有机电致发光元件、发光性薄膜、显示装置及照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于，提供一种发光效率高、且经时引起的发光特性的变化少的稳定性优异的有机EL元件。另外，提供一种该有机EL元件所使用的含有π共轭系化合物的发光性薄膜及电荷移动性薄膜以及具备所述有机EL元件的显示装置及照明装置。所述有机EL元件为在阳极和阴极之间具有含有至少1层的发光层的有机层的有机EL元件，其中，该发光层的至少1层没有HOMO和LUMO的电子密度分布的重叠，所述HOMO和所述LUMO间的电子跃迁通过相同分子内的贯穿空间相互作用而引起，且含有在所述HOMO或所述LUMO的至少一个定域的部位包含π共轭系芳香族环的π共轭系化合物。

Organic electroluminescent element, luminescent film, display device and lighting device

The subject of the present invention is to provide an organic EL element having a high luminous efficiency and excellent stability due to a slight change in the luminescence characteristics. In addition, the invention provides a light-emitting film and a charge mobility film which are used by the organic EL element, and a display device and a lighting device provided with the organic EL element. The organic EL device for organic EL element, an organic layer includes a light emitting layer at least 1 layers between the anode and the cathode, the light emitting layer at least 1 layer without HOMO and LUMO electron density distributions overlap, electron transitions of the HOMO and the LUMO between the sub divided by the same through space interactions caused by, and contains conjugated compounds containing PI conjugated aromatic ring at the site of at least one domain of the HOMO or the LUMO.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种有机电致发光元件、发光性薄膜以及具备该有机电致发光元件的显示装置及照明装置。更详细而言，涉及一种改良了发光效率且稳定性优异的有机电致发光元件、发光性薄膜以及具备该有机电致发光元件的显示装置及照明装置。
技术介绍
利用了有机材料的电致发光(ElectroLuminescence：以下简称为“EL”。)的有机EL元件(也称为“有机电场发光元件”。)为作为可以进行平面发光的新的发光系统已经实用化的技术。有机EL元件电子显示器本来最近也适用于照明设备，期待其发展。作为有机EL的发光方式，有在从三重态激发状态返回到基态时发出光的“磷光发光”和在从单态激发状态返回到基态时发出光的“荧光发光”这两种。对有机EL元件施加电场时，从阳极和阴极分别注入空穴和电子，在发光层中进行再键合并产生激发子。已知有此时单态激发子和三重态激发子以25％：75％的比例生成，因此，利用三重态激发子的磷光发光与荧光发光相比，可得到理论上高的内部量子效率。但是，为了在磷光发光方式中得到实际上高的量子效率，需要采用在中心金属中使用有铱或铂等稀有金属的络合物，担心将来稀有金属的埋藏量或金属自身的价格成为产业上大的问题。另一方面，在荧光发光型中也为了提高发光效率而进行各种开发，近年来出现新的动向。例如，在专利文献1中公开有如下技术：着眼于通过两个三重态激发子的冲突而生成单态激发子的现象(以下，Triplet-TripletAnnihilation：以下，适当简称为“TTA”。