(57)【要約】  本発明の目的は、高効率な遅延蛍光を用いた有機発光材料を提供することである。  本発明は、ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、前記ドナーまたは前記アクセプターに芳香族環が連結しており、前記ドナー、前記アクセプターまたは前記芳香族環において、連結手に最も近い位置に置換基を有する。
2014128945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターに芳香族環が連結しており、
前記ドナー、アクセプターまたは芳香族環において、連結手に最も近い位置に置換基を有する有機発光材料。
【請求項２】
請求項１に記載の有機発光材料であって、
前記ドナーはカルバゾール誘導体、トリアリルアミノ誘導体、フェノキサジン誘導体、フルオレン誘導体、スピロトリフェニルアミン誘導体、ナフタレン誘導体のいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン誘導体、ピリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、電子吸引性基で置換されたフェニル基のいずれかであることを特徴とする有機発光材料。
【請求項３】
請求項１または２に記載の有機発光材料であって、
前記置換基がアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、フェニル基、アシル基のいずれかであることを特徴とする有機発光材料。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の有機発光材料であって、
前記連結手は前記ドナーと前記芳香族環の連結手であることを特徴とする有機発光材料。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の有機発光材料であって、
前記連結手は前記アクセプターと前記芳香族環の連結手であることを特徴とする有機発光材料。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の有機発光材料であって、
前記連結手は前記ドナーと前記アクセプターの連結手であることを特徴とする有機発光材料。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかに記載の有機発光材料であって、
前記ドナーまたは前記アクセプターに複数の芳香族環が連結しており、
前記連結手は前記複数の芳香族環の間の連結手であることを特徴とする有機発光材料。
【請求項８】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターに複数の芳香族環が連結しており、
前記複数の芳香族環において、隣り合う芳香族環が２か所以上で結合されていることを特徴とする有機発光材料。
【請求項９】
請求項８に記載の有機発光材料であって、
前記ドナーはカルバゾール誘導体、トリアリルアミノ誘導体、フェノキサジン誘導体、フルオレン誘導体、スピロトリフェニルアミン誘導体のいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン誘導体、ピリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、電子吸引性基で置換されたフェニル基のいずれかであることを特徴とする有機発光材料。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の有機発光材料を用いて製造されたことを特徴とする有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光材料及び有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＬＥＤ（有機発光ダイオード）の発光材料には、蛍光材料と燐光材料がある。高効率化のため、有機LED内で形成されるすべての励起状態を活用できる、重金属錯体の燐光発光材料が多く報告されてきた。最近では、それに加えて、遅延蛍光を用いて高効率化する遅延蛍光材料が特許文献１にて報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１１/０７０９６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の遅延蛍光材料には、必ずしも高効率が得られないという課題があった。本発明の目的は、高効率な遅延蛍光を用いた有機発光材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、前記ドナーまたは前記アクセプターに芳香族環が連結しており、前記ドナー、前記アクセプターまたは前記芳香族環において、連結手に最も近い位置に置換基を有する有機発光材料。
（２）ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、前記ドナーまたは前記アクセプターに複数の芳香族環が連結しており、前記複数の芳香族環において、隣り合う芳香族環が２か所以上で結合されていることを特徴とする有機発光材料。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、高効率発光を実現した有機発光材料及び有機発光素子を提供できる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】有機発光素子の一実施の形態における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面等により本発明を詳細に説明する。
【０００９】
