。陰極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常10nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは50nm〜1μmであり、更に好ましくは100nm〜1μmである。
陰極の作製には電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法、転写法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。さらに、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、またあらかじめ調整した合金を蒸着させてもよい。
陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω/□以下が好ましい。
発光層の材料は、電界印加時に陽極または正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に陰極または電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものであれば何でもよく、本発明の化合物のほか、例えばベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ペリレン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、8−キノリノールの金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、イリジウムトリスフェニルピリジン錯体、及び、白金ポルフィリン錯体に代表される遷移金属錯体、及び、それらの誘導体等が挙げられる。発光層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常1nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5nm〜1μmであり、更に好ましくは10nm〜500nmである。
発光層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法、LB法、転写法などの方法が用いられ、好ましくは抵抗加熱蒸着、コーティング法である。
発光層は単一化合物で形成されてもよいし、複数の化合物で形成されてもよい。また、発光層は一つであっても複数であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光して、例えば、白色を発光してもよい。単一の発光層から白色を発光してもよい。発光層が複数の場合は、それぞれの発光層は単一材料で形成されていてもよいし、複数の化合物で形成されていてもよい。
正孔注入層、正孔輸送層の材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれか有しているものであればよい。その具体例としては、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、本発明の化合物、及び、それらの誘導体等が挙げられる。正孔注入層、正孔輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常1nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5nm〜1μmであり、更に好ましくは10nm〜500nmである。正孔注入層、正孔輸送層は上述した材料の1種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
正孔注入層、正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やLB法、前記正孔注入輸送材料を溶媒に溶解または分散させてコーティングする方法、インクジェット法、印刷法、転写法が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解または分散することができ、樹脂成分としては例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。
電子注入層、電子輸送層の材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであればよい。その具体例としては、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、8−キノリノールの金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン、及び、それらの誘導体等が挙げられる。電子注入層、電子輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常1nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5nm〜1μmであり、更に好ましくは10nm〜500nmである。電子注入層、電子輸送層は上述した材料の1種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やLB法、前記電子注入輸送材料を溶媒に溶解または分散させてコーティングする方法、インクジェット法、印刷法、転写法などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解または分散することができ、樹脂成分としては例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
保護層の材料としては水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。その具体例としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO2、Al23、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe23、Y23、TiO2等の金属酸化物、MgF2、LiF、AlF3、CaF2等の金属フッ化物、SiNx、SiOxy などの窒化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。
保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
本発明の発光素子の用途は特に限定されないが、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等の分野に好適に使用できる。
以下に本発明の具体的実施例を述べるが、本発明の実施の態様はこれらに限定されない。
(実施例1)
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、TPD(N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−ナトリル)−ベンジジン)を60nm蒸着した。この上に、CBP(下記構造)と特定蛍光発光化合物である例示化合物(1−8)を99:1の比率(質量比)で1nm蒸着し、この上にCBPとIr(ppy)3(下記構造)を90対10の比率で1nm蒸着し、このプロセスを5回繰り返し、計10nmの10層の交互積層膜を形成した。この上にBCP(下記構造)を20nm蒸着し、この上にAlq(下記構造)を30nm蒸着した。この有機薄膜上にパターニングしたマスク(発光面積が4mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内でマグネシウムと銀を25対1の比で100nm蒸着し、この上に銀を50nm蒸着して実施例1のEL素子を得た。
Figure 2005190949
2.発光素子の評価
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧を実施例1のEL素子に印加して発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計BM−8を用いて測定した。
その結果、最高輝度約10000cd/m2の緑色発光が得られた。1000cd/m2での駆動耐久性を評価したところ、半減時間は下記比較例1の素子の約4倍であった。
(比較例1)
特許文献2に記載の発光素子の作製
実施例1において用いた例示化合物(1−8)に代えてDCM2(下記構造)を用いた他は、実施例1と同様にして比較例1のEL素子を得た。実施例1と同様に最高輝度を測定したところ、赤色発光が得られたが、最高輝度は約5000cd/m2であった。
Figure 2005190949
(実施例2)
実施例1において用いた例示化合物(1−8)に代えて例示化合物(1−25)を用いた他は実施例1と同様にしてEL素子を作製し、同様に評価した。
その結果、最高輝度約6000cd/m2の赤色発光が得られた。1000cd/m2での駆動耐久性を評価したところ、半減時間は比較例1の素子の約2倍であった。
(実施例3)
実施例1において、BCPとAlqの積層構造の代わりに下記化合物Aを50nm蒸着し、実施例1と同様にEL素子を作製し、同様に評価した。その結果、最高輝度約15000cd/m2の緑色発光が得られた。1000cd/m2での駆動耐久性を評価したところ、半減時間は比較例1の素子の約3倍であった。
Figure 2005190949
(実施例4)
実施例1において用いた例示化合物(1−8)に代えて例示化合物(1−26)を用いた他は実施例1と同様にしてEL素子を作製し、同様に評価した。
その結果、最高輝度約7000cd/m2の緑黄色発光が得られた。1000cd/m2での駆動耐久性を評価したところ、半減時間は比較例1の素子の約4倍であった。
(実施例5)
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、TPD(N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−ナトリル)−ベンジジン)を60nm蒸着した。この上に、CBPとDCJTB(下記構造)を99:1の比率(質量比)で1nm蒸着し、この上にCBPとIr(ppy)3を90対10の比率で1nm蒸着し、このプロセスを5回繰り返し、計10nmの10層の交互積層膜を形成した。この上に、例示化合物(1−2)と例示化合物(1−3)を95:5(質量比)の比率で5nm蒸着し、この上にBCPを20nm蒸着し、この上にAlqを30nm蒸着した。この有機薄膜上にパターニングしたマスク(発光面積が4mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内でマグネシウムと銀を25対1の比で100nm蒸着し、この上に銀を50nm蒸着して実施例5のEL素子を得た。このEL素子により、白色発光が得られた。1000cd/m2での駆動耐久性を評価したところ、半減時間は比較例1の約2倍であった。
Figure 2005190949
前記蛍光発光化合物として、本発明に係る他の特定化合物を用いた場合においても、得られたEL素子は同様な効果を得ることができる。
本発明の発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等の分野に好適に使用できる。

