JP2022136017A - Aromatic compound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機電界発光素子(以下、「OLED」又は「素子」と称す場合がある。)に用いることができる芳香族化合物および、当該化合物を有する有機電界発光素子、当該有機電界発光素子を有する表示装置及び照明装置、当該化合物及び溶剤を含有する組成物、薄膜形成方法及び有機電界発光素子の製造方法に関する。 The present invention provides an aromatic compound that can be used in an organic electroluminescent device (hereinafter sometimes referred to as "OLED" or "device"), an organic electroluminescent device having the compound, and the organic electroluminescent device. The present invention relates to a display device and a lighting device, a composition containing the compound and the solvent, a method for forming a thin film, and a method for manufacturing an organic electroluminescent device.
近年、薄膜型の電界発光素子としては、無機材料を使用したものに代わり、有機薄膜を用いた有機電界発光素子の開発が行われるようになっている。有機電界発光素子(OLED)は、通常、陽極と陰極の間に、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層などを有する。この各層に適した材料が開発されつつあり、発光色も赤、緑、青と、それぞれ開発が進んでいる。また、従来の蒸着型と比較して材料利用効率が高く、製造コストを下げることができる塗布型OLEDの研究が進められている。 In recent years, as a thin-film type electroluminescence element, an organic electroluminescence element using an organic thin film has been developed in place of the one using an inorganic material. An organic electroluminescent device (OLED) typically has a hole-injection layer, a hole-transport layer, an organic light-emitting layer, an electron-transport layer, etc. between an anode and a cathode. Materials suitable for each of these layers are being developed, and the development of red, green, and blue emission colors is progressing. In addition, research is being conducted on coating-type OLEDs, which are more efficient in material utilization than conventional evaporation-type OLEDs and can reduce manufacturing costs.
塗布型OLEDにおいては、素子の長寿命化やより低い消費電力での駆動が求められている。素子の寿命や消費電力改善に影響を及ぼす原因は様々な因子が考えられるが、例えば寿命に関しては、素子を構成する材料の熱耐久性や、結晶性が大きな影響を及ぼすものと考えられている。 Coating-type OLEDs are required to have a longer life and be driven with lower power consumption. There are various factors that can affect the life of an element and the improvement in power consumption, but with regard to life, for example, the thermal durability and crystallinity of the materials that make up the element are thought to have a major effect. .
また、有機電界発光素子を湿式成膜法で製造するためには、使用される材料はすべて有機溶媒に溶解してインクとして使用できるものである必要がある。使用材料が溶解性に劣ると、長時間加熱するなどの操作を要するため、使用前に材料が劣化してしまう可能性がある。さらに、溶液状態で長時間均一状態を保持することができないと、溶液から材料の析出が起こり、インクジェット装置などによる成膜が不可能となる。湿式成膜法に使用される材料には、有機溶媒に速やかに溶解すること、溶解した後析出せず均一状態を保持すること、という2つの意味での溶解性が求められる。 Moreover, in order to manufacture an organic electroluminescence device by a wet film-forming method, all the materials used must be soluble in an organic solvent and used as an ink. If the material to be used has poor solubility, the material may deteriorate before use because an operation such as heating for a long period of time is required. Furthermore, if the uniform state cannot be maintained for a long time in a solution state, the material will precipitate out of the solution, making it impossible to form a film using an inkjet device or the like. Materials used in the wet film-forming method are required to have solubility in two senses: rapid dissolution in an organic solvent and maintenance of a homogeneous state without precipitating after dissolution.
湿式成膜法により形成された複数の低分子材料からなる有機薄膜を用いた有機電界発光素子において、特許文献1では、素子の発光効率を高めるために、燐光発光を利用した素子が記載されている。非特許文献1に記載の有機電界発光素子の電荷輸送材料には、以下に示すビフェニル誘導体が用いられている。
In an organic electroluminescent element using an organic thin film composed of a plurality of low-molecular-weight materials formed by a wet film-forming method,
また、特許文献2には、燐光発光性化合物の電荷輸送材料として、以下に示す炭化水素化合物を用いたOLED用材料が報告されている。 Further, Patent Document 2 reports an OLED material using the following hydrocarbon compound as a charge transport material for a phosphorescent compound.
しかしながら、非特許文献1に記載の化合物、及び特許文献1に記載の化合物は、発光層での電荷輸送性が必要以上に高く、当該化合物を有する有機電界発光素子の寿命が低下することがある。
However, the compound described in
また、特許文献2に記載の化合物は、溶解性が高く、バンドギャップが大きいものの、ガラス転移温度が87℃と低く耐熱性が十分ではない。 In addition, the compound described in Patent Document 2 has high solubility and a large bandgap, but has a low glass transition temperature of 87° C. and does not have sufficient heat resistance.
本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであり、優れた耐熱性を有し、溶解性が高く、バンドギャップが大きい芳香族化合物を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide an aromatic compound having excellent heat resistance, high solubility, and a large bandgap.
また、本発明は、当該化合物を有する有機電界発光素子、当該有機電界発光素子を有する表示装置及び照明装置、当該化合物及び溶剤を含有する組成物、薄膜形成方法及び有機電界発光素子の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention also provides an organic electroluminescent device containing the compound, a display device and a lighting device comprising the organic electroluminescent device, a composition containing the compound and a solvent, a method for forming a thin film, and a method for manufacturing an organic electroluminescent device. The task is to provide
本発明者らが鋭意検討した結果、テトラフェニレン構造を含む特定構造の芳香族化合物を用いることにより、当該芳香族化合物が、優れた耐熱性を有し、溶解性が高く、バンドギャップが大きくなることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies by the present inventors, it was found that by using an aromatic compound having a specific structure containing a tetraphenylene structure, the aromatic compound has excellent heat resistance, high solubility, and a large bandgap. We have found that and arrived at the present invention.
即ち、本発明の要旨は、下記<1>~<14>に存する。
<1>下記式(1)で表される芳香族化合物。
That is, the gist of the present invention resides in the following <1> to <14>.
<1> An aromatic compound represented by the following formula (1).
(式(1)中、
Ar11~Ar14は、各々独立に、下記式(2)を表し、
R1~R4は、各々独立に、置換基を表し、
n11は1~4の整数であり、
n12~n14は、各々独立に、0~3の整数であり、
n11~n14の合計は4以下であり、
ma~mdは、各々独立に、0~4の整数である。)
(In formula (1),
Ar 11 to Ar 14 each independently represent the following formula (2),
R 1 to R 4 each independently represent a substituent,
n11 is an integer from 1 to 4,
n12 to n14 are each independently an integer of 0 to 3,
The sum of n11 to n14 is 4 or less,
ma to md are each independently an integer of 0 to 4; )
(式(2)中、
アスタリクス(*)は、式(1)との結合を表し、
L1、L2は、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基、又は置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基から選択される複数の基が連結した基であり、
Ar2は、各々独立に、置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基、又は置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基から選択される複数の基が連結した基であり、
R5は、各々独立に、置換基を表し、
a、bは、各々独立に、0~5の整数を表し、
meは0~4の整数を表す。)
<2>式(2)において、Ar2が下記式(3)~(5)のいずれか一つで表される、<1>に記載の芳香族化合物。
(In formula (2),
The asterisk (*) represents a bond with formula (1),
L 1 and L 2 each independently represent an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms, or an optionally substituted divalent carbon atom of 30 or less or an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms and an optionally substituted divalent heteroaromatic group having 30 or less carbon atoms is a group in which a plurality of groups selected from groups are linked,
Ar 2 is each independently an optionally substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 60 or less carbon atoms, or an optionally substituted monovalent heteroaromatic group having 60 or less carbon atoms or an optionally substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 60 or less carbon atoms and an optionally substituted monovalent heteroaromatic group having 60 or less carbon atoms is a group in which a plurality of groups are linked,
each R 5 independently represents a substituent,
a and b each independently represents an integer of 0 to 5,
me represents an integer of 0 to 4; )
<2> The aromatic compound according to <1>, wherein in formula (2), Ar 2 is represented by any one of formulas (3) to (5) below.
(式(3)~(5)中、
アスタリクス(*)は、式(2)との結合を表し、
R6~R44は、各々独立に、水素原子又は置換基を表し、
隣接するR6~R44は互いに結合して縮合環を形成してもよい。)
<3>L1、L2が有してもよい置換基、及びR1~R44における置換基が、各々独立に、芳香族炭化水素基である、<2>に記載の芳香族化合物。
<4>式(2)において、Ar2が前記式(3)又は前記式(4)で表される、<2>又は<3>に記載の芳香族化合物。
<5>式(2)において、L1は縮合環ではない、<1>~<4>のいずれか1つに記載の芳香族化合物。
<6>基板上に、陽極及び陰極を有し、前記陽極と前記陰極の間に有機層を有する有機電界発光素子であって、
前記有機層が、有機電界発光素子用材料を含む層を有し、
前記有機電界発光素子用材料が<1>~<5>のいずれか1つに記載の芳香族化合物である、有機電界発光素子。
<7>前記有機電界発光素子用材料を含む層が発光層である、<6>に記載の有機電界発光素子。
<8>前記発光層が、<1>~<5>のいずれか1つに記載の芳香族化合物、電荷輸送材料、及び発光材料を含み、
前記芳香族化合物及び前記電荷輸送材料の合計に対する前記芳香族化合物の含有量が0.1質量%以上、50質量%以下である、<7>に記載の有機電界発光素子。
<9><6>~<8>のいずれか1つに記載の有機電界発光素子を有する、表示装置。
<10><6>~<8>のいずれか1つに記載の有機電界発光素子を有する、照明装置。
<11><1>~<5>のいずれか1つに記載の芳香族化合物及び溶剤を含有する、有機電界発光素子用組成物。
<12>さらに、燐光発光材料及び電荷輸送材料を含有する、<11>に記載の有機電界発光素子用組成物。
<13><11>又は<12>に記載の有機電界発光素子用組成物を湿式成膜法にて成膜する工程を有する、薄膜形成方法。
<14>基板上に、陽極及び陰極を有し、前記陽極と前記陰極の間に有機層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
前記有機層を、<11>又は<12>に記載の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法にて形成する工程を有する、有機電界発光素子の製造方法。
<15>前記有機層が発光層である、<14>に記載の有機電界発光素子の製造方法。
(In formulas (3) to (5),
The asterisk (*) represents a bond with formula (2),
R 6 to R 44 each independently represent a hydrogen atom or a substituent,
Adjacent R 6 to R 44 may combine with each other to form a condensed ring. )
<3> The aromatic compound according to <2>, wherein the substituents that L 1 and L 2 may have and the substituents in R 1 to R 44 are each independently an aromatic hydrocarbon group.
<4> The aromatic compound according to <2> or <3>, wherein in formula (2), Ar 2 is represented by formula (3) or (4).
<5> The aromatic compound according to any one of <1> to <4>, wherein in formula (2), L 1 is not a condensed ring.
<6> An organic electroluminescence device having an anode and a cathode on a substrate and an organic layer between the anode and the cathode,
The organic layer has a layer containing an organic electroluminescence device material,
An organic electroluminescent device, wherein the organic electroluminescent device material is the aromatic compound according to any one of <1> to <5>.
<7> The organic electroluminescence device according to <6>, wherein the layer containing the material for an organic electroluminescence device is a light-emitting layer.
<8> the light-emitting layer comprises the aromatic compound according to any one of <1> to <5>, a charge transport material, and a light-emitting material;
The organic electroluminescence device according to <7>, wherein the content of the aromatic compound is 0.1% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the aromatic compound and the charge transport material.
<9> A display device comprising the organic electroluminescence device according to any one of <6> to <8>.
<10> A lighting device comprising the organic electroluminescent element according to any one of <6> to <8>.
<11> A composition for an organic electroluminescence device, comprising the aromatic compound according to any one of <1> to <5> and a solvent.
<12> The composition for an organic electroluminescence device according to <11>, further comprising a phosphorescent material and a charge-transporting material.
<13> A method for forming a thin film, comprising forming a film from the composition for an organic electroluminescence device according to <11> or <12> by a wet film-forming method.
<14> A method for producing an organic electroluminescence device having an anode and a cathode on a substrate and an organic layer between the anode and the cathode,
A method for producing an organic electroluminescent device, comprising forming the organic layer by a wet film-forming method using the composition for an organic electroluminescent device according to <11> or <12>.
<15> The method for producing an organic electroluminescent device according to <14>, wherein the organic layer is a light-emitting layer.
本発明により、優れた耐熱性を有し、溶解性が高く、バンドギャップが大きい芳香族化合物を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an aromatic compound having excellent heat resistance, high solubility, and a large bandgap can be provided.
また、本発明により、当該化合物を有する有機電界発光素子、当該有機電界発光素子を有する表示装置及び照明装置、当該化合物及び溶剤を含有する組成物、薄膜形成方法及び有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。 In addition, according to the present invention, an organic electroluminescent device having the compound, a display device and a lighting device having the organic electroluminescent device, a composition containing the compound and a solvent, a method for forming a thin film, and a method for manufacturing an organic electroluminescent device are provided. can provide.
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形して実施することができる。 Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the gist thereof.
本発明において、「置換基を有していてもよい」とは、置換基を1以上有していてもよいことを意味するものとする。 In the present invention, "optionally having a substituent" means that one or more substituents may be present.
<本発明の芳香族化合物>
本発明の芳香族化合物は、下記式(1)で表されるテトラフェニレン構造を含む構造であることを特徴とする芳香族化合物である。
<Aromatic compound of the present invention>
The aromatic compound of the present invention is an aromatic compound characterized by having a structure containing a tetraphenylene structure represented by the following formula (1).
(式(1)中、
Ar11~Ar14は、各々独立に、下記式(2)を表し、
R1~R4は、各々独立に、置換基を表し、
n11は1~4の整数であり、
n12~n14は、各々独立に、0~3の整数であり、
n11~n14の合計は4以下であり、
ma~mdは、各々独立に、0~4の整数である。)
(In formula (1),
Ar 11 to Ar 14 each independently represent the following formula (2),
R 1 to R 4 each independently represent a substituent,
n11 is an integer from 1 to 4,
n12 to n14 are each independently an integer of 0 to 3,
The sum of n11 to n14 is 4 or less,
ma to md are each independently an integer of 0 to 4; )
(式(2)中、
アスタリクス(*)は、式(1)との結合を表し、
L1、L2は、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基、又は置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基から選択される複数の基が連結した基であり、
Ar2は、各々独立に、置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基、又は置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基から選択される複数の基が連結した基であり、
R5は、各々独立に、置換基を表し、
a、bは、各々独立に、0~5の整数を表し、
meは0~4の整数を表す。)
(In formula (2),
The asterisk (*) represents a bond with formula (1),
L 1 and L 2 each independently represent an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms, or an optionally substituted divalent carbon atom of 30 or less or an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms and an optionally substituted divalent heteroaromatic group having 30 or less carbon atoms is a group in which a plurality of groups selected from groups are linked,
Ar 2 is each independently an optionally substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 60 or less carbon atoms, or an optionally substituted monovalent heteroaromatic group having 60 or less carbon atoms or an optionally substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 60 or less carbon atoms and an optionally substituted monovalent heteroaromatic group having 60 or less carbon atoms is a group in which a plurality of groups are linked,
each R 5 independently represents a substituent,
a and b each independently represents an integer of 0 to 5,
me represents an integer of 0 to 4; )
本発明において、有効な効果が得られる作用機構は、以下のように推定される。 In the present invention, the action mechanism by which effective effects are obtained is presumed as follows.
本発明の芳香族化合物は、式(1)で表されるテトラフェニレンの縮合環構造を有しているため、ガラス転移温度が高い。 Since the aromatic compound of the present invention has a condensed ring structure of tetraphenylene represented by formula (1), it has a high glass transition temperature.
また、本発明の芳香族化合物は、式(2)で表されるように、メタ位結合した芳香族炭化水素基又はヘテロ芳香族基を1つ以上有しているため、π共役系の広がりを抑制し、バンドギャップが大きく、励起三重項エネルギー準位(T1)が高い。 In addition, since the aromatic compound of the present invention has one or more meta-bonded aromatic hydrocarbon groups or heteroaromatic groups as represented by formula (2), the spread of the π-conjugated system is suppressed, the bandgap is large, and the excited triplet energy level (T1) is high.
さらに、本発明の芳香族化合物は、式(2)で表されるように、芳香族炭化水素基又はヘテロ芳香族基のメタ位結合による立体障害により分子間相互作用が低下し、溶解性が高く結晶性が低い。 Furthermore, as represented by formula (2), the aromatic compound of the present invention has reduced intermolecular interaction due to steric hindrance due to the meta-position bond of the aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group, resulting in reduced solubility. High and low crystallinity.
ガラス転移温度の向上に式(1)で表されるテトラフェニレン構造を用いていることで、上記バンドギャップを大きくできる効果と耐熱性を両立できていると考えられる。 By using the tetraphenylene structure represented by the formula (1) to improve the glass transition temperature, it is considered that both the effect of increasing the bandgap and the heat resistance can be achieved.
また、式(1)で表されるテトラフェニレン構造が式(2)で表される構造を有することで、HOMO、LUMOが式(1)で表されるテトラフェニレン構造に乗りにくいため、耐久性を向上できる。 In addition, since the tetraphenylene structure represented by formula (1) has the structure represented by formula (2), HOMO and LUMO are difficult to ride on the tetraphenylene structure represented by formula (1), so durability is improved. can be improved.
本発明の芳香族化合物を用いて、駆動安定性に優れ、かつ低駆動電圧及び高効率で駆動可能な有機電界発光素子を容易に提供することができる。 Using the aromatic compound of the present invention, it is possible to easily provide an organic electroluminescence device that is excellent in driving stability and that can be driven with a low driving voltage and high efficiency.
本発明の芳香族化合物を含む本発明の有機電界発光素子は、電気化学的安定性に優れ、駆動電圧が低く高効率である。そのため、本発明の有機電界発光素子は、フラットパネル・ディスプレイ(例えば、OAコンピュータ用ディスプレイや壁掛けテレビ)、車載表示素子、携帯電話表示や面発光体としての特徴を生かした光源(例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源)、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。 The organic electroluminescent device of the present invention containing the aromatic compound of the present invention has excellent electrochemical stability, low driving voltage and high efficiency. Therefore, the organic electroluminescence device of the present invention can be used as a flat panel display (for example, an OA computer display or a wall-mounted TV), an in-vehicle display device, a mobile phone display, or a light source (for example, a copier (light sources for liquid crystal displays and instruments, backlight sources for instruments), display boards, and indicator lamps, and their technical value is great.
<Ar11~Ar14>
Ar11~Ar14は、各々独立に、式(2)で表される。Ar11~Ar14のテトラフェニレン構造への結合箇所は、どこでもよく、安定性の観点から2位の炭素であることが好ましい。
<Ar 11 to Ar 14 >
Ar 11 to Ar 14 are each independently represented by formula (2). Ar 11 to Ar 14 may be bonded to the tetraphenylene structure at any point, preferably the 2-position carbon from the viewpoint of stability.
<n11~n14>
n11は1~4の整数であり、
n12~n14は、各々独立に、0~3の整数であり、
n11~n14の合計は4以下である。
<n11 to n14>
n11 is an integer from 1 to 4,
n12 to n14 are each independently an integer of 0 to 3,
The sum of n11 to n14 is 4 or less.
n11~n14の合計が2以上の場合、Ar11~Ar14のテトラフェニレン構造への結合箇所は、安定性の観点から2位、3位、6位、7位、10位、11位、14位及び15位の炭素から選ばれることが好ましい。 When the sum of n11 to n14 is 2 or more, the binding sites of Ar 11 to Ar 14 to the tetraphenylene structure are 2-, 3-, 6-, 7-, 10-, 11- and 14-positions from the viewpoint of stability. It is preferably selected from 15-position and 15-position carbons.
n11は、化合物の溶解性及び、耐久性の観点から、3以下が好ましく、2以下がさらに好ましく、1が特に好ましい。 From the viewpoint of solubility and durability of the compound, n11 is preferably 3 or less, more preferably 2 or less, and particularly preferably 1.
n11~n14の合計が2以上の場合、複数のAr11~Ar14は同一であっても異なってもよい。 When the sum of n11 to n14 is 2 or more, a plurality of Ar 11 to Ar 14 may be the same or different.
また、n11~n14の合計が2以上の場合、複数存在する式(2)で表される構造は同一であっても異なっていてもよい。言い換えると、n11~n14の合計が2以上の場合、複数存在する、Ar2、R5、L1、L2、a、b、meは同一であっても異なっていてもよい。 Further, when the sum of n11 to n14 is 2 or more, the structures represented by formula (2), which are present in plurality, may be the same or different. In other words, when the sum of n11 to n14 is 2 or more, a plurality of Ar 2 , R 5 , L 1 , L 2 , a, b and me may be the same or different.
<R1~R4>
R1~R4は、各々独立に、置換基を表す。置換基としては、後述する置換基群Zから選択されるものを用いることができる。耐熱性及び耐久性の観点から、R1~R4は、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数10以下のアルキル基、炭素数30以下のアラルキル基、芳香族炭化水素基が特に好ましい。これらの中でも、芳香族炭化水素基が最も好ましく、炭素数30以下の芳香族炭化水素基がさらに好ましい。
<R 1 to R 4 >
R 1 to R 4 each independently represent a substituent. As the substituent, those selected from the substituent group Z described later can be used. From the viewpoint of heat resistance and durability, R 1 to R 4 are preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aralkyl group, or an aromatic hydrocarbon group. Group hydrocarbon groups are particularly preferred. Among these, aromatic hydrocarbon groups are most preferred, and aromatic hydrocarbon groups having 30 or less carbon atoms are more preferred.
<ma~md>
ma~mdは、各々独立に、0~4の整数である。ma~mdは、化合物の溶解性及び、耐久性の観点から、3以下が好ましく、2以下がさらに好ましく、1が特に好ましく、0が最も好ましい。
<ma to md>
ma to md are each independently an integer of 0 to 4; ma to md are preferably 3 or less, more preferably 2 or less, particularly preferably 1, and most preferably 0, from the viewpoint of solubility and durability of the compound.
ma~mdが2以上の場合、複数のR1~R4は同一であっても異なってもよい。 When ma to md are 2 or more, a plurality of R 1 to R 4 may be the same or different.
<Ar2>
Ar2は、各々独立に、置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基、又は置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基から選択される複数の基が連結した基を表す。
< Ar2 >
Ar 2 is each independently an optionally substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 60 or less carbon atoms, or an optionally substituted monovalent heteroaromatic group having 60 or less carbon atoms or an optionally substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 60 or less carbon atoms and an optionally substituted monovalent heteroaromatic group having 60 or less carbon atoms represents a group in which multiple groups are linked.
1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラフェニレン環、クリセン環、ピレン環、ベンゾアントラセン環、ペリレン環、ビフェニル環、又はターフェニル環の1価の基が挙げられる。 Examples of monovalent aromatic hydrocarbon groups having 60 or less carbon atoms include benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, tetraphenylene ring, chrysene ring, pyrene ring, benzanthracene ring, perylene ring, biphenyl ring, or a monovalent group of a terphenyl ring.
1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基の例としてはフラン環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、又はアズレン環の1価の基である。 Examples of monovalent heteroaromatic groups having 60 or less carbon atoms include furan ring, benzofuran ring, dibenzofuran ring, thiophene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxadiazole ring, indole ring, carbazole ring, pyrroloimidazole ring, pyrrolopyrazole ring, pyrrolopyrrole ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzisoxazole ring, benzisothiazole ring, benzimidazole ring, pyridine ring , pyrazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, cinnoline ring, quinoxaline ring, perimidine ring, quinazoline ring, quinazolinone ring or azulene ring.
置換基としては、後述する置換基群Zから選択されるものを用いることができる。 As the substituent, those selected from the substituent group Z described later can be used.
<L1、L2>
L1、L2は、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基、又は置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基から選択される複数の基が連結した基を表す。
< L1 , L2 >
L 1 and L 2 each independently represent an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms, or an optionally substituted divalent carbon atom of 30 or less or an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms and an optionally substituted divalent heteroaromatic group having 30 or less carbon atoms represents a group in which a plurality of groups selected from groups are linked;
2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、テトラフェニレン環、フェナントレン環、クリセン環、ピレン環、ベンゾアントラセン環、又はペリレン環の2価の基が挙げられる。 Examples of divalent aromatic hydrocarbon groups having 30 or less carbon atoms include divalent benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, tetraphenylene ring, phenanthrene ring, chrysene ring, pyrene ring, benzanthracene ring, or perylene ring. group.
