JP2012512536A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
Arは、出現毎に同一であるか異なり、5〜80個の芳香族環原子を有し、好ましくは60まで個の芳香族環原子を有する芳香族又は複素環式芳香族環構造であり、これは各場合に、1以上の基R1で置換されてよい;
R1は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、C(=O)Ar1、P(=O)(Ar1)2、S(=O)Ar1、S(=O)2Ar1、CR2=CR2Ar1、CN、NO2、Si(R2)3、B(OR2)2、B(R2)2、B(N(R2)2)2、OSO2R2、1〜40個のC原子を有する直鎖のアルキル、アルコキシ又はチオアルコキシ基、又は3〜40個のC原子を有する分枝又は環状のアルキル、アルコキシ又はチオアルコキシ基、又は2〜40個のC原子を有するアルケニル又はアルキニル基であり、それぞれ、1以上のラジカルR2で置換されてよく、式中、1以上の隣接しないCH2基は、R2C=CR2、C≡C、Si(R2)2、Ge(R2)2、Sn(R2)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR2、P(=O)(R2)、SO、SO2、NR2、O、S又はCONR2で置換されてよく、及び、式中、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CN又はNO2、又は、各場合に、1以上のラジカルR2で置換されてよい、5〜60個の芳香族環原子を有する芳香族又は複素環式芳香族環構造、又は、1以上のラジカルR2で置換されてよい、5〜60個の芳香族環原子を有するアリールオキシ又はヘテロアリールオキシ基、又は、1以上のラジカルR2で置換されてよい、5〜60個の芳香族環原子を有するアラルキル又はヘテロアラルキル基、又は、それらの構造の組み合わせで置換されてよい;ここで、2以上の隣接する置換基R1は、互いに、モノ-又は多環式、脂肪族又は芳香族環構造をも形成可能である;
Ar1は、出現毎に同一であるか異なり、5〜40個の芳香族環原子を有する芳香族又は複素環式芳香族環構造であり、これは、1以上のラジカルR2で置換されてよい;
R2は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、CN又は1〜20個のC原子を有する脂肪族、芳香族及び/又は複素環式芳香族有機ラジカルであり、ここでさらに、H原子は、Fで、好ましくは炭化水素ラジカルで置換されてよく;ここで、2以上の隣接する置換基R2 は、互いに、モノ-又は多環式、脂肪族又は芳香族環構造をも形成可能である。
DCyは、出現毎に同一であるか異なり、少なくとも一つのドナー原子、好ましくは、窒素、カルベン型の炭素又は燐を含む環状基であり、環状基はドナー原子を介して金属に結合し、環状基は1以上の置換基R1を順に担持してもよく;該基DCyとCCyは、互いに共有結合を介して結合する;
CCyは、出現毎に同一であるか異なり、炭素原子を含む環状基であり、環状基は炭素原子を介して金属に結合し、環状基は1以上の置換基R1を順に担持してもよい;
Aは、出現毎に同一であるか異なり、モノアニオン性2座キレート配位子、好ましくは、ジケトン配位子又はピコリネート配位子である。
Zは、出現毎に同一であるか異なり、CR1又はNを表わし;
nは、出現毎に同一であるか異なり、0又は1である。
、蛍光層と燐光層の間の中間層として適当で有り得る。さらに、3つより多い発光層の使用も好ましい。さらに、層、特に、電荷輸送層は、ドープされてもよい。層のドープは、電荷輸送の改善に有利であり得る。しかしながら、これら層の夫々は、必ずしも存在する必要はないこと、及び層の選択は使用される化合物に常に依存することが指摘されねばならない。
本発明によるエレクトロルミネッセンス素子は、例えば、WO05/003253に記載されるとおりに製造されることができる。使用された材料の構造を以下に明確に示す。
種々の白色OLEDについての結果を以下に比較する。
本発明に従う例1a及び1bは、以下の層構造により達成される: 20 nm のHIM、20 nmのNPB、15% のTERでドープされた5 nmのNPB、75%のTMM1、10%のSK及び15%のIr(ppy)3 からなる15 nmの混合層(例1a)又は60%のTMM1、25%のSK及び15%のIr(ppy)3 からなる15 nmの混合層(例1b)、5%のBDでドープされた20 nmのBH、20 nmのAlq、1 nmのLiF、100 nmのAl。例1aと1bの直接的な比較から分かるように、二つのマトリクス材料を含む中心の混合層の使用は、所望のカラーロケーションを極めて無理なく設定することを可能にする。CIE 0.32/0.33の純白と、CIE 0.42/0.39の極温白色の何れもが、単に、本発明に従って混合層中の二つのマトリクス材料の濃度比を変動させることによって達成できる。