Claims (7)

  1. 一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有し、電圧を印加した時に蛍光発光する化合物と電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させて電圧印加時の発光強度を増幅させる機能を有する化合物とを含有し、電圧印加時の発光が主に蛍光発光化合物からの発光に由来する有機電界発光素子であって、
    該電圧を印加した時に蛍光発光する化合物が、ジスチリルアリーレン誘導体、オリゴアリーレン誘導体、芳香族含窒素ヘテロ環化合物、含硫黄ヘテロ環化合物、金属錯体、オキソ置換ヘテロ環化合物、有機ケイ素化合物、及び、トリアリールアミン誘導体からなる群より選択される1種以上であることを特徴とする有機電界発光素子。
  2. 一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有し、電圧を印加した時に蛍光発光する化合物と電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させて電圧印加時の発光強度を増幅させる機能を有する化合物とを含有し、電圧印加時の発光が主に蛍光発光化合物からの発光に由来する有機電界発光素子であって、
    該電圧を印加した時に蛍光発光する化合物を、少なくとも2種含むことを特徴とする有機電界発光素子。
  3. 前記発光層に含まれる電圧を印加した時に蛍光発光する化合物の濃度が0.1%以上10%以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機電界発光素子。
  4. 前記発光層に含まれる電圧を印加した時に蛍光発光する化合物の蛍光量子収率が70%以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  5. 前記電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させて電圧印加時の発光強度を増幅させる機能を有する化合物の発光スペクトルと、電圧を印加した時に蛍光発光する化合物の吸収スペクトルと、が重なっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  6. 前記電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させて電圧印加時の発光強度を増幅させる機能を有する化合物のりん光量子収率が50%以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。請求項1〜5に記載の有機電界発光素子。
  7. 前記電圧印加時に生成する一重項励起子の数を増幅させて電圧印加時の発光強度を増幅させる機能を有する化合物のりん光寿命が10μs以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
JP2003434072A 2003-12-26 2003-12-26 有機電界発光素子 Expired - Lifetime JP4521182B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003434072A JP4521182B2 (ja) 2003-12-26 2003-12-26 有機電界発光素子
US11/019,297 US7982391B2 (en) 2003-12-26 2004-12-23 Organic electroluminescent device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003434072A JP4521182B2 (ja) 2003-12-26 2003-12-26 有機電界発光素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005190949A true JP2005190949A (ja) 2005-07-14
JP4521182B2 JP4521182B2 (ja) 2010-08-11

Family

ID=34697752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003434072A Expired - Lifetime JP4521182B2 (ja) 2003-12-26 2003-12-26 有機電界発光素子