従来の遅延蛍光材料では、置換基の位置について検討されていなかった。本発明では、高効率な発光を実現するため、置換基の位置を特定している。本発明における有機発光材料の一般式（１）を示す。
【００１０】
【化１】
2014128945.tif 000003
Dはドナー、Aはアクセプター、Ar1-4は芳香族環である。後で詳細に説明するが、ドナーと結合する結合の最も近い部分に置換基を有する。Xは結合手であり、ない場合や、置換、無置換のフェニル基、芳香族基、アルキル基などを表わす。ｎは１以上の整数である。ドナーとは電子供与性を有する部位のことである。具体的には、カルバゾール誘導体、トリアリルアミノ誘導体、フェノキサジン誘導体、フルオレン誘導体、スピロトリフェニルアミン誘導体、ナフタレン誘導体、電子供与性基で置換されたフェニル基などがあげられる。アクセプターとは電子吸引性を有する部位である。具体的には、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、電子吸引性基で置換されたフェニル基などがあげられる。芳香族環はベンゼン環、ピリジン環、ビピリジン等が上げられる。置換基はアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、フェニル基、アシル基などがあげられる。アルキル基が特に望ましい。
【００１１】
このような分子構造とすることにより、ドナーと結合する芳香族環との平面構造化が起こりにくくなり、励起状態の構造安定化が起こりにくくなる。そのため、高効率化に必要な一重項励起状態のエネルギーと三重項励起エネルギーのエネルギー差が小さくなり、高効率発光が得られる。
＜実施例１〜５と比較例１＞
実施例１の発光材料の構造式は以下の式（２）
【００１２】
【化２】
2014128945.tif 000004
で表される。式（２）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。また、芳香族環において、ドナーのカルバゾール誘導体と芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００１３】
この材料をｍCP（１，３―ジカルバゾリルベンゼン）に対して、6ｗｔ％となるような混合膜を石英基板上に蒸着法で作製した。
【００１４】
この膜の外部発光効率を、337nmの光で励起し、絶対量子収率測定装置を用いて、室温にて測定した。また、この分子の1重項励起エネルギーと3重項励起エネルギーのエネルギー差（ΔST）を密度汎関数法を用いた分子軌道法により、励起状態での分子構造変化を考慮して計算した。その結果、ΔSTは0.02eVであった。
【００１５】
比較例１の発光材料の構造式は
【００１６】
【化３】
2014128945.tif 000005
で表される。式（３）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。しかし、アルキル基は存在していない点で、式（３）は式（２）と異なっている。
【００１７】
この分子のΔSTを計算したところ、0.08eVであった。その他は実施例１と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。この混合膜の外部発光効率と実施例１の混合膜の外部発光効率を測定したところ、実施例１の混合膜の外部発光効率は、比較例１の混合膜の外部発光効率の1.3倍であった。励起状態での構造変化を抑制する置換基を導入した、一般式（１）の発光材料を用いることにより、高効率発光できる。実施例１で高効率発光が得られたのは、ΔSTが小さくなり、遅延蛍光が起こりやすくなったためと考えられる。
【００１８】
実施例２の発光材料の構造式は
【００１９】
【化４】
2014128945.tif 000006
で表される。式（４）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。また、２つの芳香族環において、一方の芳香族環と他方の芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００２０】
この材料のΔSTを計算したところ、0.05eVであった。その他は実施例１と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。その結果、外部発光効率は比較例１の混合膜と比較して、１．２倍であった。
【００２１】
実施例３の発光材料の構造式は
【００２２】
【化５】
2014128945.tif 000007
で表される。式（５）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。また、２つの芳香族環において、近傍の芳香族環と２つ以上の結合を有している。
【００２３】
この材料のΔSTを計算したところ、0.05eVであった。その他は実施例1と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。その結果、外部発光効率は、比較例１の混合膜と比べて、１．２倍であった。
【００２４】
実施例４の発光材料の構造式は
【００２５】
【化６】
2014128945.tif 000008
で表される。式（６）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。また、芳香族環において、アクセプターのトリアジン誘導体と芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００２６】
この材料のΔSTを計算したところ、0.07eVであった。その他は実施例1と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。その結果、外部発光効率は、比較例１の混合膜と比べて、１．１倍であった。