本発明の例2a及び2bは、以下の層構造により達成される:40 nmのHIM、7%のTERでドープされた10nmのTMM2、70%のTMM2、20%のTMM3及び10%のIr(ppy)3からなる10 nmの混合層(例2a)又は50%のTMM2、40%のTMM3及び10%のIr(ppy)3からなる10 nmの混合層(例2b)、5%のBD2でドープされた20 nmのBH2、20 nmのETM、1 nmのLiF、100 nmのAl。この場合、色は、照明用途のために典型的に望まれるような、温白色領域内で変化される。CIE 0.44/0.41の白色例2bは、光源Aの色度座標に対応し、混合比におけるTMM2に有利な変化により、CIE 0.38/0.38のより少ない温白色カラーロケーションが得られる。
この比較例は、例1と同じ材料から構築されるが混合されたホスト層を用いないOLEDを示す。例3a及び3bは以下の層構造により達成される:20 nmのHIM、20 nm のNPB、5%のBD1でドープされた11 nm (3a)又は8 nm (3b)のBH1、15%のIr(ppy)3でドープされた17 nm (3a)又は18 nm (3b)のSK、15% のTERでドープされた12 nm (3a)又は14 nm (3b)のSK、20 nmのAlq、1 nm のLiF、100 nmのAl。緑色発光層中で、第二のマトリクス材料なしでは色を白色に設定できないため、ここでは、層の順序を赤色、緑色、青色から、青色、緑色、赤色に変化させる必要がある。同じ純白又は温白色の色度座標が、例1a及び1bに対応して達成される。しかしながら、混合されたホスト層の可調整が欠如しているために、ここで色は三つの全てのエミッター層における層厚さの変化を介して調整されなければならず、これは著しく高い技術的複雑性を意味する。加えて、発光データから、この種の構造は、TMM1を省略した以外は混合マトリクスの形成のために同じ材料を用いているにも関わらず、例1の本発明に従うものよりも効率と寿命が劣ることが分かる。
例4は、その混合層が電子伝導性成分として本発明によるものではない材料TPBIを含むOLEDを示す。層構造は例1aと同様であり、20 nmのHIM、20 nmのNPB、15%のTERでドープされた5 nmのNPB、75%のTMM1、10%のTPBI及び15%のIr(ppy)3からなる15 nmの混合層(例1a)又は60%のTMM1、25%のSK及び15%のIr(ppy)3からなる15 nmの混合層(例1b)、5%のBDでドープされた20 nmのBH、20 nmのAlq、1 nmのLiF、100 nmのAlである。一方、色度座標は、例1aと比較して赤色に転じた。この材料の組合せを用いて純白色を達成することは極めて困難である。もとから極めて良好な正孔伝導体である混合層であるにも関わらず、十分な正孔が青色層に移動しないようにみえる。一方、TPBIの使用は、著しく悪い寿命をもたらす。
Claims (15)
- アノード、カソード及び少なくとも三つの発光層A、B及びCを互いにこの順番で含み、
層AとCの間に位置する発光層Bが、少なくとも一つの燐光化合物、さらに、少なくとも一つの正孔伝導性材料及び少なくとも一つの芳香族ケトンを含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記芳香族ケトンが下式(1)の化合物であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子:
Arは、出現毎に同一であるか異なり、5〜80個の芳香族環原子を有する芳香族又は複素環式芳香族環構造であり、これは各場合に、1以上の基R1で置換されてよい;
R1は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、C(=O)Ar1、P(=O)(Ar1)2、S(=O)Ar1、S(=O)2Ar1、CR2=CR2Ar1、CN、NO2、Si(R2)3、B(OR2)2、B(R2)2、B(N(R2)2)2、OSO2R2、1〜40個のC原子を有する直鎖のアルキル、アルコキシ又はチオアルコキシ基、又は3〜40個のC原子を有する分枝又は環状のアルキル、アルコキシ又はチオアルコキシ基、又は2〜40個のC原子を有するアルケニル又はアルキニル基であり、それぞれ、1以上のラジカルR2で置換されてよく、式中、1以上の隣接しないCH2基は、R2C=CR2、C≡C、Si(R2)2、Ge(R2)2、Sn(R2)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR2、P(=O)(R2)、SO、SO2、NR2、O、S又はCONR2で置換されてよく、及び、式中、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CN又はNO2、又は、各場合に、1以上のラジカルR2で置換されてよい、5〜60個の芳香族環原子を有する芳香族又は複素環式芳香族環構造、又は、1以上のラジカルR2で置換されてよい、5〜60個の芳香族環原子を有するアリールオキシ又はヘテロアリールオキシ基、又は、1以上のラジカルR2で置換されてよい、5〜60個の芳香族環原子を有するアラルキル又はヘテロアラルキル基、又は、それらの構造の組み合わせで置換されてよい;ここで、2以上の隣接する置換基R1は、互いに、モノ-又は多環式、脂肪族又は芳香族環構造をも形成可能である;
Ar1は、出現毎に同一であるか異なり、5〜40個の芳香族環原子を有する芳香族又は複素環式芳香族環構造であり、これは、1以上のラジカルR2で置換されてよい;
R2は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、CN又は1〜20個のC原子を有する脂肪族、芳香族及び/又は複素環式芳香族有機ラジカルであり、ここでさらに、H原子は、Fで置換されてよい;ここで、2以上の隣接する置換基R2は、互いに、モノ-又は多環式、脂肪族又は芳香族環構造をも形成可能である。 - 請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記基Arが、フェニル、2-、3-又は4-トリル、3-又は4-o-キシリル、2-又は4-m-キシリル、2-p-キシリル、o-、m-又はp-tert-ブチルフェニル、o-、m-又はp-フルオロフェニル、ベンゾフェノン、1-、2-又は3-フェニルメタノン、2-、3-又は4-ビフェニル、2-、3-又は4-o-テルフェニル、2-、3-又は4-m-テルフェニル、2-、3-又は4-p-テルフェニル、2'-p-テルフェニル、2'-、4'-又は5'-m-テルフェニル、3'-又は4'-o-テルフェニル、p-、m,p-、o,p-、m,m-、o,m-又はo,o-クアテルフェニル、キンケフェニル、セキシフェニル、1-、2-、3-又は4-フルオレニル、2-、3-又は4-スピロ-9,9'-ビフルオレニル、1-、2-、3-又は4-(9,10-ジヒドロ)フェナントレニル、1-又は2-ナフチル、2-、3-、4-、5-、6-、7-又は8-キノリニル、1-、3-、4-、5-、6-、7-又は8-イソキノリニル、1-又は2-(4-メチルナフチル)、1-又は2-(4-フェニルナフチル)、1-又は2-(4-ナフチル-ナフチル)、1-、2-又は3-(4-ナフチル-フェニル)、2-、3-又は4-ピリジル、2-、4-又は5-ピリミジニル、2-又は3-ピラジニル、3-又は4-ピリダンジニル、2-(1,3,5-トリアジン)イル-、2-、3-又は4-(フェニルピリジル)、3-、4-、5-又は6-(2,2'-ビピリジル)、2-、4-、5-又は6-(3,3'-ビピリジル)、2-又は3-(4,4'-ビピリジル)及び1以上のそれらのラジカルの組合せを表すことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記三つの発光層A、B及びCが、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層であることを特徴とする、請求項1〜4の一以上に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記層Aが赤色発光層であり、前記層Bが緑色発光層であり、及び前記層Cが青色発光層であり、ここで、層Aがアノード側にあり、層Cがカソード側にあり、又は、
前記層Aが青色発光層であり、前記層Bが緑色発光層であり、及び前記層Cが赤色発光層であり、ここで、層Aがアノード側にあり、層Cがカソード側にあることを特徴とする、請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 層B中の前記燐光化合物の割合が、1〜50体積%であり、好ましくは3〜25体積%であり、特に好ましくは5〜20体積%であることを特徴とする、請求項1〜6の一以上に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記正孔伝導性化合物と前記芳香族ケトンの混合比が、20:1〜1:10であり、好ましくは10:1〜1:3であり、特に好ましくは8:1〜1:1であることを特徴とする、請求項1〜7の一以上に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記燐光放射体(phosphorescent emitter present)が、式(2)〜(5)の化合物の少なくとも一つであることを特徴とする、請求項1〜8の一以上に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子:
