JP5168787B2 - Light emitting device material and light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光色素や電荷輸送材として有用なピレン化合物およびこれを用いた発光素子であって、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能な発光素子に関する。 The present invention relates to a pyrene compound useful as a fluorescent dye or a charge transport material, and a light emitting device using the same, and includes a display device, a flat panel display, a backlight, illumination, an interior, a sign, a signboard, an electrophotographic machine, and an optical signal The present invention relates to a light-emitting element that can be used in fields such as a generator.
陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が両極に挟まれた有機発光体内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、発光材料を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。 In recent years, research on organic thin-film light-emitting devices that emit light when electrons injected from a cathode and holes injected from an anode are recombined in an organic light-emitting body sandwiched between both electrodes has been actively conducted. This light-emitting element is characterized by thin light emission with high luminance under a low driving voltage and multicolor light emission by selecting a light-emitting material.
この研究は、イーストマンコダック社のC.W.Tangらによって有機薄膜発光素子が高輝度に発光することが示されて以来、多くの研究機関が検討を行っている。コダック社の研究グループが提示した有機薄膜発光素子の代表的な構成は、ITOガラス基板上に正孔輸送性のジアミン化合物、発光層であるトリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)、そして陰極としてMg:Ag(合金)を順次設けたものであり、10V程度の駆動電圧で1000cd/m2の緑色発光が可能であった(非特許文献1参照)。 This study was conducted by Eastman Kodak's C.I. W. Since Tang et al. Have shown that organic thin-film light-emitting elements emit light with high brightness, many research institutions have studied. The representative structure of the organic thin film light emitting device presented by the Kodak research group is a hole transporting diamine compound on an ITO glass substrate, tris (8-quinolinolato) aluminum (III) as a light emitting layer, and a cathode. Mg: Ag (alloy) was sequentially provided, and green light emission of 1000 cd / m 2 was possible with a driving voltage of about 10 V (see Non-Patent Document 1).
また、有機薄膜発光素子は、発光層に種々の蛍光材料を用いることにより、多様な発光色を得ることが可能であることから、ディスプレイなどへの実用化研究が盛んである。三原色の発光材料の中では緑色発光材料の研究が最も進んでおり、現在は赤色発光材料と青色発光材料において、特性向上を目指して鋭意研究がなされている。 In addition, organic thin-film light-emitting elements can be obtained in various emission colors by using various fluorescent materials for the light-emitting layer, and therefore, researches for practical application to displays and the like are actively conducted. Among the three primary color luminescent materials, research on the green luminescent material is the most advanced, and at present, intensive research is being conducted to improve the characteristics of the red and blue luminescent materials.
有機薄膜発光素子における最大の課題の一つは、素子の耐久性である。特に青色に関しては、耐久性が優れ、信頼性の高い素子を提供する青色発光材料が少ない。例えば、アリール基で置換されたピレン化合物を青色発光素子に用いる技術(特許文献1〜8参照)が開示されているが、いずれも耐久性が不十分であった。
そこで本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、発光効率が高く、耐久性に優れた発光素子を可能にする発光素子材料および発光素子を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting element material and a light emitting element that can solve the problems of the prior art and enable a light emitting element having high luminous efficiency and excellent durability.
本発明は一般式(1)で表されるピレン化合物を含有することを特徴とする発光素子材料である。 The present invention is a light emitting device material containing a pyrene compound represented by the general formula (1).
(R1〜R9はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、インドリル基、カルバゾリル基の中から選ばれる。Ar1はアリール基、ナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基の中から選ばれる。Ar1がアリール基のとき、R4およびR6の少なくとも一つは、アリール基、ヘテロアリール基、ナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、インドリル基、カルバゾリル基の中から選ばれる。Ar1がナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基のとき、R1〜R9、Ar1のうち少なくとも1つは、t−ブチル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基の中から選ばれる基を含有する。)
また、本発明は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、発光素子が一般式(1)で表される発光素子材料を含有することを特徴とする発光素子である。
(R 1 to R 9 may be the same as or different from each other, hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, aryl ether group, aryl group, heteroaryl group, naphthyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, pyrenyl group , Benzofuranyl group, dibenzofuranyl group, benzothiophenyl group, dibenzothiophenyl group, indolyl group, carbazolyl group , Ar 1 is selected from among aryl group, naphthyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, pyrenyl group When Ar 1 is an aryl group, at least one of R 4 and R 6 is an aryl group, heteroaryl group, naphthyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, pyrenyl group , benzofuranyl group, dibenzofuranyl group, benzo Thiophenyl group, dibenzothiophene Group, an indolyl group, .Ar 1 is naphthyl group selected from carbazolyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, when the pyrenyl group, at least one of R 1 to R 9, Ar 1 is, t- butyl group , A group selected from a dibenzofuranyl group and a carbazolyl group.)
Further, the present invention is a light-emitting element that has at least a light-emitting layer between an anode and a cathode and emits light by electric energy, and the light-emitting element contains a light-emitting element material represented by the general formula (1). A light-emitting element is characterized.
本発明は、発光素子等に利用可能な発光性能の高い発光素子材料を提供できる。さらに本発明によれば、上記発光素子材料を用いることによって、発光効率が高く、耐久性に優れた発光素子が得られる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a light emitting element material having high light emission performance that can be used for a light emitting element or the like. Furthermore, according to the present invention, by using the light emitting element material, a light emitting element having high luminous efficiency and excellent durability can be obtained.
まず、本発明において用いる一般式(1)で表されるピレン化合物について説明する。 First, the pyrene compound represented by the general formula (1) used in the present invention will be described.
R1〜R9はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基、ハロゲン、シアノ基、ホスフィンオキサイド基、シリル基の中から選ばれる。R1〜R9は隣接する置換基同士で環を形成してもよい。Ar1はアリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基の中から選ばれ、Ar1がアリール基あるいはヘテロアリール基のとき、R4およびR6の少なくとも一つは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基の中から選ばれる。 R 1 to R 9 may be the same or different and are each hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, aryl thioether Group, aryl group, heteroaryl group, condensed aryl group, condensed heteroaryl group, halogen, cyano group, phosphine oxide group, and silyl group. R 1 to R 9 may form a ring with adjacent substituents. Ar 1 is selected from an aryl group, a heteroaryl group, a fused aryl group, and a fused heteroaryl group, and when Ar 1 is an aryl group or a heteroaryl group, at least one of R 4 and R 6 is an alkyl group, It is selected from a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a fused aryl group, and a fused heteroaryl group.
これらの置換基のうち、アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。置換されている場合の追加の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アミノ基等を挙げることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常1以上20以下、より好ましくは1以上8以下の範囲である。 Among these substituents, the alkyl group is, for example, a saturated aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a tert-butyl group. This may or may not have a substituent. There is no restriction | limiting in particular in the additional substituent in the case of being substituted, For example, an alkyl group, an aryl group, heteroaryl group, an amino group etc. can be mentioned, This point is common also in the following description. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20 and more preferably 1 to 8 from the viewpoint of availability and cost.
シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、通常、3以上20以下の範囲である。 The cycloalkyl group represents a saturated alicyclic hydrocarbon group such as cyclopropyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantyl, etc., which may or may not have a substituent. Although carbon number of an alkyl group part is not specifically limited, Usually, it is the range of 3-20.