【００２７】
実施例５の発光材料の構造式は
【００２８】
【化７】
2014128945.tif 000009
で表される。式（７）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。また、芳香族環において、ドナーのカルバゾール誘導体と芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。また、２つの芳香族環において、一方の芳香族環と他方の芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００２９】
この材料のΔSTを計算したところ、0.02eVであった。その他は実施例1と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。その結果、外部発光効率は、比較例１の混合膜と比べて、１．４倍であった。
＜実施例６と比較例２＞
実施例６の発光材料の構造式は
【００３０】
【化８】
2014128945.tif 000010
で表される。式（８）では、ドナーのトリアリルアミノ誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。トリアリルアミノ誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。また、芳香族環において、ドナーのトリアリルアミノ誘導体と芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。また、２つの芳香族環において、一方の芳香族環と他方の芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００３１】
この材料のΔSTを計算したところ、0.05eVであった。その他は実施例1と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。
【００３２】
比較例２の発光材料の構造式は
【００３３】
【化９】
2014128945.tif 000011
で表される。式（９）では、ドナーのトリアリルアミノ誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。トリアリルアミノ誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。しかし、アルキル基は存在していない点で、式（９）は式（８）と異なっている。
【００３４】
この材料のΔSTを計算したところ、0.1eVであった。その他は実施例1と同様に、混合膜を作製し、外部量子収率を測定した。
【００３５】
実施例６の混合膜の外部発光効率は、比較例２の混合膜の外部発光効率と比較して、1.2倍であった。比較例２の材料と比較して、励起状態での構造の平面化が抑制され、ΔSTが小さくなり、高効率化したと考えられる。
＜実施例７と比較例３＞
実施例７の発光材料の構造式は
【００３６】
【化１０】
2014128945.tif 000012
で表される。式（１０）では、ドナーのフルオレン誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。トリアジン誘導体には芳香族環が連結している。また、ドナーのフルオレン誘導体において、ドナーのフルオレン誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。また、２つの芳香族環において、一方の芳香族環と他方の芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００３７】
この材料のΔSTを計算したところ、0.04eVであった。その他は実施例１と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。
【００３８】
比較例２の発光材料の構造式は
【００３９】
【化１１】
2014128945.tif 000013
で表される。式（１１）では、ドナーのフルオレン誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。トリアジン誘導体には芳香族環が連結している。しかし、アルキル基は存在していない点で、式（１１）は式（１０）と異なっている。
【００４０】
この材料のΔSTを計算したところ、0.1eVであった。その他は実施例１と同様に、混合膜を作製し、外部量子収率を測定した。
【００４１】
実施例７の混合膜の外部発光効率は、比較例３の混合膜の外部発光効率と比較して、１．２倍であった。比較例３の材料と比較して、励起状態での構造の平面化が抑制され、ΔSTが小さくなり、高効率化したと考えられる。
＜実施例８と比較例４＞
実施例８の発光材料の構造式は
【００４２】
【化１２】
2014128945.tif 000014
で表される。式（１２）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。トリアジン誘導体には芳香族環が連結している。また、ドナーのカルバゾール誘導体において、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。また、芳香族環において、アクセプターのトリアジン誘導体と芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。また、２つの芳香族環において、一方の芳香族環と他方の芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００４３】
この材料のΔSTを計算したところ、0.02eVであった。その他は実施例１と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。
