有机电致发光元件、显示装置、照明装置、π共轭系化合物、发光性薄膜制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于，提供一种可以抑制吸收光谱及发光光谱的宽阔化、提高发光效率、以及不使用稀有金属的有机电致发光元件等。该有机电致发光元件的特征在于，含有分子内具有电子的供体部位和受体部位的π共轭系化合物，该π共轭系化合物的从供体部位内的具有HOMO轨道的原子向该HOMO轨道的电子云的方向向量和从受体部位内的具有LUMO轨道的原子向该LUMO轨道的电子云的方向向量的构成的角度θ为90～180度的范围内，且分子内具有多个电子的供体部位和受体部位的至少任一部位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机电致发光元件、显示装置、照明装置、π共轭系化合物、发光性薄膜
本专利技术涉及一种有机电致发光元件。另外，涉及一种具备该有机电致发光元件的显示装置及照明装置、含有π共轭系化合物以及该π共轭系化合物的发光性薄膜。更详细而言，涉及一种改良了发光效率的有机电致发光元件等。
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被实用化的技术。有机EL元件的电子显示器本来最近也适用于照明装置或显示装置等，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底状态时发出光的“磷光发光”和在从单态激发状态返回到基底状态时发出光的“荧光发光”这两种。对有机EL元件施加电场时，从阳极和阴极中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，近年来报道有利用有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现象(热活性型延迟荧光(也称为“热激发型延迟荧光”：ThermallyActivatedDelayedFluorescence：以下，适当简称为“TADF”。))的荧光发光材料和对有机EL元件的利用的可能性(例如参照专利文献2、非专利文献1～2。)。利用该TADF机制引起的延迟荧光时，在荧光发光中，理论上可以实现与磷光发光同等的100％的内部量子效率。为了显现TADF现象，需要引起从在室温或发光元件中的发光层温度下通过电场激发而产生的75％的三重态激发子向单态激发子的逆系间穿越。另外，通过逆系间穿越而产生的单态激发子与通过直接激发而产生的25％的单态激发子同样地进行荧光发光，由此可以理论上实现100％的内部量子效率。为了引起该逆系间穿越，单态激发能级和三重态激发能级的能量差的绝对值(以下，称为ΔEST)必须非常小。为了在有机化合物中将ΔEST极小化，优选不搀杂分子内的HOMO和LUMO而进行定域。例如，如图1的a所示的2CzPN中，在苯环状的1位和2位的咔唑基上HOMO局部存在，在4位和5位的氰基上LUMO局部存在。因此，可以将2CzPN的HOMO和LUMO进行分离，如图1的b所示，ΔEST非常变小而显现TADF现象。另一方面，在将2CzPN的4位和5位的氰基取代为甲基的2CzXy(图2的a)中，不能进行2CzPN中所看到的HOMO和LUMO的明确的分离，如图2的b所示，不能缩小ΔEST，没有达到显现TADF现象。另外，已知有在由主体化合物和发光性化合物构成的发光层中将显示TADF性的化合物作为第三成分(辅助掺杂剂化合物)在发光层中含有时，对高发光效率显现是有效的(非专利文献3)。在辅助掺杂剂化合物上通过电场激发而产生25％的单态激发子和75％的三重态激发子，由此，三重态激发子可以伴有逆系间穿越(RISC)而生成单态激发子。单态激发子的能量可以向发光性化合物进行能量移动，发光性化合物进行发光。因此，可以利用理论上100％的激发子能量使发光性化合物发光，显现高发光效率。但是，为了形成分子内电荷移动(CT)性的激发状态，作为用于显现TADF现象的需要条件的发光材料的HOMO和LUMO的定域成为吸收光谱或发光光谱宽阔化的主要原因。该宽阔化现象在有机EL元件中的色设计中成为致命的问题。下面，对该问题点的原因进行说明。图3的a示意性地表示2CzPN的电子状态。作为TADF发光材料(以下，也称为“TADF化合物”。)已知的分子的HOMO和LUMO定域，在分子内产生电荷的偏离。该电荷的偏离在成为介质的物质(例如溶剂或主体化合物、图3的b中也引起电荷的偏离。因此，如图3的c那样，介质物质静电性地吸附于TADF化合物，在各种位置以各种方位形成相互作用。其结果，已知有TADF化合物的激发状态中的能量分布宽广，吸收光谱或发光光谱宽阔化。另一方面，图4中以与TADF化合物对比的目的表示磷光发光性化合物和主体化合物的相互作用示意图。如图4的a所示，磷光发光性化合物(Ir(ppy)3)在分子的外侧和内侧分别HOMO和LUMO定域。HOMO部分大致存在于络合物中央部的铱金属，因此，对与周边介质的静电的相互作用没有贡献。分布于配体的LUMO与主体化合物(图4的b)相互作用，但在分子的外侧定域，因此，相互作用的位置或方位被限定。结果，抑制磷光发光性化合物的激发状态中的能量分布，与现有的TADF化合物相比，吸收光谱或发光光谱的宽阔化变小(图4的c)。因此，如磷光发光性化合物那样，谋求可抑制激发状态中的能量分布的TADF化合物的新的分子设计技术。在现有的有机EL元件中，没有确立同时实现抑制吸收光谱或发光光谱的宽阔化、高发光效率性及不使用稀有金属的全部的技术。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2013-116975号公报非专利文献非专利文献1:H.Uoyama,etal.,Nature,2012,492,234-238非专利文献2:Q.Zhangetal.,Nature,Photonics,2014,8,326-332非专利文献3:H.Nakanоtani,etal.,NatureCommunicaion,2014,5,4016-4022.