另外，Triplet-TripletFusion：也称为“TTF”。)，有效地引起TTA而谋求荧光元件的高效率化。利用该技术，荧光发光材料(以下，也称为荧光发光性材料、荧光材料。)的发光效率提高至现有的荧光发光材料的2～3倍，但TTA中的理论的单态激发子生成效率停留在40％左右，因此，依然与磷光发光相比具有高发光效率化的问题。另外，近年来，由安达等报道有利用了热活性化型延迟荧光(也称为“热激发型延迟荧光”：ThermallyActivatedDelayedFluorescence：以下，适当简称为“TADF”。)机制的荧光发光材料和对有机EL元件的利用的可能性(例如参照非专利文献1～5、专利文献2。)。TADF机制如图1所示，与通常的荧光发光材料相比，在使用单态激发能级和三重态激发能级之差(ΔEst)小的材料的情况下，为利用了产生从三重态激发子向单态激发子的逆系间穿越的现象的发光机制。优选在有机化合物中为了缩小ΔEst而不搀杂分子中的HOMO(最高被占分子轨道)和LUMO(最低空分子轨道)，如果可能，尽可能远地使其定域而完全进行分离。例如，图1的a所示的2CzPN中，在苯环上的1位和2位的咔唑基上分布HOMO。在4位和5位的氰基上分布LUMO，由此可以将HOMO和LUMO进行隔绝(局部存在)，ΔEst成为大约0.1eV以下的非常小的值，显现TADF现象，但将4位和5位的氰基取代为甲基的2CzXy(图1的b)中，不能(搀杂)这种HOMO和LUMO的明确的分离，因此不能缩小ΔEst，没有达到显现TADF现象。由于ΔEst小，因此，通过电场激发而以75％的概率产生的三重态激发子按道理说不能有助于发光时，因有机EL元件驱动时的热能量等而以单态激发状态迁移，从该状态向基态进行辐射失活(也称为“辐射迁移”或“放射失活”。)，引起荧光发光。利用该TADF机制引起的延迟荧光时，在荧光发光中，认为理论上可以实现100％的内部量子效率。但是，对有机EL元件的TADF机制的利用残留许多源自显示TADF的发光材料的课题或作为有机EL元件的实用上的课题，实用化还为远的状况。在苯环上导入有作为给电子性取代基的咔唑环基、作为吸电子性取代基的氰基、含有磺酰基或三嗪基那样的强的吸电子基团的化合物的分子显示TADF性能，但在蓝色的发光效率或分子的稳定性方面还不充分，期望进一步提高。另一方面，在有机EL元件中，从其耐久性和空穴传输性的观点出发，空穴传输层一般而言优选使用三苯基胺衍生物。三苯基胺衍生物也取决于其取代基选择，但大约HOMO水平为-4.5eV～-5.5eV左右，基本上发光层中的发光材料的HOMO水平与空穴传输层相比变深时，在发光材料中注入空穴变得困难。另外，在经由主体化合物注入空穴的情况下，需要主体化合物的HOMO水平与发光材料的HOMO水平相比同等或加深，无论怎样，在发光层中注入空穴变得困难，为了使其发光，需要可以进行从浅的HOMO水平向深的HOMO水平的空穴的注入的高电压。尽管发光量子效率提高，但是如果驱动电压高，则提高[lm/W]表示的电力效率变得困难，不能实现低消费电力。该现象与红色相比绿、与绿色相比蓝、与蓝色相比深蓝时，发光材料所需要的带间隙越变大，越变得显著。即，在延迟荧光中，不仅发光材料的技术难度，而且符合的主体化合物的选择范围少也为大的问题，另外，技术开发的最难关课题为蓝色发光材料。另外，为了缩小ΔEst，TADF材料在相同分子内的HOMO和LUMO的重叠变小的分子设计指针的基础上进行合成，但HOMO-LUMO完全进行分离时，不易引起在HOMO-LUMO间的电子跃迁，即不易生成激发子，结果，TADF显现，但不能得到充分的发光强度。即，HOMO和LUMO进行搀杂，其重叠过大时，TADF不显现，另一方面，重叠过小时，TADF显现的物质的发光强度变小。因此，现有的化合物中，通过以HOMO和LUMO适当地重叠的方式进行分子设计，使TADF的显现和发光强度并存，但显示具有实用的强度或效率的TADF发光的分子设计不容易，存在改善的余地。这样来自TADF材料的发光中，化合物的HOMO和LUMO的重叠方的稍微的变化产生影响。即，根据从分子的基态向激发状态的迁移导致的稍微的结构变化或因热或电场之外的主要原因而产生的结构变化，HOMO和LUMO的重叠方发生变化，存在容易引起发光强度的变化或光谱的宽阔化的缺点。可以说，对复合受激态那样的二分子间的HOMO和LUMO的重叠也同样。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2010/134350号专利文献2:日本特开2011-213643号公报非专利文献非专利文献1:“迎接实用化阶段的有机光电子学”应用物理第82卷、第6号、2013年非专利文献2:H.Uoyama,etal.,Nature,2012,492,234-238非专利文献3:S.Y.Leeetal.,AppliedPhysicsLetters,2012,101,093306-093309非专利文献4:T.Nakagawaetal.,Chem.Commun.,2012,48,9580-9582非专利文献5:有机EL讨论会第10次例会预备稿集p11-12,2010