【００４４】
比較例４の発光材料の構造式は
【００４５】
【化１３】
2014128945.tif 000015
で表される。式（１３）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのトリアジン誘導体が連結している。トリアジン誘導体には芳香族環が連結している。しかし、アルキル基は存在していない点で、式（１３）は式（１２）と異なっている。
【００４６】
この材料のΔSTを計算したところ、0.12eVであった。その他は実施例１と同様に、混合膜を作製し、外部量子収率を測定した。
【００４７】
実施例８の混合膜の外部発光効率は、比較例４の混合膜の外部発光効率と比較して、１．４倍であった。比較例４の材料と比較して、励起状態での構造の平面化が抑制され、ΔSTが小さくなり、高効率化したと考えられる。
＜実施例９と比較例５＞
実施例９の発光材料の構造式は
【００４８】
【化１４】
2014128945.tif 000016
で表される。式（１４）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのピリジン誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。また、芳香族環において、ドナーのカルバゾール誘導体と芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００４９】
この材料のΔSTを計算したところ、0.02eVであった。その他は実施例１と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。
【００５０】
比較例５の発光材料の構造式は
【００５１】
【化１５】
2014128945.tif 000017
で表される。式（１５）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのピリジン誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。トリアジン誘導体にも芳香族環が連結している。しかし、アルキル基は存在していない点で、式（１５）は式（１４）と異なっている。
【００５２】
この材料のΔSTを計算したところ、0.08eVであった。その他は実施例１と同様に、混合膜を作製し、外部量子収率を測定した。
【００５３】
実施例９の混合膜の外部発光効率は、比較例５の混合膜の外部発光効率と比較して、１．４倍であった。比較例５の材料と比較して、励起状態での構造変化を抑制する置換基を有する材料を用いることにより、ΔSTが小さくなり、高効率化したと考えられる。
＜実施例１０と比較例６＞
実施例１０の発光材料の構造式は
【００５４】
【化１６】
2014128945.tif 000018
で表される。式（１６）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのオキサジアゾール誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。また、芳香族環において、ドナーのカルバゾール誘導体と芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００５５】
この材料のΔSTを計算したところ、0.02eVであった。その他は実施例１と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。
【００５６】
比較例６の発光材料の構造式は
【００５７】
【化１７】
2014128945.tif 000019
で表される。式（１７）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのオキサジアゾール誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。しかし、アルキル基は存在していない点で、式（１７）は式（１６）と異なっている。
【００５８】
この材料のΔSTを計算したところ、0.06eVであった。その他は実施例１と同様に、混合膜を作製し、外部量子収率を測定した。
【００５９】
実施例１０の混合膜の外部発光効率は、比較例６の混合膜の外部発光効率と比較して、１．３倍であった。比較例６の材料と比較して、励起状態での構造変化を抑制する置換基を有する材料を用いることにより、ΔSTが小さくなり、高効率化したと考えられる。
＜実施例１１と比較例７＞
実施例１１の発光材料の構造式は
【００６０】
【化１８】
2014128945.tif 000020
で表される。式（１８）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのシロール誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。シロール誘導体にも芳香族環が連結している。また、芳香族環において、ドナーのカルバゾール誘導体と芳香族環の連結手に最も近い位置にアルキル基が存在している。
【００６１】
この材料のΔSTを計算したところ、0.04eVであった。その他は実施例１と同様に混合膜を作製し、外部発光効率を測定した。
【００６２】
比較例７の発光材料の構造式は
【００６３】
【化１９】
2014128945.tif 000021
で表される。式（１９）では、ドナーのカルバゾール誘導体とアクセプターのシロール誘導体が連結している。カルバゾール誘導体には芳香族環が連結している。シロール誘導体にも芳香族環が連結している。しかし、アルキル基は存在していない点で、式（１９）は式（１８）と異なっている。
【００６４】