複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、2以上20以下の範囲である。 The heterocyclic group refers to an aliphatic ring having atoms other than carbon, such as a pyran ring, a piperidine ring, and a cyclic amide, in the ring, which may or may not have a substituent. . Although carbon number of a heterocyclic group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-20.
アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、2以上20以下の範囲である。 An alkenyl group shows the unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing double bonds, such as a vinyl group, an allyl group, and a butadienyl group, and this may or may not have a substituent. Although carbon number of an alkenyl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-20.
シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。 The cycloalkenyl group refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond such as a cyclopentenyl group, a cyclopentadienyl group, or a cyclohexenyl group, which may have a substituent. You don't have to.
アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、2以上20以下の範囲である。 An alkynyl group shows the unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing triple bonds, such as an ethynyl group, for example, and may or may not have a substituent. Although carbon number of an alkynyl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-20.
アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのエーテル結合を介して脂肪族炭化水素基が結合した官能基を示し、この脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、通常、1以上20以下の範囲である。 The alkoxy group refers to, for example, a functional group having an aliphatic hydrocarbon group bonded through an ether bond such as a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group, and the aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. It may not have. Although carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, Usually, it is the range of 1-20.
アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アルキルチオ基の炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、通常、1以上20以下の範囲である。 The alkylthio group is a group in which an oxygen atom of an ether bond of an alkoxy group is substituted with a sulfur atom. The hydrocarbon group of the alkylthio group may or may not have a substituent. Although carbon number of an alkylthio group is not specifically limited, Usually, it is the range of 1-20.
アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基など、エーテル結合を介した芳香族炭化水素基が結合した官能基を示し、芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、6以上40以下の範囲である。 An aryl ether group refers to a functional group to which an aromatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, such as a phenoxy group, and the aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Good. Although carbon number of an aryl ether group is not specifically limited, Usually, it is the range of 6-40.
アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アリールエーテル基における芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、6以上40以下の範囲である。 An aryl thioether group is one in which the oxygen atom of the ether bond of the aryl ether group is substituted with a sulfur atom. The aromatic hydrocarbon group in the aryl ether group may or may not have a substituent. Although carbon number of an aryl ether group is not specifically limited, Usually, it is the range of 6-40.
アリール基とは、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基など、芳香環同士が縮合していない芳香族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、6以上40以下の範囲である。 An aryl group refers to an aromatic hydrocarbon group in which aromatic rings are not condensed with each other, such as a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, and a quarterphenyl group. It does not have to be. Although carbon number of an aryl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 6-40.
ヘテロアリール基とは、例えば、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、ピリジル基、ピラジル基など、炭素以外の原子を環内に有し、かつ芳香環同士が縮合していない芳香族基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロアリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、2以上30以下の範囲である。 The heteroaryl group refers to an aromatic group having atoms other than carbon in the ring, such as furanyl group, thiophenyl group, oxazolyl group, pyridyl group, pyrazyl group, and the aromatic rings are not condensed with each other, This may or may not have a substituent. Although carbon number of heteroaryl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-30.
縮合アリール基とは、例えば、ナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基など、2つ以上の芳香環が縮合した芳香族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。縮合アリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、10以上40以下の範囲である。 The condensed aryl group refers to an aromatic hydrocarbon group in which two or more aromatic rings are condensed, such as a naphthyl group, a phenanthryl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, and the like, which has a substituent. It does not have to be. The number of carbon atoms of the fused aryl group is not particularly limited, but is usually in the range of 10 or more and 40 or less.
縮合ヘテロアリール基とは、例えば、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、キノリニル基、フェナントロリニル基、カルバゾリル基など、炭素以外の原子を環内に有し、かつ2つ以上の芳香環が縮合した芳香族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。縮合ヘテロアリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、5以上30以下の範囲である。 A fused heteroaryl group has, for example, a benzofuranyl group, a dibenzofuranyl group, a quinolinyl group, a phenanthrolinyl group, a carbazolyl group, and the like, and has two or more aromatic rings condensed in the ring. An aromatic hydrocarbon group, which may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the fused heteroaryl group is not particularly limited, but is usually in the range of 5 to 30.
ハロゲン原子とは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。
ホスフィンオキサイド基は、置換基を有していても有していなくてもよく、置換基は例えばアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられ、これら置換基はさらに置換されてもよい。
The halogen atom represents fluorine, chlorine, bromine or iodine.
The phosphine oxide group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. These substituents are further substituted. May be.
シリル基とは、例えば、トリメチルシリル基などのケイ素原子への結合を有する官能基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。シリル基の炭素数は特に限定されないが、通常、3以上20以下の範囲である。また、ケイ素数は、通常、1以上6以下である。 A silyl group refers to, for example, a functional group having a bond to a silicon atom, such as a trimethylsilyl group, which may or may not have a substituent. Although carbon number of a silyl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 3-20. The number of silicon is usually 1 or more and 6 or less.
上記置換基は隣接する置換基同士で環を形成してもよい。一般式(1)で説明すると、R1〜R9の中から選ばれる任意の隣接2置換基(例えばR1とR2)が互いに結合して共役または非共役の環を形成するものである。環の構成元素として、炭素以外にも窒素、酸素、硫黄、リン、ケイ素原子を含んでいてもよい。 The above substituents may form a ring with adjacent substituents. Explained by the general formula (1), any two adjacent substituents selected from R 1 to R 9 (for example, R 1 and R 2 ) are bonded to each other to form a conjugated or non-conjugated ring. . In addition to carbon, nitrogen, oxygen, sulfur, phosphorus, and silicon atoms may be included as ring constituent elements.
本発明の一般式(1)で表されるピレン化合物は、ピレン骨格の2位(Ar1)にアリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基の中から選ばれる基を有し、Ar1がアリール基またはヘテロアリール基のとき、R4およびR6の少なくとも一つがアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基の中から選ばれることにより、高い薄膜安定性を有する優れた発光素子材料となる。中でも一般式(1)のAr1がアリール基またはヘテロアリール基のとき、R4およびR6の少なくとも一つがアリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基の中から選ばれると、蛍光量子収率が向上するため好ましく、R4およびR6がともに、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基の中から選ばれると、薄膜安定性がさらに向上するため好ましい。 The pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention has a group selected from an aryl group, a heteroaryl group, a condensed aryl group, and a condensed heteroaryl group at the 2-position (Ar 1 ) of the pyrene skeleton. When Ar 1 is an aryl group or a heteroaryl group, at least one of R 4 and R 6 is selected from an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a condensed aryl group, and a condensed heteroaryl group Thus, an excellent light emitting device material having high thin film stability is obtained. Among them, when Ar 1 in the general formula (1) is an aryl group or a heteroaryl group, when at least one of R 4 and R 6 is selected from an aryl group, a heteroaryl group, a condensed aryl group, and a condensed heteroaryl group, Thin film stability when R 4 and R 6 are both selected from an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a condensed aryl group, and a condensed heteroaryl group. Is preferable because of further improvement.