2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基の例としてはフラン環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、又はアズレン環の2価の基である。 Examples of divalent heteroaromatic groups having 30 or less carbon atoms include furan ring, benzofuran ring, dibenzofuran ring, thiophene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxadiazole ring, indole ring, carbazole ring, pyrroloimidazole ring, pyrrolopyrazole ring, pyrrolopyrrole ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzisoxazole ring, benzisothiazole ring, benzimidazole ring, pyridine ring , pyrazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, cinnoline ring, quinoxaline ring, perimidine ring, quinazoline ring, quinazolinone ring or azulene ring.
置換基としては、後述する置換基群Zから選択されるものを用いることができ、芳香族炭化水素基が特に好ましい。 As the substituent, those selected from the group of substituents Z described later can be used, and an aromatic hydrocarbon group is particularly preferred.
L1、L2は、化合物の溶解性、耐久性の観点から、ベンゼン環又はナフタレン環の2価の基が好ましく、ベンゼン環の2価の基がより好ましい。 L 1 and L 2 are preferably a divalent group of a benzene ring or a naphthalene ring, more preferably a divalent group of a benzene ring, from the viewpoint of compound solubility and durability.
また、バンドギャップ及びT1準位の大きさの理由から、L1は縮合環ではないほうが好ましい。 Also, L1 is preferably not a condensed ring because of the bandgap and the size of the T1 level.
<a、b>
a、bは、各々独立に、0~5の整数を表す。
aは、化合物の溶解性及び、耐久性の観点から、1以上が好ましく、4以下が好ましく、3以下がさらに好ましく、2以下が特に好ましい。
<a, b>
a and b each independently represents an integer of 0 to 5;
From the viewpoint of solubility and durability of the compound, a is preferably 1 or more, preferably 4 or less, more preferably 3 or less, and particularly preferably 2 or less.
bは、化合物の溶解性及び、耐久性の観点から、4以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下がさらに好ましく、1以下が特に好ましく、0が最も好ましい。 b is preferably 4 or less, more preferably 3 or less, even more preferably 2 or less, particularly preferably 1 or less, and most preferably 0, from the viewpoint of the solubility and durability of the compound.
aが2以上の場合、複数のL1は同一であっても異なってもよい。bが2以上の場合、複数のL2は同一であっても異なってもよい。 When a is 2 or more, multiple L 1s may be the same or different. When b is 2 or more, multiple L 2 may be the same or different.
<R5>
R5は各々独立に、置換基を表す。置換基としては、後述する置換基群Zから選択されるものを用いることができる。耐熱性及び耐久性の観点から、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数10以下のアルキル基、炭素数30以下のアラルキル基、芳香族炭化水素基がさらに好ましい。これらの中でも、芳香族炭化水素基が最も好ましく、炭素数30以下の芳香族炭化水素基がより好ましく、ベンゼン環またはベンゼン環が2~5連結した基が特に好ましい。
< R5 >
Each R5 independently represents a substituent. As the substituent, those selected from the substituent group Z described later can be used. From the viewpoint of heat resistance and durability, an alkyl group, an alkoxy group, an aralkyl group, and an aromatic hydrocarbon group are preferable, and an alkyl group having 10 or less carbon atoms, an aralkyl group having 30 or less carbon atoms, and an aromatic hydrocarbon group are more preferable. . Among these, an aromatic hydrocarbon group is most preferred, an aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms is more preferred, and a benzene ring or a group having 2 to 5 linked benzene rings is particularly preferred.
<me>
meは0~4の整数を表す。meは、化合物の溶解性及び、耐久性の観点から0又は1が好ましく、1が最も好ましい。
<me>
me represents an integer of 0 to 4; me is preferably 0 or 1, most preferably 1, from the viewpoint of solubility and durability of the compound.
meが2以上の場合、複数のR5は同一であっても異なってもよい。 When me is 2 or more, multiple R5 may be the same or different.
また、化合物の耐久性の観点から、式(2)中のAr2は下記式(3)~(5)のいずれか一つで表されることが好ましい。 From the viewpoint of durability of the compound, Ar 2 in formula (2) is preferably represented by any one of formulas (3) to (5) below.
このうち、共役を切り、バンドギャップを大きくするために、下記式(3)又は下記式(4)がより好ましく、安定性の観点から、下記式(4)がさらに好ましい。 Among these, the following formula (3) or the following formula (4) is more preferable in order to cut conjugation and increase the bandgap, and the following formula (4) is more preferable from the viewpoint of stability.
(式(3)~(5)中、
アスタリクス(*)は、式(2)との結合を表し、
R6~R44は、各々独立に、水素原子又は置換基を表し、
隣接するR6~R44は互いに結合して縮合環を形成してもよい。)
(In formulas (3) to (5),
The asterisk (*) represents a bond with formula (2),
R 6 to R 44 each independently represent a hydrogen atom or a substituent,
Adjacent R 6 to R 44 may combine with each other to form a condensed ring. )
<R6~R44>
R6~R44は、各々独立に、水素原子又は置換基を表し、隣接するR6~R44は互いに結合して縮合環を形成してもよい。置換基としては、後述する置換基群Zから選択されるものを用いることができる。R6~R44は、耐久性の観点から特に水素原子、芳香族炭化水素基、ヘテロ芳香族基が好ましく、芳香族炭化水素基、水素原子がより好ましい。
< R6 to R44 >
R 6 to R 44 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and adjacent R 6 to R 44 may combine with each other to form a condensed ring. As the substituent, those selected from the substituent group Z described later can be used. From the viewpoint of durability, R 6 to R 44 are preferably a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic group, more preferably an aromatic hydrocarbon group or a hydrogen atom.
隣接するR6~R44が互いに結合して縮合環を形成した構造としては、例えば、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フルオレン、スピロビフルオレンが挙げられる。R6~R44は、バンドギャップの観点から縮合環を形成しないことが好ましい。 Examples of structures in which adjacent R 6 to R 44 are bonded together to form a condensed ring include carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, fluorene, and spirobifluorene. R 6 to R 44 preferably do not form a condensed ring from the viewpoint of bandgap.
[置換基群Z]
置換基群Zとしては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シリル基、シロキシ基、シアノ基、アラルキル基、芳香族炭化水素基、又はヘテロ芳香族基が挙げられる。
[Substituent group Z]
Substituent group Z includes an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, a halogen atom, a haloalkyl group, an alkylthio group, an arylthio group, a silyl group, a siloxy group, and a cyano group. , an aralkyl group, an aromatic hydrocarbon group, or a heteroaromatic group.
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、分岐、直鎖又は環状のプロピル基、分岐、直鎖又は環状のブチル基、分岐、直鎖又は環状のペンチル基、分岐、直鎖又は環状のヘキシル基、分岐、直鎖又は環状のオクチル基、分岐、直鎖又は環状のノニル基、分岐、直鎖又は環状のドデシル基等の、炭素数が通常1以上、好ましくは4以上であり、通常24以下、好ましくは10以下である、直鎖、分岐、又は環状のアルキル基が挙げられる。化合物の安定性の観点から、メチル基、エチル基、分岐、直鎖又は環状のプロピル基、分岐、直鎖又は環状のブチル基が好ましく、特に好ましくは分岐状のプロピル基である。 The alkyl group includes, for example, a methyl group, an ethyl group, a branched, straight-chain or cyclic propyl group, a branched, straight-chain or cyclic butyl group, a branched, straight-chain or cyclic pentyl group, a branched, straight-chain or cyclic A hexyl group, a branched, straight-chain or cyclic octyl group, a branched, straight-chain or cyclic nonyl group, a branched, straight-chain or cyclic dodecyl group, etc., usually having 1 or more carbon atoms, preferably 4 or more, and usually Linear, branched or cyclic alkyl groups with 24 or less, preferably 10 or less are mentioned. From the viewpoint of compound stability, a methyl group, an ethyl group, a branched, linear or cyclic propyl group, and a branched, linear or cyclic butyl group are preferred, and a branched propyl group is particularly preferred.
アルケニル基としては、例えば、ビニル基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルケニル基が挙げられる。 Examples of alkenyl groups include alkenyl groups having usually 2 or more carbon atoms and usually 24 or less carbon atoms, preferably 12 or less carbon atoms such as vinyl groups.
アルキニル基としては、例えば、エチニル基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルキニル基が挙げられる。 Examples of alkynyl groups include alkynyl groups having usually 2 or more carbon atoms and usually 24 or less, preferably 12 or less carbon atoms such as ethynyl groups.
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基等の、炭素数が通常1以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルコキシ基が挙げられる。 Examples of alkoxy groups include alkoxy groups having usually 1 or more carbon atoms and usually 24 or less, preferably 12 or less carbon atoms such as methoxy and ethoxy groups.
アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、ナフトキシ基、ピリジルオキシ基等の、炭素数が通常4以上、好ましくは5以上であり、通常36以下、好ましくは24以下であるアリールオキシ基若しくはヘテロアリールオキシ基が挙げられる。 The aryloxy group includes, for example, an aryloxy group or heteroaryl having usually 4 or more, preferably 5 or more carbon atoms and usually 36 or less, preferably 24 or less, such as phenoxy group, naphthoxy group, pyridyloxy group, etc. An oxy group can be mentioned.
アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルコキシカルボニル基が挙げられる。 Examples of alkoxycarbonyl groups include alkoxycarbonyl groups having usually 2 or more carbon atoms and usually 24 or less, preferably 12 or less carbon atoms such as methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl groups.
アシル基としては、例えば、アセチル基、ベンゾイル基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアシル基が挙げられる。 The acyl group includes, for example, an acyl group having usually 2 or more carbon atoms and usually 24 or less, preferably 12 or less carbon atoms such as acetyl group and benzoyl group.
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子が挙げられる。 Halogen atoms include, for example, halogen atoms such as fluorine and chlorine atoms.
ハロアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基等の、炭素数が通常1以上であり、通常12以下、好ましくは6以下のハロアルキル基が挙げられる。 The haloalkyl group includes, for example, a haloalkyl group having usually 1 or more carbon atoms and usually 12 or less, preferably 6 or less carbon atoms such as a trifluoromethyl group.
アルキルチオ基としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基等の、炭素数が通常1以上であり、通常24以下、好ましくは12以下のアルキルチオ基が挙げられる。 Examples of alkylthio groups include alkylthio groups having usually 1 or more carbon atoms and usually 24 or less, preferably 12 or less carbon atoms such as methylthio and ethylthio groups.
アリールチオ基としては、例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、ピリジルチオ基等の、炭素数が通常4以上、好ましくは5以上であり、通常36以下、好ましくは24以下であるアリールチオ基が挙げられる。 Examples of the arylthio group include arylthio groups having usually 4 or more, preferably 5 or more carbon atoms and usually 36 or less, preferably 24 or less carbon atoms such as phenylthio, naphthylthio and pyridylthio groups.
シリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等の、炭素数が通常2以上、好ましくは3以上であり、通常36以下、好ましくは24以下であるシリル基が挙げられる。 Silyl groups include, for example, silyl groups having usually 2 or more, preferably 3 or more carbon atoms and usually 36 or less, preferably 24 or less carbon atoms such as trimethylsilyl and triphenylsilyl groups.
シロキシ基としては、例えば、トリメチルシロキシ基、トリフェニルシロキシ基等の、炭素数が通常2以上、好ましくは3以上であり、通常36以下、好ましくは24以下であるシロキシ基が挙げられる。 Siloxy groups include, for example, siloxy groups having usually 2 or more, preferably 3 or more carbon atoms and usually 36 or less, preferably 24 or less carbon atoms such as trimethylsiloxy and triphenylsiloxy groups.
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、2-フェニルエチル基、2-フェニルプロピル-2-イル基、2-フェニルブチル-2-イル基、3-フェニルペンチル-3-イル基、3-フェニル-1-プロピル基、4-フェニル-1-ブチル基、5-フェニル-1-ペンチル基、6-フェニル-1-ヘキシル基、7-フェニル-1-ヘプチル基、8-フェニル-1-オクチル基等の、炭素数が通常7以上、好ましくは9以上であり、通常30以下、好ましくは18以下、さらに好ましくは10以下であるアラルキル基が挙げられる。 Examples of aralkyl groups include benzyl, 2-phenylethyl, 2-phenylpropyl-2-yl, 2-phenylbutyl-2-yl, 3-phenylpentyl-3-yl, 3-phenyl- 1-propyl group, 4-phenyl-1-butyl group, 5-phenyl-1-pentyl group, 6-phenyl-1-hexyl group, 7-phenyl-1-heptyl group, 8-phenyl-1-octyl group, etc. and an aralkyl group having usually 7 or more, preferably 9 or more carbon atoms and usually 30 or less, preferably 18 or less, more preferably 10 or less carbon atoms.
芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、テトラフェニレン環、フェナントレン環、クリセン環、ピレン環、ベンゾアントラセン環、又はペリレン環等の、炭素数が通常6以上、通常30以下、好ましくは18以下、さらに好ましくは10以下である芳香族炭化水素基が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group include, for example, benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, tetraphenylene ring, phenanthrene ring, chrysene ring, pyrene ring, benzanthracene ring, or perylene ring. An aromatic hydrocarbon group having a number of 30 or less, preferably 18 or less, more preferably 10 or less can be mentioned.
ヘテロ芳香族基としては、例えば、フラン環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、又はアズレン環等の、炭素数が通常4以上、通常30以下、好ましくは18以下、さらに好ましくは12以下であるヘテロ芳香族基が挙げられる。 Examples of heteroaromatic groups include furan ring, benzofuran ring, dibenzofuran ring, thiophene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxadiazole ring, indole ring, carbazole ring, pyrrolo imidazole ring, pyrrolopyrazole ring, pyrrolopyrrole ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzisoxazole ring, benzisothiazole ring, benzimidazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, A pyrimidine ring, a triazine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a cinnoline ring, a quinoxaline ring, a perimidine ring, a quinazoline ring, a quinazolinone ring, or an azulene ring having usually 4 or more carbon atoms, usually 30 or less, preferably 18 or less, and further Heteroaromatic groups, preferably 12 or less, are mentioned.
また、上記置換基群Zの各置換基は更に置換基を有していてもよい。それらの更なる置換基としては、上記置換基(置換基群Z)と同じのものを用いることができる。 Further, each substituent in the substituent group Z may further have a substituent. As such additional substituents, the same substituents as those described above (substituent group Z) can be used.
<具体例>
以下に、本発明の芳香族化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<Specific example>
Specific examples of the aromatic compound of the invention are shown below, but the invention is not limited thereto.
<芳香族化合物の製造方法>
本発明の芳香族化合物は、例えば、実施例に記載する方法に準じて製造できる。
<Method for producing aromatic compound>
The aromatic compound of the present invention can be produced, for example, according to the method described in Examples.
<芳香族化合物の用途>
本発明の芳香族化合物は、有機電界発光素子に用いられる材料、すなわち有機電界発光素子におけるホスト材料として好適に使用可能であり、その他の発光素子等における電荷を輸送する材料としても好適に使用可能である。
<Uses of aromatic compounds>
The aromatic compound of the present invention can be suitably used as a material used in organic electroluminescent devices, that is, as a host material in organic electroluminescent devices, and can also be suitably used as a charge-transporting material in other light-emitting devices. is.
特に、本発明の芳香族化合物は、テトラフェニレン構造を基本骨格としており、メタ位結合した芳香族炭化水素基又はヘテロ芳香族基を1つ以上有する。テトラフェニレン構造を有することで、ガラス転移温度が高く、耐熱性が高い。メタ位結合した芳香族炭化水素基又はヘテロ芳香族基を1つ以上有することで、π共役系の広がりが抑制される。さらに、芳香族炭化水素基又はヘテロ芳香族基がメタ位結合することにより、溶解性が向上し、結晶性が低下すると考えられる。 In particular, the aromatic compound of the present invention has a tetraphenylene structure as a basic skeleton and has one or more meta-bonded aromatic hydrocarbon groups or heteroaromatic groups. By having a tetraphenylene structure, the glass transition temperature is high and the heat resistance is high. Having one or more meta-bonded aromatic hydrocarbon groups or heteroaromatic groups suppresses the spread of the π-conjugated system. Furthermore, it is believed that the meta-bonding of the aromatic hydrocarbon group or the heteroaromatic group improves the solubility and reduces the crystallinity.
そのため、本発明の芳香族化合物は、溶解性が高く、バンドギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きく、励起三重項準位(T1)が高いため、有機電界発光素子の発光層において、ホスト材料、とりわけ燐光発光材料のホスト材料として有用である。 Therefore, the aromatic compound of the present invention has high solubility, a large bandgap (difference between HOMO and LUMO), and a high excited triplet level (T1). , particularly useful as a host material for phosphorescent materials.
特に、本発明の芳香族化合物は、真空蒸着法による有機電界発光素子の製造にも使用でき、また、湿式成膜法による薄膜形成も可能であることから、湿式成膜法に適用される有機電界発光素子用材料としても好適である。 In particular, the aromatic compound of the present invention can be used for the production of an organic electroluminescent device by a vacuum deposition method, and can also be used for thin film formation by a wet film formation method. It is also suitable as a material for electroluminescence devices.
従って、本発明の芳香族化合物からなる有機電界発光素子用材料を用いて真空蒸着法による有機電界発光素子の製造もできれば、本発明の芳香族化合物を含有する有機電界発光素子用組成物を用いて、湿式成膜法による有機電界発光素子の製造をすることもできる。
得られた有機電界発光素子は、駆動安定性に優れ、低駆動電圧及び高効率で駆動可能である。
Therefore, if it is possible to manufacture an organic electroluminescent device by vacuum deposition using the material for organic electroluminescent devices comprising the aromatic compound of the present invention, the composition for organic electroluminescent devices containing the aromatic compound of the present invention can be used. Alternatively, an organic electroluminescence device can be manufactured by a wet film-forming method.
The obtained organic electroluminescence device has excellent driving stability and can be driven with a low driving voltage and high efficiency.
また、本発明の芳香族化合物のガラス転移温度は、耐熱性の観点から、125℃以上が好ましく、130℃以上がより好ましく、140℃以上がさらに好ましい。 Moreover, the glass transition temperature of the aromatic compound of the present invention is preferably 125° C. or higher, more preferably 130° C. or higher, and even more preferably 140° C. or higher, from the viewpoint of heat resistance.
<有機電界発光素子用材料>
本発明の有機電界発光素子用材料は、本発明の芳香族化合物からなるものであり、好ましくはシクロへキシルベンゼン又はトルエンに対して2質量%以上溶解し、より好ましくはシクロへキシルベンゼン又はトルエンに対して5質量%以上溶解する。
<Materials for Organic Electroluminescent Devices>
The material for an organic electroluminescence device of the present invention comprises the aromatic compound of the present invention, and preferably dissolves in cyclohexylbenzene or toluene in an amount of 2% by mass or more, more preferably cyclohexylbenzene or toluene. It dissolves at least 5% by mass with respect to
後述する様に、有機電界発光素子用組成物に含まれる溶剤としては芳香族炭化水素が好ましい。シクロへキシルベンゼン又はトルエンは、芳香族炭化水素の代表例として挙げられ、シクロへキシルベンゼン又はトルエンに対する溶解度は有機電界発光素子用材料の溶解性を示す指標としている。 As will be described later, aromatic hydrocarbons are preferred as the solvent contained in the composition for organic electroluminescence devices. Cyclohexylbenzene and toluene are typical examples of aromatic hydrocarbons, and the solubility in cyclohexylbenzene or toluene is used as an indicator of the solubility of materials for organic electroluminescence devices.
本発明の有機電界発光素子用材料のシクロへキシルベンゼン又はトルエンに対する溶解度が2質量%以上であることにより、湿式成膜法により有機電界発光素子を構成する層を容易に形成することができ好ましい。この溶解度の上限には特に制限はないが、通常50質量%程度である。 When the solubility in cyclohexylbenzene or toluene of the material for an organic electroluminescence device of the present invention is 2% by mass or more, the layers constituting the organic electroluminescence device can be easily formed by a wet film-forming method, which is preferable. . Although the upper limit of the solubility is not particularly limited, it is usually about 50% by mass.
<有機電界発光素子用組成物>
本発明の有機電界発光素子用組成物は、通常、本発明の芳香族化合物及び溶剤を含有し、更に発光材料及び電荷輸送材料を含有することが好ましい。
<Composition for organic electroluminescence device>
The composition for organic electroluminescence elements of the present invention usually contains the aromatic compound and solvent of the present invention, and preferably further contains a luminescent material and a charge transport material.
[1]溶剤
本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる溶剤としては、溶質である本発明の芳香族化合物等が良好に溶解する溶剤であれば特に限定されない。
[1] Solvent The solvent contained in the composition for organic electroluminescence elements of the present invention is not particularly limited as long as it is a solvent in which the aromatic compound or the like of the present invention, which is a solute, dissolves satisfactorily.
本発明の芳香族化合物は溶解性が高いため、種々の溶剤が適用可能である。例えば、トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素;1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール等の芳香族エーテル;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n-ブチル等の芳香族エステル;シクロヘキサノン、シクロオクタノン等の脂環を有するケトン;メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン;シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環を有するアルコール;ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル;酢酸エチル、酢酸n-ブチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル等の脂肪族エステル等が利用できる。これらのうち、水の溶解度が低い点、容易には変質しない点で、トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素が好ましい。 Since the aromatic compound of the present invention has high solubility, various solvents are applicable. For example, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, methylene, cyclohexylbenzene, tetralin; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene; 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole , phenetole, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, 2,4-dimethylanisole aromatic ethers; phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, benzoic acid aromatic esters such as ethyl, propyl benzoate and n-butyl benzoate; ketones having an alicyclic ring such as cyclohexanone and cyclooctanone; aliphatic ketones such as methyl ethyl ketone and dibutyl ketone; aliphatic alcohols such as butanol and hexanol; aliphatic ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA); ethyl acetate, n-butyl acetate, ethyl lactate, Aliphatic esters such as n-butyl lactate can be used. Among these, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, methysylene, cyclohexylbenzene, and tetralin are preferable because they have low solubility in water and are not easily degraded.
有機電界発光素子には、陰極等の水分により著しく劣化する材料が多く使用されているため、本発明の有機電界発光素子用組成物中の水分の存在は、乾燥後の膜中に水分が残留し、素子の特性を低下させる可能性が考えられ好ましくない。 Since organic electroluminescence elements use many materials such as cathodes that are significantly deteriorated by moisture, the presence of moisture in the composition for organic electroluminescence elements of the present invention may cause moisture to remain in the film after drying. However, it is not preferable because there is a possibility of degrading the characteristics of the device.
本発明の有機電界発光素子用組成物中の水分量を低減する方法としては、例えば、窒素ガスシールを使用する方法、乾燥剤を使用する方法、溶剤を予め脱水する方法、水の溶解度が低い溶剤を使用する方法等が挙げられる。なかでも、水の溶解度が低い溶剤を使用する方法は、湿式成膜工程中に、溶液膜が大気中の水分を吸収して白化する現象を防ぐことができるため好ましい。 Methods for reducing the amount of water in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention include, for example, a method of using a nitrogen gas seal, a method of using a desiccant, a method of preliminarily dehydrating a solvent, and a method having low water solubility. A method using a solvent and the like can be mentioned. Among them, the method of using a solvent with low water solubility is preferable because it can prevent the solution film from whitening due to absorption of moisture in the air during the wet film formation process.
この様な観点からは、本発明の有機電界発光素子用組成物は、例えば、25℃における水の溶解度が1質量%以下、好ましくは0.1質量%以下である溶剤を、本発明の有機電界発光素子用組成物中10質量%以上含有することが好ましい。 From such a point of view, the composition for an organic electroluminescence element of the present invention includes, for example, a solvent having a solubility in water at 25° C. of 1% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less. It is preferably contained in an amount of 10% by mass or more in the composition for an electroluminescence device.
また、湿式成膜時における本発明の有機電界発光素子用組成物からの溶剤蒸発による、成膜安定性の低下を低減するためには、本発明の有機電界発光素子用組成物の溶剤として、沸点が100℃以上、好ましくは沸点が150℃以上、より好ましくは沸点が200℃以上の溶剤を用いることが効果的である。 Further, in order to reduce the deterioration of film formation stability due to solvent evaporation from the composition for organic electroluminescence elements of the present invention during wet film formation, the solvent for the composition for organic electroluminescence elements of the present invention is: It is effective to use a solvent having a boiling point of 100° C. or higher, preferably 150° C. or higher, more preferably 200° C. or higher.