この材料のΔSTを計算したところ、0.08eVであった。その他は実施例１と同様に、混合膜を作製し、外部量子収率を測定した。
【００６５】
実施例１０の混合膜の外部発光効率は、比較例６の混合膜の外部発光効率と比較して、１．２倍であった。比較例６の材料と比較して、励起状態での構造変化を抑制する置換基を有する材料を用いることにより、ΔSTが小さくなり、高効率化したと考えられる。
＜その他の実施例（１）＞
その他の実施例の高効率発光が得られる発光材料の構造式を以下に示す。
【００６６】
【化２０】
2014128945.tif 000022
【００６７】
【化２１】
2014128945.tif 000023
【００６８】
【化２２】
2014128945.tif 000024
【００６９】
【化２３】
2014128945.tif 000025
【００７０】
【化２４】
2014128945.tif 000026
【００７１】
【化２５】
2014128945.tif 000027
【００７２】
【化２６】
2014128945.tif 000028
【００７３】
【化２７】
2014128945.tif 000029
【００７４】
【化２８】
2014128945.tif 000030
【００７５】
【化２９】
2014128945.tif 000031
【００７６】
【化３０】
2014128945.tif 000032
【００７７】
【化３１】
2014128945.tif 000033
【００７８】
【化３２】
2014128945.tif 000034
【００７９】
【化３３】
2014128945.tif 000035
【００８０】
【化３４】
2014128945.tif 000036
【００８１】
【化３５】
2014128945.tif 000037
【００８２】
【化３６】
2014128945.tif 000038
【００８３】
【化３７】
2014128945.tif 000039
【００８４】
【化３８】
2014128945.tif 000040
【００８５】
【化３９】
2014128945.tif 000041
これらのように励起状態での構造変化を抑制する置換基を有する材料を用いることにより、高効率発光が得られる。
【００８６】
ここまで、構造式で全てのパターンを示していないが、ドナーとして、カルバゾール誘導体、トリアリルアミノ誘導体、フェノキサジン誘導体、フルオレン誘導体、スピロトリフェニルアミン誘導体、ナフタレン誘導体、電子供与性基で置換されたフェニル基のいずれかを用いることができる。また、アクセプターとして、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、電子吸引性基で置換されたフェニル基のいずれかを用いることができる。置換基として、アルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、フェニル基、アシル基のいずれかを用いることができる。
【００８７】
これらドナー、アクセプター、置換基を様々なパターンで組合せることができ、
（Ａ）ドナーにおいて、ドナーと芳香族環の連結手に最も近い位置に置換基を有する、
（Ｂ）ドナーにおいて、ドナーとアクセプターの連結手に最も近い位置に置換基を有する、
（Ｃ）アクセプターにおいて、アクセプターと芳香族環の連結手に最も近い位置に置換基を有する、
（Ｄ）アクセプターにおいて、アクセプターとドナーの連結手に最も近い位置に置換基を有する、
（Ｅ）芳香族環において、芳香族環とドナーの連結手に最も近い位置に置換基を有する、
（Ｆ）芳香族環において、芳香族環とアクセプターの連結手に最も近い位置に置換基を有する、
（Ｇ）芳香族環において、一方の芳香族環と他方の芳香族環の連結手に最も近い位置に置換基を有する、
（Ｈ）複数の芳香族環において、隣り合う芳香族環が２か所以上で結合されている
のいずれか１つ以上の特徴を有することで、平面構造化が起こりにくくなり、励起状態の構造安定化が起こりにくくなる。また、置換基の数が多いほど立体障害により、平面構造化が起こりにくくなる。同様に、また、置換基の大きさが大きいほど立体障害により、平面構造化が起こりにくくなる。
【００８８】
式２３、式２４のような構造の発光材料を用いることにより、塗布法で製膜した際に、ドーパントが表面近傍に局在化させることができ、１回塗布で積層発光層を形成することができる。そのようにすることにより、ドーパントが正孔輸送層に接することがなくなり、正孔輸送層の影響を受けにくくなる。そのため、正孔輸送層の材料選択の幅が広がる。
【００８９】
また、多色のドーパントを混合させることにより、白色発光が得られる。その場合、１回塗布で積層発光層を形成することにより、高効率化できる。
【００９０】
式２４のような構造とすることにより、ドーパントが表面近傍に局在化するとともに、ドーパントの遷移双極子が発光層表面にほぼ平行にできる。そうすることにより、光取出し効率が大きくなり、全体として発光効率を高くすることができる。
＜実施例１２と比較例８＞
図１は本発明における有機発光素子の一実施の形態における断面図である。
【００９１】
基板１はガラス基板である。但し、ガラス基板に限るものではなく、適切な透水性低下保護膜を施したプラスティック基板や金属基板も用いることができる。また、光取出し層を有していてもよい。光取出し層には散乱性を有する層やマイクロレンズを有する層を用いることができる。
【００９２】
下部電極２は陽極である。ITO,IZOなどの透明電極が用いられる。但し、それらに限られるものではなく、Al,Agなどの積層体やMo,Crや透明電極と光拡散層との組合せなども用いることができる。また、下部電極は陽極に限るものではなく、陰極も用いることができる。その場合はAl、Mo,やAlとLiの積層体やAlNiなどの合金などが用いられる。また、ITO,IZOなどの透明電極を用いてもよい。