本発明の一般式(1)で表されるピレン化合物は、ピレン骨格の2位(Ar1)に縮合アリールまたは縮合ヘテロアリールを有することにより、高い薄膜安定性を有する優れた発光素子材料となる。中でも、Ar1がナフチル基、フェナンスリル基、アントラセニル基、ピレニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基およびカルバゾリル基の中から選ばれると、蛍光量子収率が向上するため好ましい。また、Ar1が縮合アリール基であり、R1〜R9の少なくとも一つがアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基の中から選ばれる、もしくはAr1が縮合ヘテロアリール基であり、R1〜R9の少なくとも一つがアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、縮合アリール基の中から選ばれると、薄膜安定性がさらに向上するため好ましい。 The pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention has a condensed aryl or condensed heteroaryl at the 2-position (Ar 1 ) of the pyrene skeleton, whereby it becomes an excellent light-emitting element material having high thin film stability. . In particular, when Ar 1 is selected from naphthyl, phenanthryl, anthracenyl, pyrenyl, benzofuranyl, benzothiophenyl, indolyl, dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl and carbazolyl, This is preferable because the rate is improved. Ar 1 is a condensed aryl group, and at least one of R 1 to R 9 is selected from an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a condensed aryl group, and a condensed heteroaryl group, or Ar It is preferable that 1 is a condensed heteroaryl group and at least one of R 1 to R 9 is selected from an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a condensed aryl group because the thin film stability is further improved.
また、一般式(1)のR1〜R9およびAr1の少なくとも1つが、正孔輸送性基を含むことが、電荷輸送性や耐久性向上の点から好ましい。正孔輸送性基とは、メチル基、t−ブチル基などのアルキル基、メトキシ基などのアルコキシ基、フラニル基、チオフェニル基、ピロリル基などのヘテロアリール基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、インドリル基、カルバゾリル基などの縮合ヘテロアリール基など電子供与性を有する置換基であれば特に限定されないが、中でもジベンゾフラニル基、カルバゾリル基が特に好ましい例として挙げられる。 Further, the formula (1) R 1 to R 9 and Ar 1 of at least one of, comprise a hole-transporting group, from the viewpoint of charge transporting property and durability. The hole transporting group is an alkyl group such as methyl group or t-butyl group, an alkoxy group such as methoxy group, a heteroaryl group such as furanyl group, thiophenyl group or pyrrolyl group, benzofuranyl group, dibenzofuranyl group, benzoic group. The substituent is not particularly limited as long as it is a substituent having an electron donating property such as a condensed heteroaryl group such as a thiophenyl group, a dibenzothiophenyl group, an indolyl group, and a carbazolyl group. Among them, a dibenzofuranyl group and a carbazolyl group are particularly preferable examples. It is done.
一般式(1)で表されるピレン化合物の中でも、一般式(2)のピレン化合物が好ましい。 Among the pyrene compounds represented by the general formula (1), the pyrene compound represented by the general formula (2) is preferable.
R10〜R26はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基、ハロゲン、シアノ基、ホスフィンオキサイド基、シリル基の中から選ばれる。R10〜R26は隣接する置換基同士で環を形成してもよい。Ar2はアリール基、ヘテロアリール基、縮合アリール基、縮合ヘテロアリール基の中から選ばれる。これら置換基の説明は、一般式(1)の説明と同様である。 R 10 to R 26 may be the same as or different from each other, and hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl ether group, and an aryl thioether Group, aryl group, heteroaryl group, condensed aryl group, condensed heteroaryl group, halogen, cyano group, phosphine oxide group, and silyl group. R 10 to R 26 may form a ring with adjacent substituents. Ar 2 is selected from an aryl group, a heteroaryl group, a fused aryl group, and a fused heteroaryl group. The explanation of these substituents is the same as that of the general formula (1).
本発明の一般式(1)で表されるピレン化合物は高い蛍光量子収率と薄膜安定性を有するため、発光素子材料として用いることにより、発光効率が高く、かつ耐久性に優れた発光素子が可能となる。 Since the pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention has high fluorescence quantum yield and thin film stability, a light emitting device having high luminous efficiency and excellent durability can be obtained by using it as a light emitting device material. It becomes possible.
上記のようなピレン化合物として、特に限定されないが、具体的には以下のような例が挙げられる。 Although it does not specifically limit as the above pyrene compounds, Specifically, the following examples are given.
ピレン化合物の合成には、公知の方法を使用することができる。ピレン骨格へアリール基を導入する方法としては、例えば、パラジウムやニッケル触媒下でのハロゲン化ピレン誘導体とアリールボロン酸またはアリールボロン酸エステルのカップリング反応を用いる方法が挙げられる。ピレン骨格の2位にアリール基を導入する方法としては、例えば、イリジウム触媒下でピレンの2位にボロン酸エステルを導入した後、パラジウムやニッケル触媒下でのピレンボロン酸エステルとハロゲン化アリールのカップリング反応を用いる方法が挙げられる。 A known method can be used for the synthesis of the pyrene compound. Examples of the method for introducing an aryl group into the pyrene skeleton include a method using a coupling reaction between a halogenated pyrene derivative and an aryl boronic acid or aryl boronic acid ester under a palladium or nickel catalyst. As a method for introducing an aryl group into the 2-position of the pyrene skeleton, for example, after introducing a boronic acid ester into the 2-position of pyrene under an iridium catalyst, a cup of pyreneboronic acid ester and aryl halide under a palladium or nickel catalyst is used. A method using a ring reaction may be mentioned.
また、ピレン骨格へアルキル基を導入する方法としては、例えばルイス酸を用いたハロゲン化アルキルとのFriedel−Crafts反応や、ピレンカルボキシアルデヒド誘導体ピレンカルボン酸誘導体の還元反応を用いる方法が挙げられる。 Examples of a method for introducing an alkyl group into the pyrene skeleton include a method using a Friedel-Crafts reaction with an alkyl halide using a Lewis acid and a reduction reaction of a pyrenecarboxaldehyde derivative pyrenecarboxylic acid derivative.
次に、本発明における発光素子の実施形態について例をあげて説明する。本発明の発光素子は、少なくとも陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極との間に介在する発光素子材料からなる有機層とで構成されている。 Next, embodiments of the light-emitting element in the present invention will be described with examples. The light emitting device of the present invention is composed of at least an anode and a cathode, and an organic layer made of a light emitting device material interposed between the anode and the cathode.
本発明で用いられる陽極は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料であれば特に限定されないが、比較的仕事関数の大きい材料を用いるのが好ましく、例えば、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛インジウム、酸化錫インジウム(ITO)などの導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロールおよびポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが挙げられる。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。 The anode used in the present invention is not particularly limited as long as it can efficiently inject holes into the organic layer. However, it is preferable to use a material having a relatively large work function, for example, tin oxide, indium oxide, zinc oxide. Conductive metal oxides such as indium and indium tin oxide (ITO), metals such as gold, silver and chromium, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole and polyaniline, etc. Is mentioned. These electrode materials may be used alone, or a plurality of materials may be laminated or mixed.
陽極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよく、発光素子の消費電力の点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、300Ω/□以下のITO基板であれば素子電極として機能するが、現在では10Ω/□程度の基板の供給も可能になっていることから、100Ω/□以下の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ITOの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常100〜300nmの間で用いられることが多い。 The resistance of the anode is not limited as long as a current sufficient for light emission of the light emitting element can be supplied, and is preferably low from the viewpoint of power consumption of the light emitting element. For example, an ITO substrate of 300Ω / □ or less will function as a device electrode, but since it is now possible to supply a substrate of about 10Ω / □, use a low-resistance product of 100Ω / □ or less. Is particularly desirable. The thickness of ITO can be arbitrarily selected according to the resistance value, but is usually used in a range of 100 to 300 nm.