また、より均一な膜を得るためには、成膜直後の液膜から溶剤が適当な速度で蒸発することが必要であり、このためには通常沸点80℃以上、好ましくは沸点100℃以上、より好ましくは沸点120℃以上で、通常沸点270℃未満、好ましくは沸点250℃未満、より好ましくは沸点230℃未満の溶剤を用いることが効果的である。 In order to obtain a more uniform film, it is necessary to evaporate the solvent from the liquid film immediately after film formation at an appropriate rate. More preferably, it is effective to use a solvent having a boiling point of 120°C or higher and usually a boiling point of lower than 270°C, preferably lower than 250°C, and more preferably lower than 230°C.
上述の条件、即ち溶質の溶解性、蒸発速度、水の溶解度の条件を満足する溶剤を単独で用いてもよいが、2種類以上の溶剤を混合して用いることもできる。 Solvents that satisfy the above-mentioned conditions, ie, solute solubility, evaporation rate, and water solubility, may be used alone, or two or more solvents may be mixed and used.
[2]発光材料
本発明の有機電界発光素子用組成物は、更に発光材料を含有することが好ましい。発光材料とは、本発明の有機電界発光素子用組成物において、主として発光する成分を指し、有機電界発光デバイスにおけるドーパント成分に当たる。即ち、本発明の有機電界発光素子用組成物から発せられる光量(単位:cd/m2)の内、通常10~100%、好ましくは20~100%、より好ましくは50~100%、最も好ましくは80~100%が、ある成分材料からの発光と同定される場合、それを発光材料と定義する。
[2] Luminescent Material The composition for organic electroluminescence elements of the present invention preferably further contains a luminescent material. A luminescent material refers to a component that mainly emits light in the composition for an organic electroluminescent element of the present invention, and corresponds to a dopant component in an organic electroluminescent device. That is, it is usually 10 to 100%, preferably 20 to 100%, more preferably 50 to 100%, most preferably 50 to 100% of the amount of light (unit: cd/m 2 ) emitted from the composition for organic electroluminescent elements of the present invention. defines a luminescent material if 80-100% of the emission is identified as coming from a certain component material.
発光材料としては、公知材料を適用可能であり、蛍光発光材料或いは燐光発光材料を単独若しくは複数を混合して使用できるが、内部量子効率の観点から、好ましくは、燐光発光材料である。 As the light-emitting material, a known material can be applied, and a fluorescent light-emitting material or a phosphorescent light-emitting material can be used singly or in combination. From the viewpoint of internal quantum efficiency, the phosphorescent light-emitting material is preferable.
本発明の有機電界発光素子用組成物に使用する場合、この発光材料の最大発光ピーク波長は390~490nmの範囲にあることが好ましい。 When used in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention, the maximum emission peak wavelength of this luminescent material is preferably in the range of 390 to 490 nm.
尚、溶剤への溶解性を向上させる目的で、発光材料分子の対称性や剛性を低下させたり、或いはアルキル基などの親油性置換基を導入したりすることも、重要である。 For the purpose of improving the solubility in solvents, it is also important to lower the symmetry and rigidity of the light-emitting material molecules, or to introduce lipophilic substituents such as alkyl groups.
青色発光を与える蛍光色素(青色蛍光色素)としては、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、p-ビス(2-フェニルエテニル)ベンゼン及びそれらの誘導体等が挙げられる。 Fluorescent dyes that emit blue light (blue fluorescent dyes) include perylene, pyrene, anthracene, coumarin, p-bis(2-phenylethenyl)benzene and derivatives thereof.
緑色発光を与える蛍光色素(緑色蛍光色素)としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体等が挙げられる。 A quinacridone derivative, a coumarin derivative, etc. are mentioned as a fluorescent dye (green fluorescent dye) which gives green light emission.
黄色発光を与える蛍光色素(黄色蛍光色素)としては、ルブレン、ペリミドン誘導体等が挙げられる。 Examples of fluorescent dyes that emit yellow light (yellow fluorescent dyes) include rubrene and perimidone derivatives.
赤色発光を与える蛍光色素(赤色蛍光色素)としては、DCM系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。 Fluorescent dyes that emit red light (red fluorescent dyes) include DCM compounds, benzopyran derivatives, rhodamine derivatives, benzothioxanthene derivatives, azabenzothioxanthenes, and the like.
(燐光発光材料)
燐光発光材料とは、励起三重項状態から発光を示す材料をいう。例えば、Ir、Pt、Euなどを有する金属錯体化合物がその代表例であり、材料の構造として、金属錯体を含むものが好ましい。
(Phosphorescent material)
A phosphorescent material is a material that emits light from an excited triplet state. For example, metal complex compounds containing Ir, Pt, Eu, etc. are typical examples, and materials containing metal complexes are preferable as the structure of the material.
金属錯体の中でも、三重項状態を経由して発光する燐光発光性有機金属錯体として、長周期型周期表(以下、特に断り書きの無い限り「周期表」という場合には、長周期型周期表を指すものとする。)第7~11族から選ばれる金属を中心金属として含むウェルナー型錯体又は有機金属錯体化合物が挙げられる。このような燐光発光材料としては、下記式(201)で表わされる化合物、又は後述の式(205)で表わされる化合物が好ましく、より好ましくは下記式(201)で表わされる化合物である。 Among metal complexes, the long-period periodic table (unless otherwise specified, the long-period periodic table ) include Werner-type complexes or organometallic complex compounds containing a metal selected from Groups 7 to 11 as a central metal. As such a phosphorescent material, a compound represented by the following formula (201) or a compound represented by the following formula (205) is preferable, and a compound represented by the following formula (201) is more preferable.
Mは、周期表第7~11族から選ばれる金属であり、例えば、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、ユウロピウムが挙げられる。 M is a metal selected from Groups 7 to 11 of the periodic table, such as ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, and europium.
環A1は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環構造又は置換基を有していてもよい芳香族複素環構造を表す。 Ring A1 represents an optionally substituted aromatic hydrocarbon ring structure or an optionally substituted aromatic heterocyclic ring structure.
環A2は置換基を有していてもよい芳香族複素環構造を表す。 Ring A2 represents an aromatic heterocyclic structure optionally having a substituent.
R201、R202は各々独立に上記式(202)で表わされる構造であり、“*”は環A1又は環A2と結合すること表す。R201、R202は同じであっても異なっていてもよく、R201、R202がそれぞれ複数存在する場合、それらは同じであっても異なっていてもよい。 R 201 and R 202 each independently represent a structure represented by formula (202) above, and "*" represents bonding to ring A1 or ring A2. R 201 and R 202 may be the same or different, and when multiple R 201 and R 202 are present, they may be the same or different.
Ar201、Ar203は、各々独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環構造、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環構造を表す。 Ar 201 and Ar 203 each independently represent an optionally substituted aromatic hydrocarbon ring structure or an optionally substituted aromatic heterocyclic ring structure.
Ar202は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環構造、置換基を有していてもよい芳香族複素環構造、又は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素構造を表す。 Ar 202 is an optionally substituted aromatic hydrocarbon ring structure, an optionally substituted aromatic heterocyclic ring structure, or an optionally substituted aliphatic hydrocarbon structure represents
環A1に結合する置換基同士、環A2に結合する置換基同士、又は環A1に結合する置換基と環A2に結合する置換基同士は、互いに結合して環を形成してもよい。 The substituents bonded to ring A1, the substituents bonded to ring A2, or the substituents bonded to ring A1 and the substituents bonded to ring A2 may be bonded to each other to form a ring.
B201-L200-B202は、アニオン性の2座配位子を表す。B201及びB202は、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。L200は、単結合、又は、B201及びB202とともに2座配位子を構成する原子団を表す。B201-L200-B202が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。 B 201 -L 200 -B 202 represents an anionic bidentate ligand. B 201 and B 202 each independently represent a carbon atom, an oxygen atom or a nitrogen atom, and these atoms may be atoms constituting a ring. L 200 represents a single bond or an atomic group forming a bidentate ligand together with B 201 and B 202 . When there are multiple groups of B 201 -L 200 -B 202 , they may be the same or different.
i1、i2はそれぞれ独立に、0以上12以下の整数を表す。
i3は、Ar202に置換可能な数を上限とする0以上の整数である。
jは、Ar201に置換可能な数を上限とする0以上の整数である。
k1、k2はそれぞれ独立に、環A1、環A2に置換可能な数を上限とする0以上の整数である。
mは1~3の整数である。
i1 and i2 each independently represent an integer of 0 or more and 12 or less.
i3 is an integer greater than or equal to 0 up to the number that can be substituted for Ar 202 .
j is an integer greater than or equal to 0 up to the number that can be substituted for Ar 201 .
k1 and k2 are each independently an integer of 0 or more, with the upper limit being the number that can be substituted on ring A1 and ring A2.
m is an integer of 1-3.
環A1における芳香族炭化水素環としては、好ましくは炭素数6~30の芳香族炭化水素環であり、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、トリフェニリル環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環が好ましい。 The aromatic hydrocarbon ring for ring A1 is preferably an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms, and specifically includes a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, triphenylyl ring, acenaphthene ring, fluoranthene ring, A fluorene ring is preferred.
環A1における芳香族複素環としては、ヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子のいずれかを含む、炭素数3~30の芳香族複素環が好ましく、さらに好ましくは、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環である。 The aromatic heterocyclic ring in ring A1 is preferably an aromatic heterocyclic ring having 3 to 30 carbon atoms containing any one of a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom as a heteroatom, more preferably a furan ring or a benzofuran ring. , thiophene ring, and benzothiophene ring.
環A1としてより好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環であり、特に好ましくはベンゼン環又はフルオレン環であり、最も好ましくはベンゼン環である。 Ring A1 is more preferably a benzene ring, a naphthalene ring or a fluorene ring, particularly preferably a benzene ring or a fluorene ring, most preferably a benzene ring.
環A2における芳香族複素環としては、好ましくはヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子のいずれかを含む、炭素数3~30の芳香族複素環であり、
具体的には、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、ナフチリジン環、フェナントリジン環が挙げられ、
さらに好ましくは、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、イミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環であり、
より好ましくは、ピリジン環、イミダゾール環、ベンゾチアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環であり、
最も好ましくは、ピリジン環、イミダゾール環、ベンゾチアゾール環、キノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環である。
The aromatic heterocyclic ring in ring A2 is preferably an aromatic heterocyclic ring having 3 to 30 carbon atoms containing either a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom as a heteroatom,
Specifically, pyridine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, benzimidazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, Naphthyridine ring, phenanthridine ring,
More preferred are pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, imidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring and quinazoline ring,
More preferred are pyridine ring, imidazole ring, benzothiazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring and quinazoline ring,
Most preferred are pyridine ring, imidazole ring, benzothiazole ring, quinoline ring, quinoxaline ring and quinazoline ring.
環A1と環A2の好ましい組合せとしては、(環A1-環A2)で表記すると、
(ベンゼン環-ピリジン環)、(ベンゼン環-キノリン環)、(ベンゼン環-キノキサリン環)、(ベンゼン環-キナゾリン環)、(ベンゼン環-イミダゾール環)、(ベンゼン環-ベンゾチアゾール環)である。
A preferred combination of ring A1 and ring A2 is represented by (ring A1-ring A2),
(benzene ring-pyridine ring), (benzene ring-quinoline ring), (benzene ring-quinoxaline ring), (benzene ring-quinazoline ring), (benzene ring-imidazole ring), (benzene ring-benzothiazole ring) .
環A1、環A2が有していてもよい置換基は任意に選択できるが、好ましくは後述の置換基群Sから選ばれる1種又は複数種の置換基である。 The substituents that the ring A1 and the ring A2 may have can be optionally selected, but are preferably one or more substituents selected from the group S of substituents described below.
Ar201、Ar202、Ar203のいずれかが置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環構造である場合、
芳香族炭化水素環構造としては、好ましくは炭素数6~30の芳香族炭化水素環であり、
具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、トリフェニリル環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環が好ましく、
より好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環が好ましく、
最も好ましくはベンゼン環である。
When any of Ar 201 , Ar 202 and Ar 203 is an optionally substituted aromatic hydrocarbon ring structure,
The aromatic hydrocarbon ring structure is preferably an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms,
Specifically, benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, triphenylyl ring, acenaphthene ring, fluoranthene ring, and fluorene ring are preferred.
More preferably, a benzene ring, a naphthalene ring, or a fluorene ring,
A benzene ring is most preferred.
Ar201、Ar202、Ar203のいずれかが置換基を有していてもよいフルオレン環である場合、フルオレン環の9位及び9’位は、置換基を有するか又は隣接する構造と結合していることが好ましい。 When any of Ar 201 , Ar 202 and Ar 203 is a fluorene ring optionally having a substituent, the 9- and 9′-positions of the fluorene ring have a substituent or are bonded to the adjacent structure. preferably.
Ar201、Ar202、Ar203のいずれかが置換基を有していてもよいベンゼン環である場合、少なくとも一つのベンゼン環がオルト位又はメタ位で隣接する構造と結合していることが好ましく、少なくとも一つのベンゼン環がメタ位で隣接する構造と結合していることがより好ましい。 When any one of Ar 201 , Ar 202 and Ar 203 is a benzene ring optionally having a substituent, at least one benzene ring is preferably bonded to the adjacent structure at the ortho- or meta-position. , more preferably, at least one benzene ring is attached to the adjacent structure at the meta position.
Ar201、Ar202、Ar203のいずれかが置換基を有していてもよい芳香族複素環構造である場合、
芳香族複素環構造としては、好ましくはヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子のいずれかを含む、炭素数3~30の芳香族複素環であり、
具体的には、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、ナフチリジン環、フェナントリジン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環が挙げられ、
さらに好ましくは、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環である。
When any of Ar 201 , Ar 202 and Ar 203 is an aromatic heterocyclic structure optionally having a substituent,
The aromatic heterocyclic ring structure is preferably an aromatic heterocyclic ring having 3 to 30 carbon atoms containing either a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom as a heteroatom,
Specifically, pyridine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, benzimidazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, naphthyridine ring, phenanthridine ring, carbazole ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring,
More preferred are pyridine ring, pyrimidine ring, triazine ring, carbazole ring, dibenzofuran ring and dibenzothiophene ring.
Ar201、Ar202、Ar203のいずれかが置換基を有していてもよいカルバゾール環である場合、カルバゾール環のN位は、置換基を有するか又は隣接する構造と結合していることが好ましい。 When any of Ar 201 , Ar 202 and Ar 203 is a carbazole ring optionally having a substituent, the N-position of the carbazole ring may have a substituent or be bonded to an adjacent structure. preferable.
Ar202が置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素構造である場合、
脂肪族炭化水素構造としては、直鎖、分岐鎖、又は環状構造を有する脂肪族炭化水素構造であり、
好ましくは炭素数が1以上24以下の脂肪族炭化水素であり、
さらに好ましくは炭素数が1以上12以下の脂肪族炭化水素であり、
より好ましくは炭素数が1以上8以下の脂肪族炭化水素である。
When Ar 202 is an optionally substituted aliphatic hydrocarbon structure,
The aliphatic hydrocarbon structure is an aliphatic hydrocarbon structure having a linear, branched, or cyclic structure,
preferably an aliphatic hydrocarbon having 1 to 24 carbon atoms,
more preferably aliphatic hydrocarbons having 1 to 12 carbon atoms,
More preferred are aliphatic hydrocarbons having 1 to 8 carbon atoms.
i1、i2はそれぞれ独立に、好ましくは1~12の整数、さらに好ましくは1~8の整数、より好ましくは1~6の整数である。この範囲であることにより、溶解性向上、電荷輸送性向上が見込まれる。 i1 and i2 are each independently preferably an integer of 1-12, more preferably an integer of 1-8, more preferably an integer of 1-6. Within this range, improved solubility and improved charge transport properties can be expected.
i3は好ましくは0~5の整数を表し、さらに好ましくは0~2の整数、より好ましくは0又は1である。 i3 preferably represents an integer of 0-5, more preferably an integer of 0-2, more preferably 0 or 1.
jは好ましくは0~2の整数を表し、さらに好ましくは0又は1である。 j preferably represents an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1;
k1、k2は好ましくは0~3の整数を表し、さらに好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは1又は2であり、特に好ましくは1である。 k1 and k2 preferably represent an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
Ar201、Ar202、Ar203が有していてもよい置換基は任意に選択できるが、好ましくは後述の置換基群Sから選ばれる1種又は複数種の置換基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基、であり、最も好ましくは無置換(水素原子)である。 The substituents that Ar 201 , Ar 202 and Ar 203 may have can be arbitrarily selected, but are preferably one or more substituents selected from the group S of substituents described later, more preferably hydrogen It is an atom, an alkyl group or an aryl group, particularly preferably a hydrogen atom or an alkyl group, most preferably unsubstituted (hydrogen atom).
特に断りのない場合、置換基としては、次の置換基群Sから選ばれる基が好ましい。 Unless otherwise specified, the substituent is preferably a group selected from the following substituent group S.
<置換基群S>
・アルキル基、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~12のアルキル基、さらに好ましくは炭素数1~8のアルキル基、特に好ましくは炭素数1~6のアルキル基。
・アルコキシ基、好ましくは炭素数1~20のアルコキシ基、より好ましくは炭素数1~12のアルコキシ基、さらに好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基。
・アリールオキシ基、好ましくは炭素数6~20のアリールオキシ基、より好ましくは炭素数6~14のアリールオキシ基、さらに好ましくは炭素数6~12のアリールオキシ基、特に好ましくは炭素数6のアリールオキシ基。
・ヘテロアリールオキシ基、好ましくは炭素数3~20のヘテロアリールオキシ基、より好ましくは炭素数3~12のヘテロアリールオキシ基。
・アルキルアミノ基、好ましくは炭素数1~20のアルキルアミノ基、より好ましくは炭素数1~12のアルキルアミノ基。
・アリールアミノ基、好ましくは炭素数6~36のアリールアミノ基、より好ましくは炭素数6~24のアリールアミノ基。
・アラルキル基、好ましくは炭素数7~40のアラルキル基、より好ましくは炭素数7~18のアラルキル基、さらに好ましくは炭素数7~12のアラルキル基。
・ヘテロアラルキル基、好ましくは炭素数7~40のヘテロアラルキル基、より好ましくは炭素数7~18のヘテロアラルキル基、・アルケニル基、好ましくは炭素数2~20のアルケニル基、より好ましくは炭素数2~12のアルケニル基、さらに好ましくは炭素数2~8のアルケニル基、特に好ましくは炭素数2~6のアルケニル基。
・アルキニル基、好ましくは炭素数2~20のアルキニル基、より好ましくは炭素数2~12のアルキニル基。
・アリール基、好ましくは炭素数6~30のアリール基、より好ましくは炭素数6~24のアリール基、さらに好ましくは炭素数6~18のアリール基、特に好ましくは炭素数6~14のアリール基。
・ヘテロアリール基、好ましくは炭素数3~30のヘテロアリール基、より好ましくは炭素数3~24のヘテロアリール基、さらに好ましくは炭素数3~18のヘテロアリール基、特に好ましくは炭素数3~14のヘテロアリール基。
・アルキルシリル基、好ましくはアルキル基の炭素数が1~20であるアルキルシリル基、より好ましくはアルキル基の炭素数が1~12であるアルキルシリル基。
・アリールシリル基、好ましくはアリール基の炭素数が6~20であるアリールシリル基、より好ましくはアリール基の炭素数が6~14であるアリールシリル基。
・アルキルカルボニル基、好ましくは炭素数2~20のアルキルカルボニル基。
・アリールカルボニル基、好ましくは炭素数7~20のアリールカルボニル基。
・水素原子、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、又は、-SF5。
<Substituent group S>
- an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms .
- An alkoxy group, preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
- an aryloxy group, preferably an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an aryloxy group having 6 to 14 carbon atoms, still more preferably an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, particularly preferably an aryloxy group having 6 carbon atoms; aryloxy group;
- A heteroaryloxy group, preferably a heteroaryloxy group having 3 to 20 carbon atoms, more preferably a heteroaryloxy group having 3 to 12 carbon atoms.
- an alkylamino group, preferably an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylamino group having 1 to 12 carbon atoms;
- An arylamino group, preferably an arylamino group having 6 to 36 carbon atoms, more preferably an arylamino group having 6 to 24 carbon atoms.
- An aralkyl group, preferably an aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, more preferably an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms, and still more preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms.
- heteroaralkyl group, preferably heteroaralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, more preferably heteroaralkyl group having 7 to 18 carbon atoms, - alkenyl group, preferably alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably carbon number An alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, more preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, particularly preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms.
- an alkynyl group, preferably an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably an alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms;
- An aryl group, preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, still more preferably an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms .
- a heteroaryl group, preferably a heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, more preferably a heteroaryl group having 3 to 24 carbon atoms, still more preferably a heteroaryl group having 3 to 18 carbon atoms, particularly preferably 3 to 3 carbon atoms 14 heteroaryl groups.
An alkylsilyl group, preferably an alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylsilyl group having 1 to 12 carbon atoms.
- An arylsilyl group, preferably an arylsilyl group in which the aryl group has 6 to 20 carbon atoms, more preferably an arylsilyl group in which the aryl group has 6 to 14 carbon atoms.
- an alkylcarbonyl group, preferably an alkylcarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms;
- an arylcarbonyl group, preferably an arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms;
- A hydrogen atom, a deuterium atom, a fluorine atom, a cyano group, or -SF 5 .
以上の基は一つ以上の水素原子がフッ素原子で置き換えられているか、若しくは1つ以上の水素原子が重水素原子で置き換えらえられていてもよい。 In the above groups, one or more hydrogen atoms may be replaced with fluorine atoms, or one or more hydrogen atoms may be replaced with deuterium atoms.
特に断りのない限り、アリールは芳香族炭化水素であり、ヘテロアリールは芳香族複素環である。 Unless otherwise specified, aryl is aromatic hydrocarbon and heteroaryl is heteroaromatic ring.
(置換基群Sの中の好ましい基)
これら置換基群Sのうち、
好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアミノ基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基、アリールシリル基、これらの基の一つ以上の水素原子がフッ素原子で置き換えられている基、フッ素原子、シアノ基、又は、-SF5であり、
より好ましくはアルキル基、アリールアミノ基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、これらの基の一つ以上の水素原子がフッ素原子で置き換えられている基、フッ素原子、シアノ基、又は、-SF5であり、
さらに好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアミノ基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基、アリールシリル基であり、
特に好ましくはアルキル基、アリールアミノ基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基であり、
最も好ましくはアルキル基、アリールアミノ基、アラルキル基、アリール基、ヘテロアリール基である。
(Preferred Group in Substituent Group S)
Among these substituent group S,
Preferably, an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an arylamino group, an aralkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkylsilyl group, an arylsilyl group, and at least one hydrogen atom of these groups is fluorine. a group substituted with an atom, a fluorine atom, a cyano group, or -SF5 ,
More preferably, an alkyl group, an arylamino group, an aralkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a group in which one or more hydrogen atoms of these groups are replaced with a fluorine atom, a fluorine atom, a cyano group, or , −SF 5 , and
more preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an arylamino group, an aralkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkylsilyl group, an arylsilyl group,
Particularly preferred are alkyl groups, arylamino groups, aralkyl groups, alkenyl groups, aryl groups and heteroaryl groups,
Most preferred are alkyl groups, arylamino groups, aralkyl groups, aryl groups and heteroaryl groups.
これら置換基群Sは、さらに置換基群Sから選ばれる置換基を置換基として有していてもよい。有していてもよい置換基の好ましい基、より好ましい基、さらに好ましい基、特に好ましい基、最も好ましい基は置換基群Sの中の好ましい基等と同様である。 These substituent group S may further have a substituent selected from the substituent group S as a substituent. Preferred groups, more preferred groups, further preferred groups, particularly preferred groups, and most preferred groups of the substituents which may be present are the same as the preferred groups in Substituent Group S and the like.
(式(201)の好ましい構造)
前記式(201)中の前記式(202)で表される構造のなかでも、ベンゼン環が連結した基を有する構造、環A1又は環A2に、アルキル基若しくはアラルキル基が結合した芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基を有する構造、環A1又は環A2に、デンドロンが結合した構造が好ましい。
(preferred structure of formula (201))
Among the structures represented by the above formula (202) in the above formula (201), a structure having a group to which a benzene ring is linked, an aromatic hydrocarbon in which an alkyl group or an aralkyl group is bonded to ring A1 or ring A2 A structure having a group or an aromatic heterocyclic group, and a structure in which a dendron is bonded to ring A1 or ring A2 are preferred.
ベンゼン環が連結した基を有する構造においては、
Ar201がベンゼン環構造であり、i1が1~6であり、少なくとも一つの前記ベンゼン環がオルト位又はメタ位で隣接する構造と結合している。
この構造であることによって、溶解性が向上し、かつ電荷輸送性が向上することが期待される。
In a structure having a group to which a benzene ring is linked,
Ar 201 is a benzene ring structure, i1 is 1 to 6, and at least one of the benzene rings is bonded to the adjacent structure at the ortho- or meta-position.
This structure is expected to improve the solubility and the charge transport property.
環A1又は環A2に、アルキル基若しくはアラルキル基が結合した芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基を有する構造においては、
Ar201が芳香族炭化水素構造又は芳香族複素環構造であり、i1が1~6であり、
Ar202が脂肪族炭化水素構造であり、i2が1~12であり、好ましくは3~8であり、
Ar203がベンゼン環構造であり、i3が0又は1である。
この構造の場合、好ましくは、Ar201は前記芳香族炭化水素構造であり、さらに好ましくはベンゼン環が1~5連結した構造であり、より好ましくはベンゼン環1つである。
この構造であることによって、溶解性が向上し、かつ電荷輸送性が向上することが期待される。
In a structure having an aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group to which an alkyl group or an aralkyl group is bonded to ring A1 or ring A2,
Ar 201 is an aromatic hydrocarbon structure or an aromatic heterocyclic structure, i1 is 1 to 6,
Ar 202 is an aliphatic hydrocarbon structure, i2 is 1-12, preferably 3-8,
Ar 203 is a benzene ring structure and i3 is 0 or 1.
In this structure, Ar 201 is preferably the above aromatic hydrocarbon structure, more preferably a structure in which 1 to 5 benzene rings are linked, and more preferably one benzene ring.
This structure is expected to improve the solubility and the charge transport property.
環A1又は環A2に、デンドロンが結合した構造においては、
Ar201、Ar202がベンゼン環構造であり、
Ar203がビフェニル又はターフェニル構造であり、
i1、i2が1~6であり、i3が2であり、jが2である。
この構造であることによって、溶解性が向上し、かつ電荷輸送性が向上することが期待される。
In a structure in which a dendron is bound to ring A1 or ring A2,
Ar 201 and Ar 202 are benzene ring structures,
Ar 203 is a biphenyl or terphenyl structure,
i1 and i2 are 1 to 6, i3 is 2, and j is 2.
This structure is expected to improve the solubility and the charge transport property.
B201-L200-B202で表される構造のうち、下記式(203)又は(204)で表される構造が好ましい。 Among the structures represented by B 201 -L 200 -B 202 , structures represented by the following formula (203) or (204) are preferable.
R211、R212、R213は置換基を表す。
置換基は特に限定されないが、好ましくは前記置換基群Sから選択される基である。
R 211 , R 212 and R 213 represent substituents.
Although the substituent is not particularly limited, it is preferably a group selected from the substituent group S described above.
環B3は、置換基を有していてもよい、窒素原子を含む芳香族複素環構造を表す。
環B3は好ましくはピリジン環である。
環B3が有してもよい置換基は特に限定されないが、好ましくは前記置換基群Sから選択される基である。
Ring B3 represents an aromatic heterocyclic structure containing a nitrogen atom, which may have a substituent.
Ring B3 is preferably a pyridine ring.
Although the substituent that ring B3 may have is not particularly limited, it is preferably a group selected from the substituent group S described above.
式(201)で表わされる燐光発光材料としては特に限定はされないが、具体的には以下の構造が挙げられる。
なお、Meはメチル基を意味し、Phはフェニル基を意味する。
Although the phosphorescent material represented by formula (201) is not particularly limited, specific examples include the following structures.
In addition, Me means a methyl group and Ph means a phenyl group.
ここで、下記式(205)で表わされる化合物について説明する。 Here, the compound represented by the following formula (205) will be explained.
式(205)中、M2は金属を表し、Tは炭素原子又は窒素原子を表す。R92~R95は、それぞれ独立に置換基を表す。但し、Tが窒素原子の場合は、R94及びR95は存在しない。 In formula (205), M2 represents a metal and T represents a carbon or nitrogen atom. R 92 to R 95 each independently represent a substituent. However, when T is a nitrogen atom, R94 and R95 do not exist.
式(205)中、M2は金属を表す。具体例としては、周期表第7~11族から選ばれる金属が挙げられる。中でも好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金又は金が挙げられ、特に好ましくは、白金、パラジウム等の2価の金属が挙げられる。 In formula (205), M2 represents a metal. Specific examples include metals selected from groups 7 to 11 of the periodic table. Among them, ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold are preferred, and divalent metals such as platinum and palladium are particularly preferred.
また、式(205)において、R92及びR93は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。 In formula (205), R 92 and R 93 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, a cyano group, an amino group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, represents an alkoxy group, an alkylamino group, an aralkylamino group, a haloalkyl group, a hydroxyl group, an aryloxy group, an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group;
更に、Tが炭素原子の場合、R94及びR95は、それぞれ独立に、R92及びR93と同様の例示物で表される置換基を表す。また、Tが窒素原子の場合は該Tに直接結合するR94又はR95は存在しない。 Furthermore, when T is a carbon atom, R94 and R95 each independently represent a substituent represented by the same examples as R92 and R93 . Also, when T is a nitrogen atom, there is no R94 or R95 directly bonded to said T.
また、R92~R95は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、R92及びR93として挙げた前記の置換基とすることができる。更に、R92~R95のうち任意の2つ以上の基が互いに連結して環を形成してもよい。 In addition, R 92 to R 95 may further have a substituent. Substituents can be the aforementioned substituents exemplified for R 92 and R 93 . Furthermore, any two or more groups selected from R 92 to R 95 may be linked together to form a ring.
(分子量)
燐光発光材料の分子量は、好ましくは5000以下、更に好ましくは4000以下、特に好ましくは3000以下である。また、燐光発光材料の分子量は、通常800以上、好ましくは1000以上、更に好ましくは1200以上である。この分子量範囲であることによって、燐光発光材料同士が凝集せず電荷輸送材料と均一に混合し、発光効率の高い発光層を得ることができると考えられる。
(molecular weight)
The molecular weight of the phosphorescent material is preferably 5,000 or less, more preferably 4,000 or less, and particularly preferably 3,000 or less. Further, the molecular weight of the phosphorescent material is usually 800 or more, preferably 1000 or more, more preferably 1200 or more. It is believed that within this molecular weight range, the phosphorescent light-emitting material is not agglomerated and uniformly mixed with the charge-transporting material, making it possible to obtain a light-emitting layer with high light-emitting efficiency.
燐光発光材料の分子量は、Tgや融点、分解温度等が高く、燐光発光材料及び形成された発光層の耐熱性に優れる点、及び、ガス発生、再結晶化及び分子のマイグレーション等に起因する膜質の低下や材料の熱分解に伴う不純物濃度の上昇等が起こり難い点では大きいことが好ましい。一方、燐光発光材料の分子量は、有機化合物の精製が容易である点では小さいことが好ましい。 The molecular weight of the phosphorescent light-emitting material has a high Tg, melting point, decomposition temperature, etc., and the phosphorescent light-emitting material and the formed light-emitting layer have excellent heat resistance, and the film quality due to gas generation, recrystallization, molecular migration, etc. A large value is preferable from the viewpoint that it is difficult to cause a decrease in the concentration of impurities and an increase in the concentration of impurities due to thermal decomposition of the material. On the other hand, the molecular weight of the phosphorescent light-emitting material is preferably small in terms of facilitating purification of the organic compound.
[3]電荷輸送材料
本発明の有機電界発光素子用組成物は、式(1)で表される芳香族化合物とは別に第二のホスト材料として電荷輸送材料を含有することが好ましい。
[3] Charge Transport Material The composition for organic electroluminescence elements of the present invention preferably contains a charge transport material as a second host material in addition to the aromatic compound represented by Formula (1).
発光層中において、電荷輸送材料が電子及び正孔を輸送し、式(1)の化合物が電子及び正孔の輸送を抑制することで、発光層内のキャリアバランスを調整する。また式(1)の化合物が電荷輸送材料を凝集を抑え適度に分散させる。それらにより有機電界発光素子の効率、耐久性が向上する。 In the light-emitting layer, the charge-transporting material transports electrons and holes, and the compound of formula (1) suppresses the transport of electrons and holes, thereby adjusting the carrier balance in the light-emitting layer. In addition, the compound of formula (1) suppresses aggregation of the charge transport material and moderately disperses the charge transport material. These improve the efficiency and durability of the organic electroluminescent device.
発光層の第二のホスト材料として用いられる電荷輸送材料は、電荷輸送性に優れる骨格を有する材料であり、電子輸送性材料、正孔輸送性材料及び電子と正孔の両方を輸送可能な両極性材料から選ばれることが好ましい。 The charge-transporting material used as the second host material of the light-emitting layer is a material having a skeleton with excellent charge-transporting properties, and includes an electron-transporting material, a hole-transporting material, and a bipolar material capable of transporting both electrons and holes. It is preferably selected from flexible materials.
電荷輸送性に優れる骨格としては、具体的には、芳香族構造、芳香族アミン構造、トリアリールアミン構造、ジベンゾフラン構造、ナフタレン構造、フェナントレン構造、フタロシアニン構造、ポルフィリン構造、チオフェン構造、ベンジルフェニル構造、フルオレン構造、キナクリドン構造、トリフェニレン構造、カルバゾール構造、ピレン構造、アントラセン構造、フェナントロリン構造、キノリン構造、ピリジン構造、ピリミジン構造、トリアジン構造、オキサジアゾール構造又はイミダゾール構造等が挙げられる。 Specific examples of skeletons with excellent charge transport properties include aromatic structures, aromatic amine structures, triarylamine structures, dibenzofuran structures, naphthalene structures, phenanthrene structures, phthalocyanine structures, porphyrin structures, thiophene structures, benzylphenyl structures, fluorene structure, quinacridone structure, triphenylene structure, carbazole structure, pyrene structure, anthracene structure, phenanthroline structure, quinoline structure, pyridine structure, pyrimidine structure, triazine structure, oxadiazole structure, imidazole structure, and the like.
電子輸送性材料としては、電子輸送性に優れ構造が比較的安定な、ピリジン構造、ピリミジン構造、及び/又はトリアジン構造を有する化合物がより好ましく、ピリミジン構造、及び/又はトリアジン構造を有する化合物がさらに好ましい。 As the electron-transporting material, a compound having a pyridine structure, a pyrimidine structure, and/or a triazine structure, which is excellent in electron-transporting properties and has a relatively stable structure, is more preferable, and a compound having a pyrimidine structure and/or a triazine structure is further preferable. preferable.
正孔輸送性材料は、正孔輸送性に優れた構造を有する化合物であり、前記電荷輸送性に優れる骨格の中でも、カルバゾール構造、ジベンゾフラン構造、トリアリールアミン構造、ナフタレン構造、フェナントレン構造又はピレン構造が正孔輸送性に優れた構造として好ましく、カルバゾール構造、ジベンゾフラン構造又はトリアリールアミン構造がさらに好ましい。 A hole-transporting material is a compound having a structure with excellent hole-transporting properties, and among the skeletons with excellent charge-transporting properties, a carbazole structure, a dibenzofuran structure, a triarylamine structure, a naphthalene structure, a phenanthrene structure, or a pyrene structure. is preferable as a structure having excellent hole-transporting properties, and a carbazole structure, a dibenzofuran structure, or a triarylamine structure is more preferable.
発光層のホスト材料として用いられる電荷輸送材料は、3環以上の縮合環構造を有する化合物であることが好ましく、3環以上の縮合環構造を2以上有する化合物又は5環以上の縮合環を少なくとも1つ有する化合物であることがさらに好ましい。これらの化合物であることで、分子の剛直性が増し、熱に応答する分子運動の程度を抑制する効果が得られ易くなる。さらに、3環以上の縮合環及び5環以上の縮合環は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有することが電荷輸送性及び材料の耐久性の点で好ましい。 The charge-transporting material used as the host material of the light-emitting layer is preferably a compound having a condensed ring structure of three or more rings, and at least a compound having two or more condensed ring structures of three or more rings or a condensed ring of five or more rings. Compounds having one are more preferred. These compounds increase the rigidity of the molecules, making it easier to obtain the effect of suppressing the degree of molecular motion in response to heat. Further, the 3 or more condensed rings and the 5 or more condensed rings preferably have an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring from the viewpoint of charge transportability and material durability.
3環以上の縮合環構造としては、具体的には、アントラセン構造、フェナントレン構造、ピレン構造、クリセン構造、ナフタセン構造、トリフェニレン構造、フルオレン構造、ベンゾフルオレン構造、インデノフルオレン構造、インドロフルオレン構造、カルバゾール構造、インデノカルバゾール構造、インドロカルバゾール構造、ジベンゾフラン構造、ジベンゾチオフェン構造等が挙げられる。 Specific examples of condensed ring structures having three or more rings include anthracene structure, phenanthrene structure, pyrene structure, chrysene structure, naphthacene structure, triphenylene structure, fluorene structure, benzofluorene structure, indenofluorene structure, indolofluorene structure, Carbazole structure, indenocarbazole structure, indolocarbazole structure, dibenzofuran structure, dibenzothiophene structure and the like.
電荷輸送性ならびに溶解性の観点から、フェナントレン構造、フルオレン構造、インデノフルオレン構造、カルバゾール構造、インデノカルバゾール構造、インドロカルバゾール構造、ジベンゾフラン構造及びジベンゾチオフェン構造からなる群より選択される少なくとも1つが好ましく、電荷に対する耐久性の観点から、カルバゾール構造又はインドロカルバゾール構造がさらに好ましい。 At least one selected from the group consisting of a phenanthrene structure, a fluorene structure, an indenofluorene structure, a carbazole structure, an indenocarbazole structure, an indolocarbazole structure, a dibenzofuran structure, and a dibenzothiophene structure, from the viewpoints of charge transportability and solubility. A carbazole structure or an indolocarbazole structure is more preferred from the viewpoint of resistance to electric charge.
本発明においては、有機電界発光素子の電荷に対する耐久性の観点から、発光層のホスト材料の内、少なくとも一つはピリミジン骨格又はトリアジン骨格を有する材料であることが好ましい。 In the present invention, at least one of the host materials in the light-emitting layer is preferably a material having a pyrimidine skeleton or a triazine skeleton, from the viewpoint of the durability of the organic electroluminescent device against charges.
ピリミジン骨格又はトリアジン骨格を有する電子輸送性ホストとしては下記式(40)で表される化合物であることが好ましい。 The electron-transporting host having a pyrimidine skeleton or triazine skeleton is preferably a compound represented by the following formula (40).
式(40)中、X1はCまたはNを表す。
R55~R57はそれぞれ独立して、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数1~20のアルキルシリル基、炭素数6~20のアリールシリル基、炭素数2~20のアルキルカルボニル基、炭素数7~20のアリールカルボニル基、炭素数1~20のアルキルアミノ基、炭素数6~20のアリールアミノ基、及び炭素数3~30の(ヘテロ)アリール基のうちのいずれか、あるいはこれらの組み合わせである。これらの基はさらに上述の置換基群Zから選択される置換基を有していてもよい。R55が複数存在する場合、複数のR55は同一でも良く、異なっていてもよい。ベンゼン環に結合する隣り合うR55は、互いに結合して当該ベンゼン環に縮合する環を形成していてもよい。
cは0~5の整数である。
In formula (40), X 1 represents C or N;
R 55 to R 57 each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a (hetero)aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a (hetero) group having 3 to 20 carbon atoms. aryloxy group, alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, arylsilyl group having 6 to 20 carbon atoms, alkylcarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms, arylcarbonyl group having 1 to 20 carbon atoms Any one of an alkylamino group, an arylamino group having 6 to 20 carbon atoms, and a (hetero)aryl group having 3 to 30 carbon atoms, or a combination thereof. These groups may further have a substituent selected from the substituent group Z described above. When multiple R 55 are present, the multiple R 55 may be the same or different. Adjacent R 55s bonded to a benzene ring may be bonded to each other to form a ring condensed to the benzene ring.
c is an integer from 0 to 5;
電荷輸送性の点では、R55~R57は、それぞれ独立して、炭素数3~20の(ヘテロ)アリール基であることが好ましい。炭素数3~20の(ヘテロ)アリール基とは、単環又は縮合環のアリール基、単環又は縮合環のヘテロアリール基、及び単環又は縮合環のアリール基からなる群から選択される少なくとも1種の基が複数連結した構造、単環又は縮合環のヘテロアリール基が複数連結した構造、及び、単環又は縮合環のアリール基若しくは単環又は縮合環のヘテロアリール基が任意に複数連結した構造を含む。さらに好ましくは、R55~R57は、それぞれ独立して、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、インドロカルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、インデノフルオレニル基から選ばれる基、または、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、カルバゾリル基から選ばれる基を任意に複数連結した炭素数3~20の基である。特に好ましくは、R55~R57は、それぞれ独立して、インドロカルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、インデノフルオレニル基、フェニル基またはフェニル基が2または3連結した基である。これらの基はさらに上述の置換基群Zから選択される置換基を有していてもよい。
cは耐久性の点から0~2の整数であることが好ましい。
In terms of charge transport properties, R 55 to R 57 are each independently preferably a (hetero)aryl group having 3 to 20 carbon atoms. The (hetero)aryl group having 3 to 20 carbon atoms is at least selected from the group consisting of a monocyclic or condensed ring aryl group, a monocyclic or condensed ring heteroaryl group, and a monocyclic or condensed ring aryl group. Structures in which multiple groups of one type are linked, structures in which multiple monocyclic or condensed-ring heteroaryl groups are linked, and monocyclic or condensed-ring aryl groups or monocyclic or condensed-ring heteroaryl groups are optionally linked contains a structure that More preferably, each of R 55 to R 57 is independently selected from a phenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a carbazolyl group, an indolocarbazolyl group, an indenocarbazolyl group and an indenofluorenyl group. or a group having 3 to 20 carbon atoms in which a plurality of groups selected from a phenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group and a carbazolyl group are arbitrarily linked. Particularly preferably, R 55 to R 57 are each independently an indolocarbazolyl group, an indenocarbazolyl group, an indenofluorenyl group, a phenyl group or a group in which 2 or 3 phenyl groups are linked. be. These groups may further have a substituent selected from the substituent group Z described above.
From the standpoint of durability, c is preferably an integer of 0 to 2.
下記式(40)で表される化合物は低分子化合物であることが好ましく、分子量は通常5,000以下、好ましくは3,000以下、より好ましくは2,000以下、さらに好ましくは1,000以下であり、また通常400以上、好ましくは500以上、さらに好ましくは600以上である。 The compound represented by the following formula (40) is preferably a low-molecular-weight compound and has a molecular weight of usually 5,000 or less, preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, and still more preferably 1,000 or less. and is usually 400 or more, preferably 500 or more, more preferably 600 or more.
以下に、本発明の有機電界発光素子用組成物に電荷輸送性材料として含まれる式(40)で表される化合物の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Preferred specific examples of the compound represented by the formula (40) contained as the charge-transporting material in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
発光層のホスト材料として用いられる電荷輸送材料は、可撓性に優れる観点では高分子材料であることが好ましい。可撓性に優れる材料を用いて形成された発光層は、フレキシブル基板上に形成された有機電界発光素子の発光層として好ましい。発光層に含まれるホスト材料として用いられる電荷輸送材料が高分子材料である場合、分子量は、好ましくは5,000以上1,000,000以下、さらに好ましくは10,000以上、500,000以下、より好ましくは10,000以上100,000以下である。 The charge-transporting material used as the host material of the light-emitting layer is preferably a polymeric material from the viewpoint of excellent flexibility. A light-emitting layer formed using a material having excellent flexibility is preferable as a light-emitting layer of an organic electroluminescent device formed on a flexible substrate. When the charge-transporting material used as the host material contained in the light-emitting layer is a polymeric material, the molecular weight is preferably 5,000 or more and 1,000,000 or less, more preferably 10,000 or more and 500,000 or less, It is more preferably 10,000 or more and 100,000 or less.
また、発光層のホスト材料として用いられる電荷輸送材料は、合成及び精製のしやすさ、電子輸送性能及び正孔輸送性能の設計のしやすさ、溶媒に溶解した時の粘度調整のしやすさの観点から、低分子であることが好ましい。発光層に含まれるホスト材料として用いられる電荷輸送材料が低分子材料である場合、分子量は、5,000以下が好ましく、さらに好ましくは4,000以下であり、特に好ましくは3,000以下であり、最も好ましくは2,000以下であり、通常300以上、好ましくは350以上、より好ましくは400以上である。 In addition, the charge transport material used as the host material of the light emitting layer is easy to synthesize and purify, easy to design the electron transport performance and hole transport performance, and easy to adjust the viscosity when dissolved in a solvent. From the viewpoint of, it is preferably a low molecular weight. When the charge-transporting material used as the host material contained in the light-emitting layer is a low-molecular-weight material, the molecular weight is preferably 5,000 or less, more preferably 4,000 or less, and particularly preferably 3,000 or less. , most preferably 2,000 or less, usually 300 or more, preferably 350 or more, more preferably 400 or more.
[4]その他の成分
本発明の有機電界発光素子用組成物は、前述した溶剤及び発光材料以外にも、必要に応じて、各種の他の溶剤を含んでいてもよい。このような他の溶剤としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
[4] Other Components The composition for organic electroluminescence elements of the present invention may optionally contain various other solvents in addition to the solvent and luminescent material described above. Examples of such other solvents include amides such as N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide, and dimethylsulfoxide.
また、本発明の有機電界発光素子用組成物は、レベリング剤や消泡剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
更に、2層以上の層を湿式成膜法により積層する際に、これらの層が相溶することを防ぐため、成膜後に硬化させて不溶化させる目的で光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂を含有させておくこともできる。
Moreover, the composition for organic electroluminescence elements of the present invention may contain various additives such as a leveling agent and an antifoaming agent.
Furthermore, when laminating two or more layers by a wet film formation method, in order to prevent these layers from becoming compatible, a photocurable resin or a thermosetting resin is used for the purpose of curing and insolubilizing after film formation. can also be included.
[5]有機電界発光素子用組成物中の材料濃度と配合比
有機電界発光素子用組成物中の固形分濃度〔本発明の芳香族化合物、ホスト材料、発光材料及び必要に応じて添加可能な成分(レベリング剤など)などを含む全ての固形分の濃度〕は、通常0.01質量%以上、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上、最も好ましくは1質量%以上であり、通常80質量%以下、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下、最も好ましくは20質量%以下である。固形分濃度がこの範囲であると、所望の膜厚の薄膜を均一な厚みで形成しやすく、好ましい。
[5] Concentration and blending ratio of materials in the composition for organic electroluminescent elements Solid content concentration in the composition for organic electroluminescent elements Concentration of all solids including components (leveling agent, etc.)] is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and still more preferably 0.1% by mass or more. 5% by mass or more, most preferably 1% by mass or more, usually 80% by mass or less, preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, most preferably 20% by mass It is below. When the solid content concentration is within this range, it is easy to form a thin film having a desired film thickness with a uniform thickness, which is preferable.
また、本発明の有機電界発光素子用組成物において、発光材料の質量/〔本発明の芳香族化合物の質量+ホスト材料の質量〕の質量混合比は、通常、0.1/99.9以上であり、より好ましくは0.5/99.5以上であり、更に好ましくは1/99以上であり、最も好ましくは2/98以上で、通常、50/50以下であり、より好ましくは40/60以下であり、更に好ましくは30/70以下であり、最も好ましくは20/80以下である。この比が下限を下回ったり、上限を超えたりすると、著しく発光効率が低下する恐れがある。 Further, in the composition for an organic electroluminescent element of the present invention, the mass mixing ratio of the mass of the luminescent material/[the mass of the aromatic compound of the present invention+the mass of the host material] is usually 0.1/99.9 or more. , more preferably 0.5/99.5 or more, still more preferably 1/99 or more, most preferably 2/98 or more, usually 50/50 or less, more preferably 40/ It is 60 or less, more preferably 30/70 or less, and most preferably 20/80 or less. If this ratio falls below the lower limit or exceeds the upper limit, the luminous efficiency may drop significantly.