【００９３】
上部電極８は陰極である。Alと電子注入性のLiF、Li20などのアルカリ金属のフッ化物、酸化物などの積層体が用いられる。また、Alとアルカリ金属の共蒸着物も用いられる。またITO,IZOなどの透明電極とMgAg、Liなどの電子注入性電極の積層体を用いることもできる。但し、それらに限られるものではなく、MgAgやAg薄膜単独でも用いることができる。また、ITO,IZOをスパッタ法で形成する際には、スパッタによるダメージを緩和するため、バッファー層を設けることがある。バッファー層には、酸化モリブデン、酸化バナジウムなどの金属酸化物を用いる。上記のように下部電極が陰極となる場合には、上部電極は陽極となる。その場合には、ITO,IZOなどの透明電極が用いられる。また、Ag薄膜などの金属薄膜を用いることができる。ITO,IZOなどの透明電極をスパッタ法で形成する際には、スパッタによるダメージを緩和するため、バッファー層を設けることがある。バッファー層には、酸化モリブデン、酸化バナジウムなどの金属酸化物を用いる。
【００９４】
正孔注入層３は下部電極２から正孔を注入するための層である。単層もしくは複数層設けてもよい。正孔注入層３としては、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート）等の導電性高分子が好ましい。その他にも、ポリピロール系やトリフェニルアミン系のポリマー材料を用いることができる。また、低分子（重量平均分子量１００００以下）材料系と組合せてよく用いられる、フタロシアニン類化合物やスターバーストアミン系化合物も適用可能である。
【００９５】
正孔輸送層４は正孔注入層３から発光層に効率よく正孔を注入するための層である。正孔輸送層としては、フルオレン、カルバゾール、アリールアミンなどの単独あるいは共重合体が用いられる。共重合体としては、チオフェン系、ピロール系を骨格に有する材料でも用いることができる。また、側鎖にフルオレン、カルバゾール、アリールアミン、チオフェン、ピロールなどの骨格を有するポリマーも用いることができる。また、ポリマーに限ることはなく、スターバーストアミン系化合物やアリールアミン系化合物、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体、チオフェン誘導体なども用いることができる。また、上記の材料を含むポリマをもちいてもよい。また、これらの材料に限られるものではなく、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
【００９６】
発光層５は所望の発光色の発光を得るための層である。発光層５はホスト及びドーパントを含む。ドーパントとして、少なくとも一種類は遅延蛍光を用いた有機発光材料を用いる。ドーパントは１種類だけでもよいが、２種類、３種類を用いてもよい。２種類、３種類を混合して白色は発光させる場合には、発光層５はホスト、ドーパント以外に正孔輸送材料或いは電子輸送材料を含んでいてもよい。また、蛍光材料、燐光発光材料を一部用いてもよい。それらは、発光層中のチャージバランスを向上させるために用いられる。また、発光層はバインダポリマを含んでもよい。
【００９７】
ホストとして、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体またはアリールシラン誘導体などを用いることが好ましい。また、８−キノリノールの金属錯体なども用いることができる。また、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ゼラチンなどのバインダポリマも合わせて用いることができる。
【００９８】
正孔阻止層６は正孔が発光層から電子輸送層に移動するのを防ぐための層である。正孔阻止層の材料としては、例えば、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニルフェノラト）アルミニウム（以下、ＢＡｌｑ）や、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３）、Ｔｒｉｓ（２、４、６−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ−３−（ｐｙｒｉｄｉｎ−３−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒａｎｅ（以下、３ＴＰＹＭＢ）、１、４−Ｂｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｓｉｌｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ（以下、ＵＧＨ２）、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フラーレン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、トリアジン誘導体等を用いることができる。
【００９９】
電子輸送層７は電子を、正孔阻止層を介して発光層に輸送するための層である。電子輸送層の材料としては、例えば、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニルフェノラト）アルミニウム（以下、ＢＡｌｑ）や、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３）、Ｔｒｉｓ（２、４、６−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ−３−（ｐｙｒｉｄｉｎ−３−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒａｎｅ（以下、３ＴＰＹＭＢ）、１、４−Ｂｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｓｉｌｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ（以下、ＵＧＨ２）、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フラーレン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、トリアジン誘導体等を用いることができる。
