[发明专利]有机场致发光元件用化合物及使用其的有机场致发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及有机场致发光元件用化合物及使用其的有机场致发光元件，详细而言，涉及对包含有机化合物的发光层施加电场而放出光的薄膜型器件。

技术背景

通常，有机场致发光元件(以下称为有机EL元件)，作为其最简单的结构由发光层以及夹持该层的一对对置电极构成。即，在有机EL元件中，利用如下现象：如果在两电极间施加电场，则电子从阴极被注入，空穴从阳极被注入，它们在发光层中再结合，放出光。

近年来，开始进行使用有机薄膜的有机EL元件的开发。特别是为了提高发光效率，以提高载流子从电极注入的效率为目的而进行电极种类的最优化，通过在电极间将由芳香族二胺构成的空穴传输层和8-羟基喹啉铝络合物(以下称为Alq3)构成的发光层作为薄膜而设置的原件的开发，进行与以往的使用有蒽等的单晶的元件相比大幅度的发光效率的改善，因此，以向具有自发光·高速应答性这样的特征的高性能平板的实用化为目标而进行。

另外，作为提高元件的发光效率的尝试，还正在研究不使用荧光而使用磷光。以上述的设置有由芳香族二胺构成的空穴传输层和由Alq3构成的发光层的元件为首的许多元件利用的是荧光发光，但是，通过使用磷光发光、即利用三重激发态的发光，与以往的使用荧光(单态)的元件相比，可以期待3～4倍左右的效率提高。为了该目的，对将香豆素衍生物、二苯甲酮衍生物作为发光层进行了研究，但只得到极低的亮度。另外，作为利用三重态的尝试，对使用铕络合物进行了研究，但其也达不到高效率的发光。近年来，如专利文献1中列举的那样以发光的高效率化、长寿命化为目的，对以铱络合物等的有机金属络合物为中心进行了大量的研究。

专利文献1：特表2003-515897号公报

专利文献2：特开2001-313178号公报

专利文献3：专利第3711157号公报

专利文献4：特开2006-510732号公报

非专利文献1：应用物理学快报(Applied Physics Letters)，2003，83，569-571

非专利文献2：应用物理学快报，2003，82，2422-2424

为了得到高的发光效率，与上述掺杂剂材料同时使用的主体材料变得重要。作为主体材料被提出的代表性的材料，可列举专利文献2所介绍的咔唑化合物的4，4′-二(9-咔唑基)联苯(以下称为CBP)。在CBP作为以三(2-苯基吡啶)铱络合物(以下称为Ir(ppy)3)为代表的绿色磷光发光材料的主体材料而使用的情况下，显示比较良好的发光特性。另一方面，在作为蓝色磷光发光材料的主体材料使用的情况下得不到充分的发光效率。这起因于：由于CBP的最低三重激发态的能量水平比一般的蓝色磷光发光材料的最低三重激发态的能量水平低，蓝色磷光发光材料的三重激发能量向CBP移动。即，磷光主体材料具有比磷光发光材料还高的三重激发能量，由此可有效地捕获磷光发光材料的三重激发能量，其结果达到高的发光效率。以改善该能量捕获效果为目的，在非专利文献1中通过CBP的结构改变来使三重激发能提高，由此使双[2-(4，6-二氟苯基)吡啶合-N，C2′)甲基吡啶合]铱络合物(以下称为FIrpic)的发光效率提高。另外，在非专利文献2中，通过主体材料中使用1，3-二咔唑基苯(以下称为mCP)，利用相同的效果来改善发光效率。但是，在这些材料中，特别是从耐久性的观点来看，实用上不能满足。

另外，为了得到高的发光效率，需要平衡性良好的双电荷(空穴·电子)的注入传输特性。由于CBP相对于空穴传输行而言电子传输能差，所以发光层中的电荷的平衡被破坏，过剩的空穴在阴极侧流出，引起因发光层中的再结合概率的下降导致的发光效率降低。而且，这时，由于发光层的再结合区域被限制在阴极侧的界面附近的狭小区域，在使用像Alq3那样的相对于Ir(ppy)3最低三重激发态的能量水平低的电子传输材料的情况下，也可引起因三重激发能从掺杂剂向电子传输材料的移动导致的发光效率降低。

作为防止空穴向电子传输层流出的对策，有在发光层和电子传输层之间设置空穴阻挡层的手法。已知，通过利用该空穴阻挡层将空穴效率良好地积蓄在发光层中，可以使发光层中的与电子再结合的概率提高，提高发光效率(专利文献2)。作为通常使用的空穴阻挡材料，可以举出2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲绕啉(以下称为BCP)以及对苯基苯酚合-双(2-甲基-8-喹啉合)铝(以下称为BAlq)。由此，可以防止空穴从发光层向电子传输层的流出，但是由于这两种材料相对于Ir(ppy)3等的磷光发光掺杂剂最低三重激发态的能量水平都低，因此得不到可满足的效率。