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，其解决课题在于，提供一种可以抑制吸收光谱及发光光谱的宽阔化、提高发光效率、以及可以不使用稀有金属的有机电致发光元件。另外在于，提供一种具备该有机电致发光元件的显示装置及照明装置。再者在于，提供一种可以抑制吸收光谱及发光光谱的宽阔化、提高发光效率、以及可以不使用稀有金属的π共轭系化合物以及含有该π共轭系化合物的发光性薄膜。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，结果发现，通过发光层的至少一层能含有在分子内具有处于特定位置关系的供体部位和受体部位的π共轭系化合物，能够提供提高发光效率的有机EL元件等，直至完成本专利技术。即，本专利技术的上述技术问题通过以下的方案来解决。1.一种有机电致发光元件，其在阳极和阴极之间具有含有至少一层发光层的有机层，其中，至少一层所述发光本文档来自技高网...

【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一层发光层的有机层，其中，至少一层所述发光层含有分子内具有电子的供体部位和受体部位的π共轭系化合物，所述π共轭系化合物中，从所述供体部位内的具有HOMO轨道的原子向该HOMO轨道的电子云的方向向量、与从受体部位内的具有LUMO轨道的原子向该LUMO轨道的电子云的方向向量所构成的角度θ在90～180度的范围内，并且，在分子内，所述供体部位和所述受体部位中的至少任一部位具有多个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 JP 2014-1558521.一种有机电致发光元件，其在阳极和阴极之间具有含有至少一层发光层的有机层，其中，至少一层所述发光层含有分子内具有电子的供体部位和受体部位的π共轭系化合物，所述π共轭系化合物中，从所述供体部位内的具有HOMO轨道的原子向该HOMO轨道的电子云的方向向量、与从受体部位内的具有LUMO轨道的原子向该LUMO轨道的电子云的方向向量所构成的角度θ在90～180度的范围内，并且，在分子内，所述供体部位和所述受体部位中的至少任一部位具有多个。2.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，所述角度θ在135～180度的范围内。3.如权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其中，一个所述受体部位经由连结基团与两个以上所述供体部位键合，或者，一个所述供体部位经由连结基团与两个以上所述受体部位键合。4.如权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其中，一个所述受体部位与两个以上所述供体部位直接键合，或者，一个所述供体部位与两个以上所述受体部位直接键合。5.如权利要求1～4中任一项所述的有机电致发光元件，其中，至少一层所述发光层含有具有下述通式(1)～(8)中任一个所示结构的π共轭系化合物的至少一种，[化学式1]式中，X1～X8及Y1～Y20各自独立地表示所述供体部位或所述受体部位；X1～X8各自独立地为所述供体部位的情况下，Y1～Y20各自独立地表示所述受体部位；X1～X8各自独立地为所述受体部位的情况下，Y1～Y20各自独立地表示所述供体部位；L1～L10表示所述连结基；L1～L10各自独立地表示任选被取代的芳基或任选被取代的杂芳基；L1通过相邻的碳原子与X1和Y1键合，L2通过相邻的碳原子与X1和Y2键合，L3通过相邻的碳原子与X1和Y3键合，L4通过相邻的碳原子与X1和Y4键合，L5通过相邻的碳原子与X2和Y5键合，L6通过相邻的碳原...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫田康生，并川威人，北弘志，
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