【０１００】
本実施例では、各層に以下のような材料を用いた。
【０１０１】
基板１にはガラス基板を用い、下部電極２には、ITOを用いた。正孔注入層３には、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート）を用いた。正孔輸送層４には、トリフェニルアミン系ポリマを用いた。
【０１０２】
発光層５のホストには、ｍCP（１，３―ジカルバゾリルベンゼン）を用いた。また、ドーパントには以下の式（４０）で表される材料を用いた。
【０１０３】
【化４０】
2014128945.tif 000042
発光層５において、ドーパントはホストに対して、重量比で１％である。発光層５を形成するための塗液は溶媒にトルエンを用い、溶媒に対して、固形分の重量比が１％となるように作製した。この塗液を用い、スピンコート法を用いて、発光層５を形成した。
【０１０４】
正孔阻止層６には、３ＴＰＹＭＢを用いた。電子輸送層７には、Ａｌｑ３を用いた。
上部電極８には、LiF/Alの積層構造を用いた。
【０１０５】
実施例１２の下部電極２に＋電位を上部電極８に−電位を印加したところ、発光が得られた。また、輝度１００cd/m２での電流効率を測定した。
【０１０６】
比較例８では、ドーパントに以下の式（４１）の材料を用いた。それ以外は、実施例１２と同様に有機発光素子を作製した。
【０１０７】
【化４１】
2014128945.tif 000043
比較例８の下部電極２に＋電位を上部電極９に−電位を印加したところ、発光が得られた。また、輝度１００cd/m２での電流効率を測定したところ、実施例１２の有機発光素子の電流効率は比較例８の有機発光素子の１．３倍であった。
＜その他の実施例（２）＞
これまで式（１）に基づき説明してきたが、これに限らず、
【０１０８】
【化４２】
2014128945.tif 000044
【０１０９】
【化４３】
2014128945.tif 000045
のような構造でも良い。
【０１１０】
D1、D2はドナー、A1、A2はアクセプター、Xは連結部、Ar1-8は芳香族環である。
【符号の説明】
【０１１１】
１…基板、２…下部電極、３…正孔注入層、４…正孔輸送層、５…発光層、６…正孔阻止層、７…電子輸送層、８…上部電極、
【図１】
2014128945.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月9日(2013.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターに芳香族環が連結しており、
前記ドナー、アクセプターまたは芳香族環において、連結手に最も近い位置に置換基を有し、
前記ドナーはインドロカルバゾール、カルバゾール、トリフェニルアミン、フルオレン、フェニルアミノ、スピロトリフェニアルアミン、フェノキサジン、エリプチシンのいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン、ピリジン、オキサジアゾール、シロール、シアノベンゼン、シアノビフェニル、ジベンゾチオフェンサルフォンのうちのいずれかであり、
前記芳香族環はフェニルであり、
前記置換基はメチル基、エチル基、イソプロピル基、メトキシ基、メチルチオ基、アセチル基、ベンゾイル基、フルオロアルキル基のうちのいずれかである有機発光材料。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
請求項１に記載の有機発光材料であって、
前記連結手は前記ドナーと前記芳香族環の連結手であることを特徴とする有機発光材料。
【請求項５】
請求項１に記載の有機発光材料であって、
前記連結手は前記アクセプターと前記芳香族環の連結手であることを特徴とする有機発光材料。
【請求項６】
請求項１に記載の有機発光材料であって、
前記連結手は前記ドナーと前記アクセプターの連結手であることを特徴とする有機発光材料。
【請求項７】
請求項１に記載の有機発光材料であって、
前記ドナーまたは前記アクセプターに複数の芳香族環が連結しており、
前記連結手は前記複数の芳香族環の間の連結手であることを特徴とする有機発光材料。
【請求項８】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターに複数の芳香族環が連結しており、
前記複数の芳香族環において、隣り合う芳香族環が２か所以上で結合されており、
前記ドナーはインドロカルバゾール、カルバゾール、トリフェニルアミン、フルオレン、フェニルアミノ、スピロトリフェニアルアミン、フェノキサジン、エリプチシンのいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン、ピリジン、オキサジアゾール、シロール、シアノベンゼン、シアノビフェニル、ジベンゾチオフェンサルフォンのうちのいずれかであり、
前記芳香族環はフェニルであり、
前記置換基はメチル基、エチル基、イソプロピル基、メトキシ基、メチルチオ基、アセチル基、ベンゾイル基、フルオロアルキル基のうちのいずれかであることを特徴とする有機発光材料。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