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术是鉴于上述问题、状况而完成的专利技术，其解决的技术问题在于，提供一种发光效率高、且经时引起的发光特性变化少的稳定性优异的有机电致发光元件。另外，提供一种该有机电致发光元件所使用的含有π共轭系化合物的发光性薄膜以及具备所述有机电致发光元件的显示装置及照明装置。用于解决技术问题的技术方案本专利技术人为了解决上述技术问题，对上述问题的原因等进行了研究的结果发现，通过将下述π共轭系化合物用于有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电致发光元件，其在阳极和阴极之间具有含有至少1层发光层的有机层，其中，该发光层的至少1层包含π共轭系化合物，所述π共轭系化合物没有HOMO和LUMO的电子密度分布的重叠，通过同一分子内的贯穿空间相互作用引起所述HOMO和所述LUMO间的电子跃迁，且在所述HOMO或所述LUMO中至少一方定域的部位包含π共轭系芳香族环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 JP 2014-1560591.一种有机电致发光元件，其在阳极和阴极之间具有含有至少1层发光层的有机层，其中，该发光层的至少1层包含π共轭系化合物，所述π共轭系化合物没有HOMO和LUMO的电子密度分布的重叠，通过同一分子内的贯穿空间相互作用引起所述HOMO和所述LUMO间的电子跃迁，且在所述HOMO或所述LUMO中至少一方定域的部位包含π共轭系芳香族环。2.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，所述π共轭系化合物为具有下述通式(A)所示结构的化合物，D表示给电子基团，A表示吸电子基团，HOMO定域在该D上，LUMO定域在该A上，L为连结所述给电子基团D和所述吸电子基团A的连结部，并且是HOMO及LUMO的电子密度分布占不足10％的部位，在具有下述通式(A)所示结构的化合物的基态的稳定化结构中，将连接定域在所述给电子基团D上的HOMO的重心和邻接于该给电子基团D的所述连结部L的原子的重心而成的直线、与连接定域在所述吸电子基团A上的LUMO的重心和邻接于该吸电子基团A的所述连结部L的原子的重心而成的直线所构成的角度设为θDA时，该角度θDA小于90°，定域在所述给电子基团D上的HOMO的重心和定域在所述吸电子基团A上的LUMO的轨道重心之间的距离r大于0nm且在0.6nm以下，通式(A)其中，式中，m、n表示1～6的整数。3.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，所述π共轭系化合物为具有下述通式(A)所示结构的化合物，D表示给电子基团，A表示吸电子基团，HOMO定域在该D上，LUMO定域在该A上，L为连结所述给电子基团D和所述吸电子基团A的连结部，并且是HOMO及LUMO的电子密度分布占不足10％的部位，在具有下述通式(A)所示结构的化合物的基态的稳定化结构中，将连接定域在所述给电子基团D上的HOMO的重心和邻接于该给电子基团D的所述连结部L的原子的重心而成的直线、与连接定域在所述吸电子基团A上的LUMO的重心和邻接于该吸电子基团A的所述连结部L的原子的重心而成的直线所构成的角度设为θDA时，该角度θDA小于90°，所述给电子基团D和所述吸电子基团A的电子跃迁概率为80％以上，通式(A)其中，式中，m、n表示1～6的整数。4.如权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述π共轭系化合物为具有下述通式(1)～(5)所示结构的化合物的至少1种，通式(1)通式(1)中，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19及R20各自独立地表示氢原子或取代基，R11、R12、R13及R14的至少一个用下述通式(1-A)表示，通式(1-A)通式(1-B...

【专利技术属性】
技术研发人员：押山智宽，北弘志，并川威人，奥山伦弘，服部达哉，宫田康生，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP