6的全氟烷基。
[0123] 上述通式(2a)中的。更优选为碳数为1~6的全氟亚烷基、或成环碳数为6~12的 全氟亚芳基,进一步优选为碳数为1~6的全氟亚烷基。
[0124] 上述通式(2)、(20)、(21)中,X为碳原子,Y优选为选自氢原子、或取代或无取代的 烷基、和取代或无取代的成环碳数为6~30的芳基中的取代基,Y更优选为取代或无取代的 成环碳数为6~30的芳基。
[0125] 第二化合物可以具有由上述Z21与上述Z22键合而构建的环结构,但优选不具有由 上述Z 21与上述Z22键合而构建的环结构。
[0126] 上述通式(2)、(20)中、R21、R23、R 24和R26中的至少任一个优选为取代或无取代的碳 数为1~30的烷基。
[0127] 上述通式(2)、( 20)中、R21、R23、R24和R26更优选为取代或无取代的碳数为1~30的烷 基。该情况下,R22和R25优选为氢原子。
[0128] 上述通式(21)中,R21、R23和R24中的至少任一个优选为取代或无取代的碳数为1~ 30的烷基。
[0129] 上述通式(21)中,R21、R23和R24更优选为取代或无取代的碳数为1~30的烷基。该情 况下,R22优选为氢原子。
[0130] 上述通式(2)、(20)中,R21、R23、R 24和R26中的至少任一个优选为取代或无取代的成 环碳数为6~30的芳基。
[0131 ] 上述通式(2)、( 20)中,R21、R23、R24和R26更优选为取代或无取代的成环碳数为6~30 的芳基。该情况下,R22和R25优选为氢原子。
[0132] 上述通式(21)中,R21、R23和R24中的至少任一个优选为取代或无取代的成环碳数为 6~30的芳基。
[0133] 上述通式(21)中,R21、R23和R24更优选取代或无取代的成环碳数为6~30的芳基。该 情况下,R22优选为氢原子。
[0134] Y和R21~R3Q为取代基时的取代基优选选自取代或无取代的碳数为1~30的烷基、 取代或无取代的碳数为3~30的环烷基、取代或无取代的成环碳数为6~30的芳基、取代或 无取代的碳数为1~30的烷氧基、取代或无取代的碳数为1~30的烷硫基、取代或无取代的 成环碳数为6~30的芳氧基、取代或无取代的成环碳数为6~30的芳硫基、取代或无取代的 碳数为2~30的烯基、取代或无取代的成环碳数为6~30的芳烷基、取代或无取代的成环原 子数为5~30的杂芳基、卤原子、卤烷基、羧基、酯基、氨甲酰基、氨基、硝基、氰基、甲硅烷基、 和硅氧烷基,更优选选自取代或无取代的碳数为1~30的烷基、取代或无取代的碳数为3~ 30的环烷基、取代或无取代的成环碳数为6~30的芳基、取代或无取代的碳数为1~30的烷 氧基、取代或无取代的成环碳数为6~30的芳氧基、取代或无取代的成环原子数为5~30的 杂芳基、卤原子和卤烷基。
[0135] 上述Z21~Z22分别独立地优选选自卤原子、取代或无取代的成环碳数为6~30的芳 基、取代或无取代的碳数为1~30的烷氧基和取代或无取代的成环碳数为6~30的芳氧基。
[0136] 作为被氟原子取代的烷氧基,例如,可以举出2,2,2_三氟乙氧基、2,2_二氟乙氧 基、2,2,3,3,3_五氣-1-丙氧基、2,2,3,3_四氣-1-丙氧基、1,1,1,3,3,3_六氣_2_丙氧基、2, 2,3,3,4,4,4t氣 _1_丁基氧基、2,2,3,3,4,4_六氣-1-丁基氧基、九氣叔丁基氧基、2,2,3, 3,4,4,5,5,5-九氟戊氧基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-^氟己氧基、2,3-双(三氟甲基)_2, 3 -丁烧二氧基、1,1,2,2_四(二氣甲基)乙二氧基、4,4,5,5,6,6,6t氣己烧_1,2-二氧基、 和4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-十三氟壬烷-1,2-二氧基等。
[0137] 作为被氟原子取代的芳氧基、或被氟代烷基取代的芳氧基,例如,可以举出五氟苯 氧基、3,4,5-三氟苯氧基、4-三氟甲基苯氧基、3,5-双三氟甲基苯氧基、3-氟-4-三氟甲基苯 氧基、2,3,5,6-四氟-4-三氟甲基苯氧基、4-氟邻苯二酚基、4-三氟甲基邻苯二酚基、和3,5-双三氟甲基邻苯二酚基等。
[0138] 第二化合物优选为在500nm以上且550nm以下的波长范围显示发光峰的荧光发光 性的化合物。通过将这样的荧光发光性的第二化合物与第一化合物一起用于发光层,有机 EL元件的性能提高。显示发光峰的波长是指,对于测定对象化合物以10-6摩尔/升以上且10 _5摩尔/升以下的浓度溶解的甲苯溶液测定的发光光谱中的发光强度最大的发光光谱的峰 波长。
[0139] 将本实施方式涉及的第二化合物的具体例示于以下。需要说明的是,本发明中的 第二化合物不限于这些具体例。