請求項１、４、５、６、７、８のいずれかに記載の有機発光材料を用いて製造されたことを特徴とする有機発光素子。
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月22日(2016.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターに芳香族環が連結しており、
前記ドナーにおいて、前記ドナーと前記アクセプターの連結手に最も近い位置に置換基を有し、
前記ドナーはインドロカルバゾール、カルバゾール、トリフェニルアミン、フルオレン、フェニルアミノ、スピロトリフェニルアミン、フェノキサジン、エリプチシンのいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン、ピリジン、オキサジアゾール、シロール、シアノベンゼン、シアノビフェニル、ジベンゾチオフェンサルフォンのうちのいずれかであり、
前記芳香族環はフェニルであり、
前記置換基はメチル基、エチル基、イソプロピル基、メトキシ基、メチルチオ基、アセチル基、ベンゾイル基、フルオロアルキル基のうちのいずれかである有機発光材料。
【請求項２】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターに芳香族環が連結しており、
前記アクセプターにおいて、前記アクセプターと前記芳香族環の連結手に最も近い位置に置換基を有し、
前記ドナーはインドロカルバゾール、カルバゾール、トリフェニルアミン、フルオレン、フェニルアミノ、スピロトリフェニルアミン、フェノキサジン、エリプチシンのいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン、ピリジン、オキサジアゾール、シロール、シアノベンゼン、シアノビフェニル、ジベンゾチオフェンサルフォンのうちのいずれかであり、
前記芳香族環はフェニルであり、
前記置換基はメチル基、エチル基、イソプロピル基、メトキシ基、メチルチオ基、アセチル基、ベンゾイル基、フルオロアルキル基のうちのいずれかである有機発光材料。
【請求項３】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターに芳香族環が連結しており、
前記アクセプターにおいて、前記アクセプターと前記ドナーの連結手に最も近い位置に置換基を有し、
前記ドナーはインドロカルバゾール、カルバゾール、トリフェニルアミン、フルオレン、フェニルアミノ、スピロトリフェニルアミン、フェノキサジン、エリプチシンのいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン、ピリジン、オキサジアゾール、シロール、シアノベンゼン、シアノビフェニル、ジベンゾチオフェンサルフォンのうちのいずれかであり、
前記芳香族環はフェニルであり、
前記置換基はメチル基、エチル基、イソプロピル基、メトキシ基、メチルチオ基、アセチル基、ベンゾイル基、フルオロアルキル基のうちのいずれかである有機発光材料。
【請求項４】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターに芳香族環が連結しており、
前記芳香族環において、前記芳香族環と前記アクセプターの連結手に最も近い位置に置換基を有し、
前記ドナーはインドロカルバゾール、カルバゾール、トリフェニルアミン、フルオレン、フェニルアミノ、スピロトリフェニルアミン、フェノキサジン、エリプチシンのいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン、ピリジン、オキサジアゾール、シロール、シアノベンゼン、シアノビフェニル、ジベンゾチオフェンサルフォンのうちのいずれかであり、
前記芳香族環はフェニルであり、
前記置換基はメチル基、エチル基、イソプロピル基、メトキシ基、メチルチオ基、アセチル基、ベンゾイル基、フルオロアルキル基のうちのいずれかである有機発光材料。
【請求項５】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
前記ドナーと前記アクセプターは連結しており、
前記ドナーまたは前記アクセプターにおいて、前記ドナーと前記アクセプターの連結手に最も近い位置に置換基を有し、
前記ドナーはインドロカルバゾール、カルバゾール、トリフェニルアミン、フルオレン、フェニルアミノ、スピロトリフェニルアミン、フェノキサジン、エリプチシンのいずれかであり、
前記アクセプターはトリアジン、ピリジン、オキサジアゾール、シロール、シアノベンゼン、シアノビフェニル、ジベンゾチオフェンサルフォンのうちのいずれかであり、
前記置換基はメチル基、エチル基、イソプロピル基、メトキシ基、メチルチオ基、アセチル基、ベンゾイル基、フルオロアルキル基のうちのいずれかである有機発光材料。
【請求項６】
ドナーとアクセプターを備えた有機発光材料であって、
以下の式（６）、式（１０）、式（１２）、式（３２）、式（３３）、式（３４）、式（３５）のいずれかで表される構造を有する有機発光材料。
【化１】
2014128945.tif 000047
【化２】
2014128945.tif 000048
【化３】
2014128945.tif 000049
【化４】
2014128945.tif 000050
【化５】
2014128945.tif 000051
【化６】
2014128945.tif 000052
【化７】
2014128945.tif 000053
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機発光材料を用いて製造されたことを特徴とする有機発光素子。
【国際調査報告】
2014128945.tif 000054
2014128945.tif 000055