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7982391B2 (ja)
JP (1) JP4521182B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009102307A (ja) * 2007-09-07 2009-05-14 Gracel Display Inc エレクトロルミネッセンス用有機金属化合物およびこれを使用した有機エレクトロルミネッセント装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005071986A (ja) * 2003-08-04 2005-03-17 Fuji Photo Film Co Ltd 有機電界発光素子
US7935432B2 (en) * 2003-09-19 2011-05-03 Fujifilm Corporation Organic electroluminescent device
US20050214575A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Fuji Photo Film Co., Ltd. Organic electroluminescence element
DE502005002342D1 (de) * 2005-03-15 2008-02-07 Novaled Ag Lichtemittierendes Bauelement
US20070119496A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Massachusetts Institute Of Technology Photovoltaic cell
US8008856B2 (en) * 2006-04-19 2011-08-30 Massachusetts Institute Of Technology Light emitting devices with agent to increase the fraction of excitons formed as a singlet
WO2008144549A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Massachusetts Institute Of Technology Organic light emitting devices
US20090229652A1 (en) * 2008-01-14 2009-09-17 Mapel Jonathan K Hybrid solar concentrator
JP5326780B2 (ja) 2008-04-28 2013-10-30 大日本印刷株式会社 正孔注入輸送層を有するデバイス、及びその製造方法、並びに正孔注入輸送層形成用インク
KR101508806B1 (ko) * 2008-04-28 2015-04-06 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 정공 주입 수송층을 갖는 디바이스, 및 그 제조 방법, 및 정공 주입 수송층 형성용 잉크
JP2010067718A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Seiko Epson Corp 有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、および電子機器
US20100139749A1 (en) * 2009-01-22 2010-06-10 Covalent Solar, Inc. Solar concentrators and materials for use therein

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003077674A (ja) * 2000-10-04 2003-03-14 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子
JP2003520391A (ja) * 1999-07-21 2003-07-02 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ 有機発光素子で励起子を効果的に利用するための項間交差剤

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001511200A (ja) * 1997-02-03 2001-08-07 チバ スペシャルティ ケミカルズ ホールディング インコーポレーテッド 蛍光性配合物及びその用途
US6020078A (en) * 1998-12-18 2000-02-01 Eastman Kodak Company Green organic electroluminescent devices
WO2000070655A2 (en) 1999-05-13 2000-11-23 The Trustees Of Princeton University Very high efficiency organic light emitting devices based on electrophosphorescence
JP3904793B2 (ja) * 2000-02-23 2007-04-11 パイオニア株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
TW518768B (en) * 2000-05-22 2003-01-21 Showa Denko Kk Organic electroluminescent device and light-emitting material
US6893743B2 (en) * 2000-10-04 2005-05-17 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescent device
TW565604B (en) * 2001-04-25 2003-12-11 Toray Industries Pyrromethene metal complex, material of luminescent element using it and luminescent element

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003520391A (ja) * 1999-07-21 2003-07-02 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ 有機発光素子で励起子を効果的に利用するための項間交差剤
JP2003077674A (ja) * 2000-10-04 2003-03-14 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009102307A (ja) * 2007-09-07 2009-05-14 Gracel Display Inc エレクトロルミネッセンス用有機金属化合物およびこれを使用した有機エレクトロルミネッセント装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7982391B2 (en) 2011-07-19
US20050142383A1 (en) 2005-06-30
JP4521182B2 (ja) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4531509B2 (ja) 発光素子
JP3949363B2 (ja) 芳香族縮環化合物、発光素子材料およびそれを使用した発光素子
JP4365196B2 (ja) 有機電界発光素子
KR101101726B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
JP4408367B2 (ja) 有機電界発光素子
JP2002324678A (ja) 発光素子
JP2006156847A (ja) 有機電界発光素子
JP2005327526A (ja) 有機電界発光素子
JP2005063938A (ja) 有機電界発光素子
KR100982932B1 (ko) 유기 전계발광 디바이스
JP2006140182A (ja) 有機電界発光素子
JP2005190949A (ja) 有機電界発光素子
JP4928867B2 (ja) 有機電界発光素子
JP2006310479A (ja) 有機電界発光素子
KR101032590B1 (ko) 유기 전기 발광 소자
JP2003347056A (ja) 発光素子
JP2002235075A (ja) アゼピン誘導体、発光素子材料及び発光素子
JP4849812B2 (ja) 有機電界発光素子およびケイ素化合物
JP4864304B2 (ja) 有機電界発光素子
JP4900895B2 (ja) 有機電界発光素子
JP2006086235A (ja) 有機電界発光素子、並びにアゼピン系化合物およびその製造方法
JP2002324677A (ja) 発光素子
JP2005310766A (ja) 有機電界発光素子
JP2006019543A (ja) 有機電界発光素子
JP5050033B2 (ja) 有機電界発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060523

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20070112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090813

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090908

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100223

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100423

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100518

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100524

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4521182

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term