DCyは、出現毎に同一であるか異なり、少なくとも一つのドナー原子、好ましくは、窒素、カルベン型の炭素又は燐を含む環状基であり、環状基はドナー原子を介して金属に結合し、環状基は1以上の置換基R1を順に担持してもよく;DCyとCCyは、互いに共有結合を介して結合する;
CCyは、出現毎に同一であるか異なり、炭素原子を含む環状基であり、環状基は炭素原子を介して金属に結合し、環状基は1以上の置換基R1を順に担持してもよい;
Aは、出現毎に同一であるか異なり、モノアニオン性2座キレート配位子、好ましくは、ジケトン配位子又はピコリネート配位子である。 - 層B中の前記正孔伝導性化合物が> -5.8 eV、好ましくは> -5.6 eV、特に好ましくは> -5.4 eVのHOMOを有することを特徴とする、請求項1〜9の一以上に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 層Bにおいて用いられる前記正孔伝導性化合物が、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、インドールカルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、双極性マトリクス材料、請求項9に記載の式(2)〜(5)の燐光金属錯体又はジアザシロール又はテトラアザシロール誘導体であることを特徴とする、請求項1〜10の一以上に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記赤色発光層が、好ましくは請求項9に記載の式(2)〜(5)の赤色発光構造から選択される、少なくとも一つの赤色燐光エミッターを含み、及び、
前記赤色燐光エミッターのために用いられる前記マトリクス材料が、請求項3又は4に記載の式(1)の化合物、トリアリールアミン、カルバゾール誘導体、インドールカルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、双極性マトリクス材料、シラン、アザボロール、ホウ酸エステル、トリアジン誘導体、亜鉛錯体又はそれらの材料の混合物であることを特徴とする、請求項1〜11の一以上に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記青色発光層が、好ましくは請求項9に記載の式(2)〜(5)の青色発光構造から選択される、少なくとも一つの青色燐光エミッター、又は、好ましくはモノスチリルアミン、ジスチリルアミン、トリスチリルアミン、テトラスチリルアミン、スチリルホスフィン、スチリルエーテル、アリールアミン、芳香族アントラセンアミン、芳香族ピレンアミン又はピレンジアミン、芳香族クリセンアミン又はクリセンジアミン、インデノフルオレンアミン又はインデノフルオレンジアミン、ベンゾインデノフルオレンアミン又はベンゾインデノフルオレンジアミン及びジベンゾインデノフルオレンアミン又はジベンゾインデノフルオレンジアミンの群から選択される、少なくとも一つの青色蛍光エミッターを含み、及び、
前記青色蛍光エミッターのための前記正孔材料が、オリゴアリーレンの分類から選択され、特に、オリゴアリーレン含有縮合芳香族基、特に、アントラセン誘導体、オリゴアリーレンビニレン、ポリポダル金属錯体、正孔伝導性化合物、電子伝導性化合物、特に、ケトン、ホスフィンオキシド、スルホオキシド、アトロプ異性体、ホウ素酸誘導体及びベンズアントラセン誘導体から選択されることを特徴とする、請求項1〜12の一以上に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 少なくとも三つの発光層A、B及びCを互いにこの順番で含む白色発光エレクトロルミネッセンス素子のカラーロケーションの設定方法であって、層Bは、少なくとも一つの燐光エミッター、少なくとも一つの電子伝導性マトリクス材料及び少なくとも一つの正孔伝導性マトリクス材料を含み、前記エレクトロルミネッセンス素子の前記 カラーロケーションが、前記正孔伝導性マトリクス材料及び前記電子伝導性マトリクス材料の混合比を変化させることによって設定されることを特徴とする方法。
- 少なくとも三つの発光層A、B及びCを互いにこの順番で含む有機エレクトロルミネッセンス素子の層Bにおいて、カラーロケーションを設定するための、正孔伝導性マトリクス材料と電子伝導性マトリクス材料の混合物の、燐光エミッターと組合せた使用。
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