[发明专利]有机电致发光元件及有机电致发光元件用材料

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光元件(下面有时简称为有机EL元件)及有机电致发光元件用材料。尤其涉及具备发红色光的发光层的有机电致发光元件及用于该元件的有机电致发光元件用材料。

背景技术

已知一种有机电致发光元件，其在阳极和阴极之间具备含有发光层的有机薄膜层，通过注入发光层的空穴和电子的再结合而产生激子(exciton)能量，由该激子能量得到发光。

这样的有机电致发光元件发挥作为自发光型元件的优点，作为发光效率、图像质量、耗电以及薄型的设计性优异的发光元件倍受期待。

有机电致发光元件的进一步的改善点举例有例如发光效率。

关于这一点，为了提高内部量子效率，在推进由三重态激子获得发光的发光材料(磷光发光材料)的开发，最近，报告了一种显示磷光发光的有机电致发光元件。

通过使用这样的磷光发光材料构成发光层(磷光发光层)，可以实现75％以上、理论上接近100％的值的内部量子效率，得到高效率、低耗电的有机电致发光元件。

又，形成发光层时，已知有在基质(host)材料中掺杂作为掺杂剂的发光材料的掺杂法。

在用掺杂法形成的发光层中，可以将注入到基质材料中的电荷有效地生成激子。并且，可以使生成的激子的激子能量传递到掺杂剂，由掺杂剂获得高效率的发光。

在这里，为了从基质材料向磷光发光性的磷光掺杂剂进行分子间能量传递，基质材料的激发三重态能量Eg_H需要大于磷光掺杂剂的激发三重态能量Eg_D。

激发三重态能量有效地大的代表性材料已知有CBP(4，4′-二(N-咔唑基)联苯)(4，4′-bis(N-carbazolyl)biphenyl)(例如，参考专利文献1)。

将该CBP作为基质材料的话，能量能够向显示规定的发光波长(例如，绿、红)的磷光掺杂剂移动，可以获得高效率的有机电致发光元件。

然而，将CBP作为基质材料使用的话，由于磷光发光而发光效率明显提高，但存在寿命非常短、不适于实用的问题。

这是由于CBP的分子结构上的氧化稳定性不高，空穴引起的分子劣化激烈。

又，专利文献2公开了以下的技术，将咔唑等的含有含氮环的稠环衍生物作为显示红色磷光的磷光发光层的基质材料使用。通过该技术，改善了发光效率及寿命，但也有实用化不充分的时候。

另一方面，已知各种显示荧光发光的荧光掺杂剂用的基质材料(荧光基质)，提出各种通过与荧光掺杂剂的组合可以形成发光效率、寿命优异的荧光发光层的基质材料。

可是，荧光基质的激发单重态能量Eg(S)虽比荧光掺杂剂的大，但是其激发三重态能量Eg(T)未必大，所以不能简单地转用为磷光发光层的基质材料(磷光基质)。

例如作为荧光基质熟知的有蒽衍生物。

可是，蒽衍生物的激发三重态能量Eg(T)比较小，为1.9eV左右。因此，不能确保相对于具有500nm至720nm的可见光区域的发光波长的磷光掺杂剂的能量传递。又，不能将激发的三重态能量关在发光层内。

因此，蒽衍生物不适合用作磷光基质。

又，由于同样的理由，苝衍生物、嵌二萘衍生物、并四苯衍生物用作磷光基质也不理想。

又，已知有将芳香族烃化合物用作为磷光基质的例子(专利文献3)。在这里，以苯骨架为中心，作为取代基的2个芳香族基与其间位键合而得到一种化合物，将该化合物用作为磷光基质。

只是，专利文献3的芳香族烃化合物为对称性良好的刚直的分子结构，其具有相对于中心的苯骨架、分子左右对称地伸展的5个芳香族环，发光层恐怕容易结晶化。

另一方面，专利文献4～9公开了使用了各种芳香族烃化合物的有机电致发光元件。然而，并未提到有关作为磷光基质的有效性的任何内容。

还有，专利文献10记载了使用同一分子含有2个以上的9，10-苯并菲环的磷光基质材料的元件。可是，其分子结构平板刚直，相对于中心骨架，左右或者三方、四方具有9，10-苯并菲环，发光层恐怕容易结晶化。在分子内编入9，10-苯并菲骨架时，由于是平板状的结构，减少分子间的相互作用，所以需要设定为非对称结构。

专利文献1：US2002/182441号公报

专利文献2：WO2005/112519号公报

专利文献3：日本专利特开2003-142267号公报

专利文献4：WO2007/046658号公报

专利文献5：日本专利特开2006-151966号公报

专利文献6：日本专利特开平2005-8588号公报