[0140] 【化20】
[0302] 根据第一实施方式的有机EL元件能够提供高性能的有机EL元件。
[0303] 以往,作为可以与荧光发光性的化合物一起用于发光层的化合物,主要是蒽衍生 物。蒽衍生物由于电子传输性相对地比空穴传输性强,因此在发光层中的载流子平衡的提 高上存在问题。因此,期望降低有机EL元件的驱动电压。
[0304]另一方面,第一实施方式的有机EL元件的发光层中,包含延迟荧光发光性的第一 化合物、和具有上述通式(2)等所示的特定结构的第二化合物。第一实施方式的有机EL元件 中,通过使用具有双极性的第一化合物,与以往的作为荧光主体的蒽衍生物相比,认为发光 层中的载流子平衡提高。其结果是,与以往的荧光发光型的元件相比,认为有机EL元件的驱 动电压降低。
[0305]第一实施方式的有机EL元件优选使其发光时放射出在500nm以上且550nm以下的 波长范围显示峰的光。即,优选由有机EL元件放射的光的主峰波长包含在500nm以上且 550nm以下的范围内。使本实施方式的有机EL元件发光时,优选在发光层5中,主要是第二化 合物发光。
[0306] · TADF机理
[0307] 本实施方式的有机EL元件中,优选使用△ ST(M1)小的化合物作为第一化合物,借 助从外部给予的热能,容易发生从第一化合物的三重态能级向第一化合物的单重态能级的 反向系间窜越。有机EL元件内部的电激发出的激子的激发三重态状态通过反向系间窜越发 生向激发单重态状态的自旋交换,这样的能态转变机理称为TADF机理。
[0308]图4是示出发光层中的第一化合物与第二化合物的能级的关系的一例的图。图4 中,S0表示基态,SI (Ml)表示第一化合物的最低激发单重态状态,Tl (Ml)表示第一化合物的 最低激发三重态状态,S1(M2)表示第二化合物的最低激发单重态状态,ΤΙ (M2)表示第二化 合物的最低激发三重态状态。图4中的从SI (Ml)向SI (M2)的虚线的箭头表示从第一化合物 的最低激发单重态状态向第二化合物的最低激发单重态状态的福斯特(Forster-type)型 能量转移。需要说明的是,本实施方式中,将最低激发单重态状态S1与最低激发三重态状态 T1之差定义为AST。
[0309] 如图4所示,若使用△ ST(M1)小的化合物作为第一化合物,则最低激发三重态状态 T1(M1)可以利用热能向最低激发单重态状态S1(M1)反向系间窜越。并且,发生从第一化合 物的最低激发单重态状态S1(M1)向第二化合物的最低激发单重态状态S1(M2)的福斯特型 能量转移。其结果是,能够观测来自第二化合物的最低激发单重态状态S1(M2)的荧光发光。 认为通过利用该TADF机理带来的延迟荧光,也能在理论上将内部效率提高至100 %。
[0310] 本实施方式中,第一化合物的单重态能量S(M1)优选大于第二化合物的单重态能 量S(M2)。
[0311] 另外,本实施方式中,第一化合物的77[K]时的能隙Τ77Κ(Μ1)优选大于第二化合物 的77[K]时的能隙T77k(M2)。
[0312] ?三重态能量与77[K]时的能隙的关系
[0313] 此处,对三重态能量与77[Κ]时的能隙的关系进行说明。本实施方式中,77[Κ]时的 能隙与通常定义的三重态能量有不同之处。
[0314] -般而言,三重态能量是将在溶剂中溶解有成为测定对象的化合物的试样在低温 (77[Κ])下测定磷光光谱(纵轴:磷光发光强度、横轴:波长),对该磷光光谱的短波长侧的上 升引出切线,基于该切线与横轴的交点的波长值,由指定的换算式算出。
[0315] 此处,作为本实施方式中使用的延迟荧光性化合物,优选为△ ST小的化合物。若Δ ST小,则即使在低温(77[Κ])状态下,也容易发生系间窜越和反向系间窜越,激发单重态状 态与激发三重态状态共存。其结果是,与上述同样地测定的光谱包含来自激发单重态状态 和激发三重态状态这两者的发光,难以区别是由哪个状态发光的,但基本上可以认为三重 态能量的值是决定性的。
[0316] 因此,本实施方式中,测定手法与通常的三重态能量Τ相同,但为了在其严格意义 上区别出不同,将按以下方式测定的值称为能隙Τ 77Κ。将成为测定对象的化合物按照浓度成 为ΙΟμ mol/L溶解于ΕΡΑ(二乙醚:异戊烷:乙醇=5:5: 2(容积比))中,将该溶液加入石英比色 池中作为测定试样。对于该测定试样,在低温(77[K])下测定磷光光谱(纵轴:磷光发光强 度、横轴:波长),对该磷光光谱的短波长侧的上升引出切线,基于该切线与横轴的交点的波 长值Xedge [ nm ],将由下面的换算式(F1)算出的能量作为能隙T77K。
[0317] 换算式(FI):T77K[eV] = 1239 · 85/Aedge
