有机电场发光元件制造技术

本发明专利技术提供一种为低驱动电压、高电力效率且具有长寿命特性的有机EL元件。所述有机EL元件在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层，至少一个发光层含有包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的主体材料、以及发光性掺杂剂材料。第一主体材料的LUMO能量为

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机电场发光元件


[0001]本专利技术涉及一种有机电场发光元件(称为有机EL元件)。

技术介绍

[0002]通过对有机EL元件施加电压，而分别从阳极将空穴注入至发光层，从阴极将电子注入至发光层。而且，在发光层中，所注入的空穴与电子再结合而生成激子。此时，根据电子自旋(electron spin)的统计法则，以1：3的比例生成单重态激子及三重态激子。关于利用由单重态激子产生的发光的荧光发光型有机EL元件，认为内部量子效率的极限为25％。另一方面，已知使用由三重态激子产生的发光的磷光发光型有机EL元件在从单重态激子有效率地进行系间跨越(intersystem crossing)的情况下，内部量子效率提高至100％。
[0003]最近，正开发利用延迟荧光的高效率的有机EL元件。例如，已知有一种利用作为延迟荧光的机制之一的三重态
‑
三重态融合(Triplet
‑
Triplet Fusion，TTF)机构的有机EL元件。TTF机构为利用通过两个三重态激子的碰撞而生成单重态激子的现象的TTF机构，认为理论上将内部量子效率提高至40％。但是，与磷光发光型有机EL元件相比较，效率低，因此要求效率的进一步改良。
[0004]在专利文献1中公开有一种利用热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)机构的有机EL元件。TADF机构为利用如下现象的TADF机构：在单重态能级与三重态能级的能量差小的材料中，产生从三重态激子向单重态激子的逆系间跨越(inverse intersystem crossing)，认为理论上将内部量子效率提高至100％。目前，对于实用化的利用荧光材料、磷光材料的元件，要求进一步的效率特性、电压特性及驱动寿命的提高，另外，对于利用TADF机构的元件，要求实现实用水平的特性。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：WO2011/070963号公报
[0008]专利文献2：WO2013/062075号公报
[0009]专利文献3：US公开2014/0374728号公报
[0010]专利文献4：WO2011/136755号公报
[0011]专利文献5：WO2016/194604号公报
[0012]专利文献6：WO2018/0198844号公报
[0013]专利文献7：US公开2017/098778号公报
[0014]专利文献8：KR公开2020
‑
017727号公报
[0015]非专利文献
[0016]非专利文献1：《先进材料(Advanced Materials，Adv.Mater)》(2011,23,3590
‑
3596)
[0017]在专利文献2、专利文献3中，公开将双咔唑化合物用作混合主体材料。
[0018]在专利文献4中，公开主体材料的用途，所述主体材料预先混合有包含吲哚并咔唑
化合物的多种主体材料。
[0019]在专利文献5、专利文献6中，公开混合主体材料的用途，所述混合主体材料包含吲哚并咔唑化合物与双咔唑化合物。
[0020]在专利文献7、专利文献8及非专利文献1中，公开混合主体材料的用途，所述混合主体材料包含三种主体材料。
[0021]但是，均不可谓充分，期望进一步的改良。