また、発光素子の機械的強度を保つために、発光素子を基板上に形成することが好ましい。基板は、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板が好適に用いられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、0.5mm以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、SiO2などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することもできる。さらに、陽極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなく、例えば、プラスチック基板上に陽極を形成しても良い。ITO膜形成方法は、電子線ビーム法、スパッタリング法および化学反応法など特に制限を受けるものではない。 In order to maintain the mechanical strength of the light emitting element, the light emitting element is preferably formed over a substrate. As the substrate, a glass substrate such as soda glass or non-alkali glass is preferably used. As the thickness of the glass substrate, it is sufficient that the thickness is sufficient to maintain the mechanical strength. The glass material is preferably alkali-free glass because it is better to have less ions eluted from the glass, but soda lime glass with a barrier coat such as SiO 2 is also available on the market. it can. Furthermore, if the anode functions stably, the substrate does not have to be glass. For example, the anode may be formed on a plastic substrate. The ITO film forming method is not particularly limited, such as an electron beam method, a sputtering method, and a chemical reaction method.
本発明で用いられる陰極に用いられる材料は、電子を有機層に効率良く注入できる物質であれば特に限定されないが、一般に白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウムおよびマグネシウムならびにこれらの合金などが挙げられる。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は、一般に大気中で不安定であることが多いため、有機層に微量のリチウムやマグネシウムをドーピングまたは積層(真空蒸着の膜厚計表示で1nm以下)して安定性の高い電極を得る方法が好ましい例として挙げることができる。また、フッ化リチウムのような無機塩の使用も可能である。更に、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物を積層することが、好ましい例として挙げられる。これらの電極の作製法は、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。 The material used for the cathode used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance that can efficiently inject electrons into the organic layer, but is generally platinum, gold, silver, copper, iron, tin, zinc, aluminum, indium, chromium. Lithium, sodium, potassium, cesium, calcium and magnesium, and alloys thereof. Lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, magnesium, or alloys containing these low work function metals are effective for increasing the electron injection efficiency and improving device characteristics. However, since these low work function metals are generally unstable in the atmosphere, they are stable by doping or laminating a small amount of lithium or magnesium in the organic layer (1 nm or less on the thickness gauge display of vacuum deposition). A preferred example is a method for obtaining a highly conductive electrode. Also, an inorganic salt such as lithium fluoride can be used. Furthermore, for electrode protection, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, or alloys using these metals, inorganic substances such as silica, titania and silicon nitride, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride Lamination of organic polymer compounds such as hydrocarbon polymer compounds is a preferred example. The method for producing these electrodes is not particularly limited as long as conduction can be achieved, such as resistance heating, electron beam, sputtering, ion plating, and coating.
本発明の発光素子は、有機層が一般式(1)で表されるピレン化合物を含む発光素子材料により形成される。発光素子材料とは、自ら発光するもの、およびその発光を助けるもののいずれかに該当し、発光に関与している化合物を指すものであり、具体的には、正孔輸送材料、発光材料および電子輸送材料などが該当する。 The light-emitting element of the present invention is formed of a light-emitting element material in which the organic layer contains a pyrene compound represented by the general formula (1). The light-emitting element material corresponds to either a compound that emits light by itself or a compound that assists the light emission, and refers to a compound that participates in light emission. Specifically, a hole-transport material, a light-emitting material, and an electron This includes transportation materials.
本発明の発光素子を構成する有機層は、少なくとも発光素子材料を有する発光層から構成される。有機層の構成例は、発光層のみからなる構成の他に、1)正孔輸送層/発光層/電子輸送層および、2)発光層/電子輸送層、3)正孔輸送層/発光層などの積層構成が挙げられる。また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよい。正孔輸送層および電子輸送層が複数層を有する場合、電極に接する側の層をそれぞれ正孔注入層および電子注入層と呼ぶことがあるが、以下の説明では正孔注入材料は正孔輸送材料に、電子注入材料は電子輸送材料にそれぞれ含まれる。 The organic layer constituting the light emitting element of the present invention is composed of a light emitting layer having at least a light emitting element material. Examples of the organic layer include, in addition to the structure consisting of only the light emitting layer, 1) a hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer, 2) light emitting layer / electron transport layer, and 3) hole transport layer / light emitting layer. And the like. Each of the layers may be a single layer or a plurality of layers. When the hole transport layer and the electron transport layer have a plurality of layers, the layers in contact with the electrodes may be referred to as a hole injection layer and an electron injection layer, respectively. In the material, the electron injection material is included in the electron transport material.
正孔輸送層は、正孔輸送材料の一種または二種以上を積層または混合する方法、もしくは、正孔輸送材料と高分子結着剤の混合物を用いる方法により形成される。また、正孔輸送材料に塩化鉄(III)のような無機塩を添加して正孔輸送層を形成してもよい。正孔輸送材料は、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。例えば、4,4’−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、ビス(N−アリルカルバゾール)またはビス(N−アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましい。い。 The hole transport layer is formed by a method of laminating or mixing one or more hole transport materials or a method using a mixture of a hole transport material and a polymer binder. Alternatively, the hole transport layer may be formed by adding an inorganic salt such as iron (III) chloride to the hole transport material. The hole transport material is not particularly limited as long as it is a compound that forms a thin film necessary for manufacturing a light emitting element, can inject holes from the anode, and can further transport holes. For example, 4,4′-bis (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) biphenyl, 4,4′-bis (N- (1-naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl, 4,4 Triphenylamine derivatives such as', 4 "-tris (3-methylphenyl (phenyl) amino) triphenylamine, biscarbazole derivatives such as bis (N-allylcarbazole) or bis (N-alkylcarbazole), pyrazoline derivatives, Heterocyclic compounds such as stilbene compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives and thiophene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, and polymer systems such as polycarbonates, styrene derivatives, polythiophene, polyaniline , Polyfluorene, poly Such alkenyl carbazole and polysilane are preferred. There.
本発明において、発光層は単一層、複数層のどちらでもよく、いずれもホスト材料およびドーパント材料を主成分とする発光材料により形成される。発光材料はホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の発光素子では、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のいずれか一方のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれでもよい。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、ホスト材料に対して20重量%以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは10重量%以下である。ドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着しても良い。 In the present invention, the light emitting layer may be either a single layer or a plurality of layers, both of which are formed of a light emitting material mainly composed of a host material and a dopant material. The light emitting material may be a mixture of a host material and a dopant material, or may be a host material alone. That is, in the light emitting device of the present invention, in each light emitting layer, only one of the host material and the dopant material may emit light, or both the host material and the dopant material may emit light. Each of the host material and the dopant material may be one kind or a plurality of combinations. The dopant material may be included in the entire host material or may be partially included. The dopant material may be laminated or dispersed. If the amount of the dopant material is too large, a concentration quenching phenomenon occurs, so that it is preferably used at 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less with respect to the host material. The doping method can be formed by a co-evaporation method with a host material, but may be pre-mixed with the host material and then simultaneously deposited.