また、本発明の有機電界発光素子用組成物において、第二のホスト材に対する式(1)の化合物の配合比は、通常1モル%以上であり、より好ましくは10モル%以上であり、さらに好ましくは20モル%以上であり、最も好ましくは30モル%以上であり、通常90モル%以下であり、好ましくは80モル%以下であり、さらに好ましくは70モル%以下である、最も好ましくは60モル%以下である。 In addition, in the composition for an organic electroluminescent element of the present invention, the compounding ratio of the compound of formula (1) to the second host material is usually 1 mol% or more, more preferably 10 mol% or more. preferably 20 mol% or more, most preferably 30 mol% or more, usually 90 mol% or less, preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, most preferably 60 mol% or less.
[6]有機電界発光素子用組成物の調製方法
本発明の有機電界発光素子用組成物は、本発明の芳香族化合物、必要に応じて前述した発光材料、及び必要に応じて添加可能なレベリング剤や消泡剤等の各種添加剤よりなる溶質を、適当な溶剤に溶解させることにより調製される。
[6] Method for preparing a composition for organic electroluminescence elements The composition for organic electroluminescence elements of the present invention comprises the aromatic compound of the present invention, the light-emitting material described above as necessary, and leveling that can be added as necessary. It is prepared by dissolving a solute comprising various additives such as agents and antifoaming agents in a suitable solvent.
溶解工程に要する時間を短縮するため、及び本発明の有機電界発光素子用組成物中の溶質濃度を均一に保つため、通常、液を撹拌しながら溶質を溶解させる。溶解工程は常温で行ってもよいが、溶解速度が遅い場合は加熱して溶解させることもできる。溶解工程終了後、必要に応じて、フィルタリング等の濾過工程を経由してもよい。 In order to shorten the time required for the dissolution step and to keep the solute concentration in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention uniform, the solute is usually dissolved while stirring the liquid. The dissolution step may be performed at room temperature, but if the dissolution rate is slow, the dissolution may be performed by heating. After completion of the dissolving step, a filtering step such as filtering may be performed as necessary.
[7]有機電界発光素子用組成物の性状、物性等(水分濃度)
有機電界発光素子を、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いた湿式成膜法により層形成して製造する場合、用いる有機電界発光素子用組成物に水分が存在すると、形成された膜に水分が混入して膜の均一性が損なわれるため、本発明の有機電界発光素子用組成物中の水分含有量はできるだけ少ない方が好ましい。また一般に、有機電界発光素子には、陰極等の水分により著しく劣化する材料が多く使用されているため、有機電界発光素子用組成物中に水分が存在した場合、乾燥後の膜中に水分が残留し、素子の特性を低下させる可能性が考えられ好ましくない。
[7] Properties, physical properties, etc. of the composition for organic electroluminescent elements (water concentration)
When an organic electroluminescent element is produced by forming a layer by a wet film-forming method using the composition for an organic electroluminescent element of the present invention, if moisture is present in the composition for an organic electroluminescent element used, the formed film The moisture content in the composition for organic electroluminescence elements of the present invention is preferably as low as possible, because moisture is mixed in the composition to impair the uniformity of the film. In general, organic electroluminescence devices use many materials such as cathodes that are significantly degraded by moisture. It is not preferable because it may remain and degrade the characteristics of the device.
具体的には、本発明の有機電界発光素子用組成物中に含まれる水分量は、通常1質量%以下、好ましくは0.1質量%以下、より好ましくは0.01質量%以下である。 Specifically, the amount of water contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is usually 1% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or less.
有機電界発光素子用組成物中の水分濃度の測定方法としては、日本工業規格「化学製品の水分測定法」(JIS K0068:2001)に記載の方法が好ましく、例えば、カールフィッシャー試薬法(JIS K0211-1348)等により分析することができる。 As a method for measuring the water concentration in the composition for organic electroluminescent elements, the method described in Japanese Industrial Standards "Method for measuring water content in chemical products" (JIS K0068: 2001) is preferable. -1348) and the like.
(均一性)
本発明の有機電界発光素子用組成物は、湿式成膜プロセスでの安定性、例えば、インクジェット成膜法におけるノズルからの吐出安定性を高めるためには、常温で均一な液状であることが好ましい。常温で均一な液状とは、有機電界発光素子用組成物が均一相からなる液体であり、かつ有機電界発光素子用組成物中に粒径0.1μm以上の粒子成分を含有しないことをいう。
(uniformity)
The composition for an organic electroluminescence device of the present invention is preferably in a uniform liquid state at room temperature in order to improve stability in a wet film formation process, for example, ejection stability from a nozzle in an inkjet film formation method. . The uniform liquid state at room temperature means that the composition for organic electroluminescence elements is a liquid consisting of a uniform phase and does not contain particle components having a particle size of 0.1 μm or more in the composition for organic electroluminescence elements.
(物性)
本発明の有機電界発光素子用組成物の粘度が極端に低粘度の場合は、例えば成膜工程における過度の液膜流動による塗面不均一、インクジェット成膜におけるノズル吐出不良等が起こりやすくなる。本発明の有機電界発光素子用組成物の粘度が極端に高粘度の場合は、インクジェット成膜におけるノズル目詰まり等が起こりやすくなる。
(physical properties)
If the viscosity of the composition for an organic electroluminescence device of the present invention is extremely low, for example, excessive liquid film flow in the film formation process tends to cause non-uniformity of the coated surface, nozzle discharge failure in ink jet film formation, and the like. If the viscosity of the composition for an organic electroluminescence device of the present invention is extremely high, clogging of nozzles and the like tend to occur during inkjet film formation.
このため、本発明の有機電界発光素子用組成物の25℃における粘度は、通常2mPa・s以上、好ましくは3mPa・s以上、より好ましくは5mPa・s以上であり、通常1000mPa・s以下、好ましくは100mPa・s以下、より好ましくは50mPa・s以下である。 Therefore, the viscosity at 25° C. of the composition for organic electroluminescence elements of the present invention is usually 2 mPa·s or more, preferably 3 mPa·s or more, more preferably 5 mPa·s or more, and usually 1000 mPa·s or less, preferably 1000 mPa·s or more. is 100 mPa·s or less, more preferably 50 mPa·s or less.
また、本発明の有機電界発光素子用組成物の表面張力が高い場合は、基板に対する成膜用液の濡れ性が低下する、液膜のレベリング性が悪く、乾燥時の成膜面乱れが起こりやすくなる等の問題が発生する場合がある Further, when the composition for organic electroluminescence elements of the present invention has a high surface tension, the wettability of the film-forming liquid to the substrate is lowered, the leveling property of the liquid film is poor, and the film-forming surface is disturbed during drying. Problems such as becoming easier may occur
このため、本発明の有機電界発光素子用組成物の20℃における表面張力は、通常50mN/m未満、好ましくは40mN/m未満である。 Therefore, the surface tension at 20° C. of the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is usually less than 50 mN/m, preferably less than 40 mN/m.
更に、本発明の有機電界発光素子用組成物の蒸気圧が高い場合は、溶剤の蒸発による溶質濃度の変化等の問題が起こりやすくなる場合がある。 Furthermore, when the vapor pressure of the composition for organic electroluminescence elements of the present invention is high, problems such as a change in solute concentration due to evaporation of the solvent may easily occur.
このため、本発明の有機電界発光素子用組成物の25℃における蒸気圧は、通常50mmHg以下、好ましくは10mmHg以下、より好ましくは1mmHg以下である。 Therefore, the vapor pressure at 25° C. of the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is usually 50 mmHg or less, preferably 10 mmHg or less, more preferably 1 mmHg or less.
<有機電界発光素子>
本発明の有機電界発光素子は、基板上に陽極及び陰極を有し、前記陽極と前記陰極の間に有機層を有するものであって、当該有機層が、有機電界発光素子用材料を含む層を有し、当該有機電界発光素子用材料が本発明の芳香族化合物を含有することを特徴とする。
<Organic electroluminescent element>
The organic electroluminescent device of the present invention has an anode and a cathode on a substrate, and an organic layer between the anode and the cathode, the organic layer being a layer containing a material for an organic electroluminescent device. and the material for an organic electroluminescence device contains the aromatic compound of the present invention.
当該芳香族化合物を含有する層は、本発明の有機電界発光素子用材料又は有機電界発光素子用組成物を用いて形成されることが好ましい。
また、有機電界発光素子用材料を含む層は、発光層であることが好ましい。
The layer containing the aromatic compound is preferably formed using the material for organic electroluminescent elements or the composition for organic electroluminescent elements of the present invention.
Further, the layer containing the material for organic electroluminescence device is preferably a light-emitting layer.
更に当該芳香族化合物を含有する層に、有機金属錯体がドープされていることが好ましい。この有機金属錯体としては、前記発光材料として例示したものを使用できる。 Furthermore, it is preferable that the layer containing the aromatic compound is doped with an organometallic complex. As the organometallic complex, those exemplified as the light-emitting materials can be used.
また、本発明の芳香族化合物は、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きく、励起三重項準位(T1)が高く、高い正孔輸送性を有するため、電子阻止層に含まれることも好ましい。以下に、本発明の有機電界発光素子の層構成及びその一般的形成方法等について、図1を参照にして説明する。 In addition, since the aromatic compound of the present invention has a large energy gap (difference between HOMO and LUMO), a high excited triplet level (T1), and a high hole transport property, it may be included in the electron blocking layer. preferable. The layer structure of the organic electroluminescence device of the present invention, a general method for forming the same, and the like will be described below with reference to FIG.
図1は本発明の有機電界発光素子の構造例を示す断面の模式図である。図1において、1は基板、2は陽極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は発光層、6は正孔阻止層、7は電子輸送層、8は電子注入層、9は陰極、10は有機電界発光素子を各々表す。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of the organic electroluminescence device of the present invention. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, 5 is a light emitting layer, 6 is a hole blocking layer, 7 is an electron transport layer, 8 is an electron injection layer, 9 represents a cathode, and 10 represents an organic electroluminescence device.
尚、本発明において湿式成膜法とは、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、キャピラリーコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等湿式で成膜される方法をいう。これらの成膜方法の中でも、スピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法が好ましい。これは、スピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法が有機電界発光素子に用いられる塗布用の組成物特有の液性に合うためである。 In the present invention, the wet film formation method includes, for example, spin coating, dip coating, die coating, bar coating, blade coating, roll coating, spray coating, capillary coating, ink jet, and screen printing. method, gravure printing method, flexographic printing method, and other wet film forming methods. Among these film forming methods, the spin coating method, the spray coating method, and the inkjet method are preferable. This is because the spin coating method, the spray coating method, and the ink jet method are suitable for the liquid properties peculiar to the coating composition used for the organic electroluminescence device.
[1]基板
基板1は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシート等が用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン等の透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがある。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
[1] Substrate The
[2]陽極
陽極2は発光層側の層への正孔注入の役割を果たすものである。
この陽極2は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び/又はスズの酸化物等の金属酸化物、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子等により構成される。
[2] Anode The anode 2 plays a role of injecting holes into the layer on the light-emitting layer side.
The anode 2 is usually composed of metals such as aluminum, gold, silver, nickel, palladium, and platinum, metal oxides such as indium and/or tin oxides, metal halides such as copper iodide, carbon black, or It is composed of conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), polypyrrole and polyaniline.
陽極2の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法等により行われることが多い。また、銀等の金属微粒子、ヨウ化銅等の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末等を用いて陽極2を形成する場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散させて、基板1上に塗布することにより陽極2を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板1上に薄膜を形成したり、基板1上に導電性高分子を塗布して陽極2を形成することもできる(Appl.Phys.Lett.,60巻,2711頁,1992年)。
The formation of the anode 2 is usually carried out by a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like. In addition, when forming the anode 2 using metal fine particles such as silver, fine particles such as copper iodide, carbon black, conductive metal oxide fine particles, conductive polymer fine powder, etc., a suitable binder resin solution It is also possible to form the anode 2 by dispersing it in , and coating it on the
陽極2は通常は単層構造であるが、所望により複数の材料からなる積層構造とすることも可能である。 The anode 2 usually has a single-layer structure, but it may have a laminated structure consisting of a plurality of materials, if desired.
陽極2の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常60%以上、好ましくは80%以上とすることが好ましい。この場合、陽極2の厚みは、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下程度である。不透明でよい場合は陽極2の厚みは任意であり、陽極2の厚みは基板1の厚みと同一でもよい。また、さらには、上記の陽極2の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
The thickness of the anode 2 varies depending on the required transparency. When transparency is required, the visible light transmittance is usually 60% or more, preferably 80% or more. In this case, the thickness of the anode 2 is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and is usually 1000 nm or less, preferably about 500 nm or less. The thickness of the anode 2 is arbitrary as long as it is opaque, and the thickness of the anode 2 may be the same as the thickness of the
陽極2に付着した不純物を除去し、イオン化ポテンシャルを調整して正孔注入性を向上させることを目的に、陽極2表面を紫外線(UV)/オゾン処理したり、酸素プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理したりすることは好ましい。 For the purpose of removing impurities adhering to the anode 2 and adjusting the ionization potential to improve hole injection properties, the surface of the anode 2 is subjected to ultraviolet (UV)/ozone treatment, oxygen plasma treatment, or argon plasma treatment. It is preferable to
[3]正孔注入層
正孔注入層3は、陽極2から発光層5へ正孔を輸送する層であり、通常、陽極2上に形成される。
[3] Hole-Injection Layer The hole-injection layer 3 is a layer that transports holes from the anode 2 to the light-emitting
本発明の正孔注入層3の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔注入層3を湿式成膜法により形成することが好ましい。 The method for forming the hole injection layer 3 of the present invention may be a vacuum deposition method or a wet film formation method, and is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing dark spots, the hole injection layer 3 may be formed by a wet film formation method. is preferred.
正孔注入層3の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下の範囲である。 The film thickness of the hole injection layer 3 is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 1000 nm or less, preferably 500 nm or less.
(湿式成膜法による正孔注入層の形成)
湿式成膜法により正孔注入層3を形成する場合、通常は、正孔注入層3を構成する材料を適切な溶剤(正孔注入層用溶剤)と混合して成膜用の組成物(正孔注入層形成用組成物)を調製し、この正孔注入層形成用組成物を適切な手法により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極)上に塗布して成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
(Formation of hole injection layer by wet film formation method)
When the hole injection layer 3 is formed by a wet film formation method, the material constituting the hole injection layer 3 is usually mixed with an appropriate solvent (solvent for the hole injection layer) to form a film formation composition ( A composition for forming a hole injection layer) is prepared, and this composition for forming a hole injection layer is applied onto a layer corresponding to the lower layer of the hole injection layer 3 (usually the anode) by an appropriate method. The hole injection layer 3 is formed by forming a film and drying it.
(正孔輸送性化合物)
正孔注入層形成用組成物は、通常、正孔注入層の構成材料として正孔輸送性化合物及び溶剤を含有する。
(Hole-transporting compound)
The composition for forming a hole injection layer usually contains a hole transport compound and a solvent as constituent materials of the hole injection layer.
正孔輸送性化合物は、通常、有機電界発光素子の正孔注入層に使用される正孔輸送性を有する化合物であれば、重合体などの高分子化合物であっても、単量体などの低分子化合物であってもよいが、高分子化合物であることが好ましい。 The hole-transporting compound is a compound having a hole-transporting property that is usually used in the hole injection layer of an organic electroluminescent device, and may be a polymer compound such as a polymer, or a monomer or the like. Although it may be a low-molecular-weight compound, it is preferably a high-molecular-weight compound.
正孔輸送性化合物としては、陽極2から正孔注入層3への電荷注入障壁の観点から4.5eV~6.0eVのイオン化ポテンシャルを有する化合物が好ましい。正孔輸送性化合物の例としては、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、カーボン等が挙げられる。 As the hole-transporting compound, a compound having an ionization potential of 4.5 eV to 6.0 eV is preferable from the viewpoint of a charge injection barrier from the anode 2 to the hole injection layer 3 . Examples of hole-transporting compounds include aromatic amine derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, oligothiophene derivatives, polythiophene derivatives, benzylphenyl derivatives, compounds in which tertiary amines are linked with fluorene groups, hydrazone derivatives, silazane derivatives, and silanamine. derivatives, phosphamine derivatives, quinacridone derivatives, polyaniline derivatives, polypyrrole derivatives, polyphenylenevinylene derivatives, polythienylenevinylene derivatives, polyquinoline derivatives, polyquinoxaline derivatives, carbon and the like.
尚、本発明において誘導体とは、例えば、芳香族アミン誘導体を例にするならば、芳香族アミンそのもの及び芳香族アミンを主骨格とする化合物を含むものであり、重合体であっても、単量体であってもよい。 In the present invention, derivatives include, for example, aromatic amine derivatives, aromatic amines themselves and compounds having an aromatic amine as a main skeleton. It may be a polymer.
正孔注入層3の材料として用いられる正孔輸送性化合物は、このような化合物のうち何れか1種を単独で含有していてもよく、2種以上を含有していてもよい。2種以上の正孔輸送性化合物を含有する場合、その組み合わせは任意であるが、芳香族三級アミン高分子化合物1種又は2種以上と、その他の正孔輸送性化合物1種又は2種以上とを併用することが好ましい。 The hole-transporting compound used as the material for the hole-injection layer 3 may contain any one of such compounds alone, or may contain two or more thereof. When two or more hole-transporting compounds are contained, the combination is arbitrary, but one or more aromatic tertiary amine polymer compounds and one or two other hole-transporting compounds It is preferable to use the above together.
上記例示した中でも非晶質性、可視光の透過率の点から、芳香族アミン化合物が好ましく、特に芳香族三級アミン化合物が好ましい。ここで、芳香族三級アミン化合物とは、芳香族三級アミン構造を有する化合物であって、芳香族三級アミン由来の基を有する化合物も含む。 Among the compounds exemplified above, aromatic amine compounds are preferable, and aromatic tertiary amine compounds are particularly preferable, from the viewpoint of amorphousness and visible light transmittance. Here, the aromatic tertiary amine compound is a compound having an aromatic tertiary amine structure, and includes a compound having a group derived from an aromatic tertiary amine.
芳香族三級アミン化合物の種類は特に制限されないが、表面平滑化効果による均一な発光の点から、重量平均分子量が1000以上、1000000以下の高分子化合物(繰り返し単位が連なる重合型化合物)がさらに好ましい。芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例として、下記式(I)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物が挙げられる。 The type of the aromatic tertiary amine compound is not particularly limited, but from the viewpoint of uniform light emission due to the surface smoothing effect, a polymer compound (polymeric compound in which repeating units are linked) having a weight average molecular weight of 1000 or more and 1000000 or less is further used. preferable. Preferred examples of aromatic tertiary amine polymer compounds include polymer compounds having repeating units represented by the following formula (I).
(式(I)中、Ar51及びAr52は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Ar53~Ar55は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Yは、下記の連結基群の中から選ばれる連結基を表す。また、Ar51~Ar55のうち、同一のN原子に結合する二つの基は互いに結合して環を形成してもよい。) (In formula (I), Ar 51 and Ar 52 each independently represent an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or an optionally substituted aromatic heterocyclic group Ar 53 to Ar 55 each independently represent an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or an optionally substituted aromatic heterocyclic group, Y is the following: represents a linking group selected from a group of linking groups.In addition, two groups among Ar 51 to Ar 55 that are bonded to the same N atom may be bonded to each other to form a ring.)
(上記各式中、Ar56~Ar66は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。R31及びR32は、それぞれ独立して、水素原子又は任意の置換基を表す。) (In the above formulas, Ar 56 to Ar 66 each independently represent an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or an optionally substituted aromatic heterocyclic group. R 31 and R 32 each independently represent a hydrogen atom or any substituent.)
Ar56~Ar66の芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基としては、高分子化合物の溶解性、耐熱性、正孔注入・輸送性の点から、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、チオフェン環、ピリジン環由来の基が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環由来の基がより好ましい。 The aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group of Ar 56 to Ar 66 include benzene ring, naphthalene ring, phenanthrene ring, and thiophene ring, from the viewpoints of solubility, heat resistance, and hole injection/transport properties of polymer compounds. A group derived from a ring or a pyridine ring is preferable, and a group derived from a benzene ring or a naphthalene ring is more preferable.
Ar56~Ar66の芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は、さらに置換基を有していてもよい。置換基の分子量としては、通常400以下、中でも250以下程度が好ましい。置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基などが好ましい。 The aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group of Ar 56 to Ar 66 may further have a substituent. The molecular weight of the substituent is usually 400 or less, preferably about 250 or less. Preferred substituents include alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, aromatic hydrocarbon groups, and aromatic heterocyclic groups.
R31及びR32が任意の置換基である場合、該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、シリル基、シロキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基などが挙げられる。 When R 31 and R 32 are optional substituents, the substituents include alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, silyl groups, siloxy groups, aromatic hydrocarbon groups, aromatic heterocyclic groups, and the like. .
式(I)で表される繰り返し単位を有する芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、国際公開第2005/089024号に記載のものが挙げられる。 Specific examples of aromatic tertiary amine polymer compounds having repeating units represented by formula (I) include those described in International Publication No. 2005/089024.
また、正孔輸送性化合物としては、ポリチオフェンの誘導体である3,4-エチレンジオキシチオフェン(3,4-ethylenedioxythiophene)を高分子量ポリスチレンスルホン酸中で重合してなる導電性ポリマー(PEDOT/PSS)もまた好ましい。また、このポリマーの末端をメタクリレート等でキャップしたものであってもよい。 As the hole-transporting compound, a conductive polymer (PEDOT/PSS) obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene, which is a derivative of polythiophene, in high-molecular-weight polystyrene sulfonic acid. is also preferred. Also, the terminal of this polymer may be capped with methacrylate or the like.
正孔注入層形成用組成物中の、正孔輸送性化合物の濃度は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、膜厚の均一性の点で通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上であり、また、通常70質量%以下、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。この濃度が大きすぎると膜厚ムラが生じる可能性があり、また、小さすぎると成膜された正孔注入層に欠陥が生じる可能性がある。 The concentration of the hole-transporting compound in the composition for forming a hole-injection layer is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but it is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, from the viewpoint of uniformity of the film thickness. is 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and is usually 70% by mass or less, preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. If this concentration is too high, film thickness unevenness may occur, and if it is too low, defects may occur in the formed hole injection layer.
(電子受容性化合物)
正孔注入層形成用組成物は正孔注入層の構成材料として、電子受容性化合物を含有していることが好ましい。ここで、電子受容性化合物とは、酸化力を有し、上述の正孔輸送性化合物から一電子受容する能力を有する化合物が好ましく、具体的には、電子親和力が4eV以上である化合物が好ましく、電子親和力が5eV以上の化合物である化合物がさらに好ましい。
(Electron-accepting compound)
The composition for forming a hole injection layer preferably contains an electron-accepting compound as a constituent material of the hole injection layer. Here, the electron-accepting compound is preferably a compound having an oxidizing power and an ability to accept one electron from the above-described hole-transporting compound. Specifically, a compound having an electron affinity of 4 eV or more is preferable. , a compound having an electron affinity of 5 eV or more is more preferable.
このような電子受容性化合物としては、例えば、トリアリールホウ素化合物、ハロゲン化金属、ルイス酸、有機酸、オニウム塩、アリールアミンとハロゲン化金属との塩、アリールアミンとルイス酸との塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以上の化合物等が挙げられる。 Examples of such electron-accepting compounds include triarylboron compounds, metal halides, Lewis acids, organic acids, onium salts, salts of arylamines and metal halides, and salts of arylamines and Lewis acids. One or two or more compounds selected from the group are included.
具体的には、4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンダフルオロフェニル)ボラート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラート等の有機基の置換したオニウム塩(国際公開第2005/089024号);塩化鉄(III)(特開平11-251067号公報)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の高原子価の無機化合物;テトラシアノエチレン等のシアノ化合物、トリス(ペンダフルオロフェニル)ボラン(特開2003-31365号公報)等の芳香族ホウ素化合物;フラーレン誘導体;ヨウ素;ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、ショウノウスルホン酸イオン等のスルホン酸イオン等が挙げられる。 Specifically, onium salts substituted with organic groups such as 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis(pendafluorophenyl)borate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate (WO 2005/089024); Iron (III) (JP-A-11-251067), high-valence inorganic compounds such as ammonium peroxodisulfate; cyano compounds such as tetracyanoethylene, tris(pendafluorophenyl)borane (JP-A-2003-31365) fullerene derivatives; iodine; sulfonate ions such as polystyrene sulfonate ions, alkylbenzene sulfonate ions, camphor sulfonate ions, and the like.