[0318] 按以下方式对磷光光谱的短波长侧的上升引出切线。在从磷光光谱的短波长侧起 至光谱的极大值之中最短波长侧的极大值为止在光谱曲线上移动时,朝向长波长侧考察曲 线上的各点处的切线。该切线随着曲线上升(即随着纵轴增加),而斜率增加。在该斜率的值 取极大值的点处引出的切线(即拐点处的切线)作为对该磷光光谱的短波长侧的上升的切 线。
[0319] 需要说明的是,具有光谱的最大峰强度的15%以下的峰强度的极大点不包含于上 述的最短波长侧的极大值中,将在最接近最短波长侧的极大值、且斜率的值取极大值的点 处引出的切线作为对该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
[0320]磷光的测定中,使用株式会社日立高新技术制的F-4500型分光荧光光度计主体。 需要说明的是,磷光测定装置不限于此,还可以通过将冷却装置及低温用容器、激发光源、 受光装置组合来进行测定。
[0321] ?单重态能量S
[0322]单重态能量S按如下方式测定。
[0323] 制备作为测定对象的化合物的1 Ομπιο 1 /L甲苯溶液,加入石英比色池中,在常温 (300Κ)下测定该试样的吸收光谱(纵轴:发光强度、横轴:波长。)。对该吸收光谱的长波长侧 的下降引出切线,将该切线与横轴的交点的波长值U ge3[nm]代入以下所示换算式2中算出 单重态能量。
[0324] 换算式 2:S[eV] = 1239.85/Aedge
[0325] 单重态能量S的测定中,可以使用日立社制的分光光度计(装置名:U3310)测定吸 收光谱。需要说明的是,吸收光谱测定装置不限于此处使用的装置。
[0326] 对吸收光谱的长波长侧的下降的切线按以下方式引出。从吸收光谱的极大值之中 最长波长侧的极大值起沿长波长方向在光谱曲线上移动时,考察曲线上的各点处的切线。 该切线随着曲线下降(即随着纵轴的值减小),而反复发生斜率减小随后增加。将在斜率的 值在最长波长侧(其中不包括吸光度为0.1以下的情况)取极小值的点处引出的切线作为对 该吸收光谱的长波长侧的下降的切线。
[0327] 需要说明的是,吸光度的值为0.2以下的极大点不包括在上述最长波长侧的极大 值中。
[0328] ?发光层的膜厚
[0329]本实施方式的有机EL元件1中的发光层5的膜厚优选为5nm以上且50nm以下、更优 选为7nm以上且50nm以下、进一步优选为10nm以上且50nm以下。发光层5的膜厚若为5nm以 上,则容易形成发光层5,色度也容易调整。发光层5的膜厚若为50nm以下,则能够抑制驱动 电压的上升。
[0330] ?发光层中的化合物的含量
[0331]本实施方式的有机EL元件1中,发光层5中,第一化合物的含有率优选为90质量% 以上且99质量%以下,第二化合物的含有率优选为1质量%以上且10质量%以下。发光层5 中的第一化合物和第二化合物的合计含有率的上限为100质量%。需要说明的是,本实施方 式并不排除在发光层5中包含除了第一化合物和第二化合物以外的材料。
[0332](基板)
[0333] 基板被用作有机EL元件1的支撑体。作为基板,可以使用例如玻璃、石英、塑料等。 另外,也可以使用挠性基板。挠性基板是指,能够弯折的(柔性的)基板,可以举出例如包含 聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、聚丙烯、聚酯、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二 酯的塑料基板等。另外,还可以使用无机蒸镀膜。
[0334] (阳极)
[0335] 在基板上形成的阳极中,优选使用功函数大的(具体来说4.OeV以上)金属、合金、 导电性化合物、和这些的混合物等。具体来说,可以举出例如氧化铟-氧化锡(ITO: Indium Tin Oxide)、含有娃或氧化娃的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、氧化妈、和含有氧化锌的 氧化铟、石墨烯等。除此之外,可以举出金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁 (Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、钛(Ti)、或金属材料的氮化物(例如,氮化钛)等。
[0336] 这些材料通常通过溅射法成膜。例如,氧化铟-氧化锌可以通过使用相对于氧化铟 加入1质量%以上且10质量%以下的氧化锌的靶,以溅射法形成。另外,例如,含有氧化钨、 和氧化锌的氧化铟可以通过使用相对于氧化铟含有氧化钨0.5质量%以上且5质量%以下、 含有氧化锌0.1质量%以上且1质量%以下的靶,以溅射法形成。除此之外,可以通过真空蒸 镀法、涂布法、喷墨法、旋涂法等而制作。
[0337] 在阳极3上形成的有机层之中,与阳极邻