技术实现思路

[0022]为了将有机EL元件应用于平板显示器(flat panel display)等显示元件、或光源中，需要在改善元件的驱动电压及发光效率的同时充分确保驱动时的稳定性。本专利技术的目的在于提供一种为低驱动电压、高效率且显示出长驱动寿命特性的有机EL元件以及适合于其的有机EL元件用材料。
[0023]为了提高有机EL元件的寿命特性，有效的是：比所使用的材料的荷电状态或激发状态等基底状态而言提高活性状态下的稳定性，并且降低每一分子的成为活性状态的频率、即、使活性状态分散于大量的分子中。尤其是，为了使激发状态分散，重要的是：适当地调整电子与空穴向发光层内的注入性及传输性、即、调整电荷平衡。进而，通过调整电荷平衡，可抑制电子、空穴及激子向周边层的泄漏，所述情况也与寿命提高有关，进而也可获得效率提高的效果。
[0024]为了实现所述点，目前采用如下方法：以磷光系的发光层为中心，将包含电子注入传输性主体与空穴注入传输性主体的组合的两种主体材料混合，并调整混合比率，由此使电荷平衡最优选化。另一方面，通过混合两种主体材料，寿命特性虽提高，但电荷的注入传输性恶化，由此存在驱动电压上升的问题。
[0025]本专利技术人等人进行了努力研究，结果发现，通过使用特定的第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料，而成为显示出优异的特性的有机EL元件，从而完成了本专利技术。
[0026]本专利技术为一种有机电场发光元件，其在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层，所述有机电场发光元件的特征在于：至少一个发光层含有包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的主体材料、以及发光性掺杂剂材料，第一主体材料的最低未占分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)能量为
‑
1.95eV以下，在将第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的LUMO能量分别设为LM1、LM2及LM3时，满足LM2≧LM3≧LM1。
[0027]优选的形态是：所述第二主体材料的LUMO能量为
‑
1.54eV以上，所述第三主体材料的LUMO能量为
‑
1.94eV～
‑
1.77eV，或者第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的三重态激发(T1)能量为2.55eV以上。
[0028]优选的形态是：第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料、以及发光性掺杂剂材料的至少三种材料是由一个蒸镀源蒸镀，或者第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料是由一个蒸镀源蒸镀。
[0029]作为发光性掺杂剂材料，可列举包含热活化延迟荧光的荧光发光材料或磷光发光材料。
[0030]第一主体材料可为下述通式(1)所表示的化合物。
[0031][化1][0032][0033]此处，环A为式(1a)所表示的杂环，环A与所邻接的环在任意位置缩合，
[0034]R1独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，
[0035]a、c及d各自独立地表示0～4的整数，b表示0～2的整数，
[0036]L1及L
11
独立地为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，至少一者为所述芳香族杂环基。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机电场发光元件，其在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层，所述有机电场发光元件的特征在于：至少一个发光层含有包含第一主体材料、第二主体材料及第三主体材料的主体材料、以及发光性掺杂剂材料，第一主体材料的最低未占分子轨道能量为
‑
1.95eV以下，在将第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的最低未占分子轨道能量分别设为LM1、LM2及LM3时，满足LM2≧LM3≧LM1。2.根据权利要求1所述的有机电场发光元件，其特征在于所述第二主体材料的最低未占分子轨道能量为
‑
1.54eV以上。3.根据权利要求1或2所述的有机电场发光元件，其特征在于所述第三主体材料的最低未占分子轨道能量为
‑
1.94eV～
‑
1.77eV。4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的三重态激发(T1)能量为2.55eV以上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于其在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层，所述有机电场发光元件中，至少一个发光层含有第一主体材料、第二主体材料及第三主体材料、以及发光性掺杂剂材料，所述发光层中所含的至少三种材料是由一个蒸镀源蒸镀。6.根据权利要求5所述的有机电场发光元件，其特征在于所述第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料是由一个蒸镀源蒸镀。7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于发光性掺杂剂材料为包含热活化延迟荧光的荧光发光材料。8.根据权利要求1至6中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于发光性掺杂剂材料为磷光发光材料。9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于第一主体材料为下述通式(1)所表示的化合物，[化1]此处，环A为式(1a)所表示的杂环，环A与所邻接的环在任意位置缩合，R1独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃
基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，a、c及d各自独立地表示0～4的整数，b表示0～2的整数，L1及L
11
独立地为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，至少一者为所述芳香族杂环基；Ar1及Ar
11
分别独立地表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～7个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。10.根据权利要求9所述的有机电场发光元件，其中L1及L
11
的至少一者为经取代或未经取代的含氮六元环基、或者包含含氮六元环的经取代或未经取代的缩环芳香族杂环基。11.根据权利要求9所述的有机电场发光元件，其特征在于通式(1)为下述式(11)，[化2]此处，R1、环A、Ar1、a、及b与通式(1)为相同含义。12.根据权利要求11所述的有机电场发光元件，其特征在于第一主体材料为下述式(12)或式(13)所表示的化合物，[化3]
此处，R1、环A、Ar1、a及b与通式(1)为相同含义，Y表示O、S、NAr
14
、或CAr
15
Ar
16
，Ar
13
、Ar
14
、Ar
15
、及Ar
16
分别独立地表示碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，m表示0～4的整数，n表示0～3的整数，l表示0～4的整数；L
12
表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基，L
13
表示含氮六元环基，Ar
12
独立地表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。13.根据权利要求1至12中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于第二主体材料为下述通式(2)、通式(3)、或通式(4)所表示的化合物，[化4]<...

【专利技术属性】
技术研发人员：甲斐孝弘，林健太郎，小川淳也，池永裕士，寺田绚香，吉田和成，北原行久美，泉遥，野口胜秀，川田敦志，
申请(专利权)人：日铁化学材料株式会社，
类型：发明
国别省市：