これらの電子受容性化合物は、正孔輸送性化合物を酸化することにより正孔注入層の導電率を向上させることができる。 These electron-accepting compounds can improve the electrical conductivity of the hole-injecting layer by oxidizing the hole-transporting compound.
正孔注入層或いは正孔注入層形成用組成物中の電子受容性化合物の正孔輸送性化合物に対する含有量は、通常0.1モル%以上、好ましくは1モル%以上であり、また、通常100モル%以下、好ましくは40モル%以下である。 The content of the electron-accepting compound relative to the hole-transporting compound in the hole injection layer or the composition for forming the hole injection layer is usually 0.1 mol % or more, preferably 1 mol % or more. It is 100 mol % or less, preferably 40 mol % or less.
(その他の構成材料)
正孔注入層の材料には、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述の正孔輸送性化合物や電子受容性化合物に加えて、さらに、その他の成分を含有させてもよい。その他の成分の例としては、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、塗布性改良剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Other constituent materials)
In addition to the hole-transporting compound and electron-accepting compound described above, the material for the hole-injecting layer may contain other components as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples of other components include various light-emitting materials, electron-transporting compounds, binder resins, coatability improvers, and the like. In addition, other components may use only 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
(溶剤)
湿式成膜法に用いる正孔注入層形成用組成物の溶剤のうち少なくとも1種は、上述の正孔注入層の構成材料を溶解しうる化合物であることが好ましい。また、この溶剤の沸点は通常110℃以上、好ましくは140℃以上、より好ましくは200℃以上であり、また、通常400℃以下、好ましくは300℃以下である。溶剤の沸点が低すぎると、乾燥速度が速すぎ、膜質が悪化する可能性がある。また、溶剤の沸点が高すぎると、乾燥工程の温度を高くする必要があるし、他の層や基板に悪影響を与える可能性がある。
(solvent)
At least one of the solvents of the composition for forming a hole injection layer used in the wet film-forming method is preferably a compound capable of dissolving the constituent materials of the hole injection layer. The boiling point of this solvent is usually 110° C. or higher, preferably 140° C. or higher, more preferably 200° C. or higher, and usually 400° C. or lower, preferably 300° C. or lower. If the boiling point of the solvent is too low, the drying speed will be too fast, possibly deteriorating the film quality. Also, if the boiling point of the solvent is too high, the temperature of the drying process must be raised, and other layers and substrates may be adversely affected.
溶剤として例えば、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、アミド系溶剤などが挙げられる。 Examples of solvents include ether-based solvents, ester-based solvents, aromatic hydrocarbon-based solvents, and amide-based solvents.
エーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル;1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール等の芳香族エーテル等が挙げられる。 Examples of ether solvents include aliphatic ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA); 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole , phenetole, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole and 2,4-dimethylanisole.
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n-ブチル等の芳香族エステル等が挙げられる。 Examples of ester-based solvents include aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate and n-butyl benzoate.
芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、3-イロプロピルビフェニル、1,2,3,4-テトラメチルベンゼン、1,4-ジイソプロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メチルナフタレン等が挙げられる。 Examples of aromatic hydrocarbon solvents include toluene, xylene, cyclohexylbenzene, 3-isopropylbiphenyl, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, cyclohexylbenzene, and methylnaphthalene. mentioned.
アミド系溶剤としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等が挙げられる。 Examples of amide solvents include N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide.
その他、ジメチルスルホキシド等も用いることができる。
これらの溶剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
In addition, dimethylsulfoxide and the like can also be used.
Only one of these solvents may be used, or two or more of them may be used in any combination and ratio.
(成膜方法)
正孔注入層形成用組成物を調製後、この組成物を湿式成膜により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極2)上に塗布成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
(Film formation method)
After preparing the composition for forming a hole injection layer, the composition is coated on a layer corresponding to the lower layer of the hole injection layer 3 (usually the anode 2) by wet film formation, and dried. A hole injection layer 3 is formed.
成膜工程における温度は、組成物中に結晶が生じることによる膜の欠損を防ぐため、10℃以上が好ましく、50℃以下が好ましい。 The temperature in the film formation step is preferably 10° C. or higher and preferably 50° C. or lower in order to prevent film defects due to crystal formation in the composition.
成膜工程における相対湿度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.01ppm以上、通常80%以下である。 The relative humidity in the film formation step is not limited as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but is usually 0.01 ppm or more and usually 80% or less.
成膜後、通常加熱等により正孔注入層形成用組成物の膜を乾燥させる。加熱工程において使用する加熱手段の例を挙げると、クリーンオーブン、ホットプレート、赤外線、ハロゲンヒーター、マイクロ波照射などが挙げられる。中でも、膜全体に均等に熱を与えるためには、クリーンオーブン及びホットプレートが好ましい。 After the film formation, the film of the hole injection layer forming composition is usually dried by heating or the like. Examples of heating means used in the heating step include clean ovens, hot plates, infrared rays, halogen heaters, and microwave irradiation. Among them, a clean oven and a hot plate are preferable in order to evenly apply heat to the entire film.
加熱工程における加熱温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り、正孔注入層形成用組成物に用いた溶剤の沸点以上の温度が好ましい。また、正孔注入層に用いた溶剤が2種類以上含まれている混合溶剤の場合、少なくとも1種類がその溶剤の沸点以上の温度で加熱されるのが好ましい。溶剤の沸点上昇を考慮すると、加熱工程においては、120℃以上、410℃以下で加熱することが好ましい。 The heating temperature in the heating step is preferably a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent used in the composition for forming the hole injection layer, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. In the case of a mixed solvent containing two or more solvents used in the hole injection layer, it is preferable that at least one of the solvents is heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent. Considering the increase in the boiling point of the solvent, it is preferable to heat at 120° C. or higher and 410° C. or lower in the heating step.
加熱工程において、加熱温度が正孔注入層形成用組成物の溶剤の沸点以上であり、かつ塗布膜の十分な不溶化が起こらなければ、加熱時間は限定されないが、好ましくは10秒以上、通常180分以下である。加熱時間が長すぎると他の層の成分が拡散する傾向があり、短すぎると正孔注入層が不均質になる傾向がある。加熱は2回に分けて行ってもよい。 In the heating step, the heating time is not limited as long as the heating temperature is equal to or higher than the boiling point of the solvent of the hole injection layer-forming composition and the coating film is not sufficiently insolubilized, but is preferably 10 seconds or more, usually 180 seconds. minutes or less. If the heating time is too long, the components of other layers will tend to diffuse, and if it is too short, the hole injection layer will tend to be inhomogeneous. Heating may be performed in two steps.
(真空蒸着法による正孔注入層の形成)
真空蒸着法により正孔注入層3を形成する場合には、正孔注入層3の構成材料(前述の正孔輸送性化合物、電子受容性化合物等)の1種又は2種以上を真空容器内に設置されたるつぼに入れ(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼに入れ)、真空容器内を適当な真空ポンプで10-4Pa程度まで排気した後、るつぼを加熱して(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼを加熱して)、蒸発量を制御して蒸発させ(2種以上の材料を用いる場合はそれぞれ独立に蒸発量を制御して蒸発させ)、るつぼと向き合って置かれた基板の陽極2上に正孔注入層3を形成させる。なお、2種以上の材料を用いる場合は、それらの混合物をるつぼに入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層3を形成することもできる。
(Formation of hole injection layer by vacuum evaporation method)
When the hole injection layer 3 is formed by vacuum deposition, one or more of the constituent materials of the hole injection layer 3 (the aforementioned hole-transporting compound, electron-accepting compound, etc.) are placed in a vacuum vessel. (When using two or more materials, put them in each crucible), evacuate the inside of the vacuum container to about 10 -4 Pa with a suitable vacuum pump, and then heat the crucible (2 When using more than one kind of material, heat each crucible), evaporate by controlling the evaporation amount (when using two or more kinds of materials, evaporate by controlling the evaporation amount independently), and A hole injection layer 3 is formed on the anode 2 of the facing substrates. When using two or more kinds of materials, the hole injection layer 3 can also be formed by putting a mixture of them in a crucible, heating and evaporating them.
蒸着時の真空度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1×10-6Torr(0.13×10-4Pa)以上、通常9.0×10-6Torr(12.0×10-4Pa)以下である。蒸着速度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1Å/秒以上、通常5.0Å/秒以下である。蒸着時の成膜温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、好ましくは10℃以上で、好ましくは50℃以下で行われる。 The degree of vacuum during vapor deposition is not limited as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. (12.0×10 −4 Pa) or less. The vapor deposition rate is not limited as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but is usually 0.1 Å/second or more and usually 5.0 Å/second or less. The film formation temperature during vapor deposition is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but is preferably 10° C. or higher and preferably 50° C. or lower.
[4]正孔輸送層
本発明の正孔輸送層4の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔輸送層4を湿式成膜法により形成することが好ましい。
[4] Hole transport layer The method for forming the hole transport layer 4 of the present invention may be a vacuum deposition method or a wet film formation method, and is not particularly limited. It is preferably formed by a film forming method.
正孔輸送層4は、正孔注入層がある場合には正孔注入層3の上に、正孔注入層3が無い場合には陽極2の上に形成することができる。また、本発明の有機電界発光素子は、正孔輸送層を省いた構成であってもよい。 The hole-transporting layer 4 can be formed on the hole-injecting layer 3 if there is a hole-injecting layer, or on the anode 2 if there is no hole-injecting layer 3 . Further, the organic electroluminescence device of the present invention may have a structure in which the hole transport layer is omitted.
正孔輸送層4を形成する材料としては、正孔輸送性が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが好ましい。そのために、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、正孔移動度が大きく、安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが好ましい。また、多くの場合、正孔輸送層4は、発光層5に接するため、発光層5からの発光を消光したり、発光層5との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させたりしないことが好ましい。
A material for forming the hole transport layer 4 is preferably a material that has a high hole transport property and can efficiently transport the injected holes. Therefore, it is preferable that the ionization potential is low, the transparency to visible light is high, the hole mobility is high, the stability is excellent, and impurities that act as traps are less likely to occur during manufacture or use. In many cases, since the hole transport layer 4 is in contact with the
このような正孔輸送層4の材料としては、従来、正孔輸送層の構成材料として用いられている材料であればよく、例えば、前述の正孔注入層3に使用される正孔輸送性化合物として例示したものが挙げられる。また、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、スピロ誘導体、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。 As the material for such a hole transport layer 4, any material can be used as long as it is a material conventionally used as a constituent material of a hole transport layer. Examples of compounds include those exemplified. Also, arylamine derivatives, fluorene derivatives, spiro derivatives, carbazole derivatives, pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, silole derivatives, oligothiophene derivatives, condensed polycyclic aromatic group derivatives, metal complexes, and the like.
また、例えば、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリアリールアミン誘導体、ポリビニルトリフェニルアミン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリアリーレン誘導体、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン誘導体、ポリアリーレンビニレン誘導体、ポリシロキサン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリ(p-フェニレンビニレン)誘導体等が挙げられる。これらは、交互共重合体、ランダム重合体、ブロック重合体又はグラフト共重合体のいずれであってもよい。また、主鎖に枝分かれがあり末端部が3つ以上ある高分子や、所謂デンドリマーであってもよい。 Also, for example, polyvinylcarbazole derivatives, polyarylamine derivatives, polyvinyltriphenylamine derivatives, polyfluorene derivatives, polyarylene derivatives, polyarylene ether sulfone derivatives containing tetraphenylbenzidine, polyarylene vinylene derivatives, polysiloxane derivatives, polythiophenes. derivatives, poly(p-phenylene vinylene) derivatives and the like. These may be alternating copolymers, random polymers, block polymers or graft copolymers. Also, a polymer having a branched main chain and three or more terminal portions, or a so-called dendrimer may be used.
中でも、ポリアリールアミン誘導体やポリアリーレン誘導体が好ましい。
ポリアリールアミン誘導体としては、下記式(II)で表される繰り返し単位を含む重合体が好ましい。特に、下記式(II)で表される繰り返し単位からなる重合体が好ましく、この場合、繰り返し単位それぞれにおいて、Ara又はArbが異なっているものであってもよい。
Among them, polyarylamine derivatives and polyarylene derivatives are preferred.
As the polyarylamine derivative, a polymer containing a repeating unit represented by the following formula (II) is preferred. In particular, a polymer composed of repeating units represented by the following formula (II) is preferable, and in this case, Ar a or Ar b may be different in each repeating unit.
(式(II)中、Ara及びArbは、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。) (In formula (II), Ar a and Ar b each independently represent an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group.)
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環などの、6員環の単環又は2~5縮合環由来の基及びこれらの環が2環以上直接結合で連結してなる基が挙げられる。 Examples of aromatic hydrocarbon groups which may have substituents include benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, perylene ring, tetracene ring, pyrene ring, benzpyrene ring, chrysene ring, triphenylene ring, and acenaphthene. A group derived from a 6-membered monocyclic ring or 2 to 5 condensed rings, such as a ring, a fluoranthene ring, and a fluorene ring, and a group in which two or more of these rings are directly linked.
置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、例えばフラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などの、5又は6員環の単環又は2~4縮合環由来の基及びこれらの環が2環以上直接結合で連結してなる基が挙げられる。 The aromatic heterocyclic group which may have a substituent includes, for example, a furan ring, a benzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyrrole ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, an oxadiazole ring, an indole ring, and a carbazole ring. , pyrroloimidazole ring, pyrrolopyrazole ring, pyrrolopyrrole ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzisoxazole ring, benzisothiazole ring, benzimidazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine 5- or 6-membered single ring such as ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, shinoline ring, quinoxaline ring, phenanthridine ring, benzimidazole ring, perimidine ring, quinazoline ring, quinazolinone ring, azulene ring, etc. A ring, a group derived from 2 to 4 condensed rings, and a group in which two or more of these rings are directly linked by a bond are included.
溶解性、耐熱性の点から、Ara及びArbは、各々独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、チオフェン環、ピリジン環、フルオレン環からなる群より選ばれる環由来の基やベンゼン環が2環以上連結してなる基(例えば、ビフェニル基やターフェニル基)が好ましい。中でも、ベンゼン環由来の基(フェニル基)、ベンゼン環が2環連結してなる基(ビフェニル基)及びフルオレン環由来の基(フルオレニル基)が好ましい。 From the viewpoint of solubility and heat resistance, Ar a and Ar b are each independently selected from the group consisting of benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, triphenylene ring, pyrene ring, thiophene ring, pyridine ring and fluorene ring. A selected ring-derived group or a group formed by connecting two or more benzene rings (for example, a biphenyl group or a terphenyl group) is preferable. Among them, a group derived from a benzene ring (phenyl group), a group formed by connecting two benzene rings (biphenyl group), and a group derived from a fluorene ring (fluorenyl group) are preferable.
Ara及びArbにおける芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アシル基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シリル基、シロキシ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基などが挙げられる。 Examples of substituents that the aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group in Ar a and Ar b may have include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, and a dialkyl group. amino group, diarylamino group, acyl group, halogen atom, haloalkyl group, alkylthio group, arylthio group, silyl group, siloxy group, cyano group, aromatic hydrocarbon ring group, aromatic heterocyclic group and the like.
ポリアリーレン誘導体としては、前記式(II)におけるAraやArbとして例示した置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基などのアリーレン基をその繰り返し単位に有する重合体が挙げられる。 As the polyarylene derivative, an arylene group such as an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, which may have a substituent exemplified as Ar a or Ar b in the formula (II), is used as a repeating unit. A polymer having
ポリアリーレン誘導体としては、下記式(III-1)及び/又は下記式(III-2)からなる繰り返し単位を有する重合体が好ましい。 As the polyarylene derivative, a polymer having repeating units represented by the following formula (III-1) and/or the following formula (III-2) is preferable.
(式(III-1)中、Ra、Rb、Rc及びRdは、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、フェニルアルキル基、フェニルアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、アルキルフェニル基、アルコキシフェニル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基又はカルボキシ基を表す。t及びsは、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。t又はsが2以上の場合、一分子中に含まれる複数のRa又はRbは同一であっても異なっていてもよく、隣接するRa又はRb同士で環を形成していてもよい。) (In formula (III-1), R a , R b , R c and R d are each independently an alkyl group, an alkoxy group, a phenylalkyl group, a phenylalkoxy group, a phenyl group, a phenoxy group, an alkylphenyl group, represents an alkoxyphenyl group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group or a carboxy group, and t and s each independently represents an integer of 0 to 3. When t or s is 2 or more, a plurality of groups contained in one molecule may be the same or different, and adjacent Ra or Rb may form a ring. )
(式(III-2)中、Re及びRfは、それぞれ独立に、上記式(III-1)におけるRa、Rb、Rc又はRdと同義である。r及びuは、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。r又はuが2以上の場合、一分子中に含まれる複数のRe及びRfは同一であっても異なっていてもよく、隣接するRe又はRf同士で環を形成していてもよい。Xは、5員環又は6員環を構成する原子又は原子群を表す。) (In formula (III-2), R e and R f are each independently synonymous with R a , R b , R c or R d in formula (III-1) above. r and u are each independently represents an integer of 0 to 3. When r or u is 2 or more, a plurality of R e and R f contained in one molecule may be the same or different, and adjacent R e or R f may form a ring together, and X represents an atom or a group of atoms constituting a 5- or 6-membered ring.)
Xの具体例としては、酸素原子、置換基を有していてもよいホウ素原子、置換基を有していてもよい窒素原子、置換基を有していてもよいケイ素原子、置換基を有していてもよいリン原子、置換基を有していてもよいイオウ原子、置換基を有していてもよい炭素原子又はこれらが結合してなる基である。 Specific examples of X include an oxygen atom, an optionally substituted boron atom, an optionally substituted nitrogen atom, an optionally substituted silicon atom, and an optionally substituted an optionally substituted phosphorus atom, an optionally substituted sulfur atom, an optionally substituted carbon atom, or a group formed by combining these atoms.
また、ポリアリーレン誘導体としては、上記式(III-1)及び/又は上記式(III-2)からなる繰り返し単位に加えて、さらに下記式(III-3)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。 Further, the polyarylene derivative has a repeating unit represented by the following formula (III-3) in addition to the repeating unit represented by the above formula (III-1) and/or the above formula (III-2). is preferred.
(式(III-3)中、Arc~Ariは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。v及びwは、それぞれ独立に0又は1を表す。) (In formula (III-3), Ar c to Ar i each independently represent an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group. v and w are each represents 0 or 1 independently.)
Arc~Ariの具体例としては、前記式(II)における、Ara及びArbと同様である。 Specific examples of Ar c to Ar i are the same as Ar a and Ar b in formula (II) above.
上記式(III-1)~(III-3)の具体例及びポリアリーレン誘導体の具体例等は、特開2008-98619号公報に記載のものなどが挙げられる。 Specific examples of the above formulas (III-1) to (III-3) and specific examples of the polyarylene derivative include those described in JP-A-2008-98619.
湿式成膜法で正孔輸送層4を形成する場合は、上記正孔注入層3の形成と同様にして、正孔輸送層形成用組成物を調製した後、湿式成膜後、加熱乾燥させる。 When the hole transport layer 4 is formed by a wet film formation method, a composition for forming a hole transport layer is prepared in the same manner as in the formation of the hole injection layer 3, and after wet film formation, heat drying is performed. .
正孔輸送層形成用組成物は、上述の正孔輸送性化合物の他、溶剤を含有する。用いる溶剤は上記正孔注入層形成用組成物に用いたものと同様である。また、成膜条件、加熱乾燥条件等も正孔注入層3の形成の場合と同様である。 The hole-transporting layer-forming composition contains a solvent in addition to the hole-transporting compound described above. The solvent to be used is the same as that used for the composition for forming the hole injection layer. Further, the film formation conditions, heat drying conditions, etc. are the same as in the case of forming the hole injection layer 3 .
真空蒸着法により正孔輸送層を形成する場合もまた、その成膜条件等は上記正孔注入層3の形成の場合と同様である。 When the hole transport layer is formed by the vacuum vapor deposition method, the film forming conditions and the like are the same as those for forming the hole injection layer 3 described above.
正孔輸送層4は、上記正孔輸送性化合物の他、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、塗布性改良剤などを含有していてもよい。 The hole-transporting layer 4 may contain various light-emitting materials, electron-transporting compounds, binder resins, coatability improvers, etc., in addition to the hole-transporting compounds described above.
また、正孔輸送層4は、架橋性化合物を架橋して形成される層であってもよい。架橋性化合物は、架橋性基を有する化合物であって、架橋することにより網目状高分子化合物を形成する。 Further, the hole transport layer 4 may be a layer formed by cross-linking a cross-linkable compound. The crosslinkable compound is a compound having a crosslinkable group, and forms a network polymer compound by crosslinking.
この架橋性基の例を挙げると、オキセタン、エポキシなどの環状エーテル由来の基;ビニル基、トリフルオロビニル基、スチリル基、アクリル基、メタクリロイル、シンナモイル等の不飽和二重結合由来の基;ベンゾシクロブテン由来の基などが挙げられる。 Examples of crosslinkable groups include groups derived from cyclic ethers such as oxetane and epoxy; groups derived from unsaturated double bonds such as vinyl, trifluorovinyl, styryl, acryl, methacryloyl, and cinnamoyl; Examples thereof include groups derived from cyclobutene.
架橋性化合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれであってもよい。架橋性化合物は1種のみを有していてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で有していてもよい。 The crosslinkable compound may be a monomer, oligomer, or polymer. The crosslinkable compound may have only one type, or may have two or more types in any combination and ratio.
架橋性化合物としては、架橋性基を有する正孔輸送性化合物を用いることが好ましい。
正孔輸送性化合物としては、上記の例示したものが挙げられ、架橋性化合物としては、これら正孔輸送性化合物に対して、架橋性基が主鎖又は側鎖に結合しているものが挙げられる。特に架橋性基は、アルキレン基等の連結基を介して、主鎖に結合していることが好ましい。また、特に正孔輸送性化合物としては、架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体であることが好ましく、上記式(II)や式(III-1)~(III-3)に架橋性基が直接又は連結基を介して結合した繰り返し単位を有する重合体であることが好ましい。
A hole-transporting compound having a crosslinkable group is preferably used as the crosslinkable compound.
Examples of the hole-transporting compound include those exemplified above, and examples of the cross-linking compound include those in which a cross-linking group is bonded to the main chain or side chain of these hole-transporting compounds. be done. In particular, the crosslinkable group is preferably bonded to the main chain via a linking group such as an alkylene group. In particular, the hole-transporting compound is preferably a polymer containing a repeating unit having a crosslinkable group. is preferably a polymer having repeating units linked directly or via a linking group.
架橋性化合物としては、架橋性基を有する正孔輸送性化合物を用いることが好ましい。
正孔輸送性化合物の例を挙げると、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体等の含窒素芳香族化合物誘導体;トリフェニルアミン誘導体;シロール誘導体;オリゴチオフェン誘導体;縮合多環芳香族誘導体;金属錯体などが挙げられる。
A hole-transporting compound having a crosslinkable group is preferably used as the crosslinkable compound.
Examples of hole-transporting compounds include nitrogen-containing aromatic compound derivatives such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, carbazole derivatives, phthalocyanine derivatives, and porphyrin derivatives; silole derivatives; oligothiophene derivatives; condensed polycyclic aromatic derivatives; and metal complexes.
その中でも、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体等の含窒素芳香族誘導体;トリフェニルアミン誘導体;シロール誘導体;縮合多環芳香族誘導体;金属錯体などが好ましく、特に、トリフェニルアミン誘導体がより好ましい。 Among them, pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, nitrogen-containing aromatic derivatives such as carbazole derivatives; triphenylamine derivatives; silole derivatives; condensed polycyclic aromatic derivatives; Triphenylamine derivatives are preferred, and triphenylamine derivatives are particularly preferred.
架橋性化合物を架橋して正孔輸送層4を形成するには、通常、架橋性化合物を溶剤に溶解又は分散した正孔輸送層形成用組成物を調製して、湿式成膜により成膜して架橋させる。 In order to form the hole transport layer 4 by cross-linking the cross-linking compound, a composition for forming a hole transport layer is usually prepared by dissolving or dispersing the cross-linking compound in a solvent, and the film is formed by wet film formation. to cross-link.