一般式(1)で表されるピレン化合物は本発明の発光素子の発光材料として好適に用いられる。また、本発明のピレン化合物は、青色領域に強い発光を示すことから、青色発光材料として好適に用いられるが、緑色〜赤色発光素子や白色発光素子用の材料としても用いることが可能である。本発明のピレン化合物はドーパント材料として用いてもよいが、薄膜安定性に優れることから、ホスト材料として好適に用いられる。 The pyrene compound represented by the general formula (1) is suitably used as a light emitting material of the light emitting device of the present invention. In addition, the pyrene compound of the present invention exhibits strong light emission in the blue region and is therefore preferably used as a blue light emitting material, but can also be used as a material for green to red light emitting elements and white light emitting elements. Although the pyrene compound of this invention may be used as a dopant material, since it is excellent in thin film stability, it is used suitably as a host material.
本発明の一般式(1)で表されるピレン化合物のイオン化ポテンシャルは、特に限定されないが、好ましくは4.6eV以上6.0eV以下であり、より好ましくは4.8eV以上5.8eV以下である。なお、イオン化ポテンシャルの絶対値は測定方法により異なる場合があるが、本発明のイオン化ポテンシャルは、大気雰囲気型紫外線光電子分析装置(AC−1、理研機器(株)製)を用いて、ITOガラス基板上に30nm〜100nmの厚さに蒸着した薄膜を測定した値である。 The ionization potential of the pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention is not particularly limited, but is preferably 4.6 eV or more and 6.0 eV or less, more preferably 4.8 eV or more and 5.8 eV or less. . Although the absolute value of the ionization potential may vary depending on the measurement method, the ionization potential of the present invention is an ITO glass substrate using an atmospheric-type ultraviolet photoelectron analyzer (AC-1, manufactured by Riken Kikai Co., Ltd.). It is the value which measured the thin film vapor-deposited on the thickness of 30 nm-100 nm on the top.
本発明で用いられるホスト材料は、本発明の一般式(1)で表されるピレン化合物一種のみに限る必要はなく、本発明の複数のピレン化合物を混合して用いたり、その他のホスト材料の一種類以上を本発明のピレン化合物と混合して用いてもよい。混合しうるホスト材料としては、発光体であるアントラセンやピレンなどの縮合アリール誘導体、N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス(8−キノリナート)アルミニウム(III)をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ピロロピロール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体が好適に用いられる。 The host material used in the present invention need not be limited to one kind of pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention, and a plurality of pyrene compounds of the present invention may be mixed and used. One or more kinds may be used as a mixture with the pyrene compound of the present invention. Examples of the host material that can be mixed include condensed aryl derivatives such as anthracene and pyrene as light emitters, N, N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl-4,4′-diphenyl-1,1′-diamine, and the like. Aromatic amine derivatives, metal chelated oxinoid compounds such as tris (8-quinolinato) aluminum (III), bisstyryl derivatives such as distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, For pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, oxadiazole derivatives, carbazole derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, polymers, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinyl Tetrazole derivatives, polythiophene derivatives are suitably used.
発光材料に含有されるドーパント材料は、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデンなどのアリール環を有する化合物やその誘導体(例えば2−(ベンゾチアゾール−2−イル)−9,10−ジフェニルアントラセンや5,6,11,12−テトラフェニルナフタセンなど)、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、9−シラフルオレン、9,9’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどのヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、4,4’−ビス(2−(4−ジフェニルアミノフェニル)エテニル)ビフェニル、4,4’−ビス(N−(スチルベン−4−イル)−N−フェニルアミノ)スチルベンなどのアミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ[3,4−c]ピロール誘導体、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−9−(2’−ベンゾチアゾリル)キノリジノ[9,9a,1−gh]クマリンなどのクマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などが挙げられる。中でも、電子受容性置換基を有する縮合アリール誘導体をドーパントとして用いると、本発明のピレン化合物が有する薄膜安定性の効果がより顕著になるため、好ましい。具体的には、1−(ベンゾオキサゾール−2−イル)−3,8−ビス(4−メチルフェニル)ピレンに代表されるベンゾアゾール基を有するピレン化合物が特に好ましいドーパントとして挙げられる。 The dopant material contained in the light-emitting material is not particularly limited, but a compound having an aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, triphenylene, perylene, fluorene, indene, or a derivative thereof (for example, 2- (benzothiazole-2- Yl) -9,10-diphenylanthracene and 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene), furan, pyrrole, thiophene, silole, 9-silafluorene, 9,9'-spirobisilafluorene, benzothiophene , Benzofuran, indole, dibenzothiophene, dibenzofuran, imidazopyridine, phenanthroline, pyrazine, naphthyridine, quinoxaline, pyrrolopyridine, thioxanthene, etc. Aminostyryl such as zen derivatives, 4,4′-bis (2- (4-diphenylaminophenyl) ethenyl) biphenyl, 4,4′-bis (N- (stilben-4-yl) -N-phenylamino) stilbene Derivatives, aromatic acetylene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, stilbene derivatives, aldazine derivatives, pyromethene derivatives, diketopyrrolo [3,4-c] pyrrole derivatives, 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-9- (2 Coumarin derivatives such as' -benzothiazolyl) quinolidino [9,9a, 1-gh] coumarin, azole derivatives such as imidazole, thiazole, thiadiazole, carbazole, oxazole, oxadiazole, triazole and metal complexes thereof, and N, N'-diphenyl -N, N'-di (3-methyl And aromatic amine derivatives typified by phenyl) -4,4'-diphenyl-1,1'-diamine. Among them, it is preferable to use a condensed aryl derivative having an electron-accepting substituent as a dopant because the effect of the thin film stability of the pyrene compound of the present invention becomes more remarkable. Specifically, pyrene compounds having a benzoazole group typified by 1- (benzoxazol-2-yl) -3,8-bis (4-methylphenyl) pyrene are particularly preferable dopants.
本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層である。電子輸送層には、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが望まれる。そのため電子輸送層は、電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質で構成されることが望ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、電子輸送層が陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たすならば、電子輸送能力がそれ程高くない材料で構成されていても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料で構成されている場合と同等となる。したがって、本発明における電子輸送層には、正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれる。 In the present invention, the electron transport layer is a layer in which electrons are injected from the cathode and further transports electrons. The electron transport layer has high electron injection efficiency, and it is desired to efficiently transport injected electrons. Therefore, it is desirable that the electron transport layer is made of a material having a high electron affinity, a high electron mobility, excellent stability, and a trapping impurity that is unlikely to be generated during manufacture and use. However, considering the transport balance between holes and electrons, if the electron transport layer mainly plays a role of effectively preventing the holes from the anode from recombining and flowing to the cathode side, the electron transport Even if it is made of a material that does not have a high capability, the effect of improving the luminous efficiency is equivalent to that of a material that has a high electron transport capability. Therefore, the electron transport layer in the present invention includes a hole blocking layer that can efficiently block the movement of holes as the same meaning.