正孔輸送層形成用組成物は、架橋性化合物の他、架橋反応を促進する添加物を含んでいてもよい。架橋反応を促進する添加物の例を挙げると、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシムエステル化合物、アゾ化合物、オニウム塩等の重合開始剤及び重合促進剤;縮合多環炭化水素;ポルフィリン化合物;ジアリールケトン化合物等の光増感剤などが挙げられる。 The composition for forming a hole transport layer may contain an additive that accelerates the cross-linking reaction in addition to the cross-linkable compound. Examples of additives that promote the cross-linking reaction include polymerization initiators and accelerators such as alkylphenone compounds, acylphosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime ester compounds, azo compounds, and onium salts; condensed polycyclic hydrocarbons; porphyrin compounds; and photosensitizers such as diarylketone compounds.
また、さらに、正孔輸送層形成用組成物は、レベリング剤、消泡剤等の塗布性改良剤;電子受容性化合物;バインダー樹脂などを含有していてもよい。 Further, the composition for forming a hole transport layer may further contain coatability improvers such as leveling agents and antifoaming agents; electron-accepting compounds; binder resins and the like.
正孔輸送層形成用組成物は、架橋性化合物を通常0.01質量%以上、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上含有する。また、正孔輸送層形成用組成物は、架橋性化合物を通常50質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下含有する。 The composition for forming a hole transport layer usually contains 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more of the crosslinkable compound. In addition, the composition for forming a hole transport layer usually contains 50% by mass or less, preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less of the crosslinkable compound.
このような濃度で架橋性化合物を含む正孔輸送層形成用組成物を下層(通常は正孔注入層3)上に成膜後、加熱及び/又は光などの電磁エネルギー照射により、架橋性化合物を架橋させて網目状高分子化合物を形成する。 After forming a film of a composition for forming a hole transport layer containing a crosslinkable compound at such a concentration on the lower layer (usually the hole injection layer 3), the crosslinkable compound is heated and/or irradiated with electromagnetic energy such as light. is crosslinked to form a network polymer compound.
成膜時の温度、湿度などの条件は、前記正孔注入層3の湿式成膜時と同様である。成膜後の加熱の手法は特に限定されない。加熱温度条件としては、通常120℃以上、好ましくは400℃以下である。 Conditions such as temperature and humidity during film formation are the same as those for the wet film formation of the hole injection layer 3 . The method of heating after film formation is not particularly limited. The heating temperature condition is usually 120° C. or higher, preferably 400° C. or lower.
加熱時間としては、通常1分以上、好ましくは24時間以下である。加熱手段としては特に限定されないが、成膜された層を有する積層体をホットプレート上に乗せたり、オーブン内で加熱するなどの手段が用いられる。例えば、ホットプレート上で、120℃以上で、1分間以上加熱する等の条件を用いることができる。 The heating time is usually 1 minute or more, preferably 24 hours or less. The heating means is not particularly limited, but means such as placing the laminate having the deposited layers on a hot plate or heating in an oven is used. For example, conditions such as heating on a hot plate at 120° C. or higher for 1 minute or longer can be used.
光などの電磁エネルギー照射による場合には、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、赤外ランプ等の紫外・可視・赤外光源を直接用いて照射する方法、あるいは前述の光源を内蔵するマスクアライナ、コンベア型光照射装置を用いて照射する方法などが挙げられる。光以外の電磁エネルギー照射では、例えばマグネトロンにより発生させたマイクロ波を照射する装置、いわゆる電子レンジを用いて照射する方法が挙げられる。 In the case of electromagnetic energy irradiation such as light, a method of directly using ultraviolet/visible/infrared light sources such as ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, halogen lamps, and infrared lamps, or incorporating the aforementioned light source Examples thereof include a method of irradiation using a mask aligner and a conveyor type light irradiation device. Electromagnetic energy irradiation other than light includes, for example, a method of irradiation using a device for irradiating microwaves generated by a magnetron, a so-called microwave oven.
照射時間としては、膜の溶解性を低下させるために必要な条件を設定することが好ましいが、通常、0.1秒以上、好ましくは10時間以下照射される。 As for the irradiation time, it is preferable to set the conditions necessary to reduce the solubility of the film, but the irradiation is usually performed for 0.1 seconds or more, preferably 10 hours or less.
加熱及び光などの電磁エネルギー照射は、それぞれ単独、あるいは組み合わせて行ってもよい。組み合わせる場合、実施する順序は特に限定されない。 Heating and irradiation of electromagnetic energy such as light may be performed alone or in combination. When combining, the order of implementation is not particularly limited.
このようにして形成される正孔輸送層4の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常300nm以下、好ましくは100nm以下である。 The thickness of the hole transport layer 4 thus formed is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
[5]発光層
正孔注入層3の上、又は正孔輸送層4を設けた場合には正孔輸送層4の上には発光層5が設けられる。発光層5は、電界を与えられた電極間において、陽極2から注入された正孔と、陰極9から注入された電子との再結合により励起されて、主たる発光源となる層である。
[5] Light Emitting Layer A
(発光層の材料)
発光層5は、好ましくは、本発明の芳香族化合物、前記電荷輸送材料、及び前記発光材料(発光の性質を有する材料)を含み、より好ましくは、正孔輸送の性質を有する化合物(正孔輸送性化合物)、あるいは、電子輸送の性質を有する化合物(電子輸送性化合物)を電荷輸送材料として含有する。発光材料をドーパント材料として使用し、正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物などをホスト材料として使用してもよい。
(Material of light-emitting layer)
The light-emitting
本発明の芳香族化合物及び電荷輸送材料の合計に対する本発明の芳香族化合物の含有量は0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.5質量%以上40質量%以下がより好ましく、1質量%以上30質量%以下がさらに好ましい。 The content of the aromatic compound of the present invention with respect to the sum of the aromatic compound of the present invention and the charge transport material is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 40% by mass or less, It is more preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less.
発光材料については特に限定はなく、所望の発光波長で発光し、発光効率が良好である物質を用いればよいが、本発明では前述した発光材料を用いることが好ましい。一方、ホスト材料、とりわけ正孔輸送性化合物として本発明の芳香族化合物を使用することが好ましい。 The light-emitting material is not particularly limited, and a substance that emits light at a desired emission wavelength and has good light-emitting efficiency may be used. In the present invention, it is preferable to use the light-emitting material described above. On the other hand, it is preferable to use the aromatic compound of the present invention as a host material, especially as a hole-transporting compound.
特に、本発明の有機電界発光素子は、その発光層が、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法にて形成されることが好ましい。 Particularly, in the organic electroluminescent device of the present invention, the light-emitting layer is preferably formed by a wet film-forming method using the composition for an organic electroluminescent device of the present invention.
更に、発光層5は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、その他の成分を含有していてもよい。なお、湿式成膜法で発光層5を形成する場合は、低分子量の材料(分子量通常10000以下、好ましくは5000以下)を使用することが好ましい。
Furthermore, the light-emitting
<発光層の形成>
湿式成膜法により発光層5を形成する場合は、発光層に用いる材料を適切な溶剤に溶解させて発光層形成用組成物(本発明の芳香族化合物を含む場合は有機電界発光素子用組成物)を調製し、それを用いて成膜することにより形成する。
<Formation of Light Emitting Layer>
When the light-emitting
発光層5を湿式成膜法で形成するための発光層形成用組成物に含有させる発光層用溶剤としては、上記本発明の有機電界発光素子用組成物に含有される溶剤として説明したものと同様である。
As the light-emitting layer solvent to be contained in the light-emitting layer-forming composition for forming the light-emitting
また、発光層形成用組成物中の発光材料、電荷輸送性化合物等の固形分濃度としては、通常0.01質量%以上、通常70質量%以下である。この濃度が大きすぎると膜厚ムラが生じる可能性があり、また、小さすぎると膜に欠陥が生じる可能性がある。 In addition, the solid content concentration of the light-emitting material, charge-transporting compound, etc. in the light-emitting layer-forming composition is usually 0.01% by mass or more and usually 70% by mass or less. If this concentration is too high, film thickness unevenness may occur, and if it is too low, defects may occur in the film.
発光層形成用組成物を湿式成膜後、得られた塗膜を乾燥し、溶剤を除去することにより、発光層が形成される。具体的には、上記正孔注入層の形成において記載した方法と同様である。湿式成膜法の方式は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されず、前述のいかなる方式も用いることができる。 After the composition for forming a light-emitting layer is wet film-formed, the obtained coating film is dried to remove the solvent, thereby forming the light-emitting layer. Specifically, it is the same as the method described in the formation of the hole injection layer. The wet film-forming method is not limited as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, and any of the methods described above can be used.
発光層5の膜厚は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常3nm以上、好ましくは5nm以上、また、通常200nm以下、好ましくは100nm以下の範囲である。発光層5の膜厚が、薄すぎると膜に欠陥が生じる可能性があり、厚すぎると駆動電圧が上昇する可能性がある。
The thickness of the light-emitting
[6]正孔阻止層
本発明の有機電界発光素子は、前記発光層5と後述の電子注入層8との間に、正孔阻止層6を設けることが好ましい。正孔阻止層6は、発光層5の上に、発光層5の陰極9側の界面に接するように積層される層である。
[6] Hole Blocking Layer In the organic electroluminescence device of the present invention, it is preferable to provide a hole blocking layer 6 between the light emitting
この正孔阻止層6は、陽極2から移動してくる正孔を陰極9に到達するのを阻止する役割と、陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とを有する。
The hole-blocking layer 6 has a role of blocking holes moving from the anode 2 from reaching the cathode 9 and a role of efficiently transporting electrons injected from the cathode 9 toward the light-emitting
正孔阻止層6を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いことが挙げられる。 Physical properties required for the material constituting the hole blocking layer 6 include high electron mobility and low hole mobility, a large energy gap (difference between HOMO and LUMO), and an excited triplet level (T1). is high.
このような条件を満たす正孔阻止層の材料としては、例えば、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(トリフェニルシラノラト)アルミニウム等の混合配位子錯体、ビス(2-メチル-8-キノラト)アルミニウム-μ-オキソ-ビス-(2-メチル-8-キノリラト)アルミニウム二核金属錯体等の金属錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物(特開平11-242996号公報)、3-(4-ビフェニルイル)-4-フェニル-5(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-トリアゾール等のトリアゾール誘導体(特開平7-41759号公報)、バソクプロイン等のフェナントロリン誘導体(特開平10-79297号公報)などが挙げられる。更に、国際公開第2005/022962号に記載の2,4,6位が置換されたピリジン環を少なくとも1個有する化合物も、正孔阻止層6の材料として好ましい。 Examples of materials for the hole blocking layer that satisfy these conditions include bis(2-methyl-8-quinolinolato)(phenolato)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolato)(triphenylsilanolate)aluminum, and the like. mixed ligand complexes, bis (2-methyl-8-quinolato) aluminum-μ-oxo-bis- (2-methyl-8-quinolato) aluminum binuclear metal complexes such as metal complexes, distyrylbiphenyl derivatives and the like Styryl compounds (JP-A-11-242996), triazole derivatives such as 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole (JP-A-7 -41759), and phenanthroline derivatives such as bathocuproine (JP-A-10-79297). Further, the compound having at least one pyridine ring substituted at the 2,4,6 positions described in International Publication No. 2005/022962 is also preferable as the material for the hole blocking layer 6 .
なお、正孔阻止層6の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 The materials for the hole blocking layer 6 may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.
正孔阻止層6の形成方法に制限はない。従って、正孔阻止層6は、湿式成膜法、真空蒸着法や、その他の方法で形成できる。 The method for forming the hole blocking layer 6 is not limited. Therefore, the hole blocking layer 6 can be formed by a wet film forming method, a vacuum deposition method, or other methods.
正孔阻止層6の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.3nm以上、好ましくは0.5nm以上であり、また、通常100nm以下、好ましくは50nm以下である。 The film thickness of the hole blocking layer 6 is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but it is usually 0.3 nm or more, preferably 0.5 nm or more, and usually 100 nm or less, preferably 50 nm or less. be.
また、正孔阻止層にかえて、正孔緩和層を設けてもよい。 A hole relaxation layer may be provided instead of the hole blocking layer.
[7]電子輸送層
発光層5と後述の電子注入層8の間に、電子輸送層7を設けてもよい。
電子輸送層7は、素子の発光効率を更に向上させることを目的として設けられるもので、電界を与えられた電極間において陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送することができる化合物により形成される。
[7] Electron transport layer An electron transport layer 7 may be provided between the light emitting
The electron transport layer 7 is provided for the purpose of further improving the luminous efficiency of the device, and efficiently transports electrons injected from the cathode 9 toward the
電子輸送層7に用いられる電子輸送性化合物としては、通常、陰極9又は電子注入層8からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物を用いる。このような条件を満たす化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体(特開昭59-194393号公報)、10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3-ヒドロキシフラボン金属錯体、5-ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン(米国特許第5645948号明細書)、キノキサリン化合物(特開平6-207169号公報)、フェナントロリン誘導体(特開平5-331459号公報)、2-tert-ブチル-9,10-N,N’-ジシアノアントラキノンジイミン、n型水素化非晶質炭化シリコン、n型硫化亜鉛、n型セレン化亜鉛などが挙げられる。 The electron-transporting compound used in the electron-transporting layer 7 usually has a high electron injection efficiency from the cathode 9 or the electron-injecting layer 8, and has a high electron mobility and efficiently transports the injected electrons. Use a compound that can Compounds satisfying these conditions include metal complexes such as aluminum complexes of 8-hydroxyquinoline (JP-A-59-194393), metal complexes of 10-hydroxybenzo[h]quinoline, and oxadiazole derivatives. , distyrylbiphenyl derivatives, silole derivatives, 3-hydroxyflavone metal complexes, 5-hydroxyflavone metal complexes, benzoxazole metal complexes, benzothiazole metal complexes, trisbenzimidazolylbenzene (US Pat. No. 5,645,948), quinoxaline compounds ( JP-A-6-207169), phenanthroline derivative (JP-A-5-331459), 2-tert-butyl-9,10-N,N'-dicyanoanthraquinone diimine, n-type hydrogenated amorphous silicon carbide , n-type zinc sulfide, n-type zinc selenide, and the like.
なお、電子輸送層7の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Only one material may be used for the electron transport layer 7, or two or more materials may be used in any combination and ratio.
電子輸送層7の形成方法に制限はない。従って、電子輸送層7は、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。 The method for forming the electron transport layer 7 is not limited. Therefore, the electron transport layer 7 can be formed by a wet film-forming method, a vapor deposition method, or other methods.
電子輸送層7の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1nm以上、好ましくは5nm以上、また、通常300nm以下、好ましくは100nm以下である。 The thickness of the electron transport layer 7 is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but it is usually 1 nm or more, preferably 5 nm or more, and usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
[8]電子注入層
電子注入層8は、陰極9から注入された電子を効率良く発光層5へ注入する役割を果たす。電子注入を効率よく行なうには、電子注入層8を形成する材料は、仕事関数の低い金属が好ましい。例としては、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウム等のアルカリ土類金属等が用いられる。
[8] Electron injection layer The electron injection layer 8 plays a role of efficiently injecting electrons injected from the cathode 9 into the
例えばフッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化リチウム(Li2O)、炭酸セシウム(II)(CsCO3)等が挙げられる(Applied Physics Letters,1997年,70巻,152頁;特開平10-74586号公報;IEEE Transactions on Electron Devices,1997年,44巻,1245頁;SID 04 Digest,154頁等参照)。 For example, lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (MgF 2 ), lithium oxide (Li 2 O), cesium (II) carbonate (CsCO 3 ), etc. (Applied Physics Letters, 1997, 70, 152 pages). ; JP-A-10-74586; IEEE Transactions on Electron Devices, 1997, Vol.44, p.1245; SID 04 Digest, p.154, etc.).
電子注入層の膜厚は、通常0.1nm以上、5nm以下が好ましい。 The film thickness of the electron injection layer is preferably 0.1 nm or more and 5 nm or less.
更に、バソフェナントロリン等の含窒素複素環化合物や8-ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される有機電子輸送化合物に、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウム等のアルカリ金属をドープする(特開平10-270171号公報、特開2002-100478号公報、特開2002-100482号公報等参照)ことにより、電子注入・輸送性が向上し優れた膜質を両立させることが可能となるため好ましい。この場合の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常200nm以下、好ましくは100nm以下である。 Furthermore, an organic electron transport compound represented by a nitrogen-containing heterocyclic compound such as bathophenanthroline or a metal complex such as an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline is doped with an alkali metal such as sodium, potassium, cesium, lithium, or rubidium ( JP-A-10-270171, JP-A-2002-100478, JP-A-2002-100482, etc.), it is possible to improve electron injection and transport properties and achieve excellent film quality, which is preferable. . In this case, the film thickness is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 200 nm or less, preferably 100 nm or less.
なお、電子注入層8の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Only one material may be used for the electron injection layer 8, or two or more materials may be used in any combination and ratio.
電子注入層8の形成方法に制限はない。従って、電子注入層8は、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。 The method for forming the electron injection layer 8 is not limited. Therefore, the electron injection layer 8 can be formed by a wet film-forming method, a vapor deposition method, or other methods.
[9]陰極
陰極9は、発光層5側の層(電子注入層8又は発光層5など)に電子を注入する役割を果たすものである。
[9] Cathode The cathode 9 plays a role of injecting electrons into the layer on the
陰極9の材料としては、前記の陽極2に使用される材料を用いることが可能であるが、効率良く電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属又はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金、アルミニウム-リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。 As the material of the cathode 9, it is possible to use the material used for the anode 2, but in order to perform electron injection efficiently, a metal with a low work function is preferable, such as tin, magnesium, indium, Appropriate metals such as calcium, aluminum, silver or alloys thereof are used. Specific examples include low work function alloy electrodes such as magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy and aluminum-lithium alloy.
なお、陰極9の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 In addition, the material of the cathode 9 may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
陰極9の膜厚は、通常、陽極2の膜厚と同様である。 The film thickness of the cathode 9 is generally similar to that of the anode 2 .
さらに、低仕事関数金属から成る陰極9を保護する目的で、この上に更に、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層すると、素子の安定性が増すので好ましい。この目的のために、例えば、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。なお、これらの材料は、1種のみで用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Furthermore, for the purpose of protecting the cathode 9 made of a metal with a low work function, it is preferable to further laminate a metal layer that has a high work function and is stable to the atmosphere, since this increases the stability of the device. Metals such as, for example, aluminium, silver, copper, nickel, chromium, gold, platinum, etc. are used for this purpose. These materials may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.
[10]その他の層
本発明の有機電界発光素子は、その趣旨を逸脱しない範囲において、別の構成を有していてもよい。例えば、その性能を損なわない限り、陽極2と陰極9との間に、上記説明にある層の他に任意の層を有していてもよく、また、任意の層が省略されていてもよい。
[10] Other Layers The organic electroluminescence device of the present invention may have other structures within the scope of the invention. For example, as long as the performance is not impaired, any layer other than the layers described above may be provided between the anode 2 and the cathode 9, or any layer may be omitted. .
[11]電子阻止層
任意の層としては、例えば、電子阻止層が挙げられる。電子阻止層は、正孔注入層3又は正孔輸送層4と発光層5との間に設けられる。電子阻止層には、発光層5から移動してくる電子が正孔注入層3に到達するのを阻止することで、発光層5内で正孔と電子との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層5内に閉じこめる役割と、正孔注入層3から注入された正孔を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とがある。特に、発光材料として燐光材料を用いたり、青色発光材料を用いたりする場合は電子阻止層を設けることが効果的である。
[11] Electron blocking layer An example of the optional layer is an electron blocking layer. The electron blocking layer is provided between the hole injection layer 3 or the hole transport layer 4 and the
電子阻止層に求められる特性としては、正孔輸送性が高く、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いこと等が挙げられる。更に、発光層5を湿式成膜法で作製する場合には、電子阻止層にも湿式成膜の適合性が求められる。このような電子阻止層に用いられる材料としては、本発明の芳香族化合物、F8-TFBに代表されるジオクチルフルオレンとトリフェニルアミンの共重合体(国際公開第2004/084260号)等が挙げられる。
Properties required for the electron blocking layer include high hole transportability, large energy gap (difference between HOMO and LUMO), and high excited triplet level (T1). Furthermore, when the light-emitting
なお、電子阻止層の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 In addition, only one material may be used for the electron blocking layer, or two or more materials may be used in any combination and ratio.
電子阻止層の形成方法に制限はない。従って、電子阻止層は、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。 There are no restrictions on the method of forming the electron blocking layer. Therefore, the electron blocking layer can be formed by a wet film forming method, a vapor deposition method, or other methods.
また、以上説明した層構成において、基板以外の構成要素を逆の順に積層することも可能である。例えば、図1の層構成であれば、基板1上に他の構成要素を陰極9、電子注入層8、電子輸送層7、正孔阻止層6、発光層5、正孔輸送層4、正孔注入層3、陽極2の順に設けてもよい。 Moreover, in the layer structure described above, it is also possible to stack components other than the substrate in the reverse order. For example, in the layer structure of FIG. The hole injection layer 3 and the anode 2 may be provided in this order.
更には、少なくとも一方が透明性を有する2枚の基板の間に、基板以外の構成要素を積層することにより、本発明の有機電界発光素子を構成することも可能である。 Furthermore, the organic electroluminescence device of the present invention can be constructed by laminating components other than the substrates between two substrates, at least one of which is transparent.
また、基板以外の構成要素(発光ユニット)を複数段重ねた構造(発光ユニットを複数積層させた構造)とすることも可能である。その場合には、各段間(発光ユニット間)の界面層(陽極がITO、陰極がAlの場合は、それら2層)の代わりに、例えば五酸化バナジウム(V2O5)等からなる電荷発生層(Carrier Generation Layer:CGL)を設けると、段間の障壁が少なくなり、発光効率及び駆動電圧の観点からより好ましい。 It is also possible to adopt a structure in which constituent elements (light-emitting units) other than the substrate are stacked in multiple stages (structure in which multiple light-emitting units are stacked). In that case, instead of the interfacial layer between the stages (between the light emitting units) (when the anode is ITO and the cathode is Al, these two layers), for example, a charge made of vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) or the like Providing a carrier generation layer (CGL) reduces barriers between stages, and is more preferable from the viewpoint of luminous efficiency and driving voltage.
更には、本発明の有機電界発光素子は、単一の有機電界発光素子として構成してもよく、複数の有機電界発光素子がアレイ状に配置された構成に適用してもよく、陽極と陰極がX-Yマトリックス状に配置された構成に適用してもよい。
また、上述した各層には、本発明の効果を著しく損なわない限り、材料として説明した以外の成分が含まれていてもよい。
Furthermore, the organic electroluminescence device of the present invention may be configured as a single organic electroluminescence device, or may be applied to a configuration in which a plurality of organic electroluminescence devices are arranged in an array. are arranged in an XY matrix.
In addition, each layer described above may contain components other than those described as materials as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
本発明の有機電界発光素子は、有機ELディスプレイ等の表示装置や有機EL照明等の照明装置に使用される。本発明の有機電界発光素子によって、例えば、「有機ELディスプレイ」(オーム社,平成16年8月20日発行,時任静士、安達千波矢、村田英幸著)に記載されているような方法で有機ELディスプレイや有機EL照明を形成することができる。 The organic electroluminescence device of the present invention is used in display devices such as organic EL displays and lighting devices such as organic EL lighting. Using the organic electroluminescent device of the present invention, for example, by the method described in "Organic EL Display" (Ohmsha, August 20, 2004, by Shizuo Tokito, Chihaya Adachi, Hideyuki Murata) Organic EL displays and organic EL lighting can be formed.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、下記の実施例における各種の条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における上限又は下限の好ましい値としての意味をもつものであり、好ましい範囲は前記した上限又は下限の値と下記実施例の値又は実施例同士の値との組合せで規定される範囲であってもよい。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. Various conditions and values of evaluation results in the following examples have the meaning of preferable upper or lower limit values in the embodiments of the present invention. It may be a range defined by a value in an example or a combination of values between examples.
なお、本明細書では、Acはアセチル基を意味し、Phはフェニル基を意味し、dppfは1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンを意味し、DMSOはジメチルスルホキシドを意味し、THFはテトラヒドロフランを意味し、DCMはジクロロメタンを意味し、Tfはトリフルオロメチルスルホニル基(CF3SO2-)を意味する。中間体1はScientific Reports Vol.6, 33131;doi:10.1038/srep33131(2016)に記載の方法に従って合成した。比較化合物1は、上述の特許文献2(国際公開第2007/043357号)に記載の方法に従って合成した。
In the present specification, Ac means an acetyl group, Ph means a phenyl group, dppf means 1,1′-bis(diphenylphosphino)ferrocene, DMSO means dimethylsulfoxide, THF means tetrahydrofuran, DCM means dichloromethane and Tf means a trifluoromethylsulfonyl group (CF 3 SO 2 —). Intermediate 1 was synthesized according to the method described in Scientific Reports Vol.6, 33131; doi:10.1038/srep33131 (2016).
<実施例1:化合物1の合成例>
(中間体2の合成)
<Example 1: Synthesis example of
(Synthesis of Intermediate 2)
窒素雰囲気下、中間体1(4.8g、14.4mmol)をDCM200mLに溶解させ、-70℃に冷却した。1Mの三臭化ホウ素ジクロロメタン溶液(57.4mL、57.4mmol)をゆっくりと滴下し、-70℃で時間、室温で12時間撹拌した。反応溶液に水を加え分液洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。吸引濾過後、濾液の溶媒を留去し、中間体2を(収量4.5g、収率99%)得た。 Under a nitrogen atmosphere, Intermediate 1 (4.8 g, 14.4 mmol) was dissolved in 200 mL DCM and cooled to -70.degree. A 1 M solution of boron tribromide in dichloromethane (57.4 mL, 57.4 mmol) was slowly added dropwise, and the mixture was stirred at −70° C. for 1 hour and at room temperature for 12 hours. Water was added to the reaction solution for liquid separation washing, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. After suction filtration, the solvent of the filtrate was distilled off to obtain Intermediate 2 (yield: 4.5 g, yield: 99%).
(中間体3の合成) (Synthesis of Intermediate 3)
窒素雰囲気下、中間体2(4.5g、14.0mmol)をDCM70mLに溶解させ、-10℃に冷却した。脱水ピリジン(2.3mL、28.8mmol)を加えた後、DCM30mLで希釈したトリフルオロメタンスルホン酸無水物(2.8mL、17.2mmol)をゆっくり滴下した。室温まで昇温し12時間撹拌した。反応溶液に水を加え分液洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。吸引濾過後、濾液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、中間体3(収量5.8g、収率89%)を得た。 Intermediate 2 (4.5 g, 14.0 mmol) was dissolved in 70 mL of DCM under a nitrogen atmosphere and cooled to -10.degree. Anhydrous pyridine (2.3 mL, 28.8 mmol) was added, followed by slow dropwise addition of trifluoromethanesulfonic anhydride (2.8 mL, 17.2 mmol) diluted with 30 mL of DCM. The mixture was warmed to room temperature and stirred for 12 hours. Water was added to the reaction solution for liquid separation washing, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. After suction filtration, the solvent of the filtrate was distilled off, and the residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain Intermediate 3 (yield: 5.8 g, yield: 89%).
(中間体4の合成) (Synthesis of Intermediate 4)
3,5-ジブロモー1-パラターフェニルベンゼン(14.1g、30.4mmol)、3-メタターフェニルボロン酸エステル体(7.2g、20.3mmol)に窒素バブリングを行ったトルエン(60mL)を加え、55℃に加熱した。エタノール(30mL)、リン酸カリウム水溶液(2.0mol/L、30mL)、Pd(PPh3)4(0.23g、0.20mmol)を順に加え、90℃で3時間撹拌した。室温まで冷却後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、分液洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。
吸引濾過後、濾液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、中間体4(収量9.0g、収率72%)を得た。
3,5-Dibromo-1-para-terphenylbenzene (14.1 g, 30.4 mmol), 3-meta-terphenyl boronic acid ester (7.2 g, 20.3 mmol) were subjected to nitrogen bubbling toluene (60 mL). and heated to 55°C. Ethanol (30 mL), potassium phosphate aqueous solution (2.0 mol/L, 30 mL), and Pd(PPh 3 ) 4 (0.23 g, 0.20 mmol) were added in order, and stirred at 90° C. for 3 hours. After cooling to room temperature, a saturated aqueous sodium chloride solution was added, the liquids were separated and washed, and the organic layer was dried over magnesium sulfate.
After suction filtration, the solvent of the filtrate was distilled off, and the residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain Intermediate 4 (9.0 g, 72% yield).
(中間体5の合成) (Synthesis of Intermediate 5)
中間体4(5.9g、9.62mmol)、ビス(ピナコラトジボロン)(3.7g、14.4mmol)、酢酸カリウム(2.8g、28.9mmol)に脱水DMSO(100mL)を加え、50℃に加熱した。PdCl2(dppf)CH2Cl2(0.39g、0.48mmol)を加え、90℃で5時間撹拌した。室温まで冷却後、蒸留水を加え、吸引ろ過を行った。ろ取物をジクロロメタンに溶解し、飽和塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、中間体5(収量5.2g、収率82%)を得た。 To intermediate 4 (5.9 g, 9.62 mmol), bis(pinacolatodiboron) (3.7 g, 14.4 mmol), potassium acetate (2.8 g, 28.9 mmol) was added dry DMSO (100 mL), Heated to 50°C. PdCl 2 (dppf)CH 2 Cl 2 (0.39 g, 0.48 mmol) was added and stirred at 90° C. for 5 hours. After cooling to room temperature, distilled water was added and suction filtration was performed. The filtrate was dissolved in dichloromethane, washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain Intermediate 5 (yield 5.2 g, yield 82%).
(中間体6の合成) (Synthesis of Intermediate 6)
中間体5(5.2g、7.87mmol)、3-ブロモ-3’-ヨード-1,1’-ビフェニル(3.1g、8.66mmol)に窒素バブリングを行ったトルエン(80mL)、エタノール(30mL)、リン酸三カリウム水溶液(2.0mol/L、30mL)を順に加え、60℃に加熱した。その後、PdCl2(PPh3)2(0.055g、0.079mmol)を加え、65℃で2時間撹拌した。室温まで冷却後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、トルエンを用いて抽出を行った。有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、中間体6(収量5.9g、収率98%)を得た。 Intermediate 5 (5.2 g, 7.87 mmol), 3-bromo-3′-iodo-1,1′-biphenyl (3.1 g, 8.66 mmol) was subjected to nitrogen bubbling toluene (80 mL), ethanol ( 30 mL) and an aqueous tripotassium phosphate solution (2.0 mol/L, 30 mL) were added in that order and heated to 60°C. PdCl 2 (PPh 3 ) 2 (0.055 g, 0.079 mmol) was then added and stirred at 65° C. for 2 hours. After cooling to room temperature, a saturated sodium chloride aqueous solution was added, and extraction was performed using toluene. The organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain Intermediate 6 (yield 5.9 g, yield 98%).
(中間体7の合成) (Synthesis of Intermediate 7)
中間体6(3.5g、4.61mmol)、ビス(ピナコラトジボロン)(1.8g、6.91mmol)、酢酸カリウム(1.4g、13.8mmol)に脱水DMSO(100mL)を加え、50℃に加熱した。PdCl2(dppf)CH2Cl2(0.19g、0.23mmol)を加え、90℃で4時間撹拌した。室温まで冷却後、蒸留水を加え、吸引ろ過を行った。ろ取物をジクロロメタンに溶解し、飽和塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、中間体7(収量2.3g、収率61%)を得た。 To intermediate 6 (3.5 g, 4.61 mmol), bis(pinacolatodiboron) (1.8 g, 6.91 mmol), potassium acetate (1.4 g, 13.8 mmol) was added dry DMSO (100 mL), Heated to 50°C. PdCl 2 (dppf)CH 2 Cl 2 (0.19 g, 0.23 mmol) was added and stirred at 90° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, distilled water was added and suction filtration was performed. The filtrate was dissolved in dichloromethane, washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain Intermediate 7 (2.3 g, 61% yield).
(化合物1の合成) (Synthesis of Compound 1)
中間体3(0.88g、1.94mmol)、中間体7(1.9g、2.33mmol)に窒素バブリングを行ったトルエン(20mL)を加え、55℃に加熱した。エタノール(10mL)、リン酸カリウム水溶液(2.0mol/L、10mL)、Pd(PPh3)4(0.11g、0.097mmol)を順に加え、90℃で8時間撹拌した。室温まで冷却後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、分液洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。吸引濾過後、濾液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、化合物1(収量1.7g、収率86%)を得た。 Nitrogen-bubbled toluene (20 mL) was added to Intermediate 3 (0.88 g, 1.94 mmol) and Intermediate 7 (1.9 g, 2.33 mmol) and heated to 55°C. Ethanol (10 mL), potassium phosphate aqueous solution (2.0 mol/L, 10 mL) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.11 g, 0.097 mmol) were sequentially added and stirred at 90° C. for 8 hours. After cooling to room temperature, a saturated aqueous sodium chloride solution was added, the liquids were separated and washed, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. After suction filtration, the solvent of the filtrate was distilled off, and the residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain compound 1 (yield: 1.7 g, yield: 86%).
<実施例2:化合物2の合成例>
(中間体8の合成)
<Example 2: Synthesis example of compound 2>
(Synthesis of intermediate 8)
3,5-ジブロモ-1-パラターフェニルベンゼン(9.8g、21.2mmol)、3-ビフェニルボロン酸(2.8g、14.1mmol)に窒素バブリングを行ったトルエン(100mL)を加え、55℃に加熱した。エタノール(50mL)、リン酸カリウム水溶液(2.0mol/L、50mL)、Pd(PPh3)4(0.16g、0.14mmol)を順に加え、90℃で6時間撹拌した。室温まで冷却後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、分液洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。吸引濾過後、濾液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、中間体8(収量5.3g、収率70%)を得た。 Nitrogen-bubbled toluene (100 mL) was added to 3,5-dibromo-1-para-terphenylbenzene (9.8 g, 21.2 mmol) and 3-biphenylboronic acid (2.8 g, 14.1 mmol). °C. Ethanol (50 mL), potassium phosphate aqueous solution (2.0 mol/L, 50 mL) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.16 g, 0.14 mmol) were added in that order, and stirred at 90° C. for 6 hours. After cooling to room temperature, a saturated aqueous sodium chloride solution was added, the liquids were separated and washed, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. After suction filtration, the solvent of the filtrate was distilled off, and the residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain Intermediate 8 (yield 5.3 g, yield 70%).
(中間体9の合成) (Synthesis of Intermediate 9)
中間体8(5.3g、9.86mmol)、ビス(ピナコラトジボロン)(3.8g、14.8mmol)、酢酸カリウム(2.9g、29.6mmol)に脱水DMSO(100mL)を加え、50℃に加熱した。PdCl2(dppf)CH2Cl2(0.40g、0.49mmol)を加え、90℃で4時間撹拌した。室温まで冷却後、蒸留水を加え、吸引ろ過を行った。ろ取物をジクロロメタンに溶解し、飽和塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、中間体9(収量4.0g、収率69%)を得た。 To intermediate 8 (5.3 g, 9.86 mmol), bis(pinacolatodiboron) (3.8 g, 14.8 mmol), potassium acetate (2.9 g, 29.6 mmol) was added dry DMSO (100 mL), Heated to 50°C. PdCl 2 (dppf)CH 2 Cl 2 (0.40 g, 0.49 mmol) was added and stirred at 90° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, distilled water was added and suction filtration was performed. The filtrate was dissolved in dichloromethane, washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain Intermediate 9 (4.0 g, 69% yield).
(化合物2の合成) (Synthesis of compound 2)
中間体3(1.8g、3.87mmol)、中間体9(2.3g、3.87mmol)に窒素バブリングを行ったトルエン(50mL)を加え、55℃に加熱した。エタノール(25mL)、リン酸カリウム水溶液(2.0mol/L、25mL)、Pd(PPh3)4(0.22g、0.19mmol)を順に加え、90℃で9時間撹拌した。室温まで冷却後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、分液洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。吸引濾過後、濾液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに処し、化合物2(収量2.6g、収率87%)を得た。 Nitrogen-bubbled toluene (50 mL) was added to Intermediate 3 (1.8 g, 3.87 mmol) and Intermediate 9 (2.3 g, 3.87 mmol) and heated to 55°C. Ethanol (25 mL), potassium phosphate aqueous solution (2.0 mol/L, 25 mL) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.22 g, 0.19 mmol) were sequentially added and stirred at 90° C. for 9 hours. After cooling to room temperature, a saturated aqueous sodium chloride solution was added, the liquids were separated and washed, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. After suction filtration, the solvent of the filtrate was distilled off, and the residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain compound 2 (yield: 2.6 g, yield: 87%).
<化合物1~2、及び比較化合物1の評価>
各化合物のガラス転移温度(Tg)を、示差走査熱量測定(DSC)により評価した。
各化合物のイオン化ポテンシャル(Ip)を、光電子分光法により評価した。
各化合物の電子親和力(EA)を、吸収スペクトルの吸収端から算出したバンドギャップ(Eg)からIpを引くことで算出した。
各化合物のシクロへキシルベンゼン(CHB)に対する溶解性を評価した。
結果を表1に示す。
<Evaluation of
The glass transition temperature (Tg) of each compound was evaluated by differential scanning calorimetry (DSC).
The ionization potential (Ip) of each compound was evaluated by photoelectron spectroscopy.
The electron affinity (EA) of each compound was calculated by subtracting Ip from the bandgap (Eg) calculated from the absorption edge of the absorption spectrum.
The solubility of each compound in cyclohexylbenzene (CHB) was evaluated.
Table 1 shows the results.
なお、比較化合物1は、下記に示すものを用いた。
In addition, the
また、シクロへキシルベンゼン(CHB)に対する溶解性は、1~2mL程度のシクロへキシルベンゼン溶液(各化合物の濃度:2.0質量%)を調製し、当該溶液に各化合物が溶解したか否かで判断した。
表1中の「>2.0質量%」は、当該溶液に化合物が溶解したことを意味する。
In addition, the solubility in cyclohexylbenzene (CHB) was evaluated by preparing a cyclohexylbenzene solution of about 1 to 2 mL (concentration of each compound: 2.0% by mass), and determining whether each compound was dissolved in the solution. I judged by.
">2.0% by mass" in Table 1 means that the compound was dissolved in the solution.
表1より、本発明の芳香族化合物は、優れた耐熱性を有し、溶解性が高く、バンドギャップが大きいことが分かった。 From Table 1, it was found that the aromatic compounds of the present invention have excellent heat resistance, high solubility, and a large bandgap.
<実施例3>
有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を50nmの厚さに堆積したもの(ジオマテック社製、スパッタ成膜品)を通常のフォトリソグラフィー技術と塩酸エッチングを用いて2mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。このようにITOをパターン形成した基板を、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、圧縮空気で乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
<Example 3>
An organic electroluminescence device was produced by the following method.
An indium tin oxide (ITO) transparent conductive film deposited on a glass substrate to a thickness of 50 nm (manufactured by Geomatec, a sputter-deposited product) was subjected to a 2 mm-wide stripe using ordinary photolithography and etching with hydrochloric acid. was patterned to form an anode. The substrate on which the ITO pattern is formed in this manner is washed with ultrasonic waves using an aqueous solution of surfactant, washed with ultrapure water, ultrasonically washed with ultrapure water, and washed with ultrapure water in this order, and then dried with compressed air. , and finally performed ultraviolet ozone cleaning.
正孔注入層形成用組成物として、下記式(P-1)の繰り返し構造を有する正孔輸送性高分子化合物3.0質量%と、下記の構造式(HI-1)で表される電子受容性化合物0.6質量%とを、安息香酸エチルに溶解させた溶液を調製した。 As a composition for forming a hole injection layer, 3.0% by mass of a hole-transporting polymer compound having a repeating structure of the following formula (P-1) and an electron represented by the following structural formula (HI-1) A solution was prepared by dissolving 0.6% by weight of the receptive compound in ethyl benzoate.
この溶液を、大気中で上記基板上にスピンコートし、大気中ホットプレートで240℃、30分乾燥させ、膜厚40nmの均一な薄膜を形成し、正孔注入層とした。 This solution was spin-coated on the substrate in the atmosphere and dried on a hot plate in the atmosphere at 240° C. for 30 minutes to form a uniform thin film with a thickness of 40 nm, which was used as a hole injection layer.
次に、下記の構造式(HT-1)を有する電荷輸送性高分子化合物を1,3,5-トリメチルベンゼンに溶解させ、2.0質量%の溶液を調製した。 Next, a charge-transporting polymer compound having the following structural formula (HT-1) was dissolved in 1,3,5-trimethylbenzene to prepare a 2.0% by mass solution.
この溶液を、上記正孔注入層を塗布成膜した基板上に窒素グローブボックス中でスピンコートし、窒素グローブボックス中のホットプレートで230℃、30分間乾燥させ、膜厚40nmの均一な薄膜を形成し、正孔輸送層とした。 This solution was spin-coated on the substrate on which the hole injection layer was coated in a nitrogen glove box, and dried on a hot plate in the nitrogen glove box at 230° C. for 30 minutes to form a uniform thin film with a thickness of 40 nm. was formed to form a hole transport layer.
引続き、発光層の材料として、実施例1で得られた化合物1を2.3質量%、下記の構造式(EH-1)で表される化合物を1.15質量%、下記の構造式(EH-2)で表される化合物を1.15質量%、下記の構造式(D-1)で表される化合物を1.4質量%の濃度でシクロヘキシルベンゼンに溶解させ、発光層形成用溶液を調製した。
Subsequently, as materials for the light-emitting layer, 2.3% by mass of the
この溶液を、上記正孔輸送層を塗布成膜した基板上に窒素グローブボックス中でスピンコートし、窒素グローブボックス中のホットプレートで120℃、20分間乾燥させ、膜厚40nmの均一な薄膜を形成し、発光層とした。 This solution was spin-coated in a nitrogen glove box onto the substrate on which the hole transport layer had been applied and dried on a hot plate in the nitrogen glove box at 120° C. for 20 minutes to form a uniform thin film with a thickness of 40 nm. was formed to form a light-emitting layer.
発光層までを成膜した基板を真空蒸着装置に設置し、装置内を2×10-4Pa以下になるまで排気した。 The substrate on which up to the light-emitting layer was formed was placed in a vacuum deposition apparatus, and the inside of the apparatus was evacuated to 2×10 −4 Pa or less.
次に、下記の構造式(ET-1)で表される化合物および8-ヒドロキシキノリノラトリチウムを2:3の膜厚比で、発光層上に真空蒸着法にて共蒸着し、膜厚30nmの電子輸送層を形成した。 Next, a compound represented by the following structural formula (ET-1) and 8-hydroxyquinolinolatritium are co-deposited on the light-emitting layer at a film thickness ratio of 2:3 by a vacuum vapor deposition method to obtain a film thickness. A 30 nm electron transport layer was formed.
続いて、陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極のITOストライプとは直交するように基板に密着させて、アルミニウムをモリブデンボートにより加熱して、膜厚80nmのアルミニウム層を形成して陰極を形成した。
以上の様にして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。
Subsequently, a striped shadow mask with a width of 2 mm was adhered to the substrate so as to be orthogonal to the ITO stripes of the anode as a mask for cathode evaporation, and aluminum was heated with a molybdenum boat to form an aluminum layer with a thickness of 80 nm. formed to form the cathode.
As described above, an organic electroluminescence device having a light-emitting area of 2 mm×2 mm was obtained.
<実施例4>
発光層の材料として、化合物1の替わりに実施例2で得られた化合物2を用いた他は、実施例3と同様にして有機電界発光素子を作製した。
<Example 4>
An organic electroluminescence device was produced in the same manner as in Example 3, except that Compound 2 obtained in Example 2 was used instead of
<比較例1>
発光層の材料として、化合物1の替わりに上述の比較化合物1を用いた他は、実施例3と同様にして有機電界発光素子を作製した。
<Comparative Example 1>
An organic electroluminescence device was produced in the same manner as in Example 3, except that the above-described
<有機電界発光素子の評価>
実施例3~4、および比較例1で得られた有機電界発光素子を、15mA/cm2の電流密度で素子に通電し続けた際に、輝度が初期輝度の95%まで減少する時間(LT95)を測定した。これらの測定結果を表2に示す。表2中、実施例3~4の値は比較例1の値を1とした相対値を示す。
<Evaluation of Organic Electroluminescent Device>
The time required for the luminance to decrease to 95% of the initial luminance ( LT95 ) was measured. These measurement results are shown in Table 2. In Table 2, the values of Examples 3 and 4 are relative values with the value of Comparative Example 1 set to 1.
表2の結果から、本発明の芳香族化合物である化合物1及び化合物2を用いた有機電界発光素子(実施例3及び4)では、性能が向上することが判った。
From the results in Table 2, it was found that the performance of the organic electroluminescence devices (Examples 3 and 4) using
1 基板
2 陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 正孔阻止層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極
10 有機電界発光素子
REFERENCE SIGNS
Claims (15)
Ar11~Ar14は、各々独立に、下記式(2)を表し、
R1~R4は、各々独立に、置換基を表し、
n11は1~4の整数であり、
n12~n14は、各々独立に、0~3の整数であり、
n11~n14の合計は4以下であり、
ma~mdは、各々独立に、0~4の整数である。)
アスタリクス(*)は、式(1)との結合を表し、
L1、L2は、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基、又は置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下の芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい2価の炭素数30以下のヘテロ芳香族基から選択される複数の基が連結した基であり、
Ar2は、各々独立に、置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基、又は置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下の芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい1価の炭素数60以下のヘテロ芳香族基から選択される複数の基が連結した基であり、
R5は、各々独立に、置換基を表し、
a、bは、各々独立に、0~5の整数を表し、
meは0~4の整数を表す。) An aromatic compound represented by the following formula (1).
Ar 11 to Ar 14 each independently represent the following formula (2),
R 1 to R 4 each independently represent a substituent,
n11 is an integer from 1 to 4,
n12 to n14 are each independently an integer of 0 to 3,
The sum of n11 to n14 is 4 or less,
ma to md are each independently an integer of 0 to 4; )
The asterisk (*) represents a bond with formula (1),
L 1 and L 2 each independently represent an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms, or an optionally substituted divalent carbon atom of 30 or less or an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms and an optionally substituted divalent heteroaromatic group having 30 or less carbon atoms is a group in which a plurality of groups selected from groups are linked,
Ar 2 is each independently an optionally substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 60 or less carbon atoms, or an optionally substituted monovalent heteroaromatic group having 60 or less carbon atoms or an optionally substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 60 or less carbon atoms and an optionally substituted monovalent heteroaromatic group having 60 or less carbon atoms is a group in which a plurality of groups are linked,
each R 5 independently represents a substituent,
a and b each independently represent an integer of 0 to 5,
me represents an integer of 0 to 4; )
アスタリクス(*)は、式(2)との結合を表し、
R6~R44は、各々独立に、水素原子又は置換基を表し、
隣接するR6~R44は互いに結合して縮合環を形成してもよい。) 2. The aromatic compound according to claim 1, wherein Ar 2 in formula (2) is represented by any one of formulas (3) to (5) below.
The asterisk (*) represents a bond with formula (2),
R 6 to R 44 each independently represent a hydrogen atom or a substituent,
Adjacent R 6 to R 44 may combine with each other to form a condensed ring. )
前記有機層が、有機電界発光素子用材料を含む層を有し、
前記有機電界発光素子用材料が請求項1~5のいずれか1項に記載の芳香族化合物である、有機電界発光素子。 An organic electroluminescence device having an anode and a cathode on a substrate and an organic layer between the anode and the cathode,
The organic layer has a layer containing an organic electroluminescence device material,
An organic electroluminescence device, wherein the material for organic electroluminescence device is the aromatic compound according to any one of claims 1 to 5.
前記芳香族化合物及び前記電荷輸送材料の合計に対する前記芳香族化合物の含有量が0.1質量%以上、50質量%以下である、請求項7に記載の有機電界発光素子。 The light-emitting layer comprises the aromatic compound according to any one of claims 1 to 5, a charge transport material, and a light-emitting material,
8. The organic electroluminescence device according to claim 7, wherein the content of said aromatic compound with respect to the sum of said aromatic compound and said charge transport material is 0.1% by mass or more and 50% by mass or less.
前記有機層を、請求項11又は12に記載の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法にて形成する工程を有する、有機電界発光素子の製造方法。 A method for producing an organic electroluminescence device having an anode and a cathode on a substrate and an organic layer between the anode and the cathode, the method comprising:
A method for producing an organic electroluminescent device, comprising forming the organic layer by a wet film-forming method using the composition for an organic electroluminescent device according to claim 11 or 12.
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