電子輸送層に用いられる電子輸送材料は、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、4,4’−ビス(ジフェニルエテニル)ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)などのキノリノール錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体、電子受容性窒素を有するヘテロアリール環を有する化合物などが挙げられる。 The electron transport material used for the electron transport layer is not particularly limited, but is a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene or anthracene or a derivative thereof, or a styryl-based fragrance represented by 4,4′-bis (diphenylethenyl) biphenyl. Ring derivatives, perylene derivatives, perinone derivatives, coumarin derivatives, naphthalimide derivatives, quinone derivatives such as anthraquinone and diphenoquinone, phosphorus oxide derivatives, carbazole derivatives and indole derivatives, quinolinol complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum (III) and hydroxy Examples thereof include hydroxyazole complexes such as phenyloxazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes and flavonol metal complexes, and compounds having a heteroaryl ring having electron-accepting nitrogen.
本発明における電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を含むヘテロアリール環は、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。 The electron-accepting nitrogen in the present invention represents a nitrogen atom that forms a multiple bond with an adjacent atom. Since the nitrogen atom has a high electronegativity, the multiple bond has an electron accepting property. Therefore, heteroaryl rings containing electron-accepting nitrogen have a high electron affinity. Heteroaryl rings containing electron-accepting nitrogen include, for example, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, quinoxaline ring, naphthyridine ring, pyrimidopyrimidine ring, benzoquinoline ring, phenanthroline ring, imidazole ring, oxazole ring, oxalate ring, Examples include a diazole ring, a triazole ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, a benzimidazole ring, and a phenanthrimidazole ring.
また、本発明の電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物は、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成されることが好ましい。これらの元素で構成された電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物は、高い電子輸送能を有し、駆動電圧を著しく低減できる。 The compound having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen of the present invention is preferably composed of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon and phosphorus. A compound having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen composed of these elements has a high electron transporting ability and can significantly reduce a driving voltage.
電子受容性窒素を含み、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成されるヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、1,3−ビス[(4−tert−ブチルフェニル)1,3,4−オキサジアゾリル]フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、N−ナフチル−2,5−ジフェニル−1,3,4−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや1,3−ビス(1,10−フェナントロリン−9−イル)ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、2,2’−ビス(ベンゾ[h]キノリン−2−イル)−9,9’−スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、2,5−ビス(6’−(2’,2”−ビピリジル))−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロールなどのビピリジン誘導体、1,3−ビス(4’−(2,2’:6’2”−ターピリジニル))ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス(1−ナフチル)−4−(1,8−ナフチリジン−2−イル)フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の点から好ましく用いられる。さらに、1,3−ビス(1,10−フェナントロリン−9−イル)ベンゼン、2,7−ビス(1,10−フェナントロリン−9−イル)ナフタレン、1,3−ビス(2−フェニル−1,10−フェナントロリン−9−イル)ベンゼンなどのフェナントロリン二量体、および2,5−ビス(6’−(2’,2”−ビピリジル))−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロールなどのビピリジン二量体は、本発明の一般式(1)で表されるピレン化合物と組み合わせた際の耐久性向上効果が著しく高く、特に好ましい例として挙げられる。 Examples of compounds having a heteroaryl ring structure containing an electron-accepting nitrogen and composed of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus include benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, and benzthiazoles. Preferred examples include derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, oligopyridine derivatives such as bipyridine and terpyridine, quinoxaline derivatives, and naphthyridine derivatives. . Among them, imidazole derivatives such as tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene, oxadiazole derivatives such as 1,3-bis [(4-tert-butylphenyl) 1,3,4-oxadiazolyl] phenylene, Triazole derivatives such as N-naphthyl-2,5-diphenyl-1,3,4-triazole, phenanthroline derivatives such as bathocuproine and 1,3-bis (1,10-phenanthroline-9-yl) benzene, 2,2 ′ A benzoquinoline derivative such as bis (benzo [h] quinolin-2-yl) -9,9′-spirobifluorene, 2,5-bis (6 ′-(2 ′, 2 ″ -bipyridyl))-1, Bipyridine derivatives such as 1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, 1,3-bis (4 ′-(2,2 ′: 6′2 ″ -ta Terpyridine derivatives such as pyridinyl)) benzene, naphthyridine derivatives such as bis (1-naphthyl) -4- (1,8-naphthyridin-2-yl) phenylphosphine oxide are preferably used from the viewpoint of electron transporting capability. Furthermore, 1,3-bis (1,10-phenanthroline-9-yl) benzene, 2,7-bis (1,10-phenanthroline-9-yl) naphthalene, 1,3-bis (2-phenyl-1, Phenanthroline dimers such as 10-phenanthroline-9-yl) benzene, 2,5-bis (6 ′-(2 ′, 2 ″ -bipyridyl))-1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, etc. This bipyridine dimer has a significantly high durability improving effect when combined with the pyrene compound represented by the general formula (1) of the present invention, and is particularly preferable.
上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の2種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。また、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの金属と混合して用いることも可能である。電子輸送層のイオン化ポテンシャルは、特に限定されないが、好ましくは5.8eV以上8.0eV以下であり、より好ましくは6.0eV以上7.5eV以下である。 The electron transport material may be used alone, but two or more of the electron transport materials may be mixed and used, or one or more of the other electron transport materials may be mixed with the electron transport material. It is also possible to use a mixture with a metal such as an alkali metal or an alkaline earth metal. The ionization potential of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably 5.8 eV or more and 8.0 eV or less, and more preferably 6.0 eV or more and 7.5 eV or less.
発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。 The method of forming each layer constituting the light emitting element is not particularly limited, such as resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, molecular lamination method, coating method, etc., but resistance heating vapor deposition or electron beam vapor deposition is usually used in terms of element characteristics. preferable.
層の厚みは、発光素子材料の抵抗値にもよるので限定することはできないが、1〜1000nmの間から選ばれる。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは1nm以上200nm以下であり、さらに好ましくは5nm以上100nm以下である。 The thickness of the layer cannot be limited because it depends on the resistance value of the light emitting element material, but is selected from 1 to 1000 nm. The film thicknesses of the light emitting layer, the electron transport layer, and the hole transport layer are each preferably 1 nm to 200 nm, and more preferably 5 nm to 100 nm.
本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるよう選ばれるべきである。 The light-emitting element of the present invention has a function of converting electrical energy into light. Here, a direct current is mainly used as the electric energy, but a pulse current or an alternating current can also be used. The current value and voltage value are not particularly limited, but should be selected so that the maximum luminance can be obtained with as low energy as possible in consideration of the power consumption and lifetime of the device.
本発明の発光素子は、例えば、マトリクスおよび/またはセグメント方式で表示するディスプレイとして好適に用いられる。 The light emitting device of the present invention is suitably used as a display for displaying in a matrix and / or segment system, for example.
マトリクス方式とは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置され、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が300μm以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がmmオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法は、線順次駆動方法やアクティブマトリクスのどちらでもよい。線順次駆動はその構造が簡単であるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリクスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。 In the matrix method, pixels for display are two-dimensionally arranged such as a lattice shape or a mosaic shape, and a character or an image is displayed by a set of pixels. The shape and size of the pixel are determined by the application. For example, a square pixel with a side of 300 μm or less is usually used for displaying images and characters on a personal computer, monitor, TV, and a pixel with a side of mm order for a large display such as a display panel. become. In monochrome display, pixels of the same color may be arranged. However, in color display, red, green, and blue pixels are displayed side by side. In this case, there are typically a delta type and a stripe type. The matrix driving method may be either a line sequential driving method or an active matrix. Although the structure of the line sequential drive is simple, the active matrix may be superior in consideration of the operation characteristics, and it is necessary to use it depending on the application.
本発明におけるセグメント方式とは、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、このパターンの配置によって決められた領域を発光させる方式である。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。 The segment system in the present invention is a system in which a pattern is formed so as to display predetermined information and an area determined by the arrangement of the pattern is caused to emit light. For example, the time and temperature display in a digital clock or a thermometer, the operation state display of an audio device or an electromagnetic cooker, the panel display of an automobile, etc. The matrix display and the segment display may coexist in the same panel.
本発明の発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の発光素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。 The light emitting device of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices. The backlight is used mainly for the purpose of improving the visibility of a display device that does not emit light, and is used for a liquid crystal display device, a clock, an audio device, an automobile panel, a display panel, a sign, and the like. In particular, the light-emitting element of the present invention is preferably used for a backlight for a liquid crystal display device, particularly a personal computer for which a reduction in thickness is being considered, and a backlight that is thinner and lighter than conventional ones can be provided.
以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されない。なお、下記の各実施例にある化合物の番号は上の化学式に記載した化合物の番号を指す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited by these Examples. In addition, the number of the compound in each following Example points out the number of the compound described in the above chemical formula.
実施例1(化合物[23]の合成方法)
1−ブロモピレン2g、4−t−ブチルフェニルボロン酸1.90g、リン酸三カリウム3.13g、テトラブチルアンモニウムブロミド460mg、酢酸パラジウム69.9mgと脱気したジメチルホルムアミド70mlとの混合溶液を窒素気流下、130℃で2時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水350mlに注入し、析出した固体をろ過した。得られた個体をジクロロメタンに溶解し、水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、1−(4−t−ブチルフェニル)ピレン1.94gを得た。
Example 1 (Synthesis Method of Compound [23])
A mixed solution of 2 g of 1-bromopyrene, 1.90 g of 4-t-butylphenylboronic acid, 3.13 g of tripotassium phosphate, 460 mg of tetrabutylammonium bromide, 69.9 mg of palladium acetate and 70 ml of degassed dimethylformamide was streamed with nitrogen. Under stirring at 130 ° C. for 2 hours. After cooling to room temperature, it was poured into 350 ml of water, and the precipitated solid was filtered. The obtained solid was dissolved in dichloromethane, washed with water, dried over magnesium sulfate, and concentrated by evaporation. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography to obtain 1.94 g of 1- (4-t-butylphenyl) pyrene.
上記1.94gの1−(4−t−ブチルフェニル)ピレン、ビス(ピナコラート)ジボロン900mg、[Ir(OMe)(COD)]2194mg、4,4’−ジt−ブチル−2,2’−ビピリジル163mgと脱気したシクロヘキサン60mlとの混合溶液を窒素気流下、80℃で9.5時間加熱撹拌した。室温に冷却した後濃縮した。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、2−(1−(4−t−ブチルフェニル)ピレン−7−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン609mgを得た。 1.94 g of 1- (4-t-butylphenyl) pyrene, bis (pinacolato) diboron 900 mg, [Ir (OMe) (COD)] 2 194 mg, 4,4′-di-t-butyl-2,2 ′ -A mixed solution of 163 mg of bipyridyl and 60 ml of degassed cyclohexane was heated and stirred at 80 ° C for 9.5 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, it was concentrated. The obtained oil was purified by silica gel column chromatography to give 2- (1- (4-t-butylphenyl) pyren-7-yl) -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2 -609 mg of dioxaborolane was obtained.
上記609mgの2−(1−(4−t−ブチルフェニル)ピレン−7−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン、ブロモベンゼン280μl、リン酸三カリウム1.17g、テトラブチルアンモニウムブロミド175mg、酢酸パラジウム14.4mgと脱気したジメチルホルムアミド15mlとの混合溶液を窒素気流下、130℃で8時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水75mlに注入し、析出した固体をろ過した。得られた個体をジクロロメタンに溶解し、水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、1−(4−t−ブチルフェニル)−7−フェニルピレン494mgを得た。 609 mg of 2- (1- (4-t-butylphenyl) pyren-7-yl) -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane, 280 μl of bromobenzene, tripotassium phosphate A mixed solution of 1.17 g, tetrabutylammonium bromide 175 mg, palladium acetate 14.4 mg and degassed dimethylformamide 15 ml was heated and stirred at 130 ° C. for 8 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, it was poured into 75 ml of water, and the precipitated solid was filtered. The obtained solid was dissolved in dichloromethane, washed with water, dried over magnesium sulfate, and concentrated by evaporation. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography to obtain 494 mg of 1- (4-t-butylphenyl) -7-phenylpyrene.
上記494mgの1−(4−t−ブチルフェニル)−7−フェニルピレンとジクロロメタン120mlとメタノール40mlの混合溶液を窒素気流下、0℃に冷却した。その溶液にベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド523mgのジクロロメタン溶液10mlを滴下し、室温にて6時間撹拌した。水200mlを加え、ジクロロメタンで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、1−(4−t−ブチルフェニル)−3−ブロモ−7−フェニルピレン515mgを得た。 A mixed solution of 494 mg of 1- (4-tert-butylphenyl) -7-phenylpyrene, 120 ml of dichloromethane and 40 ml of methanol was cooled to 0 ° C. under a nitrogen stream. To the solution, 10 ml of a dichloromethane solution of 523 mg of benzyltrimethylammonium tribromide was added dropwise and stirred at room temperature for 6 hours. 200 ml of water was added, extracted with dichloromethane, dried over magnesium sulfate, and concentrated by evaporation. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography to obtain 515 mg of 1- (4-t-butylphenyl) -3-bromo-7-phenylpyrene.
上記515mgの1−(4−t−ブチルフェニル)−3−ブロモ−7−フェニルピレン、9−(4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル)−9H−カルバゾール591mg、リン酸三カリウム452mg、テトラブチルアンモニウムブロミド72.1mg、酢酸パラジウム10.3mgと脱気したジメチルホルムアミド20mlとの混合溶液を窒素気流下、130℃で5時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水100mlに注入し、析出した固体をろ過した。得られた個体をジクロロメタンに溶解し、水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートにより濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物[23]を542mg得た。 515 mg of 1- (4-tert-butylphenyl) -3-bromo-7-phenylpyrene, 9- (4- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane-2- Yl) phenyl) -9H-carbazole 591 mg, tripotassium phosphate 452 mg, tetrabutylammonium bromide 72.1 mg, palladium acetate 10.3 mg and degassed dimethylformamide 20 ml in a nitrogen stream at 130 ° C. for 5 hours Stir with heating. After cooling to room temperature, it was poured into 100 ml of water, and the precipitated solid was filtered. The obtained solid was dissolved in dichloromethane, washed with water, dried over magnesium sulfate, and concentrated by evaporation. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography to obtain 542 mg of compound [23].
実施例2
ITO透明導電膜を150nm堆積させたガラス基板(旭硝子(株)製、15Ω/□、電子ビーム蒸着品)を30×40mmに切断し、ITO導電膜をフォトリソグラフィー法によりパターン加工して、発光部分および電極引き出し部分を作製した。得られた基板をアセトン、セミコクリン56(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。続いて、イソプロピルアルコールで15分間超音波洗浄してから熱メタノールに15分間浸漬させて乾燥させた。素子を作製する直前にこの基板を1時間UV−オゾン処理し、さらに真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−5Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、銅フタロシアニンを10nm、正孔輸送材料として、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルを50nm蒸着した。次に、発光材料として、ホスト材料として、化合物[23]を、またドーパント材料として下記式に示すD−1をドープ濃度が5%になるように35nmの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、下記式に示すE−1を20nmの厚さに積層した。以上で形成した有機層上に、フッ化リチウムを0.5nmの厚さに蒸着した後、アルミニウムを1000nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニターの表示値である。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率5.0lm/Wの高効率青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は4000時間であった。
Example 2
A glass substrate (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., 15Ω / □, electron beam vapor-deposited product) on which an ITO transparent conductive film is deposited to 150 nm is cut to 30 × 40 mm, and the ITO conductive film is patterned by a photolithography method to produce a light emitting portion And the electrode extraction part was produced. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with acetone and semicocrine 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. Subsequently, it was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol for 15 minutes and then immersed in hot methanol for 15 minutes and dried. Immediately before the device was fabricated, this substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour, further placed in a vacuum vapor deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −5 Pa or less. By the resistance heating method, first, copper phthalocyanine was deposited as a hole injecting material at 10 nm, and 4,4′-bis (N- (1-naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl was deposited as a hole transporting material at 50 nm. Next, the compound [23] as a host material and a D-1 represented by the following formula as a dopant material were vapor-deposited to a thickness of 35 nm so as to have a doping concentration of 5%. Next, as an electron transport material, E-1 represented by the following formula was laminated to a thickness of 20 nm. On the organic layer formed as described above, lithium fluoride was vapor-deposited to a thickness of 0.5 nm, and then aluminum was vapor-deposited with a thickness of 1000 nm to form a 5 × 5 mm square device. The film thickness referred to here is a display value of a crystal oscillation type film thickness monitor. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a light emission efficiency of 5.0 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance half time was 4000 hours.
比較例1
ホスト材料として下記式に示すH−1を用いた以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率2.7lm/Wの青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、300時間で輝度半減した。
Comparative Example 1
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that H-1 shown by the following formula was used as the host material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , blue light emission with a luminous efficiency of 2.7 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven with a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance was reduced by half in 300 hours.
比較例2
ホスト材料として下記式に示すH−2を用いた以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率2.5lm/Wの青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、500時間で輝度半減した。
Comparative Example 2
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that H-2 shown by the following formula was used as the host material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , blue light emission with a luminous efficiency of 2.5 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven with a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance was reduced by half in 500 hours.
比較例3
ホスト材料として下記式に示すH−3を用いた以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率2.9lm/Wの青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、800時間で輝度半減した。
Comparative Example 3
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that H-3 represented by the following formula was used as the host material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , blue light emission with a light emission efficiency of 2.9 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven with a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance was reduced by half in 800 hours.
比較例4
ホスト材料として下記式に示すH−4を用いた以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率3.0lm/Wの青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、400時間で輝度半減した。
Comparative Example 4
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that H-4 represented by the following formula was used as the host material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , blue light emission with a luminous efficiency of 3.0 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven with a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance was reduced by half in 400 hours.
実施例3
ホスト材料として化合物[78]を用いた以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率5.2lm/Wの高効率青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は6000時間であった。
Example 3
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that the compound [78] was used as the host material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a light emission efficiency of 5.2 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance half time was 6000 hours.
実施例4
電子輸送材料として下記式に示すE−2を用いた以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率5.8lm/Wの高効率青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は5000時間であった。
Example 4
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that E-2 shown in the following formula was used as the electron transport material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a light emission efficiency of 5.8 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance half time was 5000 hours.
実施例5
電子輸送材料として下記式に示すE−3を用いた以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、発光効率3.5lm/Wの高効率青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は3500時間であった。
Example 5
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that E-3 represented by the following formula was used as the electron transport material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a light emission efficiency of 3.5 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance half time was 3500 hours.
実施例6
ドーパント材料として下記式に示すD−2を用い、ドープ濃度を2%とした以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cm2で直流駆動したところ、4.2lm/Wの高効率青色発光が得られた。この発光素子を10mA/cm2の直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は6500時間であった。
Example 6
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that D-2 represented by the following formula was used as the dopant material and the doping concentration was 2%. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission of 4.2 lm / W was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance half time was 6500 hours.
実施例7
ITO透明導電膜を150nm堆積させたガラス基板(旭硝子(株)製、15Ω/□、電子ビーム蒸着品)を30×40mmに切断し、フォトリソグラフィー法によって300μmピッチ(残り幅270μm)×32本のストライプ状にパターン加工した。ITOストライプの長辺方向片側は外部との電気的接続を容易にするために1.27mmピッチ(開口部幅800μm)まで広げてある。得られた基板をアセトン、セミコクリン56(商品名、フルウチ化学(株)製)で各々15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。続いて、イソプロピルアルコールで15分間超音波洗浄してから熱メタノールに15分間浸漬させて乾燥させた。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔輸送材料として4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルを150nm蒸着した。次に、ホスト材料として化合物〔23〕を、またドーパント材料としてD−1をドープ濃度が5%になるように35nmの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料としてE−1を20nmの厚さに積層した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。次に、厚さ50μmのコバール板にウエットエッチングによって16本の250μmの開口部(残り幅50μm、300μmピッチに相当)を設けたマスクを、真空中でITOストライプに直交するようにマスク交換し、マスクとITO基板が密着するように裏面から磁石で固定した。そしてフッ化リチウムを0.5nm蒸着した後、アルミニウムを200nm蒸着して32×16ドットマトリクス素子を作製した。本素子をマトリクス駆動させたところ、クロストークなく文字表示できた。
Example 7
A glass substrate (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., 15Ω / □, electron beam evaporation product) on which an ITO transparent conductive film is deposited to 150 nm is cut into 30 × 40 mm, and a 300 μm pitch (remaining width 270 μm) × 32 pieces is obtained by photolithography. Patterned into stripes. One side of the ITO stripe in the long side direction is expanded to a pitch of 1.27 mm (opening width 800 μm) in order to facilitate electrical connection with the outside. The obtained substrate was ultrasonically washed with acetone and semicocrine 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes, respectively, and then washed with ultrapure water. Subsequently, it was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol for 15 minutes and then immersed in hot methanol for 15 minutes and dried. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. First, 4,4′-bis (N- (1-naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl was deposited as a hole transport material by a resistance heating method to a thickness of 150 nm. Next, compound [23] was deposited as a host material, and D-1 was deposited as a dopant material to a thickness of 35 nm so that the doping concentration was 5%. Next, E-1 was laminated to a thickness of 20 nm as an electron transport material. The film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value. Next, the mask provided with 16 250 μm openings (corresponding to the remaining width of 50 μm and 300 μm pitch) by wet etching on a 50 μm thick Kovar plate was replaced with a mask so as to be orthogonal to the ITO stripe in vacuum, It fixed with the magnet from the back surface so that a mask and an ITO board | substrate might closely_contact | adhere. Then, after 0.5 nm of lithium fluoride was deposited, 200 nm of aluminum was deposited to prepare a 32 × 16 dot matrix element. When this element was driven in matrix, characters could be displayed without crosstalk.
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